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JP2008166549A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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JP2008166549A
JP2008166549A JP2006355270A JP2006355270A JP2008166549A JP 2008166549 A JP2008166549 A JP 2008166549A JP 2006355270 A JP2006355270 A JP 2006355270A JP 2006355270 A JP2006355270 A JP 2006355270A JP 2008166549 A JP2008166549 A JP 2008166549A
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JP
Japan
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type impurity
insulating film
interlayer insulating
semiconductor device
conductivity type
Prior art date
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JP2006355270A
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Inventor
Yuri Otobe
優里 音部
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Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Industries Corp filed Critical Toyota Industries Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor device which can make two different conductive type impurity regions of high concentration appear in a contact hole, even if the number of masks is reduced by the utilization of an interlayer insulation film as a channel contact mask. <P>SOLUTION: The method for manufacturing a semiconductor device (1) which is manufactured by adding a second conductive type impurities (204) in a layer (20) having a first conductive type impurity region (202) has a process to form an interlayer insulation film (40) on the layer (20), a process to form a penetrated portion (CH1)in the interlayer insulation film (40), a process to inject the second conductive type impurities (204) into the layer (20) through the penetrated portion (CH1) of the interlayer insulation film, and a process to form a contact hole (CH2) by expanding the penetrated portion (CH1) of the interlayer insulation film. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特にMOSFETやIGBT(Insulated Gate BipolorTransistor)等の絶縁ゲート半導体装置のコンタクトホールの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a contact hole of an insulated gate semiconductor device such as a MOSFET or an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor).

トレンチゲート構造を有するMOSFET又はIGBT(Insulated Gate BipolorTransistor)等の絶縁ゲート半導体装置は、チャネル層表面の、ソース電極が形成されるコンタクトホールの位置に、n+型不純物領域とp+型不純物領域を有している。   An insulated gate semiconductor device such as a MOSFET having a trench gate structure or an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) has an n + type impurity region and a p + type impurity region at the position of a contact hole where a source electrode is formed on the surface of a channel layer. ing.

上記のn+型不純物領域とp+型不純物領域は、主に、半導体装置のチャネル層の表面をレジストマスクで覆い、イオン注入法によりチャネル層内部にイオン化された不純物(n型不純物又はp型不純物)を注入し熱拡散するなどして形成される。   The n + -type impurity region and the p + -type impurity region are mainly impurities (n-type impurity or p-type impurity) ionized inside the channel layer by covering the surface of the channel layer of the semiconductor device with a resist mask and ion implantation. Injected and thermally diffused.

n+型不純物領域とp+型不純物領域の形成手順とコンタクトホールの形成手順は、次の如くである。即ち、チャネル層上にフォトリソグラフィ法によりレジストマスクを形成し、チャネル層の表面にn型不純物を注入してn+型不純物領域を形成する。その後上記チャネル層上にフォトリソグラフィ法によりレジストマスク(「チャネルコンタクトマスク」と呼ぶ)を形成し、チャネル層の表面にp型不純物を注入してp+型不純物領域を形成する。そしてその後で、チャネル層上に層間絶縁膜を設け、チャネル層に形成されたn+型不純物領域の一部とp+型不純物領域が出現するように、フォトリソグラフィ法により層間絶縁膜上にレジストマスク(「コンタクトマスク」と呼ぶ)を形成して、エッチングにより層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する。   The procedure for forming the n + type impurity region and the p + type impurity region and the procedure for forming the contact hole are as follows. That is, a resist mask is formed on the channel layer by photolithography, and an n-type impurity is implanted into the surface of the channel layer to form an n + type impurity region. Thereafter, a resist mask (referred to as a “channel contact mask”) is formed on the channel layer by photolithography, and p-type impurity regions are formed by implanting p-type impurities on the surface of the channel layer. After that, an interlayer insulating film is provided on the channel layer, and a resist mask (on the interlayer insulating film is formed by photolithography so that a part of the n + type impurity region and the p + type impurity region formed in the channel layer appear. A contact hole is formed in the interlayer insulating film by etching.

