本申请要求于2015年10月19日提交的日本专利申请第2015-205759号的优先权，其全部内容通过引用并入本申请。
本说明书中公开的技术涉及一种半导体器件及其制造方法。
背景技术：
专利文献1公开了包括多个沟槽型栅极电极的半导体器件。每个栅极电极的上表面被层间绝缘膜(在此为bpsg膜(硼磷硅酸盐玻璃))覆盖。接触孔设置在层间绝缘膜中两个相邻的沟槽之间的位置处。上电极层设置成覆盖层间绝缘膜和接触孔。上电极层在接触孔内连接到半导体基板。栅极电极通过层间绝缘膜与上电极层绝缘。
在该半导体器件的制造工序中，层间绝缘膜形成为在形成沟槽型栅极电极之后覆盖各栅极电极的上表面和半导体基板的上表面。之后，在层间绝缘膜中形成接触孔。当形成接触孔时，在层间绝缘膜的上表面和接触孔的底表面之间产生台阶。接下来，通过加热层间绝缘膜使层间绝缘膜软化。由于层间绝缘膜(bpsg膜)的软化温度低，所以层间绝缘膜容易因加热而软化。由此，层间绝缘膜的表面弯曲，并且层间绝缘膜的端部(即，接触孔的侧表面)的表面倾斜从而扩大了接触孔的开口。相应地，通过使层间绝缘膜的表面弯曲，与加热之前相比，层间绝缘膜的上表面与接触孔的底表面之间的台阶可以变平滑。之后，上电极层形成为覆盖层间绝缘膜和接触孔。在上电极层的表面上形成跟随绝缘膜和接触孔的形状的凸图案和凹图案。由于通过加热使层间绝缘膜的上表面与接触孔的底表面之间的台阶变平滑，所以上电极层的表面上的凹入和凸起也变得平滑。
[引用列表]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利申请公开第h7-235676号
技术实现要素：
如专利文献1的半导体器件那样，通过使上电极的表面平滑，在上电极层中不容易产生热应力。于是，上电极层不容易产生裂纹等，并且半导体器件的温度循环的耐久性提高。另一方面，如专利文献1那样，当层间绝缘膜由bpsg膜构成并且层间绝缘膜变形为表面弯曲时，层间绝缘膜的厚度在其端部变薄。由于在层间绝缘膜变形时难以准确地控制层间绝缘膜的形状，因此存在层间绝缘膜的层厚在层间绝缘膜的端部变得非常薄的情况。于是，在一些情况下，栅极电极和上电极层之间可能不能确保足够的绝缘电阻。因此，在本说明书中，提供了能够获得具有平滑表面的上电极层并且能够充分确保层间绝缘膜的厚度的技术。
在此提供了一种制造半导体器件的方法。所述方法包括形成沟槽、形成栅极绝缘膜、形成栅极电极、形成层间绝缘膜、热处理以及形成上电极层。在形成沟槽时，在半导体基板的上表面中形成多个沟槽。在形成栅极绝缘膜时，在每个所述沟槽中形成栅极绝缘膜。在形成栅极电极时，在每个所述沟槽中通过所述栅极绝缘膜形成与所述半导体基板绝缘的栅极电极。在形成层间绝缘膜时，形成包括第一绝缘层和第二绝缘层的层间绝缘膜。所述第一绝缘层覆盖每个所述栅极电极的上表面和所述半导体基板的上表面，所述第二绝缘层位于所述第一绝缘层上并且具有比所述第一绝缘层的软化温度低的软化温度。在所述层间绝缘膜中每对相邻的两个所述沟槽之间的位置处设置有接触孔。在热处理中，在低于所述第一绝缘层的软化温度且高于所述第二绝缘层的软化温度的温度下加热所述层间绝缘膜，以使所述第二绝缘层的表面成为曲面，从而使得所述第二绝缘层的端部的表面从对应的接触孔起倾斜，以便朝向对应的沟槽的中央向上移位。在形成上电极层时，形成上电极层使得覆盖所述层间绝缘膜和所述接触孔。
