KR101374322B1 - Semiconductor device and method of fabricating the same - Google Patents

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KR101374322B1 KR1020100125025A KR20100125025A KR101374322B1 KR 101374322 B1 KR101374322 B1 KR 101374322B1 KR 1020100125025 A KR1020100125025 A KR 1020100125025A KR 20100125025 A KR20100125025 A KR 20100125025A KR 101374322 B1 KR101374322 B1 KR 101374322B1
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Abstract

반도체 소자의 제조 방법이 제공된다. 반도체 소자의 제조 방법은 제1 도전형의 반도체 기판에 트렌치를 형성하는 것, 트렌치의 측벽 및 바닥면 상에 제2 도전형의 도펀트를 포함하는 트렌치 도펀트 함유막을 형성하는 것, 트렌치 도펀트 함유막 내의 도펀트를 반도체 기판으로 확산시키는 것, 및 트렌치 도펀트 함유막을 제거하는 것을 포함한다.A method of manufacturing a semiconductor device is provided. A method of manufacturing a semiconductor device includes forming a trench in a semiconductor substrate of a first conductivity type, forming a trench dopant-containing film including a dopant of a second conductivity type on sidewalls and bottom surfaces of the trench, and forming a trench dopant-containing film in the trench. Diffusing the dopant into the semiconductor substrate, and removing the trench dopant containing film.

Figure R1020100125025
Figure R1020100125025

Description

반도체 소자 및 그 제조 방법{Semiconductor device and method of fabricating the same}Semiconductor device and method of manufacturing the same

본 발명은 반도체 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof.

가전 제품을 비롯한 각종 전자 기기에 포함된 반도체 소자는 전자 기기의 품질을 결정하는 주요한 구성이다. 전자 기기의 대용량화, 다기능화 및/또는 소형화 추세에 따라, 신뢰성 및 기타 특성이 향상된 반도체 소자에 대한 수요가 증가하고 있다. 이러한 수요를 충족시키기 위해, 반도체 소자의 특성을 향상시키기 위한 다양한 기술들이 소개되고 있다. Semiconductor devices included in various electronic devices, including home appliances, are a major configuration for determining the quality of electronic devices. BACKGROUND With the trend toward larger capacities, multifunctions and / or miniaturization of electronic devices, there is an increasing demand for semiconductor devices having improved reliability and other characteristics. To meet this demand, various techniques for improving the characteristics of semiconductor devices have been introduced.

이중 확산 전계 효과 트랜지스터(DMOS; Double diffused Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)는 반도체 소자의 한 종류로서 트랜지스터 영역을 형성하기 위해 확산을 사용한 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 유형을 말하며, 고전압 파워 집적회로를 위한 파워 트랜지스터로서 전형적으로 사용된다. DMOS는 낮은 게이트 전압에도 고속 스위칭 능력과 많은 전류를 구동시킬 수 있는 전력 트랜지스터이다.Double diffused metal oxide semiconductor field effect transistor (DMOS) is a type of semiconductor device and refers to a type of MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor) using diffusion to form a transistor region, and is a high voltage power integrated circuit Typically used as power transistors for DMOS is a power transistor capable of driving high current and fast switching capability even at low gate voltages.

본 발명이 해결하고자하는 일 기술적 과제는 고신뢰성의 반도체 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.One technical problem to be solved by the present invention is to provide a highly reliable semiconductor device and a method of manufacturing the same.

본 발명이 해결하고자하는 다른 기술적 과제는 on 저항이 최소화된 반도체 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a semiconductor device with a minimized on resistance and a method of manufacturing the same.

본 발명이 해결하고자하는 또 다른 기술적 과제는 높은 항복 전압을 갖는 반도체 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a semiconductor device having a high breakdown voltage and a method of manufacturing the same.

상기 기술적 과제를 제공하기 위해 본 발명은 반도체 소자의 제조 방법을 제공한다. 상기 반도체 소자의 제조 방법은, 제1 도전형의 반도체 기판에 트렌치를 형성하는 것, 상기 트렌치의 측벽 및 바닥면 상에 제2 도전형의 도펀트를 포함하는 트렌치 도펀트 함유막을 형성하는 것, 상기 트렌치 도펀트 함유막 내의 도펀트를 상기 반도체 기판 내로 확산시켜 도핑 영역을 형성하는 것, 및 상기 트렌치 도펀트 함유막을 제거하는 것을 포함한다. The present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device to provide the above technical problem. The method for manufacturing the semiconductor device includes forming a trench in a semiconductor substrate of a first conductivity type, forming a trench dopant-containing film including a dopant of a second conductivity type on sidewalls and bottom surfaces of the trench, and forming the trench. Diffusing a dopant in the dopant-containing film into the semiconductor substrate to form a doped region, and removing the trench dopant-containing film.

상기 반도체 소자의 제조 방법은 상기 반도체 기판에 리세스 영역을 형성하는 것, 상기 리세스 영역의 측벽 상에 상기 제2 도전형의 도펀트를 포함하는 보디 도펀트 함유 스페이서을 형성하는 것, 및 상기 보디 도펀트 함유 스페이서 내의 도펀트를 상기 반도체 기판 내로 확산시켜 보디 영역을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다. The method of manufacturing the semiconductor device includes forming a recessed region in the semiconductor substrate, forming a body dopant-containing spacer including the second conductivity type dopant on the sidewall of the recessed region, and containing the body dopant. The method may further include forming a body region by diffusing a dopant in a spacer into the semiconductor substrate.

상기 반도체 소자의 제조 방법은 상기 보디 도펀트 함유 스페이서을 제거하는 것, 상기 리세스 영역의 바닥면 및 측벽을 덮는 게이트 절연막을 형성하는 것, 및 상기 리세스 영역을 채우는 게이트 전극을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다. The method of manufacturing the semiconductor device may further include removing the body dopant containing spacer, forming a gate insulating film covering the bottom surface and the sidewall of the recess region, and forming a gate electrode filling the recess region. Can be.

상기 트렌치를 형성하는 것은, 상기 보디 영역의 일측에 서브 트렌치를 형성하는 것, 및 서브 트렌치의 바닥면을 식각하여 메인 트렌치를 형성하는 것을 포함하고, 상기 반도체 소자의 제조 방법은 상기 메인 트렌치를 형성하기 전, 상기 서브 트렌치의 상기 바닥면에 상기 제2 도전형의 도펀트를 주입하여, 상기 보디 영역 내로 연장되는 접지 영역을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다. Forming the trench includes forming a sub trench in one side of the body region, and forming a main trench by etching a bottom surface of the sub trench, wherein the method of manufacturing the semiconductor device forms the main trench. The method may further include forming a ground region extending into the body region by injecting the dopant of the second conductivity type into the bottom surface of the sub trench.

상기 제2 도전형의 도펀트의 농도는 상기 접지 영역이 상기 보디 영역보다 높을 수 있다. The concentration of the dopant of the second conductivity type may be higher than that of the body region.

상기 트렌치 도펀트 함유막 내의 상기 도펀트는 열처리에 의해 상기 반도체 기판으로 확산할 수 있다. The dopant in the trench dopant containing film may be diffused into the semiconductor substrate by heat treatment.

상기 반도체 소자의 제조 방법은 에피택시얼 공정을 수행하여, 상기 트렌치의 상기 측벽 및 상기 바닥면 상에 에피택시얼 막을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다. The method of manufacturing the semiconductor device may further include forming an epitaxial film on the sidewall and the bottom surface of the trench by performing an epitaxial process.

상기 반도체 소자의 제조 방법은 상기 에피택시얼 막의 윗부분, 상기 보디 영역의 윗부분, 및 상기 접지 영역의 윗부분에 상기 제1 도전형의 도펀트를 주입하여 소스 영역을 형성하는 것, 및 상기 반도체 기판의 하부면에 상기 제1 도전형의 도펀트를 주입하여 드레인 영역을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다. The method of manufacturing the semiconductor device may include forming a source region by injecting a dopant of the first conductivity type into an upper portion of the epitaxial film, an upper portion of the body region, and an upper portion of the ground region, and a lower portion of the semiconductor substrate. The method may further include forming a drain region by implanting the dopant of the first conductivity type into a surface.

상기 반도체 소자의 제조 방법은 상기 에피택시얼 막을 형성한 후, 상기 트렌치를 채우는 갭필 절연 패턴을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다. The method of manufacturing the semiconductor device may further include forming a gap fill insulating pattern filling the trench after forming the epitaxial layer.

상기 트렌치 도펀트 함유막은 BSG(boron silica glass) 또는 PSG(phosphorus silica glass) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. The trench dopant-containing film may include any one of boron silica glass (BSG) or phosphorus silica glass (PSG).

상기 반도체 기판은 기저 기판, 및 상기 기저 기판 상의 에피택시얼 기판을 포함하되, 상기 트렌치는 상기 에피택시얼 기판 내에 형성될 수 있다. The semiconductor substrate may include a base substrate and an epitaxial substrate on the base substrate, wherein the trench may be formed in the epitaxial substrate.

상기 도핑 영역은 상기 기저 기판과 접촉할 수 있다. The doped region may be in contact with the base substrate.

상기 도핑 영역은 상기 기저 기판 사이에 상기 에피택시얼 기판의 일부분이 개재되어, 상기 도핑 영역은 상기 기저 기판과 접촉하지 않을 수 있다. The doped region may be interposed between the base substrate and a portion of the epitaxial substrate so that the doped region does not contact the base substrate.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 다른 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 제공한다. 상기 반도체 소자의 제조 방법은 제1 도전형의 반도체 기판에 제1 트렌치를 형성하는 것, 상기 제1 트렌치의 측벽 및 바닥면 상에 제2 도전형의 도펀트를 포함하는 제1 트렌치 도펀트 함유막을 형성하는 것, 상기 제1 트렌치 도펀트 함유막 내의 도펀트를 상기 반도체 기판으로 확산시켜 제1 도핑 영역을 형성하는 것, 상기 제1 트렌치의 상기 바닥면을 식각하여 제2 트렌치를 형성하는 것, 상기 제2 트렌치의 측벽 및 바닥면 상에 상기 제2 도전형의 도펀트를 포함하는 제2 트렌치 도펀트 함유막을 형성하는 것, 상기 제2 트렌치 도펀트 함유막 내의 도펀트를 상기 반도체 기판으로 확산시켜 제2 도핑 영역을 형성하는것, 및 상기 제2 트렌치 도펀트 함유막을 제거하는 것을 포함한다. In order to solve the above technical problem, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment. The method of manufacturing the semiconductor device may include forming a first trench in a semiconductor substrate of a first conductivity type, and forming a first trench dopant-containing film including a second conductivity type dopant on sidewalls and bottom surfaces of the first trench. Forming a first doped region by diffusing a dopant in the first trench dopant-containing film into the semiconductor substrate, forming a second trench by etching the bottom surface of the first trench, and forming the second trench. Forming a second trench dopant-containing film including the second conductivity type dopant on sidewalls and bottom of the trench, and diffusing the dopant in the second trench dopant-containing film into the semiconductor substrate to form a second doped region. And removing the second trench dopant-containing film.

상기 반도체 소자의 제조 방법은 에피택시얼 공정을 수행하여, 상기 제2 트렌치의 상기 측벽 및 상기 바닥면 상에 에피택시얼 막을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다. The method of manufacturing the semiconductor device may further include forming an epitaxial film on the sidewall and the bottom surface of the second trench by performing an epitaxial process.

상기 반도체 소자의 제조 방법은 상기 제2 트렌치를 형성하기 전, 상기 제1 트렌치의 상기 바닥면 상의 상기 제1 트렌치 도펀트 함유막을 제거하고, 상기 제1 트렌치의 상기 측벽 상의 상기 제1 트렌치 도펀트 함유막을 잔존시키는 것을 더 포함할 수 있다. The method of manufacturing the semiconductor device may remove the first trench dopant-containing film on the bottom surface of the first trench and form the first trench dopant-containing film on the sidewall of the first trench before forming the second trench. It may further comprise remaining.

상기 제2 트렌치의 하부 영역의 폭은 상기 제2 트렌치의 상부 영역의 폭보다 좁을 수 있다. The width of the lower region of the second trench may be smaller than the width of the upper region of the second trench.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 반도체 소자를 제공한다. 상기 반도체 소자는 기판에 형성된 트렌치들을 채우는 갭필 절연 패턴들, 상기 갭필 절연 패턴들 사이에 정의되고, 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 반도체 필라, 상기 반도체 필라에 형성된 리세스 영역 내에 배치된 게이트 전극, 상기 트렌치들 아래에 형성되고, 제2 도전형의 도펀트로 도핑된 도핑 영역, 및 상기 반도체 필라 내에 형성되고, 상기 리세스 영역의 측벽을 둘러싸는 보디 영역을 포함하되, 상기 보디 영역은 상기 제2 도전형의 도펀트로 도핑되고, 상기 트렌치들의 상부 영역의 폭은 상기 트렌치들의 하부 영역의 폭보다 넓을 수 있다. In order to solve the above technical problem, the present invention provides a semiconductor device. The semiconductor device may include gap fill insulating patterns filling trenches formed in a substrate, a semiconductor pillar defined between the gap fill insulating patterns and doped with a dopant of a first conductivity type, and a gate electrode disposed in a recess region formed in the semiconductor pillar. A doped region formed under the trenches and doped with a dopant of a second conductivity type, and a body region formed in the semiconductor pillar and surrounding a sidewall of the recess region; Doped with a second conductivity type dopant, the width of the upper region of the trenches may be wider than the width of the lower region of the trenches.

상기 트렌치들의 측벽은 계단형 구조를 가질 수 있다. Sidewalls of the trenches may have a stepped structure.

상기 도핑 영역은 상기 트렌치들의 상기 상부 영역 및 상기 하부 영역의 경계에 인접한 제1 도핑 영역, 및 상기 제1 도핑 영역을 제외한 제2 도핑 영역을 포함하고, 상기 제1 도핑 영역의 상기 제2 도전형의 도펀트의 농도는 상기 제2 도핑 영역의 상기 제2 도전형의 도펀트의 농도보다 높을 수 있다.The doped region includes a first doped region adjacent to a boundary between the upper region and the lower region of the trenches, and a second doped region except the first doped region, wherein the second conductivity type of the first doped region is The concentration of the dopant may be higher than the concentration of the dopant of the second conductivity type in the second doped region.

본 발명의 실시 예에 따르면, 제1 도전형의 반도체 기판에 형성된 트렌치의 측벽 및 바닥면 상에 제2 도전형의 도펀트를 포함하는 트렌치 도펀트 함유막이 형성되고, 상기 트렌치 도펀트 함유막 내의 도펀트가 상기 반도체 기판으로 확산하여 도핑 영역이 형성된다. 이에 따라, 상기 도핑 영역 내의 상기 제2 도전형의 도펀트의 농도가 균일하여, 고신뢰성의 반도체 소자가 구현될 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a trench dopant-containing film including a dopant of a second conductivity type is formed on sidewalls and bottom surfaces of a trench formed in a semiconductor substrate of a first conductivity type, and the dopant in the trench dopant-containing film is formed as described above. The doped region is formed by diffusing into the semiconductor substrate. Accordingly, the concentration of the dopant of the second conductivity type in the doped region is uniform, so that a highly reliable semiconductor device can be implemented.

