半导体装置及其制造方法与流程

本说明书所公开的技术涉及半导体装置及其制造方法。

背景技术：

1、在专利文献1中，具备半导体衬底、设在半导体衬底的上表面的沟槽、设在沟槽内的栅极绝缘膜及栅极电极、和将栅极电极的上表面覆盖的层间绝缘膜。在该半导体装置中，层间绝缘膜的上表面比半导体衬底的上表面靠下侧。从半导体衬底的上表面到层间绝缘膜的上表面的范围被金属膜覆盖。在专利文献1中，由于层间绝缘膜形成在沟槽的内部，所以能够使沟槽的间距变窄。

2、现有技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：日本特开2006－196876号公报

技术实现思路

1、专利文献1的半导体装置在半导体衬底的上表面与层间绝缘膜的上表面之间具有较大的阶差。因此，在该阶差处，金属膜的覆盖性变差，金属膜有可能断开。在本说明书中，关于层间绝缘膜位于沟槽内部的半导体装置，提出了提高将半导体衬底的上表面和层间绝缘膜的上表面覆盖的金属膜的覆盖性的技术。

2、根据本公开的一技术方案，半导体装置，具备：半导体衬底；沟槽，设置在上述半导体衬底的上表面；栅极绝缘膜，将上述沟槽的内表面覆盖；栅极电极，设置在上述沟槽的内部，被上述栅极绝缘膜从上述半导体衬底绝缘；层间绝缘膜，设置在上述沟槽的内部，将上述栅极电极的上表面覆盖；以及金属膜。上述半导体衬底具备连接面，该连接面比上述半导体衬底的上述上表面靠下侧并且将上述半导体衬底的上述上表面与上述沟槽的侧面连接。上述栅极绝缘膜的上表面比上述连接面靠下侧。上述层间绝缘膜的上表面比上述栅极绝缘膜的上述上表面靠下侧。上述金属膜将上述半导体衬底的上述上表面、上述连接面、上述栅极绝缘膜的上述上表面以及上述层间绝缘膜的上述上表面覆盖。

3、在上述的半导体装置中，半导体衬底具备将半导体衬底的上表面与沟槽的侧面连接的连接面。该连接面比半导体衬底的上表面靠下侧。此外，栅极绝缘膜的上表面比连接面靠下侧，层间绝缘膜的上表面比栅极绝缘膜的上表面靠下侧。这样，在上述的半导体装置中，半导体衬底的上表面、连接面、栅极绝缘膜的上表面及层间绝缘膜的上表面以依次逐渐位于下侧的方式设置。因而，相邻的构成要素间的阶差小，能够提高将它们覆盖的金属膜的覆盖性。

4、根据本公开的一技术方案，半导体装置的制造方法，具备：在半导体衬底的上表面形成沟槽的工序；在上述沟槽内形成栅极绝缘膜和被上述栅极绝缘膜从上述半导体衬底绝缘的栅极电极的工序，其中，以使上述栅极电极的上表面比上述半导体衬底的上述上表面靠下侧的方式形成上述栅极电极；形成将从上述半导体衬底的上述上表面到上述栅极电极的上述上表面的范围覆盖的层间绝缘膜的工序；使用能够将上述层间绝缘膜、上述栅极绝缘膜及上述半导体衬底蚀刻的蚀刻气体进行蚀刻的工序，其中，将上述栅极绝缘膜、上述层间绝缘膜及上述半导体衬底蚀刻，以使得在上述半导体衬底中形成比上述半导体衬底的上述上表面靠下侧并且将上述半导体衬底的上述上表面与上述沟槽的侧面连接的连接面，上述栅极绝缘膜的上表面比上述连接面靠下侧并且上述层间绝缘膜的上表面比上述栅极绝缘膜的上述上表面靠下侧；以及形成将上述半导体衬底的上述上表面、上述连接面、上述栅极绝缘膜的上述上表面以及上述层间绝缘膜的上述上表面覆盖的金属膜的工序。

5、在该制造方法中，在将栅极电极形成为使其上表面比半导体衬底的上表面靠下侧之后，形成将从半导体衬底的上表面到栅极电极的上表面的范围覆盖的层间绝缘膜。由于栅极电极的上表面比半导体衬底的上表面靠下侧，所以层间绝缘膜仿形于半导体衬底的上表面及栅极电极的上表面的形状而以大致一定的厚度形成。即，层间绝缘膜的上表面在栅极电极的上方比其他范围靠下侧。然后，实施使用能够将层间绝缘膜、栅极绝缘膜及半导体衬底蚀刻的蚀刻气体进行蚀刻的工序。由于层间绝缘膜的上表面在栅极电极的上方比其他范围靠下侧，所以在该工序中，在将层间绝缘膜蚀刻的过程中，在半导体衬底中，首先沟槽的肩部(半导体衬底的上表面与沟槽的侧面的边界部)露出。由于蚀刻气体能够将半导体衬底蚀刻，所以通过将该肩部蚀刻，在半导体衬底中，形成比该上表面靠下侧并且将该上表面与沟槽的侧面连接的连接面。此外，在该工序中，将栅极绝缘膜及层间绝缘膜蚀刻，以使栅极绝缘膜的上表面比连接面靠下侧，层间绝缘膜的上表面比栅极绝缘膜的上表面靠下侧。即，进行蚀刻，以使半导体衬底的上表面、连接面、栅极绝缘膜的上表面及层间绝缘膜的上表面依次逐渐位于下侧。因而，相邻的构成要素间的阶差小，在之后的形成金属膜的工序中，能够使金属膜的覆盖性提高。

技术特征：

1.一种半导体装置，其特征在于，

2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，

3.如权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，

4.如权利要求1～3中任一项所述的半导体装置，其特征在于，

5.一种制造方法，是半导体装置的制造方法，其特征在于，

技术总结
提供半导体装置及其制造方法。半导体装置具备：半导体衬底；沟槽，设置在半导体衬底的上表面；栅极绝缘膜，将沟槽的内表面覆盖；栅极电极，设置在沟槽的内部，被栅极绝缘膜从半导体衬底绝缘；层间绝缘膜，设置在沟槽的内部，将栅极电极的上表面覆盖；以及金属膜。半导体衬底具备比半导体衬底的上表面靠下侧并且将半导体衬底的上表面与沟槽的侧面连接的连接面。栅极绝缘膜的上表面比连接面靠下侧；层间绝缘膜的上表面比栅极绝缘膜的上表面靠下侧；金属膜将半导体衬底的上表面、连接面、栅极绝缘膜的上表面及层间绝缘膜的上表面覆盖。

技术研发人员：立花文人
受保护的技术使用者：株式会社电装
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4