值得注意的是，层间绝缘膜的端部是指层间绝缘膜内与接触孔相邻的部分。此外，软化温度是指绝缘层软化到可以在无任何外力的情况下通过其自身重量和表面张力而变形的程度的温度。软化温度可以是熔化温度。此外，沟槽的中央指的是沟槽的宽度方向上的中央(当从上方看沟槽时沟槽的短边方向)。
在该制造方法中，通过在具有高软化温度的第一绝缘层上层叠具有低软化温度的第二绝缘层来形成层间绝缘膜。在加热时，其温度低于第一绝缘层的软化温度，因此第一绝缘层几乎不变形。此外，在加热时，其温度高于第二绝缘层的软化温度，因此第二绝缘层会软化。于是，第二绝缘层变形，并且第二绝缘层的端部的表面从对应的接触孔起倾斜，以便朝向对应的沟槽的中央向上移位(即，从接触孔朝向沟槽的中央远离第一绝缘层的方向)，并且第二绝缘层的表面是弯曲的。由此，与加热前相比，层间绝缘膜的上表面与接触孔的底表面之间的台阶变得平滑。由此，在此后形成上电极层时，上电极层的表面也变得平滑。此外，如上所述，由于加热时第一绝缘层几乎不变形，所以第一绝缘层的厚度几乎不变。由此，即使第二绝缘层变形并且其厚度局部变薄，通过第一绝缘层也能够充分确保层间绝缘膜整体的厚度。因此，根据该方法，可以确保栅极电极和上电极层之间的高绝缘电阻。
进一步，在此提供了一种半导体器件。所述半导体器件包括：半导体基板；多个沟槽，其设置在所述半导体基板的上表面中；栅极绝缘膜，其位于每个所述沟槽中；栅极电极，其位于每个所述沟槽中并通过所述栅绝缘膜与所述半导体基板绝缘；层间绝缘膜，其包括第一绝缘层和第二绝缘层。所述第一绝缘层覆盖每个所述栅极电极的上表面和所述半导体基板的上表面，所述第二绝缘层位于所述第一绝缘层上并且具有比所述第一绝缘层的软化温度低的软化温度。在所述层间绝缘膜中于每对相邻的两个所述沟槽之间的位置处设置有接触孔。所述半导体器件进一步包括上电极层，其覆盖所述层间绝缘膜和所述接触孔。所述第一绝缘层的上表面是平坦的。所述第二绝缘层的表面是弯曲的。所述第二绝缘层的端部的表面从对应的接触孔起倾斜，使得朝向对应的沟槽的中央向上移位。
根据该半导体器件，能够获得前表面平滑的上电极层，并且能够确保层间绝缘膜的厚度。使第二绝缘层的前表面弯曲的方法不特别限制，然而，使第二绝缘层软化和变形的方法是适当的。
附图说明
图1是第一实施例的mosfet10的纵截面图；
图2是第一实施例的mosfet10的制造方法的说明图；
图3是第一实施例的mosfet10的制造方法的说明图；
图4是第一实施例的mosfet10的制造方法的说明图；
图5是第一实施例的mosfet10的制造方法的说明图；
图6是第一实施例的mosfet10的制造方法的说明图；
图7是第一实施例的mosfet10的制造方法的说明图；
图8是第一实施例的mosfet10的制造方法的说明图；
图9是第一实施例的mosfet10的制造方法的说明图；
图10是第一实施例的mosfet10的制造方法的说明图；
图11是第一实施例的mosfet10的制造方法的说明图；
图12是第一实施例的mosfet10的制造方法的说明图；
图13是不执行第二绝缘层52的曲面加工的情况下的制造方法的说明图；
图14是第一实施例的mosfet10的制造方法的说明图；
图15是第一实施例的变形例的mosfet的纵截面图；
图16是第二实施例的mosfet的纵截面图；
图17是第二实施例的mosfet的层间绝缘膜80的放大截面图；
图18是第二实施例的mosfet的制造方法的说明图；
图19是第二实施例的mosfet的制造方法的说明图；和