도 1a 내지 도 1i 는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 2 는 본 발명의 제1 실시 예의 변형 예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4 는 본 발명의 제2 실시 예의 변형 예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도5a 내지 도5f는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도6은 본 발명의 제3 실시 예의 변형 예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
1A to 1I are diagrams for describing a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a first embodiment of the present invention.
2 is a diagram for describing a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a modification of the first embodiment of the present invention.
3A to 3C are diagrams for describing a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a second embodiment of the present invention.
4 is a diagram for describing a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a modification of the second embodiment of the present invention.
5A to 5F are diagrams for describing a method of manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention.
6 is a diagram for describing a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a modification of the third embodiment of the present invention.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more readily apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 막(또는 층)이 다른 막(또는 층) 또는 기판 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 막(또는 층) 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 막(또는 층)이 개재될 수도 있다 또한, 도면들에 있어서, 구성들의 크기 및 두께 등은 명확성을 위하여 과장된 것이다. 또한, 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 영역, 막들(또는 층들) 등을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 영역, 막들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 소정 영역 또는 막(또는 층)을 다른 영역 또는 막(또는 층)과 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에의 제1막질로 언급된 막질이 다른 실시 예에서는 제2막질로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 본 명세서에서 '및/또는' 이란 표현은 전후에 나열된 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용된다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.In this specification, when it is mentioned that a film (or layer) is on another film (or layer) or substrate, it may be formed directly on another film (or layer) or substrate, or a third film (Or layer) may be interposed. In the drawings, the sizes and thicknesses of the structures and the like are exaggerated for the sake of clarity. It should also be understood that although the terms first, second, third, etc. have been used in various embodiments herein to describe various regions, films (or layers), etc., It should not be. These terms are merely used to distinguish any given region or film (or layer) from another region or film (or layer). Thus, the membrane referred to as the first membrane in one embodiment may be referred to as the second membrane in another embodiment. Each embodiment described and exemplified herein also includes its complementary embodiment. The expression 'and / or' is used herein to include at least one of the components listed before and after. Portions denoted by like reference numerals denote like elements throughout the specification.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조 방법이 설명된다. A method of manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention is described.

도 1a 내지 도 1i 는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 1A to 1I are diagrams for describing a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a first embodiment of the present invention.

도 1a 를 참조하면, 기저 기판(100) 및 상기 기저 기판(100) 상의 에피택시얼 기판(102)을 포함하는 반도체 기판(100, 102)이 제공된다. 상기 기저 기판(100)은 제1 도전형의 도펀트로 도핑될 수 있고, 상기 에피택시얼 기판(102)은 에피택시얼 공정을 수행하여 상기 기저 기판(100) 상에 형성될 수 있다. 상기 에피택시얼 기판(102)은 상기 기저 기판(100)과 동일한 도전형의 도펀트로 도핑될 수 있다. 예를 들어, 상기 기저 기판(100) 및 상기 에피택시얼 기판(102)은 N 형 도펀트로 도핑될 수 있다. 상기 반도체 기판(100, 102)은 실리콘 기판 또는 게르마늄 기판일 수 있다. Referring to FIG. 1A, semiconductor substrates 100 and 102 are provided that include a base substrate 100 and an epitaxial substrate 102 on the base substrate 100. The base substrate 100 may be doped with a dopant of a first conductivity type, and the epitaxial substrate 102 may be formed on the base substrate 100 by performing an epitaxial process. The epitaxial substrate 102 may be doped with the same conductivity type dopant as the base substrate 100. For example, the base substrate 100 and the epitaxial substrate 102 may be doped with an N-type dopant. The semiconductor substrates 100 and 102 may be silicon substrates or germanium substrates.

상기 반도체 기판(100)은 셀 영역(A) 및 전극 영역(B)을 포함할 수 있다. 상기 에피택시얼 기판(102) 상에 두꺼운 산화막(104) 및 질화막(106)이 형성될 수 있다. 상기 질화막(106), 상기 두꺼운 산화막(104), 및 상기 에피택시얼 기판(102)을 차례로 식각하여, 상기 셀 영역(A) 내에 리세스 영역들(108a, 108b)이 형성될 수 있다. 상기 질화막(106), 상기 두꺼운 산화막(104) 및 상기 에피택시얼 기판(102)은 이방성 식각의 공정으로 식각될 수 있다. 상기 기저 기판(100)은 식각되지 않을 수 있다. 상기 리세스 영역들(108a, 108b)의 바닥면은 상기 에피택시얼 기판(102)으로 형성될 수 있다.The semiconductor substrate 100 may include a cell region A and an electrode region B. FIG. A thick oxide film 104 and a nitride film 106 may be formed on the epitaxial substrate 102. Recess regions 108a and 108b may be formed in the cell region A by sequentially etching the nitride layer 106, the thick oxide layer 104, and the epitaxial substrate 102. The nitride layer 106, the thick oxide layer 104, and the epitaxial substrate 102 may be etched by an anisotropic etching process. The base substrate 100 may not be etched. Bottom surfaces of the recess regions 108a and 108b may be formed as the epitaxial substrate 102.

상기 리세스 영역들(108a, 108b)을 형성한 후, 상기 리세스 영역들(108a, 108b)의 내면 상에 산화막이 형성되고, 습식 식각의 방법으로 상기 산화막이 제거될 수 있다. After the recess regions 108a and 108b are formed, an oxide layer may be formed on the inner surfaces of the recess regions 108a and 108b and the oxide layer may be removed by a wet etching method.

도 1b 를 참조하면, 상기 리세스 영역들(108a, 108b)의 측벽들 상에 보디 도펀트 함유 스페이서(110)이 형성될 수 있다. 상기 보디 도펀트 함유 스페이서(110)은 상기 반도체 기판(100, 102)의 도전형과 다른 도전형의 도펀트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 반도체 기판(100, 102)이 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 경우, 상기 보디 도펀트 함유 스페이서(110)은 제2 도전형의 도펀트를 포함할 수 있다. 상기 보디 도펀트 함유 스페이서(110)은 상기 반도체 기판(100, 102) 상에 상기 제2 도전형의 도펀트를 포함하는 보디 도펀트 함유막을 형성하고, 상기 보디 도펀트 함유막을 이방성 식각하여 형성될 수 있다. 이로 인해, 리세스 영역들(108a, 108b)의 바닥면들은 노출될 수 있다. 상기 보디 도펀트 함유막은 플라즈마 화학 증착(PECVD)을 이용하여 형성된 BSG(boron silica glass) 또는 PSG(phosphorus silica glass) 중 어느 하나일 수 있다. Referring to FIG. 1B, a body dopant containing spacer 110 may be formed on sidewalls of the recess regions 108a and 108b. The body dopant-containing spacer 110 may include a dopant of a conductive type different from that of the semiconductor substrates 100 and 102. For example, when the semiconductor substrates 100 and 102 are doped with the first conductivity type dopant, the body dopant-containing spacer 110 may include a second conductivity type dopant. The body dopant-containing spacer 110 may be formed by forming a body dopant-containing film including the second conductive dopant on the semiconductor substrate 100 and 102 and anisotropically etching the body dopant-containing film. As a result, the bottom surfaces of the recessed areas 108a and 108b may be exposed. The body dopant-containing film may be either boron silica glass (BSG) or phosphorus silica glass (PSG) formed using plasma chemical vapor deposition (PECVD).

도 1c 를 참조하면, 열 처리 공정이 수행될 수 있다. 이로 인해, 상기 보디 도펀트 함유 스페이서(100)에 포함되었던 상기 제2 도전형의 도펀트들이 상기 리세스 영역들(108a, 108b)의 측벽들을 통과하여, 상기 에피택시얼 기판(102)으로 확산될 수 있다. 상기 리세스 영역들(108a, 108b)의 측벽들에 인접한 상기 에피택시얼 기판(102)의 일부분이 상기 제2 도전형의 도펀트로 카운터 도핑되어, 보디 영역(112)이 형성될 수 있다. 상기 보디 영역(112)은 상기 리세스 영역들(108a, 108b)의 측벽들을 둘러쌀 수 있다. Referring to FIG. 1C, a heat treatment process may be performed. As a result, the dopants of the second conductivity type that were included in the body dopant-containing spacer 100 may pass through sidewalls of the recess regions 108a and 108b and diffuse into the epitaxial substrate 102. have. A portion of the epitaxial substrate 102 adjacent to sidewalls of the recess regions 108a and 108b may be counter doped with a dopant of the second conductivity type to form a body region 112. The body region 112 may surround sidewalls of the recess regions 108a and 108b.

상기 보디 영역(112)이 형성된 후, 상기 질화막(106)이 제거될 수 있다. 이와는 달리, 상기 제1 도펀트 함유 스페이서(110)이 상기 열처리 되기 전, 상기 질화막(106)이 제거될 수 있다. After the body region 112 is formed, the nitride layer 106 may be removed. Alternatively, the nitride layer 106 may be removed before the first dopant-containing spacer 110 is heat-treated.

도 1d 를 참조하면, 상기 보디 도펀트 함유 스페이서(110)이 제거될 수 있다. 상기 보디 도펀트 함유 스페이서(110)은 습식 식각의 방법으로 제거될 수 있다. 상기 보디 도펀트 함유 스페이서(110)이 제거된 후, 상기 리세스 영역들(108a, 108b)의 바닥면들이 식각될 수 있다. 이로 인해, 상기 리세스 영역들(108a, 108b)의 깊이가 더 깊어질 수 있다. 상기 리세스 영역들(108a, 108b)의 상기 바닥면들을 식각한 후, 상기 리세스 영역들(108a, 108b)의 상기 바닥면 및 측벽 상에 산화막이 형성되고, 상기 산화막이 제거될 수 있다. Referring to FIG. 1D, the body dopant-containing spacer 110 may be removed. The body dopant-containing spacer 110 may be removed by a wet etching method. After the body dopant-containing spacer 110 is removed, bottom surfaces of the recess regions 108a and 108b may be etched. As a result, the depth of the recess regions 108a and 108b may be deeper. After etching the bottom surfaces of the recess regions 108a and 108b, an oxide layer may be formed on the bottom surfaces and sidewalls of the recess regions 108a and 108b, and the oxide layer may be removed.

상기 리세스 영역들(108a, 108b)의 상기 바닥면 및 측벽 상에 제1 및 제2 게이트 절연막들(113a, 113b)이 형성될 수 있다. 상기 게이트 절연막들(113a, 113b)은 열 산화막 및/또는 화학 기상 증착법에 의해 형성된 TEOS(Tetra-ethyl-ortho-silicate) 산화막을 포함할 수 있다. First and second gate insulating layers 113a and 113b may be formed on the bottom and sidewalls of the recess regions 108a and 108b. The gate insulating layers 113a and 113b may include a TEOS (Tetra-ethyl-ortho-silicate) oxide film formed by a thermal oxide film and / or a chemical vapor deposition method.

상기 게이트 절연막들(113a, 113b)을 형성한 후, 제1 리세스 영역(108a)을 채우는 제1 게이트 전극(114a)이 형성될 수 있고, 제2 리세스 영역(108b)을 채우는 제2 게이트 전극(114b)이 형성될 수 있다. 상기 제2 게이트 전극(114b)은 상기 제2 리세스 영역(108b)을 채우는 보디부 및 상기 보디부의 일단에서 상기 기저 기판(100)의 상부면과 평행한 방향으로 연장하는 콘택부를 포함할 수 있다. 상기 게이트 전극들(114a, 114b)은 상기 제1 도전형의 도펀트를 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 전극들(114a, 114b)은 인 및/또는 비소를 포함하는 다결정 실리콘을 포함할 수 있다. After the gate insulating layers 113a and 113b are formed, a first gate electrode 114a may be formed to fill the first recess region 108a, and a second gate may fill the second recess region 108b. The electrode 114b may be formed. The second gate electrode 114b may include a body portion filling the second recess region 108b and a contact portion extending in a direction parallel to an upper surface of the base substrate 100 at one end of the body portion. . The gate electrodes 114a and 114b may include a conductive material including the dopant of the first conductivity type. For example, the gate electrodes 114a and 114b may include polycrystalline silicon including phosphorous and / or arsenic.

상기 게이트 전극들(114a, 114b)이 형성된 후, 상기 게이트 전극들(114a, 114b)을 각각 덮는 캡핑 절연막들(116a, 116b)이 형성될 수 있다. 상기 캡핑 절연막들(116a, 116b)은 열 산화법에 의해 형성된 실리콘 산화막일 수 있다. After the gate electrodes 114a and 114b are formed, capping insulating layers 116a and 116b may be formed to cover the gate electrodes 114a and 114b, respectively. The capping insulating layers 116a and 116b may be silicon oxide layers formed by thermal oxidation.

도 1e 를 참조하면, 상기 반도체 기판(100, 102) 상에 하드 마스크 막이 형성되고, 상기 하드 마스크막이 패터닝되어, 하드 마스크 패턴(118)이 형성될 수 있다. 상기 하드 마스크 패턴(118)을 식각 마스크로 사용하여, 상기 두꺼운 산화막(104) 및 상기 에피택시얼 기판(102)이 식각되어 서브 트렌치들(120)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 서브 트렌치들(120)은 상기 게이트 전극들(114a, 114b) 사이, 상기 제1 게이트 전극(114a)의 일측, 및 전극영역(B) 상에 형성될 수 있다. 상기 제1 게이트 전극(114a)의 상기 일측은 상기 제2 게이트 전극(114b)에 인접한 상기 제1 게이트 전극(114a)의 타측과 대향할 수 있다. 상기 기저 기판(100)의 상부면을 기준으로, 상기 서브 트렌치들(120)의 바닥면은 상기 게이트 전극들(114a, 114b)의 하부면들보다 높은 레벨에 위치할 수 있다. Referring to FIG. 1E, a hard mask layer may be formed on the semiconductor substrates 100 and 102, and the hard mask layer may be patterned to form a hard mask pattern 118. Using the hard mask pattern 118 as an etch mask, the thick oxide layer 104 and the epitaxial substrate 102 may be etched to form sub trenches 120. For example, the sub trenches 120 may be formed between the gate electrodes 114a and 114b, on one side of the first gate electrode 114a, and on the electrode region B. FIG. The one side of the first gate electrode 114a may face the other side of the first gate electrode 114a adjacent to the second gate electrode 114b. The bottom surface of the sub trenches 120 may be located at a level higher than the bottom surfaces of the gate electrodes 114a and 114b based on the top surface of the base substrate 100.

