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特開2024-125923半導体装置および半導体装置の製造方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024125923
(43)【公開日】2024-09-19
(54)【発明の名称】半導体装置および半導体装置の製造方法
(51)【国際特許分類】
   H01L 21/76 20060101AFI20240911BHJP
   H01L 29/06 20060101ALI20240911BHJP
   H01L 21/336 20060101ALI20240911BHJP
【FI】
H01L21/76 N
H01L29/06 301M
H01L29/78 301D
H01L29/78 301R
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023034062
(22)【出願日】2023-03-06
(71)【出願人】
【識別番号】000116024
【氏名又は名称】ローム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002310
【氏名又は名称】弁理士法人あい特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】足立 耕作
(72)【発明者】
【氏名】泉 章太
【テーマコード(参考)】
5F032
5F140
【Fターム(参考)】
5F032AA34
5F032AA39
5F032AA44
5F032AA45
5F032AA46
5F032AA48
5F032AA64
5F032AA67
5F032AA70
5F032AA77
5F032AA78
5F032BA02
5F032BA03
5F032CA15
5F032CA16
5F032CA18
5F032CA24
5F032DA02
5F032DA23
5F032DA24
5F032DA30
5F032DA33
5F032DA34
5F032DA44
5F032DA53
5F140AA25
5F140AC21
5F140BA16
5F140BH14
5F140BH30
5F140BH43
5F140BH45
5F140CB04
5F140CB06
5F140CE07
(57)【要約】
【課題】半導体チップの主面に沿う横方向における耐圧を向上できる半導体装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】半導体チップ2と、半導体チップ2の第1主面3側に形成され、デバイス領域10を区画する素子分離部12とを含み、素子分離部12は、半導体チップ2の第1主面3側に形成された分離トレンチ15と、分離トレンチ15の内壁に形成された分離絶縁膜16と、分離絶縁膜16を介して分離トレンチ15に埋め込まれた分離導電体17とを含み、分離導電体17は、第1分離導電体28と、第1分離導電体28の側方に形成された第2分離導電体29とを含み、第2分離導電体29は、内側絶縁膜25に接する内壁と内壁41の反対側の外壁42とを有し、第2分離導電体29の頂部43は、外壁42から内壁41とを接続する傾斜壁44を有している、半導体装置1Aを提供する。
【選択図】図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1主面およびその反対側の第2主面を有する半導体チップと、
前記半導体チップの前記第1主面側に形成され、デバイス領域を区画する素子分離部とを含み、
前記素子分離部は、前記半導体チップの前記第1主面側に形成された分離トレンチと、
前記分離トレンチの内壁に形成された分離絶縁膜と、
前記分離絶縁膜を介して前記分離トレンチに埋め込まれた分離導電体とを含み、
前記分離導電体は、前記分離トレンチの中央部に形成された第1分離導電体と、前記分離絶縁膜の一部である内側絶縁膜を挟んで前記第1分離導電体の側方に形成された第2分離導電体とを含み、
前記第2分離導電体は、前記内側絶縁膜に接する内壁と前記内壁の反対側の外壁とを有し、
前記第2分離導電体の頂部は、前記外壁から前記内壁とを接続し、前記外壁から前記内壁に向かって下り傾斜した傾斜壁を有している、半導体装置。
【請求項2】
前記半導体チップの前記第1主面の表層部において、前記第1主面に沿って前記第1分離導電体と前記第2分離導電体との境界を横切って形成された第2分離トレンチと、
前記第2分離トレンチに埋め込まれた埋め込み絶縁体とをさらに含み、
前記第1分離導電体は、前記第1主面に沿う方向において前記第2分離導電体の前記傾斜壁に対向する頂部側壁と、前記頂部側壁の下端部から前記第2分離導電体に向かって延びる頂部底壁とを含む、請求項1に記載の半導体装置。
【請求項3】
前記第2分離導電体の前記傾斜壁は、前記内側絶縁膜を挟んで前記第1分離導電体の前記頂部底壁の端部に隣り合う下端部を有している、請求項2に記載の半導体装置。
【請求項4】
前記分離導電体は、断面視において互いに離れた一対の前記第2分離導電体を含み、
前記一対の第2分離導電体は、前記第1主面に沿う横方向において前記第1分離導電体を挟み、それぞれが前記第1分離導電体の下端部から頂部までを被覆する一対のサイドウォールである、請求項1~3のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項5】
前記分離トレンチの底部は、前記中央部に凹部を有し、前記中央部に隣接する両側部分に一対の凸部を有する凹凸面を提供しており、
前記第1分離導電体の前記下端部が前記凹部に埋め込まれ、
前記一対のサイドウォールは、前記一対の凸部に支持されている、請求項4に記載の半導体装置。
【請求項6】
前記凸部の上面から前記凹部の底面までの深さは、前記分離トレンチの幅の1/10以下である、請求項5に記載の半導体装置。
【請求項7】
前記半導体チップの前記第1主面上に形成された層間絶縁層と、
前記層間絶縁層に埋め込まれ、前記第1分離導電体の頂部に接続された第1ビア電極と、
前記層間絶縁層に埋め込まれ、前記第2分離導電体の頂部に接続された第2ビア電極とを含み、
前記第2ビア電極の第2幅は、前記第1ビア電極の第1幅よりも広い、請求項1~3のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項8】
層間絶縁層は、第1層間絶縁層と、前記第1層間絶縁層上の第2層間絶縁層とを含み、
前記第1層間絶縁層と前記第2層間絶縁層との間に形成された第1配線層をさらに含み、
前記第1ビア電極は、前記第1配線層を挟んで、前記第1層間絶縁層に埋め込まれた下側ビア電極と、前記第2層間絶縁層に埋め込まれた上側ビア電極とに分離されており、
前記第2ビア電極は、前記第2層間絶縁層および前記第1層間絶縁層を貫通して埋め込まれ、前記下側ビア電極および前記上側ビア電極よりも長いロングビア電極を含む、請求項7に記載の半導体装置。
【請求項9】
平面視において、前記分離トレンチは、複数の前記第1ビア電極が選択的に配置された第1領域と、前記分離トレンチの長手方向において前記第1領域から離れており、複数の前記第2ビア電極が選択的に配置された第2領域とを含む、請求項7に記載の半導体装置。
【請求項10】
前記第2分離導電体は、前記第1分離導電体の第1電位と前記デバイス領域の第2電位との間の大きさの第3電位に固定されている、請求項1~3のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項11】
前記半導体チップは、前記第2主面側に形成された第1導電型の第1不純物領域と、前記第1主面側に形成された第2導電型の第2不純物領域と、前記第1不純物領域と前記第2不純物領域との間に埋め込まれた第2導電型の埋め込み領域とを含み、
前記分離トレンチは、前記第1主面から前記第2不純物領域および前記埋め込み領域を貫通して前記第1不純物領域に底部を有し、
前記第2分離導電体は、前記第1主面に沿う横方向において、前記第2不純物領域および前記埋め込み領域と前記第1分離導電体との間に挟まれている、請求項1~3のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項12】
前記半導体チップは、前記第2不純物領域における前記分離トレンチの側壁に沿って形成され、前記第2不純物領域よりも高濃度な第2導電型のシンカー領域をさらに含む、請求項11に記載の半導体装置。
【請求項13】
前記第1不純物領域は、第1導電型の基板と、前記基板よりも低濃度な第1導電型のエピタキシャル層とを含み、
前記第2分離導電体の下端部が前記基板内に配置されている、請求項11に記載の半導体装置。
【請求項14】
前記内側絶縁膜は、前記分離トレンチの底部に開口を有し、
前記第1分離導電体は、前記開口を介して前記第1不純物領域に電気的に接続されている、請求項11に記載の半導体装置。
【請求項15】
第1主面およびその反対側の第2主面を有する半導体ウエハの前記第1主面にデバイス領域を区画するように環状の第1トレンチを形成する工程と、
前記第1トレンチの内壁に外側絶縁膜を形成し、前記第1トレンチ内に前記外側絶縁膜により区画されたリセスを形成する工程と、
前記第1トレンチ内に前記リセスを残すように、前記リセス内の前記外側絶縁膜上に第1導電体層を形成する工程と、
前記第1トレンチの底壁上の前記第1導電体層の部分および前記第1トレンチの底壁上の前記外側絶縁膜の部分を選択的にエッチングすることにより、前記第1トレンチの側壁に残った前記第1導電体層からなる外側分離導電体を形成し、かつ前記外側分離導電体により区画された第2トレンチを形成する工程と、
前記第2トレンチの内壁の前記外側分離導電体の部分および前記半導体ウエハ部分に、内側絶縁膜を形成する工程と、
前記第2トレンチに導電材料を埋め込むことにより内側分離導電体を形成する工程とを含む、半導体装置の製造方法。
【請求項16】
