JP2003174167A

Semiconductor device and its manufacturing method

Abstract

[Task] It suppresses the increase in on-resistance due to the miniaturization of grooves.

Solution.A first semiconductor region on the main surface of the semiconductor substrate, a second semiconductor region formed on the first semiconductor region and having a conductive type opposite to that of the first semiconductor region, and a second semiconductor region formed in the second semiconductor region. A third semiconductor region of the same conductive type as the first semiconductor region, a groove formed in the first, second and third semiconductor regions and extending in the first direction of the main surface of the semiconductor substrate, and the above. A semiconductor device having an insulating film formed inside and outside the groove and a conductor formed on the insulating film inside and outside the groove, including a second direction perpendicular to the first direction. In the plane, the width of the conductor formed outside the groove in the second direction is larger than the width of the conductor formed inside the groove in the second direction, and the thickness of the conductor formed outside the groove is larger. Is larger than the width of the conductor formed in the groove in the second direction.

JP2003174167A, drawing sheet 1
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25 claims: 6 independent, 19 dependent

  1. 1
    【特許請求の範囲】 【請求項1】 半導体基板の主面の第1半導体領域と、 前記第1半導体領域上に形成され、前記第1半導体領域と逆の導電型を持つ第2半導体領域と、 前記第2半導体領域内に形成され、前記第1半導体領域と同一導電型の第3半導体領域と、 前記第1、第2及び第3半導体領域内に形成され、前記半導体基板の主面の第1方向に延在する溝と、 前記溝内及び溝外に形成された絶縁膜と、 前記溝内及び溝外の絶縁膜上に形成された導電体とを有する半導体装置であって、 前記第1方向に垂直な第2方向を含む平面内において、前記溝外に形成された導電体の第2方向の幅は、前記溝内に形成された導電体の第2方向の幅より大きく、 前記溝外に形成された導電体の厚さは、前記溝内に形成された導電体の第2方向の幅よりも大きいことを特徴とする半導体装置。
  2. 2
    【請求項2】 請求項1に記載の半導体装置において、 前記導電体は、第1導電膜と、前記第1導電膜よりも導電性が高い第2導電膜とを有する構成になっていることを特徴とする半導体装置。
  3. 3
    【請求項3】 請求項1に記載の半導体装置において、 前記溝外に形成された導電体は、第1導電膜と、前記第1導電膜よりも導電性が高い第2導電膜とを有する構成になっていることを特徴とする半導体装置。
  4. 4
    【請求項4】 請求項1に記載の半導体装置において、 前記溝外及び溝内に形成された導電体は、第1導電膜と、前記第1導電膜よりも導電性が高い第2導電膜とを有する構成になっていることを特徴とする半導体装置。
  5. 5
    【請求項5】 請求項2乃至4のうちの何れか一項に記載の半導体装置において、 前記第1導電膜は、不純物が導入されたポリシリコン膜であり、 前記第2導電膜は、シリサイド膜であることを特徴とする半導体装置。