상기 서브 트렌치(120)를 형성한 후, 상기 하드 마스크 패턴(118)을 이온 주입 마스크로 사용하여, 상기 제2 도전형의 도펀트 이온(122)이 주입될 수 있다. 상기 제2 도전형의 도펀트 이온(122)은 상기 서브 트렌치(120)의 바닥면으로 주입될 수 있다. 이 후, 열처리 공정을 통하여, 상기 서브 트렌치(120)의 상기 바닥면으로 주입된 상기 제2 도전형의 도펀트 이온(122)이 확산되어, 접지 영역(124)이 형성될 수 있다. 상기 접지 영역(124)은 상기 보디 영역(112)과 중첩될 수 있다. 상기 접지 영역(124)의 상기 제2 도전형의 도펀트의 농도는 상기 보디 영역(112)의 상기 제2 도전형의 도펀트의 농도보다 높을 수 있다. After forming the sub trench 120, the second conductive dopant ions 122 may be implanted using the hard mask pattern 118 as an ion implantation mask. The dopant ions 122 of the second conductivity type may be implanted into the bottom surface of the sub trench 120. Thereafter, the second conductivity type dopant ions 122 implanted into the bottom surface of the sub trench 120 may be diffused to form a ground region 124. The ground region 124 may overlap the body region 112. The concentration of the dopant of the second conductivity type in the ground region 124 may be higher than the concentration of the dopant of the second conductivity type in the body region 112.

도 1f 를 참조하면, 상기 서브 트렌치들(120)의 상기 바닥면들이 더 식각되어, 메인 트렌치들(121)이 형성될 수 있다. 상기 서브 트렌치들(120)의 상기 바닥면들은 상기 하드 마스크 패턴(118)을 식각 마스크로 사용하여 이방성 식각 공정으로 식각될 수 있다. 이로 인해, 상기 서브 트렌치들(120)의 상기 바닥면들 아래의 상기 접지 영역(124)이 식각되어, 각 상기 메인 트렌치들(121) 양측으로 나누어진 접지 영역(124a)이 형성될 수 있다. 상기 메인 트렌치들(121)의 바닥면들은 상기 에피택시얼 기판(102)으로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 1F, the bottom surfaces of the sub trenches 120 may be further etched to form main trenches 121. The bottom surfaces of the sub trenches 120 may be etched by an anisotropic etching process using the hard mask pattern 118 as an etching mask. As a result, the ground region 124 under the bottom surfaces of the sub trenches 120 may be etched to form a ground region 124a divided into both sides of the main trenches 121. Bottom surfaces of the main trenches 121 may be formed of the epitaxial substrate 102.

상기 메인 트렌치들(121)이 형성된 후, 상기 반도체 기판(100, 102) 상에 트렌치 도펀트 함유막(130)이 형성될 수 있다. 상기 트렌치 도펀트 함유막(130)은 상기 제2 도전형의 도펀트를 포함할 수 있다. 상기 트렌치 도펀트 함유막(130)은 상기 메인 트렌치들(121)의 상기 바닥면들 및 측벽들 상에 콘포말하게 형성되어, 상기 메인 트렌치들(121) 내에 상기 트렌치 도펀트 함유막(130)으로 둘러싸인 비어있는 내부 공간들이 정의될 수 있다. 상기 트렌치 도펀트 함유막(130)은 플라즈마 화학 증착(PECVD)을 이용하여 형성된 BSG(boron silica glass) 또는 PSG(phosphorus silica glass) 중 어느 하나일 수 있다.After the main trenches 121 are formed, a trench dopant containing layer 130 may be formed on the semiconductor substrates 100 and 102. The trench dopant containing layer 130 may include a dopant of the second conductivity type. The trench dopant containing layer 130 is conformally formed on the bottom surfaces and the sidewalls of the main trenches 121 so as to be surrounded by the trench dopant containing layer 130 in the main trenches 121. Empty interior spaces can be defined. The trench dopant containing layer 130 may be either boron silica glass (BSG) or phosphorus silica glass (PSG) formed using plasma chemical vapor deposition (PECVD).

열 처리 공정이 수행될 수 있다. 이로 인해, 상기 트렌치 도펀트 함유막(130) 내의 상기 제2 도전형의 도펀트들이 상기 메인 트렌치들(121)의 상기 측벽들 및 바닥면들 통과하여, 상기 에피택시얼 기판(102)으로 확산될 수 있다. 상기 메인 트렌치들(121)의 상기 측벽들 및 바닥면들에 인접한 상기 에피택시얼 기판(102)의 일부분들이 상기 제2 도전형의 도펀트로 카운터 도핑되어, 도핑 영역(132)이 형성될 수 있다. 상기 도핑 영역(132)은 상기 기저 기판(100)과 접촉할 수 있다. A heat treatment process can be performed. As a result, the dopants of the second conductivity type in the trench dopant containing layer 130 may pass through the sidewalls and the bottom surfaces of the main trenches 121 and may be diffused into the epitaxial substrate 102. have. Portions of the epitaxial substrate 102 adjacent to the sidewalls and bottom surfaces of the main trenches 121 may be counter doped with the dopant of the second conductivity type to form a doped region 132. . The doped region 132 may be in contact with the base substrate 100.

상기 트렌치 도펀트 함유막(130)의 도펀트의 확산되어 상기 도핑 영역(132)이 형성됨으로써, 상기 도핑 영역(132) 내의 상기 제2 도전형의 도펀트의 농도는 균일할 수 있다. 이에 따라, 반도체 소자의 턴온(turn on) 저항이 감소하여, 반도체 소자의 신뢰성이 향상될 수 있다. 만약, 상기 도핑 영역이 이온 주입법에 의해 형성되는 경우, 상기 메인 트렌치(121)의 깊이에 의해 도핑 영역 내의 상기 제2 도전형의 도펀트의 농도가 불균일할 수 있고, 이에 따라 반도체 소자의 신뢰성이 저하될 수 있다. 하지만, 상술된 바와 같이, 상기 도핑 영역(132)은 상기 메인 트렌치(121) 내에 트렌치 도펀트 함유막(130)을 형성하고, 상기 트렌치 도펀트 함유막(130)을 열처리하여 형성됨으로써, 상기 도핑 영역(132) 내의 상기 제2 도전형의 도펀트의 농도가 균일할 수 있다. As the dopant of the trench dopant containing layer 130 is diffused to form the doped region 132, the concentration of the dopant of the second conductivity type in the doped region 132 may be uniform. As a result, the turn-on resistance of the semiconductor device is reduced, so that the reliability of the semiconductor device can be improved. If the doped region is formed by the ion implantation method, the concentration of the dopant of the second conductivity type in the doped region may be non-uniform due to the depth of the main trench 121, thereby lowering the reliability of the semiconductor device. Can be. However, as described above, the doped region 132 is formed by forming a trench dopant-containing layer 130 in the main trench 121 and heat-treating the trench dopant-containing layer 130 to thereby form the doped region ( The concentration of the dopant of the second conductivity type in 132 may be uniform.

상기 메인 트렌치들(121)의 상기 측벽들에 인접한 상기 보디 영역(112)의 일부분의 상기 제2 도전형의 도펀트의 농도는, 상기 보디 영역(112)의 다른 부분의 상기 제2 도전형의 도펀트의 농도보다 높을 수 있다. 상기 메인 트렌치들(121)의 상기 측벽들에 인접한 상기 접지 영역(124a)의 일부분의 상기 제2 도전형의 도펀트의 농도는, 상기 접지 영역(124a)의 다른 부분의 상기 제2 도전형의 도펀트의 농도보다 높을 수 있다. The concentration of the dopant of the second conductivity type in a portion of the body region 112 adjacent to the sidewalls of the main trenches 121 is a dopant of the second conductivity type in another portion of the body region 112. It may be higher than the concentration of. The concentration of the dopant of the second conductivity type in a portion of the ground region 124a adjacent to the sidewalls of the main trenches 121 is a dopant of the second conductivity type in another portion of the ground region 124a. It may be higher than the concentration of.

도 1g 를 참조하면, 상기 도핑 영역(132)을 형성한 후, 상기 트렌치 도펀트 함유막(130)이 제거될 수 있다. 상기 트렌치 도펀트 함유막(130)은 습식 식각의 방법으로 제거될 수 있다. 상기 트렌치 도펀트 함유막(130)이 제거된 후, 상기 메인 트렌치들(121) 내의 상기 내부 공간들을 채우는 갭필 절연 패턴들(142a)이 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 갭필 절연 패턴들(142a)의 측벽들 및 하부면들은 상기 도핑 영역(132)과 접촉될 수 있다.Referring to FIG. 1G, after forming the doped region 132, the trench dopant containing layer 130 may be removed. The trench dopant containing layer 130 may be removed by a wet etching method. After the trench dopant-containing layer 130 is removed, gap fill insulating patterns 142a may be formed to fill the internal spaces in the main trenches 121. In example embodiments, sidewalls and bottom surfaces of the gapfill insulating patterns 142a may be in contact with the doped region 132.

상기 갭필 절연 패턴들(142a)은 상기 반도체 기판(100, 102) 상에 상기 메인 트렌치들(121)를 채우는 절연막을 형성하고, 하드 마스크 패턴(118)을 식각 정지막으로 사용하여 상기 절연막을 식각하여 형성될 수 있다. 상기 갭필 절연 패턴들(142a)이 형성된 후, 상기 하드 마스크 패턴(118)은 제거될 수 있다. The gap fill insulating patterns 142a may form an insulating layer filling the main trenches 121 on the semiconductor substrates 100 and 102, and may etch the insulating layer using the hard mask pattern 118 as an etch stop layer. Can be formed. After the gap fill insulating patterns 142a are formed, the hard mask pattern 118 may be removed.

서로 인접한 상기 갭필 절연 패턴들(142a) 사이에 반도체 필라(144)가 정의될 수 있다. 상기 반도체 필라(144)는 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑될 수 있다. 상기 반도체 필라(144)는 서로 인접한 상기 갭필 절연 패턴들(142a) 사이에 배치된 상기 에피택시얼 기판(102)의 일부분일 수 있다. The semiconductor pillar 144 may be defined between the gap fill insulating patterns 142a adjacent to each other. The semiconductor pillar 144 may be doped with a dopant of the first conductivity type. The semiconductor pillar 144 may be a portion of the epitaxial substrate 102 disposed between the gap fill insulating patterns 142a adjacent to each other.

도 1h 를 참조하면, 상기 전극 영역(B)을 덮는 마스크막(150)이 형성될 수 있다. 상기 마스크막(150)은 포토 레지스트막일 수 있다. 상기 마스크막(150)은 상기 전극 영역(B)에 인접한 상기 제2 게이트 전극(114b)의 일부분을 덮고, 상기 반도체 필라(144), 상기 보디 영역(112), 상기 접지 영역(124a), 및 상기 갭필 절연 패턴들(142a)을 덮지 않을 수 있다. Referring to FIG. 1H, a mask layer 150 covering the electrode region B may be formed. The mask film 150 may be a photoresist film. The mask layer 150 covers a portion of the second gate electrode 114b adjacent to the electrode region B, the semiconductor pillar 144, the body region 112, the ground region 124a, and The gapfill insulating patterns 142a may not be covered.

상기 마스크막(150)을 이온 주입 마스크로 사용하여, 상기 제1 도전형의 도펀트 이온(152)이 주입될 수 있다. 이 경우, 상기 절연막(104)은 상기 제1 도전형의 도펀트 이온(152) 주입을 위한 버퍼막으로 사용될 수 있다. 상기 보디 영역(112), 및 상기 접지 영역(124a)의 윗부분들은 상기 제1 도전형의 도펀트로 카운터 도핑될 수 있다. 상기 제2 게이트 전극(114b)의 상기 콘택부 아래의 상기 보디 영역(112)에는 상기 제1 도전형의 도펀트 이온(152)이 주입되지 않을 수 있다. The dopant ions of the first conductivity type may be implanted using the mask layer 150 as an ion implantation mask. In this case, the insulating film 104 may be used as a buffer film for implanting the dopant ions of the first conductivity type. Upper portions of the body region 112 and the ground region 124a may be counter-doped with the dopant of the first conductivity type. The dopant ions of the first conductivity type may not be implanted into the body region 112 under the contact portion of the second gate electrode 114b.

상기 제1 도전형의 도펀트 이온(152)이 상기 보디 영역(112)의 상기 윗부분, 상기 접지 영역(124a)의 상기 윗부분, 및 상기 에피택시얼 막(140)의 윗부분에 주입되어, 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 소스 영역(154)이 형성될 수 있다. 상기 소스 영역(154)은 상기 메인 트렌치들(121)의 상부 영역들의 양측들에 형성될 수 있다. 상기 소스 영역(154)은 상기 제1 게이트 전극(114a)의 양측 및 상기 제1 게이트 전극(114a)에 인접한 상기 제2 게이트 전극(114b)의 상기 일측에 형성될 수 있다. Dopant ions of the first conductivity type are implanted into the upper portion of the body region 112, the upper portion of the ground region 124a, and the upper portion of the epitaxial layer 140. A source region 154 doped with a conductive dopant may be formed. The source region 154 may be formed at both sides of upper regions of the main trenches 121. The source region 154 may be formed at both sides of the first gate electrode 114a and at one side of the second gate electrode 114b adjacent to the first gate electrode 114a.

도 1i 를 참조하면, 상기 반도체 기판(100, 102) 상에 층간 절연막(160)이 형성될 수 있다. 상기 소스 영역(154)과 접촉하는 제1 배선(162), 상기 제2 게이트 전극(114b)과 접촉하는 제2 배선(164), 및 상기 전극 영역(B) 상의 제3 배선(166)이 형성될 수 있다. 상기 제1 내지 제3 배선들(162, 164, 166)을 형성하는 것은, 상기 층간 절연막(160) 및 상기 버퍼 절연막(104)을 패터닝하여 상기 소스 영역(154)의 일부분, 상기 갭필 절연 패턴들(142a)의 상부면, 및 상기 제2 게이트 전극(114b)의 콘택부의 일부분을 노출하는 개구부들을 형성하는 것, 상기 갭필 절연 패턴들(142a)의 윗부분을 제거하는 것, 상기 개구부들 및 상기 갭필 절연 패턴들(142a)이 제거된 상기 트렌치(121)의 윗 영역을 채우는 도전막을 형성하는 것, 및 상기 도전막을 패터닝하는 것을 포함할 수 있다. 상기 도전막은 금속을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1I, an interlayer insulating layer 160 may be formed on the semiconductor substrates 100 and 102. A first wiring 162 in contact with the source region 154, a second wiring 164 in contact with the second gate electrode 114b, and a third wiring 166 on the electrode region B are formed. Can be. The first to third wirings 162, 164, and 166 may be formed by patterning the interlayer insulating layer 160 and the buffer insulating layer 104 to form a portion of the source region 154 and the gap fill insulating patterns. Forming openings exposing a top surface of 142a and a portion of the contact portion of the second gate electrode 114b, removing upper portions of the gap fill insulating patterns 142a, the openings and the gap fill The method may include forming a conductive film filling an upper region of the trench 121 from which the insulating patterns 142a have been removed, and patterning the conductive film. The conductive film may include a metal.

