JPH08250586A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents
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- JPH08250586A JPH08250586A JP5272195A JP5272195A JPH08250586A JP H08250586 A JPH08250586 A JP H08250586A JP 5272195 A JP5272195 A JP 5272195A JP 5272195 A JP5272195 A JP 5272195A JP H08250586 A JPH08250586 A JP H08250586A
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板主面の拡散
領域に微細にコンタクトを取った構造を有する半導体装
置およびその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a structure in which a diffusion region on a main surface of a semiconductor substrate is finely contacted and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の半導体装置としては、例えば図6
に示すような縦型パワーMOSFETがある(特開平2
−119184号公報)。同図はセル部の断面構造を示
しており、N型高濃度半導体基板31の上面にドレイン
領域となるN型エピタキシャル層32が形成されてい
る。N型エピタキシャル層32の主面にはP型ベース領
域33が形成され、その内部にN型高濃度ソース領域3
4が形成されている。N型エピタキシャル層32とソー
ス領域34との間におけるP型ベース領域33上には、
そのP型ベース領域33の表面部にチャネルを誘起させ
るためのゲート電極36がゲート酸化膜35を介して形
成されている。37は絶縁膜であり、ゲート側壁に形成
されたスペーサ用絶縁膜38をマスクとしてソース領域
34を貫通してP型ベース領域33に到達するコンタク
ト溝39が形成されている。このコンタクト溝39によ
りソース領域34およびP型ベース領域33と電気的導
通を取ったソース電極40が形成されている。N型高濃
度半導体基板31の裏面には図示省略のドレイン電極が
形成されている。2. Description of the Related Art As a conventional semiconductor device, for example, FIG.
There is a vertical power MOSFET as shown in FIG.
-119184). This figure shows a cross-sectional structure of the cell portion, and an N-type epitaxial layer 32 serving as a drain region is formed on the upper surface of the N-type high-concentration semiconductor substrate 31. A P-type base region 33 is formed on the main surface of the N-type epitaxial layer 32, and the N-type high-concentration source region 3 is formed therein.
4 are formed. On the P-type base region 33 between the N-type epitaxial layer 32 and the source region 34,
A gate electrode 36 for inducing a channel is formed on the surface of the P-type base region 33 via a gate oxide film 35. Reference numeral 37 is an insulating film, and a contact groove 39 that penetrates the source region 34 and reaches the P-type base region 33 is formed using the spacer insulating film 38 formed on the gate sidewall as a mask. A source electrode 40 electrically connected to the source region 34 and the P-type base region 33 is formed by the contact groove 39. A drain electrode (not shown) is formed on the back surface of the N-type high-concentration semiconductor substrate 31.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の半導体装置にあっては以下に述べる問題点が
あった。即ち、このような構成の装置においては通常P
型ベース領域の不純物濃度は1017cm-3台であるが、
通常ソース電極に用いられるアルミ電極等においてはこ
の程度の不純物濃度ではシリコンとの正常なオーミック
接触を得ることが困難であり、ソース電極とP型ベース
領域の電気的コンタクト性不良の問題が起こる。そこ
で、この問題が生じないようにこの従来例では、P型ベ
ース領域とのコンタクトを確実なものとするためコンタ
クト溝のサイズを大きくする必要があり、したがって、
この点で装置の高密度化の大きな妨げとなっている。こ
のような問題点を解決するために、コンタクト溝の底部
にP型高濃度拡散領域を形成することが考えられる。し
かしながら、コンタクト溝を形成した後、P型高濃度拡
散領域を形成するためにはソース領域の側面に不純物を
導入しない高精度の不純物拡散領域形成技術が必要であ
り、このような手法を用いて実現した半導体装置はコス
トが上昇してしまうという問題点がある。さらに、その
手法として、例えば注入方向を厳密に制御したイオン注
入法でこの不純物拡散領域を形成することを考えると、
注入した不純物の活性化のために〜1000℃の熱処理
が必要となり、P型ベース領域やソース領域を始めとす
る各拡散領域の設計、製造が困難になる。また、このよ
うな各拡散領域を実現できたとしても、拡散現象のため
に装置寸法が大きくなってしまう。さらに半導体領域と
金属が直接接触しているため、界面での固相エピタキシ
ャル成長が起こり、装置の長期にわたる使用においてコ
ンタクト抵抗の増大という信頼性上の問題が生じる。However, such a conventional semiconductor device has the following problems. That is, in a device having such a configuration
The impurity concentration of the mold base region is in the order of 10 17 cm −3 ,
It is difficult to obtain a normal ohmic contact with silicon at an impurity concentration of this level in an aluminum electrode or the like which is usually used as a source electrode, which causes a problem of poor electrical contact between the source electrode and the P-type base region. Therefore, in order to prevent this problem from occurring, in this conventional example, it is necessary to increase the size of the contact groove in order to ensure the contact with the P-type base region.
