JPH09129877A - Manufacture of semiconductor device, manufacture of insulated gate semiconductor device, and insulated gate semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device, manufacture of insulated gate semiconductor device, and insulated gate semiconductor device

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JPH09129877A
JPH09129877A JP30506695A JP30506695A JPH09129877A JP H09129877 A JPH09129877 A JP H09129877A JP 30506695 A JP30506695 A JP 30506695A JP 30506695 A JP30506695 A JP 30506695A JP H09129877 A JPH09129877 A JP H09129877A
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JP
Japan
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film
layer
semiconductor
semiconductor substrate
groove
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JP30506695A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Suzuki
隆司 鈴木
Tsutomu Uesugi
勉 上杉
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Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a source contact region in a self-matching manner without using photolithography, and realize a high level of integration. SOLUTION: By using a first film 12 which was used for forming a trench, a second film 14 covering the trench surface is formed. By etching back the whole surfaces of the first film 12 and the second film 14, and using the difference of the etching rate, only the first film 12 is eliminated, and a contact hole is automatically formed adjacently to the trench. Since the contact hole is formed in an self-matching manner, working precision of the minimum pattern size in photolithography can be realized. As to the second film 14, sufficient film thickness for functioning as an interlayer insulating film can be ensured. The first film 12 and the second film 14 are positioned above the semiconductor substrate surface, so that the stress at the time of film formation and its working is not applied to the semiconductor substrate.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法、絶縁ゲート型半導体装置の製造方法および絶縁ゲー
ト型半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, a method for manufacturing an insulated gate semiconductor device, and an insulated gate semiconductor device.

【0002】本発明は、U溝を用いた、きわめて微細な
縦型のMOSトランジスタやIGBT(Insulat
ed Gate Bipolar Transisto
r)の製造に適用できる。
The present invention is directed to an extremely fine vertical MOS transistor and an IGBT (Insulator) using a U-groove.
ed Gate Bipolar Transisto
It can be applied to the production of r).

【0003】[0003]

【背景技術】縦型MOSトランジスタやIGBTは、高
い駆動能力を備え、かつ基板上の占有面積が少なく高集
積度が得られやすいという点で、今後とも期待できるデ
バイスの1つであり、さらなるデバイスの微細化を図る
べく研究がなされている。
BACKGROUND ART Vertical MOS transistors and IGBTs are one of the devices that can be expected in the future because they have a high driving ability, occupy a small area on a substrate, and can easily obtain a high degree of integration. Research is being conducted to reduce the size of the device.

【0004】図37〜図45を用いて、本発明前に本願
発明者によって検討された、U溝を用いた縦型MOSト
ランジスタ(以下、UMOSトランジスタという)の製
造プロセスについて簡単に説明する。図37〜図45は
各工程におけるデバイスの断面構造を示している。
A manufacturing process of a vertical MOS transistor using a U groove (hereinafter referred to as a UMOS transistor), which has been studied by the inventors of the present application before the present invention, will be briefly described with reference to FIGS. 37 to 45. 37 to 45 show the cross-sectional structure of the device in each step.

【0005】まず、図37に示すように、n+50
0,n-層510を有する半導体基板の表面に酸化膜5
40を形成し、続いて、イオン注入による不純物導入と
熱処理により、ボディp層520およびソース層530
を順次に形成する。
First, as shown in FIG. 37, an n + layer 50 is formed.
An oxide film 5 is formed on the surface of a semiconductor substrate having a 0, n - layer 510.
40 is formed, and then the body p layer 520 and the source layer 530 are formed by introducing impurities by ion implantation and heat treatment.
Are sequentially formed.

【0006】次に、図38に示すように、トレンチ加工
時のエッチング防止マスクとしてCVD−SiOx膜5
50を成膜する。
Next, as shown in FIG. 38, the CVD-SiOx film 5 is used as an etching prevention mask during trench processing.
50 is deposited.

【0007】次に、図39に示すように、フォトリソグ
ラフィ技術を用いてCVD−SiOx膜をパターニング
することにより、開口部560を形成する。
Next, as shown in FIG. 39, an opening 560 is formed by patterning the CVD-SiOx film by using the photolithography technique.

【0008】その後、図40に示すように、RIE(リ
アクティブイオンエッチング)によりシリコン基板をエ
ッチングしてトレンチ570を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 40, the silicon substrate is etched by RIE (reactive ion etching) to form a trench 570.

【0009】次に、図41に示すように、トレンチの内
壁面を熱酸化してゲート酸化膜580を形成し、その後
不純物をドープしたポリシリコン膜580を成形し、R
IEによるドープドポリシリコンのエッチングとCVD
−SiOx膜を除去することにより、ドープドポリシリ
コン層580をトレンチ内に埋め込む。
Next, as shown in FIG. 41, the inner wall surface of the trench is thermally oxidized to form a gate oxide film 580, and then an impurity-doped polysilicon film 580 is formed to form R.
Etching and CVD of doped polysilicon by IE
By removing the -SiOx film, the doped polysilicon layer 580 is buried in the trench.

【0010】次に、図42に示すように、CVD法によ
り層間絶縁膜590を形成する。
Next, as shown in FIG. 42, an interlayer insulating film 590 is formed by the CVD method.

【0011】次に、図43に示すように、フォトレジス
ト600をパターニングする。
Next, as shown in FIG. 43, the photoresist 600 is patterned.

【0012】次に、図44に示すように、RIEによる
層間絶縁膜590の加工によりソースコンタクトを形成
し、続いて、図45に示すように、半導体基板の表裏面
にソース電極620およびドレイン電極630を形成す
る。
Next, as shown in FIG. 44, a source contact is formed by processing the interlayer insulating film 590 by RIE, and subsequently, as shown in FIG. 45, a source electrode 620 and a drain electrode are formed on the front and back surfaces of the semiconductor substrate. 630 is formed.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】本発明者の検討による
と、上述のプロセスでは、UMOSトランジスタにおけ
るソースコンタクト領域の微細化に限界があることがわ
かった。
According to the studies made by the present inventors, it has been found that the above-described process has a limit to the miniaturization of the source contact region in the UMOS transistor.

【0014】ソースコンタクトは、層間絶縁膜をフォト
リソグラフィによりコンタクトパターンを形成し、その
後RIEで加工して形成する。したがって、ソース領域
の寸法はコンタクトパターンの加工精度で決定されるこ
とになる。つまり、先に説明した図43におけるフォト
レジスト600の加工精度により微細化の程度が決まっ
てしまうということである。
The source contact is formed by forming a contact pattern on the interlayer insulating film by photolithography and then processing by RIE. Therefore, the size of the source region is determined by the processing accuracy of the contact pattern. That is, the degree of miniaturization is determined by the processing accuracy of the photoresist 600 in FIG. 43 described above.

【0015】現実には、ソースコンタクトを形成する場
合には、フォトリソグラフィにおいてゲート領域が層間
絶縁膜で確実に保護されるように合わせ余裕(レイアウ
トマージン)をとる必要があり、結果的に、フォトリソ
グラフィの最小加工寸法の2倍以上でしか加工できない
ことになる。
In reality, when forming the source contact, it is necessary to provide an alignment margin (layout margin) so that the gate region is surely protected by the interlayer insulating film in the photolithography. This means that processing can only be performed with a size twice or more the minimum processing size of lithography.

【0016】本発明は、このような問題点に着目し、ソ
ースコンタクト領域をフォトリソグラフィによらず自己
整合的に形成し、さらなる高集積化を実現できる半導体
装置の製造方法、絶縁ゲート型半導体装置の製造方法お
よび、そのような方法により製造された絶縁ゲート型半
導体装置を提供することにある。
Focusing on such problems, the present invention is directed to a method for manufacturing a semiconductor device in which a source contact region is formed in a self-aligned manner without using photolithography, and further higher integration can be realized, and an insulated gate type semiconductor device. And a insulated gate semiconductor device manufactured by such a method.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

(1)請求項1の本発明の半導体装置の製造方法は、半
導体基板上の所望の領域に選択的に第1の膜を形成し、
前記第1の膜をマスクとして、前記半導体基板をエッチ
ングして溝を形成する工程と、前記第1の膜を残存させ
た状態で、前記溝の内部に絶縁層を形成すると共に第1
の導電性材料層を埋め込む工程と、前記第1の膜を基準
として、前記溝の内部に埋め込まれた前記第1の導電性
材料層の表面を覆うように、前記第1の膜よりエッチン
グレートが小さい第2の膜を形成する工程と、前記第1
の膜と第2の膜に対して共通のエッチングを施し、エッ
チングレートの差を利用することにより、前記第2の膜
を残存させた状態で、前記第1の膜を全部除去してその
第1の膜の下に位置していた前記半導体基板の表面を露
出させる工程と、残存している前記第2の膜上および前
記露出した半導体基板の表面上に第2の導電性材料層を
形成し、前記露出した半導体基板の表面と前記第2の導
電性材料層との接続を実現する工程と、を具備すること
を特徴とする。
(1) In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention of claim 1, the first film is selectively formed in a desired region on the semiconductor substrate,
A step of etching the semiconductor substrate to form a groove by using the first film as a mask; and a step of forming an insulating layer inside the groove while leaving the first film remaining.
The step of burying the conductive material layer and the etching rate of the first film so as to cover the surface of the first conductive material layer embedded in the groove with reference to the first film. Forming a second film having a small
Common etching is performed on the second film and the second film, and by utilizing the difference in etching rate, the first film is completely removed and the first film is removed while the second film remains. Exposing the surface of the semiconductor substrate located under the first film, and forming a second conductive material layer on the remaining second film and the exposed surface of the semiconductor substrate. And a step of realizing connection between the exposed surface of the semiconductor substrate and the second conductive material layer.

【0018】本請求項の発明では、セルフアラインを連
続して用いる新規な要素プロセス技術が提供される。
According to the invention of the present claim, a novel element process technology using continuous self-alignment is provided.

【0019】つまり、溝の形成に用いた第1の膜を用い
て溝の表面を覆うような第2の膜を形成し、第1の膜と
第2の膜とを全面エッチバックすることにより、エッチ
ングレートの差を利用して第1の膜のみを除去し、溝に
隣接してコンタクトホールを自動的に開口する。コンタ
クトホールは自己整合的に形成されるため、フォトリソ
グラフィにおける最小パターン寸法の加工精度で形成で
きる。したがって、デバイスのさらなる微細化が可能で
ある。
That is, by forming a second film that covers the surface of the groove using the first film used for forming the groove, and etching back the entire surface of the first film and the second film. Using the difference in etching rate, only the first film is removed, and a contact hole is automatically opened adjacent to the groove. Since the contact hole is formed in a self-aligning manner, it can be formed with the processing accuracy of the minimum pattern size in photolithography. Therefore, further miniaturization of the device is possible.