このように、一般的には、層間絶縁膜にコンタクトホールを形成するためのマスクと、不純物を注入するためのマスクとは異なるものが使用される。
一方、昨今では、半導体装置の製造に使用するマスクの数を減らすような試みもある。例えば、フォトリソグラフィ法によるチャンネルコンタクトマスクの製造を省いたものがある。即ち、n+型不純物領域が設けられたチャネル層の上に層間絶縁膜を設け、フォトリソグラフィ工程を通じて層間絶縁膜をエッチングしてコンタクトホールを狙いの形状(最終形状)にしておく。それから、レジストマスクの替わりに層間絶縁膜をチャネルコンタクトマスクとして使用してチャネル層にp型不純物を注入する。(例えば特許文献1等)。
特開2006−228906号公報(段落「0031」−「0059」等) 特開2006−49401号公報
As described above, generally, a mask for forming contact holes in an interlayer insulating film and a mask for injecting impurities are used differently.
On the other hand, recently, there are attempts to reduce the number of masks used for manufacturing semiconductor devices. For example, there is one that omits the manufacture of a channel contact mask by photolithography. That is, an interlayer insulating film is provided on the channel layer provided with the n + -type impurity region, and the interlayer insulating film is etched through a photolithography process so that the contact hole has a target shape (final shape). Then, a p-type impurity is implanted into the channel layer using the interlayer insulating film as a channel contact mask instead of the resist mask. (For example, patent document 1 etc.).
JP 2006-228906 A (paragraphs “0031”-“0059”, etc.) JP 2006-49401 A

上述したように、MOSFETやIGBT(Insulated Gate BipolorTransistor)等の絶縁ゲート半導体装置は、コンタクトホールの位置においてn+型不純物領域とp+型不純物領域とが出現する構造を採っている。   As described above, an insulated gate semiconductor device such as a MOSFET or an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) has a structure in which an n + -type impurity region and a p + -type impurity region appear at the position of a contact hole.

ところが、p+型不純物領域は、p型不純物が注入された後の工程で熱拡散し、n+型不純物領域に入り込む。
半導体装置の製造に使用するマスクの数を減らす試みはあるものの、上述の層間絶縁膜のチャネルコンタクトマスクとしての利用によりマスク数を減らす場合において、p型不純物がn+型不純物領域に入り込むことによりコンタクトホールにおける高濃度のn+型不純物領域がなくなる。これは、コンタクトホールに形成されるソース電極と上記n+型不純物領域とのコンタクト性の低下に直接繋がるため問題である。
However, the p + -type impurity region is thermally diffused in the process after the p-type impurity is implanted, and enters the n + -type impurity region.
Although there is an attempt to reduce the number of masks used for manufacturing a semiconductor device, when the number of masks is reduced by using the above-described interlayer insulating film as a channel contact mask, the contact is caused by the p-type impurity entering the n + -type impurity region. A high concentration n + type impurity region in the hole is eliminated. This is a problem because it directly leads to a decrease in contact between the source electrode formed in the contact hole and the n + type impurity region.

なお、特許文献1では、コンタクトホールからチャンネル層内へのp型不純物の注入をn+型不純物領域よりも深い位置に濃度ピークがくるように注入する、すなわちイオンをより高い電圧で加速してチャネル層内へ打ち込むようにしている。この場合、チャネル層表面のn+型不純物領域がない領域にはp型不純物の拡散によりp+型不純物領域が現れ、n+型不純物領域がある場合には、拡散したp型不純物はn+型不純物領域の深い位置にp+型不純物領域形成されてチャネル層表面に到達しないとされている。   In Patent Document 1, p-type impurity implantation from the contact hole into the channel layer is performed so that the concentration peak is deeper than the n + -type impurity region, that is, the ions are accelerated at a higher voltage to increase the channel. I try to drive it into the layer. In this case, a p + type impurity region appears due to the diffusion of the p type impurity in the region having no n + type impurity region on the surface of the channel layer, and when the n + type impurity region is present, the diffused p type impurity is the n + type impurity region. A p + type impurity region is formed at a deep position and does not reach the surface of the channel layer.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、層間絶縁膜のチャネルコンタクトマスクとしての利用によりマスク数を減らしてもコンタクトホールに高濃度の異なる二つの導電型の不純物領域を出現させることが可能な半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and allows two impurity regions of different conductivity types to appear in contact holes even when the number of masks is reduced by using an interlayer insulating film as a channel contact mask. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device capable of performing