图20是制造第二实施例的mosfet的方法的说明图。
具体实施方式
(第一实施例)
图1中所示的第一实施例的mosfet10包括sic基板12(碳化硅基板)。源极电极80设置在sic基板12的上表面12a上。漏极电极84设置在sic基板12的下表面12b上。
多个沟槽34设置在sic基板12的上表面12a中。每个沟槽34沿着垂直于图1的纸面的方向伸长。值得注意的是，在图1中，附图标记c1表示沟槽34在其宽度方向(图1的左右方向)上的中央。栅极绝缘膜38和栅极电极40设置在每个沟槽34中。每个栅极绝缘膜38覆盖对应的沟槽34的内表面。每个栅极电极40布置在对应的沟槽34中。栅极电极40通过栅极绝缘膜38与sic基板12绝缘。
栅极电极40的上表面和sic基板12的上表面12a被层间绝缘膜50覆盖。然而，在层间绝缘膜50中于每对两个相邻的沟槽34之间的每个位置处设置有接触孔54。在接触孔54中，sic基板12未被层间绝缘膜50覆盖。
层间绝缘膜50包括第一绝缘层51和第二绝缘层52。第一绝缘层51布置在sic基板12侧，并且第二绝缘层52层叠在第一绝缘层51上。
第一绝缘层51在与沟槽34相邻的位置处覆盖栅极电极40的上表面和sic基板12的上表面12a。第一绝缘层51由nsg(非掺杂硅酸盐玻璃)构成。不管其位置如何，第一绝缘层51具有大致恒定的厚度。第一绝缘层51的上表面是平坦表面。
第二绝缘层52布置在第一绝缘层51上。第二绝缘层52由teos(原硅酸四乙酯)、psg(磷硅酸盐玻璃)、bpsg(硼磷硅酸盐玻璃)等构成。第二绝缘层52的软化温度是比第一绝缘层51的软化温度低的温度。第二绝缘层52的厚度在每个沟槽34在宽度方向上的中央c1的上方厚，并且朝向其接近接触孔54的侧边变薄。第二绝缘层52的上表面是以凸状鼓起的曲面。
上述的源极电极80覆盖层间绝缘膜50和接触孔54。源极电极80通过层间绝缘膜50与栅极电极40绝缘。源极电极80在接触孔54内与sic基板12的上表面12a接触。源极电极80包括与sic基板12接触的接触层80a、设置在接触层80a上的中间层80b和设置在中间层80b上的前表面层80c。接触层80a由nisi层(硅化镍层)构成。中间层80b主要由alsi层(硅化铝层)构成。更具体地，中间层80b具有非常薄的ti层(钛层)和厚的alsi层的叠层结构。ti层与层间绝缘膜50和接触层80a接触。alsi层大致覆盖ti层的整个前表面。前表面层80c主要由ni层(镍层)构成。更具体地，前表面层80c具有厚的ni层和非常薄的au层(金层)的层叠结构。ni层大致覆盖中间层80b的整个前表面。au层大致覆盖ni层的整个前表面。
源极区域22、体区域26，漂移区28和漏极区域30设置在sic基板12中。
源极区域22以多个设置在sic基板12中。每个源极区域22是n型区域。每个源极区域22设置在暴露在sic基板12的上表面12a上的范围内。每个源极区域22与源极电极80(即，对应的接触层80a)欧姆接触。各源极区域22与对应的栅极绝缘膜38接触。
体区域26设置在源极区域22的侧面和下侧，并且与源极区域22接触。体区域26是p型区域，并且包括多个接触区域26a和低浓度体区域26b。每个接触区域26a的p型杂质浓度高于低浓度体区域26b的p型杂质浓度。每个接触区域26a设置在对应的源极区域22旁边，并且暴露在sic基板12的上表面12a上。每个接触区域26a与源极电极80欧姆接触(即，对应的接触层80a)。低浓度体区域26b设置在源极区域22和接触区域26a下方。低浓度体区域26b在源极区域22下方与栅极绝缘膜38接触。