상기 기저 기판(100)의 하부면에 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 드레인 영역(168)이 형성될 수 있다. 상기 드레인 영역(168)은 상기 기저 기판(100)의 하부면에 상기 제1 도전형의 도펀트를 주입하여 형성될 수 있다. 상기 기저 기판(100)의 상기 하부면은 상기 에피택시얼 기판(102)과 접촉하는 상기 기저 기판(100)의 상부면과 대향할 수 있다. A drain region 168 doped with the first conductivity type dopant may be formed on a lower surface of the base substrate 100. The drain region 168 may be formed by implanting the dopant of the first conductivity type into the bottom surface of the base substrate 100. The bottom surface of the base substrate 100 may face the top surface of the base substrate 100 in contact with the epitaxial substrate 102.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조 방법에 따라 형성된 반도체 소자가 도 1i 를 참조하여 설명된다.A semiconductor device formed according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1I.

도 1i 를 참조하면, 셀 영역(A) 및 전극 영역(B)을 포함하는 반도체 기판(100, 102)이 제공된다. 상기 반도체 기판(100, 102)은 제1 도전형의 기저 기판(100) 및 상기 기저 기판(100) 상에 배치된 제1 도전형의 에피택시얼 기판(102)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1I, semiconductor substrates 100 and 102 including a cell region A and an electrode region B are provided. The semiconductor substrates 100 and 102 may include a first conductive base substrate 100 and a first conductive epitaxial substrate 102 disposed on the base substrate 100.

상기 에피택시얼 기판(102) 내에 복수의 트렌치들(121)이 배치될 수 있다. 각각의 상기 트렌치들(121)은 갭필 절연 패턴들(142a)으로 채워질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 갭필 절연 패턴들(142a)은 상기 트렌치들(121)의 내부를 채울 수 있다. 따라서, 상기 갭필 절연 패턴들(142a)은 상기 트렌치들(121)의 내면과 접촉될 수 있다. 서로 인접한 상기 갭필 절연 패턴들(142a) 사이에 반도체 필라(144)가 정의될 수 있다. 상기 반도체 필라(144)는 서로 인접한 상기 갭필 절연 패턴들 (142a) 사이에 개재된 상기 에피택시얼 기판(102)의 일부분일 수 있다.A plurality of trenches 121 may be disposed in the epitaxial substrate 102. Each of the trenches 121 may be filled with gap fill insulating patterns 142a. According to an embodiment, the gap fill insulating patterns 142a may fill the inside of the trenches 121. Thus, the gap fill insulating patterns 142a may be in contact with inner surfaces of the trenches 121. The semiconductor pillar 144 may be defined between the gap fill insulating patterns 142a adjacent to each other. The semiconductor pillar 144 may be a portion of the epitaxial substrate 102 interposed between the gap fill insulating patterns 142a adjacent to each other.

상기 트렌치들(121)의 일측의 상기 에피택시얼 기판(102)에 리세스 영역들(108a, 108b)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 리세스 영역들(108a, 108b)은 상기 갭필 절연 패턴들(142a)에 의해 정의되는 상기 반도체 필라(144)에 형성된 제1 리세스 영역(108a), 및 상기 전극 영역(B)에 인접한 상기 트렌치(121)의 일측에 형성된 제2 리세스 영역(108b)을 포함할 수 있다. 상기 기저 기판(100)의 상부면을 기준으로, 상기 리세스 영역들(108a, 108b)의 바닥면들은 상기 트렌치들(121)의 바닥면들보다 높은 레벨에 위치할 수 있다. Recess regions 108a and 108b may be formed in the epitaxial substrate 102 on one side of the trenches 121. For example, the recess regions 108a and 108b may include a first recess region 108a formed in the semiconductor pillar 144 defined by the gap fill insulating patterns 142a, and the electrode region B. The second recess region 108b may be formed at one side of the trench 121 adjacent to the trench 121. The bottom surfaces of the recessed regions 108a and 108b may be located at a level higher than the bottom surfaces of the trenches 121 based on the top surface of the base substrate 100.

제1 게이트 절연막(113a)이 상기 제1 리세스 영역(108a)의 바닥면 및 측면을 덮고, 제1 게이트 전극(114a)이 상기 제1 리세스 영역(108a) 내의 상기 제1 게이트 절연막(113a)으로 둘러싸인 내부 공간을 채울 수 있다. 제2 게이트 절연막(113b)이 상기 제2 리세스 영역(108b)의 바닥면 및 측면을 덮고, 제2 게이트 전극(114b)이 상기 제2 리세스 영역(108b) 내의 상기 제2 게이트 절연막(113b)으로 둘러싸인 내부 공간을 채울 수 있다. 상기 제2 게이트 전극(114b)은 상기 제2 리세스 영역(108b)을 채우는 보디부 및 상기 보디부의 일단에서 상기 기저 기판(100)의 상부면과 평행하게 연장하는 콘택부를 포함할 수 있다. 상기 제1 게이트 전극(114a)의 상부면, 및 상기 제2 게이트 전극(114b)의 콘택부는 제1 및 제2 캡핑 절연막들(116a, 116b)로 각각 덮일 수 있다. The first gate insulating layer 113a covers the bottom and side surfaces of the first recessed region 108a, and the first gate electrode 114a covers the first gate insulating layer 113a in the first recessed region 108a. You can fill the inner space surrounded by). The second gate insulating layer 113b covers the bottom and side surfaces of the second recessed region 108b, and the second gate electrode 114b is the second gate insulating layer 113b in the second recessed region 108b. You can fill the inner space surrounded by). The second gate electrode 114b may include a body portion filling the second recess region 108b and a contact portion extending in parallel with an upper surface of the base substrate 100 at one end of the body portion. An upper surface of the first gate electrode 114a and a contact portion of the second gate electrode 114b may be covered with first and second capping insulating layers 116a and 116b, respectively.

보디 영역(112)이 상기 리세스 영역들(108a, 108b)의 측벽들을 둘러쌀 수 있다. 상기 보디 영역(112)은 상기 리세스 영역들(108a, 108b)의 상기 측벽들의 윗 부분들을 둘러쌀 수 있다. 상기 리세스 영역들(108a, 108b)의 상기 측벽들의 아랫 부분들 및 바닥면들은 상기 에피택시얼 기판(102)으로 형성될 수 있다. 상기 보디 영역(112)은 상기 리세스 영역들(108a, 108b)의 상기 측벽들의 상기 윗부분들에 인접한 상기 에피택시얼 기판(102)의 일부분이 상기 제2 도전형의 도펀트로 카운터 도핑된 것일 수 있다. The body region 112 may surround sidewalls of the recess regions 108a and 108b. The body region 112 may surround upper portions of the sidewalls of the recess regions 108a and 108b. Lower portions and bottom surfaces of the sidewalls of the recess regions 108a and 108b may be formed of the epitaxial substrate 102. The body region 112 may be a portion of the epitaxial substrate 102 adjacent to the upper portions of the sidewalls of the recess regions 108a and 108b by counter doping with a dopant of the second conductivity type. have.

접지 영역(124a)이 상기 트렌치(121)의 측벽의 윗부분을 둘러쌀 수 있다. 상기 접지 영역(124a)은 상기 트렌치(121) 상기 측벽의 상기 윗부분에 인접한 상기 에피택시얼 기판(102)의 일부분이 상기 제2 도전형의 도펀트로 카운터 도핑된 것일 수 있다. 상기 접지 영역(124a)의 상기 제2 도전형의 도펀트의 농도는 상기 보디 영역(112)의 상기 제2 도전형의 도펀트의 농도들보다 높을 수 있다. The ground region 124a may surround the upper portion of the sidewall of the trench 121. The ground region 124a may be a portion in which the epitaxial substrate 102 adjacent to the upper portion of the sidewall of the trench 121 is counter doped with a dopant of the second conductivity type. The concentration of the dopant of the second conductivity type in the ground region 124a may be higher than the concentrations of the dopant of the second conductivity type in the body region 112.

상기 트렌치(121)의 내면 아래에 도핑 영역(132)이 형성될 수 있다. 상기 도핑 영역(132)은, 상기 트렌치(121)의 바닥면, 및 상기 측벽의 상기 윗부분을 제외한 나머지 부분에 인접한 상기 에피택시얼 기판(102)의 일부분이 상기 제2 도전형의 도펀트로 카운터 도핑된 것일 수 있다. 상기 트렌치(121)의 바닥면 아래에 형성된 도핑 영역(132)은 상기 기저 기판(100)과 접촉할 수 있다. 상기 도핑 영역(132)의 상기 제2 도전형의 도펀트의 농도는 상기 접지 영역(124a)의 상기 제2 도전형의 도펀트의 농도보다 낮을 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 도핑 영역(132)은 상기 갭필 절연 패턴들(142a)과 직접적으로 접촉될 수 있다.A doped region 132 may be formed under the inner surface of the trench 121. In the doped region 132, a portion of the epitaxial substrate 102 adjacent to the bottom surface of the trench 121 and the remaining portion except the upper portion of the sidewall is counter-doped with the dopant of the second conductivity type. It may have been. The doped region 132 formed under the bottom surface of the trench 121 may contact the base substrate 100. The concentration of the dopant of the second conductivity type in the doped region 132 may be lower than the concentration of the dopant of the second conductivity type in the ground region 124a. According to an embodiment, the doped region 132 may be in direct contact with the gapfill insulating patterns 142a.

소스 영역(154)이 상기 트렌치들(121)의 양측들의 상기 에피택시얼 기판(102) 내에 배치될 수 있다. 상기 소스 영역(154)은 상기 제1 리세스 영역(108a)과 상기 트렌치들(121) 사이에 배치될 수 있다. 상기 소스 영역(154)은 상기 에피택시얼 기판(102)의 상부면에 인접한 상기 보디 영역(112)의 윗부분, 및 상기 접지 영역(124a)의 윗부분이 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 것일 수 있다. A source region 154 may be disposed in the epitaxial substrate 102 on both sides of the trenches 121. The source region 154 may be disposed between the first recessed region 108a and the trenches 121. The source region 154 may be a top portion of the body region 112 adjacent to the top surface of the epitaxial substrate 102 and a top portion of the ground region 124a doped with a dopant of the first conductivity type. Can be.

상기 기저 기판(100)의 하부면 상에 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 드레인 영역(168)이 배치될 수 있다. 상기 드레인 영역(168)은 상기 기저 기판(100)의 하부면에 상기 제1 도전형의 도펀트 이온을 주입하여 형성될 수 있다. A drain region 168 doped with a dopant of the first conductivity type may be disposed on a bottom surface of the base substrate 100. The drain region 168 may be formed by implanting dopant ions of the first conductivity type into the bottom surface of the base substrate 100.

상기 에피택시얼 기판(102) 상에 형성된 두꺼운 산화막(104) 및 층간 절연막(160)을 관통하여 상기 소스 영역(154)과 접촉하는 제1 배선(162), 층간 절연막(160) 및 상기 제2 캡핑 절연막(116b)을 관통하여 상기 제2 게이트 전극(114b)과 접촉하는 제2 배선(164), 및 상기 전극 영역(B)의 상기 층간 절연막(160) 상의 제3 배선(166)이 배치될 수 있다. The first wiring 162, the interlayer insulating layer 160, and the second layer penetrating the thick oxide film 104 and the interlayer insulating layer 160 formed on the epitaxial substrate 102 to contact the source region 154. The second wiring 164 penetrating the capping insulating layer 116b and contacting the second gate electrode 114b, and the third wiring 166 on the interlayer insulating layer 160 of the electrode region B may be disposed. Can be.

상술된 본 발명의 제1 실시 예에 따르면, 상기 트렌치(121)의 바닥면 아래의 도핑 영역(132)은 상기 기저 기판(100)과 접촉하였다. 이와는 달리, 본 발명의 제1 실시 예의 변형 예에 따르면, 도핑 영역은 상기 기저 기판(100)과 접촉하지 않을 수 있다. 이를 도 2 를 참조하여 설명한다. According to the first embodiment of the present invention described above, the doped region 132 under the bottom surface of the trench 121 is in contact with the base substrate 100. On the contrary, according to the modified example of the first embodiment of the present invention, the doped region may not be in contact with the base substrate 100. This will be described with reference to FIG. 2.

도 2 는 본 발명의 제1 실시 예의 변형 예에 따른 반도체 소자를 설명하기 위한 도면이다. 2 is a diagram for describing a semiconductor device according to a modification of the first embodiment of the present invention.

도 2 를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예의 변형 예에 따른 반도체 소자는 도 1i 를 참조하여 설명된 반도체 소자와 유사하다. 다만, 트렌치(121)의 바닥면 아래에 형성된 도핑 영역(132a)은 상기 기저 기판(100)의 상부면과 접촉하지 않을 수 있다. 이로 인해, 반도체 필라(144)와 에피택시얼 기판(102)은 서로 연결될 수 있다. Referring to FIG. 2, the semiconductor device according to the modified example of the first embodiment of the present invention is similar to the semiconductor device described with reference to FIG. 1I. However, the doped region 132a formed under the bottom surface of the trench 121 may not contact the upper surface of the base substrate 100. As a result, the semiconductor pillar 144 and the epitaxial substrate 102 may be connected to each other.

상술된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조 방법과는 달리, 트렌치와 갭필 절연 패턴 사이에 에피택시얼막이 형성될 수 있다. 이를 도3a 및 도3b를 참조하여 설명한다.Unlike the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention described above, an epitaxial layer may be formed between the trench and the gap fill insulating pattern. This will be described with reference to FIGS. 3A and 3B.

도 3a 및 도3b는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 본 실시 예들에 따른 반도체 소자는 상술된 실시 예에서 도1a 내지 도1f를 참조하여 설명한 내용들을 모두 포함할 수 있다.3A and 3B are diagrams for describing a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a second embodiment of the present invention. The semiconductor device according to the present exemplary embodiments may include all the contents described with reference to FIGS. 1A to 1F in the above-described exemplary embodiment.

도3a를 참조하면, 상기 도핑 영역(132)을 형성한 후, 상기 트렌치 도펀트 함유막(130)이 제거될 수 있다. 상기 트렌치 도펀트 함유막(130)은 습식 식각의 방법으로 제거될 수 있다. 상기 트렌치 도펀트 함유막(130)이 제거된 후, 에피택시얼 공정이 수행되어, 상기 메인 트렌치들(121)의 상기 바닥면들 및 측벽들 상에 에피택시얼막(140)이 형성될 수 있다. 상기 에피택시얼막(140)은 상기 메인 트렌치들(121)의 내면들 상에 콘포말하게 형성되어, 상기 메인 트렌치들(121) 내에 상기 에피택시얼막(140)으로 둘러싸인 비어있는 내부 공간들을 정의할 수 있다. 상기 에피택시얼 막(140)은 상기 제2 도전형의 도펀트로 도핑될 수 있다. 이와 달리, 상기 에피택시얼 막(140)은 상기 제2 도전형의 도펀트로 도핑되지 않을 수 있다. Referring to FIG. 3A, after the doped region 132 is formed, the trench dopant containing layer 130 may be removed. The trench dopant containing layer 130 may be removed by a wet etching method. After the trench dopant-containing layer 130 is removed, an epitaxial process may be performed to form an epitaxial layer 140 on the bottom surfaces and the sidewalls of the main trenches 121. The epitaxial layer 140 is conformally formed on inner surfaces of the main trenches 121 to define empty internal spaces surrounded by the epitaxial layer 140 in the main trenches 121. Can be. The epitaxial layer 140 may be doped with a dopant of the second conductivity type. In contrast, the epitaxial layer 140 may not be doped with the dopant of the second conductivity type.

