JPH04258174A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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JPH04258174A
JPH04258174A JP1973491A JP1973491A JPH04258174A JP H04258174 A JPH04258174 A JP H04258174A JP 1973491 A JP1973491 A JP 1973491A JP 1973491 A JP1973491 A JP 1973491A JP H04258174 A JPH04258174 A JP H04258174A
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JP
Japan
Prior art keywords
oxide film
gate
polycrystalline silicon
trench
semiconductor device
Prior art date
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Pending
Application number
JP1973491A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshihiko Uno
宇野 利彦
Hiroyuki Shindo
裕之 進藤
Yuji Yamanishi
山西 雄司
Hiroshi Tanida
宏 谷田
Seiki Yamaguchi
山口 誠毅
Suenori Okamoto
岡本 季法
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Publication date
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Publication of JPH04258174A publication Critical patent/JPH04258174A/ja
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スイッチング電源,モ
ータ制御等に使用されるパワーデバイスの一種である低
耐圧のMOSFET等の半導体装置およびその製造方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、パワーデバイスはバイポーラトラ
ンジスタに代わって、低電力制御性,高速制御性を持ち
合わせたMOSFETが主流を占めつつある。しかし、
MOSFETには、オン時の抵抗が高いためオン時の電
力損失がバイポーラトランジスタに比較して大きいとい
う問題があった。また低耐圧のMOSFETにおいては
、半導体基板のエピタキシャル層は高濃度であり、MO
SFETの抵抗成分の中ではチャンネル部の抵抗(以下
、Rchと称す)が支配的である。したがって、低耐圧
MOSFETにおいては、オン抵抗低減の対策として素
子の微細化による集積度の向上によって、Rch低減を
はかるのが一般的である。そこで従来のDMOSFET
に代わって提案されたのが、トレンチ溝部にゲート電極
部を形成し、素子の微細化による集積度の向上をはかり
、オン時の抵抗を低減したMOSFET(以下RMOS
FETと称する)である。
【0003】以下に従来のRMOSFETについて説明
する。図14は従来のRMOSFET構造の断面図であ
る。図14において、1はゲート多結晶シリコン、2は
ソースアルミニウム配線、3は層間絶縁膜、4は深いP
+拡散領域、5はチャンネル部形成のためのP拡散領域
、6はソースN+拡散領域、7はN−エピタキシャル層
、8はN+サブストレート層、9はMOSFETのチャ
ンネル部、10はゲート酸化膜、11はトレンチ溝埋め
込みの多結晶シリコン、15はゲート多結晶シリコン1
の上の酸化膜である。
【0004】図15に示すDMOSFETが横型にチャ
ンネル部9を形成しているのに対し、図14に示すRM
OSFETはチャンネル部9を縦型に形成している。な
お、図15において、図14と同一箇所には同一符号を
付して詳細説明は省略した。RMOSFET構造におい
ては、チャンネル部9を形成するためのP領域5の横方
向の拡散を考慮しなくてもよいため、ゲート部1をトレ
ンチエッチングの加工寸法で形成できる。したがって、
ゲート部1の寸法を従来のDMOSFETよりも縮小で
きるため素子の微細化が可能になる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、ソース部の寸法は従来のDMOSFET
構造と同様に、ソース部の加工精度により一義的に決ま
ってしまい、ソース部の微細化をはかることは困難であ
るとの課題を有していた。
【0006】本発明は上記従来の課題を解決するもので
、RMOSFETのソース部の寸法を縮小することによ
って、従来のRMOSFETに比較して素子の微細化を
はかり、さらにRchを低減する半導体装置を提供する
ことを目的とする。
【0007】また上記従来の構成では、りん添加多結晶
シリコン蒸着により多結晶シリコンのゲート部を形成し
、その多結晶シリコンを酸化した後、さらにトレンチ溝
の内部を多結晶シリコンによって埋め込んだ後、りん添
加多結晶シリコンの上の酸化膜をエンドポイントとして
エッチバックを行ない、ゲート部のみをカバーするマス
ク工程を行なった後、酸化膜をエッチングし、CVD酸
