半导体装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供半导体装置，使栅电极的导电性稳定。沟槽栅型的半导体装置具有：漂移区(10)；基区(20)，其配置在漂移区(10)上；发射区(30)，其配置在基区(20)上；内壁绝缘膜(40)，其配置在槽的内壁，该槽从发射区(30)的上表面延伸并贯通发射区(30)和基区(20)；栅电极(50)，其与基区(20)的侧面对置地配置在槽的侧面的内壁绝缘膜(40)上；以及栅电极(50)上的层间绝缘膜(70)，栅电极(50)由多晶硅膜构成，层间绝缘膜(70)具有：第1层间绝缘膜(71)，其材质在与栅电极(50)接触时使栅电极(50)的导电性变化；以及第2层间绝缘膜(72)，其配置在栅电极(50)与第1层间绝缘膜(71)之间，使得栅电极(50)的导电性不变。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置
本技术涉及沟槽栅型的半导体装置。
技术介绍
作为进行大电流的开关动作的开关元件(功率半导体元件)，采用功率MOSFET和绝缘栅型双极晶体管(IGBT)等。在这些开关元件中采用沟槽型的栅电极构造(沟槽栅型)，即在形成于半导体基体的槽(沟槽)内形成栅绝缘膜和栅电极。但是，在沟槽栅型的半导体装置中，栅电极和漏区之间的电容(栅极-漏极间电容)、栅电极和集电区之间的电容(栅极-集电极间电容)等的反馈电容较大。因此，开关速度下降，在高频动作中产生问题。在研究用于减小反馈电容的各种方法。例如，已公开了如下的构造：在槽的侧面配置栅电极，在槽的底面配置与发射电极连接的电极(例如，参照专利文献1)。【现有技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本特开2015－201615号公报
技术实现思路
技术要解决的问题但是，层间绝缘膜中包含的杂质使槽内部的由多晶硅构成的栅电极的导电性变化，因而不能得到稳定的电气特性。因此，本技术的目的在于，提供使栅电极的导电性稳定的沟槽栅型的半导体装置。用于解决问题的手段本技术的一个方式提供半导体装置，该半导体装置具有：第1导电型的第1半导体区域；第2导电型的第2半导体区域，其配置在第1半导体区域上；第1导电型的第3半导体区域，其配置在第2半导体区域上；内壁绝缘膜，其配置在槽的内壁，该槽从第3半导体区域的上表面延伸并贯通第3半导体区域和第2半导体区域；控制电极，其与第2半导体区域的侧面对置地配置在槽的侧面的内壁绝缘膜上；以及控制电极上的层间绝缘膜，控制电极由多晶硅膜构成，层间绝缘膜具有：第1层间绝缘膜，该第1层间绝缘膜的材质在与控制电极接触时使控制电极的导电性变化；以及第2层间绝缘膜，其配置在控制电极与第1层间绝缘膜之间，使得控制电极的导电性不变。在所述半导体装置中，所述半导体装置还具有底面电极，该底面电极与所述控制电极绝缘分离地配置在所述槽的底面的所述内壁绝缘膜上，所述层间绝缘膜将所述控制电极和所述底面电极之间绝缘。在所述半导体装置中，所述第1层间绝缘膜由BPSG膜构成，所述第2层间绝缘膜由NSG膜构成。在所述半导体装置中，所述半导体装置还具有配置在所述第2层间绝缘膜和所述控制电极之间的热氧化膜。本技术的另一个方式提供半导体装置，该半导体装置具有：第1导电型的第1半导体区域；第2导电型的第2半导体区域，其配置在所述第1半导体区域上；第1导电型的第3半导体区域，其配置在所述第2半导体区域上；内壁绝缘膜，其配置在槽的内壁，该槽从所述第3半导体区域的上表面延伸并贯通所述第3半导体区域和所述第2半导体区域；控制电极，其与所述第2半导体区域的侧面对置地配置在所述槽的侧面的所述内壁绝缘膜上，由多晶硅膜构成；底面电极，其与所述控制电极绝缘分离地配置在所述槽的底面的所述内壁绝缘膜上；第1层间绝缘膜，其填埋在所述槽的内部，由BPSG膜构成，将所述控制电极和所述底面电极之间绝缘；以及第2层间绝缘膜，其配置在所述控制电极和所述第1层间绝缘膜之间，抑制磷的扩散，从所述控制电极的下表面的至少一部分到所述槽的所述底面的距离，比从所述底面电极的下表面的至少一部分到所述槽的所述底面的距离长。