JP4929610B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

Manufacturing method of semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP4929610B2
JP4929610B2 JP2005110471A JP2005110471A JP4929610B2 JP 4929610 B2 JP4929610 B2 JP 4929610B2 JP 2005110471 A JP2005110471 A JP 2005110471A JP 2005110471 A JP2005110471 A JP 2005110471A JP 4929610 B2 JP4929610 B2 JP 4929610B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
trench
semiconductor device
plane
manufacturing
silicon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005110471A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006294716A (en
Inventor
和男 下山
均 栗林
朋之 河島
学 武井
治雄 中澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP2005110471A priority Critical patent/JP4929610B2/en
Publication of JP2006294716A publication Critical patent/JP2006294716A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4929610B2 publication Critical patent/JP4929610B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

この発明は、MOSFET(絶縁ゲート型電界効果トランジスタ)、IGBT(絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)、超接合半導体装置、BJT(バイポーラ接合トランジスタ)、サイリスタ、ダイオードなどの深いプレーナ型主接合を有する高耐圧半導体装置およびその製造方法の改良に関し、詳しくは、銅や鉄などの好ましくない遷移金属からなる重金属不純物イオンを半導体装置の領域外でゲッタリングさせることにより特性向上を図る半導体装置およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a high breakdown voltage semiconductor having a deep planar type main junction such as a MOSFET (insulated gate field effect transistor), IGBT (insulated gate bipolar transistor), super junction semiconductor device, BJT (bipolar junction transistor), thyristor, or diode. More particularly, the present invention relates to a semiconductor device whose characteristics are improved by gettering heavy metal impurity ions made of an undesirable transition metal such as copper or iron outside the region of the semiconductor device, and a method for manufacturing the same.

半導体単結晶の成長過程やその単結晶材料のウエハ化加工、さらに、この単結晶ウエハに半導体装置(チップ)領域を形成するためのウエハプロセスにおける不純物導入および拡散工程においては、目的とする機能性不純物だけでなく重金属不純物や各種結晶欠陥も導入されてしまうことが避けられない。導入される不純物のうち、特に、ウエハの内部または表面にあったものおよびドーピング材料自体に含まれていた銅や鉄などの遷移金属からなる重金属不純物イオンは、前記工程によりウエハ内に導入されると、半導体結晶のバンドギャップの中央付近に深い準位を形成する場合が多い。その結果、このような重金属不純物イオンが前記不純物導入および拡散工程において形成されたpn接合部に存在する積層欠陥に取り込まれて固着した場合、pn接合リーク電流を増大させてしまうことが知られている。   In the process of semiconductor single crystal growth, wafer processing of the single crystal material, and impurity introduction and diffusion steps in the wafer process for forming semiconductor device (chip) regions on the single crystal wafer It is inevitable that not only impurities but also heavy metal impurities and various crystal defects are introduced. Among impurities to be introduced, in particular, heavy metal impurity ions made of transition metals such as copper and iron contained in the inside or surface of the wafer and contained in the doping material itself are introduced into the wafer by the above-described process. In many cases, a deep level is formed near the center of the band gap of the semiconductor crystal. As a result, it is known that when such heavy metal impurity ions are taken in and fixed in stacking faults existing in the pn junction formed in the impurity introduction and diffusion process, the pn junction leakage current is increased. Yes.

さらに、これら重金属不純物がウエハ表面に付着している場合、前記重金属不純物は一般的にシリコン中での拡散係数が非常に大きいので、ウエハプロセスにおいて、通常の拡散温度より低温においても、いとも簡単に短時間でウエハの奥深くに拡散してしまう。条件によってはウエハ表面からウエハ裏面への貫通拡散も可能である。
このように容易にウエハ奥深くまで拡散し、電気的に活性となった重金属不純物を半導体基板の半導体素子形成領域から除去し、この半導体素子形成領域をより完全性の高い結晶領域とするために、従来でも図2に示すような各種ゲッタリングシンクの形成方法(サンドブラストによる積層欠陥101、レーザー照射やイオン注入による結晶転移欠陥102、窒化シリコン膜のような熱膨張係数の差を利用した結晶歪103、酸素析出により誘起される欠陥104など)が広く知られている。このようなゲッタリングシンクの形成技術は基本的に、汚染不純物または結晶欠陥などを半導体素子形成領域から十分離し、特性に及ぼす影響の小さい場所(ゲッタリングシンク)に移動させ、そしてそれらを固着(ゲッタ)して捕獲させて、半導体素子特性や良品率の向上を図る方法である。前述のゲッタリングシンクは、以下に述べるように、内因性ゲッタリングと外因性ゲッタリングとに分けられる。
Furthermore, when these heavy metal impurities adhere to the wafer surface, the heavy metal impurities generally have a very large diffusion coefficient in silicon, so it is very easy even in the wafer process even at a temperature lower than the normal diffusion temperature. It will diffuse deep into the wafer in a short time. Depending on conditions, penetration diffusion from the wafer surface to the wafer back surface is also possible.
In order to remove the heavy metal impurities that are easily diffused deep into the wafer in this way and become electrically active from the semiconductor element formation region of the semiconductor substrate, and to make this semiconductor element formation region a more complete crystal region, Conventionally, various methods for forming various gettering sinks as shown in FIG. 2 (stacking defects 101 by sandblasting, crystal transition defects 102 by laser irradiation or ion implantation, and crystal strain 103 using a difference in thermal expansion coefficient such as a silicon nitride film) And defects 104 caused by oxygen precipitation are widely known. Such a gettering sink formation technique basically separates contaminating impurities or crystal defects from the semiconductor element formation region, moves them to a place having a small influence on properties (gettering sink), and fixes them ( This is a method for improving the characteristics of the semiconductor element and the yield rate by gettering and capturing. The gettering sink described above can be divided into intrinsic gettering and extrinsic gettering as described below.