This is a major obstacle to increasing the density of the device. In order to solve such a problem, it can be considered to form a P-type high concentration diffusion region at the bottom of the contact groove. However, in order to form the P-type high-concentration diffusion region after forming the contact groove, a high-precision impurity diffusion region forming technique that does not introduce impurities into the side surface of the source region is necessary. The realized semiconductor device has a problem that the cost increases. Further, as the method, for example, considering forming this impurity diffusion region by an ion implantation method in which the implantation direction is strictly controlled,
A heat treatment of up to 1000 ° C. is required to activate the implanted impurities, which makes it difficult to design and manufacture each diffusion region including the P-type base region and the source region. Even if each diffusion region as described above can be realized, the device size becomes large due to the diffusion phenomenon. Further, since the semiconductor region and the metal are in direct contact with each other, solid phase epitaxial growth occurs at the interface, which causes a reliability problem that the contact resistance increases in long-term use of the device.
【0004】本発明はこのような従来の問題点に着目し
てなされたもので、高密度化することができるとともに
長期信頼性を確保することができる半導体装置およびそ
の製造方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of such conventional problems, and it is an object of the present invention to provide a semiconductor device capable of achieving high density and ensuring long-term reliability, and a manufacturing method thereof. To aim.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明は、半導体基板主面に形成され
た所定導電型の不純物拡散領域と、該不純物拡散領域上
を含む前記半導体基板主面上に形成された絶縁膜と、前
記不純物拡散領域上の前記絶縁膜の一部に開孔されたコ
ンタクト孔により露出した前記不純物拡散領域の表面に
形成され、再結合中心を多量に含む半絶縁薄膜と、該半
絶縁薄膜を介して前記不純物拡散領域と電気的に接続さ
れた金属膜とを有することを要旨とする。In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 includes an impurity diffusion region of a predetermined conductivity type formed on the main surface of a semiconductor substrate, and an impurity diffusion region above the impurity diffusion region. A large number of recombination centers are formed on the surface of the impurity diffusion region exposed by the insulating film formed on the main surface of the semiconductor substrate and the contact hole formed in a part of the insulating film on the impurity diffusion region. And a metal film electrically connected to the impurity diffusion region via the semi-insulating thin film.
【0006】請求項2記載の発明は、第1導電型の半導
体基板主面に形成された第2導電型の第1不純物拡散領
域と、該第1不純物拡散領域内に形成された第1導電型
の第2不純物拡散領域と、前記第1、第2の不純物拡散
領域上を含む前記半導体基板主面上に形成された絶縁膜
と、該絶縁膜および前記第2不純物拡散領域を貫通して
前記第1不純物拡散領域に到達する深さに形成された溝
領域の内表面に形成され、再結合中心を多量に含む半絶
縁薄膜と、該半絶縁薄膜を介して前記第1、第2の不純
物拡散領域と電気的に接続された金属膜とを有すること
を要旨とする。According to a second aspect of the present invention, the second conductivity type first impurity diffusion region is formed on the main surface of the first conductivity type semiconductor substrate, and the first conductivity type is formed in the first impurity diffusion region. Type second impurity diffusion region, an insulating film formed on the main surface of the semiconductor substrate including the first and second impurity diffusion regions, and penetrating the insulating film and the second impurity diffusion region. A semi-insulating thin film formed on the inner surface of the groove region formed to a depth reaching the first impurity diffusion region and containing a large amount of recombination centers, and the first and second semi-insulating thin films via the semi-insulating thin film. It is a gist to have a metal film electrically connected to the impurity diffusion region.
【0007】請求項3記載の発明は、上記請求項1又は
2記載の半導体装置において、前記半絶縁薄膜は半絶縁
性酸化シリコン膜であることを要旨とする。The invention according to claim 3 is the semiconductor device according to claim 1 or 2, wherein the semi-insulating thin film is a semi-insulating silicon oxide film.
【0008】請求項4記載の発明は、上記請求項1又は
2記載の半導体装置において、前記半絶縁薄膜は半絶縁
性窒化シリコン膜であることを要旨とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the first or second aspect, the semi-insulating thin film is a semi-insulating silicon nitride film.