前記半導体ウエハは、前記第2主面側に形成された第1導電型の第1不純物領域と、前記第1主面側に形成された第2導電型の第2不純物領域と、前記第1不純物領域と前記第2不純物領域との間に埋め込まれた第2導電型の埋め込み領域とを含み、
前記第1トレンチは、前記第1主面から前記第2不純物領域および前記埋め込み領域を貫通して前記第1不純物領域に底部が達するように形成される、請求項15に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項17】
前記第1導電体層は、前記第1トレンチの内壁および前記半導体ウエハの前記第1主面を一体的に被覆するように形成され、
前記第2トレンチを形成する工程において、前記第1主面上の前記第1導電体層の部分のエッチングに続いて、前記第1トレンチの内壁上の前記第1導電体層の上部が選択的にエッチングされることにより、前記外側分離導電体の頂部に、前記外側分離導電体の外壁から内壁とを接続し、前記外壁から前記内壁に向かって下り傾斜した傾斜壁が形成される、請求項15または16に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1は、DTI(deep trench isolation)構造を含む素子分離部を備えた半導体装置を開示している。素子分離部は、半導体チップの主面に形成されたトレンチと、トレンチの側面を被覆する絶縁膜と、絶縁膜を挟んでトレンチ内に埋め込まれたポリシリコンとを含む。ポリシリコンは、トレンチの底壁を介して不純物領域の高濃度領域に電気的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2021-2623号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示の一実施形態は、半導体チップの主面に沿う横方向における耐圧を向上できる半導体装置およびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一実施形態は、第1主面およびその反対側の第2主面を有する半導体チップと、前記半導体チップの前記第1主面側に形成され、デバイス領域を区画する素子分離部とを含み、前記素子分離部は、前記半導体チップの前記第1主面側に形成された分離トレンチと、前記分離トレンチの内壁に形成された分離絶縁膜と、前記分離絶縁膜を介して前記分離トレンチに埋め込まれた分離導電体とを含み、前記分離導電体は、前記分離トレンチの中央部に形成された第1分離導電体と、前記分離絶縁膜の一部である内側絶縁膜を挟んで前記第1分離導電体の側方に形成された第2分離導電体とを含み、前記第2分離導電体は、前記内側絶縁膜に接する内壁と前記内壁の反対側の外壁とを有し、前記第2分離導電体の頂部は、前記外壁から前記内壁とを接続し、前記外壁から前記内壁に向かって下り傾斜した傾斜壁を有している、半導体装置である。
【0006】
本開示の一実施形態は、第1主面およびその反対側の第2主面を有する半導体ウエハの前記第1主面にデバイス領域を区画するように環状の第1トレンチを形成する工程と、前記第1トレンチの内壁に外側絶縁膜を形成し、前記第1トレンチ内に前記外側絶縁膜により区画されたリセスを形成する工程と、前記第1トレンチ内に前記リセスを残すように、前記リセス内の前記外側絶縁膜上に第1導電体層を形成する工程と、前記第1トレンチの底壁上の前記第1導電体層の部分および前記第1トレンチの底壁上の前記外側絶縁膜の部分を選択的にエッチングすることにより、前記第1トレンチの側壁に残った前記第1導電体層からなる外側分離導電体を形成し、かつ前記外側分離導電体により区画された第2トレンチを形成する工程と、前記第2トレンチの内壁の前記外側分離導電体の部分および前記半導体ウエハ部分に、内側絶縁膜を形成する工程と、前記第2トレンチに導電材料を埋め込むことにより内側分離導電体を形成する工程とを含む、半導体装置の製造方法である。
【発明の効果】
【0007】
本開示の一実施形態によれば、半導体チップの主面に沿う横方向における耐圧を向上できる半導体装置およびその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1図1は、本開示の第1実施形態に係る半導体装置の模式的な平面図である。
図2図2は、図1に示す領域IIの拡大図である。
図3図3は、図2に示すIII-III断面を示す図である。
図4図4は、図3に示す構造の要部を拡大した断面図である。
図5図5は、図4の二点鎖線Vで囲まれた部分の拡大図である。
図6A図6Aは、図4に対応する図であって、本開示の第1実施形態に係る半導体装置の製造工程の一部を示す図である。
図6B図6Bは、図6Aの次の工程を示す図である。
図6C図6Cは、図6Bの次の工程を示す図である。
図6D図6Dは、図6Cの次の工程を示す図である。
図6E図6Eは、図6Dの次の工程を示す図である。
図6F図6Fは、図6Eの次の工程を示す図である。
図6G図6Gは、図6Fの次の工程を示す図である。
図6H図6Hは、図6Gの次の工程を示す図である。
図6I図6Iは、図6Hの次の工程を示す図である。
図6J図6Jは、図6Iの次の工程を示す図である。
図6K図6Kは、図6Jの次の工程を示す図である。
図6L図6Lは、図6Kの次の工程を示す図である。
図7図7は、本開示の第2実施形態に係る半導体装置の要部を拡大した断面図である。
図8図8は、図2に示すコンタクト電極の配置パターンの変形例を説明するための図である。
図9図9は、図8に示すIX-IX断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
次に、本開示の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【0010】
図1は、本開示の第1実施形態に係る半導体装置1Aの模式的な平面図である。
【0011】
図1を参照して、半導体装置1Aは、直方体形状の半導体チップ2を含む。半導体チップ2は、この実施形態では、Si(シリコン)チップからなる。半導体チップ2は、一方側の第1主面3、他方側の第2主面4、ならびに、第1主面3および第2主面4を接続する第1~第4側面5A~5Dを有している。
【0012】
第1主面3および第2主面4は、それらの法線方向Zから見た平面視(以下、単に「平面視」という。)において四角形状に形成されている。法線方向Zは、半導体チップ2の厚さ方向でもある。第1側面5Aおよび第2側面5Bは、第1主面3に沿う第1方向Xに延び、第1方向Xに交差(具体的には直交)する第2方向Yに対向している。第3側面5Cおよび第4側面5Dは、第2方向Yに延び、第1方向Xに対向している。
【0013】
半導体装置1Aは、第1主面3に形成された複数のデバイス領域10を含む。複数のデバイス領域10は、半導体チップ2の内側の領域を利用して種々の機能デバイスがそれぞれ形成された領域である。複数のデバイス領域10は、平面視において第1~第4側面5A~5Dから間隔を空けて第1主面3の内方部にそれぞれ区画されている。デバイス領域10の個数、配置および形状はいずれも任意であり、特定の個数、配置および形状に限定されない。
【0014】
複数の機能デバイスは、半導体スイッチングデバイス、半導体整流デバイスおよび受動デバイスのうちの少なくとも1つをそれぞれ含んでいてもよい。半導体スイッチングデバイスは、JFET(Junction Field Effect Transistor:接合型トランジスタ)、MISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor:絶縁ゲート型の電界効果トランジスタ)、BJT(Bipolar Junction Transistor:バイポーラトランジスタ)、および、IGBT(Insulated Gate Bipolar Junction Transistor:絶縁ゲート型のバイポーラトランジスタ)のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。
【0015】
半導体整流デバイスは、pn接合ダイオード、pin接合ダイオード、ツェナーダイオード、ショットキーバリアダイオードおよびファストリカバリーダイオードのうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。受動デバイスは、抵抗、コンデンサ、インダクタおよびヒューズのうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。複数のデバイス領域10は、この実施形態では、少なくとも1つのトランジスタ領域11を含む。
【0016】
トランジスタ領域11は、複数のトランジスタ素子が形成される領域である。トランジスタ領域11には、半導体装置1Aのソース-ドレイン間が導通状態のとき(オン時)に半導体チップ2の横方向に電流が流れる。トランジスタ領域11は、平面視においてたとえば四角形である。
【0017】
図2は、図1に示す領域IIの拡大図である。図3は、図2に示すIII-III断面を示す図である。図4は、図3に示す構造の要部を拡大した断面図である。図5は、図4の二点鎖線Vで囲まれた部分の拡大図である。
【0018】
図3および図4を参照して、半導体チップ2は、第2主面4側の領域に形成されたp型(第1導電型)の第1不純物領域6を含む。第1不純物領域6は、「ベース領域」と称してもよい。第1不純物領域6は、第2主面4に沿って層状に延び、第2主面4および第1~第4側面5A~5Dの一部から露出している。第1不純物領域6は、第1主面3側のp型不純物濃度が第2主面4側のp型不純物濃度よりも低い濃度勾配を有している。第1不純物領域6は、具体的には、第2主面4側からこの順に積層されたp型の高濃度領域6aおよびp型の低濃度領域6bを含む積層構造を有している。なお、図4の拡大図では第2主面4のアウトラインが示されていないが、説明の便宜上、最も第2主面4に近い半導体チップ2の位置を第2主面4として示している。
【0019】