漂移区28是含有低浓度的n型杂质的n型区域。漂移区28的n型杂质浓度低于源极区域22的n型杂质浓度。漂移区28设置在低浓度体区域26b的下方。漂移区28从低浓度体区域26b的下端的位置扩散到比沟槽34的底表面更低的一侧。漂移区28通过体区域26而与源极区域22分离。漂移区28在低浓度体区域26b下方与栅极绝缘膜38接触。
漏极区域30是包含比漂移区28更高浓度的n型杂质的n型区域。漏极区域30设置在漂移区28下方并且与漂移区28接触。漏极区域30设置在暴露在sic基板12的下表面12b上的范围中。漏极区域30与漏极电极84欧姆接触。
在使用mosfet10时，向漏极电极84施加比施加到源极电极80的电势更高的电势。栅极电极40的电势由控制电路控制。当等于或高于阈值的电势被施加到栅极电极40时，位于与栅极绝缘膜38相邻的范围处的低浓度体区域26b反转为n型，并且在其中形成沟道。然后，电子从源极电极80通过源极区域22、沟道、漂移区28和漏极区域30流向漏极电极84。也就是说，mosfet10导通。当栅极电极40的电势被控制为小于阈值的电势时，沟道消失并且mosfet10截止。
接下来，将描述mosfet10的制造方法。mosfet10由整体具有低n型杂质浓度(具有大致等于漂移区28的n型杂质浓度的n型杂质浓度的)的n型半导体构成的sic基板12(还未被处理的sic基板12)制造。首先，如图2所示，源极区域22、接触区域26a和低浓度体区域26b通过离子注入、外延生长等形成。
接下来，如图3所示，多个沟槽34形成在sic基板12的上表面12a中。每个沟槽34形成为贯穿对应的源极区域22和低浓度体区域26b，并且到达漂移区28。
接下来，如图4所示，栅极绝缘膜38形成为覆盖沟槽34的内表面。接下来，如图4所示，栅极电极40形成在其内表面被栅极绝缘膜38覆盖的沟槽34内。
接下来，如图5所示，第一绝缘层51形成为覆盖sic基板12的上表面12a和栅极电极40的上表面。第一绝缘层51通过大气压cvd通过在sic基板12和栅极电极40上生长nsg而形成。第一绝缘层51的厚度大致恒定，并且第一绝缘层51的上表面是平坦表面。
接下来，如图6所示，第二绝缘层52形成在第一绝缘层51的上表面上。第二绝缘层52通过大气压cvd在第一绝缘层51上生长bpsg而形成。在此阶段，第二绝缘层52的厚度大致恒定，并且第二绝缘层52的上表面是平坦表面。
接下来，如图7所示，在第二绝缘层52上形成图案化的抗蚀剂60。抗蚀剂60通过在第二绝缘层52的整个上表面上形成抗蚀剂膜并且通过曝光工序等图案化抗蚀剂膜来形成。抗蚀剂60被图案化使得其覆盖层间绝缘膜50的不应当形成接触孔54的范围，并且不覆盖层间绝缘膜50的应当形成接触孔54的范围。即，抗蚀剂60被图案化使得覆盖沟槽34及其周边上的部分，并且不覆盖各对相邻的两个沟槽34之间的中央部附近。
接下来，如图8所示，通过使用抗蚀剂60作为掩模来蚀刻层间绝缘膜50来形成接触孔54。这里，通过诸如rie的各向异性蚀刻来蚀刻层间绝缘膜50。由此，在该阶段，接触孔54的侧表面(即，第一绝缘层51的侧表面和第二绝缘层52的侧表面)大致垂直于sic基板12的上表面12a。即，在层间绝缘膜50的上表面和接触孔54的底表面之间形成具有锯齿形图案截面形状的台阶。当形成接触孔54时，通过灰化等去除抗蚀剂60。