在所述半导体装置中，所述第2层间绝缘膜由NSG膜构成。在所述半导体装置中，所述半导体装置还具有配置在所述第2层间绝缘膜和所述控制电极之间的热氧化膜。在所述半导体装置中，所述控制电极的所述下表面的位置比所述底面电极的上表面的位置靠下。在所述半导体装置中，所述控制电极的所述下表面以如下方式形成为楔面：所述控制电极的所述下表面与所述槽的所述底面之间的距离随着接近所述槽的所述侧面而变短。在所述半导体装置中，所述底面电极为如下的梯形状：所述底面电极的膜厚随着接近所述槽的所述侧面而变薄。在所述半导体装置中，从所述底面电极的所述下表面到所述槽的所述底面的距离在所述底面电极的所述下表面中，在中央区域比在周边区域长。在所述半导体装置中，在俯视观察时，所述槽的延伸方向上的长度比所述槽的宽度长，而且所述槽的宽度比相邻的所述槽的间隔宽。在所述半导体装置中，所述内壁绝缘膜的膜厚在被配置于所述槽的所述底面的区域中、比被配置于所述槽的所述侧面的区域厚。在所述半导体装置中，在所述控制电极的所述下表面的整个面中，从所述控制电极的所述下表面到所述槽的所述底面的距离、比从所述底面电极的所述下表面到所述槽的所述底面的距离长。在所述半导体装置中，从所述控制电极的所述下表面的所述底面电极侧的一部分到所述槽的所述底面的距离、比从所述底面电极的所述下表面到所述槽的所述底面的距离长，从所述控制电极的所述下表面的另一部分到所述槽的所述底面的距离、与从所述底面电极的所述下表面到所述槽的所述底面的距离相同。在所述半导体装置中，所述控制电极的所述下表面的至少与所述底面电极对置的一侧的位置，比所述底面电极的所述控制电极侧的上表面的位置靠上侧。技术效果根据本技术，能够提供使栅电极的导电性稳定的沟槽栅型的半导体装置。附图说明图1是示出本技术的实施方式的半导体装置的构造的剖面示意图。图2是示出本技术的实施方式的半导体装置的槽的内部构造的示意图。图3是用于说明本技术的实施方式的半导体装置的制造方法的工序剖面示意图(之一)。图4是用于说明本技术的实施方式的半导体装置的制造方法的工序剖面示意图(之二)。图5是用于说明本技术的实施方式的半导体装置的制造方法的工序剖面示意图(之三)。图6是用于说明本技术的实施方式的半导体装置的制造方法的工序剖面示意图(之四)。图7是用于说明本技术的实施方式的半导体装置的制造方法的工序剖面示意图(之五)。图8是用于说明本技术的实施方式的半导体装置的制造方法的工序剖面示意图(之六)。图9是用于说明本技术的实施方式的半导体装置的制造方法的工序剖面示意图(之七)。图10是用于说明本技术的实施方式的半导体装置的制造方法的工序剖面示意图(之八)。图11是示出本技术的实施方式的半导体装置的槽的内部的另一种构造的示意图。图12是示出本技术的实施方式的半导体装置的层间绝缘膜的另一种构造的示意图。图13是示出本技术的实施方式的变形例的半导体装置的构造的剖面示意图。图14是示出本技术的其它实施方式的半导体装置的构造的剖面示意图。图15是示出本技术的其它实施方式的半导体装置的构造的剖面示意图。图16是示出本技术的其它实施方式的半导体装置的构造的剖面示意图。图17是示出本技术的实施方式的半导体装置的槽的内部的另一种构造的示意图。图18是示出本技术的实施方式的半导体装置的槽的内部的另一种构造的示意图。