特開 2024-30592 半導体装置及びその製造方法

(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】P2024030592

(43)【公開日】2024-03-07

(54)【発明の名称】半導体装置及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 29/78 20060101AFI20240229BHJP

   H01L 29/12 20060101ALI20240229BHJP

   H01L 21/336 20060101ALI20240229BHJP

   H01L 29/739 20060101ALI20240229BHJP

   H01L 29/861 20060101ALI20240229BHJP

   H01L 21/329 20060101ALI20240229BHJP

【ＦＩ】

H01L29/78 652M

H01L29/78 653C

H01L29/78 652K

H01L29/78 652T

H01L29/78 658G

H01L29/78 658F

H01L29/78 655A

H01L29/91 C

H01L29/91 A

H01L29/91 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022133568

(22)【出願日】2022-08-24

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】520124752

【氏名又は名称】株式会社ミライズテクノロジーズ

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】立花 文人

(57)【要約】

【課題】 層間絶縁膜がトレンチ内部に位置する半導体装置において、半導体基板の上面と層間絶縁膜の上面を覆う金属膜の被覆性を向上する技術を提案する。
【解決手段】 半導体装置は、半導体基板と、半導体基板の上面に設けられたトレンチと、トレンチの内面を覆うゲート絶縁膜と、トレンチの内部に設けられており、ゲート絶縁膜によって半導体基板から絶縁されているゲート電極と、トレンチの内部に設けられており、ゲート電極の上面を覆う層間絶縁膜と、金属膜、を備えている。半導体基板が、半導体基板の上面よりも下側に位置しており、半導体基板の上面とトレンチの側面とを接続する接続面を備えている。ゲート絶縁膜の上面が、接続面よりも下側に位置しており、層間絶縁膜の上面が、ゲート絶縁膜の上面よりも下側に位置しており、金属膜が、半導体基板の上面、接続面、ゲート絶縁膜の上面、及び層間絶縁膜の上面を覆っている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体基板（１２）と、
前記半導体基板の上面（１２ａ）に設けられたトレンチ（２２）と、
前記トレンチの内面を覆うゲート絶縁膜（２４）と、
前記トレンチの内部に設けられており、前記ゲート絶縁膜によって前記半導体基板から絶縁されているゲート電極（２６）と、
前記トレンチの内部に設けられており、前記ゲート電極の上面を覆う層間絶縁膜（２８）と、
金属膜（５２）、
を備えており、
前記半導体基板が、前記半導体基板の前記上面よりも下側に位置しているとともに前記半導体基板の前記上面と前記トレンチの側面とを接続する接続面（４０）を備えており、
前記ゲート絶縁膜の上面（２４ａ）が、前記接続面よりも下側に位置しており、
前記層間絶縁膜の上面（２８ａ）が、前記ゲート絶縁膜の前記上面よりも下側に位置しており、
前記金属膜が、前記半導体基板の前記上面、前記接続面、前記ゲート絶縁膜の前記上面、及び前記層間絶縁膜の前記上面を覆っている、
半導体装置（１０）。

【請求項2】

前記接続面、前記ゲート絶縁膜の前記上面、及び前記層間絶縁膜の前記上面は、前記トレンチの中心側に向かうにつれて下側に変位するように傾斜している、請求項１に記載の半導体装置。

【請求項3】

前記接続面と前記ゲート絶縁膜の前記上面との境界に第１の段差部（８０）が設けられており、
前記ゲート絶縁膜の前記上面と前記層間絶縁膜の前記上面との境界に第２の段差部（８２）が設けられている、請求項２に記載の半導体装置。