CZ引き上げ法により製造されたシリコンウエハ内に多く含まれる酸素の析出を利用して形成されるゲッタリングシンク104を内因性ゲッタリング(イントリンシックゲッタリング)という。内因性ゲッタリングでは、シリコン結晶に取り込まれている前記酸素原子が熱処理により内部で析出して形成される微小欠陥や積層欠陥を利用する。このような積層欠陥などは前記重金属不純物原子を効果的にゲッタリングする性質を有している。ウエハの表面に近い部分の酸素濃度は外方拡散により除去し、ウエハ内部では析出させた酸素により重金属をゲッタリングさせることが前記内因性ゲッタリング(イントリンシックゲッタリング)方法の特徴である。
この方法は、図3に示すようなCMOS集積回路やバイポーラICを中心とする半導体素子では広く用いられ、一般的な方法となっている。主にチョコラルスキー法(CZ法)によって作製されたウエハ基板200内に存在する格子間酸素を、熱処理によりウエハバルク内に析出させ、この酸素析出物やあるいはそれによって誘起された結晶欠陥をゲッタリングシンク(IG)202として利用すると共に、一方で半導体素子を形成するウエハ表面近傍領域は、非酸化性雰囲気下で熱処理を行うことにより格子間酸素を外方拡散させてデヌーテッドゾーン(DZ)201と呼ばれる無欠陥層を形成させ、このDZを半導体素子形成領域204として利用することにより、半導体素子特性および良品率の向上を図る方法である。
The gettering sink 104 formed by utilizing the precipitation of oxygen contained in a large amount in a silicon wafer manufactured by the CZ pulling method is called intrinsic gettering (intrinsic gettering). In intrinsic gettering, the micro atoms and stacking faults formed by the oxygen atoms incorporated in the silicon crystal being precipitated inside by heat treatment are used. Such stacking faults have the property of effectively gettering the heavy metal impurity atoms. The intrinsic gettering (intrinsic gettering) method is characterized in that the oxygen concentration in the portion close to the surface of the wafer is removed by outward diffusion, and heavy metal is gettered by the precipitated oxygen inside the wafer.
This method is widely used in semiconductor elements such as CMOS integrated circuits and bipolar ICs as shown in FIG. 3, and is a general method. Interstitial oxygen present in the wafer substrate 200 produced mainly by the chocolate ski method (CZ method) is precipitated in the wafer bulk by heat treatment, and the oxygen precipitates or crystal defects induced thereby are gettering sinks. While being used as (IG) 202, on the other hand, in the vicinity of the wafer surface where the semiconductor element is formed, the interstitial oxygen is diffused outward by performing heat treatment in a non-oxidizing atmosphere, and the denominated zone (DZ) 201 is obtained. This is a method for improving the semiconductor element characteristics and the yield rate by using the DZ as the semiconductor element formation region 204.

一方、ウエハの裏面に高濃度の不純物拡散層、多結晶シリコン、ダメージ層などを形成することにより、歪み場を形成して、そこに重金属不純物原子を固着する方法は外因性ゲッタリング(エクストリンシックゲッタリング)と言われ、既に前記図2に示すように種々の方法がある。前記図3に示す半導体素子でもウエハの裏面側には外因性ゲッタリング(EG−エクストリンシックゲッタリング)203と言われる加工が施されている。
ゲッタリングに関する公知文献には、次のようなものがある。
イオン注入により素子分離領域にゲッタリング領域を形成することにより、重金属などの汚染物質を効果的にゲッタリングする発明の記載がある(特許文献1)。ゲッタリングされた重金属の再放出を防止する発明に関する文献(特許文献2)。高不純物濃度領域によるゲッタリング効果の高い領域を形成する発明が知られている(特許文献3)。素子形成層に含まれる重金属不純物をゲッタリングするために高不純物濃度層を形成する発明が記載されている(特許文献4)。
特開平11−297703号公報 特許第3296304号公報 特開2000−315736号公報 特許第3539374号公報
On the other hand, a method of forming a strain field by forming a high-concentration impurity diffusion layer, polycrystalline silicon, a damage layer, etc. on the back surface of the wafer and fixing heavy metal impurity atoms there is extrinsic gettering (extrinsic) There are various methods as shown in FIG. Also in the semiconductor element shown in FIG. 3, processing called exogenous gettering (EG-extrinsic gettering) 203 is performed on the back side of the wafer.
The following are known documents related to gettering.
There is a description of an invention that effectively getsters contaminants such as heavy metals by forming a gettering region in an element isolation region by ion implantation (Patent Document 1). Document relating to an invention for preventing re-release of gettered heavy metal (Patent Document 2). An invention for forming a region having a high gettering effect due to a high impurity concentration region is known (Patent Document 3). An invention is described in which a high impurity concentration layer is formed in order to getter heavy metal impurities contained in an element formation layer (Patent Document 4).
JP 11-297703 A Japanese Patent No. 3296304 JP 2000-315736 A Japanese Patent No. 3539374

しかしながら、非酸化性雰囲気下での熱処理で形成できるデヌーテッドゾーン(DZ)と呼ばれる無欠陥層の深さは、通常は、表面より数μm程度の深さしかないので、図4の斜視図に示されるSJ(super junction、超接合)−MOSFETや、その他RB(Reverse blocking、逆阻止)−IGBTなどのように、ウエハ300のバルク方向に数十μmから数百μmの深さにわたってpn接合301が形成されるような高耐圧半導体装置においては、ほとんどその効果を期待できない。また、あえて深さ数μmを超えて数十μmや数百μmに達する深い前記DZ(無欠陥層)を形成しようとすると、多大な熱処理温度と熱処理時間を必要とするので、合理的な量産的観点から実質的には不可能と言わざるを得ない。さらに前記通常の浅いDZの深さのままで、バルク中に前述の深いpn接合を有する半導体素子を作製したとすると、この半導体素子では、そのpn接合への逆バイアス印加によって空乏層が広がると、この空乏層領域中に内因性ゲッタリングシンク302が残った状態になるので、このゲッタリングシンク自体がpn接合リーク電流の発生源となって半導体素子特性が低下したものになる。   However, since the depth of a defect-free layer called a denuded zone (DZ) that can be formed by heat treatment in a non-oxidizing atmosphere is usually only about several μm deep from the surface, the perspective view of FIG. SJ (Super Junction) -MOSFET and other RB (Reverse Blocking) -IGBT as shown in FIG. 1 in the bulk direction of the wafer 300 in a pn junction over a depth of several tens to several hundreds of μm In a high voltage semiconductor device in which 301 is formed, the effect can hardly be expected. In addition, if a deep DZ (defect-free layer) that exceeds several μm depth and reaches several tens of μm or several hundred μm is formed, a large amount of heat treatment temperature and heat treatment time are required. From a practical point of view, it must be said that it is practically impossible. Further, assuming that the semiconductor element having the above-described deep pn junction is fabricated in the bulk while maintaining the normal shallow DZ depth, in this semiconductor element, the depletion layer spreads by applying a reverse bias to the pn junction. Since the intrinsic gettering sink 302 remains in the depletion layer region, the gettering sink itself becomes a source of pn junction leakage current and the semiconductor element characteristics are deteriorated.

