JPH04229662A - 縦型mosトランジスタとその製造方法 - Google Patents

縦型mosトランジスタとその製造方法

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JPH04229662A
JPH04229662A JP3141834A JP14183491A JPH04229662A JP H04229662 A JPH04229662 A JP H04229662A JP 3141834 A JP3141834 A JP 3141834A JP 14183491 A JP14183491 A JP 14183491A JP H04229662 A JPH04229662 A JP H04229662A
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mos transistor
gate electrode
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開 俊一
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明彦 大澤
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は縦型MOSトランジスタ
とその製造方法に関し、特に、オン抵抗を下げると共に
ゲート電極のコーナーでの耐圧を上げることのできる縦
型MOSトランジスタとその製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】縦型MOSトランジスタは、高い駆動能
力を備え、かつ基板上の占有面積が少なく高集積度が得
やすいという点で、今後とも期待できるデバイスの一つ
である。図12に従来の縦型MOSトランジスタの一例
を示す。これは特開平1−192174号に記載されて
いるものである。
【0003】この従来の縦型MOSトランジスタは、n
+ 型の半導体基板101上にエピタキシャル成長によ
って形成されたn− 型の不純物半導体から成るドレイ
ン領域103と、上記ドレイン領域103内に設けられ
たP型の不純物半導体から成るチャネル領域105と、
上記チャネル領域105の上方に形成されたn+ 型の
不純物半導体から成るソース領域107と、上記ソース
領域107、チャネル領域105およびドレイン領域1
03を貫いて形成されたトレンチ123内にゲート絶縁
膜109を介して設けられたゲート電極117と、上記
ゲート電極117上に絶縁膜121を介して設けられた
ソース電極119とを有している。
【0004】そして、上記トレンチ123内のゲート絶
縁膜109は、トレンチ123の底面で厚いゲート絶縁
膜129となっている。
【0005】上記構成の縦型MOSトランジスタは、セ
ル密度すなわち集積度を上げてオン抵抗を小さくするた
めに有利である。ここで、上記トレンチ123の底面で
ゲート絶縁膜が厚くなっているが、これは、トレンチの
深さと、オン抵抗および耐圧との関係による。すなわち
、トレンチ深さを深くするとオン抵抗は減少するが耐圧
は低下する。従って、オン抵抗を下げるためにトレンチ
を深くした場合、耐圧が低下してしまい、その低下した
耐圧を所定値(例えば60V系を保証する値)まで向上
させるためトレンチ底面でのゲート絶縁膜129を厚く
しているものである。
【0006】この従来の縦型MOSトランジスタの製造
方法は、図13に示す如くに行われる。先ず、ソース領
域107、チャネル領域105およびドレイン領域10
3を貫いて形成されたトレンチ123の表面に酸化膜1
25と窒化膜127を形成し、窒化膜127はトレンチ
123の側面のみを残して除去する(図13A)。次ぎ
に、全体の熱酸化を行いトレンチ123の底部の酸化膜
を厚くし、トレンチ123の底面で厚いゲート絶縁膜1
