JP5736394B2 - 半導体装置の構造及びその製造方法 - Google Patents
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Description
コンセプト
本明細書には、少なくとも以下の概念が開示されている。
コンセプト1
基板に形成された第1のトレンチ内、及び第2のトレンチ内に第1のポリシリコンを付着させる工程と、前記第1のポリシリコンの露出面が隣接面と同一平面となるように、前記露出面を平坦化する第1のポリシリコン研磨加工を実施する工程と、前記第1のポリシリコン研磨加工後に、前記第1のトレンチと前記第2のトレンチとの間の前記基板に、前記第1のトレンチ及び前記第2のトレンチよりも浅い第3のトレンチを形成する工程と、前記第3のトレンチ内に第2のポリシリコンを付着させる工程と、前記第2のポリシリコンの露出面が隣接面と同一平面となるように、前記露出面を平坦化する第2のポリシリコン研磨加工を実施する工程と、前記第1のポリシリコンに対する第1の金属コンタクト、及び第2のポリシリコンに対する第2の金属コンタクトを形成する工程とを備えるデュアルゲート半導体装置を製造する方法。
コンセプト2
前記第1のポリシリコンを付着させる前に、前記第1及び前記第2のトレンチ内と、前記第1のトレンチと前記第2のトレンチとの間の前記基板上に酸化物を付着させる工程と、前記酸化物を平坦化するために、酸化物研磨加工を実施する工程とをさらに備えるコンセプト1に記載の方法。
コンセプト3
前記第1及び第2のポリシリコン研磨加工と前記酸化物研磨加工は、化学機械研磨加工から成るコンセプト2に記載の方法。
コンセプト4
前記第1の金属コンタクトは、前記第1のポリシリコンの真上にあり、かつ前記第1のポリシリコンと接触しており、前記第2の金属コンタクトは、前記第2のポリシリコンの真上にあり、かつ前記第2のポリシリコンと接触しているコンセプト1に記載の方法。
コンセプト5
前記第1の金属コンタクトは第1の金属層の一部であり、前記第2の金属コンタクトは第2の金属層の一部であり、前記第1及び第2の金属層は同一平面内にあるが、互いに物理的に分離されているコンセプト1に記載の方法。
コンセプト6
前記第3のトレンチは、前記第2の金属コンタクトよりも幅広いコンセプト1に記載の方法。
コンセプト7
基板に形成されたソーストレンチと、前記基板に形成され、前記ソーストレンチと平行するゲートトレンチと、前記ソーストレンチの第1の端部で前記ソーストレンチ内の第1のポリシリコンに連結されたソースコンタクトであって、前記ソースコンタクトは、前記第1のポリシリコンの第1の表面の真上にあり、かつ前記第1のポリシリコンの第1の表面と接触するものと、前記第1の端部と向かい側の前記ゲートトレンチの第2の端部で前記ゲートトレンチ内の第2のポリシリコンに連結されたゲートコンタクトであって、前記ゲートコンタクトは、前記第2のポリシリコンの第2の表面の真上にあり、かつ前記第2のポリシリコンの第2の表面と接触するものとを備える半導体装置。
コンセプト8
前記ソースコンタクトは第1の金属層の一部であり、前記ゲートコンタクトは第2の金属層の一部であり、前記第1及び第2の金属層は同一平面にあって、互いに物理的に分離されているコンセプト7に記載の半導体装置。
コンセプト9
前記第1及び第2の表面は、前記ゲートトレンチと前記ソーストレンチによって形成されるメサの表面と同一平面であるコンセプト7に記載の半導体装置。
コンセプト10
前記ゲートトレンチは、前記第2の端部よりも幅広いコンセプト7に記載の半導体装置。
コンセプト11
前記ゲートトレンチは、前記ゲートコンタクトよりも幅広いコンセプト7に記載の半導体装置。
コンセプト12
第1のメサによって分離された第1のトレンチ及び第2のトレンチを基板に形成する工程と、前記第1及び第2のトレンチ内と前記第1のメサ上に第1の酸化物層を形成し、さらに第1及び第2のトレンチ内に第1のポリシリコンを堆積させる工程と、平面を形成するために、前記第1のポリシリコンの少なくとも一部を除去する第1のポリシリコン研磨加工、及び前記第1のメサ上から前記第1の酸化物層の少なくとも一部を除去する酸化物研磨加工を実施する工程と、前記第1のポリシリコン研磨加工及び前記酸化物研磨加工の後に、前記第1のトレンチと第2のトレンチとの間の前記第1のメサに第3のトレンチを形成する工程であって、前記第1及び第3のトレンチは第2のメサによって分離されており、前記第2及び第3のトレンチは第3のメサによって分離されており、前記第3のトレンチは前記第1及び第2のトレンチよりも浅いものである、第3のトレンチを形成する工程と、前記第3のトレンチ内と前記第2及び第3のメサ上に第2の酸化物層を形成し、さらに前記第3のトレンチ内に第2のポリシリコンを付着させる工程と、前記第2のポリシリコンの少なくとも一部を除去する第2のポリシリコン研磨加工を実施する工程とを備えるデュアルゲート半導体装置を製造する方法。