상기 메인 트렌치들(121) 내의 상기 내부 공간들을 채우는 갭필 절연 패턴들(142)이 형성될 수 있다. 상기 갭필 절연 패턴들(142)은 상술된 제1 실시 예에서 갭필 절연 패턴들(142a)을 형성하는 것과 동일한 방법에 의해 형성될 수 있다.Gap fill insulation patterns 142 may be formed to fill the internal spaces in the main trenches 121. The gapfill insulating patterns 142 may be formed by the same method as forming the gapfill insulating patterns 142a in the above-described first embodiment.

서로 인접한 상기 갭필 절연 패턴들(142) 사이에 반도체 필라(144)가 정의될 수 있다. 상기 반도체 필라(144)는 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑될 수 있다. 상기 반도체 필라(144)는 서로 인접한 상기 갭필 절연 패턴들(142) 사이에 배치된 상기 에피택시얼 기판(102)의 일부분일 수 있다. The semiconductor pillar 144 may be defined between the gap fill insulating patterns 142 adjacent to each other. The semiconductor pillar 144 may be doped with a dopant of the first conductivity type. The semiconductor pillar 144 may be a portion of the epitaxial substrate 102 disposed between the gap fill insulating patterns 142 adjacent to each other.

도3b를 참조하면, 상기 전극 영역(B)을 덮는 마스크막(150)이 형성될 수 있다. 상기 마스크막(150)은 상기 전극 영역(B)에 인접한 상기 제2 게이트 전극(114b)의 일부분을 덮고, 상기 반도체 필라(144), 상기 보디 영역(112), 상기 접지 영역(124a), 상기 에피택시얼막(140), 및 상기 갭필 절연 패턴들(142)을 덮지 않을 수 있다. Referring to FIG. 3B, a mask layer 150 covering the electrode region B may be formed. The mask layer 150 covers a portion of the second gate electrode 114b adjacent to the electrode region B, and the semiconductor pillar 144, the body region 112, the ground region 124a, and the The epitaxial layer 140 and the gap fill insulating patterns 142 may not be covered.

상기 마스크막(150)을 이온 주입 마스크로 사용하여, 상기 제1 도전형의 도펀트 이온(152)이 주입될 수 있다. 이 경우, 상기 절연막(104)은 상기 제1 도전형의 도펀트 이온(152) 주입을 위한 버퍼막으로 사용될 수 있다. 상기 보디 영역(112), 및 상기 접지 영역(124a)의 윗부분들은 상기 제1 도전형의 도펀트로 카운터 도핑될 수 있다. 상기 제2 게이트 전극(114b)의 상기 콘택부 아래의 상기 보디 영역(112)에는 상기 제1 도전형의 도펀트 이온(152)이 주입되지 않을 수 있다. The dopant ions of the first conductivity type may be implanted using the mask layer 150 as an ion implantation mask. In this case, the insulating film 104 may be used as a buffer film for implanting the dopant ions of the first conductivity type. Upper portions of the body region 112 and the ground region 124a may be counter-doped with the dopant of the first conductivity type. The dopant ions of the first conductivity type may not be implanted into the body region 112 under the contact portion of the second gate electrode 114b.

상기 제1 도전형의 도펀트 이온(152)이 상기 보디 영역(112)의 상기 윗부분, 상기 접지 영역(124a)의 상기 윗부분, 및 상기 에피택시얼 막(140)의 윗부분에 주입되어, 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 소스 영역(154)이 형성될 수 있다. 상기 소스 영역(154)은 상기 메인 트렌치들(121)의 상부 영역들의 양측들에 형성될 수 있다. 상기 소스 영역(154)은 상기 제1 게이트 전극(114a)의 양측 및 상기 제1 게이트 전극(114a)에 인접한 상기 제2 게이트 전극(114b)의 상기 일측에 형성될 수 있다.Dopant ions of the first conductivity type are implanted into the upper portion of the body region 112, the upper portion of the ground region 124a, and the upper portion of the epitaxial layer 140. A source region 154 doped with a conductive dopant may be formed. The source region 154 may be formed at both sides of upper regions of the main trenches 121. The source region 154 may be formed at both sides of the first gate electrode 114a and at one side of the second gate electrode 114b adjacent to the first gate electrode 114a.

도3c를 참조하면, 상기 반도체 기판(100, 102) 상에 층간 절연막(160)이 형성될 수 있다. 상기 소스 영역(154)과 접촉하는 제1 배선(162), 상기 제2 게이트 전극(114b)과 접촉하는 제2 배선(164), 및 상기 전극 영역(B) 상의 제3 배선(166)이 형성될 수 있다. 상기 제1 내지 제3 배선들(162, 164, 166)을 형성하는 것은 상술된 제1 실시 예에서 설명한 것과 동일한 방법에 의해 형성될 수 있다. 상기 제1 내지 제3 배선들(162, 164, 166)은 금속을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3C, an interlayer insulating layer 160 may be formed on the semiconductor substrates 100 and 102. A first wiring 162 in contact with the source region 154, a second wiring 164 in contact with the second gate electrode 114b, and a third wiring 166 on the electrode region B are formed. Can be. Forming the first to third wirings 162, 164, and 166 may be formed by the same method as described in the above-described first embodiment. The first to third wires 162, 164, and 166 may include metal.

상기 기저 기판(100)의 하부면에 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 드레인 영역(168)이 형성될 수 있다. 상기 드레인 영역(168)은 상술된 제1 실시 예에서 설명한 것과 동일한 형태일 수 있고, 동일한 방법에 의해서 형성될 수 있다. A drain region 168 doped with the first conductivity type dopant may be formed on a lower surface of the base substrate 100. The drain region 168 may have the same shape as that described in the above-described first embodiment, and may be formed by the same method.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조 방법에 따라 형성된 반도체 소자가 도 3c 를 참조하여 설명된다.A semiconductor device formed according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3C.

도3c를 참조하면, 셀 영역(A) 및 전극 영역(B)을 포함하는 반도체 기판(100, 102)이 제공된다. 상기 반도체 기판(100, 102)은 제1 도전형의 기저 기판(100) 및 상기 기저 기판(100) 상에 배치된 제1 도전형의 에피택시얼 기판(102)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3C, semiconductor substrates 100 and 102 including a cell region A and an electrode region B are provided. The semiconductor substrates 100 and 102 may include a first conductive base substrate 100 and a first conductive epitaxial substrate 102 disposed on the base substrate 100.

상기 에피택시얼 기판(102) 내에 복수의 트렌치들(121)이 배치될 수 있다. 각각의 상기 트렌치들(121)은 에피택시얼 막(140) 및 갭필 절연 패턴들(142)으로 채워질 수 있다. 상기 에피택시얼 막(140)은 상기 트렌치들(121)의 바닥면들 및 측벽들을 덮고, 상기 갭필 절연 패턴들(142)은 상기 트렌치들(121) 내의 상기 에피택시얼막(140)으로 둘러싸인 내부 공간들을 채울 수 있다. 서로 인접한 상기 갭필 절연 패턴들(142) 사이에 반도체 필라(144)가 정의될 수 있다. 상기 반도체 필라(144)는 서로 인접한 상기 갭필 절연 패턴들(142) 사이에 개재된 상기 에피택시얼 기판(102)의 일부분일 수 있다.A plurality of trenches 121 may be disposed in the epitaxial substrate 102. Each of the trenches 121 may be filled with an epitaxial layer 140 and gap fill insulating patterns 142. The epitaxial layer 140 covers bottom surfaces and sidewalls of the trenches 121, and the gapfill insulating patterns 142 are surrounded by the epitaxial layer 140 in the trenches 121. You can fill the spaces. The semiconductor pillar 144 may be defined between the gap fill insulating patterns 142 adjacent to each other. The semiconductor pillar 144 may be a portion of the epitaxial substrate 102 interposed between the gap fill insulating patterns 142 adjacent to each other.

상기 트렌치들(121)의 일측의 상기 에피택시얼 기판(102)내에 리세스 영역들(108a, 108b)이 배치될 수 있다. 상기 리세스 영역들(108a, 108b)은 상기 제1 실시 예에서 상술된 내용을 모두 포함할 수 있다.Recess regions 108a and 108b may be disposed in the epitaxial substrate 102 on one side of the trenches 121. The recess regions 108a and 108b may include all of the details described above in the first embodiment.

제1 게이트 절연막(113a)이 상기 제1 리세스 영역(108a)의 바닥면 및 측면을 덮고, 제1 게이트 전극(114a)이 상기 제1 리세스 영역(108a) 내의 상기 제1 게이트 절연막(113a)으로 둘러싸인 내부 공간을 채울 수 있다. 제2 게이트 절연막(113b)이 상기 제2 리세스 영역(108b)의 바닥면 및 측면을 덮고, 제2 게이트 전극(114b)이 상기 제2 리세스 영역(108b) 내의 상기 제2 게이트 절연막(113b)으로 둘러싸인 내부 공간을 채울 수 있다. 상기 제2 게이트 전극(114b)은 상기 제1 실시 예에서 상술된 것과 동일한 형태일 수 있다. 상기 제1 게이트 전극(114a)의 상부면, 및 상기 제2 게이트 전극(114b)의 콘택부는 제1 및 제2 캡핑 절연막들(116a, 116b)로 각각 덮일 수 있다. The first gate insulating layer 113a covers the bottom and side surfaces of the first recessed region 108a, and the first gate electrode 114a covers the first gate insulating layer 113a in the first recessed region 108a. You can fill the inner space surrounded by). The second gate insulating layer 113b covers the bottom and side surfaces of the second recessed region 108b, and the second gate electrode 114b is the second gate insulating layer 113b in the second recessed region 108b. You can fill the inner space surrounded by). The second gate electrode 114b may have the same shape as described above in the first embodiment. An upper surface of the first gate electrode 114a and a contact portion of the second gate electrode 114b may be covered with first and second capping insulating layers 116a and 116b, respectively.

보디 영역(112)이 상기 리세스 영역들(108a, 108b)의 측벽들을 둘러쌀 수 있다. 접지 영역(124a)이 상기 트렌치(121)의 측벽의 윗부분을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 상기 보디 영역(112) 및 상기 접지 영역(124a)는 상기 제1 실시 예에서 설명된 것과 동일한 형태 및/또는 동일한 특성을 포함할 수 있다.The body region 112 may surround sidewalls of the recess regions 108a and 108b. The ground area 124a may be disposed to surround the upper portion of the sidewall of the trench 121. The body region 112 and the ground region 124a may include the same shape and / or the same characteristic as described in the first embodiment.

상기 트렌치(121)의 내면 아래에 도핑 영역(132)이 배치될 수 있다. 상기 도핑 영역(132)은 상기 제1 실시 예에서 설명된 것과 동일한 형태 및/또는 동일한 특성을 포함할 수 있다.The doped region 132 may be disposed under the inner surface of the trench 121. The doped region 132 may include the same shape and / or the same characteristics as described in the first embodiment.

소스 영역(154)이 상기 트렌치들(121)의 양측들의 상기 에피택시얼 기판(102) 내에 배치될 수 있다. 상기 소스 영역(154)은 상기 제1 리세스 영역(108a)과 상기 트렌치들(121) 사이에 배치될 수 있다. 상기 소스 영역(154)은 상기 에피택시얼 기판(102)의 상부면에 인접한, 상기 에피택시얼 막(140)의 윗부분, 상기 보디 영역(112)의 윗부분, 및 상기 접지 영역(124a)의 윗부분이 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 것일 수 있다. A source region 154 may be disposed in the epitaxial substrate 102 on both sides of the trenches 121. The source region 154 may be disposed between the first recessed region 108a and the trenches 121. The source region 154 is adjacent to the upper surface of the epitaxial substrate 102, the upper portion of the epitaxial film 140, the upper portion of the body region 112, and the upper portion of the ground region 124a. It may be doped with a dopant of the first conductivity type.

상기 기저 기판(100)의 하부면 상에 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 드레인 영역(168)이 배치될 수 있다. 상기 드레인 영역(168)은 상기 기저 기판(100)의 하부면에 상기 제1 도전형의 도펀트 이온을 주입하여 형성될 수 있다. A drain region 168 doped with a dopant of the first conductivity type may be disposed on a bottom surface of the base substrate 100. The drain region 168 may be formed by implanting dopant ions of the first conductivity type into the bottom surface of the base substrate 100.

상기 에피택시얼 기판(102) 상에 형성된 두꺼운 산화막(104) 및 층간 절연막(160)을 관통하여 상기 소스 영역(154)과 접촉하는 제1 배선(162), 층간 절연막(160) 및 상기 제2 캡핑 절연막(116b)을 관통하여 상기 제2 게이트 전극(114b)과 접촉하는 제2 배선(164), 및 상기 전극 영역(B)의 상기 층간 절연막(160) 상의 제3 배선(166)이 배치될 수 있다. The first wiring 162, the interlayer insulating layer 160, and the second layer penetrating the thick oxide film 104 and the interlayer insulating layer 160 formed on the epitaxial substrate 102 to contact the source region 154. The second wiring 164 penetrating the capping insulating layer 116b and contacting the second gate electrode 114b, and the third wiring 166 on the interlayer insulating layer 160 of the electrode region B may be disposed. Can be.

본 실시 예에 따르면, 상기 트렌치(121)의 바닥면 아래의 도핑 영역(132)은 상기 기저 기판(100)과 접촉하였다. 이와는 달리, 본 실시 예의 변형 예에 따르면, 도핑 영역은 상기 기저 기판(100)과 접촉하지 않을 수 있다. 이를 도4 를 참조하여 설명한다. According to the present embodiment, the doped region 132 under the bottom surface of the trench 121 is in contact with the base substrate 100. On the contrary, according to the modified example of the present embodiment, the doped region may not contact the base substrate 100. This will be described with reference to FIG. 4.

도 4 는 본 발명의 제2 실시 예의 변형 예에 따른 반도체 소자를 설명하기 위한 도면이다. 4 is a diagram for describing a semiconductor device according to a modification of the second embodiment of the present invention.

도 4 를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예의 변형 예에 따른 반도체 소자는 도 3c 를 참조하여 설명된 반도체 소자와 유사하다. 다만, 트렌치(121)의 바닥면 아래에 형성된 도핑 영역(132a)은 상기 기저 기판(100)의 상부면과 접촉하지 않을 수 있다. 이로 인해, 반도체 필라(144)와 에피택시얼 기판(102)은 서로 연결될 수 있다. Referring to FIG. 4, the semiconductor device according to the modified example of the first embodiment of the present invention is similar to the semiconductor device described with reference to FIG. 3C. However, the doped region 132a formed under the bottom surface of the trench 121 may not contact the upper surface of the base substrate 100. As a result, the semiconductor pillar 144 and the epitaxial substrate 102 may be connected to each other.