接下来，将sic基板12在n2气氛中加热。这里，sic基板12被加热到低于第一绝缘层51的软化温度并且高于第二绝缘层52的软化温度的温度。第一绝缘层51和第二绝缘层52利用sic基板12一起加热。由于加热温度低于第一绝缘层51的软化温度，所以第一绝缘层51在此阶段不软化，因此第一绝缘层51的形状几乎不变。另一方面，由于加热温度高于第二绝缘层52的软化温度，因此第二绝缘层52软化。如图9所示，软化的第二绝缘层52不流到接触孔54侧，但保留在第一绝缘层51的顶上。此外，软化的第二绝缘层52的前表面通过表面张力变成弯曲表面。当第二绝缘层52的前表面变成弯曲表面时，第二绝缘层52的端部(最接近接触孔54的部分)的表面分别在从接触孔54朝向每个沟槽34的中央的方向(即，从接触孔54朝向每个沟槽34的中央而远离第一绝缘层51的方向)上向上移位。即，第二绝缘层52的端部的表面的倾斜角度θ1(更具体地，sic基板12的上表面12a的垂直线与第二绝缘层52的端部的每个表面之间的角度)增加。即，在加热前第二绝缘层52的端部的表面(即，侧表面)与sic基板12的上表面12a的垂直线大致平行，因此其倾斜角度θ1大致是0度。通过进行加热，第二绝缘层52的端部的表面弯曲，并且倾斜角度θ1增加。因此，层间绝缘膜50的上表面和接触孔54的底表面之间的台阶通过第二绝缘层52变形成弯曲表面而平滑，同时增大倾斜角度θ1。之后，当温度降低时，第二绝缘层52在弯曲的状态下硬化。因此，获得了如图9所示弯曲的第二绝缘层52。
接下来，如图10所示，ni层81a形成为覆盖层间绝缘膜50和接触孔54。值得注意的是，代替ni层81a，可以形成al、ti或mo等的金属层。接下来，对sic基板12进行加热使得ni层81a与sic基板12在ni层81a与sic基板12之间的界面上发生反应。由此，ni层81a在这些界面处成为硅化物，如图11所示，于是形成了接触层80a(硅化镍层)。值得注意的是，在形成另一金属层(al，ti，mo等)而不是ni层81a的情况下，形成接触层80a时，该金属层已变为硅化物。当形成接触层80a时，如图11所示通过蚀刻去除了覆盖除接触孔54之外的范围的ni层81a(或者al、ti、mo等的金属层)，然后执行退火。
接下来，通过溅射依次生长ti层和alsi层，以覆盖层间绝缘膜50和接触层80a。由此，中间层80b如图12所示形成。这里，通过将表面温度控制在等于或小于500摄氏度来执行溅射。值得注意的是，从溅射目标朝向sic基板12飞行的电极材料的颗粒不仅包括沿垂直于sic基板12的上表面12a的轨迹飞行的颗粒，而且还包括相对于sic基板12的上表面12a倾斜飞行的大量颗粒。在本实施例中，由于第二绝缘层52的端部的表面倾斜以拓宽接触孔的开口的宽度，因此相对于上表面12a倾斜飞行的颗粒可以容易地进入接触孔54。由此，中间层80b(即，ti层和alsi层)在接触孔54中有效地生长。由此，中间层80b以大致恒定的膜厚形成在层间绝缘膜50上以及接触孔54内。此外，中间层80b的前表面具有跟随层间绝缘膜50和接触孔54的形状的凸凹表面图案。在本实施例中，层间绝缘层50的上表面和接触孔54的底表面之间的台阶在形成中间层80b之前被平滑。由此，中间层80b的前表面上的表面图案也被平滑。