29(LOCOS)を得る(図13B)。その上で、ポ
リシリコンを埋め込みゲート電極117を形成し、ソー
ス電極119等の必要な配線を行う(図13C)。上述
した縦型MOSトランジスタの構成は、前述した如くに
耐圧を向上させるべくトレンチ123の底面において厚
いゲート酸化膜129を得ているためゲート電極の一部
に電界が集中することを防止するのに有利である。すな
わち、ゲート絶縁膜が底部でも薄いと、図14に示した
等電界面から分かる様に、ゲート電極117のコーナー
すなわち、トレンチ123のコーナーで電界が集中して
耐圧が低下してしまうのである。図12に示した従来例
は、上述したトレンチのコーナーでの電界集中を防止す
る様にしたものであるが、以下に述べる如きの欠点があ
った。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、図17に拡
大して示す如くに、熱酸化によってトレンチ123の底
面の酸化膜を厚くする工程(図13B)で、トレンチ1
23のコーナーにおける酸化膜131がバーズピーク構
造となるが、この時、前記トレンチ123の側面の窒化
膜127を押し上げ、トレンチコーナーにおける酸化膜
131に応力が加わり、転移を起こし、上記コーナー部
において電気的パスが起こり易くなり、耐圧が下ってし
まうという問題があった。すなわち、上記トレンチ12
3のコーナーでの電界の集中という問題が依然として残
っているものであった。
【0008】また、従来技術では、窒化膜127をトレ
ンチ側面のみに形成しなければならず、引用例の製造法
の場合、これはRIEによって水平面に形成された膜を
除去することで、側面の膜のみを残すことになっている
が、この方法は実際上極めて困難である。というのは、
RIEの選択性はさほど高くないうえに、トレンチ側面
が正確に垂直にはなっていないため、特別な工夫なしに
は、トレンチ側面の窒化膜もエッチングされてしまうも
のであった。従って、その製造において歩留まりが低下
したり、出来上がったMOSトランジスタの信頼性が低
下したりするものであった。
【0009】また、トレンチ側面が傾斜した構造となっ
ているV型トレンチにはトレンチ側面の窒化膜が完全に
エッチングされてしまうため適用できない等の不都合が
あった。
【0010】本発明は、上述の如き問題点を解決するた
めになされたもので、その目的は十分な耐圧を得ると共
に、オン抵抗を下げることができる縦型MOSトランジ
スタとその製造方法を提供することである。
【0011】本発明の他の目的は、トレンチのコーナー
における電界の集中を防止することができる縦型MOS
トランジスタとその製造方法を提供することである本発
明のさらに他の目的は、高い歩留まりで信頼性の高い縦
型MOSトランジスタを製造することができる製造方法
を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為に
、本発明の第1の特徴は、縦型MOSトランジスタにお
いて、半導体基板と、この半導体基板の表面に設けられ
た第1の不純物領域と、この第1の不純物領域の下方に
形成され、これとは反対の導電型をもった第2の不純物
領域と、前記半導体基板の表面から前記第1および第2
の不純物領域域を貫いて、少なくとも前記第2の不純物
領域の底部よりも深く形成されたトレンチと、このトレ
ンチの内部にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電
極とを具備し、前記ゲート絶縁膜が、上記トレンチの底
面とそれに連続した側面の一部とにおいて厚くなってい
ることである。
【0013】本発明の第2の特徴は、縦型MOSトラン
ジスタにおいて、半導体基板と、この半導体基板の表面
に設けられた第1の不純物領域と、この第1の不純物領
域の下方に形成され、これとは反対の導電型をもった第
2の不純物領域と、前記半導体基板の表面から前記第1
および第2の不純物領域を貫いて、少なくとも前記第2