【請求項4】

前記半導体基板は、ＳｉＣにより構成されている、請求項１～３のいずれかに記載の半導体装置。

【請求項5】

半導体装置（１０）の製造方法であって、
半導体基板（１２）の上面（１２ａ）にトレンチ（２２）を形成する工程と、
前記トレンチ内に、ゲート絶縁膜（２４）と、前記ゲート絶縁膜によって前記半導体基板から絶縁されたゲート電極（２６）を形成する工程であって、前記ゲート電極の上面が前記半導体基板の前記上面よりも下側に位置するように前記ゲート電極を形成する工程と、
前記半導体基板の前記上面から前記ゲート電極の前記上面に跨る範囲を覆う層間絶縁膜（２８）を形成する工程と、
前記層間絶縁膜、前記ゲート絶縁膜、及び前記半導体基板をエッチング可能なエッチングガスを用いてエッチングを行う工程であって、前記半導体基板の前記上面よりも下側に位置しているとともに前記半導体基板の前記上面と前記トレンチの側面（２２ａ）とを接続する接続面（４０）が前記半導体基板に形成され、前記ゲート絶縁膜の上面（２４ａ）が前記接続面よりも下側に位置し、前記層間絶縁膜の上面（２８ａ）が前記ゲート絶縁膜の前記上面よりも下側に位置するように、前記ゲート絶縁膜、前記層間絶縁膜、及び前記半導体基板をエッチングする前記工程と、
前記半導体基板の前記上面、前記接続面、前記ゲート絶縁膜の前記上面、及び、前記層間絶縁膜の前記上面を覆う金属膜（５２）を形成する工程、
を備える、製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示の技術は、半導体装置及びその製造方法に関する。

【0002】

特許文献１には、半導体基板と、半導体基板の上面に設けられたトレンチと、トレンチ内に設けられたゲート絶縁膜及びゲート電極と、ゲート電極の上面を覆う層間絶縁膜を備えている。この半導体装置では、層間絶縁膜の上面が、半導体基板の上面よりも下側に位置している。半導体基板の上面から層間絶縁膜の上面に跨る範囲は、金属膜によって覆われている。特許文献１では、層間絶縁膜がトレンチの内部に形成されるため、トレンチのピッチを狭くすることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６－１９６８７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の半導体装置は、半導体基板の上面と層間絶縁膜の上面との間に大きな段差を有している。このため、当該段差において金属膜の被覆性が悪化し、金属膜に段切れが生じ得る。本明細書では、層間絶縁膜がトレンチ内部に位置する半導体装置において、半導体基板の上面と層間絶縁膜の上面を覆う金属膜の被覆性を向上する技術を提案する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本明細書が開示する半導体装置（１０）は、半導体基板（１２）と、前記半導体基板の上面（１２ａ）に設けられたトレンチ（２２）と、前記トレンチの内面を覆うゲート絶縁膜（２４）と、前記トレンチの内部に設けられており、前記ゲート絶縁膜によって前記半導体基板から絶縁されているゲート電極（２６）と、前記トレンチの内部に設けられており、前記ゲート電極の上面を覆う層間絶縁膜（２８）と、金属膜（５２）、を備えている。前記半導体基板が、前記半導体基板の前記上面よりも下側に位置しているとともに前記半導体基板の前記上面と前記トレンチの側面とを接続する接続面（４０）を備えている。前記ゲート絶縁膜の上面（２４ａ）が、前記接続面よりも下側に位置している。前記層間絶縁膜の上面（２８ａ）が、前記ゲート絶縁膜の前記上面よりも下側に位置している。前記金属膜が、前記半導体基板の前記上面、前記接続面、前記ゲート絶縁膜の前記上面、及び前記層間絶縁膜の前記上面を覆っている。

【0006】

上記の半導体装置では、半導体基板が、半導体基板の上面とトレンチの側面とを接続する接続面を備えている。この接続面は、半導体基板の上面よりも下側に位置している。また、ゲート絶縁膜の上面が接続面よりも下側に位置しており、層間絶縁膜の上面がゲート絶縁膜の上面よりも下側に位置している。このように、上記の半導体装置では、半導体基板の上面、接続面、ゲート絶縁膜の上面、及び層間絶縁膜の上面が、この順に徐々に下側に位置するように設けられている。したがって、隣り合う構成要素間の段差が小さく、これらを被覆する金属膜の被覆性を向上させることができる。

