JP7220735B2 - Ldmos及び半導体装置、並びにその製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、LDMOS1の断面図である。図1に示すように、本実施形態に係るLDMOS(STI-LDMOS)1は、P型基板(P-sub)と、N型の埋め込み層(NBL:N-Buried Layer)と、N型のエピタキシャル層(n-epi)と、ドレイン部Dと、ソース部Sと、ゲート部Gと、STI部5とを備えている。エピタキシャル層についてはウェル層(N-well)としてもよい。図1では、SIの領域がシリコン基板となっており、SFがシリコン基板の表面となる。なお、シリコン基板の表面は、面方位が(100)面とする。すなわち、シリコンウェハとして(100)基板が用いられる。例えばウェハ基板にはノッチと呼ばれる目印がついており、通常、基板ではノッチ方向が[011]方向(結晶方位。面に対する法線)となる。なお、45度回転基板の場合には(100)基板でノッチ方向が[001]方向となる。シリコン基板の表面に対して、ゲート部Gやメタル層等が積層されるため、図1に示すように積層される方向を積層方向とする。図1のLDMOS1の構成は、一例であり、ソース部Sとドレイン部Dの間にSTI部5が設けられるLDMOSであれば、他の構成としてもよい。
図3から図10は、半導体装置の各製造工程(第1工程から第8工程)を示した図である。なお、各図においては左側にLDMOS1(LDMOS領域)を形成し、右側にロジック回路(回路形成領域)を形成する場合を示している。各製造工程を示す各図では、断面図を示している。また、図3から図10の各図では、構成の一例を示しており、トレンチTR1やトレンチTR2と、LDMOS領域と回路形成領域との境界線(縦直線で示した点線)との位置関係(例えば距離)については各図の記載に限定されない。
具体例としては、95℃の25% TMAHを用いてウェットエッチングが行われる。強アルカリ性溶液でウェットエッチングを行うことによって、例えばエッチングレートは、0.6μm/min程度となる。
図11は、参考例に係るLDMOSの断面図を示している。参考例とは、LDMOSにおけるSTI7(トレンチTR3)をドライエッチングによって形成した場合の例である。STI7を形成するためのトレンチTR3をドライエッチングにより形成する場合には、トレンチTR3の側壁は、基板表面に対して垂直に近くなる。すなわち、トレンチTR3の側壁は(111)面ではない。このため、図11に示すように、STI7のコーナー(側壁と底面とが交わる角の部分)C2が直角に近くなる。図12は、図11の参考例におけるコーナーC2周りの衝突電離分布(衝突電離率分布)を示している。図12に示すように、コーナーC2の周囲で衝突電離が発生し易くなる。このように、参考例では、コーナーC2の周囲でインパクトイオン化が発生し易くなる。
5 :STI部
B :底面
C1、C2:コーナー
D :ドレイン部
G :ゲート部
PU :ピックアップ
S :ソース部
TR1~TR3:トレンチ
WD :側壁
WS :側壁
Claims (8)
- シリコン基板に対して形成されたソース部と、
前記シリコン基板に対して形成されたドレイン部と、
前記シリコン基板に対して形成されたゲート部と、
前記ソース部と前記ドレイン部の間において、前記ドレイン部に隣接して設けられており、前記ソース部に近い側壁の全域の面方位が(111)面であるSTI部と、
を備えるLDMOS。 - 前記STI部における前記ドレイン部に近い側壁の面方位が(111)面である請求項1に記載のLDMOS。
- 請求項1または2に記載のLDMOSと、
前記LDMOSが形成されたシリコン基板に混載された回路部と、
を備え、
前記回路部に形成されるSTIは、(111)面を有さない半導体装置。 - 前記LDMOSに形成される前記STI部は、1層のシリコン酸化膜により形成され、
前記回路部に形成される前記STIは、複数層のシリコン酸化膜により形成される請求項3に記載の半導体装置。 - シリコン基板の表面であってLDMOSを形成するLDMOS領域の所定領域に対してウェットエッチングを行うことにより、所定の深さで、側壁の全域の面方位が(111)面となるトレンチを形成するウェットエッチング工程と、
前記ウェットエッチング工程で形成した前記トレンチに対してドライエッチングを行なわずに、前記トレンチをシリコン酸化膜で埋めるシリコン酸化膜形成工程と、
前記シリコン基板の表面の余分なシリコン酸化膜を除去して平坦化し、前記トレンチにおいてSTIを形成する平坦化工程と、
前記STIに隣接してドレイン部を形成するとともに、前記ドレイン部に対して前記STIの反対側にソース部を形成するドレイン-ソース形成工程と、
前記シリコン基板の表面にゲート部を形成するゲート形成工程と、
を有する半導体装置の製造方法。 - 前記トレンチの前記側壁は、強アルカリ性溶液を用いたウェットエッチングにより形成される請求項5に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記シリコン基板の表面であって、前記LDMOS領域以外の回路形成領域における所定領域に対してドライエッチングを行うことにより、所定の深さのトレンチを形成するドライエッチング工程を有する請求項5に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記ドライエッチング工程で形成したトレンチにシリコン酸化膜を堆積させるシリコン酸化膜堆積工程と、
前記シリコン酸化膜堆積工程の後において、前記回路形成領域にレジストパターンを形成するレジスト形成工程と、
を有し、
前記ウェットエッチング工程は前記レジスト形成工程の後に行われ、
前記シリコン酸化膜形成工程では、前記ウェットエッチング工程で形成したトレンチ及び前記ドライエッチング工程で形成されシリコン酸化膜が堆積されたトレンチの両方を、シリコン酸化膜で埋める請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
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