コンセプト13
前記第1のポリシリコンに対する第1の金属コンタクト、及び前記第2のポリシリコンに対する第2の金属コンタクトを形成する工程であって、前記第1の金属コンタクトは、前記第1のポリシリコンの真上にあり、かつ前記第1のポリシリコンと接触しており、前記第2の金属コンタクトは前記第2のポリシリコンの真上にあり、かつ前記第2のポリシリコンと接触している工程をさらに備えるコンセプト12に記載の方法。
コンセプト14
前記第1の金属コンタクトは第1の金属層の一部であり、前記第2の金属コンタクトは第2の金属層の一部であり、前記第1及び第2の金属層は同一平面内にあるが、物理的に分離されているコンセプト13に記載の方法。
コンセプト15
前記第1及び第2のポリシリコン研磨加工及び前記酸化物研磨加工は、化学機械研磨加工から成る、コンセプト13に記載の方法。
Claims (12)
- 基板に並行に形成された第1のトレンチ内及び第2のトレンチ内に酸化物を付着させるとともに前記第1のトレンチと前記第2のトレンチとの間のメサの表面の上に酸化物を付着させて前記メサの表面の上に酸化物層の表面を形成する工程と、
前記第1のトレンチ内及び前記第2のトレンチ内に第1のポリシリコンを付着させて前記第1のトレンチ内及び前記第2のトレンチ内の前記第1のポリシリコンを表面に露出させる工程と、
前記第1のポリシリコンの表面を研磨して平坦化して、研磨後の前記第1のポリシリコンの表面を前記メサの上の前記酸化物層の表面と同一にする第1のポリシリコン研磨加工を実施する工程と、
前記第1のポリシリコン研磨加工後に、前記メサの上の前記酸化物層を除去するとともに前記第1のポリシリコンの表面から前記第1のポリシリコンを除去して、除去後の前記第1のポリシリコンの表面を前記メサの表面と同一にする酸化物研磨加工を実施する工程と、
前記酸化物研磨加工後に、前記第1のトレンチと前記第2のトレンチとの間の前記メサに、前記第1のトレンチ及び前記第2のトレンチよりも浅い第3のトレンチを並行に形成する工程と、
前記第3のトレンチ内に第2のポリシリコンを付着させて前記第3のトレンチ内の第2のポリシリコンを表面に露出させる工程と、
前記第2のポリシリコンの表面を研磨して平坦化して、研磨後の前記第2のポリシリコンの表面を前記メサの表面と同一にする第2のポリシリコン研磨加工を実施する工程と、
平坦化された前記第1のポリシリコン、前記第2のポリシリコンおよび前記メサによる平坦化された表面の上で延在するように前記基板の上にソース金属層を形成して前記第1のポリシリコンの表面に接触するソースコンタクトを形成するとともに、平坦化された前記第1のポリシリコン、前記第2のポリシリコンおよび前記メサによる平坦化された表面の上で延在するように前記基板の上にゲート金属層を形成して第2のポリシリコンの表面に接触するゲートコンタクトを形成する工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記第1及び第2のポリシリコン研磨加工と前記酸化物研磨加工は、化学機械研磨加工から成る請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記ソースコンタクトは前記第1のポリシリコンの真上にあり、かつ前記第1のポリシリコンと接触しており、前記ゲートコンタクトは前記第2のポリシリコンの真上にあり、かつ前記第2のポリシリコンと接触している請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記ソース金属層及び前記ゲート金属層は同一平面内にあるが、互いに物理的に分離されている請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第3のトレンチは、前記ゲートコンタクトよりも幅広に形成される請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 基板に形成されたソーストレンチと、