【0007】

本明細書が開示する半導体装置（１０）の製造方法は、半導体基板（１２）の上面（１２ａ）にトレンチ（２２）を形成する工程と、前記トレンチ内に、ゲート絶縁膜（２４）と、前記ゲート絶縁膜によって前記半導体基板から絶縁されたゲート電極（２６）を形成する工程であって、前記ゲート電極の上面が前記半導体基板の前記上面よりも下側に位置するように前記ゲート電極を形成する工程と、前記半導体基板の前記上面から前記ゲート電極の前記上面に跨る範囲を覆う層間絶縁膜（２８）を形成する工程と、前記層間絶縁膜、前記ゲート絶縁膜、及び前記半導体基板をエッチング可能なエッチングガスを用いてエッチングを行う工程であって、前記半導体基板の前記上面よりも下側に位置しているとともに前記半導体基板の前記上面と前記トレンチの側面（２２ａ）とを接続する接続面（４０）が前記半導体基板に形成され、前記ゲート絶縁膜の上面（２４ａ）が前記接続面よりも下側に位置し、前記層間絶縁膜の上面（２８ａ）が前記ゲート絶縁膜の前記上面よりも下側に位置するように、前記ゲート絶縁膜、前記層間絶縁膜、及び前記半導体基板をエッチングする前記工程と、前記半導体基板の前記上面、前記接続面、前記ゲート絶縁膜の前記上面、及び、前記層間絶縁膜の前記上面を覆う金属膜（５２）を形成する工程、を備えている。

【0008】

この製造方法では、ゲート電極を、その上面が半導体基板の上面よりも下側に位置するように形成した後、半導体基板の上面からゲート電極の上面に跨る範囲を覆う層間絶縁膜を形成する。ゲート電極の上面が半導体基板の上面よりも下側に位置しているので、層間絶縁膜は、半導体基板の上面及びゲート電極の上面の形状に倣って略一定の厚みで形成される。すなわち、層間絶縁膜の上面は、ゲート電極の上方において、その他の範囲よりも下側に位置することとなる。その後、層間絶縁膜、ゲート絶縁膜、及び半導体基板をエッチング可能なエッチングガスを用いてエッチングを行う工程を実施する。層間絶縁膜の上面が、ゲート電極の上方において、その他の範囲よりも下側に位置しているので、この工程では、層間絶縁膜をエッチングする過程で、半導体基板のうち、まずトレンチの肩部（半導体基板の上面とトレンチの側面の境界部）が露出する。エッチングガスは半導体基板をエッチング可能であるので、当該肩部をエッチングすることで、半導体基板に、その上面よりも下側に位置しているとともに当該上面とトレンチの側面とを接続する接続面が形成される。また、この工程では、ゲート絶縁膜の上面が接続面よりも下側に位置し、層間絶縁膜の上面がゲート絶縁膜の上面よりも下側に位置するように、ゲート絶縁膜及び層間絶縁膜がエッチングされる。すなわち、半導体基板の上面、接続面、ゲート絶縁膜の上面、及び層間絶縁膜の上面が、この順に徐々に下側に位置するようにエッチングされる。したがって、隣り合う構成要素間の段差が小さく、その後の金属膜を形成する工程において、金属膜の被覆性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施例の半導体装置の断面図。

【図2】実施例の半導体装置の拡大断面図。

【図3】実施例の半導体装置の製造工程を説明するための図。

【図4】実施例の半導体装置の製造工程を説明するための図。

【図5】実施例の半導体装置の製造工程を説明するための図。

【図6】実施例の半導体装置の製造工程を説明するための図。

【図7】実施例の半導体装置の製造工程を説明するための図。

【図8】実施例の半導体装置の製造工程を説明するための図。

【図9】変形例の半導体装置の要部断面図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本明細書が開示する一例の半導体装置では、前記接続面、前記ゲート絶縁膜の前記上面、及び前記層間絶縁膜の前記上面は、前記トレンチの中心側に向かうにつれて下側に変位するように傾斜していてもよい。