高濃度領域6aは、比較的高いp型不純物濃度を有している。高濃度領域6aのp型不純物濃度は、1×1017cm-3以上1×1020cm-3以下であってもよい。高濃度領域6aは、p型不純物としてのホウ素(B)を含んでいてもよい。高濃度領域6aは、50μm以上500μm以下の厚さを有していてもよい。高濃度領域6aは、この実施形態では、p型の半導体基板(Si基板)からなる。
【0020】
低濃度領域6bは、高濃度領域6aよりも低いp型不純物濃度を有し、高濃度領域6aの上に積層されている。低濃度領域6bのp型不純物濃度は、1×1014cm-3以上1×1017cm-3以下であってもよい。低濃度領域6bは、p型不純物としてのホウ素(B)を含んでいてもよい。低濃度領域6bは、高濃度領域6aの厚さ未満の厚さを有している。低濃度領域6bの厚さは、1μm以上20μm以下であってもよい。低濃度領域6bは、この実施形態では、p型のエピタキシャル層(Siエピタキシャル層)からなる。
【0021】
図3および図4を参照して、半導体チップ2は、第1主面3側の領域に形成されたn型(第2導電型)の第2不純物領域7を含む。第2不純物領域7は、第1主面3に沿って層状に延び、第1主面3および第1~第4側面5A~5Dの一部から露出している。第2不純物領域7のn型不純物濃度は、1×1014cm-3以上1×1017cm-3以下であってもよい。第2不純物領域7は、5μm以上30μm以下の厚さを有していてもよい。第2不純物領域7は、厚さ方向に一様なn型不純物濃度を有していてもよいし、第1主面3に向かってn型不純物濃度が上昇する濃度勾配を有していてもよい。第2不純物領域7は、n型のエピタキシャル層(Siエピタキシャル層)からなっていてもよい。
【0022】
半導体チップ2は、第1不純物領域6と第2不純物領域7との間に埋め込まれたn型(第2導電型)の埋め込み領域8を含む。他の言い方では、第1不純物領域6、埋め込み領域8および第2不純物領域7は、第2主面4側からこの順で積層されている。埋め込み領域8は、第1不純物領域6および第2不純物領域7に電気的に接続されている。埋め込み領域8は、第2不純物領域7に沿って層状に延びている。埋め込み領域8は、第1~第4側面5A~5Dの一部から露出している。埋め込み領域8のn型不純物濃度は、第2不純物領域7のn型不純物濃度よりも低く、たとえば、1×1016cm-3以上1×1021cm-3以下であってもよい。埋め込み領域8は、0.1μm以上5μm以下の厚さを有していてもよい。埋め込み領域8は、n型のエピタキシャル層(Siエピタキシャル層)からなっていてもよい。
【0023】
図2図4を参照して、半導体チップ2は、第1主面3側において形成され、トランジスタ領域11を区画する素子分離部12を含む。素子分離部12は、平面視において環状、具体的には、四角環状である。より具体的には、素子分離部12は、平面視において円弧状に湾曲した角部(四隅)を有する四角環状である。
【0024】
素子分離部12は、第1トレンチ構造13と、第1トレンチ構造13に対して第1主面3側に形成された第2トレンチ構造14とを含む。
【0025】
図2を参照して、第1トレンチ構造13および第2トレンチ構造14は、いずれも平面視において環状、具体的には、四角環状である。複数の第2トレンチ構造14のいくつかは、平面視において第1トレンチ構造13に重なっている。第1トレンチ構造13に重なる第2トレンチ構造14は、第1トレンチ構造13の上部に形成されている。図2では、第1トレンチ構造13に重なる第2トレンチ構造14が破線で示されている。
【0026】
第1トレンチ構造13は、分離トレンチ15と、分離絶縁膜16と、分離導電体17とを含む。
【0027】
図2を参照して、分離トレンチ15は、トランジスタ領域11を区画するように第1主面3側に形成されている。分離トレンチ15は、この実施形態では、平面視において環状(この実施形態では四角環状)である。より具体的には、分離トレンチ15は、平面視において円弧状に湾曲した角部(四隅)を有している。
【0028】
図4を参照して、分離トレンチ15は、第1不純物領域6に至るように、第2不純物領域7および埋め込み領域8を貫通している。分離トレンチ15の底部18は、第1不純物領域6に配置されている。分離トレンチ15の底部18は、分離トレンチ15の底壁と称されてもよい。具体的には、分離トレンチ15は、第1不純物領域6の高濃度領域6aに至るように第1主面3から第2主面4側に向けて延び、第2不純物領域7、埋め込み領域8および第1不純物領域6の低濃度領域6bを貫通している。
【0029】
分離トレンチ15は、断面視において、底部18から頂部20に向かって幅が広くなるテーパ状に形成されている。したがって、分離トレンチ15の幅(断面視において対向する一対の側壁19間の距離)は、底部18から頂部20に向かって連続的に増加している。分離トレンチ15は、頂部20において、第1幅Wを有している。第1幅Wは、平面視で分離トレンチ15が延びる方向に直交する方向の幅である。第1幅Wは、0.5μm以上10μm以下であってもよい。第1幅Wは、2μm以上5μm以下であることが好ましい。分離トレンチ15の側壁19は、底部18から頂部20に至るまで、平坦もしくは略平坦な面を提供していてもよい。
【0030】
分離トレンチ15の底部18は、断面視における分離トレンチ15の中央部に凹部21を有し、分離トレンチ15の中央部に隣接する両側部分に一対の凸部22を有する凹凸面23を提供している。底部18の凹部21は、底部18の中央部を凸部22よりも意図的に掘り下げることにより形成されたものではなく、たとえば、後述する第1導電材料108および外側絶縁膜24のエッチング工程(図6G参照)時のオーバーエッチングにより生じる程度の窪みであってもよい。凸部22の上面から凹部21の底面までの深さDは、分離トレンチ15の第1幅Wの1/10以下であり、好ましくは、1/300~1/30である。
【0031】
分離絶縁膜16は、分離トレンチ15の内壁に形成されている。分離絶縁膜16の底部18上の部分には、コンタクト開口9が形成されている。コンタクト開口9は、分離トレンチ15内に第1不純物領域6を露出させている。分離絶縁膜16は、この実施形態では、SiO(酸化シリコン)である。分離絶縁膜16は、外側絶縁膜24と、内側絶縁膜25とを含む。
【0032】
外側絶縁膜24は、半導体チップ2と分離導電体17とを絶縁する膜であり、分離トレンチ15の内壁に形成されている。外側絶縁膜24は、分離トレンチ15の側壁19および底部18に沿って形成されている。外側絶縁膜24は、側壁19および底部18において一様な第1厚さTを有している。
【0033】
第1厚さTは、後述する分離導電体17の第2分離導電体29の第3電位V図3参照)に応じて適宜の大きさであってもよい。第1厚さTは、たとえば、500Å以上10000Å以下であってもよい。第1厚さTは、2000Å以上5000Å以下であることが好ましい。ただし、外側絶縁膜24は、側壁19と底部18とが交差する角部26において、選択的に厚い厚膜部27を有していてもよい。これにより、分離トレンチ15の角部26における分離絶縁膜16の耐圧を向上することができる。
【0034】
分離トレンチ15において外側絶縁膜24の内側に、分離導電体17が埋め込まれている。分離導電体17は、ポリシリコンである。このポリシリコンは、この実施形態では、p型(第1導電型)不純物(たとえばボロン(B))が添加されたドープトポリシリコンである。分離導電体17は、コンタクト開口9から露出する第1不純物領域6に電気的に接続されていてもよい。
【0035】
分離導電体17は、内側絶縁膜25により絶縁分離された第1分離導電体28および第2分離導電体29を含む。第1分離導電体28および第2分離導電体29は、それぞれ、主分離導電体および補助分離導電体と称されてもよい。第1分離導電体28が分離トレンチ15の中央部に形成され、第2分離導電体29が、内側絶縁膜25を介して第1分離導電体28の両側側方に形成されている。したがって、第1分離導電体28および第2分離導電体29は、それぞれ、内側分離導電体および外側分離導電体と称されてもよい。
【0036】
第1分離導電体28は第2分離導電体29よりも深くまで形成され、コンタクト開口9から露出する第1不純物領域6に電気的に接続されている。一方、第2分離導電体29は、外側絶縁膜24および内側絶縁膜25に被覆され、第1不純物領域6、埋め込み領域8および第2不純物領域7の積層構造から絶縁されている。
【0037】
図4を参照して、この実施形態では、第1分離導電体28は、分離トレンチ15の凹部21に埋め込まれた下端部30を有している。第1分離導電体28は、凹部21から第1主面3に向かって上方に延びる壁状に形成されている。図2を参照して、第1分離導電体28は、この実施形態では、平面視において環状(この実施形態では四角環状)である。より具体的には、第1分離導電体28は、平面視において円弧状に湾曲した角部(四隅)を有している。
【0038】
図4を参照して、第1分離導電体28は、本体部32と、突出部33とを一体的に含む。
【0039】
本体部32は、断面視において内側絶縁膜25により挟まれた部分である。本体部32は、断面視において、下端部30から上端部31に向かって幅が広くなるテーパ状に形成されている。第1主面3に沿う横方向における第1分離導電体28(本体部32の最も厚い部分)の第3厚さTは、たとえば、0.5μm以上9μm以下であってもよい。第3厚さTは、1μm以上2μm以下であることが好ましい。本体部32は、断面視において、第1分離導電体28のテーパ形状を提供する一対の側壁34を有している。本体部32の側壁34は、下端部30から上端部31に至るまで、平坦もしくは略平坦な面を提供していてもよい。
【0040】
図5を参照して、突出部33は、本体部32の上端部31から第1主面3に向かって延び、第1主面3から露出している。突出部33は、断面視において本体部32の上面に形成されたメサ形状である。これにより、第1分離導電体28の頂部60には、突出部33の側壁からなる頂部側壁35と、本体部32の上壁からなる頂部底壁36とが形成されている。
【0041】