またさらに、図5(a)〜(d)の断面図に示すような半導体装置のウエハプロセスの後半以降(図5(c))でウエハ400の薄化工程で、ウエハが研削される場合、同時に、図5(a)で形成され、図5(b)で汚染金属402に対して有効性を示した矢印404で示すサンドブラスト、イオン注入などにより形成されるゲッタリングシンク401を含む層も除去されてしまうため、ウエハ400を薄化した後のウエハプロセス(図5(d))において混入する金属不純物403に対してはゲッタリング能力が低下する結果、不純物金属403は半導体活性領域に拡散して固着して半導体素子特性や良品率の低下をもたらすという弊害が生じる。
要するに、SJ(Super junction、超接合)−MOSFETや、RB(Reverse blocking、逆阻止)−IGBTなどのような、ウエハのバルク方向(深さ方向)に深いpn接合が形成され、且つウエハの薄化工程を伴う高耐圧半導体装置では、有効性のあるイントリンシックゲッタリングシンク(IG)の形成が難しく、且つ、ウエハ裏面に形成するエクストリンシックゲッタリングシンク(EG)もウエハ薄化工程後では、除去によりその効果が失われてしまうことに前述のような特性および良品率低下などの問題の発生する原因があると言うことである。
Furthermore, when the wafer is ground in the wafer 400 thinning step after the latter half of the wafer process (FIG. 5C) of the semiconductor device as shown in the cross-sectional views of FIGS. At the same time, the layer including the gettering sink 401 formed by sand blasting, ion implantation, etc. formed by the arrow 404 shown in FIG. 5A and effective against the contaminated metal 402 in FIG. 5B is also removed. As a result, the gettering ability of the metal impurity 403 mixed in the wafer process after thinning the wafer 400 (FIG. 5D) is reduced, and as a result, the impurity metal 403 diffuses into the semiconductor active region. As a result, there is a negative effect that the semiconductor element characteristics and non-defective product rate are lowered by fixing.
In short, a deep pn junction is formed in the bulk direction (depth direction) of the wafer, such as SJ (Super Junction) -MOSFET or RB (Reverse Blocking) -IGBT, and the wafer is thin. In a high-voltage semiconductor device that involves an etching process, it is difficult to form an effective intrinsic gettering sink (IG), and an extrinsic gettering sink (EG) formed on the back surface of the wafer is also formed after the wafer thinning process. That the effect is lost by the removal means that there is a cause of occurrence of problems such as the above-mentioned characteristics and a decrease in the yield rate.

本発明は、以上、述べた点に鑑みてなされたものであり、ウエハバルクに形成されるpn接合や表面デバイス機能領域に影響を与えないゲッタリングシンクを容易に作製でき、ウエハプロセスにおける薄化工程後もゲッタリング能力は有効であって、半導体素子特性の低下や良品率低下を防止できる半導体装置とその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and can easily produce a gettering sink that does not affect a pn junction or a surface device functional region formed in a wafer bulk, and a thinning step in a wafer process. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device that have effective gettering ability and can prevent deterioration in semiconductor element characteristics and reduction in yield rate.

許請求の範囲の請求項記載の本発明によれば、(100)面を主面とするシリコン半導体基板の一方の主面に、湿式異方性エッチングにより、半導体素子形成領域の外周に位置して{111}面を側壁とし、{100}面を底面とするトレンチを形成すると共に前記底面にヒロックを形成し、その後前記トレンチをポリシリコンまたはシリコンエピタキシャル層により埋め戻し、その後、前記半導体素子形成領域内に所要の機能領域を順次形成し、前記半導体素子形成領域内に所要の機能領域を順次形成する製造工程が一方の主面に前記所要の機能領域を形成後、他方の主面を研削した後、他方の主面に所要の機能領域を形成する半導体装置の製造方法とすることにより、前記目的は達成できる。 According to the present invention of claim 1, wherein the range of patent claims, on one main surface of the silicon semiconductor substrate to the (100) surface orientation, by wet anisotropic etching, the outer periphery of the semiconductor element forming region A trench having a {111} plane as a side wall and a {100} plane as a bottom is formed, and a hillock is formed on the bottom, and then the trench is backfilled with polysilicon or a silicon epitaxial layer. A manufacturing process in which a required functional region is sequentially formed in an element formation region and the required functional region is sequentially formed in the semiconductor element formation region is formed after the required functional region is formed on one main surface, and then the other main surface The above object can be achieved by forming a semiconductor device in which a required functional region is formed on the other main surface after grinding .

許請求の範囲の請求項記載の本発明によれば、前記トレンチが、アンモニア水溶液または15%以下の低濃度のTMAH(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)水溶液によるエッチングにより形成される特許請求の範囲の請求項1に記載の半導体装置の製造方法とすることが好ましい。
特許請求の範囲の請求項記載の本発明によれば、前記トレンチは、主面が(100)であるシリコン半導体基板上に方向〔110〕およびそれと等価な方向〈110〉に沿ったパターンを有するエッチングマスクを形成した後、トレンチ側壁が面(111)およびそれと等価な面{111}と平行になるようにアルカリ溶液による湿式異方性エッチングをすることにより形成される特許請求の範囲の請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法とすることもよい。
According to the present invention of claim 2, wherein the range of patent claims, wherein the trench, the claims are formed by etching with TMAH (tetramethylammonium hydroxide) aqueous ammonia solution or 15% or less of low density Preferably, the method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1 is used.
According to the third aspect of the present invention, the trench has a pattern along a direction [110] and an equivalent direction <110> on a silicon semiconductor substrate having a main surface of (100). Claims formed by wet anisotropic etching with an alkaline solution so that the trench sidewalls are parallel to the surface (111) and its equivalent surface {111} after forming an etching mask having It is good also as a manufacturing method of the semiconductor device of claim | item 1 or 2 .

特許請求の範囲の請求項記載の本発明によれば、前記トレンチがトレンチ側壁の(111)面と(1−1−1)面と底面(100)面を含む面で構成され、該底面(100)面にポリシリコンまたはエピタキシャルシリコンを成膜する特許請求の範囲の請求項乃至のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法とすることがより好ましい。
特許請求の範囲の請求項記載の本発明によれば、アルカリ溶液による湿式異方性シリコンエッチングにおける逆台形型のトレンチの深さやマスク開口幅を調整することによって、トレンチ底部の(100)面の幅を制御する特許請求の範囲の請求項乃至のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法とすることが望ましい。
特許請求の範囲の請求項記載の本発明によれば、シリコン層でトレンチ内を充填した後、熱酸化処理を加える特許請求の範囲の請求項乃至のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法とすることが好適である。
According to the present invention of claim 4 , the trench is constituted by a plane including a (111) plane, a (1-1-1) plane, and a bottom plane (100) plane of the trench side wall, and the bottom plane More preferably, the method of manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 3 , wherein a polysilicon or epitaxial silicon film is formed on a (100) plane.
According to the present invention of claim 5 , by adjusting the depth of the inverted trapezoidal trench and the mask opening width in wet anisotropic silicon etching with an alkaline solution, the (100) plane at the bottom of the trench is adjusted. It is desirable to use the method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 4 for controlling the width of the semiconductor device.
According to the present invention as set forth in claim 6, the semiconductor according to any one of claims 1 to 5 , wherein a thermal oxidation treatment is applied after filling the trench with a silicon layer. It is preferable to adopt a method for manufacturing an apparatus.