【0009】請求項5記載の発明は、半導体基板主面に
所定導電型の不純物拡散領域を形成する工程と、前記不
純物拡散領域上を含む前記半導体基板主面上に絶縁膜を
形成する工程と、前記不純物拡散領域上の前記絶縁膜の
一部に所要の場合は当該不純物拡散領域まで掘り込んで
コンタクト孔を開孔する工程と、前記コンタクト孔によ
り露出した前記不純物拡散領域の表面に再結合中心を多
量に含む半絶縁薄膜を形成する工程と、前記半絶縁薄膜
を介して前記不純物拡散領域と電気的に接続された金属
膜を形成する工程とを有することを要旨とする。According to a fifth aspect of the invention, a step of forming an impurity diffusion region of a predetermined conductivity type on the main surface of the semiconductor substrate, and a step of forming an insulating film on the main surface of the semiconductor substrate including the impurity diffusion region. , A step of forming a contact hole by digging up to the impurity diffusion region if necessary in a part of the insulating film on the impurity diffusion region, and recombining with the surface of the impurity diffusion region exposed by the contact hole. The gist is to have a step of forming a semi-insulating thin film containing a large amount of the center and a step of forming a metal film electrically connected to the impurity diffusion region through the semi-insulating thin film.
【0010】請求項6記載の発明は、上記請求項5記載
の半導体装置の製造方法において、前記半絶縁薄膜の形
成は、少なくとも酸素又は窒素の何れかを含む雰囲気中
で該雰囲気を励起させ処理する方法によるものであるこ
とを要旨とする。According to a sixth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the fifth aspect, the formation of the semi-insulating thin film is performed by exciting the atmosphere in an atmosphere containing at least oxygen or nitrogen. The summary is that it is a method of doing.
【0011】請求項7記載の発明は、上記請求項6記載
の半導体装置の製造方法において、前記励起方法はプラ
ズマ処理であることを要旨とする。According to a seventh aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the sixth aspect, the excitation method is plasma processing.
【0012】請求項8記載の発明は、上記請求項6記載
の半導体装置の製造方法において、前記励起方法はUV
光処理であることを要旨とする。The invention according to claim 8 is the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the excitation method is UV.
The main point is that it is light processing.
【0013】[0013]
【作用】請求項1記載の半導体装置において、半絶縁薄
膜中の再結合中心を介した伝導により不純物拡散領域表
面に形成される障壁が小さくなり、金属膜と不純物拡散
領域とのオーミック伝導が可能となる。その結果、良好
なコンタクトをとるためにコンタクト孔の面積を大きく
する必要がなく、また半導体領域と金属膜との直接接触
が無いため、コンタクト孔における固相エピタキシャル
成長が起きることがなく長期信頼性が確保される。In the semiconductor device according to claim 1, the barrier formed on the surface of the impurity diffusion region by conduction through the recombination center in the semi-insulating thin film becomes small, and ohmic conduction between the metal film and the impurity diffusion region is possible. Becomes As a result, it is not necessary to increase the area of the contact hole for good contact, and since there is no direct contact between the semiconductor region and the metal film, solid phase epitaxial growth does not occur in the contact hole and long-term reliability is improved. Reserved.
【0014】請求項2記載の半導体装置において、不純
物拡散領域は第2導電型の第1不純物拡散領域と、この
第1不純物拡散領域内に形成した第1導電型の第2不純
物拡散領域とし、溝領域を第2不純物拡散領域を貫通し
て第1不純物拡散領域に到達する深さに形成し、金属膜
を再結合中心を多量に含む半絶縁薄膜を介して上記第
1、第2の不純物拡散領域と接続することにより、例え
ば縦型MOSFETにおいて、小面積の溝領域で金属膜
と低濃度の第2導電型ベース領域との良好なオーミック
接触をとった構造が実現される。According to a second aspect of the present invention, the impurity diffusion region is a second conductivity type first impurity diffusion region and a first conductivity type second impurity diffusion region formed in the first impurity diffusion region. The groove region is formed to a depth that penetrates the second impurity diffusion region and reaches the first impurity diffusion region, and the metal film is provided with the first and second impurities through the semi-insulating thin film containing a large amount of recombination centers. By connecting to the diffusion region, for example, in a vertical MOSFET, a structure in which a good ohmic contact between the metal film and the low-concentration second conductivity type base region is achieved in a groove region having a small area is realized.
【0015】請求項3記載の半導体装置において、上記
の半絶縁薄膜は半導体装置の材料として多用される酸化
シリコンにより実現される。In the semiconductor device according to claim 3, the semi-insulating thin film is realized by silicon oxide, which is often used as a material of the semiconductor device.
【0016】請求項4記載の半導体装置において、上記
の半絶縁薄膜は窒化シリコンによっても実現される。In the semiconductor device according to the fourth aspect, the semi-insulating thin film is also realized by silicon nitride.
