JPWO2015155828A1 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[半導体装置100の構成]
図1を参照して、第1実施形態に係わる半導体装置100の構成を説明する。半導体装置100は、半導体基板1と、ドリフト領域2と、ウェル領域3と、ソース領域4と、ゲート絶縁膜7と、ゲート電極8と、層間絶縁膜9と、ソース電極13と、ドレイン電極12とを備える。
[半導体装置100の製造方法]
図2A〜図2Hを参照して、図1の半導体装置100の製造方法の一例を説明する。
[半導体装置200の構成]
図3を参照して、第2実施形態に係わる半導体装置200の構成を説明する。半導体装置200は、図1の半導体装置100に比べて、次の点が相違する。
図4A〜図4Fを参照して、図3の半導体装置200の製造方法の一例を説明する。
図5を参照して、第2実施形態の変形例に係わる半導体装置210の構成を説明する。図5の半導体装置210は、図3の半導体装置200に比べ、次の点が相違する。ゲート電極8の側面に形成される層間絶縁膜9又はアノード絶縁膜9aが高誘電率絶縁膜(ハイケー絶縁膜)11で形成されている。高誘電率絶縁膜11は、誘電率が高く且つ量子トンネル効果によるリーク電流が少ない絶縁膜であり、例えば、窒化珪素膜や、ハフニウム、ジルコニウム及びタンタルの酸化物が含まれる。ここでは、窒化珪素膜を使用する。窒化珪素は二酸化珪素より比誘電率(k)が高い。このため、アノード領域15とゲート電極8で形成されるコンデンサの容量、またはゲート電極8とソース電極13で形成されるコンデンサの容量は、図3の半導体装置200に比べ、増加する。更に、窒化珪素を減圧CVD法で堆積することで、カバレジよく成膜することができる。なお、半導体装置210の動作は、半導体装置200と同じであるため、説明を省略する。
図7を参照して、第3実施形態に係わる半導体装置300の構成を説明する。図1の半導体装置100に比べて、半導体装置300は、溝5及びゲート電極8を形成する製造工程に使用したマスクパターン14の一部を残している点が相違する。
図9は、第3実施形態の第1変形例に係わる半導体装置310の構成を示す。半導体装置310は、図3の半導体装置200に対して、マスクパターン14の一部を残す変形を加えている。図10は、第3実施形態の第2変形例に係わる半導体装置320の構成を示す。半導体装置320は、図5の半導体装置210に対して、マスクパターン14の一部を残す変形を加えている。なお、半導体装置310、320の製造方法は、図8A〜図8Cと同様な製造工程を適用することができる。
2 ドリフト領域
3 ウェル領域
4 ソース領域
5 溝
7 ゲート絶縁膜
8 ゲート電極
9 層間絶縁膜
9a アノード絶縁膜
11 窒化珪素膜
12 ドレイン電極
13 ソース電極
14 マスクパターン(絶縁性マスク材)
15 アノード領域
16 第2の溝
100、200、210、300、310、320 半導体装置
Claims (9)
- 半導体基板と、
前記半導体基板の上に形成された第1導電型のドリフト領域と、
前記ドリフト領域内に形成された第2導電型のウェル領域と、
前記ウェル領域内に形成された第1導電型のソース領域と、
前記ドリフト領域の上面から前記ソース領域及び前記ウェル領域を貫通して前記ドリフト領域に至る溝の少なくとも側部に、ゲート絶縁膜を介して埋め込まれたゲート電極と、
前記ゲート電極を被覆する層間絶縁膜と、
前記ウェル領域及び前記ソース領域にオーミック接続されたソース電極と、
前記ドリフト領域にオーミック接続されたドレイン電極と、を備え、
前記ゲート電極の一部が、前記ドリフト領域の上面から突出し、且つ、前記層間絶縁膜を介して前記ソース電極と対向している
ことを特徴とする半導体装置。 - 前記ゲート電極により囲まれた第2の溝の内部に埋め込まれ、前記層間絶縁膜を介して前記ゲート電極に対向し、且つ前記ソース電極にオーミック接続されたアノード領域を更に有することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記第2の溝の底面において、前記アノード領域は前記ドリフト領域に接触していることを特徴とする請求項2に記載に半導体装置。
- 前記第2の溝の底面において、前記アノード領域と前記ドリフト領域はユニポーラダイオードを形成していることを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。
- 前記層間絶縁膜は窒化珪素で形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 半導体基板の上に第1導電型のドリフト領域を形成し、
前記ドリフト領域内に第2導電型のウェル領域を形成し、
前記ウェル領域内に第1導電型のソース領域を形成し、
前記ドリフト領域の上面から前記ソース領域及び前記ウェル領域を貫通して前記ドリフト領域に至る溝を形成し、
前記溝の少なくとも側部にゲート絶縁膜を介して埋め込まれ、且つ前記ドリフト領域の上面から突出するゲート電極を形成し、
前記ドリフト領域の上面から突出する前記ゲート電極を被覆する層間絶縁膜を形成し、
前記ウェル領域及び前記ソース領域にオーミック接続され、且つ層間絶縁膜を介して前記ゲート電極と対向するソース電極を形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記層間絶縁膜の一部は、前記溝の形成時に使用した絶縁性マスク材で形成されることを特徴とする請求項6に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記層間絶縁膜は、前記ゲート電極を酸化することにより形成されることを特徴とする請求項6または7に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記層間絶縁膜を形成する工程には、
窒化珪素膜を成膜する工程と、
前記窒化珪素膜を異方性エッチング法を用いてエッチングすることにより、前記ゲート電極の側面に前記窒化珪素膜を残す工程と
が含まれることが特徴とする請求項6に記載の半導体装置の製造方法。
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