  6. 6
    【請求項6】 請求項1に記載の半導体装置において、 前記半導体基板には、前記導電体をゲート電極とし、前記第1半導体領域をドレイン領域とし、前記第2半導体領域をチャネル形成領域とし、前記第3半導体領域をソース領域とするMISFETが形成されていることを特徴とする半導体装置。
  7. 7
    【請求項7】 半導体基板の主面の第1半導体領域と、 前記第1半導体領域上に形成され、前記第1半導体領域と逆の導電型を持つ第2半導体領域と、 前記第2半導体領域内に形成され、前記第1半導体領域と同一導電型の第3半導体領域と、 前記第1、第2及び第3半導体領域内に形成され、前記半導体基板の主面の第1方向に延在する溝と、 前記溝内及び溝外に形成された絶縁膜と、 前記溝内及び溝外の絶縁膜上に形成された導電体とを有する半導体装置であって、 前記第1方向に垂直な第2方向を含む平面内において、前記溝外に形成された導電体の第2方向の幅は、前記溝内に形成された導電体の第2方向の幅より大きく、 前記第3半導体領域は、前記溝外に形成された導電体の垂直下方及び垂直下方外に形成され、かつ前記溝と接していることを特徴とする半導体装置。
  8. 8
    【請求項8】 請求項7に記載の半導体装置において、 前記第3半導体領域は、前記溝外に形成された導電体の垂直下方に位置する第1部分と、前記溝外に形成された導電体の垂直下方外に位置する第2部分とを有し、 前記第3半導体領域の第1部分は、ピーク濃度が前記第3半導体領域の第2部分のピーク濃度よりも低く、かつ前記第2半導体領域のピーク濃度よりも高い不純物濃度に設定されていることを特徴とする半導体装置。
  9. 9
    【請求項9】 請求項7に記載の半導体装置において、 前記半導体基板には、前記導電体をゲート電極とし、前記第1半導体領域をドレインとし、前記第2半導体領域をチャネル形成領域とし、前記第3半導体領域をソース領域とするMISFETが形成されていることを特徴とする半導体装置。
  10. 10
    【請求項10】 請求項7に記載の半導体装置において、 前記半導体基板には、前記溝の第2方向における2つの側面のうちの一方の側面側において、前記第1半導体領域をドレイン領域とし、前記第2半導体領域をチャネル形成領域とし、前記第3半導体領域をソース領域とし、前記導電体をゲート電極とする第1MISFETが形成され、かつ前記溝の第2方向における2つの側面のうちの他方の側面側において、前記第1半導体領域をドレイン領域とし、前記第2半導体領域をチャネル形成領域とし、前記第3半導体領域をソース領域とし、前記導電体をゲート電極とする第2MISFETが形成されていることを特徴とする半導体装置。
  11. 11
    【請求項11】 請求項10に記載の半導体装置において、 前記溝の2つの側面側において、前記第3半導体領域は、前記溝外に形成された導電体の垂直下方に位置する第1部分と、前記溝外に形成された導電体の垂直下方外に位置する第2部分とを有し、 前記第3半導体領域の第1部分は、ピーク濃度が前記第3半導体領域の第2部分のピーク濃度よりも低く、かつ前記第2半導体領域のピーク濃度よりも高い不純物濃度に設定されていることを特徴とする半導体装置。
  12. 12
    【請求項12】 半導体基板の主面の第1半導体領域と、 前記第1半導体領域内に形成され、前記第1半導体領域と逆の導電型を持つ第2半導体領域と、 前記第1及び第2半導体領域内に形成され、前記半導体基板の主面の第1方向に延在する溝と、 前記第2半導体領域内にあって前記溝と接する位置に形成され、前記第1半導体領域と同一導電型の第3半導体領域と、 前記溝内及び溝外に形成された絶縁膜と、 前記溝内及び溝外の絶縁膜上に形成された導電体とを有し、 前記第1方向に垂直な第2方向を含む平面内において、前記溝外に形成された導電体の第2方向の幅は、前記溝内に形成された導電体の第2方向の幅より大きく、 前記第3半導体領域は、前記溝に近い第1部分と遠い第2部分からなり、 前記第3半導体領域の第1部分は、前記第3半導体領域の第2部分よりも不純物濃度のピーク値が低く、前記第2半導体領域よりも不純物濃度のピーク値が高い半導体装置の製造方法であって、 前記溝を形成する前に、前記第3半導体領域の第1部分を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  13. 13
    【請求項13】 請求項12に記載の半導体装置の製造方法において、 前記導電体を形成した後に、前記第3半導体領域の第2部分を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  14. 14
    【請求項14】 請求項12に記載の半導体装置の製造方法において、 前記導電体はゲート電極であり、前記第1半導体領域はドレイン領域であり、前記第2半導体領域はチャネル形成領域であり、前記第3半導体領域はソース領域であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  15. 15