【0020】また、第1の膜と第2の膜のエッチングレ
ートの差を大きくしておけば、第1および第2の膜の膜
厚を厚くしておいても第1の膜のみを完全に除去するの
に問題はない。この場合、第2の膜は層間絶縁膜として
機能するのに十分な膜厚が確保され、デバイスの信頼性
は高い。
Further, if the difference between the etching rates of the first film and the second film is made large, only the first film is completely removed even if the film thicknesses of the first and second films are made thick. There is no problem to remove it. In this case, the second film has a sufficient film thickness to function as an interlayer insulating film, and the device has high reliability.

【0021】さらに、第1の膜および第2の膜は、半導
体基板表面より上側に位置するものであり、したがって
膜形成やその加工時におけるストレスは半導体基板に直
接に加わらない。これにより、結晶欠陥の発生等が抑制
され、デバイスの信頼性を確保できる。
Furthermore, since the first film and the second film are located above the surface of the semiconductor substrate, stress during film formation and processing is not directly applied to the semiconductor substrate. As a result, the occurrence of crystal defects is suppressed, and the reliability of the device can be secured.

【0022】(2)請求項2の本発明の半導体装置の製
造方法は、請求項1において、第1の膜は、上層である
シリコン窒化膜と下層であるポリシリコン膜との重ね膜
を少なくとも含んで形成され、また、第2の膜はシリコ
ン酸化膜であることを特徴とする。
(2) A method of manufacturing a semiconductor device according to a second aspect of the present invention is the method according to the first aspect, wherein the first film is at least a layered film of a silicon nitride film as an upper layer and a polysilicon film as a lower layer. It is characterized in that it is formed by including the second film, and the second film is a silicon oxide film.

【0023】本請求項では、第1の膜は、ポリシリコン
膜/Si34膜の重ね膜を含む積層膜であり、第2の膜
は、第1の膜を構成するSi34膜をマスクとした選択
酸化(LOCOS)により形成されるシリコン酸化膜
(フィールド酸化膜)である。
In the present invention, the first film is a laminated film including a stacked film of a polysilicon film / Si 3 N 4 film, and the second film is Si 3 N 4 forming the first film. It is a silicon oxide film (field oxide film) formed by selective oxidation (LOCOS) using the film as a mask.

【0024】RIEによりエッチングをする場合、シリ
コン酸化膜に対するポリシリコン膜の選択比はきわめて
大きく(例えば1:50)、したがって、全面をエッチ
バックする際、第1の膜のエッチングは速くすすみ、上
述のセルフアラインによるコンタクトホールの形成が可
能となる。
When etching is performed by RIE, the selection ratio of the polysilicon film to the silicon oxide film is extremely large (for example, 1:50). Therefore, when the entire surface is etched back, the etching of the first film proceeds quickly. The contact hole can be formed by self-alignment.

【0025】また、ポリシリコン膜の厚みを調整するこ
とで第1の膜の厚みを調整でき、この第1の膜の膜厚の
範囲で、LOCOSによるフィールド酸化膜の膜厚を確
保できる。したがって、第1の膜の厚みを厚くしておけ
ば、十分な厚みのフィールド酸化膜が得られ、かつ、そ
のフィールド酸化膜の形成時の応力は下地の半導体基板
(溝部)にまで直接には及ばず、よって層間絶縁膜とし
ての信頼性の確保ならびに結晶欠陥の発生を抑制でき
る。
Further, the thickness of the first film can be adjusted by adjusting the thickness of the polysilicon film, and the film thickness of the field oxide film by LOCOS can be secured within the range of the film thickness of the first film. Therefore, if the thickness of the first film is increased, a field oxide film having a sufficient thickness can be obtained, and the stress at the time of forming the field oxide film does not reach the underlying semiconductor substrate (groove portion) directly. Therefore, the reliability of the interlayer insulating film can be secured and the occurrence of crystal defects can be suppressed.

【0026】(3)請求項3の本発明の絶縁ゲート型半
導体装置の製造方法は、絶縁膜によって半導体基板から
電気的に絶縁されて形成された絶縁ゲートに与える電圧
により、前記半導体基板内のチャネル形成領域における
電荷の誘起を制御してチャネルの形成/非形成を制御す
る絶縁ゲート構造を具備し、その絶縁ゲート構造は、前
記半導体基板内に設けられた溝の内壁面を覆うように形
成されたゲート絶縁膜と、前記溝の内部に埋め込まれた
導電材料からなるゲート層とを含んで構成される絶縁ゲ
ート型半導体装置の製造方法であって、半導体基板の表
面部分において設けられた第1導電型の第1の半導体層
と、この第1の半導体層の下側においてその第1の半導
体層と接するように設けられた第2導電型の第2の半導
体層と、この第2の半導体層の下側においてその第2の
半導体層と接するように設けられた第1導電型の第3の
半導体層とを有する半導体基板の、表面の所望の領域に
おいて選択的に第1の膜を形成する工程と、前記第1の
膜をマスクとして前記半導体基板をエッチングし、前記
第1および第2の半導体層を貫通して前記第3の半導体
層に達する溝を形成する工程と、前記溝の内壁面を覆う
ようにゲート絶縁膜を形成する工程と、前記第1の膜を
残存させた状態で、前記溝の内部に、ゲート層となるポ
リシリコンを埋め込む工程と、前記第1の膜をマスクと
して用いて、前記溝の内部に埋め込まれたポリシリコン
の表面を選択的に酸化し、これによって、前記第1の膜
と隣接し、かつ前記第1の膜よりエッチングレートが小
さい第2の膜を形成する工程と、前記第1の膜と第2の
膜に対して共通のエッチングを施し、エッチングレート
の差を利用することにより、前記第2の膜を残存させた
状態で、前記第1の膜を全部除去してその第1の膜の下
に位置していた前記半導体基板の表面を露出させる工程
と、残存している前記第2の膜上および前記露出した半
導体基板の表面上に電極層を形成し、これにより前記第
2の膜によって前記溝に埋め込まれた前記ゲート層とな
るポリシリコンと前記電極層との電気的絶縁を確保しつ
つ、前記半導体基板の表面部に設けられた前記第1の半
導体層と前記電極層との接続を実現する工程と、を具備
することを特徴とする。
(3) According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an insulated gate semiconductor device, wherein a voltage applied to an insulated gate formed by being electrically insulated from the semiconductor substrate by an insulating film is applied to the inside of the semiconductor substrate. An insulated gate structure is provided to control the induction of charges in the channel formation region to control the formation / non-formation of the channel, and the insulated gate structure is formed so as to cover the inner wall surface of the groove provided in the semiconductor substrate. And a gate layer made of a conductive material embedded in the groove, the method comprising: forming a gate insulating film formed on the surface of the semiconductor substrate; A first-conductivity-type first semiconductor layer, a second-conductivity-type second semiconductor layer provided below the first-semiconductor layer so as to be in contact with the first-semiconductor layer, and a second-conductivity-type second semiconductor layer A first film is selectively formed in a desired region on the surface of a semiconductor substrate having a third semiconductor layer of the first conductivity type provided so as to contact the second semiconductor layer below the semiconductor layer. Forming the groove, etching the semiconductor substrate using the first film as a mask to form a groove penetrating the first and second semiconductor layers and reaching the third semiconductor layer; A step of forming a gate insulating film so as to cover an inner wall surface of the gate, a step of burying polysilicon serving as a gate layer in the groove with the first film left, and the first film. Is used as a mask to selectively oxidize the surface of the polysilicon embedded in the groove, whereby a second film adjacent to the first film and having an etching rate smaller than that of the first film is formed. Before the step of forming the film By performing common etching on the first film and the second film and utilizing the difference in etching rate, the first film is completely removed with the second film remaining. Exposing the surface of the semiconductor substrate located under the first film, and forming an electrode layer on the remaining second film and the exposed surface of the semiconductor substrate, The first semiconductor layer provided on the surface part of the semiconductor substrate while ensuring electrical insulation between the electrode layer and the polysilicon that becomes the gate layer and is buried in the groove by the second film. And a step of realizing connection with the electrode layer.

【0027】本請求項の発明によれば、ソースコンタク
トは、層間絶縁膜の厚膜化と多層積層膜のRIEによる
加工時の材料のエッチング速度差を利用することによ
り、自己整合的に形成できる。これにより、フォトリソ
グラフィにおける最小パターン寸法の加工精度でソース
コンタクト領域を形成できるため、デバイスの高集積化
およびソース領域の面積低減が可能となり、基板の抵抗
成分も小さくできる。
According to the invention of this claim, the source contact can be formed in a self-aligned manner by utilizing the difference in the etching rate of the material at the time of thickening the interlayer insulating film and processing the multilayer laminated film by RIE. . As a result, since the source contact region can be formed with the processing accuracy of the minimum pattern size in photolithography, the device can be highly integrated, the area of the source region can be reduced, and the resistance component of the substrate can be reduced.

【0028】また、トレンチゲート表面の層間絶縁膜
は、トレンチを埋め込んだドープポリシリコン表面の酸
化により形成される。この層間絶縁膜の形成膜厚は、多
層積層膜の全体膜厚の範囲で形成できる為、厚膜化が可
能であり、また、シリコン基板を酸化させない為シリコ
ン基板に酸化誘起応力は発生しない。すなわちソースコ
ンタクトを自己整合的に加工する場合のゲート上の層間
絶縁膜の目減りを確保でき、結晶欠陥の発生が抑制でき
る。これにより、きわめて微細で消費電力が小さく、か
つ高信頼度のUMOSを製造することができる。
The interlayer insulating film on the surface of the trench gate is formed by oxidizing the surface of the doped polysilicon filling the trench. The film thickness of the interlayer insulating film can be formed within the range of the total film thickness of the multilayer laminated film, so that the film thickness can be increased, and since the silicon substrate is not oxidized, the oxidation-induced stress does not occur in the silicon substrate. That is, when the source contact is processed in a self-aligned manner, the loss of the interlayer insulating film on the gate can be secured, and the generation of crystal defects can be suppressed. As a result, it is possible to manufacture a UMOS that is extremely fine, consumes less power, and has high reliability.