值得注意的是，如图13所示，在不通过加热形成第二绝缘层52的弯曲表面(即，层间绝缘膜50的上表面与接触孔54的底表面之间的台阶的平滑)而形成中间层80b的情况下，在中间层80b的前表面上形成大的凹入和凸起。特别地，在这种情况下，由于接触孔54的开口的宽度窄，所以中间层80b不容易在接触孔54中生长。由此，中间层80b的厚度在接触孔54中变得比在层间绝缘膜50上更薄。于是，如图13所示，在中间层80b的前表面上形成大的凹入和凸起。通过比较图12和13，显而易见，根据第一实施例的方法，中间层80b的前表面可以被平滑。
接下来，通过无电沉积在中间层80b上生长ni层和au层。由此，如图14所示，形成前表面层80c。由于中间层80b的前表面被平滑，所以前表面层80c的前表面也被平滑。之后，通过使用公知的方法在下表面12b侧形成结构(即，漏极区域30和漏极电极84)，可以完成图1所示的mosfet10。
如上所述，根据第一实施例的方法，可以获得其前表面平滑的中间层80b和前表面层80c。由此，在中间层80b和前表面层80c内不容易产生热应力，所以在源极电极80中不容易产生裂纹。因此，mosfet10在温度循环方面的耐久性可以提高。此外，根据第一实施例的方法，第一绝缘层51在通过加热使第二绝缘层52变形时几乎不变形。因此，在栅极电极40的顶部和顶部周围存在具有恒定厚度的第一绝缘层51。因此，层间绝缘膜50在栅极电极40附近不会变得非常薄。因此，在栅极电极40和源极电极80之间可以确保足够的绝缘电阻。
此外，根据第一实施例的方法，软化的第二绝缘层52不会流出第一绝缘层51的上表面的边缘，因此软化的第二绝缘层52被抑制流入接触孔54侧。如果软化的第二绝缘层52流入接触孔54中，则接触孔54的宽度变窄，因此在接触孔54中可能不会获得期望的导电性能。与此相反，在第一实施例的方法中，软化的第二绝缘层52保持在第一绝缘层51的顶上，因此可以抑制接触孔54的宽度变窄。
值得注意的是，在上述第一实施例中，第一绝缘层51上的第二绝缘层52的整个前表面形成为曲面。但是，如图15所示，在第二绝缘层52的前表面上可能保留平坦区域。在软化的第二绝缘层52的粘度高的情况下，如图15所示，存在第二绝缘层52的端部的表面是弯曲的而第二绝缘层52的中央部的表面保持平坦的情况。即使在这种情况下，第二绝缘层52的端部的表面在加热之后也倾斜。因此，与不执行第二绝缘层52的软化的情况(例如，如图13的情况下)相比，可以平滑中间层80b和前表面层80c的前表面。
(第二实施例)
在图16所示的第二实施例的半导体器件中，第二绝缘层52的形状不同于第一实施例的形状。图17示出了第二实施例的层间绝缘膜50的放大截面图。在第二实施例中，第二绝缘层52的每个中央部55a的表面具有以凸状鼓起的弯曲形状，而第二绝缘层52的端部55b的表面(即，与接触孔54相邻的部分)具有以凹状凹进的弯曲形状。由此，端部55b的表面的倾斜角度θ1大于第一实施例的倾斜角度θ1(参见图9)。因此，在第二实施例的半导体器件中，中间层80b倾向于在接触孔54内形成得较厚，因此中间层80b的前表面相比第一实施例的半导体器件(参见图1)进一步平滑。由此，在第二实施例的半导体器件中，前表面层80c的前表面比第一实施例的半导体器件进一步平滑。第二实施例的mosfet的其他构造与第一实施例的mosfet10的构造类似。