化膜をエンドポイントとしてエッチバックを行ない、多
結晶シリコンの平坦化をはかっていたため、エッチバッ
クを2回行なう非常に複雑な工程となっていた。
【0008】本発明は上記従来の課題をも解決するもの
で、エッチバック工程を1回のみとし、工程の簡略化を
はかった半導体装置の製造方法を提供することを目的と
する。
【0009】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の半導体装置は、トレンチ溝部に形成したMO
SFETのゲート部と、トレンチ溝部を平坦化するため
のトレンチ溝埋め込みのための多結晶シリコンとからな
り、さらにゲート部とソース領域を絶縁する酸化膜をゲ
ート部にのみ形成した構成を有しており、また本発明の
半導体装置の製造方法は、トレンチ溝を形成する領域を
除いて絶縁膜を形成する工程と、その絶縁膜をマスクに
してトレンチ溝を形成する工程と、トレンチ溝の側壁と
底部にゲート酸化膜を形成した後、ゲート部多結晶シリ
コンの蒸着を行ない、このゲート部多結晶シリコンの表
面を酸化する工程と、この酸化膜をゲート部にのみ残し
た後、トレンチ溝埋め込みのための多結晶シリコンを蒸
着する工程と、多結晶シリコンをエッチバックしてトレ
ンチ溝およびゲート部にのみ多結晶シリコンを残し平坦
化する工程を有している。
【0010】
【作用】従来は、図14にあるように多結晶シリコンゲ
ート部とソース領域を層間絶縁膜を形成して絶縁してい
たため、層間絶縁膜形成には多結晶シリコンゲート部に
対して一定のオーバーラップが必要であった。
【0011】一方、本発明においては、窒化膜をマスク
としてゲート部多結晶シリコンの上にLOCOS酸化膜
を形成し、ソース領域との絶縁をはかっている。このよ
うにゲート部多結晶シリコンの選択的酸化によって自己
整合的にゲート・ソース間の絶縁をはかっているため、
多結晶シリコンゲート部に対してのオーバーラップが不
要である。したがって、ソース領域においてオーバーラ
ップ部の寸法を縮小できる分だけ、ソース領域の微細化
をはかることが可能となる。これによって、素子の集積
度を向上させ、Rchの低減を一層はかることができる
【0012】また、多結晶シリコンを蒸着し、酸化工程
を行なった後、ゲート部のみをカバーするマスク工程を
行ない、酸化膜をエッチングした後、トレンチ溝埋め込
みのポリシリコンを蒸着し、多結晶シリコンの上の酸化
膜およびCVD酸化膜をエンドポイントとしてエッチバ
ックを行ない、多結晶シリコンの平坦化をはかっている
。したがって、エッチバック工程が1回となり、従来に
比較して工程の簡略化をはかることができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。
【0014】図1(a)は本発明における完全自己整合
型RMOSFETの断面図である。図1(a)において
、1はゲート部多結晶シリコン、2はソースアルミニウ
ム配線、3はLOCOSの酸化膜、4は深いP+拡散領
域、5はチャンネル部形成のためのP拡散領域、6はソ
ースN+拡散領域、7はN−エピタキシャル層、8はN
+サブストレート層、9はMOSFETのチャンネル部
、10はゲート酸化膜、11はトレンチ溝埋め込みの多
結晶シリコン、17はトレンチ溝部である。
【0015】このように構成された完全自己整合型RM
OSFETにおいては、ゲート部多結晶シリコンの選択
酸化によって自己整合的にゲート・ソース間の絶縁をは
かっているため、ゲート部に対してのオーバーラップが
不要となり素子を縮小できる。
【0016】図1(b)は本発明における完全自己整合
型RMOSFETのゲート電極部の断面図である。図1
(b)において、12はCVD酸化膜、13は窒化膜、
14は保護酸化膜、15はゲート部多結晶シリコンの上
の酸化膜、16はゲート配線のためのアルミニウム配線
である。
【0017】図2〜図13は本発明の一実施例における
半導体装置の製造方法を示す工程図である。図2〜図1
3において、図1と同一箇所には同一符号を付して詳細
説明を省略した。また図2,図4,図6,図8,図10
,図12はパターン部の断面図、図3,図5,図7,図
9,図11,図13はゲート電極部の断面図を示してお
り、図2と図3、図4と図5、図6と図7、図8と図9
、図10と図8、図9と図13がそれぞれ対応している
。まず図2に示すように、サブストレート層8の上のエ
ピタキシャル層7に深いP+拡散領域4,P拡散領域5
,ソースN+拡散領域6が形成されており、その上に保
護酸化膜14,窒化膜13,CVD酸化膜12が順次形
成されており、その一部にトレンチ溝部を形成するため
の開口18が形成されている。図3は図2に対応するゲ
ート電極部を示している。次に図4に示すように、CV
D酸化膜12をマスクとしてトレンチエッチングを行な
い、トレンチ溝部17を形成する。同時にチャンネル部
9が形成される。次に図6に示すように、トレンチ溝部
17の側壁および底部にゲート酸化膜10を形成し、さ
らにゲート部多結晶シリコン1を形成した後、この多結
晶シリコン1の表面を酸化して酸化膜15を形成する。 この時、ゲート電極部には図7に示すように、多結晶シ
リコン1が形成され、その表面には酸化膜15が形成さ
れる。次に図8に示すように、酸化膜10をゲート電極
部の多結晶シリコンの上にのみ残し、さらにトレンチ溝
部17の内部を含み全面に埋め込みのためのりん添加多
結晶シリコンを蒸着する。この時のゲート電極部の状態
を図9に示した。次に図10に示すように、酸化膜15
およびCVD酸化膜12をエンドポイントとして多結晶