상술된 본 발명의 제1 및 제2 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조 방법과는 달리, 트렌치는 복수의 식각 공정으로 형성될 수 있다. 이를, 도 5a 내지 도 5f 를 참조하여 설명한다. Unlike the manufacturing method of the semiconductor device according to the first and second embodiments of the present invention described above, the trench may be formed by a plurality of etching processes. This will be described with reference to FIGS. 5A to 5F.

도 5a 내지 도 5f 는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 본 실시 예들에 따른 반도체 소자는 상술된 실시 예에서 도1a 내지 도1f를 참조하여 설명한 내용들을 모두 포함할 수 있다.5A to 5F are diagrams for describing a method of manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. The semiconductor device according to the present exemplary embodiments may include all the contents described with reference to FIGS. 1A to 1F in the above-described exemplary embodiment.

도 5a 를 참조하면, 서브 트렌치들(120)이 바닥면들을 식각하여, 제1 메인 트렌치들(120a)가 형성될 수 있다. 상기 서브 트렌치들(120)의 상기 바닥면들은 하드 마스크 패턴(118)을 식각 마스크로 사용하여 이방성 식각 공정으로 상기 에피택시얼 기판(102)이 노출될 때까지 식각될 수 있다. 이로 인해, 상기 제1 메인 트렌치들(120a)의 바닥면은 상기 에피택시얼 기판(102)으로 형성될 수 있다. 상기 서브 트렌치들(120)의 상기 바다면들을 식각하는 동안, 상기 서브 트렌치들(120)의 상기 바닥면들 아래의 접지 영역(124)이 식각되어, 접지 영역(124a)이 상기 제1 메인 트렌치들(120a)의 양측으로 나누어질 수 있다. Referring to FIG. 5A, the first trenches 120a may be formed by etching the bottom surfaces of the sub trenches 120. The bottom surfaces of the sub trenches 120 may be etched using the hard mask pattern 118 as an etch mask until the epitaxial substrate 102 is exposed by an anisotropic etching process. Thus, bottom surfaces of the first main trenches 120a may be formed as the epitaxial substrate 102. While etching the sea surfaces of the sub trenches 120, the ground region 124 under the bottom surfaces of the sub trenches 120 is etched, such that the ground region 124a is formed in the first main trench. It may be divided into both sides of the field (120a).

상기 제1 메인 트렌치들(120a)이 형성된 후, 반도체 기판(100, 102) 상에 제1 트렌치 도펀트 함유막(131)이 형성될 수 있다. 상기 제1 트렌치 도펀트 함유막(131)은 제2 도전형의 도펀트를 포함할 수 있다. 상기 제1 트렌치 도펀트 함유막(131)은 상기 제1 메인 트렌치들(120a)의 상기 바닥면들 및 측벽들 상에 콘포말하게 형성되어, 상기 제1 메인 트렌치들(120a) 내에 상기 제1 트렌치 도펀트 함유막(131)으로 둘러싸인 비어있는 내부공간들이 정의될 수 있다. 상기 제1 트렌치 도펀트 함유막(131)은 도 1f 를 참조하여 설명된 트렌치 도펀트 함유막(130)과 동일한 물질 및 동일한 방법으로 형성될 수 있다. After the first main trenches 120a are formed, a first trench dopant containing layer 131 may be formed on the semiconductor substrates 100 and 102. The first trench dopant containing layer 131 may include a second conductivity type dopant. The first trench dopant containing layer 131 is conformally formed on the bottom surfaces and the sidewalls of the first main trenches 120a to form the first trenches 120a in the first trenches 120a. Empty internal spaces surrounded by the dopant containing layer 131 may be defined. The first trench dopant containing layer 131 may be formed using the same material and the same method as the trench dopant containing layer 130 described with reference to FIG. 1F.

열처리 공정이 수행될 수 있다. 이로 인해, 상기 제1 트렌치 도펀트 함유막(131) 내의 상기 제2 도전형의 도펀트들이 상기 제1 메인 트렌치들(120a)의 상기 바닥면들 및 측벽들을 통과하여, 상기 에피택시얼 기판(102)으로 확산될 수 있다. 이로 인해, 상기 제1 메인 트렌치들(120a)의 상기 바닥면들 및 측벽들에 인접한 상기 에피택시얼 기판(102)의 일부분이 상기 제2 도전형의 도펀트로 카운터 도핑되어 제1 도핑 영역(133)이 형성될 수 있고, 상기 제1 메인 트렌치들(120a)의 상기 측벽들에 인접한 상기 접지 영역(124a)의 일부분 및 상기 보디 영역(112)의 일부분들의 상기 제2 도전형의 도펀트의 농도가 증가할 수 있다. A heat treatment process can be performed. As a result, the dopants of the second conductivity type in the first trench dopant-containing film 131 pass through the bottom surfaces and the sidewalls of the first main trenches 120a, thereby forming the epitaxial substrate 102. Can spread to. As a result, a portion of the epitaxial substrate 102 adjacent to the bottom surfaces and the sidewalls of the first main trenches 120a is counter-doped with the dopant of the second conductivity type to form the first doped region 133. ) May be formed, and the concentration of the dopant of the second conductivity type in the portion of the ground region 124a and the portion of the body region 112 adjacent to the sidewalls of the first main trenches 120a Can increase.

도 5b 를 참조하면, 상기 제1 트렌치 도펀트 함유막(131)이 이방성 식각되어, 상기 제1 메인 트렌치들(120a)의 상기 바닥면들 상의 상기 제1 트렌치 도펀트 함유막(131)이 제거되고, 상기 제1 메인 트렌치들(120a)의 상기 측벽들 상의 상기 제1 트렌치 도펀트 함유막(131)이 잔존될 수 있다. 상기 하드 마스크 패턴(118) 및 상기 잔존된 제1 트렌치 도펀트 함유막(131)을 식각 정지막으로 사용하여, 상기 제1 메인 트렌치들(120a)의 상기 바닥면들이 식각되어, 제2 메인 트렌치들(120b)이 형성될 수 있다. 이로 인해, 제1 메인 트렌치들(120a)의 상기 바닥면들 아래의 제1 도핑 영역(133)이 제거될 수 있다. 상기 제2 메인 트렌치들(120b)의 바닥면들은 상기 에피택시얼 기판(102)으로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 5B, the first trench dopant-containing film 131 is anisotropically etched to remove the first trench dopant-containing film 131 on the bottom surfaces of the first main trenches 120a. The first trench dopant containing layer 131 on the sidewalls of the first main trenches 120a may remain. By using the hard mask pattern 118 and the remaining first trench dopant containing layer 131 as an etch stop layer, the bottom surfaces of the first main trenches 120a are etched to form second main trenches. 120b may be formed. As a result, the first doped region 133 under the bottom surfaces of the first main trenches 120a may be removed. Bottom surfaces of the second main trenches 120b may be formed as the epitaxial substrate 102.

각각의 상기 제2 메인 트렌치들(120b)은 상부 영역(120U) 및 하부 영역(120L)을 포함할 수 있다. 상기 제2 메인 트렌치들(120b)의 상기 상부 영역들(120U)의 폭(W1)은 상기 제2 메인 트렌치들(120b)의 하부 영역들(120L)의 폭(W2)보다 넓을 수 있다. 상기 제2 메인 트렌치들(120b)의 상기 상부 영역들(120U)은 상기 잔존된 제1 트렌치 도펀트 함유막(131)이 상기 제2 메인 트렌치들(120b)의 측벽 상에 배치된 영역일 수 있다. Each of the second main trenches 120b may include an upper region 120U and a lower region 120L. The width W1 of the upper regions 120U of the second main trenches 120b may be wider than the width W2 of the lower regions 120L of the second main trenches 120b. The upper regions 120U of the second main trenches 120b may be regions in which the remaining first trench dopant containing layer 131 is disposed on sidewalls of the second main trenches 120b. .

도 5c 를 참조하면, 상기 반도체 기판(100, 102) 상에 제2 트렌치 도펀트 함유막(135)이 형성될 수 있다. 상기 제2 트렌치 도펀트 함유막(135)은 제2 도전형의 도펀트를 포함할 수 있다. 상기 제2 트렌치 도펀트 함유막(135)은 상기 제2 메인 트렌치들(120b)의 상기 바닥면들 및 측벽들 상에 콘포말하게 형성되어, 상기 제2 메인 트렌치들(120b) 내에 상기 제2 트렌치 도펀트 함유막(135)으로 둘러싸인 비어있는 내부공간들이 정의될 수 있다. 상기 제2 트렌치 도펀트 함유막(135)은 도 3a 를 참조하여 설명된 제1 트렌치 도펀트 함유막(131)과 동일한 물질 및 동일한 방법으로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 5C, a second trench dopant containing layer 135 may be formed on the semiconductor substrates 100 and 102. The second trench dopant containing layer 135 may include a second conductivity type dopant. The second trench dopant containing layer 135 is conformally formed on the bottom surfaces and the sidewalls of the second main trenches 120b to form the second trenches in the second main trenches 120b. Empty internal spaces surrounded by the dopant containing layer 135 may be defined. The second trench dopant containing layer 135 may be formed using the same material and the same method as the first trench dopant containing layer 131 described with reference to FIG. 3A.

상기 제2 트렌치 도펀트 함유막(135)이 열처리 될 수 있다. 이로 인해, 상기 제2 트렌치 도펀트 함유막(135) 내의 상기 제2 도전형의 도펀트들이 상기 제2 메인 트렌치들(120b)의 상기 측벽들 및 바닥면들로 확산될 수 있다. 상기 제2 메인 트렌치들(120b)의 상기 측벽들 및 바닥면들에 인접한 상기 에피택시얼 기판(102)의 일부분들이 카운터 도핑되어, 상기 제2 도전형의 도펀트로 도핑된 제2 도핑 영역(137)이 형성될 수 있다. 상기 제2 메인 트렌치들(120b)의 상기 바닥면들 아래의 상기 제2 도핑 영역(137)은 상기 기저 기판(100)과 접촉할 수 있다. 상기 제2 트렌치 도펀트 함유막(135) 내의 상기 제2 도전형의 도펀트는 상기 제1 도핑 영역(133)으로 확산되어, 상기 제1 도핑 영역(133)의 상기 제2 도전형의 도펀트의 농도는 상기 제2 도핑 영역(137)의 상기 제2 도전형의 도펀트의 농도보다 높을 수 있다. The second trench dopant containing layer 135 may be heat treated. As a result, the dopants of the second conductivity type in the second trench dopant containing layer 135 may be diffused to the sidewalls and the bottom surfaces of the second main trenches 120b. Portions of the epitaxial substrate 102 adjacent the sidewalls and bottom surfaces of the second main trenches 120b are counter-doped to form a second doped region 137 doped with a dopant of the second conductivity type. ) May be formed. The second doped region 137 under the bottom surfaces of the second main trenches 120b may contact the base substrate 100. The second conductivity type dopant in the second trench dopant containing layer 135 is diffused into the first doped region 133 so that the concentration of the second conductivity type dopant in the first doped region 133 is The second doped region 137 may be higher than the concentration of the dopant of the second conductivity type.

도 5d 를 참조하면, 상기 제2 트렌치 도펀트 함유막(135) 및 상기 잔존된 제1 트렌치 도펀트 함유막(131)이 제거될 수 있다. 상기 제2 트렌치 도펀트 함유막(135) 및 상기 잔존된 제1 트렌치 도펀트 함유막(131)은 습식 식각의 방법으로 제거될 수 있다. Referring to FIG. 5D, the second trench dopant containing layer 135 and the remaining first trench dopant containing layer 131 may be removed. The second trench dopant containing layer 135 and the remaining first trench dopant containing layer 131 may be removed by a wet etching method.

에피택시얼 공정이 수행되어, 상기 제2 메인 트렌치들(120b)의 상기 바닥면들 및 측벽들 상에 에피택시얼 막(141)이 형성될 수 있다. 상기 에피택시얼 막(141)은 상기 제2 메인 트렌치(120b)의 내면 상에 콘포말하게 형성되어, 상기 제2 메인 트렌치들(120b) 내에 상기 에피택시얼 막(141)으로 둘러싸인 비어있는 내부 공간들을 정의할 수 있다. 상기 에피택시얼 막(141)은 상기 제2 도전형의 도펀트로 도핑될 수 있다. 이와는 달리, 상기 에피택시얼 막(141)은 상기 제2 도전형의 도펀트로 도핑되지 않을 수 있다. An epitaxial process may be performed to form an epitaxial layer 141 on the bottom surfaces and sidewalls of the second main trenches 120b. The epitaxial layer 141 is conformally formed on the inner surface of the second main trench 120b and is vacant inside surrounded by the epitaxial layer 141 in the second main trenches 120b. You can define spaces. The epitaxial layer 141 may be doped with a dopant of the second conductivity type. Alternatively, the epitaxial layer 141 may not be doped with the dopant of the second conductivity type.

상기 제2 메인 트렌치들(120b)의 내부 공간을 채우는 갭필 절연 패턴들(143)이 형성될 수 있다. 상기 제2 메인 트렌치(120b)의 상기 하부 영역을 채우는 상기 갭필 절연 패턴(143)의 하부의 폭은, 상기 제2 메인 트렌치(120b)의 상기 상부 영역을 채우는 상기 갭필 절연 패턴(143)의 상부의 폭보다 좁을 수 있다. 상기 갭필 절연 패턴들(143)은 상술된 제2 실시 예에서 도3a를 참조하여 설명된 갭필 절연 패턴들(142)을 형성하는 방법과 동일한 방법으로 형성될 수 있다. 도시된 것과 달리, 일 실시 예에 따르면, 상기 에피택시얼 막(141)은 생략될 수 있다. 이 경우, 상기 갭필 절연 패턴들(143)은 상기 제2 도핑 영역(137)과 직접적으로 접촉될 수 있다.Gap fill insulation patterns 143 may be formed to fill the internal spaces of the second main trenches 120b. A width of a lower portion of the gap fill insulating pattern 143 filling the lower region of the second main trench 120b is an upper portion of the gap fill insulating pattern 143 filling the upper region of the second main trench 120b. It may be narrower than the width of. The gapfill insulating patterns 143 may be formed in the same manner as the method of forming the gapfill insulating patterns 142 described with reference to FIG. 3A in the above-described second embodiment. Unlike shown, according to an embodiment, the epitaxial layer 141 may be omitted. In this case, the gapfill insulating patterns 143 may be in direct contact with the second doped region 137.

서로 인접한 갭필 절연 패턴들(143) 사이에 반도체 필라(145)가 정의될 수 있다. 상기 반도체 필라(145)는 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑될 수 있다. 상기 반도체 필라(145)는 서로 인접한 상기 갭필 절연 패턴들(143) 사이에 배치된 상기 에피택시얼 기판(102)의 일부분일 수 있다. The semiconductor pillar 145 may be defined between the gapfill insulating patterns 143 adjacent to each other. The semiconductor pillar 145 may be doped with a dopant of the first conductivity type. The semiconductor pillar 145 may be a portion of the epitaxial substrate 102 disposed between the gap fill insulating patterns 143 adjacent to each other.