の不純物領域の底部よりも深く形成されたトレンチと、
このトレンチの底部に第1のゲート絶縁膜を介して形成
された第1のゲート電極と、上記トレンチ内の上記第1
のゲート電極の上部に第2のゲート絶縁膜を介して形成
された第2のゲート電極とを具備し、少なくとも上記第
1のゲート絶縁膜が上記第2のゲート絶縁膜よりも厚く
構成されていることである。
【0014】本発明の第3の特徴は、縦型MOSトラン
ジスタにおいて、半導体基板と、この半導体基板の表面
に設けられた第1の不純物領域と、この第1の不純物領
域の下方に形成され、これとは反対の導電型をもった第
2の不純物領域と、前記半導体基板の表面から前記第1
および第2の不純物領域を貫いて、少なくとも前記第2
の不純物領域の底部よりも深く形成されたトレンチと、
このトレンチの底部に第1のゲート絶縁膜を介して形成
されたフローティングゲート電極と、このフローティン
グゲート電極の上部にキャパシタンス用絶縁膜を介して
形成され、前記第1および第2の不純物領域に第2のゲ
ート絶縁膜を挟んで隣接する主ゲート電極とを具備し、
上記第1のゲート絶縁膜が上記第2のゲート絶縁膜より
厚く構成されていることである。
【0015】本発明の第4の特徴は、縦型MOSトラン
ジスタの製造方法にして、半導体基板の表面に第1の不
純物領域と、この第1の不純物領域の下方に位置しこれ
とは反対の導電型をもった第2の不純物領域とを形成す
る工程と、前記半導体基板の表面から前記第1および第
2の不純物領域を貫いて、少なくとも前記第2の不純物
領域の底部よりも深く延びたトレンチを形成する工程と
、ゲート絶縁膜が上記トレンチの底面とそれに連続した
側面の一部とにおいて厚くなる様に上記トレンチ内にゲ
ート絶縁膜を介してゲート電極を形成する工程とを有す
ることである。
【0016】本発明の第5の特徴は、縦型MOSトラン
ジスタの製造方法にして、半導体基板の表面に第1の不
純物領域と、この第1の不純物領域の下方に位置しこれ
とは反対の導電型をもった第2の不純物領域とを形成す
る工程と、前記半導体基板の表面から前記第1および第
2の不純物領域を貫いて、少なくとも前記第2の不純物
領域の底部よりも深く延びたトレンチを形成する工程と
、上記トレンチ内に比較的厚い第1の絶縁膜を形成し、
その第1の絶縁膜の形成されたトレンチ内に導電性物質
を埋め込み、上記トレンチ内において、上記埋め込まれ
た導電性物質の前もって決められた第1の位置よりも上
部および第1の絶縁膜の前もって決められた第2の位置
よりも上部を除去することによって、比較的厚い第1の
ゲート絶縁膜および第1のゲート電極を形成する工程と
、上記トレンチ内の第1のゲート電極の上部およびトレ
ンチの上側部に上記比較的厚い第1のゲート絶縁膜より
も薄い第2の絶縁膜を形成し、その第2の絶縁膜の上部
に導電性物質を形成することによって、比較的薄い第2
のゲート絶縁膜および第2のゲート電極を形成する工程
とを有することを特徴とする。
【0017】
【作用】上述の如くにゲート絶縁膜が、上記トレンチの
底面とそれに連続した側面の一部とにおいて厚くなって
いる構成としたため、特にトレンチのコーナーでの耐圧
が著しく向上し、トレンチ深さを深くしてオン抵抗を下
げても、電界の集中という問題が防止でき、パンチスル
ー等も防止できるものである。
【0018】これは、特に、60V系品種のパワーMO
S低耐圧品に適用する場合に有効となる。
【0019】
【実施例】図1に、本発明に従う縦型MOSトランジス
タの一実施例の断面図を示す。このトランジスタはn+
 型単結晶シリコン基板1と、この半導体基板上にエピ
タキッシャル成長したn− 型の不純物半導体からなる
ドレイン領域3と、この不純物半導体領域3内に設けら
れたp型の不純物半導体からなる深さ方向の厚みが1.
5ミクロンのチャネル領域5と、その上方に形成された
n+ 型の不純物半導体からなる深さ方向の厚みが0.