シリコン11をエッチングし、トレンチ溝部17とゲー
ト電極部にのみ多結晶シリコンを残し、平坦化する。次
に図12に示すように、CVD酸化膜12を除去した後
、窒化膜13をマスクにゲート部多結晶シリコン1を酸
化してLOCOSの酸化膜3を形成してゲート部多結晶
シリコン1とソースN+拡散領域6とを絶縁する。本実
施例における製造方法では従来の工程に比較して工程を
簡略化することができる。
【0018】
【発明の効果】以上のように本発明は、窒化膜をマスク
にゲート部多結晶シリコンを選択的に酸化し、自己整合
的にゲート・ソース間を絶縁している。これによって多
結晶シリコンゲート部に対してのオーバーラップが不要
となり、ソース領域の寸法を縮小できる。したがって、
従来のRMOSFETに比較して、素子の集積度の向上
をさらにはかり、Rch低減を実現することが可能とな
る。
【0019】また、本発明における完全自己整合型RM
OSFETにおいては、エッチバック工程が1回である
ため、従来の完全自己整合型RMOSFETに比較して
、工程を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明における完全自己整合型RMO
SFETの断面図 (b)は本発明における完全自己整合型RMOSFET
のゲート電極部の断面図
【図2】本発明の一実施例における半導体装置の製造方
法を示す工程図
【図3】本発明の一実施例における半導体装置の製造方
法を示す工程図
【図4】本発明の一実施例における半導体装置の製造方
法を示す工程図
【図5】本発明の一実施例における半導体装置の製造方
法を示す工程図
【図6】本発明の一実施例における半導体装置の製造方
法を示す工程図
【図7】本発明の一実施例における半導体装置の製造方
法を示す工程図
【図8】本発明の一実施例における半導体装置の製造方
法を示す工程図
【図9】本発明の一実施例における半導体装置の製造方
法を示す工程図
【図10】本発明の一実施例における半導体装置の製造
方法を示す工程図
【図11】本発明の一実施例における半導体装置の製造
方法を示す工程図
【図12】本発明の一実施例における半導体装置の製造
方法を示す工程図
【図13】本発明の一実施例における半導体装置の製造
方法を示す工程図
【図14】従来のRMOSFET構造の断面図
【図15
】従来のDMOSFET構造の断面図
【符号の説明】
1  ゲート部多結晶シリコン 3  酸化膜 6  ソースN+拡散領域(ソース領域)7  エピタ
キシャル層(半導体基板)10  ゲート酸化膜 11  埋め込みのための多結晶シリコン17  トレ
ンチ溝部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体装置の主面に形成したトレンチ溝部
    と、このトレンチ溝部の側壁および底部に形成したゲー
    ト酸化膜と、前記トレンチ溝部に形成したMOSFET
    のゲート部多結晶シリコンと、トレンチ溝部を平坦化す
    るためのトレンチ溝埋め込みのための多結晶シリコンと
    からなり、さらに前記ゲート部多結晶シリコンとソース
    領域を絶縁する酸化膜を前記ゲート部多結晶シリコンに
    のみ形成したことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】半導体基板の主面に保護酸化膜,窒化膜,
    CVD酸化膜を順次形成した後、トレンチ溝形成のため
    のマスクを形成し、CVD酸化膜,窒化膜,保護酸化膜
    をエッチングする工程と、その後CVD酸化膜をマスク
    としてシリコンのトレンチエッチングを行ないトレンチ
    溝部を形成する工程と、トレンチ溝部の側壁および底部
    にゲート酸化膜を形成し、ゲート部多結晶シリコンの蒸
    着を行ない、前記ゲート部多結晶シリコンの表面を酸化
    する工程と、ゲート部のみをカバーするマスク工程を行
    ない、酸化膜をエッチングした後、トレンチ溝部埋め込
    みのための多結晶シリコンを蒸着する工程と、ゲート部
    の上の酸化膜およびMOSFET部分のCVD酸化膜を
    エンドポイントとして多結晶シリコンのエッチバックを
    行ない、多結晶シリコンをトレンチ溝部およびゲート部
    のみに残し、多結晶シリコンを平坦化する工程と、CV
    D酸化膜を除去し、窒化膜をマスクとしてゲート部多結
    晶シリコンとソース領域を絶縁する酸化膜を形成する工
    程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP1973491A 1991-02-13 1991-02-13 半導体装置およびその製造方法 Pending JPH04258174A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09500241A (ja) * 1994-06-03 1997-01-07 シリコニックス インコーポレーテッド セルトレンチの角部にチャンネル阻止手段を備えるトレンチ型dmosトランジスタ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09500241A (ja) * 1994-06-03 1997-01-07 シリコニックス インコーポレーテッド セルトレンチの角部にチャンネル阻止手段を備えるトレンチ型dmosトランジスタ

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