将描述第二实施例的mosfet10的制造方法。第二实施例的mosfet10的制造方法与第一实施例的制造方法类似地进行，直到图7所示的工序为止。然后，如图18所示，通过各向同性蚀刻(例如cde(化学干式蚀刻)等)对抗蚀剂60的开口中的第二绝缘层52进行蚀刻。这里，执行蚀刻直到第一绝缘层51暴露在抗蚀剂60的开口内。由于各向同性蚀刻，蚀刻进行到抗蚀剂60的后侧。由此，第二绝缘层52的侧面成为锥状的倾斜形状。相应地，第二绝缘层52的表面层部分的宽度变得比抗蚀剂60的宽度窄。
接下来，如图19所示，通过使用抗蚀剂60作为掩模来蚀刻第一绝缘层51。由此形成接触孔54。这里，通过诸如rie的各向异性蚀刻来蚀刻第一绝缘层51。该蚀刻大致垂直于sic基板12的上表面12a而进行。由此，层间绝缘膜50在比图18所述的各向同性蚀刻的范围更窄的范围内被蚀刻。如图19所示，第一绝缘层51的侧表面与sic基板12的上表面12a大致垂直。另一方面，如上所述，第二绝缘层52的侧表面具有呈锥形的倾斜形状(即，在从接触孔54朝向各沟槽34的中央c1向上方移位的方向上倾斜的形状)。当形成接触孔54时，通过灰化等去除抗蚀剂60。
接下来，将sic基板12在n2气氛中加热。这里，sic基板12被加热到低于第一绝缘层51的软化温度并且高于第二绝缘层52的软化温度的温度。如图20所示，由于第一绝缘层51不软化，所以第一绝缘层51的形状几乎不变形。第二绝缘层52软化，因此第二绝缘层52的前表面变得弯曲。由于第二绝缘层52的侧表面在加热之前倾斜成锥形，所以加热之后的第二绝缘层52的端部的表面的倾斜角度(图17中的θ1)变得非常大。于是，如图17所示，第二绝缘层52的中央部55a的表面成为凸曲面状，而第二绝缘层52的端部55b的表面成为凹曲面状。之后，当温度降低时，第二绝缘层52在弯曲的状态下变硬。
接下来，形成源极电极80(即，接触层80a、中间层80b和前表面层80c)。由于第二绝缘层52的端部的表面的倾斜角度θ1较大，所以中间层80b可以容易地在接触孔54中生长。此外，通过弯曲第二绝缘层52的前表面，在第二绝缘层52的前表面与接触孔54的底表面之间的台阶被平滑化。由此，中间层80b变得平滑，并且前表面层80c的前表面也变得平滑。根据第二实施例的方法，中间层80b和前表面层80c的前表面可以比第一实施例中进一步平滑。此外，通过该方法，也能够通过第一绝缘层51确保绝缘电阻所需的厚度。
此外，在生长中间层80b的alsi层时，在sic基板12的上表面12a上生长的alsi层的晶向和在第二绝缘层52的前表面上生长的alsi层的晶向基本相同，而在第一绝缘层51的侧表面上生长的alsi层的晶向不同于前述的两种晶向。由此，alsi层的晶界形成在中间层80b内。当如第二实施例中那样容易在sic基板12的上表面12a上生长alsi层时，在第一绝缘层51的侧表面上生长的alsi层变得更少，于是形成在中间层80b中的晶界变少。由此，在第二实施例中，与第一实施例相比，中间层80b的强度提高。
当形成源极电极80时，通过使用公知的方法在下表面12b侧形成结构(即，漏极区域30和漏极电极84)，完成了图16所示的第二实施例的mosfet。
值得注意的是，在前述第二实施例中，第二绝缘层52在各向同性蚀刻中被蚀刻直到第一绝缘层51暴露。但是，可以在第一绝缘层51尚未暴露的阶段就停止各向同性蚀刻。例如，第二绝缘层52的蚀刻可以通过对第二绝缘层的厚度方向上的中间部分进行各向同性蚀刻，然后进行各向异性蚀刻以穿透第二绝缘层和第一绝缘层。