頂部底壁36は、本体部32の側壁34の上端から屈曲して第1主面3に沿って延びる平坦面を形成している。頂部底壁36は、この実施形態では、第1主面3に平行である。頂部底壁36は、第1主面3に沿う方向において、第1端部37および第2端部38を有している。第1端部37は、相対的に突出部33に近く、頂部側壁35と交差部を形成する内側端部である。第2端部38は、第1端部37の反対側で、側壁34と交差部を形成する外側端部である。
【0042】
頂部側壁35は、頂部底壁36の第1端部37から第1主面3に向かって上方に延びる平坦面を形成している。頂部側壁35は、突出部33の上端面(後述する頂面46)から頂部底壁36に向かって下り傾斜する傾斜壁である。頂部底壁36は、頂部側壁35の下端部39から第2分離導電体29に向かって、第1主面3に平行に延びている。
【0043】
この実施形態では、突出部33は、第1主面3から頂部底壁36に向かって、一対の頂部側壁35の間の幅が広くなるテーパ状に形成されている。これにより、いずれもテーパ状の突出部33および本体部32は、それぞれの幅広部が互いに一体的に接続されている。各幅広部は、第1主面3に沿う方向において突出部33および本体部32の最も広い幅を有する部分である。
【0044】
図4を参照して、第2分離導電体29は、第1分離導電体28と分離トレンチ15の側壁19との間のスペースにおいて、分離トレンチ15の底部18から第1主面3の表層部まで埋め込まれた壁状に形成されている。図2を参照して、第2分離導電体29は、この実施形態では、平面視において環状(この実施形態では四角環状)である。より具体的には、第2分離導電体29は、平面視において円弧状に湾曲した角部(四隅)を有している。
【0045】
これにより、第2分離導電体29は、第1主面3に沿う横方向において、第2不純物領域7および埋め込み領域8と第1分離導電体28との間に挟まれている。埋め込み領域8は、分離トレンチ15の深さ方向中間部において外側絶縁膜24を介して第2分離導電体29に被覆されている。
【0046】
この実施形態では、第2分離導電体29は、断面視において互いに離れた一対の第2分離導電体29を含む。一対の第2分離導電体29は、第1分離導電体28に取り囲まれた平面視環状であり、相対的にトランジスタ領域11側に配置された内側第2分離導電体29Aと、第1分離導電体28を取り囲む平面視環状であり、内側第2分離導電体29Aの反対側に配置された外側第2分離導電体29Bとを含んでいてもよい。
【0047】
このように、一対の第2分離導電体29は、第1分離導電体28に対してトランジスタ領域11側およびその反対側の両側に張り出しており、分離トレンチ15の底部18の凸部22により下方から支持されている。一対の第2分離導電体29の下端部40は、第1不純物領域6の高濃度領域6aおよび低濃度領域6bのうち、高濃度領域6a内に配置されている。
【0048】
一対の第2分離導電体29は、第1分離導電体28を挟んで対向している。一対の第2分離導電体29は、互いに同じ第4厚さTを有するように、分離トレンチ15の底部18の幅方向中央の中心線Cに対して線対称に形成されている。第1主面3に沿う横方向における第2分離導電体29の第4厚さTは、たとえば、0.1μm以上2.0μm以下であってもよい。第4厚さTは、0.2μm以上1.0μm以下であることが好ましい。第2分離導電体29の第4厚さTは、第1分離導電体28の第3厚さTよりも小さくてもよいし、大きくてもよい。
【0049】
この実施形態では、一対の第2分離導電体29は、第1分離導電体28の下端部30に隣接する凸部22に下端部40を有し、第1分離導電体28の側壁34に沿って凸部22から第1主面3に向かって立ち上がっている。これにより、一対の第2分離導電体29は、第1分離導電体28を第1主面3に沿う横方向の内側および外側の両側から挟む壁状に形成されている。したがって、一対の第2分離導電体29は、第1分離導電体28の側壁34の下端部30から上端部31までの全体を内側および外側から保護するサイドウォールと称されてもよい。
【0050】
各第2分離導電体29は、内側絶縁膜25に接する内壁41と、内壁41の反対側の外壁42とを有している。第2分離導電体29の内壁41は、第1分離導電体28の側壁34に沿って延びる平坦もしくは略平坦な面を提供していてもよい。第2分離導電体29の外壁42は、分離トレンチ15の側壁19に沿って延びる平坦もしくは略平坦な面を提供していてもよい。
【0051】
各第2分離導電体29の頂部43は、傾斜壁44を有している。傾斜壁44は、第2分離導電体29の外壁42と内壁41とを接続している。傾斜壁44は、外壁42から内壁41に向かって下り傾斜している。この実施形態では、傾斜壁44は、各第2分離導電体29の周方向の全体にわたって連続して形成されている。したがって、各第2分離導電体29の平面視環状の頂部43には、第1分離導電体28側に向かって分離導電体17の頂部が窪むように、バンク状の傾斜壁44が形成されている。
【0052】
図5を参照して、各第2分離導電体29の傾斜壁44は、内側絶縁膜25を挟んで第1分離導電体28の頂部底壁36の第2端部38に隣り合う下端部45を有している。この実施形態では、各第2分離導電体29の頂部43は、内側絶縁膜25を挟んで第1分離導電体28の側壁34に対向する内壁41の上端から、直接的に屈曲する傾斜壁44を有している。傾斜壁44の下端部45は、傾斜壁44と内壁41との交差部である。たとえば、傾斜壁44の下端部45は、断面視において、下端部45から下側へ延び、第1分離導電体28の頂部底壁36に交差する傾斜延長線L(仮想線)を提供する位置に配置されていてもよい。
【0053】
図4を参照して、内側絶縁膜25は、第1分離導電体28と第2分離導電体29とを絶縁する膜であり、第1分離導電体28と第2分離導電体29との間に形成されている。内側絶縁膜25は、第1分離導電体28の側壁34を一様な第2厚さTで被覆している。
【0054】
第2厚さTは、後述する第1分離導電体28の第1電位Vおよび第2分離導電体29の第3電位V図3参照)に応じて適宜の大きさであってもよい。第2厚さTは、第1厚さTと同じであってもよいし、異なっていてもよい。第2厚さTは、たとえば、500Å以上10000Å以下であってもよい。第2厚さTは、2000Å以上5000Å以下であることが好ましい。
【0055】
内側絶縁膜25の底部18上の部分には、コンタクト開口9が形成されている。コンタクト開口9は、分離トレンチ15内に第1不純物領域6を露出させている。
【0056】
第2トレンチ構造14は、複数形成されている。複数の第2トレンチ構造14は、STI構造(shallow trench isolation structure)と称されてもよい。複数の第2トレンチ構造14は、外側絶縁膜24および内側絶縁膜25を被覆し、第1分離導電体28の頂面46(第1頂面)および第2分離導電体29の頂面47(第2頂面)を露出させるように互いに間隔を空けて形成されている。
【0057】
複数の第2トレンチ構造14は、埋め込み領域8から第1主面3側に間隔を空けて形成されている。つまり、複数の第2トレンチ構造14は、第2不純物領域7の厚さ範囲に形成されている。第2トレンチ構造14は、平面視において第1トレンチ構造13に沿って延びている。図2を参照して、この実施形態では、第2トレンチ構造14は、平面視において第1トレンチ構造13に沿って延びる環状(この実施形態では四角環状)に形成されている。
【0058】
図2および図5を参照して、第2トレンチ構造14は、内側トレンチ構造14Aと、外側トレンチ構造14Bとを含む。図2を参照して、内側トレンチ構造14Aは、分離トレンチ15の内部において第1分離導電体28と第2分離導電体29との境界48を横切り、平面視環状の境界48を被覆するように境界48に沿って環状に形成されている。外側トレンチ構造14Bは、分離トレンチ15の外部において第2分離導電体29から離れ、分離トレンチ15に沿って環状に形成されている。外側トレンチ構造14Bは、分離トレンチ15に取り囲まれたトレンチ構造と、分離トレンチ15を取り囲むトレンチ構造とを含んでいてもよい。
【0059】
図5を参照して、内側トレンチ構造14Aは、第2分離トレンチの一例としてのシャロートレンチ49および埋め込み絶縁体50を含む。
【0060】
シャロートレンチ49は、第1分離導電体28の頂部側壁35および頂部底壁36と、第2分離導電体29の傾斜壁44とにより区画されたスペースである。たとえば、頂部底壁36に対する頂部側壁35の第1傾斜角θと、頂部底壁36に対する傾斜壁44の第2傾斜角θとを比較すると、第2傾斜角θが大きい。したがって、シャロートレンチ49は、第1主面3に沿う底面51(頂部底壁36)と、底面51から分離トレンチ15の側壁19側およびその反対側にそれぞれ延び、傾斜度が互いに異なる第2側面53(傾斜壁44)および第1側面52(頂部側壁35)を有していてもよい。
【0061】
埋め込み絶縁体50は、シャロートレンチ49に埋め込まれている。埋め込み絶縁体50は、内側絶縁膜25と一体的に形成されている。埋め込み絶縁体50は、酸化シリコン等の酸化膜および窒化シリコン等の窒化膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。
【0062】
図5を参照して、外側トレンチ構造14Bは、シャロートレンチ54および埋め込み絶縁体55を含む。
【0063】
シャロートレンチ54は、第1主面3に沿う底面56と、底面56から分離トレンチ15の側壁19側およびその反対側にそれぞれ延び、傾斜度が互いに同じ第1側面57および第2側面58を有していてもよい。
【0064】
埋め込み絶縁体55は、シャロートレンチ54に埋め込まれている。埋め込み絶縁体55は、外側絶縁膜24と一体的に形成されている。埋め込み絶縁体55は、酸化シリコン等の酸化膜および窒化シリコン等の窒化膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。