【0029】(4)請求項4に記載の本発明の絶縁ゲー
ト型半導体装置の製造方法は、請求項3において、第1
の膜は、上層であるシリコン窒化膜と下層であるポリシ
リコン膜との重ね膜を少なくとも含んで形成され、ま
た、第2の膜はシリコン酸化膜であることを特徴とす
る。
(4) A method of manufacturing an insulated gate semiconductor device according to a fourth aspect of the present invention is the method according to the third aspect.
This film is formed by including at least a layered film of a silicon nitride film as an upper layer and a polysilicon film as a lower layer, and the second film is a silicon oxide film.

【0030】請求項2と同じ作用により、ソースコンタ
クトのセルフアラインによる形成が可能である。
With the same operation as the second aspect, the source contact can be formed by self-alignment.

【0031】(5)請求項5に記載の本発明の絶縁ゲー
ト型半導体装置の製造方法は、請求項3における、半導
体基板の表面の所望の領域において選択的に第1の膜を
形成する工程の後に、半導体基板および前記第1の膜を
覆うようにサイドウォール用の膜を形成し、異方性エッ
チングにより前記サイドウォール用の膜を加工して半導
体基板の表面の一部を露出させると共に、前記第1の膜
の側面に前記サイドウォール用の膜を残すことによりサ
イドウォールを形成する工程と、前記サイドウォール用
の膜が除去されて半導体基板の表面の一部が露出した部
分に対し、アルカリエッチング液による半導体基板の異
方性に基づくエッチングを行って傾斜面を含む溝を形成
する工程と、を追加し、かつ、その後、第1の膜および
前記サイドウォールをマスクとして用いてドライエッチ
ングにより前記半導体基板をエッチングし、これによっ
て前記傾斜面を含む溝に連接し、かつ第1および第2の
半導体層を貫通して第3の半導体層に達する溝を形成す
る工程とを具備し、その後、請求項3に記載の、ゲート
絶縁膜の形成工程を含む各工程によって絶縁ゲート型半
導体装置を製造することを特徴とする。
(5) In the method for manufacturing an insulated gate semiconductor device according to a fifth aspect of the present invention, the step of selectively forming the first film in a desired region on the surface of the semiconductor substrate according to the third aspect. After that, a side wall film is formed so as to cover the semiconductor substrate and the first film, and the side wall film is processed by anisotropic etching to expose a part of the surface of the semiconductor substrate. A step of forming a sidewall by leaving the sidewall film on a side surface of the first film, and a step of removing a portion of the surface of the semiconductor substrate by removing the sidewall film A step of performing etching based on the anisotropy of the semiconductor substrate with an alkali etching solution to form a groove including an inclined surface, and thereafter, the first film and the side wall. Is used as a mask to dry-etch the semiconductor substrate, thereby forming a groove connected to the groove including the inclined surface and penetrating the first and second semiconductor layers to reach the third semiconductor layer. And then, the insulated gate semiconductor device is manufactured by each step including the step of forming a gate insulating film according to claim 3.

【0032】本請求項の製造方法は、請求項3および請
求項4の製造方法の利点の他に、さらに、サイドウォー
ルの形成によって第2の膜の形成の際における横方向の
ストレスが緩和され、かつ、溝の上部がテーパーをもっ
ているためにポリシリコンを埋め込むための成膜ガスを
溝内に導入しやすいという特徴を有する。
According to the manufacturing method of the present invention, in addition to the advantages of the manufacturing methods of the third and fourth embodiments, the lateral stress at the time of forming the second film is alleviated by forming the side wall. Moreover, since the upper part of the groove has a taper, it is easy to introduce a film forming gas for burying polysilicon into the groove.

【0033】特に、第2の膜をLOCOSにより形成す
る際、サイドウォールによってバーズビーク(横方向の
広がり)が減少し、よってソースコンタクト面積の縮小
を防ぐことができる。
In particular, when the second film is formed by LOCOS, the side walls reduce bird's beaks (extension in the lateral direction), so that the source contact area can be prevented from being reduced.

【0034】(6)請求項6の本発明の絶縁ゲート型半
導体装置は、請求項3〜請求項5のいずれかに記載の絶
縁ゲート型半導体装置の製造方法により製造される、第
1の半導体層をソース層とし、第2の半導体層をチャネ
ル形成層とし、溝内に埋め込まれたポリシリコンをゲー
ト層とし、かつ、半導体表面とは反対の位置にある半導
体裏面において設けられた第1導電型の第4の半導体層
をドレイン層として構成される、縦型の絶縁ゲート型半
導体装置である。
(6) The insulated gate semiconductor device according to claim 6 of the present invention is the first semiconductor manufactured by the method for manufacturing an insulated gate semiconductor device according to any one of claims 3 to 5. Layer as a source layer, the second semiconductor layer as a channel forming layer, the polysilicon embedded in the trench as a gate layer, and the first conductive layer provided on the semiconductor back surface at a position opposite to the semiconductor front surface. Is a vertical insulated gate semiconductor device in which a fourth type semiconductor layer is used as a drain layer.

【0035】請求項3〜請求項5のセルフアラインプロ
セスにより製造された、極めて微細で、低消費電力かつ
高信頼度の縦型のMOSトランジスタである。
An extremely fine vertical MOS transistor of low power consumption and high reliability manufactured by the self-alignment process of claims 3 to 5.

【0036】(7)請求項7の本発明の絶縁ゲート型半
導体装置は、請求項3〜請求項5のいずれかに記載の絶
縁ゲート型半導体装置の製造方法により製造される、第
1の半導体層をエミッタ層とし、第2の半導体層をチャ
ネル形成層とし、溝内に埋め込まれたポリシリコンをゲ
ート層とし、かつ、半導体表面とは反対の位置にある半
導体裏面において設けられた第2導電型の第4の半導体
層をコレクタ層として構成される、縦型の絶縁ゲート型
半導体装置である。
(7) An insulated gate semiconductor device according to a seventh aspect of the present invention is a first semiconductor manufactured by the method for manufacturing an insulated gate semiconductor device according to any one of the third to fifth aspects. The second conductive layer provided on the semiconductor back surface at a position opposite to the semiconductor front surface, the layer serving as an emitter layer, the second semiconductor layer serving as a channel forming layer, the polysilicon embedded in the trench serving as a gate layer. Is a vertical insulated gate semiconductor device having a fourth semiconductor layer of the mold as a collector layer.

【0037】請求項3〜請求項5のセルフアラインプロ
セスにより製造された、極めて微細で、低消費電力かつ
高信頼度の、IGBT(縦型の、バイポーラ・MOS複
合のインバーテッドダーリントントランジスタ)であ
る。
An extremely fine, low power consumption and highly reliable IGBT (vertical type bipolar-MOS composite inverted Darlington transistor) manufactured by the self-alignment process according to any one of claims 3 to 5. .

【0038】[0038]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0039】(第1の実施の形態)図2〜図9は本発明
の半導体装置の製造方法(要素プロセス技術)を説明す
るための図であり、それぞれ、各工程におけるデバイス
の断面構造を示している。
(First Embodiment) FIGS. 2 to 9 are views for explaining a method (element process technology) for manufacturing a semiconductor device of the present invention, each showing a sectional structure of a device in each step. ing.

【0040】まず、図2に示すように、半導体基板(S
i基板)上に第1の膜12を形成する。この膜として
は、後述する第2の膜よりもRIEによるエッチングレ
ートが十分に高いものを使用する(その一例が図1
(a)に示されているが、この点については後述す
る)。
First, as shown in FIG. 2, a semiconductor substrate (S
The first film 12 is formed on the (i substrate). As this film, a film having a sufficiently higher etching rate by RIE than a second film described later is used (one example of which is shown in FIG.
This is shown in (a), which will be described later).

【0041】続いて、図3に示すように、第1の膜12
をマスクとしてU溝22,24を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 3, the first film 12 is formed.
Using the as a mask, the U-grooves 22 and 24 are formed.

【0042】次に、図4に示すように、U溝の内壁面を
酸化して酸化膜26,28を形成する。
Next, as shown in FIG. 4, the inner wall surface of the U groove is oxidized to form oxide films 26 and 28.

【0043】次に、図5に示すように、U溝内および第
1の膜12上にポリシリコン層30を形成する。
Next, as shown in FIG. 5, a polysilicon layer 30 is formed in the U groove and on the first film 12.

【0044】次に、図6に示すように、ポリシリコンを
エッチバックし、U溝内にポリシリコン層32,34を
埋め込む。
Next, as shown in FIG. 6, the polysilicon is etched back to fill the U-grooves with the polysilicon layers 32 and 34.

【0045】次に、図7に示すように、第1の膜12を
マスクとして用いて選択酸化(LOCOS)を行い、第
2の膜(フィールド酸化膜)14を形成する。この第2
の膜は第1の膜よりも、RIEによるエッチングの進行
が十分に遅いという性質を有している。
Next, as shown in FIG. 7, selective oxidation (LOCOS) is performed using the first film 12 as a mask to form a second film (field oxide film) 14. This second
This film has the property that the progress of etching by RIE is much slower than that of the first film.

【0046】次に、図8に示すように、第1の膜12お
よび第2の膜14を同時に、RIEによりエッチング
し、エッチングレートの差を利用して第2の膜14を残
し、一方、第1の膜12を完全に除去する。これによ
り、半導体基板10に対するコンタクトホールが自動的
に形成される。
Next, as shown in FIG. 8, the first film 12 and the second film 14 are simultaneously etched by RIE, and the second film 14 is left by utilizing the difference in etching rate, while The first film 12 is completely removed. As a result, a contact hole for the semiconductor substrate 10 is automatically formed.

【0047】次に、図9に示すように、電極40を形成
し、半導体基板10との電気的接続をとる。このとき、
第2の膜14は層間絶縁膜として機能する。以上がプロ
セスの概要である。
Next, as shown in FIG. 9, an electrode 40 is formed and electrically connected to the semiconductor substrate 10. At this time,
The second film 14 functions as an interlayer insulating film. The above is the outline of the process.

【0048】次に、第1図を用いて、エッチングレート
の差(選択比)を利用した、RIEによる半導体基板に
対するコンタクトホールの自動形成工程の具体的内容に
ついて説明する。
Next, the specific contents of the step of automatically forming a contact hole in a semiconductor substrate by RIE utilizing the difference in etching rate (selection ratio) will be described with reference to FIG.

【0049】図1(a)に示すように、第1の膜は、S
34膜17/ポリシリコン層18/SiO2膜19の
積層体により構成される膜(積層膜)からなっている。
Si34膜17は、図7のLOCOSによる第2の膜
(フィールド酸化膜)の形成のためのマスクとしての役
目を果たす。
As shown in FIG. 1A, the first film is S
The i 3 N 4 film 17 / polysilicon layer 18 / SiO 2 film 19 is formed of a laminated body (laminated film).
The Si 3 N 4 film 17 serves as a mask for forming the second film (field oxide film) by LOCOS of FIG. 7.