【0011】

このような構成では、接続面、ゲート絶縁膜の上面、及び層間絶縁膜の上面が、半導体基板の上面からトレンチの中心側に向かって緩やかに下側に変位する。このため、金属膜の被覆性をより向上することができる。また、上記の構成では、半導体基板の上面とトレンチの側面とが、傾斜した接続面により接続される。このため、半導体基板の上面、接続面、及びトレンチの側面の各接続部分が鈍角になり、電界集中が緩和される。したがって、ゲート漏れ電流を抑制することができる。

【0012】

本明細書が開示する一例の半導体装置では、前記接続面と前記ゲート絶縁膜の前記上面との境界に第１の段差部が設けられており、前記ゲート絶縁膜の前記上面と前記層間絶縁膜の前記上面との境界に第２の段差部が設けられていてもよい。

【0013】

本明細書が開示する一例の半導体装置では、前記半導体基板は、ＳｉＣにより構成されていてもよい。

【0014】

（実施例）
図１は、実施例の半導体装置１０を示している。半導体装置１０は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）であり、半導体基板１２と、電極、絶縁膜等を有している。半導体基板１２は、ＳｉＣ（炭化シリコン）により構成されている。ただし、半導体基板１２を構成する材料は特に限定されず、例えば、Ｓｉ（シリコン）やＧａＮ（窒化ガリウム）等、他の半導体材料を用いてもよい。

【0015】

半導体基板１２の上面１２ａには、複数のトレンチ２２が設けられている。各トレンチ２２は、図１の紙面に対して垂直方向に沿って互いに平行に伸びている。半導体基板１２の上面１２ａと、トレンチ２２の側面２２ａとの間には、接続面４０が設けられている。半導体基板１２の上面１２ａとトレンチ２２の側面２２ａは、接続面４０により接続されている。接続面４０は、半導体基板１２の上面１２ａよりも下側に位置している。詳細には、接続面４０は、半導体基板１２の上面１２ａからトレンチ２２の中心側に向かって下側に変位するように傾斜している。図２に示すように、接続面４０は、半導体基板１２の上面１２ａに対して、角度θ１だけ傾斜している。角度θ１の値は特に限定されないが、例えば、１０°～３０°である。

【0016】

各トレンチ２２の内面は、ゲート絶縁膜２４に覆われている。ゲート絶縁膜２４の上面２４ａは、接続面４０よりも下側に位置している。詳細には、ゲート絶縁膜２４の上面２４ａは、トレンチ２２の中心側に向かって下側に変位するように傾斜している。図２に示すように、ゲート絶縁膜２４の上面２４ａは、半導体基板１２の上面１２ａに対して、角度θ２だけ傾斜している。角度θ２の値は特に限定されないが、例えば、１０°～３０°である。

【0017】

各トレンチ２２の内部には、ゲート電極２６が配置されている。ゲート電極２６は、ゲート絶縁膜２４の表面のうち、上端部分を除く範囲を覆っている。ゲート電極２６は、ゲート絶縁膜２４によって半導体基板１２から絶縁されている。ゲート電極２６の上面は、トレンチ２２の中心側に向かって下側に変位するように傾斜している。

【0018】

各トレンチ２２の内部には、層間絶縁膜２８が配置されている。ゲート電極２６の上面は、層間絶縁膜２８によって覆われている。層間絶縁膜２８の上面２８ａは、ゲート絶縁膜２４の上面２４ａよりも下側に位置している。詳細には、層間絶縁膜２８の上面２８ａは、トレンチ２２の中心側に向かって下側に変位するように傾斜している。図２に示すように、層間絶縁膜２８の上面２８ａは、半導体基板１２の上面１２ａに対して、角度θ３だけ傾斜している。角度θ３の値は特に限定されないが、例えば、１０°～３０°である。本実施例では、角度θ１～θ３は互いに略等しい。しかしながら、角度θ１～θ３は、それぞれ異なる値であってもよい。