【0065】
図4および図5を参照して半導体チップ2は、n型のシンカー領域59をさらに含む。シンカー領域59は、第2不純物領域7よりも高いn型不純物濃度を有している。たとえば、シンカー領域59のn型不純物濃度は、1×1017cm-3以上1×1022cm-3以下であってもよい。シンカー領域59は、第2不純物領域7における第2分離導電体29との界面近傍において、分離トレンチ15の側壁19に沿って形成されている。
【0066】
図3を参照して、半導体装置1Aは、トランジスタ領域11に形成された機能デバイスの一例としてのプレーナゲート型のMISFETセル70を含む。図2では、MISFETセル70の図示が省略されている。MISFETセル70は、ドレインソース電圧の大きさに応じて、HV(high voltage)-MISFETセル(たとえば100V以上1000V以下)、MV(middle voltage)-MISFETセル(たとえば30V以上100V以下)およびLV(low voltage)-MISFETセル(たとえば1V以上30V以下)のうちのいずれか一つの形態を採り得る。この実施形態では、MISFETセル70がHV-MISFETセルからなる例について説明するが、MISFETセル70の形態をHV-MISFETセルに限定する趣旨ではない。
【0067】
MISFETセル70は、断面視において、少なくとも1つ(この実施形態では1つ)のn型の第1ウェル領域71、少なくとも1つ(この実施形態では複数)のp型の第2ウェル領域72、少なくとも1つ(この実施形態では1つ)のn型のドレイン領域73、少なくとも1つ(この実施形態では複数)のn型のソース領域74、少なくとも1つ(この実施形態では複数)のp型のチャネル領域75、少なくとも1つ(この実施形態では複数)のp型のコンタクト領域76、および、少なくとも1つ(この実施形態では複数)のプレーナゲート構造77を含む。
【0068】
第1ウェル領域71は、トランジスタ領域11において第2不純物領域7の表層部に形成されている。第1ウェル領域71は、第2不純物領域7よりも高いn型不純物濃度を有している。複数の第2ウェル領域72は、トランジスタ領域11において第1ウェル領域71から間隔を空けて第2不純物領域7の表層部に形成されている。一方の第2ウェル領域72は第1ウェル領域71から第1方向Xの一方側に間隔を空けて形成され、他方の第2ウェル領域72は第1ウェル領域71から第1方向Xの他方側に間隔を空けて形成されている。
【0069】
ドレイン領域73は、第1ウェル領域71の周縁から内方に間隔を空けて第1ウェル領域71の表層部に形成されている。複数のソース領域74は、対応する第2ウェル領域72の周縁から内方に間隔を空けて対応する第2ウェル領域72の表層部にそれぞれ形成されている。複数のチャネル領域75は、対応する第2ウェル領域72の表層部において第2不純物領域7とソース領域74の間にそれぞれ形成される。複数のコンタクト領域76は、対応する第2ウェル領域72の周縁から内方に間隔を空けて対応する第2ウェル領域72の表層部にそれぞれ形成されている。複数のコンタクト領域76は、対応するソース領域74に隣り合っている。
【0070】
複数のプレーナゲート構造77は、対応するチャネル領域75を被覆するように第1主面3の上にそれぞれ形成され、対応するチャネル領域75のオンオフを制御する。複数のプレーナゲート構造77は、この実施形態では、第1ウェル領域71および対応するソース領域74に跨るようにそれぞれ形成されている。
【0071】
複数のプレーナゲート構造77は、第1主面3側からこの順に積層されたゲート絶縁膜78およびゲート電極79を含む。ゲート絶縁膜78は、酸化シリコン(SiO)を含んでいてもよいし、オルトケイ酸テトラエチル(TEOS)膜を含んでいてもよい。ゲート絶縁膜78は、半導体チップ2の酸化物からなる酸化シリコン膜を含むことが好ましい。ゲート電極79は、ポリシリコンを含むことが好ましい。ゲート電極79は、ポリシリコン内に形成されたn型領域およびp型領域のいずれか一方または双方を含んでいてもよい。
【0072】
図3を参照して、半導体装置1Aは、第1主面3に形成された複数の第3トレンチ構造80を含む。複数の第3トレンチ構造80は、STI構造と称してもよい。複数の第3トレンチ構造80は、この実施形態では、ドレイン領域73を他の領域から区画し、複数の第2ウェル領域72の外縁部を他の領域から区画するように互いに間隔を空けて形成されている。
【0073】
複数の第3トレンチ構造80は、この実施形態では、埋め込み領域8から第1主面3側に間隔を空けて形成されている。つまり、複数の第3トレンチ構造80は、第2不純物領域7の厚さ範囲に形成されている。
【0074】
各第3トレンチ構造80は、シャロートレンチ81および埋め込み絶縁体82を含む。シャロートレンチ81は、第1主面3から第2主面4に向けて掘り下がっている。埋め込み絶縁体82は、シャロートレンチ81に埋め込まれている。埋め込み絶縁体82は、酸化シリコンおよび窒化シリコンのうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。
【0075】
半導体チップ2の第1主面3には、層間絶縁層86が形成されている。層間絶縁層86は、この実施形態では、単層の絶縁層により形成されている。層間絶縁層86は、たとえば、酸化シリコン(SiO)を含んでいてもよい。層間絶縁層86には、ドレインコンタクト電極83、ソースコンタクト電極84、ゲートコンタクト電極85、第1コンタクト電極91、バックゲートコンタクト電極92および第2コンタクト電極93が埋め込まれている。ドレインコンタクト電極83、ソースコンタクト電極84、ゲートコンタクト電極85、第1コンタクト電極91、バックゲートコンタクト電極92および第2コンタクト電極93は、それぞれ、ドレインビア、ソースビア、ゲートビア、第1ビア、バックゲートビアおよび第2ビアと称されてもよい。ドレインコンタクト電極83、ソースコンタクト電極84、ゲートコンタクト電極85、第1コンタクト電極91、バックゲートコンタクト電極92および第2コンタクト電極93は、それぞれ、タングステン(W)により形成されていてもよい。
【0076】
トランジスタ領域11において、ドレイン領域73にはドレインコンタクト電極83を介してドレイン電位Vが付与される。ドレイン電位Vは、トランジスタ領域11における正のデバイス電位である。ソース領域74にはソースコンタクト電極84を介してドレイン電位V未満のソース電位Vが付与される。ゲート電極79にはゲートコンタクト電極85を介してゲート電位Vが付与される。
【0077】
第1分離導電体28には、第1コンタクト電極91を介して第1電位Vが付与される。第1分離導電体28に付与された第1電位Vは、第1分離導電体28を介して高濃度領域6aに付与される。これにより、高濃度領域6aが第1分離導電体28と同電位に固定される。第1電位Vは、ドレイン電位V以下(好ましくはドレイン電位V未満)の電位であることが好ましい。つまり、第1電位Vは、最大のデバイス電位未満であることが好ましい。第1電位Vは、回路動作の基準となる基準電位、または、グランド電位であってもよい。第1電位Vは、グランド電位であることが好ましい。
【0078】
半導体チップ2内において第1トレンチ構造13とトランジスタ領域11との間に形成されたバックゲートコンタクト領域90には、バックゲートコンタクト電極92を介して第2電位Vが付与される。第2電位Vは、ドレイン電位V以下(好ましくはドレイン電位V未満)の電位であることが好ましい。第2電位Vは、最大のデバイス電位未満であることが好ましい。第2電位Vは、第1電位V以上(V≦V)であってよい。第2電位Vは、第1電位Vを超えていてもよい(V<V)。第2電位Vは、基準電位またはグランド電位であってもよい。
【0079】
第2分離導電体29には、第2コンタクト電極93を介して第3電位Vが付与される。第3電位Vは、第1電位Vと第2電位Vとの間の中間電位(V<V<V)であることが好ましい。第3電位Vが、第1電位Vと第2電位Vとの間の中間電位であれば、第2電位Vから第1電位Vに向かって段階的に電圧が低くなるので、第1主面3に沿う横方向において電界を段階的に緩和することができる。
【0080】
図2を参照して、第1コンタクト電極91および第2コンタクト電極93は、互いに近接したパターンで配置されていてもよい。たとえば、平面視において、分離トレンチ15は、複数の第1コンタクト電極91が集約して配置された第1領域94と、分離トレンチ15の長手方向(この実施形態では、周方向)において第1領域94から離れた第2領域95とを含む。第1コンタクト電極91および第2コンタクト電極93は、第1領域94および第2領域95の両方に配置されており、各領域94,95において、分離トレンチ15の幅方向において隣接している。
【0081】
この実施形態では、複数の第1コンタクト電極91が、第1領域94および第2領域95のそれぞれにおいて、分離トレンチ15の長手方向に沿って間隔を空けて配列されている。また、複数の第2コンタクト電極93が、第1領域94および第2領域95のそれぞれにおいて、分離トレンチ15の長手方向に沿って間隔を空けて配列されている。
【0082】
図5を参照して、第1コンタクト電極91は、層間絶縁層86を貫通して、第1分離導電体28の頂部60に接続されている。この実施形態では、第1コンタクト電極91は、突出部33の頂面46に接続されている。第1コンタクト電極91は、第1主面3に沿う横方向において、第1電極幅WE1を有している。第1電極幅WE1は、たとえば、0.1μm以上1μm以下であってもよい。
【0083】
図5を参照して、第2コンタクト電極93は、層間絶縁層86および埋め込み絶縁体50の一部を貫通して、第2分離導電体29の頂部43に接続されている。この実施形態では、第2コンタクト電極93は、第2分離導電体29の傾斜壁44に接続されている。第2コンタクト電極93は、傾斜壁44を介して第2分離導電体29の頂部43に埋め込まれた埋め込み部96(この実施形態では、下端部97)を有していてもよい。第2分離導電体29の頂部43に選択的に窪んだ凹部98が形成され、この凹部98に、第2分離導電体29の埋め込み部96が配置されていてもよい。