【0017】請求項5記載の半導体装置の製造方法にお
いて、不純物拡散領域上の絶縁膜の一部に所要の場合は
その不純物拡散領域まで掘り込んでコンタクト孔を開孔
する工程、コンタクト孔により露出した不純物拡散領域
の表面に再結合中心を多量に含む半絶縁薄膜を形成する
工程、その半絶縁薄膜を介して不純物拡散領域と電気的
に接続された金属膜を形成する工程を含む各工程によ
り、小さな面積のコンタクト孔で金属膜と不純物拡散領
域との良好なオーミック接触をとった半導体装置が製造
される。In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a step of forming a contact hole by digging a part of the insulating film on the impurity diffusion region, if necessary, to the impurity diffusion region, and exposing by the contact hole. Each step including the step of forming a semi-insulating thin film containing a large amount of recombination centers on the surface of the impurity diffusion region, and the step of forming a metal film electrically connected to the impurity diffusion region through the semi-insulating thin film. A semiconductor device in which a good ohmic contact between the metal film and the impurity diffusion region is obtained with a contact hole having a small area is manufactured.
【0018】請求項6記載の半導体装置の製造方法にお
いて、上記の再結合中心を多量に含む半絶縁薄膜は、少
なくとも酸素又は窒素の何れかを含む雰囲気中でその雰
囲気を励起させて処理することにより形成される。In the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6, the semi-insulating thin film containing a large amount of recombination centers is processed by exciting the atmosphere in an atmosphere containing at least either oxygen or nitrogen. Is formed by.
【0019】請求項7記載の半導体装置の製造方法にお
いて、上記の励起方法はプラズマ励起により実現され
る。In the method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, the excitation method is realized by plasma excitation.
【0020】請求項8記載の半導体装置の製造方法にお
いて、上記の励起方法はUV光励起によっても実現され
る。In the method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, the excitation method described above is also realized by UV light excitation.
【0021】[0021]
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図1乃至図3は、第1実施例を示す図である。
本実施例は縦型パワーMOSFETに適用されている。
まず、図1を用いて、本実施例の構成を説明する。N型
高濃度基板1の上面にドレイン領域となるN型エピタキ
シャル層2が形成されている。N型エピタキシャル層2
の主面にはP型ベース領域3が形成され、その内部にN
型高不純物濃度のソース領域4が形成されている。N型
エピタキシャル層2とソース領域4との間におけるP型
ベース領域3上にはゲート酸化膜5を介してゲート電極
6が形成されている。7は酸化膜からなる絶縁膜であ
り、ゲート側壁に形成されたスペーサ用絶縁膜8をマス
クとしてソース領域4を貫通してP型ベース領域3に到
達するコンタクト孔としてのコンタクト溝9が形成され
ている。そして、コンタクト溝9で露出したP型ベース
領域3およびソース領域4の表面に多量の再結合中心を
持つ半絶縁薄膜としての酸素プラズマダメージ酸化膜1
0が形成されている。絶縁膜7上にはその酸素プラズマ
ダメージ酸化膜10を介してソース領域4およびP型ベ
ース領域3と電気的導通を取ったソース電極11が形成
されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 3 are views showing a first embodiment.
This embodiment is applied to a vertical power MOSFET.
First, the configuration of this embodiment will be described with reference to FIG. An N-type epitaxial layer 2 to be a drain region is formed on the upper surface of the N-type high concentration substrate 1. N type epitaxial layer 2
A P-type base region 3 is formed on the main surface of the
A source region 4 having a high impurity concentration is formed. A gate electrode 6 is formed on the P-type base region 3 between the N-type epitaxial layer 2 and the source region 4 via a gate oxide film 5. Reference numeral 7 is an insulating film made of an oxide film, and a contact groove 9 is formed as a contact hole that penetrates the source region 4 and reaches the P-type base region 3 by using the spacer insulating film 8 formed on the gate sidewall as a mask. ing. Then, the oxygen plasma damaged oxide film 1 as a semi-insulating thin film having a large amount of recombination centers on the surfaces of the P-type base region 3 and the source region 4 exposed in the contact groove 9.
0 is formed. A source electrode 11 electrically connected to the source region 4 and the P-type base region 3 via the oxygen plasma damaged oxide film 10 is formed on the insulating film 7.
【0022】図2を用いて本実施例の製造方法を説明す
る。The manufacturing method of this embodiment will be described with reference to FIG.