本発明は上記課題を解決するために以下のように構成する。
本発明の半導体装置の製造方法の態様の一つは、第一導電型不純物領域を有する層内に第二導電型不純物を添加して製造する半導体装置の製造方法であって、前記層上に層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜に貫通部を形成する工程と、前記層間絶縁膜の貫通部を通じて前記層に前記第二導電型不純物を注入する工程と、前記層間絶縁膜の前記貫通部を広げてコンタクトホールを形成する工程と、を有する。
In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
One aspect of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device in which a second conductivity type impurity is added to a layer having a first conductivity type impurity region. Forming an interlayer insulating film; forming a through-hole in the interlayer insulating film; injecting the second conductivity type impurity into the layer through the through-hole in the interlayer insulating film; and Forming a contact hole by expanding the penetrating portion.

なお、前記層間絶縁膜に貫通部を形成する工程において、前記貫通部形成後の層間絶縁膜の形状が、前記層内に形成される前記第二導電型不純物の拡散領域が入り込むことにより狭まった後の前記第一導電型不純物領域が前記コンタクトホールの位置に出現するような前記層間絶縁膜の最終形状に相似する形状になるように前記貫通部を形成し、前記コンタクトホールを形成する工程において、等方性エッチングにより前記層間絶縁膜を前記最終形状にすることにより、前記貫通部を広げてコンタクトホールを形成する、ことが好ましい。   In the step of forming a through portion in the interlayer insulating film, the shape of the interlayer insulating film after the formation of the through portion is narrowed by the entry of the diffusion region of the second conductivity type impurity formed in the layer. In the step of forming the through hole and forming the contact hole so as to have a shape similar to the final shape of the interlayer insulating film such that the first conductivity type impurity region later appears at the position of the contact hole Preferably, the interlayer insulating film is formed into the final shape by isotropic etching to widen the through portion and form a contact hole.

また、前記半導体装置は、トレンチゲート構造の絶縁ゲート半導体装置であることが好ましい。
本発明の半導体装置の製造方法のその他の態様の一つは、トレンチ構造のゲート電極に隣接して第一導電型不純物領域を有するチャネル層内に第二導電型不純物を添加して製造するゲート絶縁半導体装置の製造方法であって、前記チャネル層の上に層間絶縁膜を形成する工程と、前記チャネル層内に形成される前記第二導電型不純物の拡散領域が入り込むことにより狭まった後の前記第一導電型不純物領域がコンタクトホールの位置に出現するような前記層間絶縁膜の最終形状に相似する形状になるように前記層間絶縁膜に貫通部を形成する工程と、前記貫通部を通じて前記チャネル層に前記第二導電型不純物を注入する工程と、等方性エッチングにより前記層間絶縁膜を前記最終形状にする工程と、を有する。
The semiconductor device is preferably an insulated gate semiconductor device having a trench gate structure.
Another aspect of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention is a gate manufactured by adding a second conductivity type impurity in a channel layer having a first conductivity type impurity region adjacent to a gate electrode of a trench structure. A method for manufacturing an insulating semiconductor device, the method comprising: forming an interlayer insulating film on the channel layer; and after the diffusion region of the second conductivity type impurity formed in the channel layer is narrowed Forming a through-hole in the interlayer insulating film so as to have a shape similar to the final shape of the interlayer insulating film such that the first conductivity type impurity region appears at the position of a contact hole; Injecting the second conductivity type impurity into the channel layer, and forming the interlayer insulating film into the final shape by isotropic etching.

