JPH02102579A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH02102579A
JPH02102579A JP63254947A JP25494788A JPH02102579A JP H02102579 A JPH02102579 A JP H02102579A JP 63254947 A JP63254947 A JP 63254947A JP 25494788 A JP25494788 A JP 25494788A JP H02102579 A JPH02102579 A JP H02102579A
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Masato Umetani
正人 梅谷
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    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
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    • H01L29/42356Disposition, e.g. buried gate electrode
    • H01L29/4236Disposition, e.g. buried gate electrode within a trench, e.g. trench gate electrode, groove gate electrode

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置及びその製造方法に係り、特に縦型
MO5FET及びその製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、この種の縦型MO5FETの製造方法は、「アイ
・イー・イー・イー トランサクシランズオンエレクト
ロンデバイスVOL、 HD−3411111987年
11月 6セルフ一アラインドUMO3FET・Sウイ
ズア スペシフィック オン−レジスタンス オフ 1
端Ω・−”第2329〜2334頁(IEEE TRA
NSACTI−ONS ON ELECTRON DE
VICES、 VOL、 ED−34,m1LNoνE
NBER1987“Self−Aligned 0MO
3FET”S witha 5pecific 0n−
Resistance of IsΩ°−″)に開示さ
れるものがある。これを第2図にその工程図を示して述
べる。
先ず、第2図fatに示す如く、比抵抗が0.004Ω
・1程度のN型半導体基Fil上に、比抵抗1〜3Ω・
値のN型エピタキシャル層2を成長形成し、このエピタ
キシャル層2上に、接合深さ2〜3nでシート抵抗50
0〜1000Ω10のP型拡散層3を形成する0次いで
、熱酸化を行ない、上記P型拡散層3上に、250人厚
形成の第1酸化膜層4を形成し、この第1酸化膜層4上
には、CVD法を以て第15i2Na層5と第2酸化膜
層6とを順次形成する。
その後、第2開山)に示す如く、上記N型エピタキシャ
ル層2に達する巾が3n程度で深さが3〜5n程度の溝
7を形成した後、熱酸化を行ない、上記溝7表面に、上
記第1酸化膜層4に連続する2000人厚程形成ゲート
酸化膜層8を被着形成する。
次に、第2図(C1に示す如く、上記基板1上に、CV
D法を以て第1ポリシリコン層9を、8000人厚程形
成着形成した後、リンの熱拡散を行ない、上記第1ポリ
シリコン層9の比抵抗を0.6端Ω・d程度とする。そ
して、この第1ポリシリコン層9上に、第2ポリシリコ
ン層10を堆積形成し、溝7を埋め戻す。
続いて、第2図(dlに示す如く、エッチバック法を以
て第1及び第2ポリシリコン層9.10をエツチングし
、表面を平坦化する。その際、第2酸化膜層6も除去さ
れる。
次イテ、第2図(81に示す如く、第15iJn N 
5と第1酸化膜層4とを順次エツチング除去し、P型拡
散層3上に、接合深さ1n程度でシート抵抗20〜30
Ω10のN型拡散層11を形成する。
その後、このN型拡散層11及び第1並びに第2ポリシ
リコン層9.10上に、熱酸化法を以て第3酸化膜層1
2を形成する。
しかる後、第2図fflに示す如く、上記第3#I化膜