5ミクロンのソース領域7と、これらを貫いて形成され
たトレンチ23と、このトレンチ23内部に比較的厚い
第1のゲート絶縁膜9を介して上記ソース領域7の上部
にまで伸びる様に形成されたフローティングゲート電極
すなわち第1のゲート電極11と、このフローティング
ゲート電極11およびフローティングゲート電極11の
約上半分とトレンチ23の側壁との間においてキャパシ
タンス用絶縁膜13を介して形成され、前記チャネル領
域5とソース領域7に比較的薄い第2のゲート絶縁膜1
5によって絶縁されて隣接する主ゲート電極すなわち第
2のゲート電極17とからなっている。ここで、第1の
ゲート絶縁膜9の厚みは0.5〜1.5ミクロン、例え
ば0.8ミクロンであり、第2のゲート絶縁膜15の厚
みはこれよりもずっと薄く300〜1000オングスト
ローム、例えば500オングストロームに選ばれている
。一般には、第1のゲート絶縁膜9は第2のゲート絶縁
膜15より、10倍以上又は2000オングストローム
以上厚くするのが好ましい。また、ここで、上記第1の
ゲート絶縁膜9の上端はドレイン領域3の内部にあって
前記第1のゲート電極11の下端から上方へ所定距離X
おいた位置となっている。この場合、所定距離Xは3μ
mとなっている。
【0020】ソース領域7にはソース電極19が、又主
ゲート電極17にはゲート制御電極21が接続される様
に形成されており、ゲート電極17に正の制御電圧を加
えることによって、チャネルが形成されソース電極19
と基板1が電気的に接続される。このトランジスタの等
価回路図を模式的に図2に示す。
【0021】フローティングゲート電極11は、ゲート
電極17と基板1との間に、夫々キャパシタC1 ,C
2 を介して接続されている。キャパシタC1 および
キャパシタC2 は、夫々第1のゲート絶縁膜9と第2
のゲート絶縁膜15を横切って形成されるので、これら
の厚みが反映してC1 《C2 となっている。従って
、フローティングゲート電極11の電位は主ゲート電位
17の電位に近い値となり、このトランジスタの駆動に
於いてはやはりチャネルの形成に寄与する。
【0022】そして、この実施例では、第1のゲート絶
縁膜9がトレンチ23の底面およびそれに連続した側面
の一部で厚くなっているため、トレンチコーナーでの耐
圧が著しく向上する。
【0023】次に、図3A〜図5Cを参照しつつ、この
トランジスタの製造工程を説明する。
【0024】先ず、図3Aに示したようにn+ 型単結
晶シリコン半導体基板1の表面にn− 型シリコン半導
体層3をエピタキッシャル成長させる。この層3内に、
通常の拡散技術を用いて、p+ 型半導体領域5とn+
 型半導体領域7を形成する。夫々深さ方向の厚みは0
.5ミクロン、1.5ミクロンである。この二つの領域
5,7を貫いて、半導体層3内の一部に達するトレンチ
23をRIE等の異方性エッチングを用いて幅2ミクロ
ン、深さ3.0ミクロンまで形成する(図3B)。次に
、図3Cに示した様に、トレンチ23の内部を含めて、
熱酸化によって、厚い(約8000オングストローム)
酸化シリコン膜25を形成する。次に、トレンチ23の
内部にLP・CVD法によりポリシリコン27を埋め込
み、エッチバックによってソース領域7の上端の位置ま
でを残してその上部を除去する(図4A)。これにより
、第1のゲート電極すなわちフローティングゲート電極
11が形成される。
【0025】次に、酸化シリコン膜25を、ドレイン領
域3の内部の所定位置より下の部分を残してその上部を
除去する(図4B)。これにより、比較的に厚い第1の
ゲート絶縁膜(約8000オングストローム)9が形成
される。これは、フッ化アンモニウムを用いたウエット
エッチングで行う。
【0026】次に、ポリシリコン11の露出している部
分を含めトレンチ23の内面と、ソース領域7の表面を
熱酸化して薄い酸化シリコン膜29(約500オングス
トローム)を形成する(図4C)。これにより、キャパ
シタンス用絶縁膜13および薄い第2のゲート絶縁膜1
5(約500オングストローム)が形成される。
【0027】トレンチ23の内部も含め、全体にポリシ
リコン膜31をLP・CVDで5000オングストロー
ム形成し、表面を熱酸化し酸化シリコン膜33を0.1
ミクロン形成する(図5A)。この上に再度、ポリシリ
コン膜35を1ミクロン形成し(図5B)、トレンチ内
の部分を除いてエッチングで除去する。この際、酸化シ
リコン膜33の存在によって、ポリシリコン膜31はそ
のまま残る。この酸化シリコン膜33を従来のフォトリ
ソグラフィでパターニングして、これをマスクにポリシ
リコン膜31をパターンニングする(図5C)。これに
より、第2のゲート電極17が形成される。これに、従
来の方法にて、ゲート制御電極21とソース電極19を
形成して、トランジスタが完成する(図1)。
【0028】なお、上記の説明は好ましい実施例につい
て行ったもので、当業者であれば夫々の対応例に応じて
一部を変えたり、追加することは容易に為しえることは
言うまでもない。例えば、上述した第1実施例の場合、