【0084】
第2コンタクト電極93は、第1主面3に沿う横方向において、第2電極幅WE2を有している。第2電極幅WE2は、第1電極幅WE1よりも広く、たとえば、0.1μm以上1μm以下であってもよい。
【0085】
図6A図6Lは、図4に対応する図であって、本開示の第1実施形態に係る半導体装置1Aの製造工程の一部を示す図である。
【0086】
図6Aを参照して、半導体装置1Aを製造するには、半導体チップ2のベースになる半導体ウエハ100が用意される。半導体ウエハ100は、第1主面3に相当する第1ウエハ主面101と、第2主面4に相当する第2ウエハ主面102とを有している。図6Aの拡大図では第2ウエハ主面102のアウトラインが示されていないが、説明の便宜上、最も第2ウエハ主面102に近い半導体ウエハ100の位置を第2ウエハ主面102として示している。
【0087】
半導体ウエハ100は、第1不純物領域6、第2不純物領域7および埋め込み領域8を含む。第1不純物領域6は、高濃度領域6aおよび低濃度領域6bを含む。高濃度領域6aはp型の半導体基板からなる。低濃度領域6bは、エピタキシャル成長法によって、半導体基板の上に積層されたp型のエピタキシャル層からなる。
【0088】
次に、半導体ウエハ100の第1ウエハ主面101の全面に、マスク103が形成される。マスク103は、たとえば、酸化シリコン(SiO)からなるハードマスクであってもよい。マスク103は、たとえば、熱酸化法やCVD法により形成される。
【0089】
次に、図6Bを参照して、マスク103上に、レジスト104が形成される。レジスト104は、分離トレンチ15に相当する形状の開口105を有している。開口105を介してマスク103を選択的にエッチングすることにより、開口105がマスク103を貫通して第1ウエハ主面101に到達する。
【0090】
次に、図6Cを参照して、マスク103の開口105を介して半導体ウエハ100が選択的にエッチングされる。これにより、第1ウエハ主面101にトランジスタ領域11(デバイス領域10)を区画するように環状の第1トレンチ106が形成される。第1トレンチ106は、第2不純物領域7および埋め込み領域8を貫通し、低濃度領域6bを露出させている。第1トレンチ106は、断面視において、底部18から第1ウエハ主面101に向かって幅が大きくなるテーパ状に形成されている。エッチング法は、ドライエッチング法および/またはウエットエッチング法であってもよい。
【0091】
第1トレンチ106は、分離トレンチ15のベースとなる形状であり、側壁19および底部18を有している。底部18には、この段階では凹凸面23が形成されておらず、平坦面が形成されている。
【0092】
次に、図6Dを参照して、第1トレンチ106の内壁にn型不純物が注入される。n型不純物は、第1ウエハ主面101に対して一定の角度をつけた斜め方向に注入される。これにより、第2不純物領域7よりも高濃度なシンカー領域59が形成される。シンカー領域59は、第1ウエハ主面101にマスク103を残したまま形成される。これにより、第1ウエハ主面101の表層部の全体がシンカー領域59と同等な濃度を有するn型不純物領域に変質することを防止できる。
【0093】
次に、図6Eを参照して、第1トレンチ106の内壁および第1ウエハ主面101に外側絶縁膜24が形成される。外側絶縁膜24は、たとえば、熱酸化法やCVD法により形成される。外側絶縁膜24は、第1トレンチ106を埋め戻す膜ではなく、第1トレンチ106の内壁および第1ウエハ主面101に沿って一体的な層状に形成される。これにより、第1トレンチ106内には、外側絶縁膜24により区画された空間であるリセス107が形成される。
【0094】
次に、図6Fを参照して、第2分離導電体29のベースとなる第1導電材料108が、第1ウエハ主面101に堆積される。この実施形態では、第1導電材料108は、p型(第1導電型)不純物が添加されたドープトポリシリコンを含む。第1導電材料108は、第1トレンチ106内にリセス107を残すように、リセス107内の外側絶縁膜24上に層状に形成される。第1導電材料108は、CVD法によって堆積してもよい。
【0095】
次に、図6Gを参照して、第1導電材料108の不要な部分および外側絶縁膜24の不要な部分が除去される。この実施形態では、第1トレンチ106の底部18上の第1導電材料108の部分および第1トレンチ106の底部18上の外側絶縁膜24の部分が選択的なエッチングにより除去される。これにより、第1トレンチ106の側壁19に残った第1導電材料108からなる第2分離導電体29(外側分離導電体)が形成される。また、外側絶縁膜24の除去により、コンタクト開口9が形成される。
【0096】
この際、第1不純物領域6と第1分離導電体28とのコンタクトの確保のため、外側絶縁膜24が底部18上に残らないように留意する。そのため、コンタクト開口9の形成時のエッチング時間が長くされ、第1トレンチ106の底部18の中央部が選択的にオーバーエッチングされる。これにより、底部18に凹部21が形成され、底部18が凹凸面23となる。また、第1トレンチ106内には、第2分離導電体29により区画された第2トレンチ109が形成される。第2トレンチ109は、リセス107により形成されている。
【0097】
さらにこの工程では、第1ウエハ主面101の表層部において、第1ウエハ主面101上の第1導電材料108がエッチングされた後、続いて、第1トレンチ106の側壁19上の第1導電材料108の上部が選択的にエッチングされる。これにより、第2分離導電体29の頂部43に傾斜壁44が形成される。
【0098】
次に、図6Hを参照して、第2トレンチ109の内壁に内側絶縁膜25が形成される。内側絶縁膜25は、たとえば、第2トレンチ109の内壁として露出する第1不純物領域6および第2分離導電体29の熱酸化により形成されてもよい。
【0099】
次に、図6Iを参照して、第1分離導電体28のベースとなる第2導電材料110が、第1ウエハ主面101に堆積される。この実施形態では、第2導電材料110は、p型(第1導電型)不純物が添加されたドープトポリシリコンを含む。第2導電材料110の堆積は、第2トレンチ109の内側絶縁膜25の内側スペースが埋め尽くされるまで続けられる。第2導電材料110は、CVD法によって堆積してもよい。
【0100】
次に、図6Jを参照して、堆積した第2導電材料110の不要な部分が除去される。この工程は、研削法によって第1ウエハ主面101上の外側絶縁膜24が露出するまで、第2導電材料110を除去する工程を含む。研削法は、CMP(chemical mechanical polishing)法であってもよい。これにより、第2トレンチ109内に残存する第2導電材料110によって、第1分離導電体28が形成される。これにより、第1トレンチ構造13が形成される。むろん、この工程において、研削法に代えて、エッチング法(ウエットエッチング法および/またはドライエッチング法)が採用されてもよいし、研削法とエッチング法が組み合わされてもよい。第1分離導電体28の形成後、第1ウエハ主面101上に残存する外側絶縁膜24は除去される。
【0101】
次に、図6Kを参照して、シャロートレンチ49およびシャロートレンチ54が形成され、シャロートレンチ49およびシャロートレンチ54にそれぞれ、埋め込み絶縁体50および埋め込み絶縁体55が埋め込まれる。第1分離導電体28の突出部33は、シャロートレンチ49の形成時のエッチングにより第1分離導電体28の頂部が部分的に除去されることにより形成される。
【0102】
一方、第2分離導電体29の頂部43は、図6Jに示すように内側絶縁膜25に被覆されているので、エッチングガス(またはエッチング液)との接触が防止される。これにより、シャロートレンチ49の形成時に第2分離導電体29の頂部43が保護され、傾斜壁44の形状が維持される。その結果、シャロートレンチ49の断面形状が非対称となる(図5参照)。具体的には、第1傾斜角θに比べて第2傾斜角θが大きくなるように、シャロートレンチ49の第1側面52および第2側面53が形成される。
【0103】
次に、半導体ウエハ100の第1ウエハ主面101に、MISFETセル70等の機能デバイスが形成される。次に、第1ウエハ主面101に層間絶縁層86が形成され、層間絶縁層86に第1コンタクト電極91および第2コンタクト電極93等のビア電極が形成される。その後、半導体装置1Aに必要な要素の形成工程を経て、半導体ウエハ100が複数の半導体装置1Aに分割される。これにより、半導体装置1Aのチップが得られる。
【0104】
以上のように、半導体装置1Aによれば、第1トレンチ構造13の分離導電体17が、第1分離導電体28に加えて第2分離導電体29を有している。第2分離導電体29は、第1主面3に沿う横方向において、埋め込み領域8と第1分離導電体28との間に挟まれている。
【0105】
第2分離導電体29で被覆された埋め込み領域8は、p型の第1不純物領域6と低濃度のn型の第2不純物領域7との間に挟まれており、分離トレンチ15の底部18よりも電界が集中しやすい。これは、p型の第1不純物領域6に接続され、第1主面3の法線方向に延びる第1分離導電体28(第1不純物領域6と同電位)と、第1主面3に沿って形成され、第1分離導電体28に交差するn型の第2不純物領域7および埋め込み領域8との境界部で等電位線が断面視L字型に折れ曲がるためである。そして、この等電位線のL字型部分のコーナ部に電界が集中しやすい。そのため、分離トレンチ15の側壁19において、埋め込み領域8と分離導電体17との間の部分に電界集中が生じると、半導体装置1Aの耐圧が低下するおそれがある。
【0106】
そこで、埋め込み領域8を被覆する第2分離導電体29を設けることにより、電界集中が生じても少なくとも内側絶縁膜25が破壊することを防止することができる。これにより、半導体チップ2の第1主面3に沿う横方向における耐圧を向上することができる。