도 5e 를 참조하면, 상기 전극 영역(B)을 덮는 마스크막(151)이 형성될 수 있다. 상기 마스크막(151)은 포토 레지스트막일 수 있다. 상기 마스크막(151)은 상기 전극 영역(B)에 인접한 상기 제2 게이트 전극(114b)의 일부분을 덮고, 상기 반도체 필라(144), 상기 보디 영역(112), 상기 접지 영역(124a), 상기 에피택시얼막(141), 및 상기 갭필 절연 패턴들(143)을 덮지 않을 수 있다. Referring to FIG. 5E, a mask layer 151 covering the electrode region B may be formed. The mask layer 151 may be a photoresist layer. The mask layer 151 covers a portion of the second gate electrode 114b adjacent to the electrode region B, and the semiconductor pillar 144, the body region 112, the ground region 124a, and the The epitaxial layer 141 and the gap fill insulating patterns 143 may not be covered.

상기 마스크막(151)을 이온 주입 마스크로 사용하여, 상기 제1 도전형의 도펀트 이온(152)이 주입될 수 있다. 이 경우, 상기 절연막(104)은 상기 제1 도전형의 도펀트 이온(152) 주입을 위한 버퍼막으로 사용될 수 있다. 상기 보디 영역(112), 및 상기 접지 영역(124a)의 윗부분들은 상기 제1 도전형의 도펀트로 카운터 도핑될 수 있다. 상기 제2 게이트 전극(114b)의 상기 콘택부 아래의 상기 보디 영역(112)에는 상기 제1 도전형의 도펀트 이온(152)이 주입되지 않을 수 있다. The dopant ions 152 of the first conductivity type may be implanted using the mask layer 151 as an ion implantation mask. In this case, the insulating film 104 may be used as a buffer film for implanting the dopant ions of the first conductivity type. Upper portions of the body region 112 and the ground region 124a may be counter-doped with the dopant of the first conductivity type. The dopant ions of the first conductivity type may not be implanted into the body region 112 under the contact portion of the second gate electrode 114b.

상기 제1 도전형의 도펀트 이온(152)이 상기 보디 영역(112)의 상기 윗부분, 상기 접지 영역(124a)의 상기 윗부분, 및 상기 에피택시얼 막(141)의 윗부분에 주입되어, 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 소스 영역(155)이 형성될 수 있다. 상기 소스 영역(155)은 상기 제2 메인 트렌치(120b)의 상부 영역의 양측에 형성될 수 있다. 상기 소스 영역(155)은 상기 제1 게이트 전극(114a)의 양측 및 상기 제1 게이트 전극(114a)에 인접한 상기 제2 게이트 전극(114b)의 일측에 형성될 수 있다. The dopant ions 152 of the first conductivity type are implanted into the upper portion of the body region 112, the upper portion of the ground region 124a, and the upper portion of the epitaxial layer 141. A source region 155 doped with a conductive dopant may be formed. The source region 155 may be formed at both sides of an upper region of the second main trench 120b. The source region 155 may be formed at both sides of the first gate electrode 114a and at one side of the second gate electrode 114b adjacent to the first gate electrode 114a.

도 5f 를 참조하면, 상기 반도체 기판(100, 102) 상에 층간 절연막(161)이 형성될 수 있다. 상기 두꺼운 산화막(104) 및 층간 절연막(160)을 관통하여 상기 소스 영역(154)과 접촉하는 제1 배선(162), 상기 층간 절연막(160) 및 상기 제2 캡핑 절연막(116b)을 관통하여 상기 제2 게이트 전극(114b)과 접촉하는 제2 배선(164), 및 상기 전극 영역(B)의 상기 층간 절연막(160) 상의 제3 배선(166)이 형성될 수 있다. 상기 제1 내지 제3 배선들(162, 164, 166)은 상술된 제1 실시 예에서 도 1i 를 참조하여 설명된 제1 내지 제3 배선들(162, 164, 166)의 형성 방법과 동일한 방법으로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 5F, an interlayer insulating layer 161 may be formed on the semiconductor substrates 100 and 102. The first wiring 162, the interlayer insulating layer 160, and the second capping insulating layer 116b penetrate through the thick oxide layer 104 and the interlayer insulating layer 160 to contact the source region 154. A second wiring 164 in contact with the second gate electrode 114b and a third wiring 166 on the interlayer insulating layer 160 of the electrode region B may be formed. The first to third wirings 162, 164, and 166 are the same as the method of forming the first to third wirings 162, 164, and 166 described with reference to FIG. 1I in the above-described first embodiment. It can be formed as.

본 발명의 제3 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조 방법에 따라 형성된 반도체 소자가 도 5f 를 참조하여 설명된다. A semiconductor device formed according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5F.

도 5f 를 참조하면, 셀 영역(A) 및 전극 영역(B)을 포함하는 반도체 기판(100, 102)이 제공된다. 상기 반도체 기판(100, 102)은 차례로 적층된 제1 도전형의 기저 기판(100) 및 상기 제1 도전형의 에피택시얼 기판(102)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 5F, semiconductor substrates 100 and 102 including a cell region A and an electrode region B are provided. The semiconductor substrates 100 and 102 may include a base substrate 100 of a first conductivity type and an epitaxial substrate 102 of the first conductivity type, which are sequentially stacked.

상기 에피택시얼 기판(102)에 복수의 트렌치들(120b)이 형성될 수 있다. 각각의 상기 트렌치들(120b)은 에피택시얼 막(141) 및 갭필 절연 패턴들(143)으로 채워질 수 있다. 상기 에피택시얼 막(141)은 상기 트렌치들(120b)의 바닥면들 및 측벽들을 덮고, 상기 갭필 절연 패턴들(143)은 상기 트렌치들(120b) 내의 상기 에피택시얼막(141)으로 둘러싸인 내부 공간들을 채울 수 있다. A plurality of trenches 120b may be formed in the epitaxial substrate 102. Each of the trenches 120b may be filled with an epitaxial layer 141 and gap fill insulating patterns 143. The epitaxial layer 141 covers the bottom surfaces and sidewalls of the trenches 120b, and the gapfill insulating patterns 143 are surrounded by the epitaxial layer 141 in the trenches 120b. You can fill the spaces.

각 상기 트렌치들(120b)은 제1 폭을 갖는 하부 영역, 및 상기 제1 폭보다 큰 제1 폭을 갖는 상부 영역을 포함할 수 있다. 상기 에피택시얼 막(141)은 실질적으로 균일한 두께를 가질 수 있다. 이에 따라, 각 상기 트렌치들(120b)의 상기 하부 영역을 채우는 상기 갭필 절연 패턴들(143)의 하부의 폭은, 상기 각 트렌치들(120b)의 상기 상부 영역을 채우는 상기 갭필 절연 패턴들(143)의 상부의 폭보다 좁을 수 있다. Each of the trenches 120b may include a lower region having a first width and an upper region having a first width greater than the first width. The epitaxial film 141 may have a substantially uniform thickness. Accordingly, the widths of the lower portions of the gap fill insulating patterns 143 filling the lower regions of the trenches 120b may correspond to the gap fill insulating patterns 143 filling the upper regions of the trenches 120b. It may be narrower than the width of the top of the).

서로 인접한 상기 갭필 절연 패턴들(143) 사이에 반도체 필라(145)가 정의될 수 있다. 상기 반도체 필라(144)는 서로 인접한 상기 갭필 절연 패턴들(143) 사이에 개재된 상기 에피택시얼 기판(102)의 일부분일 수 있다.The semiconductor pillar 145 may be defined between the gap fill insulating patterns 143 adjacent to each other. The semiconductor pillar 144 may be a portion of the epitaxial substrate 102 interposed between the gap fill insulating patterns 143 adjacent to each other.

상기 트렌치들(120b)의 일측의 상기 에피택시얼 기판(102)에 리세스 영역들(108a, 108b)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 리세스 영역들(108a, 108b)은 상기 반도체 필라(114)에 형성된 제1 리세스 영역(108a) 및 상기 전극 영역(B)에 인접한 트렌치(120b)의 일측에 형성된 제2 리세스 영역(108b)을 포함할 수 있다. 상기 기저 기판(100)의 상부면을 기준으로, 상기 리세스 영역들(108a, 108b)의 바닥면들은 상기 트렌치들(120b)의 바닥면들보다 높은 레벨에 위치할 수 있다. Recess regions 108a and 108b may be formed in the epitaxial substrate 102 on one side of the trenches 120b. For example, the recess regions 108a and 108b may include a first recess region 108a formed in the semiconductor pillar 114 and a second region formed on one side of the trench 120b adjacent to the electrode region B. FIG. It may include a recess region 108b. The bottom surfaces of the recessed regions 108a and 108b may be located at a level higher than the bottom surfaces of the trenches 120b based on the top surface of the base substrate 100.

게이트 절연막들(113a 113b) 및 게이트 전극들(114a, 114b)이, 상술된 제1 실시 예에서 도 1i 를 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 리세스 영역들(108a, 108b)을 채울 수 있다. 상술된 제1 실시 예에서 도 1i 를 참조하여 설명된 것과 같이, 제2 게이트 전극(114b)은 보디부 및 콘택부를 포함할 수 있고, 캡핑 절연막들(116a, 116b)은 게이트 전극들(114a, 114b)을 덮을 수 있다. The gate insulating layers 113a 113b and the gate electrodes 114a and 114b may fill the recess regions 108a and 108b as described with reference to FIG. 1I in the above-described first embodiment. As described with reference to FIG. 1I in the above-described first embodiment, the second gate electrode 114b may include a body portion and a contact portion, and the capping insulating layers 116a and 116b may include the gate electrodes 114a, 114b).

보디 영역(112)이 상기 리세스 영역들(108a, 108b)의 측벽들을 둘러쌀 수 있다. 상기 보디 영역(112)은 상기 리세스 영역들(108a, 108b)의 상기 측벽들의 윗 부분들을 둘러싸고, 상기 리세스 영역들(108a, 108b)의 상기 측벽들의 아랫 부분들 및 바닥면들은 상기 에피택시얼 기판(102)으로 형성될 수 있다. 상기 보디 영역(112)은 상기 리세스 영역들(108a, 108b)의 측벽들에 인접한 상기 에피택시얼 기판(102)의 일부분이 상기 제2 도전형의 도펀트로 카운터 도핑된 것일 수 있다. The body region 112 may surround sidewalls of the recess regions 108a and 108b. The body region 112 surrounds upper portions of the sidewalls of the recess regions 108a and 108b, and lower portions and bottom surfaces of the sidewalls of the recess regions 108a and 108b are epitaxial. Earl substrate 102 may be formed. The body region 112 may be counter-doped with a portion of the epitaxial substrate 102 adjacent to the sidewalls of the recess regions 108a and 108b with the dopant of the second conductivity type.

접지 영역(124a)이 상기 트렌치(120b)의 상기 상부 영역의 측벽을 둘러쌀 수 있다. 상기 접지 영역(124a)은 상기 트렌치(120b) 상기 상부 영역의 상기 측벽에 인접한 상기 에피택시얼 기판(102)의 일부분이 상기 제2 도전형의 도펀트로 카운터 도핑된 것일 수 있다. 상기 접지 영역(124a)의 상기 제2 도전형의 도펀트의 농도는 상기 보디 영역(112)의 상기 제2 도전형의 도펀트의 농도들보다 높을 수 있다. A ground region 124a may surround sidewalls of the upper region of the trench 120b. A portion of the epitaxial substrate 102 adjacent to the sidewall of the trench 120b and the upper region may be counter-doped with the dopant of the second conductivity type. The concentration of the dopant of the second conductivity type in the ground region 124a may be higher than the concentrations of the dopant of the second conductivity type in the body region 112.

상기 트렌치(120b)의 내면 아래에 제1 및 제2 도핑 영역들(133, 137)이 형성될 수 있다. 상기 제1 도핑 영역(133)은 상기 트렌치(120b)의 상기 상부 영역 및 상기 하부 영역의 경계에 인접한 상기 에피택시얼 기판(102)의 일부분이 상기 제2 도전형의 도펀트로 카운터 도핑된 것일 수 있다. 상기 제2 도핑 영역(137)은 상기 트렌치(120b)의 상기 하부 영역의 바닥면 및 측벽에 인접한 상기 에피택시얼 기판(102)의 일부분이 상기 제2 도전형의 도펀트로 카운터 도핑된 것일 수 있다.First and second doped regions 133 and 137 may be formed under the inner surface of the trench 120b. The first doped region 133 may be counter-doped with a portion of the epitaxial substrate 102 adjacent to a boundary between the upper region and the lower region of the trench 120b with the dopant of the second conductivity type. have. The second doped region 137 may be a counter-doped portion of the epitaxial substrate 102 adjacent to the bottom and sidewalls of the lower region of the trench 120b with the dopant of the second conductivity type. .

상기 트렌치(120b)의 상기 바닥면 아래의 상기 제2 도핑 영역(137)은 상기 기저 기판(100)과 접촉할 수 있다. 상기 제1 도핑 영역(133)의 상기 제2 도전형의 도펀트의 농도는 상기 제2 도핑 영역(137)의 상기 제2 도전형의 도펀트의 농도보다 높을 수 있다. 상기 도핑 영역들(133, 137)의 상기 제2 도전형의 도펀트의 농도는 상기 접지 영역(124a)의 상기 제2 도전형의 도펀트의 농도보다 낮을 수 있다. The second doped region 137 below the bottom surface of the trench 120b may contact the base substrate 100. The concentration of the second conductivity type dopant in the first doped region 133 may be higher than that of the second conductivity type dopant in the second doped region 137. The concentration of the second conductivity type dopant in the doped regions 133 and 137 may be lower than that of the second conductivity type dopant in the ground region 124a.

소스 영역(155)이 상기 트렌치들(120b)의 양측들의 상기 에피택시얼 기판(102) 내에 배치될 수 있다. 상기 소스 영역(155)은 상기 제1 리세스 영역(108a)과 상기 트렌치들(120b) 사이에 배치될 수 있다. 상기 소스 영역(154)은 상기 에피택시얼 기판(102)의 상부면에 인접한, 상기 에피택시얼 막(141)의 윗부분, 상기 보디 영역(112)의 윗부분, 및 상기 접지 영역(124a)의 윗부분이 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 것일 수 있다. A source region 155 may be disposed in the epitaxial substrate 102 on both sides of the trenches 120b. The source region 155 may be disposed between the first recessed region 108a and the trenches 120b. The source region 154 is adjacent to an upper surface of the epitaxial substrate 102, an upper portion of the epitaxial film 141, an upper portion of the body region 112, and an upper portion of the ground region 124a. It may be doped with a dopant of the first conductivity type.