第1のゲート電極11と第2のゲート電極17との間に
キャパシタンスが形成されていたが、製造後に上記第1
のゲート電極と第2のゲート電極とを電気的に接続する
こともできる。すなわち、上記第1のゲート電極にコン
タクト電極を設け、メタル配線によって第2のゲート電
極と上記コンタクト電極とを接続することによって達成
できるものである。
【0029】また、図3B〜図4Bに示す製造工程にお
いて、トレンチ23の深さ、ポリシリコン27、すなわ
ち第1のゲート電極11の上端の位置、および第1のゲ
ート絶縁膜9の上端の位置は、対応例に応じてさまざま
に変えることができる。すなわち、図6および図7の概
略図に示す如くに、トレンチの深さをn− 型のドレイ
ン領域3を貫いて、n+ 型のシリコン基板1に達する
様にしても良い。この図6および図7の変形例の条件と
して、第1のゲート絶縁膜9の上端の位置は上記基板1
の上端から1ミクロンより大きい値とする。この変形例
の場合、RA積(オン抵抗)を小さく、耐圧を向上させ
るためUMOSFETのゲート酸化膜厚を部分的にかえ
た構造を考える。そして、第2ゲート酸化膜とトレンチ
深さをパラメータに、Vds耐圧、RA積、Cgs(ゲ
ート・ドレイン)容量を求める。パラメータ範囲として
は、第2ゲート酸化膜厚が2000オングストローム,
3000オングストローム,4000オングストローム
のときのトレンチ深さは10.5umとする。また、ト
レンチ深さはVds耐圧80Vから得られる第2ゲート
酸化膜厚を使って8um,10um,12umとする。 そして、上記条件において、この図6および図7に示す
変形例と図8に示す従来の縦型MOSトランジスタの概
略デバイス構造とのオン抵抗および耐圧を実験比較した
場合の結果を図9〜図12に示す。
【0030】また、他の例として、図13に示す如くに
、第1実施例を変形して、第1ゲート電極11の上端の
位置を低くし、さらに第1のゲート絶縁膜9の上端の位
置を上げる様に構成することもできる。
【0031】また、図3A〜図5Cに示した製法は、実
質的にそのままV型トレンチを持ったトランジスタにも
応用可能である。
【0032】
【発明の効果】上述の如くに本発明によれば、ゲート絶
縁膜が上記トレンチの底面とそれに連続した側面の一部
とにおいて厚くなっている構造としたため、特にトレン
チのコーナーでの耐圧が著しく向上し、トレンチ深さを
深くしてオン抵抗を下げても、電界の集中と言う問題が
防止でき、パンチスルー等も防止できるものである。
【0033】これは、特に、60V系品種のパワーMO
S低耐圧品に適用する場合に有効となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従う縦型MOSトランジスタの一実施
例の断面図である。
【図2】図1に示す縦型MOSトランジスタの等価回路
図である。
【図3】図1に示す縦型MOSトランジスタの製造工程
図である。
【図4】図1に示す縦型MOSトランジスタの製造工程
図である。
【図5】図1に示す縦型MOSトランジスタの製造工程
図である。
【図6】図1に示す実施例の変形例の概略構成図である
【図7】図1に示す実施例の変形例の概略構成図である
【図8】従来の縦型MOSトランジスタの概略構成図で
ある。
【図9】図6および図7に示す変形例と図8に示す従来
例との実験比較結果を示す図である。
【図10】図6および図7に示す変形例と図8に示す従
来例との実験比較結果を示す図である。
【図11】図6および図7に示す変形例と図8に示す従
来例との実験比較結果を示す図である。
【図12】図6および図7に示す変形例と図8に示す従
来例との実験比較結果を示す図である。
【図13】図1に示す実施例のさらに他の変形例の構成
図てある。
【図14】従来の縦型MOSトランジスタの断面図であ
る。
【図15】図14に示す従来の縦型MOSトランジスタ
の製造工程を示す図である。
【図16】図14に示す従来の縦型MOSトランジスタ
のトレンチコーナーでの電界の集中を説明する図である
【図17】図15に示す従来の縦型MOSトランジスタ
の製造工程における問題点を説明する図である。
【符号の説明】
1  シリコン基板 3  ドレイン領域 5  チャンネル領域 7  ソース領域 9  第1のゲート絶縁膜 11  フローティングゲート電極 15  第2のゲート絶縁膜 17  第2のゲート電極 19  ソース電極 21  ゲート制御電極

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  縦型MOSトランジスタにして、半導
    体基板と、前記半導体基板の表面に設けられた第1の不
    純物領域と、前記第1の不純物領域の下方に形成された
    第2の不純物領域と、前記半導体基板の表面から少なく
    とも前記第1の不純物領域を貫いて形成されたトレンチ
    と、前記トレンチの内部にゲート絶縁膜を介して形成さ
    れたゲート電極と、を具備し、前記ゲート絶縁膜が前記