本発明によれば、ウエハバルクに形成されるpn接合や表面デバイス機能領域に影響を与えないゲッタリングシンクを容易に作製でき、ウエハプロセスにおける薄化工程後もゲッタリング能力は有効であって、半導体素子特性の低下や良品率低下を防止できる半導体装置とその製造方法を提供することができる。   According to the present invention, a gettering sink that does not affect the pn junction and surface device functional region formed in the wafer bulk can be easily manufactured, and the gettering capability is effective even after the thinning process in the wafer process. It is possible to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the same that can prevent deterioration in element characteristics and reduction in yield rate.

図1は本発明にかかる逆阻止型絶縁ゲート形バイポーラトランジスタ(以下逆阻止IGBTと略す)の断面図であり、図6は本発明にかかる半導体装置を含むウエハの要部斜視図、図7は、本発明にかかる半導体装置の製造方法を工程順に示す要部断面図、図8は本発明の半導体装置の製造方法におけるトレンチエッチング状態を示すSEM写真図、図9は図8のトレンチ部分の拡大SEM写真図である。
上記目的を達成するため、本発明にかかる半導体装置、たとえばSJ(super junction、超接合)−MOSFETや、RB(Reverse blocking、逆阻止)−IGBTなどのような、ウエハのバルク方向(深さ方向)に深いpn接合が形成されるような半導体装置のウエハ工程の途中において、結晶欠陥が存在していても半導体素子特性に影響がない、もしくは最終的に除去されてしまうような領域、つまり分離層領域(スクライブライン領域などを含む切断領域)のウエハ表面領域の直上から、結晶方向に対する選択エッチング性を有するアンモニア水溶液やTMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド)水溶液などのアルカリ性の溶液を用いたシリコン湿式異方性エッチングによってトレンチ(逆台形型の溝)を形成し、このトレンチ内(溝)を積層欠陥や転位などの結晶欠陥が多数含まれるエピタキシャルシリコン薄膜やポリシリコン薄膜で充填することによって、ゲッタリングシンクを形成する。
1 is a cross-sectional view of a reverse blocking insulated gate bipolar transistor (hereinafter abbreviated as reverse blocking IGBT) according to the present invention, FIG. 6 is a perspective view of a principal part of a wafer including a semiconductor device according to the present invention, and FIG. FIG. 8 is an essential part cross-sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention in the order of steps, FIG. 8 is a SEM photograph showing a trench etching state in the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, and FIG. 9 is an enlarged view of a trench portion of FIG. It is a SEM photograph figure.
In order to achieve the above object, a semiconductor device according to the present invention, for example, SJ (super junction) -MOSFET, RB (Reverse blocking) -IGBT, or the like in the wafer bulk direction (depth direction). In the middle of the wafer process of the semiconductor device in which a deep pn junction is formed, the region in which the semiconductor element characteristics are not affected or finally removed even if crystal defects exist, ie, isolation Wet silicon using an alkaline solution such as an aqueous ammonia solution or an aqueous solution of TMAH (tetramethylammonium hydroxide) having a selective etching property with respect to the crystal direction from directly above the wafer surface region of the layer region (cutting region including the scribe line region). Trench (reverse by anisotropic etching) Forming a groove) shape type, by crystal defects such as stacking faults and dislocations within the trenches (grooves) are filled with epitaxial silicon thin film or polycrystalline silicon thin film that contains a large number to form a gettering sink.

図6に本発明の原理を説明するためのウエハの模式的斜視図を示す。分離領域(スクライブラインを含む)5上の表面近傍のトレンチ底面3に結晶欠陥(ヒロック)を導入させるようにエッチングし、続いてエピタキシャルシリコンを充填することにより半導体素子形成領域4を取り囲むようパターンのゲッタリングシンク5−1を作る。場合によっては追加で酸化処理を行って転位網を広げて欠陥密度を上げることにより、ゲッタリング能力をさらに向上させる。その後のウエハ工程において混入される汚染金属や格子間酸素、格子間シリコン、原子空孔などをこのゲッタリングシンク5−1に取り込ませて(ゲッタリングする)固定する。このようなゲッタリングの結果、これら金属汚染や格子間酸素、格子間シリコン、原子空孔などに起因する半導体素子特性の低下や良品率低下を大幅に改善されるという効果を奏する。   FIG. 6 shows a schematic perspective view of a wafer for explaining the principle of the present invention. Etching is performed so as to introduce crystal defects (hillocks) in the trench bottom surface 3 in the vicinity of the surface on the isolation region (including the scribe line) 5, and then the epitaxial silicon is filled to form a pattern so as to surround the semiconductor element formation region 4. Make a gettering sink 5-1. In some cases, an additional oxidation treatment is performed to widen the dislocation network to increase the defect density, thereby further improving the gettering ability. Contaminated metals, interstitial oxygen, interstitial silicon, atomic vacancies and the like mixed in the subsequent wafer process are taken into (gettering) and fixed in the gettering sink 5-1. As a result of such gettering, there is an effect that the deterioration of the semiconductor device characteristics and the non-defective product rate due to the metal contamination, interstitial oxygen, interstitial silicon, atomic vacancies and the like are greatly improved.

図1は本発明にかかる逆阻止IGBTを表す模式断面図であり、ゲッタリングシンク5−1はスクライブラインを含む分離領域5内に部分的に形成されるので、半導体素子特性の劣化や良品率低下は伴わない。またゲッタリングシンク5−1用の場所を新規に設定するのではなく、分離領域5という既存のスクライブラインとして除去される領域をゲッタリングシンク領域として兼ね合わせているので、スループット(ウエハからのチップの取れ数)の低下を伴わないという効果を奏する。
さらには、投入当初の厚いウエハに対しては、比較的表面近傍(トレンチ底面)にゲッタリングシンク5−1が形成されるので、ウエハ薄化工程で裏面が研削除去された後にもゲッタリングシンク5−1がすべて除去されることはなく、ゲッタリング能力は保持されるという効果を奏する。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a reverse blocking IGBT according to the present invention. Since the gettering sink 5-1 is partially formed in the isolation region 5 including the scribe line, the deterioration of the semiconductor element characteristics and the yield rate are shown. There is no decline. Also, instead of setting a new location for the gettering sink 5-1, the area to be removed as an existing scribe line called the separation area 5 is also used as the gettering sink area, so that the throughput (chip from the wafer) The effect is that there is no reduction in the number of removals.
Furthermore, since a gettering sink 5-1 is formed relatively close to the surface (bottom surface of the trench) for a thick wafer at the beginning, the gettering sink is also obtained after the back surface is ground and removed in the wafer thinning process. All of the 5-1 is not removed, and the gettering ability is maintained.