【0023】(a)N型高濃度基板1上にエピタキシャ
ル成膜法によりN型エピタキシャル層2を形成する。ゲ
ート酸化膜5を熱酸化法等により形成しその上面にゲー
ト電極6を例えば多結晶シリコン膜の減圧気相成長法等
による成膜およびフォトエッチングにより形成する。ゲ
ート電極6を熱酸化法による絶縁膜7で絶縁被覆した
後、例えば、気相成長法による酸化シリコン膜の成膜お
よびエッチバックによりゲート側壁にスペーサ用絶縁膜
8を形成する。ゲート上面の絶縁膜7およびスペーサ絶
縁膜8をマスクとしてシリコンの異方性プラズマエッチ
等の手法によりコンタクト溝9をソース領域4を貫通し
P型ベース領域3に到達する深さまで形成する。(A) The N type epitaxial layer 2 is formed on the N type high concentration substrate 1 by an epitaxial film forming method. A gate oxide film 5 is formed by a thermal oxidation method or the like, and a gate electrode 6 is formed on the upper surface of the gate oxide film 5 by, for example, a low pressure vapor phase growth method of a polycrystalline silicon film and photoetching. After the gate electrode 6 is insulation-coated with an insulating film 7 formed by a thermal oxidation method, a spacer insulating film 8 is formed on the gate sidewall by, for example, forming a silicon oxide film by a vapor phase growth method and etching back. Using the insulating film 7 on the upper surface of the gate and the spacer insulating film 8 as a mask, a contact groove 9 is formed to a depth reaching the P-type base region 3 by a method such as anisotropic plasma etching of silicon.
【0024】(b)酸素を含む雰囲気中で例えば高周波
プラズマを発生させることによりコンタクト溝9の内表
面に数nm程度の極く薄い膜厚再結合中心を多量に含む
半絶縁性酸化シリコン膜(ここでは酸素プラズマダメー
ジ酸化膜10と呼ぶ)を形成する。(B) A semi-insulating silicon oxide film containing a large amount of very thin recombination centers of about several nm on the inner surface of the contact groove 9 by generating, for example, high frequency plasma in an atmosphere containing oxygen ( Here, an oxygen plasma damage oxide film 10) is formed.
【0025】(c)例えばアルミのスパッタ等によりソ
ース電極11を形成する。(C) The source electrode 11 is formed by sputtering aluminum, for example.
【0026】次に、上述のように構成された半導体装置
の作用を説明する。一般に、低濃度のP型半導体と金属
を接触させると図3(b)に示すようにショットキーバ
リアが形成され、オーミックな接触とはならない。一
方、金属半導体接触において、金属半導体界面に酸化シ
リコンのような絶縁性薄膜を形成するとその接触抵抗を
増大させると考えられていた。しかしながら、今回、実
験の結果、その絶縁膜を酸素プラズマによる形成のよう
に膜中に再結合中心を多量に含む半絶縁性の薄膜とする
ことによりオーミック性が大きく改善されることを見い
だした。そのメカニズムは、図3(a)に示すように、
半導体表面に再結合中心を多量に含む半絶縁性酸化シリ
コン膜を形成すると酸化シリコン膜中の準位(再結合中
心)を介した伝導が可能となるためP型シリコン表面に
形成される障壁が小さくなり、金属とP型半導体間のオ
ーミックな伝導が可能となるものである。その結果、P
型ベース領域3とソース電極11との良好なオーミック
コンタクトをとるためにコンタクト溝9の面積を大きく
する必要がなく、したがって装置の高集積化が可能とな
る。また、半導体領域と金属の直接接触が無いため、コ
ンタクト溝9における固相エピタキシャル成長が起こら
ず長期信頼性上も有利となる。Next, the operation of the semiconductor device configured as described above will be described. Generally, when a low-concentration P-type semiconductor is brought into contact with a metal, a Schottky barrier is formed as shown in FIG. 3B, and ohmic contact does not occur. On the other hand, it has been considered that, in contacting a metal semiconductor, forming an insulating thin film such as silicon oxide on the interface of the metal semiconductor increases the contact resistance. However, as a result of experiments, it was found that the ohmic property is greatly improved by making the insulating film a semi-insulating thin film containing a large amount of recombination centers in the film as in the case of forming by oxygen plasma. The mechanism is as shown in FIG.
When a semi-insulating silicon oxide film containing a large amount of recombination centers is formed on the semiconductor surface, conduction through the levels (recombination centers) in the silicon oxide film becomes possible, so that the barrier formed on the P-type silicon surface becomes It becomes small, and ohmic conduction between the metal and the P-type semiconductor becomes possible. As a result, P
It is not necessary to increase the area of the contact groove 9 in order to obtain a good ohmic contact between the mold base region 3 and the source electrode 11, so that the device can be highly integrated. Further, since there is no direct contact between the semiconductor region and the metal, solid phase epitaxial growth does not occur in the contact groove 9, which is advantageous in terms of long-term reliability.