【0107】
また、第2分離導電体29は、分離トレンチ15の底部18から頂部20まで形成され、頂部20を被覆している。分離トレンチ15の頂部20には第1主面3と側壁19とが交わる角部が存在するので、電界が集中しやすい。この頂部20も第2分離導電体29で被覆されているので、分離トレンチ15の頂部20における分離絶縁膜16の耐圧を向上することもできる。
【0108】
図7は、本開示の第2実施形態に係る半導体装置1Bの要部を拡大した断面図である。以下では、図4で述べた構造に対応する構造については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【0109】
半導体装置1Bでは、層間絶縁層86は、複数の層間絶縁層の積層構造からなる多層膜であってもよい。この実施形態では、層間絶縁層86は、第1層間絶縁層87と、第1層間絶縁層87上の第2層間絶縁層88と、第2層間絶縁層88上の第3層間絶縁層89とを含む。
【0110】
第1層間絶縁層87上には、第1配線層61が形成されている。第1配線層61は、たとえばアルミニウム(Al)を含む金属により形成されている。第1配線層61は、第2層間絶縁層88に被覆されている。第1配線層61は、複数の独立した配線に分離されている。この実施形態では、第1配線層61は、第1コンタクト下層配線62と、バックゲート下層配線63とを含む。
【0111】
第2層間絶縁層88上には、第2配線層64が形成されている。第2配線層64は、たとえばアルミニウム(Al)を含む金属により形成されている。第2配線層64は、第3層間絶縁層89に被覆されている。第2配線層64は、複数の独立した配線に分離されている。この実施形態では、第2配線層64は、第1コンタクト上層配線65と、バックゲート上層配線66と、第2コンタクト配線67とを含む。
【0112】
第1コンタクト電極91は、第1コンタクト下層配線62を挟んで、第1層間絶縁層87に埋め込まれた下側ビア電極911と、第2層間絶縁層88に埋め込まれた上側ビア電極912とに分離されている。下側ビア電極911は、第1コンタクト下層配線62と第1分離導電体28とを接続している。上側ビア電極912は、第1コンタクト上層配線65と第1コンタクト下層配線62とを接続している。
【0113】
バックゲートコンタクト電極92は、バックゲート下層配線63を挟んで、第1層間絶縁層87に埋め込まれた下側ビア電極921と、第2層間絶縁層88に埋め込まれた上側ビア電極922とに分離されている。下側ビア電極921は、バックゲート下層配線63とバックゲートコンタクト領域90とを接続している。上側ビア電極922は、バックゲート上層配線66とバックゲート下層配線63とを接続している。
【0114】
第2コンタクト電極93は、第2層間絶縁層88および第1層間絶縁層87を連続して貫通して埋め込まれている。第2コンタクト電極93は、第1層間絶縁層87と第2層間絶縁層88との境界部で分断されず、第1層間絶縁層87に埋め込まれた部分および第2層間絶縁層88に埋め込まれた部分の一体構造である。したがって、第2コンタクト電極93は、第1コンタクト電極91の下側ビア電極911および上側ビア電極912よりも長いロングビア電極と称されてもよい。
【0115】
以上のように、この半導体装置1Bによれば、第1トレンチ構造13の分離導電体17が、第1分離導電体28に加えて第2分離導電体29を有している。そのため、半導体装置1Aと同様に、半導体チップ2の第1主面3に沿う横方向における耐圧を向上することができる。
【0116】
本開示の実施形態について説明したが、本開示は他の形態で実施することもできる。
【0117】
たとえば、図8および図9を参照して、第1コンタクト電極91および第2コンタクト電極93は、分離トレンチ15の周方向において同一箇所に配置されている必要はない。たとえば、複数の第1コンタクト電極91が第1領域94に集約されて配置されており、第2コンタクト電極93は第1領域94に配置されていなくてもよい。一方、複数の第2コンタクト電極93が第2領域95に集約されて配置されており、第1コンタクト電極91は第2領域95に配置されていなくてもよい。
【0118】
また、図8および図9を参照して、第2コンタクト電極93は、一対の第2分離導電体29の両方に接続されている必要はなく、いずれか一方の第2分離導電体29に選択的に接続されていてもよい。たとえば、一対の第2分離導電体29A,29Bのうち、相対的にトランジスタ領域11側に配置された内側第2分離導電体29Aに選択的に第2コンタクト電極93を接続することが好ましい。これにより、第2電位Vから第1電位Vに向かって段階的に電圧を低くでき、第1主面3に沿う横方向において電界を段階的に緩和できる効果を得ることができる。
【0119】
たとえば、前述の実施形態では、半導体チップ2における電界集中部の一例として埋め込み領域8を示したが、第2分離導電体29の被覆による耐圧向上の対象は、埋め込み領域8に限らない。たとえば、分離トレンチ15の頂部20であってもよい。
【0120】
たとえば、素子分離部12が、1つのトランジスタ領域11を環状に取り囲んで、他のデバイス領域10から分離するものとして説明したが、隣り合う2つのトランジスタ領域11の境界を区画するものであってもよい。
【0121】
たとえば、半導体装置1A,1Bの各半導体部分の導電型を反転した構成が採用されてもよい。たとえば、半導体装置1A,1Bにおいて、p型(第1導電型)の部分がn型であり、n型(第2導電型)の部分がp型であってもよい。
【0122】
以上、本開示の実施形態は、すべての点において例示であり限定的に解釈されるべきではなく、すべての点において変更が含まれることが意図される。
【0123】
この明細書および図面の記載から以下に付記する特徴が抽出され得る。
【0124】
[付記1-1]
第1主面(3)およびその反対側の第2主面(4)を有する半導体チップ(2)と、
前記半導体チップ(2)の前記第1主面(3)側に形成され、デバイス領域(10,11)を区画する素子分離部(12)とを含み、
前記素子分離部(12)は、前記半導体チップ(2)の前記第1主面(3)側に形成された分離トレンチ(15)と、
前記分離トレンチ(15)の内壁(19,18)に形成された分離絶縁膜(16)と、
前記分離絶縁膜(16)を介して前記分離トレンチ(15)に埋め込まれた分離導電体(17)とを含み、
前記分離導電体(17)は、前記分離トレンチ(15)の中央部に形成された第1分離導電体(28)と、前記分離絶縁膜(16)の一部である内側絶縁膜(25)を挟んで前記第1分離導電体(28)の側方に形成された第2分離導電体(29)とを含み、
前記第2分離導電体(29)は、前記内側絶縁膜(25)に接する内壁(41)と前記内壁(41)の反対側の外壁(42)とを有し、
前記第2分離導電体(29)の頂部(43)は、前記外壁(42)から前記内壁(41)とを接続し、前記外壁(42)から前記内壁(41)に向かって下り傾斜した傾斜壁(44)を有している、半導体装置(1A,1B)。
【0125】
この構成によれば、分離導電体(17)は、第1分離導電体(28)に加えて第2分離導電体(29)を有している。これにより、第1主面(3)に沿う横方向において電界が集中しても、少なくとも内側絶縁膜(25)が破壊することを防止することができる。これにより、半導体チップ(2)の第1主面(3)に沿う横方向における耐圧を向上することができる。
【0126】
[付記1-2]
前記半導体チップ(2)の前記第1主面(3)の表層部において、前記第1主面(3)に沿って前記第1分離導電体(28)と前記第2分離導電体(29)との境界を横切って形成された第2分離トレンチ(49)と、
前記第2分離トレンチ(49)に埋め込まれた埋め込み絶縁体(50)とをさらに含み、
前記第1分離導電体(28)は、前記第1主面(3)に沿う方向において前記第2分離導電体(29)の前記傾斜壁(44)に対向する頂部側壁(35)と、前記頂部側壁(35)の下端部(39)から前記第2分離導電体(29)に向かって延びる頂部底壁(36)とを含む、付記1-1に記載の半導体装置(1A,1B)。
【0127】
[付記1-3]
前記第2分離導電体(29)の前記傾斜壁(44)は、前記内側絶縁膜(25)を挟んで前記第1分離導電体(28)の前記頂部底壁(36)の端部(38)に隣り合う下端部(45)を有している、付記1-2に記載の半導体装置(1A,1B)。
【0128】
[付記1-4]
前記分離導電体(17)は、断面視において互いに離れた一対の前記第2分離導電体(29A,29B)を含み、
前記一対の第2分離導電体(29A,29B)は、前記第1主面(3)に沿う横方向において前記第1分離導電体(28)を挟み、それぞれが前記第1分離導電体(28)の下端部(30)から頂部(60)までを被覆する一対のサイドウォール(29A,29B)である、付記1-1~付記1-3のいずれか一項に記載の半導体装置(1A,1B)。
【0129】
[付記1-5]
前記分離トレンチ(15)の底部(18)は、前記中央部に凹部(21)を有し、前記中央部に隣接する両側部分に一対の凸部(22)を有する凹凸面(23)を提供しており、
前記第1分離導電体(28)の前記下端部(30)が前記凹部(21)に埋め込まれ、
前記一対のサイドウォール(29A,29B)は、前記一対の凸部(22)に支持されている、付記1-4に記載の半導体装置(1A,1B)。
【0130】
[付記1-6]
前記凸部(22)の上面から前記凹部(21)の底面までの深さ(D)は、前記分離トレンチ(15)の幅(W)の1/10以下である、付記1-5に記載の半導体装置(1A,1B)。
【0131】
[付記1-7]
前記半導体チップ(2)の前記第1主面(3)上に形成された層間絶縁層(86)と、
前記層間絶縁層(86)に埋め込まれ、前記第1分離導電体(28)の頂部(60)に接続された第1ビア電極(91)と、
前記層間絶縁層(86)に埋め込まれ、前記第2分離導電体(29)の頂部(43)に接続された第2ビア電極(93)とを含み、