上記アルカリ溶液による湿式異方性シリコンエッチングによるトレンチ5−2形成において、アンモニア水溶液を用いた場合、ほとんどすべての濃度でヒロック6と呼ばれるピラミッド形状の凹凸がトレンチ5−2底面の(100)面3に発生する。図8およびその拡大図である図9に、アンモニア水溶液での湿式異方性シリコンエッチングによってトレンチ5−2の底面に積極的にヒロック6を発生させたトレンチ5−2のSEM写真図を示す。これらの写真図において、トレンチ中にピラミッド状の突起が前述のヒロック6である。また前記TMAH溶液を用いた場合には、表面の平坦性は溶液濃度に依存性があり、溶液濃度が低いと、ヒロック6の密度が大きくなる。具体的には15%以下の濃度でヒロック6が発生しやすく、密度も高くなる。
このヒロック6が底面に形成されたトレンチ5−2内を、エピタキシャルシリコン5−3で充填した場合、エピタキシャル積層欠陥(epitaxial stacking fault)や、転位などの結晶欠陥がヒロック6を起点として発生し、ヒロック6密度に対応した密度を有する結晶欠陥が前記充填エピタキシャルシリコン5−3に導入される。また、エッチングに用いるアルカリ溶液の濃度やエッチング温度を制御することにより、導入される転位のサイズや密度を制御してゲッタリング能力を定量的に制御することが可能である。トレンチ5−2内をポリシリコン膜で充填した場合は、エピタキシャル積層欠陥は導入されないが、結晶粒界がゲッタリングシンクとして働くため、ゲッタリング能力が得られる。
In the formation of the trench 5-2 by wet anisotropic silicon etching using the alkaline solution, when an aqueous ammonia solution is used, pyramidal irregularities called hillocks 6 are formed at almost all concentrations in the (100) plane 3 on the bottom of the trench 5-2. Occurs. FIG. 8 and FIG. 9 which is an enlarged view thereof show an SEM photograph of the trench 5-2 in which hillocks 6 are positively generated on the bottom surface of the trench 5-2 by wet anisotropic silicon etching with an aqueous ammonia solution. In these photographic drawings, the above-mentioned hillock 6 is a pyramidal protrusion in the trench. When the TMAH solution is used, the flatness of the surface depends on the solution concentration. When the solution concentration is low, the density of hillocks 6 increases. Specifically, hillocks 6 are easily generated at a concentration of 15% or less, and the density is increased.
When the inside of the trench 5-2 in which the hillock 6 is formed on the bottom surface is filled with the epitaxial silicon 5-3, an epitaxial stacking fault or a crystal defect such as a dislocation occurs from the hillock 6 as a starting point. Crystal defects having a density corresponding to the hillock 6 density are introduced into the filled epitaxial silicon 5-3. Further, by controlling the concentration of alkali solution used for etching and the etching temperature, the size and density of dislocations to be introduced can be controlled to quantitatively control the gettering ability. When the trench 5-2 is filled with a polysilicon film, epitaxial stacking faults are not introduced, but a crystal grain boundary serves as a gettering sink, so that gettering capability is obtained.

さらには、ヒロック6が底面に形成されることにより、積層欠陥や転位などの結晶欠陥を大量に含むようになったエピタキシャルシリコン薄膜5−3やポリシリコン薄膜でトレンチ5−2内を充填した後、更に追加で熱酸化処理を行い、この熱酸化により発生する格子間シリコンにより転位網を拡大させてゲッタリング能力をさらに高めることができる。
ヒロック6を起点として発生するエピタキシャル積層欠陥は、(111)面とそれと等価な面である{111}面9に形成されるので、アルカリウェットエッチングで形成したトレンチの側壁とエピタキシャル積層欠陥が交差することはない。つまり、トレンチ側壁に対して平行に形成したpn接合10−1に対してエピタキシャル積層欠陥は平行に形成され貫通しないので、接合リーク電流が大幅に削減できるのである。
Further, after the hillock 6 is formed on the bottom surface, the trench 5-2 is filled with the epitaxial silicon thin film 5-3 or the polysilicon thin film that contains a large amount of crystal defects such as stacking faults and dislocations. In addition, the gettering ability can be further increased by performing thermal oxidation treatment and expanding the dislocation network by interstitial silicon generated by the thermal oxidation.
Since the epitaxial stacking fault generated from the hillock 6 is formed on the (111) plane and the {111} plane 9 equivalent to the (111) plane, the side wall of the trench formed by alkali wet etching intersects with the epitaxial stacking fault. There is nothing. That is, since the epitaxial stacking fault is formed in parallel to the pn junction 10-1 formed in parallel to the trench sidewall and does not penetrate, the junction leakage current can be greatly reduced.

