具有沟槽栅结构的半导体器件及其制造方法技术

一种用于制造半导体器件（１００）的方法，包括步骤：在衬底（３）中形成沟槽（４）；通过该绝缘膜（５），在该沟槽（４）中形成导电膜（６）；以及在形成该导电膜（６）的步骤后，以退火温度使该衬底（３）退火，以便以退火温度去除该绝缘膜（５）中的损坏。用上述方法制造的器件（１００）具有高可靠性。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有沟槽栅(trench gate)结构的半导体器件及其制造方法。
技术介绍
具有沟槽栅结构的半导体器件(例如，沟槽栅型半导体器件用于例如沟槽栅型功率器件诸如扩散金属氧化物半导体(即DMOS)晶体管和绝缘栅双极性晶体管(即IGBT)。沟槽栅型半导体器件包括在半导体衬底上中形成的沟槽。绝缘膜形成在沟槽的内壁上，以及半导体膜通过绝缘膜嵌入沟槽中。在例如日本未审专利申请公开No.2001-196587、No.2001-127072以及No.2001-127284中公开了沟槽栅型功率器件。该器件具有带沟槽的微观栅结构，以便该器件具有高密度单元。因此，降低该器件的导通状态电阻。另外，也降低用于制造该器件的制造成本。然而，沟槽栅型功率器件具有可靠性问题。该问题在于绝缘膜，即与平面栅型功率器件相比，栅绝缘膜(gate insulation film)由于随时间变化的介质击穿(即，TDDB)，因而具有短寿命。平面栅型功率器件具有与衬底的表面平行形成的栅电极。应考虑到例如由下述原因引起的问题。首先，损坏层位于沟槽的内壁中。在用于形成沟槽的蚀刻过程中，形成损坏层。其次，在沟槽的上端或沟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造半导体器件（１００）的方法，包括步骤：在衬底（３）中形成具有内壁的沟槽（４）；在所述沟槽（４）的内壁上形成绝缘膜（５）；通过所述绝缘膜（５），在所述沟槽（４）中形成导电膜（６）；以及在形成所述导电 膜（６）的步骤后，以一退火温度使所述衬底（３）退火，以便以该退火温度去除所述绝缘膜（５）中的损坏。

【技术特征摘要】
JP 2003-3-3 055759/20031.一种用于制造半导体器件(100)的方法，包括步骤在衬底(3)中形成具有内壁的沟槽(4)；在所述沟槽(4)的内壁上形成绝缘膜(5)；通过所述绝缘膜(5)，在所述沟槽(4)中形成导电膜(6)；以及在形成所述导电膜(6)的步骤后，以一退火温度使所述衬底(3)退火，以便以该退火温度去除所述绝缘膜(5)中的损坏。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述衬底(3)由硅制成，以及其中，所述退火温度等于或高于1150℃。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述导电膜(6)由掺杂多晶硅制成，以及其中，所述绝缘膜(5)由氧化硅和氮化硅制成。4.如权利要求1至3的任何一个所述的方法，其特征在于，所述绝缘膜(5)包括氧-氮-氧膜(5a、5b、5c、5d)以及上部和下部氧化膜(5e、5f)，其中，所述沟槽(4)包括侧壁和上下部分，其中，所述氧-氮-氧膜(5a、5b、5c、5d)位于所述沟槽(4)的侧壁上，以及所述上部氧化膜(5f)位于所述沟槽(4)的上部，以及所述下部氧化膜(5e)位于所述沟槽(4)的下部，其中，所述氧-氮-氧膜(5a、5b、5c、5d)包括氧化硅膜(5a)、氮化硅膜(5b)和另一氧化硅膜(5c)，以及其中，所述上部和下部氧化膜(5e、5f)由氧化硅制成。5.如权利要求1至4的任何一个所述的方法，进一步包括步骤形成具有接触面(8a)的源区(8)，所述接触面(8a)位于所述源区(8)与所述衬底3之间，所述源区(8)位于所述沟槽(4)的附近并且几乎与所述衬底(3)平行，其中，所述沟槽(4)中的所述导电膜(6)提供一栅电极(6)，其中，所述栅电极(6)包括用于覆盖所述上部氧化膜(5f)的盖(6a)以便所述栅电极(6)具有T形横截面，其中，所述栅电极(6)的盖(6a)具有与所述沟槽(4)的开口(4a)的边缘相隔预定距离(6c)的边缘(6b)，以及其中，所述预定距离(6c)被预定以不防止形成所述源区98)。6.如权利要求1至5的任何一个所述的方法，其特征在于，所述器件(100)包括单元区(40)和栅引线区(41)，其中，所述单元区(100)包括多个单元，每个单元充当晶体管，以及其中，所述栅引线区(41)包括栅引线。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述晶体管为N沟道型MOSFET、P沟道型MOSFET或IGBT。8.一种用于制造半导体器件(100)的方法，包括步骤在衬底(3)形成具有内壁的沟槽(4)；在所述沟槽(4)的内壁上形成绝缘膜(5)；通过所述绝缘膜(5)，在所述沟槽(4)中形成栅电极(6)；在形成所述栅电极(6)的步骤后，通过使用所述栅电极(6)作为掩膜，将杂质注入所述衬底(3)中；执行用于扩散所述杂质的热扩散过程以便形成与所述沟槽(4)相邻并位于所述衬底(3)的表面上的的源区(8)；以及在形成所述栅电极(6)的步骤后，以退火温度使衬底(3)退火以便以退火温度去除所述绝缘膜(5)中的损坏。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，以一处理温度执行所述热扩散过程，以及其中，在退火步骤中的退火温度高于在执行所述热扩散过程的步骤中的处理温度。10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述绝缘膜(5)包括氧-氮-氧膜(5a、5b、5c、5d)以及上部和下部氧化膜(5e、5f)，其中，所述沟槽(4)包括侧壁和上下部分，其中，所述氧-氮-氧膜(5a、5b、5c、5d)位于所述沟槽(4)的侧壁上，以及所述上部氧化膜(5f)位于所述沟槽(4)的上部，以及所述下部氧化膜(5e)位于所述沟槽(4)的下部，其中，所述氧-氮-氧膜(5a、5b、5c、5d)包括氧化硅膜(5a)、氮化硅膜(5b)和另一氧化硅膜(5c)，以及其中，所述上部和下部氧化膜(5e、5f)由氧化硅制成。11.如权利要求10所述的方法，进一步包括步骤形成具有接触面(8a)的源区(8)，所述接触面(8a)位于所述源区(8)与所述衬底3之间，所述源...

【专利技术属性】
技术研发人员：青木孝明，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：JP[日本]