    トレンチの底面とその底面に連続した側面の一部とにお
    いて厚くなっていることを特徴とする縦型MOSトラン
    ジスタ。
  2. 【請求項2】  前記第2の不純物領域が、前記第1不
    純物領域とは逆の導電型を有していることを特徴とする
    請求項1に記載の縦型MOSトランジスタ。
  3. 【請求項3】  前記トレンチが、前記第1および第2
    の不純物領域を貫いて、前記第2の不純物領域の底部よ
    りも深く形成されていることを特徴とする請求項2に記
    載の縦型MOSトランジスタ。
  4. 【請求項4】  前記トレンチが、前記半導体基板に達
    するまでの深さで形成されていることを特徴とする請求
    項3に記載の縦型MOSトランジスタ。
  5. 【請求項5】  縦型MOSトランジスタにして、半導
    体基板と、前記半導体基板の表面に設けられた第1の不
    純物領域と、前記第1の不純物領域の下方に形成され、
    前記第1の不純物領域とは反対の導電型を持った第2の
    不純物領域と、前記半導体基板の表面から前記第1およ
    び第2の不純物領域を貫いて、少なくとも前記第2の不
    純物領域の底部よりも深く形成されたトレンチと、前記
    トレンチの底部に第1のゲート絶縁膜を介して形成され
    た第1のゲート電極と、上記トレンチ内の上記第1のゲ
    ート電極の上部において第2のゲート絶縁膜を介して形
    成された第2のゲート電極と、を具備し、少なくとも上
    記第1のゲート絶縁膜が上記第2のゲート絶縁膜よりも
    厚く構成されていることを特徴とする縦型MOSトラン
    ジスタ。
  6. 【請求項6】  前記トレンチが、前記半導体基板に達
    するまでの深さで形成されていることを特徴とする請求
    項5に記載の縦型MOSトランジスタ。
  7. 【請求項7】  前記第1のゲート電極と第2のゲート
    電極との間にキャパシタンス用絶縁膜が形成されている
    ことを特徴とする請求項5に記載の縦型MOSトランジ
    スタ。
  8. 【請求項8】  前記第1のゲート電極と第2のゲート
    電極とが電気的に接続されていることを特徴とする請求
    項5に記載の縦型MOSトランジスタ。
  9. 【請求項9】  縦型MOSトランジスタにして、半導
    体基板と、前記半導体基板の表面に設けられた第1の不
    純物領域と、前記第1の不純物領域の下方に形成され、
    これとは反対の導電型をもった第2の不純物領域と、前
    記半導体基板の表面から前記第1および第2の不純物領
    域を貫いて、少なくとも前記第2の不純物領域の底部よ
    りも深く形成されたトレンチと、前記トレンチの底部に
    第1のゲート絶縁膜を介して形成されたフローティング
    ゲート電極と、前記フローティングゲート電極の上部に
    キャパシタンス用絶縁膜を介して形成され、前記第1お
    よび第2の不純物領域に第2のゲート絶縁膜を挟んで隣
    接する主ゲート電極と、を具備し、上記第1のゲート絶
    縁膜が上記第2のゲート絶縁膜より厚く構成されている
    ことを特徴とする縦型MOSトランジスタ。
  10. 【請求項10】  前記トレンチが、前記半導体基板に
    達するまでの深さで形成されていることを特徴とする請
    求項9に記載の縦型MOSトランジスタ。
  11. 【請求項11】  前記第1のゲート電極と第2のゲー
    ト電極とが電気的に接続されていることを特徴とする請
    求項9に記載の縦型MOSトランジスタ。
  12. 【請求項12】  縦型MOSトランジスタの製造方法
    にして、半導体基板の表面に第1の不純物領域と、この
    第1の不純物領域の下方に位置しこれとは反対の導電型
    をもった第2の不純物領域とを形成する工程と、前記半
    導体基板の表面から前記第1および第2の不純物領域を
    貫いて、少なくとも前記第2の不純物領域の底部よりも
    深く延びたトレンチを形成する工程と、ゲート絶縁膜が
    上記トレンチの底面とそれに連続した側面の一部とにお
    いて厚くなる様に、上記トレンチ内にゲート絶縁膜を介
    してゲート電極を形成する工程とを具備することを特徴
    とする縦型MOSトランジスタの製造方法。
  13. 【請求項13】  前記トレンチが、前記半導体基板に
    達するまでの深さで形成されていることを特徴とする請
    求項12に記載の縦型MOSトランジスタの製造方法。
  14. 【請求項14】  縦型MOSトランジスタの製造方法
    にして、半導体基板の表面に第1の不純物領域と、この
    第1の不純物領域の下方に位置しこれとは反対の導電型
    をもった第2の不純物領域とを形成する工程と、前記半
    導体基板の表面から前記第1および第2の不純物領域を
    貫いて、少なくとも前記第2の不純物領域の底部よりも