以下、本発明にかかる半導体装置について、図を用いて詳細に説明する。本発明はその要旨を超えない限り、以下に説明する実施例の記載に限定されるものではない。
図1は本発明にかかる逆阻止IGBTを表す模式断面図である。主面が(100)面8ウエハを使って〔110〕方向とそれと等価な方向〈110〉に沿ってトレンチマスクを開口し、結晶方向に対して選択エッチング性を有するアンモニア水溶液による湿式異方性シリコンエッチングによって逆台形型のトレンチ5−2を形成する。両側壁の{111}面9が交差するまでエッチングを行わずに途中で停止させてトレンチ5−2に(100)底面を露出させると共に、同底面に積極的にヒロック6を形成させる。ヒロック6は前記アンモニア水溶液の濃度を変えることによりその出現密度を制御することができる。その後、このトレンチ5−2にエピタキシャルシリコン膜5−3を充填させると、トレンチ5−2内に前記ヒロック6を起点としてエピタキシャル積層欠陥を多量に含有するエクシトリンシックゲッタリング(IE)シンク5−1が形成される。このゲッタリングシンク5−1にウエハプロセス中に混入する重金属がゲッタリングされることにより、半導体素子形成領域4、P分離層7、pn接合10では金属汚染が抑制されるので、大幅に接合リークや良品率が改善するという効果を奏する。このエクシトリンシックゲッタリング(IE)シンク5−1は、逆阻止IGBTにおける、逆バイアス印加時に空乏層がダイシング面に到達してパンチスルーを阻止すること、つまり逆阻止能力を発現するためのP分離層形成も目的として兼ねており、ボロンなどのp型のドーパントが導入されたエピタキシャルシリコン5−3を充填し、さらに熱処理による拡散で広げてP分離層7を形成している。図1に示されるように、トレンチ側壁は{111}面9であり、一方エピタキシャル積層欠陥も{111}面9内に形成されるので、前述したようにこの積層欠陥がトレンチ側壁に対して平行に形成されたpn接合10−1を貫通することは抑制され、その結果、リーク電流増大を大幅に削減させることができる。その後、トレンチ5−2に取り囲まれた半導体素子形成領域4内にMOSゲート構造11およびこのMOSゲート構造11と前記P分離層7との間に位置する耐圧構造12とを形成し、他方の主面を所要の厚さに研摩した後、p+コレクタ層13およびコレクタ電極(図示せず)を形成して逆阻止IGBTを完成させる。
Hereinafter, a semiconductor device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the description of the examples described below unless it exceeds the gist.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a reverse blocking IGBT according to the present invention. Wet anisotropy with an aqueous ammonia solution having a main surface of (100) 8 wafers, opening a trench mask along the [110] direction and the equivalent direction <110>, and having selective etching properties with respect to the crystal direction An inverted trapezoidal trench 5-2 is formed by silicon etching. Etching is not performed until the {111} planes 9 on both side walls intersect, and the (100) bottom surface is exposed in the trench 5-2, and hillocks 6 are actively formed on the bottom surface. The appearance density of the hillock 6 can be controlled by changing the concentration of the aqueous ammonia solution. Thereafter, when the trench 5-2 is filled with the epitaxial silicon film 5-3, the trench 5-2 starts with the hillock 6 and contains an extrinsic gettering (IE) sink 5-1 containing a large amount of epitaxial stacking faults. Is formed. Since the gettering sink 5-1 is gettered with heavy metals mixed during the wafer process, metal contamination is suppressed in the semiconductor element formation region 4, the P + isolation layer 7, and the pn junction 10, so that the junction is greatly increased. There is an effect that the leak and the yield rate are improved. This Excitrinic Gettering (IE) sink 5-1 is a P + for preventing the punch-through by the depletion layer reaching the dicing surface when a reverse bias is applied in the reverse blocking IGBT, that is, expressing the reverse blocking capability. The separation layer is also formed for the purpose, and is filled with epitaxial silicon 5-3 introduced with a p-type dopant such as boron, and further spread by diffusion by heat treatment to form the P + separation layer 7. As shown in FIG. 1, the trench sidewall is the {111} plane 9, while the epitaxial stacking fault is also formed in the {111} plane 9, so that the stacking fault is parallel to the trench sidewall as described above. Penetration through the pn junction 10-1 formed in the first step is suppressed, and as a result, an increase in leakage current can be greatly reduced. Thereafter, a MOS gate structure 11 and a breakdown voltage structure 12 positioned between the MOS gate structure 11 and the P + isolation layer 7 are formed in the semiconductor element formation region 4 surrounded by the trench 5-2. After the main surface is polished to a required thickness, a p + collector layer 13 and a collector electrode (not shown) are formed to complete the reverse blocking IGBT.

次に、本発明にかかる半導体装置の製造方法について、図7を用いて説明する。
この実施例は600V耐圧の逆阻止IGBTである。厚さ525μmで不純物濃度1.5×1014cm−3のFZ−n型シリコン基板20の一方の(100)主面21に厚さ0.15μmの酸化膜22かまたは0.03μmの窒化膜を形成し、後工程でMOS構造および耐圧構造が形成される半導体素子形成領域23の外周に、開口幅100μmで、方向〔110〕およびそれと等価な方向〈110〉に沿ったパターンを有するゲッタリング領域24用のエッチングマスクを形成する(図7(a))。
つぎに、TMAH(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)の5%溶液を用いて、80℃、3時間のエッチングにより、{111}面の側壁と深さ88μmで(100)底面25を有するトレンチ26を形成する。(図7(b))。ヒロックの密度とサイズは液種、濃度、液温を調節することにより制御することができる。ヒロックは結晶面で構成されるピラミッド状の突起であり、シリコンの(100)面21からの湿式異方性エッチングでは(100)底面25に出やすい(図8およびその拡大図である図9にピラミッド状のヒロックを示す)。
Next, the manufacturing method of the semiconductor device concerning this invention is demonstrated using FIG.
This embodiment is a reverse blocking IGBT having a withstand voltage of 600V. An oxide film 22 having a thickness of 0.15 μm or a nitride film having a thickness of 0.03 μm on one (100) main surface 21 of the FZ-n type silicon substrate 20 having a thickness of 525 μm and an impurity concentration of 1.5 × 10 14 cm −3. Gettering having a pattern along the direction [110] and an equivalent direction <110> with an opening width of 100 μm on the outer periphery of the semiconductor element formation region 23 in which a MOS structure and a breakdown voltage structure are formed in a later step. An etching mask for the region 24 is formed (FIG. 7A).
Next, using a 5% solution of TMAH (tetramethylammonium hydroxide), the trench 26 having a (100) bottom surface 25 with a side wall of {111} plane and a depth of 88 μm is formed by etching at 80 ° C. for 3 hours. To do. (FIG. 7B). The density and size of hillocks can be controlled by adjusting the liquid type, concentration, and liquid temperature. Hillocks are pyramidal protrusions composed of crystal planes, and are easily exposed to the (100) bottom surface 25 by wet anisotropic etching from the (100) surface 21 of silicon (FIG. 8 and FIG. 9 which is an enlarged view thereof). Shows a pyramid-shaped hillock).