本発明により、半導体装置の製造工程においてコンタクトマスク及びチャネルコンタクトマスクの2種類のマスクの製造を一つに減らしてもコンタクトホールに高濃度の異なる二つの導電型の不純物領域を出現させることが可能になる。   According to the present invention, even if the production of two types of masks, a contact mask and a channel contact mask, is reduced to one in the manufacturing process of a semiconductor device, it is possible to cause impurity regions of two conductivity types with different high concentrations to appear in contact holes. become.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明の実施の形態では、トレンチゲート構造のMOSFETの構造図を例に挙げて半導体装置の製造方法、特にコンタクトホールの形成方法について説明する。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In the embodiment of the present invention, a method for manufacturing a semiconductor device, particularly a method for forming a contact hole will be described with reference to a structural diagram of a MOSFET having a trench gate structure.

図1は、本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法の説明図である。同図(a)から(f)は、コンタクトホールが形成されるまでの各工程における半導体装置の断面図である。ただし、各図は、本発明の半導体装置の製造方法に係る半導体装置の要部の断面を模式的に示しており、それ以外の箇所は図から省略しているものとする。   FIG. 1 is an explanatory diagram of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. FIGS. 4A to 4F are cross-sectional views of the semiconductor device in each process until contact holes are formed. However, each drawing schematically shows a cross section of a main part of the semiconductor device according to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, and other portions are omitted from the drawing.

図1の半導体装置1には、図の下部側にドレイン領域10が形成されている。また、ドレイン領域10の上にはチャネル層20が形成されている。そして、チャネル層20を厚み方向(図1の上下方向)に貫通してドレイン領域10に到達しているトレンチ構造のゲート電極30が形成されている。また、ゲート電極30の周囲には隣接してn+型のソース領域202が形成されている。   In the semiconductor device 1 of FIG. 1, a drain region 10 is formed on the lower side of the drawing. A channel layer 20 is formed on the drain region 10. Then, a gate electrode 30 having a trench structure that penetrates the channel layer 20 in the thickness direction (vertical direction in FIG. 1) and reaches the drain region 10 is formed. An n + type source region 202 is formed adjacent to the periphery of the gate electrode 30.

上記各部は、例えば特開2006−228906号公報の明細書(例えば、段落「0040」−「0050」等)に記載されているような製造手順で形成される。即ち、ドレイン領域10は、n+型のシリコン半導体基板(不図示)の上にn−型のエピタキシャル層101を積層するなどして形成される。チャネル層20(p型のチャネル層)は、表面に酸化膜(不図示)を形成した後、チャネル層20の形成領域の酸化膜をエッチングし、この酸化膜をマスクにしてチャネル層20の全面にp型不純物(例えばボロン(B)等)を注入し、拡散することにより形成する。ゲート電極30は、上記チャネル層20を貫通してドレイン領域10に到達するトレンチ300を形成し、このトレンチ300の内壁をゲート絶縁膜(酸化膜)301で被膜し、ゲート絶縁膜301で被膜したトレンチ300にポリシリコン302を充填して形成する。   Each of the above parts is formed by a manufacturing procedure as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-228906 (for example, paragraphs “0040” to “0050”). That is, the drain region 10 is formed by laminating an n− type epitaxial layer 101 on an n + type silicon semiconductor substrate (not shown). The channel layer 20 (p-type channel layer) forms an oxide film (not shown) on the surface, and then etches the oxide film in the region where the channel layer 20 is formed, and uses the oxide film as a mask to cover the entire surface of the channel layer 20. A p-type impurity (for example, boron (B) or the like) is implanted into and diffused. The gate electrode 30 forms a trench 300 that penetrates the channel layer 20 and reaches the drain region 10, and the inner wall of the trench 300 is coated with a gate insulating film (oxide film) 301 and coated with the gate insulating film 301. The trench 300 is formed by filling polysilicon 302.