【0019】

半導体基板１２の上面１２ａ、接続面４０、ゲート絶縁膜２４の上面２４ａ、及び層間絶縁膜２８の上面２８ａは、バリアメタル層５２によって覆われている。バリアメタル層５２は、例えば、Ｔｉ（チタン）とＴｉＮ（窒化チタン）の積層膜によって構成されている。バリアメタル層５２は、半導体基板１２の上面１２ａ、接続面４０、ゲート絶縁膜２４の上面２４ａ、及び層間絶縁膜２８の上面２８ａに沿って、これらの形状に倣って略一定の厚みで設けられている。バリアメタル層５２の上面には、上部電極５４が配置されている。上部電極５４は、例えば、ＡｌＳｉ（アルミニウムシリコン）によって構成されている。バリアメタル層５２及び上部電極５４により、ソース電極が構成されている。

【0020】

図１に示すように、半導体基板１２の内部には、複数のソース領域３０、ボディ領域３２、及びドリフト領域３４が設けられている。

【0021】

各ソース領域３０は、ｎ型領域である。各ソース領域３０は、半導体基板１２の上面１２ａに露出する位置に配置されている。各ソース領域３０は、バリアメタル層５２に接している。各ソース領域３０は、対応するトレンチ２２の側面２２ａにおいて、ゲート絶縁膜２４に接している。

【0022】

ボディ領域３２は、ｐ型領域である。ボディ領域３２は、各ソース領域３０に接している。ボディ領域３２は、コンタクト領域３２ａとメインボディ領域３２ｂを有している。コンタクト領域３２ａは、メインボディ領域３２ｂよりも高いｐ型不純物濃度を有している。コンタクト領域３２ａは、２つのソース領域３０に挟まれており、バリアメタル層５２に接している。メインボディ領域３２ｂは、ソース領域３０及びコンタクト領域３２ａの下側に配置されている。メインボディ領域３２ｂは、トレンチ２２の側面２２ａにおいて、ゲート絶縁膜２４に接している。メインボディ領域３２ｂは、ソース領域３０の下側でゲート絶縁膜２４に接している。

【0023】

ドリフト領域３４は、ｎ型領域である。ドリフト領域３４は、ボディ領域３２の下側に配置されている。ドリフト領域３４は、ボディ領域３２によってソース領域３０から分離されている。ドリフト領域３４は、トレンチ２２の側面２２ａ及び底面において、ゲート絶縁膜２４に接している。ドリフト領域３４は、ボディ領域３２の下側でゲート絶縁膜２４に接している。

【0024】

図示していないが、ドリフト領域３４の下側には、ドリフト領域３４よりもｎ型不純物濃度が高いドレイン領域が設けられている。ドレイン領域は、半導体基板１２の下面に露出している。半導体基板１２の下面は、ドレイン電極によって覆われている。

【0025】

半導体装置１０の使用時には、半導体装置１０と負荷（例えば、モータ）と電源が直列に接続される。半導体装置１０のドレイン電極側がソース電極側よりも高電位となる向きで、電源電圧が印加される。ゲート電極２６にゲートオン電位（ゲート閾値よりも高い電位）を印加すると、ゲート絶縁膜２４に接する範囲のメインボディ領域３２ｂにチャネル（反転層）が形成され、半導体装置１０がオンする。ゲート電極２６にゲートオフ電位（ゲート閾値以下の電位）を印加すると、チャネルが消失し、半導体装置１０がオフする。

