特許6037085IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

この発明は、半導体装置および半導体装置の製造方法

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

しかしながら、上述した縦型パワー半導体素子と回路部とを同一の半導体基板上に設けたパワー半導体装置には小型化および低コスト化が要求される。この要求に応えるため、回路部(縦型パワー半導体素子の制御・保護用回路)の微細化と、単位面積当たりのオン抵抗(RonA)低減による縦型パワー半導体素子の微細化とによるチップサイズの縮小化が検討されているが、次の問題が生じる。 回路部を微細化するために、制御回路用の横型CMOSを構成する横型pチャネルMOSFET122のコンタクトサイズ(金属配線層とp+型拡散領域との接触面積)を小さくした場合、金属配線層とp+型拡散領域(すなわちソース電極116とp+型ソース領域112、およびドレイン電極117とp+型ドレイン領域113)とのコンタクト抵抗(すなわちオン抵抗)が上昇するなど、金属配線層と半導体部とのコンタクト性が悪化する。したがって、回路部を微細化するためには、横型pチャネルMOSFET122の金属配線層と半導体部とのコンタクト性を改善するための対策が必要となるが、プロセスコストが増大するという新たな問題が生じる。 一方、縦型nチャネルパワーMOSFET121では、上述したようにレジストマスク133を用いてp+型拡散領域108を形成する場合、次の問題が生じる。図30〜32は、従来の半導体装置の製造途中においてマスクずれが生じた状態を示す断面図である。図30に示すように、p+型拡散領域108を形成するためのレジストマスク133の開口部133aの位置が所定位置からずれた場合(図30では白抜き矢印で示すように右側へのマスクずれ)、p+型拡散領域108は、レジストマスク133のずれ量に応じて所定位置よりもずれた位置に形成される。 そして、図31に示すように、コンタクトホール110aを形成するためのレジストマスク135の開口部135aの位置が、レジストマスク133の開口部133aがずれた方向と反対方向にずれた場合(図31では白抜き矢印で示すように左側へのマスクずれ)、p+型拡散領域108から離れた位置にコンタクトホール110aが形成される。このとき、マスクずれの程度によっては、コンタクトホール110aにp+型拡散領域108が露出されない虞がある。この場合、図32に示すように、ソース電極110(金属配線層)とp+型拡散領域108とが接触しないため(符号141で示す部分)、金属配線層と半導体部とのコンタクト性が悪化する。 したがって、ソース電極110とp+型拡散領域108とを接触させるために、p+型拡散領域108を形成するためのレジストマスク133と、コンタクトホール110a形成用のレジストマスク135とのずれに対するマージンを確保した素子寸法で素子設計を行う必要がある。具体的には、例えばコンタクトホール110aの幅(トレンチ103が並ぶ方向の幅、以下、単に幅とする)を、マスクずれに対するマージンを加算した広い幅にする必要がある。しかしながら、特にセルピッチやコンタクトサイズの小さいトレンチゲート構造の縦型MOSFETにおいて、マスクずれに対するマージンを確保することはさらなる微細化を進める上での障害となる。 この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、金属配線層と半導体部とのコンタクト性がよく、かつ微細化を図ることができる半導体装置および半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、この発明にかかる半導体装置は、縦型半導体素子と横型半導体素子とを同一の半導体基板上に備えた半導体装置であって、次の特徴を有する。前記縦型半導体素子は、第2導電型の第1半導体領域、第1導電型の第2半導体領域、第2導電型の第1拡散領域、第1ゲート絶縁膜および第1ゲート電極を有する。前記第1半導体領域は、第1導電型の半導体層を構成する前記半導体基板・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明にかかる半導体装置および半導体装置の製造方法によれば、第2,3拡散領域によってそれぞれ第3,4半導体領域を部分的に高不純物濃度とすることができるため、金属配線層と半導体部(第3,4半導体領域)との接続をとるためのコンタクトホールの幅を狭くして微細化を図った場合においても、金属配線層と半導体部とのコンタクト性を向上させることができるという効果を奏する。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】図1は、実施の形態1にかかる半導体装置の構造を示す断面図である。

【図2】図2は、実施の形態1にかかる半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。

【図3】図3は、実施の形態1にかかる半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。

【図4】図4は、実施の形態1にかかる半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。

【図5】図5は、実施の形態1にかかる半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。

【図6】図6は、実施の形態2にかかる半導体装置の構造を示す断面図である。

【図7】図7は、実施の形態2にかかる半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。

【図8】図8は、実施の形態2にかかる半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。

【図9】図9は、実施の形態2にかかる半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。

【図10】図10は、実施の形態2にかかる半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。

【図11】図11は、実施の形態2にかかる半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。

【図12】図12は、実施の形態2にかかる半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。

【図13】図13は、実施の形態2にかかる半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。

【図14】図14は、実施の形態2にかかる半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。

【図15】図15は、実施の形態2にかかる半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。

【図16】図16は、実施の形態2にかかる半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。

【図17】図17は、実施の形態2にかかる半導体装置の製造途中においてマスクずれが生じた状態を示す断面図である。

【図18】図18は、実施の形態2にかかる半導体装置の製造途中においてマスクずれが生じた状態を示す断面図である。

【図19】図19は、実施の形態2にかかる半導体装置の製造途中においてマスクずれが生じた状態を示す断面図である。

【図20】図20は、実施の形態2にかかる半導体装置の製造に用いるマスクのマスクパターンを示す説明図である。

【図21】図21は、従来の半導体装置の製造に用いるマスクのマスクパターンを示す説明図である。

【図22】図22は、図6の横型pチャネルMOSFETのp+型ソース領域側のコンタクトホールを形成するときの状態を拡大して示す断面図である。

【図23】図23は、図25の横型pチャネルMOSFETのp+型ソース領域側のコンタクトホールを形成するときの状態を拡大して示す断面図である。

【図24】図24は、図25の横型pチャネルMOSFETのp+型ソース領域側のコンタクトホールを形成するときの状態を拡大して示す断面図である。

【図25】図25は、従来の半導体装置の構造を示す断面図である。

【図26】図26は、従来の半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。

【図27】図27は、従来の半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。

【図28】図28は、従来の半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。

【図29】図29は、従来の半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。

【図30】図30は、従来の半導体装置の製造途中においてマスクずれが生じた状態を示す断面図である。

【図31】図31は、従来の半導体装置の製造途中においてマスクずれが生じた状態を示す断面図である。

【図32】図32は、従来の半導体装置の製造途中においてマスクずれが生じた状態を示す断面図である。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

1 n+型半導体層   2 n-型半導体層   3 トレンチ   4,16 ゲート絶縁膜   5,17 ゲート電極   6 p型ベース領域   7 n+型ソース領域   8,14,15,24,25,28 p+型拡散領域   9 層間絶縁膜   10,18 ソース電極   10a,18a,19a コンタクトホール   11 裏面電極   12 p+型ソース領域   13 p+型ドレイン領域   19 ドレイン電極   20 LOCOS膜   20a LOCOSバーズビーク   21 縦型nチャネルパワーMOSFET   22 横型pチャネルMOSFET   X1 コンタクトホールの幅   X2 トレンチとコンタクトホールとの間の距離   X4 p+型拡散領域の幅   X5 LOCOSバーズビークに対するマージン

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