また、ソース領域202は、ソース領域202を形成したい部分を開口させたレジストマスク(不図示)を設け、このマスクを通じて、ソース領域202を形成したいチャネル層20上の領域を開口する。そして、n型不純物のヒ素(As)を開口部からイオン注入して拡散し、チャネル層内にn+型不純物領域であるソース領域(第一導電型不純物領域)202を形成する。   The source region 202 is provided with a resist mask (not shown) in which a portion where the source region 202 is to be formed is opened, and a region on the channel layer 20 where the source region 202 is to be formed is opened through this mask. Then, n-type impurity arsenic (As) is ion-implanted and diffused from the opening to form a source region (first conductivity type impurity region) 202 which is an n + -type impurity region in the channel layer.

本発明の実施の形態による半導体装置の製造方法では、上述したように形成された製造途中の半導体装置に対して、先ず、チャネル層上に層間絶縁膜を形成する(工程1)。
図1(a)は、チャネル層20上に層間絶縁膜40が形成された半導体装置の要部の断面図である。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention, an interlayer insulating film is first formed on the channel layer for the semiconductor device being manufactured as described above (step 1).
FIG. 1A is a cross-sectional view of a main part of a semiconductor device in which an interlayer insulating film 40 is formed on the channel layer 20.

層間絶縁膜40は、チャネル層20の表面の全面にBPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass)などの絶縁膜及び多層膜をCVD(Chemical Vapor Deposition)法により堆積して成膜して形成される。

続いて、層間絶縁膜に貫通部を形成する(工程2)。
The interlayer insulating film 40 is formed by depositing an insulating film such as BPSG (Boron Phosphorus Silicate Glass) and a multilayer film on the entire surface of the channel layer 20 by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method.

Subsequently, a penetrating portion is formed in the interlayer insulating film (step 2).

図1(b)及び図1(c)は、層間絶縁膜40に貫通部を形成する過程における半導体装置の要部の断面図である。
当該貫通部は、フォトリソグラフィ工程(レジスト塗布、露光、現像)などを通じて層間絶縁膜40上にチャネルコンタクト形成用のレジストマスク50を形成し、これをマスクに層間絶縁膜40をエッチングすることにより形成される。
FIG. 1B and FIG. 1C are cross-sectional views of the main part of the semiconductor device in the process of forming the through portion in the interlayer insulating film 40.
The through portion is formed by forming a resist mask 50 for forming a channel contact on the interlayer insulating film 40 through a photolithography process (resist application, exposure, development) or the like, and etching the interlayer insulating film 40 using the resist mask 50 as a mask. Is done.

例えば、層間絶縁膜40上の全面にレジストを塗布し(図1(b)の破線までレジストを塗布し)、チャネルコンタクトを形成する位置に対応する領域を露光し、現像液に浸して露光領域のレジストを除去する(図1(b)の網掛け部分500を残す)。   For example, a resist is applied to the entire surface of the interlayer insulating film 40 (a resist is applied up to the broken line in FIG. 1B), an area corresponding to a position where a channel contact is formed is exposed, and the exposure area is immersed in a developer. The resist is removed (leaving the shaded portion 500 in FIG. 1B).

そして、ドライエッチング等(例えば反応性イオンエッチング等)の異方性エッチングにより、層間絶縁膜40を上面からチャネル層20の表面まで(絶縁膜および多層膜を含めて)除去して貫通部CH1を形成する(図1(c))。残った層間絶縁膜40は層間絶縁膜400となる。   Then, the interlayer insulating film 40 is removed from the upper surface to the surface of the channel layer 20 (including the insulating film and the multilayer film) by anisotropic etching such as dry etching (for example, reactive ion etching), so that the through-hole CH1 is formed. It forms (FIG.1 (c)). The remaining interlayer insulating film 40 becomes the interlayer insulating film 400.

