JP7338813B1 - 半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、本実施の形態における半導体装置の構成について説明する。図1は、本実施の形態における半導体装置の概略構成を示す平面模式図である。図1に示すように、半導体装置には半導体装置の動作状態において主電流が流れる領域である活性領域40およびその外側の領域である終端領域50が設けられている。ここで、簡潔な説明のために、フィールド絶縁膜10および表面電極20などの図示は省略している。
Ion Etching)によってゲートトレンチ6および終端トレンチ7に対応する位置が開口したエッチングマスク22を形成する。そして、RIEによってゲートトレンチ6、および終端トレンチ7を形成する。このようにして、図4の状態となる。
実施の形態1では、第1ゲート電極9と第2ゲート電極13との接続部において、第2ゲート電極13は分岐しない例を示したが、本実施の形態においては、第2ゲート電極13が分岐した、つまり互いに離隔する複数の引き出し部を有した例について説明する。これ以外の構成は実施の形態1と同様である。
実施の形態1では、平面視でゲートトレンチ6はストライプ状に設けられる例を示したが、本実施の形態においては、平面視でゲートトレンチ6は格子状に設けられる例について説明する。これ以外の構成は実施の形態1と同様である。
Claims (15)
- 第1導電型のドリフト層と、
前記ドリフト層の表層に設けられる第2導電型のウェル領域と、
前記ウェル領域の表層に設けられる第1導電型の不純物領域と、
前記不純物領域の表面から前記ウェル領域を貫通して前記ドリフト層まで達するゲートトレンチと、
平面視で前記ゲートトレンチにつながり、前記ゲートトレンチの延伸方向における幅が、前記ゲートトレンチの幅よりも広い終端トレンチと、
前記ゲートトレンチと前記終端トレンチとの内側の面に接して形成されるゲート絶縁膜と、
前記ゲートトレンチと前記終端トレンチとの内壁および底面に前記ゲート絶縁膜を介して形成される第1ゲート電極と、
前記終端トレンチに形成された前記第1ゲート電極に接し、前記延伸方向において前記ゲートトレンチから遠い方の前記終端トレンチの上端角部の上方を覆って前記終端トレンチの内側から外側に渡り形成され、厚さが前記ゲート絶縁膜の厚さよりも厚いフィールド絶縁膜と、
前記フィールド絶縁膜の上と前記終端トレンチに形成される前記第1ゲート電極の上とに接し、前記延伸方向において前記終端トレンチの内側から外側に渡って前記フィールド絶縁膜に乗り上げる第2ゲート電極と
を備え、
前記フィールド絶縁膜は、前記ゲートトレンチから近い方の前記終端トレンチの上端角部の上方を覆わない、半導体装置。 - 前記第2ゲート電極は、
互いに離隔して複数形成され、前記フィールド絶縁膜の上と前記終端トレンチに形成される前記第1ゲート電極の上とに接し、前記延伸方向において前記終端トレンチの内側から外側に渡って前記フィールド絶縁膜に乗り上げる、第2ゲート電極引き出し部と、
前記フィールド絶縁膜の上に形成され、前記第2ゲート電極引き出し部に接する第2ゲート電極外周部と
を有することを特徴とする、請求項1に記載の半導体装置。 - 前記終端トレンチの外側の層間絶縁膜に設けた前記第2ゲート電極に達するゲートコンタクトホールを介して、前記第2ゲート電極に接続されるゲートパッドをさらに備えることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の半導体装置。
- 前記第2ゲート電極は、平面視で前記ゲートトレンチを取り囲むことを特徴とする、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記終端トレンチの前記延伸方向における幅は、前記ゲートトレンチの幅の3倍以下であることを特徴とする、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記フィールド絶縁膜の厚さは、前記ゲート絶縁膜の厚さの2倍以上であることを特徴とする、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 断面視で前記終端トレンチに形成される前記第1ゲート電極の上端は前記終端トレンチの上端よりも下方に位置することを特徴とする、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記第1ゲート電極と前記第2ゲート電極とはそれぞれ異なる材料で構成されることを特徴とする、請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記ゲートトレンチはストライプ状または格子状に設けられることを特徴とする、請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記ゲートトレンチの底面と前記終端トレンチの底面との下方の少なくとも一方に、第2導電型の電界緩和領域が設けられることを特徴とする、請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 第1導電型のドリフト層を形成する工程と、
前記ドリフト層の表層に第2導電型のウェル領域を設ける工程と、
前記ウェル領域の表層に第1導電型の不純物領域を設ける工程と、
前記不純物領域の表面から前記ウェル領域を貫通して前記ドリフト層まで達するゲートトレンチを設ける工程と、
平面視で前記ゲートトレンチにつながり、前記ゲートトレンチの延伸方向における幅が前記ゲートトレンチの幅よりも広い終端トレンチを設ける工程と、
前記ゲートトレンチと前記終端トレンチとの内壁および底面に接するゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲートトレンチと前記終端トレンチとの内側に前記ゲート絶縁膜を介して第1ゲート電極を形成する工程と、
前記終端トレンチに形成された前記第1ゲート電極に接し、前記延伸方向において前記ゲートトレンチから遠い方の前記終端トレンチの上端角部の上方を覆って前記終端トレンチの内側から外側に渡り、厚さを前記ゲート絶縁膜の厚さよりも厚くしたフィールド絶縁膜を形成する工程と、
前記フィールド絶縁膜の上と前記終端トレンチに形成される前記第1ゲート電極の上とに接し、前記延伸方向において前記終端トレンチの内側から外側に渡って前記フィールド絶縁膜に乗り上げる第2ゲート電極を形成する工程と
を備え、
前記フィールド絶縁膜を形成する工程において、前記フィールド絶縁膜は、前記ゲートトレンチから近い方の前記終端トレンチの上端角部の上方を覆わないように形成される、半導体装置の製造方法。 - 前記フィールド絶縁膜は、反応性イオンエッチングまたはウェットエッチングによりパターニングされて形成されることを特徴とする、請求項11に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記フィールド絶縁膜は、CVD法により形成されることを特徴とする、請求項11または請求項12に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1ゲート電極は、断面視で前記終端トレンチの上端よりも下方に位置するように、エッチバックにより形成されることを特徴とする、請求項11から請求項13のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第2ゲート電極と前記終端トレンチに形成された前記第1ゲート電極との上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記終端トレンチの外側の前記層間絶縁膜に、前記第2ゲート電極に達するゲートコンタクトホールを設ける工程と、
前記ゲートコンタクトホールを介して前記第2ゲート電極の上に、ゲートパッドを形成する工程と
をさらに備えることを特徴とする、請求項11から請求項14のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
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