【0050】シリコンエッチングのためのエッチャント
を用いたRIEの場合、ポリシリコン層18のエッチン
グレートは、第2の膜(フィールド酸化膜)のエッチン
グレートの約50倍である。したがって、第1の膜のエ
ッチングを速く終了させるのに寄与する。
In the case of RIE using an etchant for etching silicon, the etching rate of the polysilicon layer 18 is about 50 times the etching rate of the second film (field oxide film). Therefore, it contributes to end the etching of the first film quickly.

【0051】一方、Si34膜17のエッチングレート
は、第2の膜(フィールド酸化膜)とそれほど差がない
ものの、Si34膜17の厚みは、第2の膜(フィール
ド酸化膜)の厚みより十分に薄い。同じく第1の膜を構
成する、最下層のSiO2膜19の厚みも第2の膜(フ
ィールド酸化膜)の厚みに比べ十分に薄い。
Meanwhile, the etching rate of the Si 3 N 4 film 17, although the second film (field oxide film) and there is no much difference, the thickness of the Si 3 N 4 film 17, the second film (field oxide film ) Is sufficiently thinner than the thickness of. Similarly, the thickness of the lowermost SiO 2 film 19 forming the first film is sufficiently smaller than the thickness of the second film (field oxide film).

【0052】したがって、第1および第2の膜につい
て、RIEによる全面のエッチバックを行うと、図1
(b)の左側に示すように、第1の膜12については、
エッチングが1−a,1−b,1−cと進行して全部が
除去される一方、図1(b)の右側に示すように、第2
の膜14については、2−a,2−b,2−c(それぞ
れ、1−a,1−b,1−cに対応する)とエッチング
されて目減りはするものの、第1の膜12が完全に除去
された段階でもかなりの厚みを残して残存する。
Therefore, when the entire surface of the first and second films is etched back by RIE, the result shown in FIG.
As shown on the left side of (b), for the first film 12,
While the etching proceeds to 1-a, 1-b and 1-c to completely remove it, as shown on the right side of FIG.
The film 14 is etched by 2-a, 2-b, and 2-c (corresponding to 1-a, 1-b, and 1-c, respectively), but the first film 12 is reduced. Even when it is completely removed, it remains with a considerable thickness.

【0053】このようにして、層間絶縁膜として十分な
厚みの第2の膜14を残し、かつ、U溝に最も近い位置
に、半導体基板に対するコンタクトホールを自動的に形
成することができる。
In this manner, the second film 14 having a sufficient thickness as an interlayer insulating film is left, and the contact hole for the semiconductor substrate can be automatically formed at the position closest to the U groove.

【0054】このように、本実施の形態によれば、コン
タクトホールがセルフアラインで形成されるため、フォ
トリソグラフィにおける最小パターン寸法の加工精度で
形成することが可能となる。したがって、デバイスのさ
らなる微細化が可能である。
As described above, according to the present embodiment, since the contact hole is formed in self-alignment, it is possible to form the contact hole with the processing accuracy of the minimum pattern dimension in photolithography. Therefore, further miniaturization of the device is possible.

【0055】また、第1の膜と第2の膜のエッチングレ
ートの差を大きくしておけば、第1および第2の膜の膜
厚を厚くしておいても第1の膜のみを完全に除去するの
に問題はない。この場合、第2の膜は層間絶縁膜として
機能するのに十分な膜厚が確保され、デバイスの信頼性
は高い。
Further, if the difference between the etching rates of the first film and the second film is made large, only the first film will be completely removed even if the film thicknesses of the first and second films are made large. There is no problem to remove it. In this case, the second film has a sufficient film thickness to function as an interlayer insulating film, and the device has high reliability.

【0056】さらに、第1の膜および第2の膜は、半導
体基板表面より上側に位置するものであり、したがって
膜形成やその加工時におけるストレスは半導体基板に直
接に加わらない。これにより、結晶欠陥の発生等が抑制
され、デバイスの信頼性も確保できる。
Further, since the first film and the second film are located above the surface of the semiconductor substrate, stress during film formation and processing is not directly applied to the semiconductor substrate. As a result, the occurrence of crystal defects is suppressed, and the reliability of the device can be secured.

【0057】(第2の実施の形態)次に、本発明を用い
た絶縁ゲート型半導体装置(UMOSトランジスタ)の
製造方法の一例について説明する。
(Second Embodiment) Next, an example of a method of manufacturing an insulated gate semiconductor device (UMOS transistor) using the present invention will be described.

【0058】図10は絶縁ゲート型半導体装置(UMO
Sトランジスタ)の要部の平面レイアウト図であり、図
11は図10におけるA−A線およびB−B線に沿うデ
バイスの断面構造を示す図である。図11において、左
側の図がA−A線に沿うゲート回りの断面図あり、右側
の図がB−B線に沿うU溝近傍の断面図である。また、
図10の(ア)〜(オ)の各位置は、図11の(ア)〜
(オ)の各位置に対応している。
FIG. 10 shows an insulated gate semiconductor device (UMO).
11 is a plan layout view of a main part of the (S transistor), and FIG. 11 is a diagram showing a cross-sectional structure of the device taken along the line AA and the line BB in FIG. 10. 11, the left side view is a cross-sectional view around the gate along the line AA, and the right side view is a cross-sectional view near the U groove along the line BB. Also,
The positions of (A) to (E) of FIG.
It corresponds to each position of (e).

【0059】図11に示すような構造のUMOSトラン
ジスタが、どのようにして製造されるかについて図12
〜図27を用いて説明する。図12〜図21は、図10
におけるA−A線に沿うデバイスの断面構造を示し、図
22〜図27は、図10におけるB−B線に沿うデバイ
スの断面構造を示している。
FIG. 12 shows how the UMOS transistor having the structure shown in FIG. 11 is manufactured.
This will be described with reference to FIGS. 12 to 21 are similar to FIG.
22 shows the cross-sectional structure of the device along the line AA, and FIGS. 22 to 27 show the cross-sectional structure of the device along the line BB in FIG.

【0060】まず、図12に示すように、n+層10
0,n-層120を有するSi基板上に約50nmの熱
酸化膜(SiO2膜)130を形成後、イオン注入によ
る不純物導入と熱処理により、ソース層(n+)290
およびボディp層280を形成する。
First, as shown in FIG. 12, an n + layer 10 is formed.
After forming a thermal oxide film (SiO 2 film) 130 having a thickness of about 50 nm on the Si substrate having the 0, n layer 120, the source layer (n + ) 290 is formed by impurity implantation by ion implantation and heat treatment.
And a body p layer 280 is formed.

【0061】次に、図13に示すように、SiO2膜1
30の上にポリシリコン層140を例えば約500nm
と厚めに形成し、さらに、Si34膜150を約200
nm、CVD−SiOx膜160を約250nm、順次
に積み重ねて形成する。これにより、多層積層膜(Si
Ox/Si34/PolySi/SiO2)が、形成さ
れる。
Next, as shown in FIG. 13, a SiO 2 film 1 is formed.
A polysilicon layer 140 on top of 30 for example about 500 nm
And a Si 3 N 4 film 150 of about 200
nm, a CVD-SiOx film 160 of about 250 nm is sequentially stacked and formed. Thereby, the multilayer laminated film (Si
Ox / Si 3 N 4 / PolySi / SiO 2 ) is formed.

【0062】次に、図14に示すように、フォトリソグ
ラフィの最小線幅でパターンを形成し、RIEで多層積
層膜(SiOx/Si34/PolySi/SiO2
をエッチングすることにより、開口部300を形成す
る。
Next, as shown in FIG. 14, a pattern is formed with the minimum line width of photolithography, and a multilayer laminated film (SiOx / Si 3 N 4 / PolySi / SiO 2 ) is formed by RIE.
The opening 300 is formed by etching.

【0063】その後、図15に示すように、パターニン
グされた多層積層膜をマスクとして用いて、RIEによ
りトレンチ(U溝)320を形成する。
Then, as shown in FIG. 15, a trench (U groove) 320 is formed by RIE using the patterned multilayer film as a mask.

【0064】次に、図16に示すように、トレンチ32
0の内壁面を熱酸化することによりゲート酸化膜200
を形成する。
Next, as shown in FIG. 16, the trench 32 is formed.
0 is thermally oxidized on the inner wall surface of the gate oxide film 200.
To form

【0065】その後、図17に示すように、不純物をド
ープしたポリシリコン層(ドープドポリシリコン層)1
70を形成する。このとき、図10のA−A線に沿う部
分の要部の断面構造(ゲート回りの一部の断面構造)
は、図22のようになっている。つまり、多層積層膜
(SiOx膜160,Si34膜150,ポリシリコン
150,SiO2膜130)の上部に覆うように、ドー
プドポリシリコン層170が形成されている。
Thereafter, as shown in FIG. 17, an impurity-doped polysilicon layer (doped polysilicon layer) 1
70 is formed. At this time, the cross-sectional structure of the main part of the portion along the line AA in FIG. 10 (partial cross-sectional structure around the gate)
Is as shown in FIG. That is, the doped polysilicon layer 170 is formed so as to cover the upper part of the multilayer laminated film (SiOx film 160, Si 3 N 4 film 150, polysilicon 150, SiO 2 film 130).

【0066】次に、図23に示すように、ゲート部分に
おいて、Si34膜260およびCVD−SiOx膜2
70の重ね膜を所定のパターンで形成する。
Next, as shown in FIG. 23, at the gate portion, the Si 3 N 4 film 260 and the CVD-SiOx film 2 are formed.
A laminated film of 70 is formed in a predetermined pattern.

【0067】次に、図18および図24に示すように、
ドープドポリシリコン層170をエッチバックし、溝3
20内にそのドープドポリシリコン層を埋め込む。図1
8に示されるように、半導体基板の表面部にはSi34
膜150が残存している。また、図24に示すように、
ゲート部分では、このエッチバックにより段差(L)が
生じる。
Next, as shown in FIG. 18 and FIG.
Etch back the doped polysilicon layer 170 to form trench 3
Embed the doped polysilicon layer in 20. FIG.
As shown in FIG. 8, Si 3 N 4 is formed on the surface of the semiconductor substrate.
The film 150 remains. Also, as shown in FIG.
At the gate portion, a step (L) is generated due to this etch back.