このようにして、チャネル層200の表面のうちのチャネルコンタクトを形成する領域を開口する。
続いて、層間絶縁膜400の貫通部CH1を通じてチャネル層20に第二導電型不純物を注入する(工程3)。
In this manner, a region for forming a channel contact in the surface of the channel layer 200 is opened.
Subsequently, a second conductivity type impurity is implanted into the channel layer 20 through the through portion CH1 of the interlayer insulating film 400 (step 3).

この工程3では、例えば、ボロン(B)等のp型不純物をイオン注入法等によりチャネル層20に注入して、p+型不純物領域204を形成する(図1(d))。
p+型不純物領域204は、後の任意の時点において、例えば熱処理等の工程により、熱拡散する。
In Step 3, for example, a p-type impurity such as boron (B) is implanted into the channel layer 20 by ion implantation or the like to form a p + -type impurity region 204 (FIG. 1D).
The p + -type impurity region 204 is thermally diffused at a later arbitrary point by a process such as heat treatment.

ただし、本例では、この時点で熱処理などが行われ、同図(e)の矢印に示すようにp+型不純物領域204が熱拡散してソース領域202の端部にp+型不純物領域が入り込んだものとして、続く処理を説明する。   However, in this example, heat treatment or the like is performed at this point, and the p + -type impurity region 204 is thermally diffused and the p + -type impurity region enters the end of the source region 202 as indicated by the arrow in FIG. As a thing, the following process is demonstrated.

続いて、層間絶縁膜400の貫通部CH1を広げてコンタクトホール(最終形状のコンタクトホール)CH2を形成する(工程4)。
具体的には、貫通部CH1の側面方向を広げて(層間絶縁膜500の側面を除去して)チャネル層20上の開口領域にソース領域202の高濃度部分が出現するようにする。
Subsequently, the through hole CH1 of the interlayer insulating film 400 is expanded to form a contact hole (final shape contact hole) CH2 (step 4).
Specifically, the side surface direction of the penetrating portion CH1 is widened (the side surface of the interlayer insulating film 500 is removed) so that the high concentration portion of the source region 202 appears in the opening region on the channel layer 20.

貫通部CH1を広げる方法としては、例えば等方性エッチングがある(図1(f))。この場合には、予め貫通部CH1の形状を最終形状のコンタクトホールの形状に相似する形状としておく。そうすることにより、例えば、層間絶縁膜500の露出部分をエッチング液に所定時間曝すなどすれば、層間絶縁膜500は(絶縁膜および多層膜も含めて)膜表面から均等に除去されていき、エッチング液に曝されてから所定時間後に層間絶縁膜400´の大きさに縮小し、貫通部CH1が最終形状のコンタクトホールCH2の形状になる。   As a method of expanding the penetration part CH1, for example, there is isotropic etching (FIG. 1 (f)). In this case, the shape of the penetrating portion CH1 is set in advance to be similar to the shape of the final contact hole. By doing so, for example, if the exposed portion of the interlayer insulating film 500 is exposed to an etching solution for a predetermined time, the interlayer insulating film 500 (including the insulating film and the multilayer film) is uniformly removed from the film surface, After a predetermined time after exposure to the etching solution, the interlayer insulating film 400 ′ is reduced in size, and the through hole CH1 becomes the shape of the final contact hole CH2.