前記第2ビア電極(93)の第2幅(WE2)は、前記第1ビア電極(91)の第1幅(WE1)よりも広い、付記1-1~付記1-6のいずれか一項に記載の半導体装置(1A,1B)。
【0132】
[付記1-8]
層間絶縁層(86)は、第1層間絶縁層(87)と、前記第1層間絶縁層(87)上の第2層間絶縁層(88)とを含み、
前記第1層間絶縁層(87)と前記第2層間絶縁層(88)との間に形成された第1配線層(61,62)をさらに含み、
前記第1ビア電極(91)は、前記第1配線層(61,62)を挟んで、前記第1層間絶縁層(87)に埋め込まれた下側ビア電極(911)と、前記第2層間絶縁層(88)に埋め込まれた上側ビア電極(912)とに分離されており、
前記第2ビア電極(93)は、前記第2層間絶縁層(88)および前記第1層間絶縁層(87)を貫通して埋め込まれ、前記下側ビア電極(911)および前記上側ビア電極(912)よりも長いロングビア電極(93)を含む、付記1-7に記載の半導体装置(1B)。
【0133】
[付記1-9]
平面視において、前記分離トレンチ(15)は、複数の前記第1ビア電極(91)が選択的に配置された第1領域(94)と、前記分離トレンチ(15)の長手方向において前記第1領域(94)から離れており、複数の前記第2ビア電極(93)が選択的に配置された第2領域(95)とを含む、付記1-7または付記1-8に記載の半導体装置(1A,1B)。
【0134】
[付記1-10]
前記第2分離導電体(29)は、前記第1分離導電体(28)の第1電位(V)と前記デバイス領域(10,11)の第2電位(V)との間の大きさの第3電位(V)に固定されている、付記1-1~付記1-9のいずれか一項に記載の半導体装置(1A,1B)。
【0135】
[付記1-11]
前記半導体チップ(2)は、前記第2主面(4)側に形成された第1導電型の第1不純物領域(6)と、前記第1主面(3)側に形成された第2導電型の第2不純物領域(7)と、前記第1不純物領域(6)と前記第2不純物領域(7)との間に埋め込まれた第2導電型の埋め込み領域(8)とを含み、
前記分離トレンチ(15)は、前記第1主面(3)から前記第2不純物領域(7)および前記埋め込み領域(8)を貫通して前記第1不純物領域(6)に底部(18)を有し、
前記第2分離導電体(29)は、前記第1主面(3)に沿う横方向において、前記第2不純物領域(7)および前記埋め込み領域(8)と前記第1分離導電体(28)との間に挟まれている、付記1-1~付記1-10のいずれか一項に記載の半導体装置(1A,1B)。
【0136】
[付記1-12]
前記半導体チップ(2)は、前記第2不純物領域(7)における前記分離トレンチ(15)の側壁に沿って形成され、前記第2不純物領域(7)よりも高濃度な第2導電型のシンカー領域(59)をさらに含む、付記1-11に記載の半導体装置(1A,1B)。
【0137】
[付記1-13]
前記第1不純物領域(6)は、第1導電型の基板(6a)と、前記基板(6a)よりも低濃度な第1導電型のエピタキシャル層(6b)とを含み、
前記第2分離導電体(29)の下端部(40)が前記基板(6a)内に配置されている、付記1-11または付記1-12に記載の半導体装置(1A,1B)。
【0138】
[付記1-14]
前記内側絶縁膜(25)は、前記分離トレンチ(15)の底部(18)に開口(9)を有し、
前記第1分離導電体(28)は、前記開口(9)を介して前記第1不純物領域(6)に電気的に接続されている、付記1-11~付記1-13のいずれか一項に記載の半導体装置(1A,1B)。
【0139】
[付記1-15]
第1主面(101)およびその反対側の第2主面(102)を有する半導体ウエハ(100)の前記第1主面(101)にデバイス領域(10,11)を区画するように環状の第1トレンチ(106)を形成する工程と、
前記第1トレンチ(106)の内壁(19,18)に外側絶縁膜(24)を形成し、前記第1トレンチ(106)内に前記外側絶縁膜(24)により区画されたリセス(107)を形成する工程と、
前記第1トレンチ(106)内に前記リセス(107)を残すように、前記リセス(107)内の前記外側絶縁膜(24)上に第1導電体層(108)を形成する工程と、
前記第1トレンチ(106)の底壁(18)上の前記第1導電体層(108)の部分および前記第1トレンチ(106)の底壁(18)上の前記外側絶縁膜(24)の部分を選択的にエッチングすることにより、前記第1トレンチ(106)の側壁(19)に残った前記第1導電体層(108)からなる外側分離導電体(29)を形成し、かつ前記外側分離導電体(29)により区画された第2トレンチ(109)を形成する工程と、
前記第2トレンチ(109)の内壁(21,41,43)の前記外側分離導電体(29)の部分および前記半導体ウエハ(100)部分に、内側絶縁膜(25)を形成する工程と、
前記第2トレンチ(109)に導電材料(110)を埋め込むことにより内側分離導電体(28)を形成する工程とを含む、半導体装置(1A,1B)の製造方法。
【0140】
この方法により、半導体チップ(2)の第1主面(3)に沿う横方向における耐圧を向上できる半導体装置(1A,1B)を提供することができる。
【0141】
[付記1-16]
前記半導体ウエハ(100)は、前記第2主面(102)側に形成された第1導電型の第1不純物領域(6)と、前記第1主面(101)側に形成された第2導電型の第2不純物領域(7)と、前記第1不純物領域(6)と前記第2不純物領域(7)との間に埋め込まれた第2導電型の埋め込み領域(8)とを含み、
前記第1トレンチ(106)は、前記第1主面(101)から前記第2不純物領域(7)および前記埋め込み領域(8)を貫通して前記第1不純物領域(6)に底部(18)が達するように形成される、付記1-15に記載の半導体装置(1A,1B)の製造方法。
【0142】
[付記1-17]
前記第1導電体層(108)は、前記第1トレンチ(106)の内壁(19,18)および前記半導体ウエハ(100)の前記第1主面(101)を一体的に被覆するように形成され、
前記第2トレンチ(109)を形成する工程において、前記第1主面(101)上の前記第1導電体層(108)の部分のエッチングに続いて、前記第1トレンチ(106)の内壁(19)上の前記第1導電体層(108)の上部が選択的にエッチングされることにより、前記外側分離導電体(29)の頂部(43)に、前記外側分離導電体(29)の外壁(42)から内壁(41)とを接続し、前記外壁(42)から前記内壁(41)に向かって下り傾斜した傾斜壁(44)が形成される、付記1-15または付記1-16に記載の半導体装置(1A,1B)の製造方法。
【符号の説明】
【0143】
1A :半導体装置
1B :半導体装置
2 :半導体チップ
3 :第1主面
4 :第2主面
5A :第1側面
5B :第2側面
5C :第3側面
5D :第4側面
6 :第1不純物領域
6a :高濃度領域
6b :低濃度領域
7 :第2不純物領域
8 :埋め込み領域
9 :コンタクト開口
10 :デバイス領域
11 :トランジスタ領域
12 :素子分離部
13 :第1トレンチ構造
14 :第2トレンチ構造
14A :内側トレンチ構造
14B :外側トレンチ構造
15 :分離トレンチ
16 :分離絶縁膜
17 :分離導電体
18 :底部
19 :側壁
20 :頂部
21 :凹部
22 :凸部
23 :凹凸面
24 :外側絶縁膜
25 :内側絶縁膜
26 :角部
27 :厚膜部
28 :第1分離導電体
29 :第2分離導電体
29A :第2分離導電体
29B :第2分離導電体
30 :下端部
31 :上端部
32 :本体部
33 :突出部
34 :側壁
35 :頂部側壁
36 :頂部底壁
37 :第1端部
38 :第2端部
39 :下端部
40 :下端部
41 :内壁
42 :外壁
43 :頂部
44 :傾斜壁
45 :下端部
46 :頂面
47 :頂面
48 :境界
49 :シャロートレンチ
50 :埋め込み絶縁体
51 :底面
52 :第1側面
53 :第2側面
54 :シャロートレンチ
55 :埋め込み絶縁体
56 :底面
57 :第1側面
58 :第2側面
59 :シンカー領域
60 :頂部
61 :第1配線層
62 :第1コンタクト下層配線
63 :バックゲート下層配線
64 :第2配線層
65 :第1コンタクト上層配線
66 :バックゲート上層配線
67 :第2コンタクト配線
70 :セル
71 :第1ウェル領域
72 :第2ウェル領域
73 :ドレイン領域
74 :ソース領域
75 :チャネル領域
76 :コンタクト領域
77 :プレーナゲート構造
78 :ゲート絶縁膜
79 :ゲート電極
80 :第3トレンチ構造
81 :シャロートレンチ
82 :埋め込み絶縁体
83 :ドレインコンタクト電極
84 :ソースコンタクト電極
85 :ゲートコンタクト電極
86 :層間絶縁層
87 :第1層間絶縁層
88 :第2層間絶縁層
89 :第3層間絶縁層
90 :バックゲートコンタクト領域
91 :第1コンタクト電極
92 :バックゲートコンタクト電極
93 :第2コンタクト電極
94 :第1領域
95 :第2領域
96 :埋め込み部
97 :下端部
98 :凹部
100 :半導体ウエハ
101 :第1ウエハ主面
102 :第2ウエハ主面
103 :マスク
104 :レジスト
105 :開口
106 :第1トレンチ
107 :リセス
108 :第1導電材料
109 :第2トレンチ
110 :第2導電材料
911 :下側ビア電極
912 :上側ビア電極
921 :下側ビア電極
922 :上側ビア電極
C :中心線
:深さ
L :傾斜延長線
:第1厚さ
:第2厚さ
:第3厚さ
:第4厚さ
:第1電位
:第2電位
:第3電位
:ドレイン電位
:ゲート電位
:ソース電位
:第1幅
E1 :第1電極幅
E2 :第2電極幅
θ :第1傾斜角
θ :第2傾斜角
図1
図2
図3
図4
図5
図6A
図6B
図6C
図6D
図6E
図6F
図6G
図6H
図6I
図6J
図6K
図6L
図7
図8
図9