【0068】次に、図19および図25に示すように、
Si34膜150をマスクとしてLOCOSによりフィ
ールド酸化膜210を約600nmの厚みで形成する。
このフィールド酸化膜210は層間絶縁膜として機能す
る。。次に、RIEによる全面のエッチングを行い、多
層積層膜(150,140,130)とフィールド酸化
膜210とのエッチングレートの差を利用して、図20
のように、多層積層膜直下のシリコン基板の表面を露出
させる。これにより、自動的にソースコンタクトが形成
される。つまり、ソースコンタクトの形成は、マスク合
わせなしで、ソース領域上部に形成した多層積層膜をR
IEで除去することにより自己整合的に形成できる。
Next, as shown in FIGS. 19 and 25,
A field oxide film 210 is formed with a thickness of about 600 nm by LOCOS using the Si 3 N 4 film 150 as a mask.
This field oxide film 210 functions as an interlayer insulating film. . Next, the entire surface is etched by RIE, and the difference in etching rate between the multi-layered film (150, 140, 130) and the field oxide film 210 is utilized to obtain the structure shown in FIG.
As described above, the surface of the silicon substrate immediately below the multilayer laminated film is exposed. As a result, the source contact is automatically formed. That is, the source contact is formed by using the multilayer laminated film formed on the source region without performing mask alignment.
It can be formed in a self-aligned manner by removing with IE.

【0069】すなわち、フィールド酸化膜210とSi
34膜150との選択比は約「5」、フィールド酸化膜
(SiO2)210とポリシリコン層140との選択比
は約「70」、フィールド酸化膜(SiO2)210と
SiO2膜130との選択比は約「1」であることか
ら、この3層膜をエッチングする間に、厚いフィールド
酸化膜(SiO2)210は約100nm程度膜減り
し、結果的に約500nmの厚みを残してエッチングが
終了すると同時に、ソースコンタクトが自己整合的に形
成される。
That is, the field oxide film 210 and Si
Selectivity to the 3 N 4 film 150 is about "5", a field oxide film (SiO 2) selectivity between 210 and polysilicon layer 140 is about "70", the field oxide film (SiO 2) 210 and the SiO 2 film Since the selectivity with respect to 130 is about “1”, the thickness of the thick field oxide film (SiO 2 ) 210 is reduced by about 100 nm during etching of the three-layer film, and as a result, the thickness of about 500 nm is reduced. At the same time as the etching is completed, the source contact is formed in a self-aligned manner.

【0070】次に、図26に示すように、ゲート部分に
おいて、ゲートコンタクト250を開口する。
Next, as shown in FIG. 26, a gate contact 250 is opened in the gate portion.

【0071】次に、図21および図27に示すように、
アルミニュウム等からなるゲート電極220ならびにソ
ース電極230を形成する。また、半導体基板の裏面に
ドレイン電極240を形成する。
Next, as shown in FIGS. 21 and 27,
A gate electrode 220 and a source electrode 230 made of aluminum or the like are formed. Further, the drain electrode 240 is formed on the back surface of the semiconductor substrate.

【0072】このようにして、図10,図11に記載さ
れる構造が完成する。図11や図27からも明らかなよ
うに、完成したデバイスは、ゲート電極部分の直下の多
層膜積層構造(Si34/PolySi/SiO2
が、その後のソースコンタクト形成プロセスで除去され
ないでそのまま残存した構造となる。
In this way, the structure shown in FIGS. 10 and 11 is completed. As is clear from FIGS. 11 and 27, the completed device has a multilayer film laminated structure (Si 3 N 4 / PolySi / SiO 2 ) immediately below the gate electrode portion.
However, the structure remains as it is without being removed in the subsequent source contact formation process.

【0073】このように、本実施の形態によれば、ソー
スコンタクトは、層間絶縁膜の厚膜化と多層積層膜RI
E時の材料のエッチング速度差を利用することにより、
自己整合的に形成可能であり、したがって、フォトリソ
グラフィにおける最小パターン寸法の加工精度でソース
コンタクト領域を形成できるため、デバイスの高集積化
及びソース領域の面積低減が可能となり、基板の抵抗成
分を小さくできる。
As described above, according to the present embodiment, the source contact is formed by increasing the thickness of the interlayer insulating film and the multilayer laminated film RI.
By utilizing the etching rate difference of the material at E,
Since the source contact region can be formed in a self-aligning manner with high processing accuracy of the minimum pattern dimension in photolithography, high integration of the device and reduction of the area of the source region can be achieved, and the resistance component of the substrate can be reduced. it can.

【0074】また、トレンチゲート表面の層間絶縁膜
は、トレンチを埋め込んだドープポリシリコン表面の酸
化により形成される。この層間絶縁膜の形成膜厚は、多
層積層膜の全体膜厚の範囲で形成できる為、厚膜化が可
能であり、また、シリコン基板を酸化させない為シリコ
ン基板に酸化誘起応力は発生しない。すなわちソースコ
ンタクトを自己整合的に加工する場合のゲート上の層間
絶縁膜の目減りを確保でき、結晶欠陥の発生が抑制でき
る。これにより信頼性が高く、消費電力の小さく高性能
なUMOSトランジスタを製造することができる。
The interlayer insulating film on the surface of the trench gate is formed by oxidizing the surface of the doped polysilicon filling the trench. The film thickness of the interlayer insulating film can be formed within the range of the total film thickness of the multilayer laminated film, so that the film thickness can be increased, and since the silicon substrate is not oxidized, the oxidation-induced stress does not occur in the silicon substrate. That is, when the source contact is processed in a self-aligned manner, the loss of the interlayer insulating film on the gate can be secured, and the generation of crystal defects can be suppressed. As a result, a highly reliable UMOS transistor with high reliability and low power consumption can be manufactured.

【0075】(第3の実施の形態)次に、本発明を用い
た絶縁ゲート型半導体装置(UMOSトランジスタ)の
製造方法の他の例について、図28〜図35を用いて説
明する。
(Third Embodiment) Next, another example of a method of manufacturing an insulated gate semiconductor device (UMOS transistor) according to the present invention will be described with reference to FIGS.

【0076】本実施の形態は、(100)面のSi基板
を用いて第2の実施の形態と同様のの工程を実行するに
際し、多層積層膜加工後の側面にCVD膜によるサイド
ウォールを形成する工程と、アルカリエッチング液を用
いてシリコン異方性エッチングによりV溝を形成する工
程を付加することを特徴とする。
In this embodiment, when a process similar to that of the second embodiment is performed using a (100) plane Si substrate, a sidewall made of a CVD film is formed on the side surface after the processing of the multilayer laminated film. And a step of forming a V groove by silicon anisotropic etching using an alkali etching solution.

【0077】以下、具体的に説明する。A detailed description will be given below.

【0078】半導体基板に対して図12〜図14までの
工程により処理を施した後、まず、図28に示すよう
に、サイドウォール用CVD−SiOx膜400を形成
する。
After the semiconductor substrate is processed by the steps shown in FIGS. 12 to 14, first, as shown in FIG. 28, a CVD-SiOx film 400 for sidewalls is formed.

【0079】次に、図29に示すように、RIEによる
エッチングを施し、サイドウォール410を形成する。
Next, as shown in FIG. 29, etching by RIE is performed to form sidewalls 410.

【0080】次に、図30に示すように、アルカリエッ
チングにより、V溝420を形成する。
Next, as shown in FIG. 30, a V groove 420 is formed by alkali etching.

【0081】次に、図31に示すように、RIEにより
トレンチ440を形成する。
Next, as shown in FIG. 31, a trench 440 is formed by RIE.

【0082】次に、図32に示すように、U溝内にドー
プドポリシリコン170の埋め込みを行う。
Next, as shown in FIG. 32, the doped polysilicon 170 is embedded in the U groove.

【0083】次に、図33に示すように、ドープドポリ
シリコン170表面を局所酸化し、フィールド酸化膜2
10を形成する。
Next, as shown in FIG. 33, the surface of the doped polysilicon 170 is locally oxidized to form the field oxide film 2.
Form 10.

【0084】次に、図34に示すように、RIEにより
全面をエッチバックし、フィールド酸化膜210を残し
つつ、ソースコンタクトを形成する。
Next, as shown in FIG. 34, the entire surface is etched back by RIE to form the source contact while leaving the field oxide film 210.

【0085】次に、図35に示すように、半導体基板の
表裏面にソース電極230とドレイン電極240をそれ
ぞれ形成し、デバイスが完成する。
Next, as shown in FIG. 35, the source electrode 230 and the drain electrode 240 are formed on the front and back surfaces of the semiconductor substrate, respectively, and the device is completed.

【0086】本実施の形態のデバイスでは、特に、サイ
ドウォール410の存在によって、LOCOSによるフ
ィールド酸化膜210の形成の際における横方向のスト
レスの発生(バーズビークの発生)が緩和され、十分な
ソースコンタクト面積を確保できると共に、アルカリエ
ッチングにより形成されたV溝がテーパーをもっている
ために、ポリシリコンを埋め込むための成膜ガスが溝内
に導入されやすいという特徴を有する。
In the device of this embodiment, in particular, the presence of the sidewalls 410 alleviates the lateral stress (generation of bird's beaks) when the field oxide film 210 is formed by LOCOS, so that sufficient source contact is achieved. In addition to being able to secure the area, the V groove formed by alkali etching has a taper, so that a film forming gas for burying polysilicon is easily introduced into the groove.

【0087】(第4の実施の形態)図36(a)は本発
明第4の実施の形態にかかるIGBT(Insulat
ed Gate Bipolar Transisto
r)のデバイスの断面構造を示し、(b)はその等価回
路を示す。
(Fourth Embodiment) FIG. 36A shows an IGBT (Insulator) according to a fourth embodiment of the present invention.
ed Gate Bipolar Transisto
r) shows a sectional structure of the device, and (b) shows an equivalent circuit thereof.

【0088】IGBTは、図11等に示される半導体基
板の最下層のn+型半導体層100を、P+の半導体層1
05に置き換えることにより形成され、図36(b)に
示すように、回路的には、MOSトップのインバーテッ
ドダーリントントランジスタを構成する。
[0088] IGBT is the lowest layer of the n + -type semiconductor layer 100 of the semiconductor substrate shown in FIG. 11 or the like, P + semiconductor layer 1
It is formed by replacing with 05, and as shown in FIG. 36B, in terms of a circuit, an inverted Darlington transistor having a MOS top is formed.