なお、以上のようにコンタクトホールCH2を形成した後は、従来の如く、コンタクトホールCH2にソース電極を形成する。例えば、図示は省略するが、特開2006−228906号公報の明細書に記載されているように、チタン系の材料によるバリアメタル層を形成する。そして全面に例えばアルミニウム合金を50000Å程度の膜厚にスパッタする。その後、金属とシリコン表面を安定させるために、合金化熱処理を行う。ソース電極は所望の形状にパターンニングされ、パッシベーション膜となるSiN等を設ける。   Note that after the contact hole CH2 is formed as described above, a source electrode is formed in the contact hole CH2 as in the prior art. For example, although not shown, a barrier metal layer made of a titanium-based material is formed as described in the specification of JP-A-2006-228906. Then, for example, an aluminum alloy is sputtered to a thickness of about 50000 mm on the entire surface. Thereafter, an alloying heat treatment is performed to stabilize the metal and silicon surfaces. The source electrode is patterned into a desired shape, and SiN or the like serving as a passivation film is provided.

以上により、コンタクトホールCH2からソース領域の高濃度部分を出現させることができ、ソース電極とソース領域のコンタクト性を低下させずに済む。
なお、本発明の実施の形態では、トレンチゲート構造のMOSFETを例に挙げて、本発明の半導体装置の製造方法について説明した。
As described above, a high concentration portion of the source region can appear from the contact hole CH2, and the contact property between the source electrode and the source region can be prevented from being deteriorated.
In the embodiment of the present invention, the semiconductor device manufacturing method of the present invention has been described by taking a MOSFET having a trench gate structure as an example.

しかし、本発明の半導体装置の製造方法は、トレンチゲート構造のMOSFETの製造においてのみ適用できる方法ではなく、例えばIGBT(Insulated Gate BipolorTransistor)等の絶縁ゲート半導体装置に対して適用してもよい。   However, the semiconductor device manufacturing method of the present invention is not a method that can be applied only to the manufacture of a MOSFET having a trench gate structure, and may be applied to an insulated gate semiconductor device such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor).

また、本発明の半導体装置の製造方法は、トレンチゲート構造だけでなくプレーナ型のゲート構造の半導体装置に対して適用してもよい。
それらの半導体装置に対して適用しても、ある一定の作用効果は得ることができる。
The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention may be applied not only to a trench gate structure but also to a semiconductor device having a planar gate structure.
Even when applied to these semiconductor devices, certain effects can be obtained.

本発明の実施の形態により、半導体装置の製造工程においてコンタクトマスク及びチャネルコンタクトマスクの2種類のマスクの製造を一つに減らすことが可能になる。
また、半導体装置に形成したコンタクトホールに高濃度の異なる二つの導電型の不純物領域を出現させることも可能になる。
According to the embodiment of the present invention, it is possible to reduce the production of two types of masks, a contact mask and a channel contact mask, to one in a semiconductor device manufacturing process.
It is also possible to cause two conductivity type impurity regions having different concentrations to appear in a contact hole formed in the semiconductor device.

また、コンタクトホールに電極が形成された際には、電極と各導電型不純物領域とのコンタクト性が良好に保たれる。
また、コンタクトホールの形状と無関係にチャネルコンタクト領域の幅を自由に選択できる。つまり、コンタクトホールの最終形状によってチャネルコンタクト領域の幅が一意に決まることはなくなるため、コンタクトチャネル領域の幅の決定にある程度の自由をきかせることが可能になる。
In addition, when the electrode is formed in the contact hole, the contact property between the electrode and each conductivity type impurity region is kept good.
Further, the width of the channel contact region can be freely selected regardless of the shape of the contact hole. In other words, since the width of the channel contact region is not uniquely determined by the final shape of the contact hole, it is possible to provide a certain degree of freedom in determining the width of the contact channel region.