此外，在上述实施例中，使用抗蚀剂60作为掩模在第二绝缘层52上执行各向同性蚀刻，然后使用相同的抗蚀剂60作为掩模在第一绝缘层51上执行各向异性蚀刻。然而，只要通过先前的蚀刻来蚀刻较宽面积并且通过随后的蚀刻来蚀刻较窄面积，则可以通过在蚀刻后软化第二绝缘层52来形成具有如第二实施例中那样曲率变化的曲面的第二绝缘层52。因此，各个工序中的蚀刻可以自由地改变。例如，在先前的蚀刻和随后的蚀刻中可以使用不同的掩模。此外，在先前的蚀刻和随后的蚀刻中对各向同性蚀刻或各向异性蚀刻的分别运用可适当地改变。然而，根据第二实施例的方法，由于可以使用相同的抗蚀剂60作为掩模，因此可以有效地制造mosfet。
此外，在上述第一实施例和第二实施例中，已经描述了mosfet，然而，本说明书中公开的技术可以适用于具有沟槽型栅极电极的其他半导体器件(例如，igbt等)。
此外，在上述第一实施例和第二实施例中，已经描述了具有sic基板12的半导体器件，然而，本说明书中公开的技术可以适用于使用诸如硅基板的其他半导体基板的其他半导体器件。但是，在具有sic基板的功率半导体器件中，利用sic基板的宽带间隙带来的耐高压特性进行精细化。由此，在具有sic基板的半导体器件中，高电场往往施加于层间绝缘膜。由此，将本说明书中公开的技术适用于具有sic基板的半导体器件更为有效。
以下，将描述前述第一实施例和第二实施例的组成特征与权利要求的组成特征之间的关系。第一实施例和第二实施例的中间层80b是权利要求的上电极层的示例。此外，第一实施例和第二实施例的源极电极80的整体可以被认为是权利要求的上电极层的示例。
以下将列出上述实施例的合适构造。值得注意的是，下面列出的所有构造都是独立起作用的。
在本文作为示例提供的方法中，层间绝缘膜的形成包括第一至第四工序。在第一工序中，形成第一绝缘层以覆盖每个栅极电极的上表面和半导体基板的上表面。在第二工序中，第二绝缘层形成在第一绝缘层上。在第三工序中，第二绝缘层在每对相邻的两个沟槽之间的范围内被蚀刻。在第四工序中，通过在比蚀刻第二绝缘层的范围更窄的范围内蚀刻第一绝缘层来形成接触孔。
根据该构造，接触孔的开口比第四工序后的接触孔的底表面宽。如果在该状态下执行加热，则第二绝缘层的端部的表面的倾斜角度变得非常大。于是，第二绝缘层的端部的表面变成弯曲成凹形的曲面。第二绝缘层的中央部的表面变成以凸状鼓起的弯曲表面。当第二绝缘层具有这样的形状时，上电极层的表面在形成上电极层时进一步平滑。
在本文作为示例提供的方法中，在蚀刻第二绝缘层时通过经由掩模进行的各向同性蚀刻来蚀刻第二绝缘层，并且在第一绝缘层的蚀刻中通过经由掩模进行的各向异性蚀刻来蚀刻第一绝缘层。
根据该构造，由于可以使用相同的掩模执行两个蚀刻工序，所以可以有效地制造半导体器件。
在本文作为示例提供的半导体器件中，第二绝缘层的中央部的表面是凸曲面，并且第二绝缘层的端部的表面是凹曲面。
根据该构造，上电极层的表面容易进一步平滑。
以上已经详细描述了各实施例。但是，这些仅仅是示例，而并不限制权利要求。在权利要求中描述的技术包括对上述具体示例的各种变形和改变。在本说明书或附图中说明的技术要素独立地或与其中一些组合地发挥技术效用，并且该组合不限于在所提交的权利要求中描述的。此外，本说明书或附图中例示的技术同时实现了多个目的，并且通过实现这样的目标之一而具有技术效用。