層12を除去した後、上記基板1上に、スパック法を以
て1〜3/+1厚のアルミ層13を積層形成し、縦型M
O5PETを完成していた。
尚、この場合、上記N型半導体基板1はドレイン領域、
P型拡散層3はベース領域、N型拡散層11はソース領
域及び第1並びに第2ポリシリコン層9,10はゲート
領域となる。
〔発明が解決しようとする課題〕
然し乍ら、上述した従来方法においては、溝7表面に被
着されたゲート酸化膜層8のP型拡散層3の側面部とそ
の他の部分とが同一の厚さに形成されるため、スレフシ
ッルド電圧上昇、耐圧劣化及び寄性容量が増大するとい
う問題点があった。
即ち、例えばスレソシッルド電圧を5v以下にするため
には、ゲート酸化膜層8のP型拡散層3側面部の膜厚を
、1000人厚程形成下に薄く形成する必要があり、耐
圧劣化を防止し、寄性容憧を小さくするためには、ゲー
ト酸化膜層8のコーナー部を含むその他の部分の膜厚を
、3000人厚程形成上に厚くすることが必要であった
本発明の目的は、上述の問題点に鑑み、スレソシラルド
電圧が低く、耐圧劣化のない、而も寄性容量の小さい半
導体装置及びその製造方法を提供するものである。
〔課題を解決するための手段〕 本発明は上述した目的を達成するため、基板に溝を形成
し、浅溝の表面に絶縁膜層を被着すると共に、内部に電
極を形成した半導体装置において、上記溝の底部コーナ
ー部を除く側面部の上記絶縁膜層を薄く形成し、上記溝
のその他の部分の上記絶縁膜層を厚く形成したものであ
り、その製造方法は、基板上に、所定のパターンを形成
したマスク材を形成し、該マスク材をマスクとして、上
記基板に側面が垂直の溝を形成する工程と、上記マスク
材を除去した後、上記基板及び上記溝表面上に、窒化膜
層及び第1酸化膜層を順次被着形成する工程と、上記第
1酸化膜層及び窒化膜層を順次異方性エツチングし、上
記溝の側面に、上記窒化MN及び第1酸化膜層をサイド
ウオールとして残し、その他の部分は全て除去する工程
と、上記溝の底部コーナー部の上記窒化膜層を除去する
工程と、上記第1酸化膜層を除去した後、上記窒化膜層
部分を除く上記溝の表面上に、厚い第2aa化膜層を被
着形成する工程と、上記窒化膜層を除去した後、上記溝
の底部コーナー部を除く側面に、薄い第3酸化膜層を形
成する工程と、上記溝の内部に電極を形成する工程とを
含むものである。
〔作 用〕
本発明においては、溝の底部コーナー部を除く側面部の
絶縁膜層を薄く形成したので、スレフシラルド電圧が低
下し、溝のコーナー部を含む底面部における絶縁膜層を
厚く形成したので、溝底部コーナー部での電界集中によ
る耐圧劣化が防止され、寄性容量が低減される。
〔実施例〕
本発明装置の製造方法の一実施例を、第1図にその工程
図を示して説明する。
先ず、第1図fatに示す如く、比抵抗0.004Ω・
1程度のN型半導体基121上に、比抵抗1〜3Ω・1
のN型エピタキシャル層22を成長形成し、このN型エ
ピタキシャル層22上に、接合深さが2〜3μでシート
抵抗500〜1000Ω10のP型拡散Ji23を形成
する。その後、熱酸化法を以て上記P型拡散層23上に
、第1酸化膜層24を、2000〜5000人厚形成す
る。
次形成第1図(blに示す如く、上記第1酸化膜層24
の中長が3μ程度の部分を、ホトリソグラフィにより除
去した後、CC1aガスプラズマによるRIE法を以て
、上記第1酸化膜層24をマスクとして、上記P型拡散
層23に中長3nで深さ3〜5μの上記N型エピタキシ
ャル層22に達する溝25を形成する。
続いて、第1図(C)に示す如く、上記第1酸化膜層2
4を除去後、熱酸化法を以て上記P型拡散層23及び溝
25上に、500人厚形成の第2酸化膜層26を被着形
成する。更に、上記第2酸化膜層26上に、CVD法を
以て2000人厚程形成第1SisNs層27と200
0人厚程形成第3酸化膜層28とを順次形成する。
その後、第1図(d)に示す如< 、CF、と0.との
混合ガスプラズマによるRIB法を以て上記第3酸化膜
層28、第15isNa層27及び第2酸化膜層26を
順次異方性エツチングし、溝25の側壁部に第2酸化膜
層26、第1 Si3N、層27及び第3酸化膜層28
をサイドウオールとして残し、その他の部分を全て除去
する。
そして、第1図ti)に示す如(、煮沸リン酸を以て溝
25底部のコーナー部25aの第1 Si、N4層27
をエツチング除去する。