本発明の実施の形態による半導体装置の製造方法の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing method of the semiconductor device by embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体装置
10 ドレイン領域
101 エピタキシャル層
20 チャネル層
202 ソース領域
204 p+型不純物領域
30 ゲート電極
300 トレンチ
301 ゲート絶縁膜
302 ポリシリコン
40、400層間絶縁膜
50 レジスト膜
500 チャネルコンタクトマスク
CH1 貫通部
CH2 コンタクトホール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor device 10 Drain region 101 Epitaxial layer 20 Channel layer 202 Source region 204 P + type impurity region 30 Gate electrode 300 Trench 301 Gate insulating film 302 Polysilicon 40, 400 Interlayer insulating film 50 Resist film 500 Channel contact mask CH1 Through portion CH2 Contact hole

Claims (4)

第一導電型不純物領域を有する層内に第二導電型不純物を添加して製造する半導体装置の製造方法であって、
前記層上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜に貫通部を形成する工程と、
前記層間絶縁膜の貫通部を通じて前記層に前記第二導電型不純物を注入する工程と、
前記層間絶縁膜の前記貫通部を広げてコンタクトホールを形成する工程と、
を特徴とする半導体装置の製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor device, which is manufactured by adding a second conductivity type impurity in a layer having a first conductivity type impurity region,
Forming an interlayer insulating film on the layer;
Forming a penetrating portion in the interlayer insulating film;
Injecting the second conductivity type impurity into the layer through the through portion of the interlayer insulating film;
Expanding the through portion of the interlayer insulating film to form a contact hole;
A method of manufacturing a semiconductor device.
前記層間絶縁膜に貫通部を形成する工程において、
前記貫通部形成後の層間絶縁膜の形状が、前記層内に形成される前記第二導電型不純物の拡散領域が入り込むことにより狭まった後の前記第一導電型不純物領域が前記コンタクトホールの位置に出現するような前記層間絶縁膜の最終形状に相似する形状になるように前記貫通部を形成し、
前記コンタクトホールを形成する工程において、
等方性エッチングにより前記層間絶縁膜を前記最終形状にすることにより、前記貫通部を広げてコンタクトホールを形成する、
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
In the step of forming a through portion in the interlayer insulating film,
The first conductivity type impurity region after the shape of the interlayer insulating film after formation of the through-hole is narrowed by entering the diffusion region of the second conductivity type impurity formed in the layer is the position of the contact hole Forming the through-hole so as to have a shape similar to the final shape of the interlayer insulating film as it appears in
In the step of forming the contact hole,
By forming the interlayer insulating film in the final shape by isotropic etching, the through portion is expanded to form a contact hole.
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
前記半導体装置は、
トレンチゲート構造の絶縁ゲート半導体装置である、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
The semiconductor device includes:
An insulated gate semiconductor device having a trench gate structure.
3. A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the method is a semiconductor device.
トレンチ構造のゲート電極に隣接して第一導電型不純物領域を有するチャネル層内に第二導電型不純物を添加して製造するゲート絶縁半導体装置の製造方法であって、
前記チャネル層の上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記チャネル層内に形成される前記第二導電型不純物の拡散領域が入り込むことにより狭まった後の前記第一導電型不純物領域がコンタクトホールの位置に出現するような前記層間絶縁膜の最終形状に相似する形状になるように前記層間絶縁膜に貫通部を形成する工程と、
前記貫通部を通じて前記チャネル層に前記第二導電型不純物を注入する工程と、
等方性エッチングにより前記層間絶縁膜を前記最終形状にする工程と、
を特徴とする半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a gate insulating semiconductor device, which is manufactured by adding a second conductivity type impurity in a channel layer having a first conductivity type impurity region adjacent to a trench structure gate electrode,
Forming an interlayer insulating film on the channel layer;
The final shape of the interlayer insulating film is such that the first conductivity type impurity region after the diffusion region of the second conductivity type impurity formed in the channel layer is narrowed by entering the channel layer appears at the position of the contact hole. Forming a penetrating portion in the interlayer insulating film so as to have a similar shape;
Injecting the second conductivity type impurity into the channel layer through the penetrating portion;
Forming the interlayer insulating film into the final shape by isotropic etching;
A method of manufacturing a semiconductor device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011171632A (en) * 2010-02-22 2011-09-01 Fuji Electric Co Ltd Method of manufacturing semiconductor device

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