通常のシリコンエピタキシャル成長技術により、ボロンをドープされたエピタキシャルシリコン27を堆積形成した後(図7(c))、エッチングマスク酸化膜22をストップ検知膜として用いて表面を平坦にするためにCMP研摩する。このエピタキシャルシリコン堆積層27は、逆阻止耐圧構造となるP分離層とゲッタリング層との両機能を持つことになる(図7(d))。また,ボロンドープポリシリコン堆積層とした場合は熱処理によりボロンを拡散させてP分離層を形成する。
以下では、逆阻止IGBTを形成する場合について、前述したゲッタリングシンクの形成後の製造工程を説明するが、公知の技術と同様であるので、簡略な説明とする。前記エッチングマスク酸化膜22を除去した後、図1に示すように、P分離層7で囲まれた一方の主面21側にゲート酸化膜11−1、ポリシリコンゲート電極11−2を形成する。次に前記ポリシリコンゲート電極11−2および絶縁用酸化膜をマスクとしてpウェル層を1100℃で200分およびpベース層(チャネル層)11−3を1150℃で120分それぞれボロンのイオン注入および所要のドライブ拡散により形成する。この段階で、前記ゲッタリング層5−1によりIGBTの動作領域内に形成された結晶欠陥の密度が小さくなる効果が得られる。次に、n+ エミッタ層11−4および第二p層をそれぞれ砒素およびボロンのイオン注入により形成し、1000℃で30分のアニール熱処理により前記各注入イオンを活性化させる。次に、図示しないエミッタ電極およびポリイミド膜などからなるパッシベーション膜等を通常のプレーナゲート型IGBTと同様の方法およびパターンで形成する。さらに、IGBTの逆漏れ電流を低減するために、電子線を6Mradで導入してもよい。また、高速化を図るために、ライフタイムキラーとしての機能を奏する電子線照射やヘリウム照射を行うこともある。
After the epitaxial silicon 27 doped with boron is deposited and formed by a normal silicon epitaxial growth technique (FIG. 7C), CMP is performed to flatten the surface using the etching mask oxide film 22 as a stop detection film. . The epitaxial silicon deposition layer 27 has both functions of a P + isolation layer and a gettering layer that have a reverse blocking breakdown structure (FIG. 7D). In the case of a boron-doped polysilicon deposition layer, boron is diffused by heat treatment to form a P + isolation layer.
Hereinafter, in the case of forming the reverse blocking IGBT, the manufacturing process after the formation of the gettering sink described above will be described, but since it is the same as the known technique, it will be simply described. After removing the etching mask oxide film 22, a gate oxide film 11-1 and a polysilicon gate electrode 11-2 are formed on one main surface 21 side surrounded by the P + isolation layer 7 as shown in FIG. To do. Then the polysilicon 200 minutes at 1100 ° C. The p + well layer of the gate electrode 11-2 and the insulating oxide film as a mask and the p base layer (channel layer) 11-3 respectively 120 minutes ion implantation of boron at 1150 ° C. And by the required drive diffusion. At this stage, an effect of reducing the density of crystal defects formed in the operation region of the IGBT by the gettering layer 5-1 can be obtained. Next, an n + emitter layer 11-4 and a second p + layer are formed by ion implantation of arsenic and boron, respectively, and the implanted ions are activated by annealing heat treatment at 1000 ° C. for 30 minutes. Next, a non-illustrated emitter electrode and a passivation film made of a polyimide film or the like are formed by the same method and pattern as a normal planar gate type IGBT. Furthermore, in order to reduce the reverse leakage current of the IGBT, an electron beam may be introduced at 6 Mrad. In order to increase the speed, electron beam irradiation or helium irradiation which functions as a lifetime killer may be performed.

つぎに、裏面を削ってシリコン基板1を100μm程度の厚さにし、さらに、前記研削によってできた研削歪層などのストレスの除去のために化学エッチングや化学的機械的ポリッシング(CMP)を加えて、最終的にFZシリコン基板の厚さを80μm程度にし、その削り面にp+型分離層7を露出させる。
つぎに、裏面に、ドーズ量5×1013cm-2のボロンをイオン注入して350℃程度で1時間程度の低温アニールを行い、活性化したボロンのピーク濃度が1×1017cm-3程度で、厚みが1μm程度の裏面のp+ コレクタ層13を形成する。この結果、前記裏面p+ コレクタ層13と前記のp+型分離層7は導電接続される。
つぎに、図示しないコレクタ電極をオーム接触になるように形成して、シリコン基板をゲッタリング層の中央で切断すると、本発明の一実施例にかかる逆阻止IGBTが製造される。
Next, the back surface is shaved so that the silicon substrate 1 has a thickness of about 100 μm, and chemical etching or chemical mechanical polishing (CMP) is added to remove stress such as a grinding strain layer formed by the grinding. Finally, the thickness of the FZ silicon substrate is set to about 80 μm, and the p + type separation layer 7 is exposed on the cut surface.
Next, boron having a dose of 5 × 10 13 cm −2 is ion-implanted into the back surface, and low-temperature annealing is performed at about 350 ° C. for about 1 hour, and the peak concentration of activated boron is 1 × 10 17 cm −3. The back surface p + collector layer 13 having a thickness of about 1 μm is formed. As a result, the back surface p + collector layer 13 and the p + type isolation layer 7 are conductively connected.
Next, when a collector electrode (not shown) is formed to be in ohmic contact and the silicon substrate is cut at the center of the gettering layer, a reverse blocking IGBT according to an embodiment of the present invention is manufactured.

本発明にかかる逆阻止IGBTの要部断面図、The principal part sectional view of reverse blocking IGBT concerning the present invention, 従来の各種ゲッタリング方法を示す構成図、Configuration diagram showing various conventional gettering methods, 従来のCMOSとバイポーラICの模式的断面図、Schematic sectional view of conventional CMOS and bipolar IC, 従来の超接合半導体装置の斜視図、A perspective view of a conventional superjunction semiconductor device, 裏面研削を伴う場合のゲッタリング効果を示す従来の半導体装置の製造工程図、Manufacturing process diagram of a conventional semiconductor device showing the gettering effect when back grinding is involved, 本発明にかかるゲッタリング構造を示す斜視図、The perspective view which shows the gettering structure concerning this invention, 本発明にかかるゲッタリング構造の製造方法を示す断面図、Sectional drawing which shows the manufacturing method of the gettering structure concerning this invention, 本発明にかかるゲッタリング構造のための異方性エッチングを示すSEM写真図SEM photograph showing anisotropic etching for gettering structure according to the present invention 前記図8の拡大SEM写真図、FIG. 8 is an enlarged SEM photograph of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1、20 シリコン基板
5、24 分離領域、
5−1 ゲッタリングシンク
5−2、26 トレンチ
5−3、27 エピタキシャルシリコン
3、25 トレンチ底面
4、23 半導体素子形成領域
6 ヒロック
7 P分離層
8、21 半導体基板の主面、(100)面
9 {111}面
10、10−1 pn接合
11 MOS構造
11−1 ゲート酸化膜
11−2 ポリシリコン電極
11−3 pベース領域、チャネル形成領域
11−4 nエミッタ領域
12 耐圧構造
13 コレクタ層
22 酸化膜。

1, 20 Silicon substrate 5, 24 Separation region,
5-1 Gettering sink 5-2, 26 Trench 5-3, 27 Epitaxial silicon 3, 25 Trench bottom surface 4, 23 Semiconductor element formation region 6 Hillock 7 P + Isolation layer 8, 21 Main surface of semiconductor substrate, (100) Surface 9 {111} surface 10, 10-1 pn junction 11 MOS structure 11-1 gate oxide film 11-2 polysilicon electrode 11-3 p base region, channel formation region 11-4 n emitter region 12 breakdown voltage structure 13 collector layer 22 Oxide film.