続いて、第1図(flに示す如く、フン酸を以て、上記
第3酸化膜層28を除去した後、熱酸化法を以て300
0人厚程形成第4酸化膜層29を、第1Si3N4層2
7部分を除く溝25表面及びP型拡散層23上に被着形
成する。
その後、第1図(glに示す如く、煮沸リン酸を以て上
記第15isNa層27を除去した後、この部分に熱酸
化法により1000人厚程形成ゲート酸化膜層30を形
成する。
次いで、第1図fhlに示す如く、溝25内を、第1及
び第2ポリシリコン層31.32により順次埋め戻す。
しかる後、第1図(1)に示す如く、P型拡散層23上
の第4酸化膜層29をエツチング除去した後、P型拡散
層23上に、接合深さ1μ程度でシート抵抗20〜30
Ω10のN型拡散層33を形成する。その後、第1及び
第2ポリシリコン層31゜32上に、熱酸化法により第
5酸化膜層34を形成し、この第5酸化膜層34及びN
型拡散層33上に、スパッタ法を以て1〜3/II厚の
アルミ層35を積層形成する。
斯くして、N型半導体基板21上に、順次積層形成され
たP型拡散層23及びN型拡散層33に貫通する溝25
が設けられ、この溝25におけるP型拡散J!23の側
面部に、薄いゲート酸化膜層30が形成されると共に、
溝25のコーナー部25aを含むその他の部分に、厚い
第4酸化膜層29が形成され、更には、溝25内部に、
ポリシリコン層31.32が埋設され、最上層にアルミ
層35が堆積形成された縦型1105F!!Tが得られ
る。
尚、本実施例では、縦型MO3FETについて述べたが
、本発明はメモリのトレンチキャパシタ等の溝を有する
半導体装置に広く適用される。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、溝の底部コーナー
部を除く側面部の絶縁膜層を薄く形成すると共に、溝の
コーナー部を含む底面部の絶縁膜層を厚く形成したので
、スレッシヲルド電圧が低くでき、而も耐圧劣化が防止
でき且つ寄性容量が低減できる等の特有の効果により上
述の課題を解決し得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置に係わる製造工程図、第2図は従来
装置の製造工程図である。 21・・・N型半導体基板、22・・・N型エピタキシ
ャル層、23・・・P型拡散層、24・・・第1酸化膜
層、25・・・溝、25a・・・コーナー部、26・・
・第2酸化膜層、27・・・第1SiJ4層、28・・
・第3酸化膜層、29・・・第4酸化膜層、30・・・
ゲート酸化膜層、31・・・第1ポリシリコン層、32
・・・第2ポリシリコン層、33・・・N型拡散層、3
4・・・第5酸化膜層、35・・・アルミ層。 本発明装置の製造工程図 第1図 本発明装置の製造工程図 第1図 本発明装置の製造工程図 零1 図 従来装置の製造工程図 第2図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基板に溝を形成し、該溝の表面に絶縁膜層を被着
    すると共に、内部に電極を形成した半導体装置において
    、 上記溝の底部コーナー部を除く側面部の上記絶縁膜層を
    薄く形成し、上記溝のその他の部分の上記絶縁膜層を厚
    く形成したことを特徴とする半導体装置。
  2. (2)基板上に、所定のパターンを形成したマスク材を
    形成し、該マスク材をマスクとして、上記基板に側面が
    垂直の溝を形成する工程と、 上記マスク材を除去した後、上記基板及び上記溝表面上
    に、窒化膜層及び第1酸化膜層を順次被着形成する工程
    と、 上記第1酸化膜層及び窒化膜層を順次異方性エッチング
    し、上記溝の側面に、上記窒化膜層及び第1酸化膜層を
    サイドウォールとして残し、その他の部分は全て除去す
    る工程と、 上記溝の底部コーナー部の上記窒化膜層を除去する工程
    と、 上記第1酸化膜層を除去した後、上記窒化膜層部分を除
    く上記溝の表面上に、厚い第2酸化膜層を被着形成する
    工程と、 上記窒化膜層を除去した後、上記溝の底部コーナー部を
    除く側面に、薄い第3酸化膜層を形成する工程と、 上記溝の内部に電極を形成する工程とを含むことを特徴
    とする半導体装置の製造方法。
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