    【請求項15】 半導体基板の主面の第1半導体領域と、 前記第1半導体領域上に形成され、前記第1半導体領域と逆の導電型を持つ第2半導体領域と、 前記第1及び第2半導体領域内に形成され、前記半導体基板の主面の第1方向に延在する溝と、 前記第1及び第2半導体領域内にあって前記溝に接する位置に形成され、前記第1半導体領域と同一導電型の第3半導体領域と、 前記溝内及び溝外に形成された絶縁膜と、 前記溝内及び溝外の絶縁膜上に形成された導電体とを有する半導体装置であって、 前記第1方向に垂直な第2方向を含む平面内において、前記溝外に形成された導電体の第2方向の幅は、前記溝内に形成された導電体の第2方向の幅より大きく、 前記第3半導体領域は、更に、前記溝に近い第1部分と遠い第2部分からなり、前記第3半導体領域の第1部分の不純物濃度ピークは、前記第3半導体領域の第2部分の不純物濃度ピークより低いことを特徴とする半導体装置。
  16. 16
    【請求項16】 請求項15に記載の半導体装置において、 前記第3半導体領域の第1部分は、前記溝外に形成された導電体の垂直下方に形成されていることを特徴とする半導体装置。
  17. 17
    【請求項17】 請求項15に記載の半導体装置において、 前記第3半導体領域の第2部分は、前記溝外に形成された導電体の垂直下方外に形成されていることを特徴とする半導体装置。
  18. 18
    【請求項18】 請求項15に記載の半導体装置において、 前記半導体基板には、前記導電体をゲート電極とし、前記第1半導体領域をドレイン領域とし、前記第2半導体領域をチャネル形成領域とし、前記第3半導体領域をソース領域とするMISFETが形成されていることを特徴とする半導体装置。
  19. 19
    【請求項19】 以下の工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法:(a)半導体基板の主面に第1半導体領域を形成する工程と、(b)前記第1半導体領域内に前記第1半導体領域と逆の導電型を持つ第2半導体領域を形成する工程と、(c)前記第1及び第2半導体領域内に、前記半導体基板の主面の第1方向に延在する溝を形成する工程と、(d)前記溝内及び溝外に導電体を形成する工程と、(e)前記工程(d)の後に、前記第2半導体領域に接する領域に、前記第2半導体領域と同じ導電型を持ち、前記第2半導体領域の不純物濃度よりも高い不純物濃度を持つ第3半導体領域を形成する工程。
  20. 20
    【請求項20】 請求項19に記載の半導体装置の製造方法において、 前記第1方向に垂直な第2方向を含む平面内において、前記溝外に形成された導電体の第2方向の幅は、前記溝内に形成された導電体の第2方向の幅より大きいことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  21. 21
    【請求項21】 以下の工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法:(a)半導体基板の主面に第1半導体領域を形成する工程と、(b)前記第1半導体領域内に前記第1半導体領域と逆の導電型を持つ第1不純物を打ち込む工程と、(c)前記第1半導体領域内に、前記半導体基板の主面の第1方向に延在する溝を形成する工程と、(d)前記溝内及び溝外に導電体を形成する工程と、(e)前記工程(d)の後に、前記半導体基板に、前記第1不純物と同じ導電型を持ち、前記第1不純物の打ち込みよりもドーズ量の大きい第2不純物の打ち込みを行う工程。
  22. 22
    【請求項22】 請求項21に記載の半導体装置の製造方法において、 前記第1方向に垂直な第2方向を含む平面内において、前記溝外に形成された導電体の第2方向の幅は、前記溝内に形成された導電体の第2方向の幅より大きいことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  23. 23
    【請求項23】 請求項21に記載の半導体装置の製造方法において、 前記工程(b)の後に、更に、(f)前記半導体基板に熱処理を行う工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  24. 24
    【請求項24】 請求項23に記載の半導体装置の製造方法において、 前記工程(f)の熱処理温度は、900°C以上であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  25. 25
    【請求項25】 請求項21に記載の半導体装置の製造方法において、 前記工程(c)と(d)との間に、更に、前記溝内に絶縁膜を形成する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Independent claims25