【0089】図36(a)に示すように、溝内に形成さ
れるドープドポリシリコン層170がゲート(G)とな
り、基板表面に形成される電極232がエミッタ電極と
なり、基板裏面に形成される電極242がコレクタ電極
となる。
As shown in FIG. 36A, the doped polysilicon layer 170 formed in the groove serves as a gate (G), the electrode 232 formed on the front surface of the substrate serves as an emitter electrode, and is formed on the back surface of the substrate. The electrode 242 serving as a collector electrode.

【0090】このようなIGBTも、上述のプロセスに
より、MOSFETと同様に形成可能であり、製造され
たデバイスは高集積、低消費電極で、かつ信頼性が高
い。
Such an IGBT can be formed in the same manner as the MOSFET by the above-described process, and the manufactured device has high integration, low consumption electrodes, and high reliability.

【0091】[0091]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a),(b)はそれぞれ、本発明の半導体装
置の製造方法の特徴を説明するための図である。
1A and 1B are views for explaining the features of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図2】本発明の半導体装置の製造方法の第1の工程を
示すデバイスの断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of a device showing a first step of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図3】本発明の半導体装置の製造方法の第2の工程を
示すデバイスの断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of a device showing a second step of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図4】本発明の半導体装置の製造方法の第3の工程を
示すデバイスの断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a device showing a third step of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図5】本発明の半導体装置の製造方法の第4の工程を
示すデバイスの断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of a device showing a fourth step of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図6】本発明の半導体装置の製造方法の第5の工程を
示すデバイスの断面図である。
FIG. 6 is a device sectional view showing a fifth step of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図7】本発明の半導体装置の製造方法の第6の工程を
示すデバイスの断面図である。
FIG. 7 is a sectional view of a device showing a sixth step of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図8】本発明の半導体装置の製造方法の第7の工程を
示すデバイスの断面図である。
FIG. 8 is a device sectional view showing a seventh step of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図9】本発明の半導体装置の製造方法の第8の工程を
示すデバイスの断面図である。
FIG. 9 is a sectional view of a device showing an eighth step of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図10】本発明の絶縁ゲート型半導体装置の要部の平
面レイアウト図である。
FIG. 10 is a plan layout view of a main part of the insulated gate semiconductor device of the present invention.

【図11】図10のA−A線ならびにB−B線に沿うデ
バイスの断面構造の一例を示す図である。
11 is a diagram showing an example of a cross-sectional structure of the device taken along the line AA and the line BB in FIG.

【図12】図10および図11に示されるデバイスの製
造方法の一例を説明するための図であり、第1の工程に
おける、図10のA−A線に沿うデバイスの断面構造を
示す図である。
12 is a diagram for explaining an example of the method for manufacturing the device shown in FIGS. 10 and 11, showing a cross-sectional structure of the device along the line AA of FIG. 10 in the first step. is there.

【図13】図10および図11に示されるデバイスの製
造方法の一例を説明するための図であり、第2の工程に
おける、図10のA−A線に沿うデバイスの断面構造を
示す図である。
13 is a diagram for explaining an example of the method for manufacturing the device shown in FIGS. 10 and 11, showing a cross-sectional structure of the device along the line AA in FIG. 10 in the second step. FIG. is there.

【図14】図10および図11に示されるデバイスの製
造方法の一例を説明するための図であり、第3の工程に
おける、図10のA−A線に沿うデバイスの断面構造を
示す図である。
14 is a diagram for explaining an example of the method for manufacturing the device shown in FIGS. 10 and 11, showing a cross-sectional structure of the device along the line AA in FIG. 10 in the third step. FIG. is there.

【図15】図10および図11に示されるデバイスの製
造方法の一例を説明するための図であり、第4の工程に
おける、図10のA−A線に沿うデバイスの断面構造を
示す図である。
15 is a diagram for explaining an example of the method for manufacturing the device shown in FIGS. 10 and 11, showing the cross-sectional structure of the device along the line AA in FIG. 10 in the fourth step. is there.

【図16】図10および図11に示されるデバイスの製
造方法の一例を説明するための図であり、第5の工程に
おける、図10のA−A線に沿うデバイスの断面構造を
示す図である。
16 is a diagram for explaining an example of the method for manufacturing the device shown in FIGS. 10 and 11, and is a diagram showing a cross-sectional structure of the device along the line AA in FIG. 10 in a fifth step. FIG. is there.

【図17】図10および図11に示されるデバイスの製
造方法の一例を説明するための図であり、第6の工程に
おける、図10のA−A線に沿うデバイスの断面構造を
示す図である。
FIG. 17 is a diagram for explaining an example of the method for manufacturing the device shown in FIGS. 10 and 11, showing a cross-sectional structure of the device along the line AA in FIG. 10 in a sixth step. is there.

【図18】図10および図11に示されるデバイスの製
造方法の一例を説明するための図であり、第7の工程に
おける、図10のA−A線に沿うデバイスの断面構造を
示す図である。
FIG. 18 is a diagram for explaining an example of the method for manufacturing the device shown in FIGS. 10 and 11, showing the cross-sectional structure of the device along the line AA in FIG. 10 in the seventh step. is there.

【図19】図10および図11に示されるデバイスの製
造方法の一例を説明するための図であり、第8の工程に
おける、図10のA−A線に沿うデバイスの断面構造を
示す図である。
FIG. 19 is a diagram for explaining an example of the method for manufacturing the device shown in FIGS. 10 and 11, showing the cross-sectional structure of the device along the line AA in FIG. 10 in the eighth step. is there.

【図20】図10および図11に示されるデバイスの製
造方法の一例を説明するための図であり、第9の工程に
おける、図10のA−A線に沿うデバイスの断面構造を
示す図である。
20 is a diagram for explaining an example of the method of manufacturing the device shown in FIGS. 10 and 11, and is a diagram showing a cross-sectional structure of the device along the line AA in FIG. 10 in a ninth step. FIG. is there.

【図21】図10および図11に示されるデバイスの製
造方法の一例を説明するための図であり、第10の工程
における、図10のA−A線に沿うデバイスの断面構造
を示す図である。
FIG. 21 is a diagram for explaining an example of the method for manufacturing the device shown in FIGS. 10 and 11, showing a cross-sectional structure of the device along the line AA in FIG. 10 in the tenth step. is there.

【図22】図10および図11に示されるデバイスの製
造方法の一例を説明するための図であり、図17に示す
工程における、図10のB−B線に沿うデバイスの断面
構造を示す図である。
22 is a diagram for explaining an example of the method for manufacturing the device shown in FIGS. 10 and 11, and a diagram showing a cross-sectional structure of the device along the line BB in FIG. 10 in the step shown in FIG. Is.

【図23】図10および図11に示されるデバイスの製
造方法の一例を説明するための図であり、図17の工程
と図18の工程の中間の工程における、図10のB−B
線に沿うデバイスの断面構造を示す図である。
23 is a diagram for explaining an example of the method of manufacturing the device shown in FIGS. 10 and 11, and is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 10 in a step intermediate between the step of FIG. 17 and the step of FIG.
It is a figure which shows the cross-section of a device along a line.

【図24】図10および図11に示されるデバイスの製
造方法の一例を説明するための図であり、図18に示す
工程における、図10のB−B線に沿うデバイスの断面
構造を示す図である。
24 is a diagram for explaining an example of the method for manufacturing the device shown in FIGS. 10 and 11, and a diagram showing a cross-sectional structure of the device along the line BB in FIG. 10 in the step shown in FIG. 18; Is.

【図25】図10および図11に示されるデバイスの製
造方法の一例を説明するための図であり、図19に示す
工程における、図10のB−B線に沿うデバイスの断面
構造を示す図である。
25 is a diagram for explaining an example of the method for manufacturing the device shown in FIGS. 10 and 11, and a diagram showing a cross-sectional structure of the device along the line BB in FIG. 10 in the step shown in FIG. 19; Is.

【図26】図10および図11に示されるデバイスの製
造方法の一例を説明するための図であり、図20の工程
と図21の工程との中間の工程における、図10のB−
B線に沿うデバイスの断面構造を示す図である。
FIG. 26 is a diagram for explaining an example of the method for manufacturing the device shown in FIGS. 10 and 11, and in a step intermediate between the step of FIG. 20 and the step of FIG.
It is a figure which shows the cross-section of a device along a B line.

【図27】図10および図11に示されるデバイスの製
造方法の一例を説明するための図であり、図21に示す
工程における、図10のB−B線に沿うデバイスの断面
構造を示す図である。
27 is a diagram for explaining an example of the method for manufacturing the device shown in FIGS. 10 and 11, and a diagram showing a cross-sectional structure of the device along the line BB in FIG. 10 in the step shown in FIG. 21. FIG. Is.

【図28】図10および図11に示されるデバイスの製
造方法の他の例を説明するための図であり、第1の工程
における、図10のA−A線に沿うデバイスの断面構造
を示す図である。
28 is a diagram for explaining another example of the method for manufacturing the device shown in FIGS. 10 and 11, showing a cross-sectional structure of the device along the line AA of FIG. 10 in the first step. FIG. It is a figure.

【図29】図10および図11に示されるデバイスの製
造方法の他の例を説明するための図であり、第2の工程
における、図10のA−A線に沿うデバイスの断面構造
を示す図である。
29 is a diagram for explaining another example of the method for manufacturing the device shown in FIGS. 10 and 11, showing a cross-sectional structure of the device along the line AA of FIG. 10 in the second step. FIG. It is a figure.

【図30】図10および図11に示されるデバイスの製
造方法の他の例を説明するための図であり、第3の工程
における、図10のA−A線に沿うデバイスの断面構造
を示す図である。
30 is a diagram for explaining another example of the method for manufacturing the device shown in FIGS. 10 and 11, showing a cross-sectional structure of the device along the line AA in FIG. 10 in the third step. FIG. It is a figure.

【図31】図10および図11に示されるデバイスの製
造方法の他の例を説明するための図であり、第4の工程
における、図10のA−A線に沿うデバイスの断面構造
を示す図である。
31 is a diagram for explaining another example of the method for manufacturing the device shown in FIGS. 10 and 11, showing a cross-sectional structure of the device along the line AA in FIG. 10 in the fourth step. FIG. It is a figure.

【図32】図10および図11に示されるデバイスの製
造方法の他の例を説明するための図であり、第5の工程
における、図10のA−A線に沿うデバイスの断面構造
を示す図である。
32 is a diagram for explaining another example of the method for manufacturing the device shown in FIGS. 10 and 11, showing a cross-sectional structure of the device along the line AA of FIG. 10 in the fifth step. It is a figure.

【図33】図10および図11に示されるデバイスの製
造方法の他の例を説明するための図であり、第6の工程
における、図10のA−A線に沿うデバイスの断面構造
を示す図である。
FIG. 33 is a diagram for explaining another example of the method for manufacturing the device shown in FIGS. 10 and 11, showing a cross-sectional structure of the device along the line AA in FIG. 10 in the sixth step. It is a figure.