【0026】

以上に説明したように、本実施例の半導体装置１０では、半導体基板１２が、半導体基板１２の上面１２ａとトレンチ２２の側面２２ａとを接続する接続面４０を備えている。この接続面４０は、半導体基板１２の上面１２ａよりも下側に位置している。また、ゲート絶縁膜２４の上面２４ａが接続面４０よりも下側に位置しており、層間絶縁膜２８の上面２８ａがゲート絶縁膜２４の上面２４ａよりも下側に位置している。具体的には、接続面４０、ゲート絶縁膜２４の上面２４ａ、及び層間絶縁膜２８の上面２８ａが、半導体基板１２の上面１２ａからトレンチ２２の中心側に向かって緩やかに下側に変位するように傾斜している。このように、本実施例の半導体装置１０では、半導体基板１２の上面１２ａ、接続面４０、ゲート絶縁膜２４の上面２４ａ、及び層間絶縁膜２８の上面２８ａが、この順に徐々に下側に位置するように設けられている。したがって、隣り合う構成要素間の段差が小さく、これらを被覆するバリアメタル層５２の被覆性を向上させることができる。

【0027】

また、本実施例の半導体装置１０では、半導体基板１２の上面１２ａとトレンチ２２の側面２２ａとが、傾斜した接続面４０により接続されている。このため、半導体基板１２の上面１２ａと接続面４０との接続部分、及び、接続面４０とトレンチ２２の側面２２ａとの接続部分が鈍角になり、電界集中が緩和される。したがって、ゲート漏れ電流を抑制することができる。

【0028】

次に、図３～図８を参照して、半導体装置１０の製造方法について説明する。なお、図３～図８では、半導体基板１２の内部のＭＯＳＦＥＴの構造（ソース領域３０、ボディ領域３２等）の図示を省略している。まず、図３に示すように、半導体基板１２の上面１２ａにトレンチ２２を形成した後、半導体基板１２の上面１２ａからトレンチ２２の内面に跨る範囲を覆う絶縁膜６４を形成する。次に、絶縁膜６４の表面全体にポリシリコン層６６を形成することにより、トレンチ２２内をポリシリコン層６６で埋め込む。この工程では、トレンチ２２が深さを有しているため、トレンチ２２の上方において、ポリシリコン層６６の上面に窪み６６ａが形成される。

【0029】

次に、図４に示すように、ポリシリコン層６６をエッチングすることにより、トレンチ２２の内部にゲート電極２６を形成する。ここでは、ポリシリコン層６６の上面の位置が半導体基板１２の上面１２ａの位置よりも下側になるまで、ポリシリコン層６６をエッチングする。この工程では、エッチング前のポリシリコン層６６が、トレンチ２２の上方において窪み６６ａ（図３参照）を有しているので、窪み６６ａの形状を維持したままポリシリコン層６６のエッチングが進行する。その結果、図４に示すように、エッチング後のポリシリコン層６６の上面も、窪み６６ａと同様の形状を有することとなる。すなわち、トレンチ２２内に残存したポリシリコン層６６の上面は、トレンチ２２の中心側に向かうにつれて下側に変位するように傾斜する形状を有する。トレンチ２２内に残存したポリシリコン層６６がゲート電極２６となる。

【0030】

次に、図５に示すように、絶縁膜６４の表面からゲート電極２６の上面に跨る範囲を覆う絶縁膜６８を形成する。絶縁膜６８は、絶縁膜６４の上面とゲート電極２６の上面に沿って、これらの形状に倣って略一定の厚みで形成される。このため、ゲート電極２６の上方では、絶縁膜６８の上面がゲート電極２６の上面２６ａに倣った形状（窪み６８ａ）を有することとなる。