【0027】図4には、第2実施例を示す。本実施例
は、U溝ゲート構造縦型MOSFETに適用したもので
ある。構成を説明すると、ソース領域4の一部をくり抜
くようにしてU溝構造のゲート電極12が形成され、ゲ
ート電極12とP型ベース領域3との間にゲート酸化膜
13が形成されている。ゲート電極12の上部にはキャ
ッピングのためのキャップ酸化膜14が形成されてい
る。そして、キャップ酸化膜14で挟まれた領域がソー
ス領域4を貫通し、P型ベース領域3に到達するまで掘
り込まれてコンタクト溝9が形成されている。コンタク
ト溝9の内表面には多量の再結合中心を持つ半絶縁薄膜
としての酸素プラズマダメージ酸化膜10が形成され、
その上面にソース領域4およびP型ベース領域3と電気
的導通を取ったソース電極11が形成されている。FIG. 4 shows a second embodiment. This embodiment is applied to a vertical MOSFET having a U-groove gate structure. Explaining the structure, a gate electrode 12 having a U-groove structure is formed by hollowing out a part of the source region 4, and a gate oxide film 13 is formed between the gate electrode 12 and the P-type base region 3. A cap oxide film 14 for capping is formed on the gate electrode 12. Then, the region sandwiched by the cap oxide film 14 penetrates the source region 4 and is dug up to reach the P-type base region 3 to form the contact groove 9. An oxygen plasma damaged oxide film 10 as a semi-insulating thin film having a large amount of recombination centers is formed on the inner surface of the contact groove 9.
A source electrode 11 electrically connected to the source region 4 and the P-type base region 3 is formed on the upper surface thereof.
【0028】本実施例においても第1実施例と同様の作
用、効果がある。そして本実施例においては第1実施例
のDMOS構造に比べてUMOS構造となっているた
め、より一層の微細化、装置の高密度化が可能である。This embodiment also has the same operation and effect as the first embodiment. Since the present embodiment has a UMOS structure as compared with the DMOS structure of the first embodiment, further miniaturization and higher density of the device can be achieved.
【0029】図5には、第3実施例を示す。本実施例
は、通常のMOS型半導体装置に適用したものである。
構成を説明すると、P型基板15の主面に高濃度N型の
ドレイン領域16およびソース領域17が形成され、ド
レイン領域16とソース領域17との間におけるP型基
板15上にゲート酸化膜18を介してゲート電極19が
形成されている。ゲート電極19等の上部に形成した絶
縁膜20の一部を開孔してコンタクト孔21が形成さ
れ、露出したドレイン領域16およびソース領域17の
表面に半絶縁性薄膜として酸素プラズマダメージ酸化膜
22が形成されている。絶縁膜20上には、その酸素プ
ラズマダメージ酸化膜22を介してソース領域17およ
びドレイン領域16とそれぞれ電気的導通を取ったソー
ス電極23およびドレイン電極24が形成されている。FIG. 5 shows a third embodiment. This embodiment is applied to an ordinary MOS semiconductor device.
Explaining the configuration, a high-concentration N-type drain region 16 and a source region 17 are formed on the main surface of the P-type substrate 15, and a gate oxide film 18 is formed on the P-type substrate 15 between the drain region 16 and the source region 17. The gate electrode 19 is formed via the. A contact hole 21 is formed by opening a part of the insulating film 20 formed on the gate electrode 19 and the like, and the oxygen plasma damage oxide film 22 is formed as a semi-insulating thin film on the exposed surface of the drain region 16 and the source region 17. Are formed. Formed on the insulating film 20 are a source electrode 23 and a drain electrode 24 which are electrically connected to the source region 17 and the drain region 16 via the oxygen plasma damaged oxide film 22.
【0030】本実施例においても前記第1実施例と同様
の作用、効果がある。This embodiment also has the same operation and effect as those of the first embodiment.