【図34】図10および図11に示されるデバイスの製
造方法の他の例を説明するための図であり、第7の工程
における、図10のA−A線に沿うデバイスの断面構造
を示す図である。
34 is a diagram for explaining another example of the method for manufacturing the device shown in FIGS. 10 and 11, showing a cross-sectional structure of the device along the line AA of FIG. 10 in the seventh step. FIG. It is a figure.

【図35】図10および図11に示されるデバイスの製
造方法の他の例を説明するための図であり、第8の工程
における、図10のA−A線に沿うデバイスの断面構造
を示す図である。
FIG. 35 is a diagram for explaining another example of the method for manufacturing the device shown in FIGS. 10 and 11, showing a cross-sectional structure of the device along the line AA in FIG. 10 in the eighth step. It is a figure.

【図36】(a)は本発明の製造方法によって製造され
るIGBTのデバイスの断面図を示し、(b)はその等
価回路図である。
FIG. 36 (a) is a sectional view of an IGBT device manufactured by the manufacturing method of the present invention, and FIG. 36 (b) is an equivalent circuit diagram thereof.

【図37】本発明前に本発明者によって検討されたUM
OSの製造方法を示す図であり、第1の工程におけるデ
バイスの断面図である。
FIG. 37: UM examined by the present inventor before the present invention
It is a figure which shows the manufacturing method of OS, and is sectional drawing of the device in a 1st process.

【図38】本発明前に本発明者によって検討されたUM
OSの製造方法を示す図であり、第2の工程におけるデ
バイスの断面図である。
FIG. 38: UM examined by the present inventor before the present invention
It is a figure which shows the manufacturing method of OS, and is sectional drawing of the device in a 2nd process.

【図39】本発明前に本発明者によって検討されたUM
OSの製造方法を示す図であり、第3の工程におけるデ
バイスの断面図である。
FIG. 39: UM examined by the present inventor before the present invention
It is a figure which shows the manufacturing method of OS, and is sectional drawing of the device in a 3rd process.

【図40】本発明前に本発明者によって検討されたUM
OSの製造方法を示す図であり、第4の工程におけるデ
バイスの断面図である。
FIG. 40: UM examined by the present inventor before the present invention
It is a figure which shows the manufacturing method of OS, and is sectional drawing of the device in a 4th process.

【図41】本発明前に本発明者によって検討されたUM
OSの製造方法を示す図であり、第5の工程におけるデ
バイスの断面図である。
FIG. 41: UM examined by the present inventor before the present invention
It is a figure which shows the manufacturing method of OS, and is sectional drawing of the device in a 5th process.

【図42】本発明前に本発明者によって検討されたUM
OSの製造方法を示す図であり、第6の工程におけるデ
バイスの断面図である。
FIG. 42: UM examined by the inventor before the present invention
It is a figure which shows the manufacturing method of OS, and is sectional drawing of the device in a 6th process.

【図43】本発明前に本発明者によって検討されたUM
OSの製造方法を示す図であり、第7の工程におけるデ
バイスの断面図である。
FIG. 43: UM examined by the inventor before the present invention
It is a figure which shows the manufacturing method of OS, and is sectional drawing of the device in a 7th process.

【図44】本発明前に本発明者によって検討されたUM
OSの製造方法を示す図であり、第8の工程におけるデ
バイスの断面図である。
FIG. 44: UM examined by the present inventor before the present invention
It is a figure which shows the manufacturing method of OS, and is sectional drawing of the device in an 8th process.

【図45】本発明前に本発明者によって検討されたUM
OSの製造方法を示す図であり、第9の工程におけるデ
バイスの断面図である。
FIG. 45: UM examined by the present inventor before the present invention
It is a figure which shows the manufacturing method of OS, and is sectional drawing of the device in a 9th process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 シリコン基板 12 第1の膜(Si34膜/ポリシリコン膜/酸化膜
の積層膜) 14 第2の膜(SiO2膜) 17 Si34膜 18 ポリシリコン層 19 SiO2
10 Silicon Substrate 12 First Film (Si 3 N 4 Film / Polysilicon Film / Oxide Film Stacked Film) 14 Second Film (SiO 2 Film) 17 Si 3 N 4 Film 18 Polysilicon Layer 19 SiO 2 Film