【0031】

次に、絶縁膜６８をドライエッチングする。エッチングには、エッチングガスとして、例えば、Ｃ_４Ｆ_８とＯ_２の混合ガスが用いられる。絶縁膜６８の上面には、窪み６８ａ（図５参照）が形成されているので、図６に示すように、絶縁膜６８をエッチングする過程で、半導体基板１２のうち、まずトレンチ２２の肩部２２ｂが露出する。Ｃ_４Ｆ_８とＯ_２の混合ガスは、半導体基板１２及び絶縁膜６４をエッチング可能なガスであるため、その後、エッチングを継続すると、図７に示すように、肩部２２ｂがエッチングされるとともに絶縁膜６４がエッチングされる。この工程では、半導体基板１２の上面１２ａを覆う絶縁膜６４が除去されるまで（すなわち、半導体基板１２の上面１２ａが露出するまで）エッチングを行う。これにより、半導体基板１２の上面１２ａとトレンチ２２の側面２２ａを接続する接続面４０が形成される。また、残存した絶縁膜６４がゲート絶縁膜２４となり、残存した絶縁膜６８が層間絶縁膜２８となる。この工程では、絶縁膜６８の上面に形成された窪み６８ａの形状を維持したまま、半導体基板１２、絶縁膜６４、及び絶縁膜６８のエッチングが進行する。このため、エッチング後の接続面４０、ゲート絶縁膜２４の上面２４ａ、及び層間絶縁膜２８の上面２８ａは、窪み６８ａに倣った形状を有することとなる。

【0032】

次に、図８に示すように、半導体基板１２の上面１２ａ、接続面４０、ゲート絶縁膜２４の上面２４ａ、及び層間絶縁膜２８の上面２６ａに跨る範囲にバリアメタル層５２を形成する。接続面４０、ゲート絶縁膜２４の上面２４ａ、及び層間絶縁膜２８の上面２８ａがトレンチ２２の中心側に向かって下側に変位するように傾斜しているので、これらの表面が比較的滑らかに接続されている。したがって、上面１２ａ、接続面４０、ゲート絶縁膜２４の上面２４ａ、及び層間絶縁膜２８の上面２８ａをバリアメタル層５２で隙間なく被覆することができる。その後、上部電極５４、ドレイン電極等を形成することにより、半導体装置１０が完成する。

【0033】

なお、上述した製造方法においては、予めＭＯＳＦＥＴの構造を形成した半導体基板１２を用いて図３～図８に示す工程を実施してもよいし、図７に示す工程の後に半導体基板１２にＭＯＳＦＥＴの構造を形成してもよい。

【0034】

また、上述した実施例では、接続面４０、ゲート絶縁膜２４の上面２４ａ、及び層間絶縁膜２８の上面２８ａが、滑らかな傾斜面となっていた。しかしながら、例えば、図９に示すように、接続面４０とゲート絶縁膜２４の上面２４ａとの境界に段差部８０が設けられてもよく、ゲート絶縁膜２４の上面２４ａと層間絶縁膜２８の上面２８ａとの境界に段差部８２が設けられてもよい。半導体基板１２、ゲート絶縁膜２４、及び層間絶縁膜２８は、エッチングレートが互いに異なる。具体的には、半導体基板１２、ゲート絶縁膜２４、層間絶縁膜２８の順にエッチングレートが高くなる。したがって、図６及び図７に示すドライエッチングを行う工程において、図９に示すような段差部８０、８２が生じ得る。各段差部８０、８２の高さは、例えば、１０ｎｍ以下である。このような構成であっても、隣り合う構成要素間の段差は従来よりも小さいので、バリアメタル層５２の被覆性を確保することができる。

【0035】

また、上述した実施例では、半導体装置がＭＯＳＦＥＴである場合について説明したが、半導体装置は、例えば、ＩＧＢＴやダイオードであってもよい。

【0036】

以上、実施形態について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独あるいは各種の組み合わせによって技術有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの１つの目的を達成すること自体で技術有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0037】

１０：半導体装置、１２：半導体基板、１２ａ：上面、２２：トレンチ、２２ａ：側面、２４：ゲート絶縁膜、２４ａ：上面、２６：ゲート電極、２６ａ：上面、２８：層間絶縁膜、２８ａ：上面、４０：接続面、５２：バリアメタル層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】