상기 기저 기판(100)의 하부면 상에 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 드레인 영역(168)이 배치될 수 있다. 상기 드레인 영역(168)은 상기 기저 기판(100)의 하부면에 상기 제1 도전형의 도펀트 이온을 주입하여 형성될 수 있다. A drain region 168 doped with a dopant of the first conductivity type may be disposed on a bottom surface of the base substrate 100. The drain region 168 may be formed by implanting dopant ions of the first conductivity type into the bottom surface of the base substrate 100.

상기 에피택시얼 기판(102) 상에 형성된 두꺼운 산화막(104) 및 층간 절연막(161)을 관통하여 상기 소스 영역(155)과 접촉하는 제1 배선(162), 층간 절연막(161) 및 상기 제2 캡핑 절연막(116b)을 관통하여 상기 제2 게이트 전극(114b)과 접촉하는 제2 배선(164), 및 상기 전극 영역(B)의 상기 층간 절연막(160) 상의 제3 배선(166)이 배치될 수 있다. The first wiring 162, the interlayer insulating layer 161, and the second layer penetrating the thick oxide film 104 and the interlayer insulating layer 161 formed on the epitaxial substrate 102 to contact the source region 155. The second wiring 164 penetrating the capping insulating layer 116b and contacting the second gate electrode 114b, and the third wiring 166 on the interlayer insulating layer 160 of the electrode region B may be disposed. Can be.

상술된 본 실시 예에따르면, 상기 트렌치(120b)의 바닥면 아래의 제 도핑 영역(137)은 상기 기저 기판(100)과 접촉하였다. 이와는 달리, 본 실시 예의 변형 예에 따르면, 도핑 영역은 상기 기저 기판(100)과 접촉하지 않을 수 있다. 이를 도 6 를 참조하여 설명한다. According to the present embodiment described above, the first doped region 137 under the bottom surface of the trench 120b is in contact with the base substrate 100. On the contrary, according to the modified example of the present embodiment, the doped region may not contact the base substrate 100. This will be described with reference to FIG. 6.

도 6 는 본 발명의 제3 실시 예의 변형 예에 따른 반도체 소자를 설명하기 위한 도면이다. 6 is a diagram for describing a semiconductor device according to a modification of the third embodiment of the present invention.

도 6 를 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예의 변형 예에 따른 반도체 소자는 도 5f 를 참조하여 설명된 반도체 소자와 유사하다. 다만, 트렌치(120b)의 바닥면 아래에 형성된 제2 도핑 영역(137a)은 상기 기저 기판(100)의 상부면과 접촉하지 않을 수 있다. 이로 인해, 반도체 필라(145)와 에피택시얼 기판(102)은 서로 연결될 수 있다. Referring to FIG. 6, a semiconductor device according to a modified example of the third embodiment of the present invention is similar to the semiconductor device described with reference to FIG. 5F. However, the second doped region 137a formed under the bottom surface of the trench 120b may not contact the top surface of the base substrate 100. As a result, the semiconductor pillar 145 and the epitaxial substrate 102 may be connected to each other.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative and not restrictive in every respect.

100: 기저 기판
102: 에피택시얼 기판
104: 두꺼운 산화막
106: 질화막
108a, 108b: 리세스 영역들
110: 도펀트 함유 스페이서
112: 보디 영역
113a, 113b: 게이트 절연막들
114a, 114b: 게이트 전극들
116a, 116b: 캡핑 절연막들
118: 하드 마스크 패턴
120: 서브 트렌치
120a: 제1 메인 트렌치들
120b: 제2 메인 트렌치들
120U: 상부 영역
120L: 하부 영역
121: 트렌치
124: 접지 영역
130: 트렌치 도펀트 함유막
132: 도핑 영역
142, 142a, 143: 갭필 절연 패턴들
154: 소스 영역
162, 164, 166: 제1 내지 제3 배선들
100: base substrate
102: epitaxial substrate
104: thick oxide film
106: nitride film
108a, 108b: recessed areas
110: dopant containing spacer
112: body area
113a and 113b: gate insulating films
114a and 114b: gate electrodes
116a and 116b: capping insulating films
118: hard mask pattern
120: sub trench
120a: first main trenches
120b: second main trenches
120U: upper region
120L: lower region
121: trench
124: ground zone
130: trench dopant-containing film
132: doped region
142, 142a, 143: gap fill insulation patterns
154: source region
162, 164, and 166: first to third wires

Claims (20)

제1 도전형의 반도체 기판에 트렌치를 형성하는 것;
상기 트렌치의 측벽 및 바닥면 상에 제2 도전형의 도펀트를 포함하는 트렌치 도펀트 함유막을 형성하는 것;
상기 트렌치 도펀트 함유막 내의 도펀트를 상기 반도체 기판 내로 확산시켜 도핑 영역을 형성하는 것;
상기 트렌치 도펀트 함유막을 제거하는 것; 및
에피택시얼 공정을 수행하여, 상기 트렌치의 상기 측벽 및 상기 바닥면 상에 에피택시얼 막을 형성하는 것을 포함하는 반도체 소자의 제조 방법.
Forming a trench in the first conductive semiconductor substrate;
Forming a trench dopant-containing film including a dopant of a second conductivity type on sidewalls and bottom surfaces of the trench;
Diffusing a dopant in the trench dopant containing film into the semiconductor substrate to form a doped region;
Removing the trench dopant containing film; And
And performing an epitaxial process to form an epitaxial film on the sidewalls and the bottom surface of the trench.
제1 항에 있어서,
상기 반도체 기판에 리세스 영역을 형성하는 것;
상기 리세스 영역의 측벽 상에 상기 제2 도전형의 도펀트를 포함하는 보디 도펀트 함유 스페이서을 형성하는 것;
상기 보디 도펀트 함유 스페이서 내의 도펀트를 상기 반도체 기판 내로 확산시켜 보디 영역을 형성하는 것을 더 포함하는 반도체 소자의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Forming a recessed region in the semiconductor substrate;
Forming a body dopant containing spacer on the sidewall of the recess region, the body dopant containing spacer of the second conductivity type;
And diffusing a dopant in the body dopant-containing spacer into the semiconductor substrate to form a body region.
제2 항에 있어서,
상기 보디 도펀트 함유 스페이서을 제거하는 것;
상기 리세스 영역의 바닥면 및 측벽을 덮는 게이트 절연막을 형성하는 것;
상기 리세스 영역을 채우는 게이트 전극을 형성하는 것을 포함하는 반도체 소자의 제조 방법.
The method of claim 2,
Removing the body dopant containing spacer;
Forming a gate insulating film covering a bottom surface and a sidewall of the recess region;
Forming a gate electrode filling the recess region.
제2 항에 있어서,
상기 트렌치를 형성하는 것은, 상기 보디 영역의 일측에 서브 트렌치를 형성하는 것, 및 서브 트렌치의 바닥면을 식각하여 메인 트렌치를 형성하는 것을 포함하고,
상기 메인 트렌치를 형성하기 전, 상기 서브 트렌치의 상기 바닥면에 상기 제2 도전형의 도펀트를 주입하여, 상기 보디 영역 내로 연장되는 접지 영역을 형성하는 것을 더 포함하는 반도체 소자의 제조 방법.
The method of claim 2,
Forming the trench includes forming a sub trench in one side of the body region, and forming a main trench by etching the bottom surface of the sub trench,
And forming a ground region extending into the body region by injecting a dopant of the second conductivity type into the bottom surface of the sub trench before forming the main trench.
제4 항에 있어서,
상기 제2 도전형의 도펀트의 농도는 상기 접지 영역이 상기 보디 영역보다 높은 반도체 소자의 제조 방법.
5. The method of claim 4,
And a concentration of the dopant of the second conductivity type is higher than that of the body region.
제1 항에 있어서,
상기 트렌치 도펀트 함유막 내의 상기 도펀트는 열처리에 의해 상기 반도체 기판으로 확산하는 반도체 소자의 제조 방법.
The method according to claim 1,
And the dopant in the trench dopant-containing film diffuses into the semiconductor substrate by heat treatment.
삭제delete 제4 항에 있어서,
상기 에피택시얼 막의 윗부분, 상기 보디 영역의 윗부분, 및 상기 접지 영역의 윗부분에 상기 제1 도전형의 도펀트를 주입하여 소스 영역을 형성하는 것; 및
상기 반도체 기판의 하부면에 상기 제1 도전형의 도펀트를 주입하여 드레인 영역을 형성하는 것을 더 포함하는 반도체 소자의 제조 방법.
5. The method of claim 4,
Implanting a dopant of the first conductivity type into an upper portion of the epitaxial film, an upper portion of the body region, and an upper portion of the ground region to form a source region; And
And injecting a dopant of the first conductivity type into a lower surface of the semiconductor substrate to form a drain region.
제1 항에 있어서,
상기 에피택시얼 막을 형성한 후, 상기 트렌치를 채우는 갭필 절연 패턴을 형성하는 것을 더 포함하는 반도체 소자의 제조 방법.
The method according to claim 1,
And forming a gap fill insulating pattern filling the trench after forming the epitaxial film.
제1 항에 있어서,
상기 트렌치 도펀트 함유막은 BSG(boron silica glass) 또는 PSG(phosphorus silica glass) 중 어느 하나를 포함하는 반도체 소자의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The trench dopant containing film may include any one of boron silica glass (BSG) or phosphorus silica glass (PSG).
제1 항에 있어서,
상기 반도체 기판은 기저 기판, 및 상기 기저 기판 상의 에피택시얼 기판을 포함하되,
상기 트렌치는 상기 에피택시얼 기판 내에 형성되는 반도체 소자의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The semiconductor substrate includes a base substrate and an epitaxial substrate on the base substrate,
And the trench is formed in the epitaxial substrate.
제11 항에 있어서,
상기 도핑 영역은 상기 기저 기판과 접촉하는 반도체 소자의 제조 방법.
12. The method of claim 11,
And the doped region is in contact with the base substrate.
제11 항에 있어서,
상기 도핑 영역은 상기 기저 기판 사이에 상기 에피택시얼 기판의 일부분이 개재되어, 상기 도핑 영역은 상기 기저 기판과 접촉하지 않는 반도체 소자의 제조 방법.
12. The method of claim 11,
And wherein the doped region is interposed between the base substrate and a portion of the epitaxial substrate so that the doped region does not contact the base substrate.
제1 도전형의 반도체 기판에 제1 트렌치를 형성하는 것;
상기 제1 트렌치의 측벽 및 바닥면 상에 제2 도전형의 도펀트를 포함하는 제1 트렌치 도펀트 함유막을 형성하는 것;
상기 제1 트렌치 도펀트 함유막 내의 도펀트를 상기 반도체 기판으로 확산시켜 제1 도핑 영역을 형성하는 것;
상기 제1 트렌치의 상기 바닥면을 식각하여 제2 트렌치를 형성하는 것;
상기 제2 트렌치의 측벽 및 바닥면 상에 상기 제2 도전형의 도펀트를 포함하는 제2 트렌치 도펀트 함유막을 형성하는 것;
상기 제2 트렌치 도펀트 함유막 내의 도펀트를 상기 반도체 기판으로 확산시켜 제2 도핑 영역을 형성하는 것; 및
상기 제2 트렌치 도펀트 함유막을 제거하는 것을 포함하는 반도체 소자의 제조 방법.
Forming a first trench in the first conductivity type semiconductor substrate;
Forming a first trench dopant-containing film including a second conductivity type dopant on sidewalls and bottom surfaces of the first trenches;
Diffusing a dopant in the first trench dopant-containing film to the semiconductor substrate to form a first doped region;
Etching the bottom surface of the first trench to form a second trench;
Forming a second trench dopant-containing film including the second conductivity type dopant on sidewalls and bottom surfaces of the second trench;
Diffusing a dopant in the second trench dopant-containing film to the semiconductor substrate to form a second doped region; And
And removing the second trench dopant-containing film.
제14 항에 있어서,
에피택시얼 공정을 수행하여, 상기 제2 트렌치의 상기 측벽 및 상기 바닥면 상에 에피택시얼 막을 형성하는 것을 포함하는 반도체 소자의 제조 방법.
15. The method of claim 14,
Performing an epitaxial process to form an epitaxial film on the sidewalls and the bottom surface of the second trench.
제14 항에 있어서,
상기 제2 트렌치를 형성하기 전,
상기 제1 트렌치의 상기 바닥면 상의 상기 제1 트렌치 도펀트 함유막을 제거하고, 상기 제1 트렌치의 상기 측벽 상의 상기 제1 트렌치 도펀트 함유막을 잔존시키는 것을 더 포함하는 반도체 소자의 제조 방법.
15. The method of claim 14,
Before forming the second trench,
Removing the first trench dopant-containing film on the bottom surface of the first trench, and leaving the first trench dopant-containing film on the sidewall of the first trench.
제16 항에 있어서,
상기 제2 트렌치의 하부 영역의 폭은 상기 제2 트렌치의 상부 영역의 폭보다 좁은 반도체 소자의 제조 방법.
17. The method of claim 16,
The width of the lower region of the second trench is narrower than the width of the upper region of the second trench.
기판에 형성된 트렌치들을 채우는 갭필 절연 패턴들;
상기 갭필 절연 패턴들 사이에 정의되고, 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 반도체 필라;
상기 반도체 필라에 형성된 리세스 영역 내에 배치된 게이트 전극;
상기 트렌치들 아래에 형성되고, 제2 도전형의 도펀트로 도핑된 도핑 영역;
상기 반도체 필라 내에 형성되고, 상기 리세스 영역의 측벽을 둘러싸는 보디 영역을 포함하되,
상기 보디 영역은 상기 제2 도전형의 도펀트로 도핑되고,
상기 트렌치들의 상부 영역의 폭은 상기 트렌치들의 하부 영역의 폭보다 넓은 반도체 소자.
Gapfill insulating patterns filling trenches formed in the substrate;
A semiconductor pillar defined between the gap fill insulating patterns and doped with a dopant of a first conductivity type;
A gate electrode disposed in a recessed region formed in the semiconductor pillar;
A doped region formed under the trenches and doped with a dopant of a second conductivity type;
A body region formed in the semiconductor pillar and surrounding a sidewall of the recess region;
The body region is doped with a dopant of the second conductivity type,
The width of the upper region of the trench is wider than the width of the lower region of the trench.
제18 항에 있어서,
상기 트렌치들의 측벽은 계단형 구조를 갖는 반도체 소자.
19. The method of claim 18,
The sidewalls of the trench has a stepped structure.
제18 항에 있어서,
상기 도핑 영역은 상기 트렌치들의 상기 상부 영역 및 상기 하부 영역의 경계에 인접한 제1 도핑 영역, 및 상기 제1 도핑 영역을 제외한 제2 도핑 영역을 포함하고,
상기 제1 도핑 영역의 상기 제2 도전형의 도펀트의 농도는, 상기 제2 도핑 영역의 상기 제2 도전형의 도펀트의 농도보다 높은 반도체 소자.
19. The method of claim 18,
The doped region includes a first doped region adjacent to a boundary between the upper region and the lower region of the trenches, and a second doped region except the first doped region,
The concentration of the dopant of the second conductivity type in the first doped region is higher than the concentration of the dopant of the second conductivity type in the second doped region.
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