    深く延びたトレンチを形成する工程と、上記トレンチ内
    に比較的厚い第1の絶縁膜を形成し、その第1の絶縁膜
    の形成されたトレンチ内に導電性物質を埋め込み、上記
    トレンチ内において、上記埋め込まれた導電性物質の前
    もって決められた第1の位置よりも上部および第1の絶
    縁膜の前もって決められた第2の位置よりも上部を除去
    することによって、比較的厚い第1のゲート絶縁膜およ
    び第1のゲート電極を形成する工程と、上記トレンチ内
    の第1のゲート電極の上部およびトレンチの上側部に上
    記比較的厚い第1のゲート絶縁膜よりも薄い第2の絶縁
    膜を形成し、その第2の絶縁膜の上部に導電性物質を形
    成することによって、比較的薄い第2のゲート絶縁膜お
    よび第2のゲート電極を形成する工程とを具備すること
    を特徴とする縦型MOSトランジスタの製造方法。
  15. 【請求項15】  前記埋め込まれた導電性物質の前も
    って決められた第1の位置が、ほぼ前記第1の不純物領
    域の上面と一致することを特徴とする請求項14に記載
    の縦型MOSトランジスタの製造方法。
  16. 【請求項16】  前記第1の絶縁膜の前もって決めら
    れた第2の位置が、前記第2の不純物領域より下端位置
    と前記第1のゲート電極の下端から上方へ所定距離おい
    た位置との間であることを特徴とする請求項15に記載
    の縦型MOSトランジスタの製造方法。
  17. 【請求項17】  前記トレンチが、前記半導体基板に
    達するまでの深さで形成されていることを特徴とする請
    求項15に記載の縦型MOSトランジスタの製造方法。
  18. 【請求項18】  前記第1のゲート電極と第2のゲー
    ト電極との間にキャパシタンス用絶縁膜が形成されてい
    ることを特徴とする請求項15に記載の縦型MOSトラ
    ンジスタの製造方法。
  19. 【請求項19】  前記第1のゲート電極と第2のゲー
    ト電極とが電気的に接続されていることを特徴とする請
    求項15に記載の縦型MOSトランジスタの製造方法。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5463241A (en) * 1993-09-01 1995-10-31 Kabushiki Kaisha Toshiba Insulated-gate semiconductor device with a buried insulation layer
JP2002083963A (ja) * 2000-06-30 2002-03-22 Toshiba Corp 半導体素子
JP2006511932A (ja) * 2002-08-23 2006-04-06 フェアチャイルド・セミコンダクター・コーポレーション ミラー容量及びスイッチング損失を低減するために改良されたmosゲートを有する装置およびその製造方法
JP2007165380A (ja) * 2005-12-09 2007-06-28 Toshiba Corp 半導体装置及びその製造方法
US7834407B2 (en) 2005-05-20 2010-11-16 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device
JP2011055017A (ja) * 2010-12-17 2011-03-17 Toshiba Corp 半導体装置
JP2012164916A (ja) * 2011-02-09 2012-08-30 Toshiba Corp 半導体装置およびその製造方法
CN104247026A (zh) * 2012-04-19 2014-12-24 株式会社电装 碳化硅半导体装置及其制造方法
JP2024043638A (ja) * 2022-09-20 2024-04-02 株式会社東芝 半導体装置およびその製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60167373A (ja) * 1984-02-09 1985-08-30 Matsushita Electronics Corp 絶縁ゲ−ト電界効果トランジスタの製造方法
JPS61234066A (ja) * 1985-04-10 1986-10-18 Hitachi Ltd 半導体装置
JPH0251279A (ja) * 1988-08-15 1990-02-21 Nec Corp 縦型電界効果トランジスタ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60167373A (ja) * 1984-02-09 1985-08-30 Matsushita Electronics Corp 絶縁ゲ−ト電界効果トランジスタの製造方法
JPS61234066A (ja) * 1985-04-10 1986-10-18 Hitachi Ltd 半導体装置