标号说明10漂移区；20基区；30发射区；40内壁绝缘膜；50栅电极；60集电区；65场终止区域；70层间绝缘膜；71第1层间绝缘膜；72第2层间绝缘膜；73热氧化膜；80集电电极；90发射电极；100槽；150底面电极。具体实施方式下面，参照附图说明本技术的实施方式。在下面的附图中，对相同或者相似的部分标注相同或者相似的标号。但是，应该注意，附图是示意性的图，厚度和平面尺寸的关系、各部分的长度的比率等与实际产品不同。因此，具体尺寸应该是参照以下的说明进行判定的尺寸。并且，当然也包括附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，该半导体装置具有：第1导电型的第1半导体区域；第2导电型的第2半导体区域，其配置在所述第1半导体区域上；第1导电型的第3半导体区域，其配置在所述第2半导体区域上；内壁绝缘膜，其配置在槽的内壁，该槽从所述第3半导体区域的上表面延伸并贯通所述第3半导体区域和所述第2半导体区域；控制电极，其与所述第2半导体区域的侧面对置地配置在所述槽的侧面的所述内壁绝缘膜上；以及所述控制电极上的层间绝缘膜，所述控制电极由多晶硅膜构成，所述层间绝缘膜具有：第1层间绝缘膜，该第1层间绝缘膜的材质在与所述控制电极接触时使所述控制电极的导电性变化；以及第2层间绝缘膜，其配置在所述控制电极与所述第1层间绝缘膜之间，使得所述控制电极的导电性不变。

【技术特征摘要】
2016.07.22 JP 2016-144324;2016.08.23 JP 2016-163161.一种半导体装置，其特征在于，该半导体装置具有：第1导电型的第1半导体区域；第2导电型的第2半导体区域，其配置在所述第1半导体区域上；第1导电型的第3半导体区域，其配置在所述第2半导体区域上；内壁绝缘膜，其配置在槽的内壁，该槽从所述第3半导体区域的上表面延伸并贯通所述第3半导体区域和所述第2半导体区域；控制电极，其与所述第2半导体区域的侧面对置地配置在所述槽的侧面的所述内壁绝缘膜上；以及所述控制电极上的层间绝缘膜，所述控制电极由多晶硅膜构成，所述层间绝缘膜具有：第1层间绝缘膜，该第1层间绝缘膜的材质在与所述控制电极接触时使所述控制电极的导电性变化；以及第2层间绝缘膜，其配置在所述控制电极与所述第1层间绝缘膜之间，使得所述控制电极的导电性不变。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述半导体装置还具有底面电极，该底面电极与所述控制电极绝缘分离地配置在所述槽的底面的所述内壁绝缘膜上，所述层间绝缘膜将所述控制电极和所述底面电极之间绝缘。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，所述第1层间绝缘膜由BPSG膜构成，所述第2层间绝缘膜由NSG膜构成。4.根据权利要求2或3所述的半导体装置，其特征在于，所述半导体装置还具有配置在所述第2层间绝缘膜和所述控制电极之间的热氧化膜。5.一种半导体装置，其特征在于，该半导体装置具有：第1导电型的第1半导体区域；第2导电型的第2半导体区域，其配置在所述第1半导体区域上；第1导电型的第3半导体区域，其配置在所述第2半导体区域上；内壁绝缘膜，其配置在槽的内壁，该槽从所述第3半导体区域的上表面延伸并贯通所述第3半导体区域和所述第2半导体区域；控制电极，其与所述第2半导体区域的侧面对置地配置在所述槽的侧面的所述内壁绝缘膜上，由多晶硅膜构成；底面电极，其与所述控制电极绝缘分离地配置在所述槽的底面的所述内壁绝缘膜上；第1层间绝缘膜，其填埋在所述槽的内部，由BPSG膜构成，将所述控制电极和所述底面电极之间绝缘；以及第2层间绝缘膜，其配置在所述控制电极和所述第1...

【专利技术属性】
技术研发人员：川尻智司，
申请(专利权)人：三垦电气株式会社，
类型：新型
国别省市：日本,JP