前記ソーストレンチと並行させて前記基板に形成され、前記ソーストレンチとの間が表面を有するメサにより分離されているゲートトレンチと、
前記ソーストレンチ、前記メサおよび前記ゲートトレンチの上で延在するように前記基板の上にソース金属層を形成することで前記ソーストレンチの第1の端部で前記ソーストレンチ内の第1のポリシリコンの表面に接触して連結されるソースコンタクトであって、前記第1のポリシリコンの表面の真上にあり且つ前記第1のポリシリコンの表面と接触するソースコンタクトと、
前記ソーストレンチ、前記メサおよび前記ゲートトレンチの上で延在するように前記基板の上にゲート金属層を形成することで前記第1の端部と向かい側の前記ゲートトレンチの第2の端部で前記ゲートトレンチ内の第2のポリシリコンの表面に接触して連結されるゲートコンタクトであって、前記第2のポリシリコンの表面の真上にあり且つ前記第2のポリシリコンの表面と接触するゲートコンタクトと、
を備え、
前記ソース金属層が上側に形成される前記第1のポリシリコンの表面と前記ゲート金属層が上側に形成される前記第2のポリシリコンの表面とは、前記メサの表面と同一である
ことを特徴とする半導体装置。 - 前記ソース金属層及び前記ゲート金属層は同一平面にあって、互いに物理的に分離されている請求項6に記載の半導体装置。
- 前記ゲートトレンチは、前記第2の端部において幅広である請求項6に記載の半導体装置。
- 前記ゲートトレンチは、前記ゲートコンタクトよりも幅広である請求項6に記載の半導体装置。
- 表面を有する第1のメサによって分離された第1のトレンチ及び第2のトレンチを、基板に並行に形成する工程と、
前記第1及び第2のトレンチ内と前記第1のメサの表面上に第1の酸化物層を形成して、前記第1のメサの表面の上に前記第1の酸化物層の表面を形成するとともに前記第1及び第2のトレンチ内に第1のポリシリコンを付着させて、前記第1のトレンチ内及び前記第2のトレンチ内の前記第1のポリシリコンを表面に露出させる工程と、
前記第1のポリシリコンの少なくとも一部を表面から除去する第1のポリシリコン研磨加工を実施する工程と、
前記第1のポリシリコン研磨加工の後に、前記第1のポリシリコンの表面をエッチバックして、前記第1のポリシリコンの表面を前記第1の酸化物層の表面と比べて窪ませる工程と、
前記エッチバック加工の後に、前記第1のメサの上の前記酸化物層を除去するとともに前記第1のメサより上へ突出する前記第1のポリシリコンの表面側の部分を除去して、除去後の前記第1のポリシリコンの表面を前記第1のメサの表面と同一にする酸化物研磨加工を実施する工程と、
前記第1のポリシリコン研磨加工から前記酸化物研磨加工までの加工の後に、前記第1のトレンチと第2のトレンチとの間の前記第1のメサに第3のトレンチを並行に形成して、前記第1及び第3のトレンチを第2のメサの表面によって分離するとともに前記第2及び第3のトレンチを第3のメサの表面によって分離し、前記第3のトレンチを前記第1及び第2のトレンチよりも浅く形成する、第3のトレンチを形成する工程と、
前記第3のトレンチ内と前記第2及び第3のメサ上に第2の酸化物層を形成し、さらに前記第3のトレンチ内に第2のポリシリコンを付着させて、前記第3のトレンチ内の第2のポリシリコンを表面に露出させる工程と、
前記第2のポリシリコンの表面を研磨して平坦化して、前記第2のポリシリコンの表面を前記第2のメサの表面および前記第3のメサの表面と同一にする第2のポリシリコン研磨加工を実施する工程と、
平坦化された前記第1のポリシリコン、前記第2のポリシリコン、前記第2及び第3のメサの表面の上で延在するように前記基板の上にソース金属層を形成して前記第1のポリシリコンの表面に接触するソースコンタクトを形成するとともに、平坦化された前記第1のポリシリコン、前記第2のポリシリコン、前記第2及び第3のメサの表面の上で延在するように前記基板の上にゲート金属層を形成して第2のポリシリコンの表面に接触するゲートコンタクトを形成する工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置を製造する方法。 - 前記ソース金属層及び前記ゲート金属層は同一平面内にあるが、物理的に分離されている請求項10に記載の半導体装置を製造する方法。
- 前記第1及び第2のポリシリコン研磨加工及び前記酸化物研磨加工は、化学機械研磨加工から成る請求項10に記載の半導体装置を製造する方法。
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