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上の所望の領域に選択的に第
1の膜を形成し、前記第1の膜をマスクとして、前記半
導体基板をエッチングして溝を形成する工程と、 前記第1の膜を残存させた状態で、前記溝の内部に絶縁
層を形成すると共に第1の導電性材料層を埋め込む工程
と、 前記第1の膜を基準として、前記溝の内部に埋め込まれ
た前記第1の導電性材料層の表面を覆うように、前記第
1の膜よりエッチングレートが小さい第2の膜を形成す
る工程と、 前記第1の膜と第2の膜に対して共通のエッチングを施
し、エッチングレートの差を利用することにより、前記
第2の膜を残存させた状態で、前記第1の膜を除去して
その第1の膜の下に位置していた前記半導体基板の表面
を露出させる工程と、 残存している前記第2の膜上および前記露出した半導体
基板の表面上に第2の導電性材料層を形成し、前記露出
した半導体基板の表面と前記第2の導電性材料層との接
続を実現する工程と、を具備することを特徴とする半導
体装置の製造方法。
1. A step of selectively forming a first film in a desired region on a semiconductor substrate and etching the semiconductor substrate using the first film as a mask to form a groove, The step of forming an insulating layer inside the groove and burying a first conductive material layer in the state where the film of FIG. 2 remains, and the step of filling the inside of the groove with the first film as a reference. Forming a second film having an etching rate smaller than that of the first film so as to cover the surface of the first conductive material layer; and etching common to the first film and the second film. Of the semiconductor substrate located below the first film by removing the first film with the second film left by using the difference in etching rate. Exposing the surface, and the remaining on the second film and the A step of forming a second conductive material layer on the exposed surface of the semiconductor substrate and realizing a connection between the exposed surface of the semiconductor substrate and the second conductive material layer. And a method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項2】 請求項1において、第1の膜は、上層で
あるシリコン窒化膜と下層であるポリシリコン膜との重
ね膜を少なくとも含んで形成され、また、第2の膜はシ
リコン酸化膜であることを特徴とする半導体装置の製造
方法。
2. The first film according to claim 1, wherein the first film is formed to include at least a stacked film of a silicon nitride film which is an upper layer and a polysilicon film which is a lower layer, and the second film is a silicon oxide film. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項3】 絶縁膜によって半導体基板から電気的に
絶縁されて形成された絶縁ゲートに与える電圧により、
前記半導体基板内のチャネル形成領域における電荷の誘
起を制御してチャネルの形成/非形成を制御する絶縁ゲ
ート構造を具備し、その絶縁ゲート構造は、前記半導体
基板内に設けられた溝の内壁面を覆うように形成された
ゲート絶縁膜と、前記溝の内部に埋め込まれた導電材料
からなるゲート層とを含んで構成される絶縁ゲート型半
導体装置の製造方法であって、 半導体基板の表面部分において設けられた第1導電型の
第1の半導体層と、この第1の半導体層の下側において
その第1の半導体層と接するように設けられた第2導電
型の第2の半導体層と、この第2の半導体層の下側にお
いてその第2の半導体層と接するように設けられた第1
導電型の第3の半導体層とを有する半導体基板の、表面
の所望の領域において選択的に第1の膜を形成する工程
と、 前記第1の膜をマスクとして前記半導体基板をエッチン
グし、前記第1および第2の半導体層を貫通して前記第
3の半導体層に達する溝を形成する工程と、 前記溝の内壁面を覆うようにゲート絶縁膜を形成する工
程と、 前記第1の膜を残存させた状態で、前記溝の内部に、ゲ
ート層となるポリシリコンを埋め込む工程と、 前記第1の膜をマスクとして用いて、前記溝の内部に埋
め込まれたポリシリコンの表面を選択的に酸化し、これ
によって、前記第1の膜と隣接し、かつ前記第1の膜よ
りエッチングレートが小さい第2の膜を形成する工程
と、 前記第1の膜と第2の膜に対して共通のエッチングを施
し、エッチングレートの差を利用することにより、前記
第2の膜を残存させた状態で、前記第1の膜を全部除去
してその第1の膜の下に位置していた前記半導体基板の
表面を露出させる工程と、 残存している前記第2の膜上および前記露出した半導体
基板の表面上に電極層を形成し、これにより前記第2の
膜によって前記溝に埋め込まれた前記ゲート層となるポ
リシリコンと前記電極層との電気的絶縁を確保しつつ、
前記半導体基板の表面部に設けられた前記第1の半導体
層と前記電極層との接続を実現する工程と、を具備する
ことを特徴とする絶縁ゲート型半導体装置の製造方法。
3. A voltage applied to an insulated gate formed by being electrically insulated from a semiconductor substrate by an insulating film,
The semiconductor device comprises an insulated gate structure for controlling charge induction in a channel formation region in the semiconductor substrate to control channel formation / non-formation, and the insulated gate structure is an inner wall surface of a groove provided in the semiconductor substrate. A method of manufacturing an insulated gate semiconductor device, comprising: a gate insulating film formed so as to cover the gate; and a gate layer made of a conductive material buried in the trench, the method comprising: And a second semiconductor layer of the second conductivity type provided under the first semiconductor layer so as to be in contact with the first semiconductor layer. The first semiconductor layer provided under the second semiconductor layer so as to be in contact with the second semiconductor layer.
A step of selectively forming a first film in a desired region of a surface of a semiconductor substrate having a conductive third semiconductor layer; and etching the semiconductor substrate using the first film as a mask, Forming a groove penetrating the first and second semiconductor layers to reach the third semiconductor layer; forming a gate insulating film so as to cover the inner wall surface of the groove; and the first film. In a state of remaining, the step of filling the inside of the groove with polysilicon to be a gate layer, and using the first film as a mask, selectively select the surface of the polysilicon filled in the inside of the groove. To form a second film adjacent to the first film and having an etching rate smaller than that of the first film, and for the first film and the second film. Perform common etching and Difference is used to remove the first film entirely and expose the surface of the semiconductor substrate located under the first film while leaving the second film remaining. And a step of forming an electrode layer on the remaining second film and on the exposed surface of the semiconductor substrate, thereby forming the gate layer filled with the second film in the groove. While ensuring electrical insulation between the electrode layer and
And a step of realizing connection between the first semiconductor layer provided on the surface portion of the semiconductor substrate and the electrode layer, the method for manufacturing an insulated gate semiconductor device.
【請求項4】 請求項3において、第1の膜は、上層で
あるシリコン窒化膜と下層であるポリシリコン膜との重
ね膜を少なくとも含んで形成され、また、第2の膜はシ
リコン酸化膜であることを特徴とする絶縁ゲート型半導
体装置の製造方法。
4. The third film according to claim 3, wherein the first film includes at least a layered film of a silicon nitride film which is an upper layer and a polysilicon film which is a lower layer, and the second film is a silicon oxide film. And a method of manufacturing an insulated gate semiconductor device.
【請求項5】 請求項3における、半導体基板の表面の
所望の領域において選択的に第1の膜を形成する工程の
後に、 半導体基板および前記第1の膜を覆うようにサイドウォ
ール用の膜を形成し、異方性エッチングにより前記サイ
ドウォール用の膜を加工して半導体基板の表面の一部を
露出させると共に、前記第1の膜の側面に前記サイドウ
ォール用の膜を残すことによりサイドウォールを形成す
る工程と、 前記サイドウォール用の膜が除去されて半導体基板の表
面の一部が露出した部分に対し、アルカリエッチング液
による半導体基板の異方性に基づくエッチングを行って
傾斜面を含む溝を形成する工程と、を追加し、 かつ、その後、第1の膜および前記サイドウォールをマ
スクとして用いてドライエッチングにより前記半導体基
板をエッチングし、これによって前記傾斜面を含む溝に
連接し、かつ第1および第2の半導体層を貫通して第3
の半導体層に達する溝を形成する工程とを具備し、 その後、請求項3に記載の、ゲート絶縁膜の形成工程を
含む各工程によって絶縁ゲート型半導体装置を製造する
ことを特徴とする絶縁ゲート型半導体装置の製造方法。
5. The film for sidewalls which covers the semiconductor substrate and the first film after the step of selectively forming the first film in a desired region of the surface of the semiconductor substrate according to claim 3. Is formed and the film for the sidewall is processed by anisotropic etching to expose a part of the surface of the semiconductor substrate, while leaving the film for the sidewall on the side surface of the first film. The step of forming a wall, and the portion where the film for the sidewall is removed and a part of the surface of the semiconductor substrate is exposed is etched based on the anisotropy of the semiconductor substrate with an alkali etching solution to form a slope And a step of forming a groove containing the same, and thereafter, the semiconductor substrate is etched by dry etching using the first film and the sidewall as a mask. And thereby connecting to the groove including the inclined surface and penetrating the first and second semiconductor layers to form a third groove.
Forming a groove reaching the semiconductor layer, and thereafter producing an insulated gate type semiconductor device by each step including the step of forming a gate insulating film according to claim 3. Type semiconductor device manufacturing method.
【請求項6】 請求項3〜請求項5のいずれかに記載の
絶縁ゲート型半導体装置の製造方法により製造される、
第1の半導体層をソース層とし、第2の半導体層をチャ
ネル形成層とし、溝内に埋め込まれたポリシリコンをゲ
ート層とし、かつ、半導体表面とは反対の位置にある半
導体裏面において設けられた第1導電型の第4の半導体
層をドレイン層として構成される、縦型の絶縁ゲート型
半導体装置。
6. A method for manufacturing an insulated gate semiconductor device according to any one of claims 3 to 5,
The first semiconductor layer is used as a source layer, the second semiconductor layer is used as a channel formation layer, polysilicon embedded in the trench is used as a gate layer, and the semiconductor back surface is provided at a position opposite to the semiconductor front surface. A vertical insulated gate semiconductor device having a fourth semiconductor layer of the first conductivity type as a drain layer.
【請求項7】 請求項3〜請求項5のいずれかに記載の
絶縁ゲート型半導体装置の製造方法により製造される、
第1の半導体層をエミッタ層とし、第2の半導体層をチ
ャネル形成層とし、溝内に埋め込まれたポリシリコンを
ゲート層とし、かつ、半導体表面とは反対の位置にある
半導体裏面において設けられた第2導電型の第4の半導
体層をコレクタ層として構成される、縦型の絶縁ゲート
型半導体装置。
7. An insulating gate type semiconductor device manufacturing method according to claim 3,
The first semiconductor layer is used as an emitter layer, the second semiconductor layer is used as a channel formation layer, the polysilicon embedded in the trench is used as a gate layer, and the semiconductor layer is provided on the semiconductor back surface opposite to the semiconductor front surface. A vertical insulated gate semiconductor device having a second conductive fourth semiconductor layer as a collector layer.
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999012214A1 (en) * 1997-08-29 1999-03-11 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Insulated gate semiconductor device and method for manufacturing the same
US6410959B2 (en) 1997-08-28 2002-06-25 Hitachi, Ltd. Method of fabricating semiconductor device
JP2006013487A (en) * 2004-06-15 2006-01-12 Vishay-Siliconix Manufacturing method of forming self-aligned contact in semiconductor device
US8629019B2 (en) 2002-09-24 2014-01-14 Vishay-Siliconix Method of forming self aligned contacts for a power MOSFET
US9111754B2 (en) 2005-07-26 2015-08-18 Vishay-Siliconix Floating gate structure with high electrostatic discharge performance
US9431550B2 (en) 2005-12-28 2016-08-30 Vishay-Siliconix Trench polysilicon diode
US9437729B2 (en) 2007-01-08 2016-09-06 Vishay-Siliconix High-density power MOSFET with planarized metalization
US9443974B2 (en) 2009-08-27 2016-09-13 Vishay-Siliconix Super junction trench power MOSFET device fabrication
US9761696B2 (en) 2007-04-03 2017-09-12 Vishay-Siliconix Self-aligned trench MOSFET and method of manufacture
US9882044B2 (en) 2014-08-19 2018-01-30 Vishay-Siliconix Edge termination for super-junction MOSFETs
US9887259B2 (en) 2014-06-23 2018-02-06 Vishay-Siliconix Modulated super junction power MOSFET devices
US10234486B2 (en) 2014-08-19 2019-03-19 Vishay/Siliconix Vertical sense devices in vertical trench MOSFET
WO2019065462A1 (en) * 2017-09-27 2019-04-04 株式会社デンソー Silicon carbide semiconductor device
US10546750B2 (en) 2009-09-03 2020-01-28 Vishay-Siliconix System and method for substrate wafer back side and edge cross section seals
US10600902B2 (en) 2008-02-13 2020-03-24 Vishay SIliconix, LLC Self-repairing field effect transisitor

Cited By (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9275863B2 (en) 1997-08-28 2016-03-01 Renesas Electronics Corporation Method of fabricating semiconductor device
US8748266B2 (en) 1997-08-28 2014-06-10 Renesas Electronics Corporation Method of fabricating semiconductor device
US6512265B2 (en) 1997-08-28 2003-01-28 Hitachi, Ltd. Method of fabricating semiconductor device
US6720220B2 (en) 1997-08-28 2004-04-13 Renesas Technology Corp. Method of fabricating semiconductor device
US6803281B2 (en) 1997-08-28 2004-10-12 Renesas Technology Corp. Method of fabricating semiconductor device
US7180130B2 (en) 1997-08-28 2007-02-20 Renesas Technology Corp. Method of fabricating semiconductor device
US8076202B2 (en) 1997-08-28 2011-12-13 Renesas Electronics Corporation Method of fabricating semiconductor device
US6410959B2 (en) 1997-08-28 2002-06-25 Hitachi, Ltd. Method of fabricating semiconductor device
US8354713B2 (en) 1997-08-28 2013-01-15 Renesas Electronics Corporation Method of fabricating semiconductor device
WO1999012214A1 (en) * 1997-08-29 1999-03-11 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Insulated gate semiconductor device and method for manufacturing the same
US6285058B1 (en) 1997-08-29 2001-09-04 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Insulated gate semiconductor device and method of manufacturing the same
US8080459B2 (en) 2002-09-24 2011-12-20 Vishay-Siliconix Self aligned contact in a semiconductor device and method of fabricating the same
US8629019B2 (en) 2002-09-24 2014-01-14 Vishay-Siliconix Method of forming self aligned contacts for a power MOSFET
JP2006013487A (en) * 2004-06-15 2006-01-12 Vishay-Siliconix Manufacturing method of forming self-aligned contact in semiconductor device
US9111754B2 (en) 2005-07-26 2015-08-18 Vishay-Siliconix Floating gate structure with high electrostatic discharge performance
US9431550B2 (en) 2005-12-28 2016-08-30 Vishay-Siliconix Trench polysilicon diode
US9437729B2 (en) 2007-01-08 2016-09-06 Vishay-Siliconix High-density power MOSFET with planarized metalization
US9947770B2 (en) 2007-04-03 2018-04-17 Vishay-Siliconix Self-aligned trench MOSFET and method of manufacture
US9761696B2 (en) 2007-04-03 2017-09-12 Vishay-Siliconix Self-aligned trench MOSFET and method of manufacture
US10600902B2 (en) 2008-02-13 2020-03-24 Vishay SIliconix, LLC Self-repairing field effect transisitor
US9443974B2 (en) 2009-08-27 2016-09-13 Vishay-Siliconix Super junction trench power MOSFET device fabrication
US10546750B2 (en) 2009-09-03 2020-01-28 Vishay-Siliconix System and method for substrate wafer back side and edge cross section seals
US9887259B2 (en) 2014-06-23 2018-02-06 Vishay-Siliconix Modulated super junction power MOSFET devices
US10283587B2 (en) 2014-06-23 2019-05-07 Vishay-Siliconix Modulated super junction power MOSFET devices
US9882044B2 (en) 2014-08-19 2018-01-30 Vishay-Siliconix Edge termination for super-junction MOSFETs
US10234486B2 (en) 2014-08-19 2019-03-19 Vishay/Siliconix Vertical sense devices in vertical trench MOSFET
US10340377B2 (en) 2014-08-19 2019-07-02 Vishay-Siliconix Edge termination for super-junction MOSFETs
US10444262B2 (en) 2014-08-19 2019-10-15 Vishay-Siliconix Vertical sense devices in vertical trench MOSFET
US10527654B2 (en) 2014-08-19 2020-01-07 Vishay SIliconix, LLC Vertical sense devices in vertical trench MOSFET
WO2019065462A1 (en) * 2017-09-27 2019-04-04 株式会社デンソー Silicon carbide semiconductor device
JP2019062126A (en) * 2017-09-27 2019-04-18 株式会社デンソー Silicon carbide semiconductor device

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