【0031】なお、バイポーラ型半導体装置について
も、金属半導体接触部において上記と同様の構成をとる
ことができるのは言うまでもない。また以上の説明にお
いては、再結合中心を多量に含む半絶縁性酸化シリコン
膜の製法として高周波プラズマによる方法を説明した
が、同様の作用、効果のある薄膜として、酸素を含む雰
囲気中でUV光処理を行って形成した半絶縁性酸化シリ
コン膜やプラズマ励起やUV光励起により形成した窒化
シリコン膜があり、これらの半絶縁性薄膜を使用しても
前記と同様の作用、効果が得られる。It is needless to say that the bipolar semiconductor device can have the same structure as the above in the metal semiconductor contact portion. Further, in the above description, a method using high-frequency plasma has been described as a method for producing a semi-insulating silicon oxide film containing a large amount of recombination centers. However, a thin film having the same action and effect has a UV light in an atmosphere containing oxygen. There are a semi-insulating silicon oxide film formed by treatment and a silicon nitride film formed by plasma excitation or UV light excitation. Even if these semi-insulating thin films are used, the same action and effect as described above can be obtained.
【0032】[0032]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の半
導体装置によれば、金属膜と不純物拡散領域とがオーミ
ック接触となってコンタクト孔の面積を大きくする必要
がなく、高密度化することができる。また半導体領域と
金属膜との直接接触が無いので、コンタクト孔における
固相エピタキシャル成長が生じることがなく長期信頼性
を確保することができる。As described above, according to the semiconductor device of the first aspect, the metal film and the impurity diffusion region are in ohmic contact with each other, so that it is not necessary to increase the area of the contact hole and the density is increased. be able to. Further, since there is no direct contact between the semiconductor region and the metal film, solid phase epitaxial growth does not occur in the contact hole, and long-term reliability can be secured.
【0033】請求項2記載の半導体装置によれば、例え
ば縦型MOSFETにおいて、小面積の溝領域で金属膜
と低濃度の第2導電型ベース領域との良好なオーミック
接触をとることができて高密度化を実現することができ
る。また前記と同様に高信頼性を確保することができ
る。According to the semiconductor device of the second aspect, for example, in a vertical MOSFET, a good ohmic contact can be made between the metal film and the low-concentration second conductivity type base region in the groove region having a small area. Higher density can be realized. In addition, high reliability can be ensured in the same manner as described above.
【0034】請求項3および請求項4記載の半導体装置
によれば、再結合中心を多量に含む半絶縁薄膜を介して
の不純物拡散領域と金属膜との電気的接続を容易に実現
することができる。According to the semiconductor device of the third and fourth aspects, electrical connection between the impurity diffusion region and the metal film can be easily realized through the semi-insulating thin film containing a large amount of recombination centers. it can.
【0035】請求項5記載の半導体装置の製造方法によ
れば、高密度化を実現し、また長期信頼性を確保するこ
とができる半導体装置を製造することができる。According to the semiconductor device manufacturing method of the fifth aspect, it is possible to manufacture a semiconductor device which can realize high density and secure long-term reliability.
【0036】請求項6記載の半導体装置の製造方法によ
れば、再結合中心を多量に含む半絶縁薄膜を容易、確実
に形成することができる。According to the semiconductor device manufacturing method of the sixth aspect, a semi-insulating thin film containing a large amount of recombination centers can be formed easily and reliably.
【0037】請求項7および請求項8記載の半導体装置
の製造方法によれば、励起処理を容易に行うことができ
る。According to the semiconductor device manufacturing method of the seventh and eighth aspects, the excitation process can be easily performed.
【図1】本発明に係る半導体装置の第1実施例を示す縦
断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view showing a first embodiment of a semiconductor device according to the present invention.
【図2】上記第1実施例の製造工程を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a manufacturing process of the first embodiment.
【図3】上記第1実施例の作用を説明するための図であ
る。FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the first embodiment.
【図4】本発明の第2実施例を示す縦断面図である。FIG. 4 is a vertical sectional view showing a second embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第3実施例を示す縦断面図である。FIG. 5 is a vertical cross-sectional view showing a third embodiment of the present invention.
【図6】従来の半導体装置の縦断面図である。FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of a conventional semiconductor device.
1 N型基板 2 N型エピタキシャル層 3 P型ベース領域(不純物拡散領域) 4,17 ソース領域(不純物拡散領域) 7,20 絶縁膜 9,21 コンタクト溝(コンタクト孔) 10,22 酸素プラズマダメージ酸化膜(半絶縁薄
膜) 16 ドレイン領域(不純物拡散領域) 11,23 ソース電極(金属膜) 24 ドレイン電極(金属膜)1 N-type substrate 2 N-type epitaxial layer 3 P-type base region (impurity diffusion region) 4,17 Source region (impurity diffusion region) 7,20 Insulating film 9,21 Contact groove (contact hole) 10,22 Oxygen plasma damage oxidation Film (semi-insulating thin film) 16 Drain region (impurity diffusion region) 11,23 Source electrode (metal film) 24 Drain electrode (metal film)
Claims (8)
の不純物拡散領域と、該不純物拡散領域上を含む前記半
導体基板主面上に形成された絶縁膜と、前記不純物拡散
領域上の前記絶縁膜の一部に開孔されたコンタクト孔に
より露出した前記不純物拡散領域の表面に形成され、再
結合中心を多量に含む半絶縁薄膜と、該半絶縁薄膜を介
して前記不純物拡散領域と電気的に接続された金属膜と
を有することを特徴とする半導体装置。1. An impurity diffusion region of a predetermined conductivity type formed on a main surface of a semiconductor substrate, an insulating film formed on the main surface of the semiconductor substrate including the impurity diffusion region, and the impurity diffusion region on the impurity diffusion region. A semi-insulating thin film formed on the surface of the impurity diffusion region exposed by a contact hole formed in a part of the insulating film and containing a large number of recombination centers, and an electrical connection with the impurity diffusion region via the semi-insulating thin film. And a metal film electrically connected to each other.
た第2導電型の第1不純物拡散領域と、該第1不純物拡
散領域内に形成された第1導電型の第2不純物拡散領域
と、前記第1、第2の不純物拡散領域上を含む前記半導
体基板主面上に形成された絶縁膜と、該絶縁膜および前
記第2不純物拡散領域を貫通して前記第1不純物拡散領
域に到達する深さに形成された溝領域の内表面に形成さ
れ、再結合中心を多量に含む半絶縁薄膜と、該半絶縁薄
膜を介して前記第1、第2の不純物拡散領域と電気的に
接続された金属膜とを有することを特徴とする半導体装
置。2. A second conductivity type first impurity diffusion region formed on the main surface of the first conductivity type semiconductor substrate, and a first conductivity type second impurity diffusion region formed in the first impurity diffusion region. Region, an insulating film formed on the main surface of the semiconductor substrate including the first and second impurity diffusion regions, and the first impurity diffusion region penetrating the insulating film and the second impurity diffusion region. A semi-insulating thin film which is formed on the inner surface of the groove region formed to a depth reaching the depth and which contains a large amount of recombination centers, and the first and second impurity diffusion regions electrically connected through the semi-insulating thin film. And a metal film connected to the semiconductor device.
膜であることを特徴とする請求項1又は2記載の半導体
装置。3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semi-insulating thin film is a semi-insulating silicon oxide film.
膜であることを特徴とする請求項1又は2記載の半導体
装置。4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semi-insulating thin film is a semi-insulating silicon nitride film.
散領域を形成する工程と、前記不純物拡散領域上を含む
前記半導体基板主面上に絶縁膜を形成する工程と、前記
不純物拡散領域上の前記絶縁膜の一部に所要の場合は当
該不純物拡散領域まで掘り込んでコンタクト孔を開孔す
る工程と、前記コンタクト孔により露出した前記不純物
拡散領域の表面に再結合中心を多量に含む半絶縁薄膜を
形成する工程と、前記半絶縁薄膜を介して前記不純物拡
散領域と電気的に接続された金属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。5. A step of forming an impurity diffusion region of a predetermined conductivity type on a main surface of a semiconductor substrate, a step of forming an insulating film on the main surface of the semiconductor substrate including on the impurity diffusion region, and on the impurity diffusion region. If a part of the insulating film is required, a step of digging up to the impurity diffusion region to open a contact hole, and a step of including a large amount of recombination centers on the surface of the impurity diffusion region exposed by the contact hole. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming an insulating thin film; and forming a metal film electrically connected to the impurity diffusion region via the semi-insulating thin film.
素又は窒素の何れかを含む雰囲気中で該雰囲気を励起さ
せ処理する方法によるものであることを特徴とする請求
項5記載の半導体装置の製造方法。6. The semiconductor device according to claim 5, wherein the semi-insulating thin film is formed by a method of exciting and treating the atmosphere in an atmosphere containing at least oxygen or nitrogen. Production method.
を特徴とする請求項6記載の半導体装置の製造方法。7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the excitation method is plasma processing.
特徴とする請求項6記載の半導体装置の製造方法。8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the excitation method is UV light treatment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5272195A JPH08250586A (en) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | Semiconductor device and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP5272195A JPH08250586A (en) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | Semiconductor device and manufacture thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08250586A true JPH08250586A (en) | 1996-09-27 |
Family
ID=12922789
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP5272195A Pending JPH08250586A (en) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | Semiconductor device and manufacture thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH08250586A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009004496A (en) * | 2007-06-20 | 2009-01-08 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device and its manufacturing method |
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-
1995
- 1995-03-13 JP JP5272195A patent/JPH08250586A/en active Pending
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