JPH0251279A (ja) * 1988-08-15 1990-02-21 Nec Corp 縦型電界効果トランジスタ

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5463241A (en) * 1993-09-01 1995-10-31 Kabushiki Kaisha Toshiba Insulated-gate semiconductor device with a buried insulation layer
JP2002083963A (ja) * 2000-06-30 2002-03-22 Toshiba Corp 半導体素子
JP2006511932A (ja) * 2002-08-23 2006-04-06 フェアチャイルド・セミコンダクター・コーポレーション ミラー容量及びスイッチング損失を低減するために改良されたmosゲートを有する装置およびその製造方法
US8604563B2 (en) 2005-05-20 2013-12-10 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device and manufacturing method of the same
US9478530B2 (en) 2005-05-20 2016-10-25 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device and manufacturing method of the same
US11107912B2 (en) 2005-05-20 2021-08-31 Renesas Electronics Corporation Trench gate semiconductor device with dummy gate electrode and manufacturing method of the same
US8232610B2 (en) 2005-05-20 2012-07-31 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device and manufacturing method of the same
US10211332B2 (en) 2005-05-20 2019-02-19 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device and manufacturing method of the same
US9837528B2 (en) 2005-05-20 2017-12-05 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device and manufacturing method of the same
US7834407B2 (en) 2005-05-20 2010-11-16 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device
US9013006B2 (en) 2005-05-20 2015-04-21 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device and manufacturing method of the same
US9245973B2 (en) 2005-05-20 2016-01-26 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device and manufacturing method of the same
JP2007165380A (ja) * 2005-12-09 2007-06-28 Toshiba Corp 半導体装置及びその製造方法
JP2011055017A (ja) * 2010-12-17 2011-03-17 Toshiba Corp 半導体装置
US9184261B2 (en) 2011-02-09 2015-11-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device having field plate electrode and method for manufacturing the same
JP2012164916A (ja) * 2011-02-09 2012-08-30 Toshiba Corp 半導体装置およびその製造方法
CN104247026A (zh) * 2012-04-19 2014-12-24 株式会社电装 碳化硅半导体装置及其制造方法
JP2024043638A (ja) * 2022-09-20 2024-04-02 株式会社東芝 半導体装置およびその製造方法

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