Claims (6)

(100)面を主面とするシリコン半導体基板の一方の主面に、湿式異方性エッチングにより、半導体素子形成領域の外周に位置して{111}面を側壁とし、{100}面を底面とするトレンチを形成すると共に前記底面にヒロックを形成し、その後前記トレンチをポリシリコンまたはシリコンエピタキシャル層により埋め戻し、その後、前記半導体素子形成領域内に所要の機能領域を順次形成し、前記半導体素子形成領域内に所要の機能領域を順次形成する製造工程が一方の主面に前記所要の機能領域を形成後、他方の主面を研削した後、他方の主面に所要の機能領域を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 One main surface of a silicon semiconductor substrate having a (100) surface as a main surface is formed by wet anisotropic etching on the outer periphery of the semiconductor element formation region with the {111} surface as a side wall and the {100} surface as a bottom surface. said bottom surface hillocks formed on to form a trench and backfilled subsequent said trench polysilicon or silicon epitaxial layer, then, sequentially forming a desired functional area in the semiconductor device forming region, said semiconductor element A manufacturing process for sequentially forming a required functional region in a forming region forms the required functional region on one main surface, then forms the required functional region on the other main surface after grinding the other main surface. A method for manufacturing a semiconductor device. 前記トレンチが、アンモニア水溶液または15%以下の低濃度のTMAH(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)水溶液による異方性エッチングにより形成されることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the trench is formed by anisotropic etching using an aqueous ammonia solution or a TMAH (tetramethylammonium hydroxide) aqueous solution having a low concentration of 15% or less. 前記トレンチは、主面が(100)面であるシリコン半導体基板上に方向〔110〕およびそれと等価な方向〈110〉に沿ったパターンを有するエッチングマスクを形成した後、トレンチ側壁が(111)面およびそれと等価な{111面と平行になるようにアルカリ溶液による湿式異方性エッチングをすることにより形成されることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。 In the trench, after forming an etching mask having a pattern along a direction [110] and an equivalent direction <110> on a silicon semiconductor substrate whose main surface is a (100) plane, the trench side wall is a (111) plane. 3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1 , wherein the semiconductor device is formed by wet anisotropic etching with an alkaline solution so as to be parallel to a {111 } plane equivalent thereto. 前記トレンチがトレンチ側壁として(111)面と等価な{111}面と底面(100)面とを含む面で構成され、該底面(100)面にポリシリコンまたはエピタキシャルシリコンを成膜することを特徴とする請求項乃至のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。 The trench is constituted by a plane including a {111} plane equivalent to a (111) plane and a bottom (100) plane as a trench sidewall, and polysilicon or epitaxial silicon is formed on the bottom (100) plane. A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 3 . アルカリ溶液による湿式異方性シリコンエッチングにおける逆台形型のトレンチの深さやマスク開口幅を調整することによって、トレンチ底部の(100)面の幅を制御することを特徴とする請求項乃至のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。 By adjusting the depth and the mask opening width of the inverted trapezoid-shaped trench in the wet anisotropic silicon etching using an alkali solution, according to claim 1 to 4, characterized in that to control the width of the (100) plane of the trench bottom A manufacturing method of a semiconductor device given in any 1 paragraph. シリコン層でトレンチ内を充填した後、熱酸化処理を加えることを特徴とする請求項乃至のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。 After filling the trench with a silicon layer, a method of manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that applying a thermal oxidation process.
JP2005110471A 2005-04-07 2005-04-07 Manufacturing method of semiconductor device Expired - Fee Related JP4929610B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005110471A JP4929610B2 (en) 2005-04-07 2005-04-07 Manufacturing method of semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005110471A JP4929610B2 (en) 2005-04-07 2005-04-07 Manufacturing method of semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006294716A JP2006294716A (en) 2006-10-26
JP4929610B2 true JP4929610B2 (en) 2012-05-09

Family

ID=37414989

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005110471A Expired - Fee Related JP4929610B2 (en) 2005-04-07 2005-04-07 Manufacturing method of semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4929610B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104285285B (en) 2012-08-22 2017-03-01 富士电机株式会社 The manufacture method of semiconductor device

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS583243A (en) * 1981-06-30 1983-01-10 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device
JPS6184060A (en) * 1984-10-01 1986-04-28 Olympus Optical Co Ltd Semiconductor photoelectric converter
JP3482028B2 (en) * 1995-03-01 2003-12-22 株式会社リコー Micro sensor
JP3451955B2 (en) * 1998-08-13 2003-09-29 株式会社豊田中央研究所 Crystal defect evaluation method and crystal defect evaluation device
JP4967200B2 (en) * 2000-08-09 2012-07-04 富士電機株式会社 Bidirectional IGBT with reverse blocking IGBTs connected in antiparallel
JP2002319684A (en) * 2001-02-15 2002-10-31 Denso Corp Method of manufacturing semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006294716A (en) 2006-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20160307993A1 (en) Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device
US6852604B2 (en) Manufacturing method of semiconductor substrate
US10607839B2 (en) Method of reducing an impurity concentration in a semiconductor body
JP2006319173A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
US7902030B2 (en) Manufacturing method for semiconductor device and semiconductor device
US5929507A (en) Gettering regions and methods of forming gettering regions within a semiconductor wafer
US20050217566A1 (en) Method for producing one or more monocrystalline layers, each with a different lattice structure, on one plane of a series of layers
GB2437995A (en) Semiconductor processing
JP4929610B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP7446212B2 (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JPH10313011A (en) Semiconductor substrate formation thereof
EP4002430A1 (en) Bonded wafer and method of producing bonded wafer
KR100483579B1 (en) A method of fabricating an insulated gate bipolar transistor semiconductor device using silicon wafer direct bonding
JPH07273121A (en) Fabrication of semiconductor device
Hong et al. Improvement in gate oxide integrity on thin-film silicon-on-insulator substrates by lateral gettering
JP3178664B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP6111720B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
US20230043434A1 (en) Semiconductor device manufacturing method
KR20000053450A (en) Method of forming a transistor with improved hot carrier degradation
JP2000138225A (en) Semiconductor device comprising gettering site layer and manufacture thereof
JP2534967B2 (en) Method for forming shallow junction of semiconductor device by double implantation
JP3761529B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2006156973A (en) Manufacturing method of metal insulator semiconductor device
JP3386106B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JPH08340006A (en) Manufacture of semiconductor element, and mirror surface wafer to be used in said manufacture

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080215

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20081216

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20090219

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20091112

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20110422

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110916

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111004

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111201

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120117

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120130

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 4929610

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150224

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees