半導(dǎo)體裝置及半導(dǎo)體裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種能夠抑制在溝槽內(nèi)的絕緣層中產(chǎn)生裂紋或空隙的情況的技術(shù)。半導(dǎo)體裝置(100)具有形成有元件區(qū)(110)和包圍元件區(qū)(110)的終端區(qū)(120)的半導(dǎo)體基板(10)。元件區(qū)(110)具有：溝槽(20)；柵極絕緣膜(22)，其覆蓋溝槽(20)的內(nèi)表面；柵電極(24)，其設(shè)置于柵極絕緣膜(22)的內(nèi)側(cè)。終端區(qū)(120)具有：終端溝槽(30)，其被配置于元件區(qū)(110)的周圍；第一絕緣層(32b)，其覆蓋終端溝槽(30)的內(nèi)表面；第二絕緣層(34b)，其被形成于第一絕緣層(32b)的內(nèi)側(cè)，且被填充于終端溝槽(30)內(nèi)。第一絕緣層(32b)的折射率大于第二絕緣層(34b)的折射率。
【專利說明】
半導(dǎo)體裝置及半導(dǎo)體裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ](關(guān)聯(lián)申請的相互參照)
[0002]本申請為2013年12月25日申請的日本專利申請?zhí)卦?013-267788號的關(guān)聯(lián)申請，并要求基于該日本專利申請的優(yōu)先權(quán)，且將該日本專利申請所記載的全部內(nèi)容作為構(gòu)成本說明書的內(nèi)容而進(jìn)行援用。
[0003]本說明書公開的技術(shù)涉及一種半導(dǎo)體裝置及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0004]例如，在日本專利公開特開2006-202940號公報(以下，稱為專利文獻(xiàn)I)中，公開了一種具有半導(dǎo)體基板的半導(dǎo)體裝置，在所述半導(dǎo)體基板中形成有元件區(qū)和被配置于元件區(qū)的外側(cè)的終端區(qū)。元件區(qū)具有柵極溝槽、覆蓋柵極溝槽的內(nèi)表面的柵極絕緣膜、被設(shè)置于柵極絕緣膜的內(nèi)側(cè)的柵電極。終端區(qū)具有終端溝槽和終端絕緣層，所述終端絕緣層填充終端溝槽的內(nèi)部。通過設(shè)置終端區(qū)而實現(xiàn)了半導(dǎo)體裝置的高耐壓化。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]發(fā)明所要解決的課題
[0006]如上述的終端絕緣層那樣被配置于溝槽內(nèi)的絕緣層通過在預(yù)定的壓力下使絕緣材料堆積于溝槽內(nèi)之后進(jìn)行熱處理的方式而形成。此時，當(dāng)在較高的壓力下形成絕緣層時，絕緣材料向溝槽的埋入性優(yōu)良，但是，在熱處理工序中絕緣材料容易收縮，從而容易在絕緣層中產(chǎn)生裂紋。另一方面，當(dāng)在較低的壓力下形成絕緣層時，在熱處理工序中絕緣材料不易收縮，從而不易產(chǎn)生裂紋，但是，絕緣材料向溝槽的埋入性較差，從而容易在絕緣層中產(chǎn)生空隙。
[0007]在本說明書中，公開了一種能夠抑制在溝槽內(nèi)的絕緣層中產(chǎn)生裂紋或空隙的情況的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。
[0008]用于解決課題的方法
[0009]本說明書公開的半導(dǎo)體裝置具有:半導(dǎo)體基板;溝槽，其被形成于半導(dǎo)體基板的表面上;第一絕緣層，其覆蓋溝槽的內(nèi)表面;絕緣層，其被配置于溝槽內(nèi)的第一絕緣層的表面上。第一絕緣層的折射率大于第二絕緣層的折射率。
[0010]在上述的半導(dǎo)體裝置中，也可以不在溝槽內(nèi)設(shè)置被施加?xùn)艠O電位的導(dǎo)電體(S卩，柵電極)。
[0011]在上述的半導(dǎo)體裝置中，第一絕緣層的折射率大于第二絕緣層的折射率。第一絕緣層在半導(dǎo)體裝置的制造過程中不易收縮。第二絕緣層在半導(dǎo)體裝置的制造過程中容易收縮。通過將第一絕緣層和第二絕緣層配置在溝槽內(nèi)，從而可防止在半導(dǎo)體裝置的制造過程中產(chǎn)生由絕緣材料的收縮所形成的過大的應(yīng)力的情況。因此，在該半導(dǎo)體裝置的制造過程中，不易在溝槽內(nèi)的絕緣層中產(chǎn)生裂紋。此外，雖然第一絕緣層在半導(dǎo)體裝置的制造過程中埋入性不太好，但是，由于第一絕緣層以覆蓋溝槽的內(nèi)表面的方式被形成，因此在第一絕緣層的形成時，絕緣材料的埋入性不會成為問題。此后，當(dāng)在第一絕緣層的表面上形成第二絕緣層時，由于絕緣材料的埋入性較好，因此，能夠理想地形成第二絕緣層。因此，在該半導(dǎo)體裝置的制造過程中，不易在溝槽內(nèi)的絕緣層中產(chǎn)生空隙。即，該半導(dǎo)體裝置在制造過程中不易在溝槽內(nèi)的絕緣層中產(chǎn)生空隙或裂紋。
[0012]在半導(dǎo)體基板中可以形成有元件區(qū)和包圍元件區(qū)的終端區(qū)。元件區(qū)可以具有:柵極溝槽;柵極絕緣膜，其覆蓋柵極溝槽的內(nèi)表面;柵電極，其被設(shè)置于柵極絕緣膜的內(nèi)側(cè)。終端區(qū)可以具有溝槽，該溝槽在內(nèi)部具備第一絕緣層和第二絕緣層。
[0013]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠得到具備元件區(qū)和終端區(qū)的半導(dǎo)體裝置。
[0014]第一絕緣層可以覆蓋溝槽的整個內(nèi)表面和半導(dǎo)體基板的上表面。第二絕緣層可以被填充于溝槽內(nèi)，且被形成于在半導(dǎo)體基板的上表面上所形成的第一絕緣層的上表面上。終端區(qū)可以具有第三絕緣層，該第三絕緣層被形成于第二絕緣層的上表面上。第三絕緣層的折射率可以大于第二絕緣層的折射率。
[0015]折射率較大的第三絕緣層在半導(dǎo)體裝置的制造過程中不易收縮。因此，能夠抑制在半導(dǎo)體基板的表面的絕緣層(B卩，第一絕緣層、第二絕緣層及第三絕緣層)中產(chǎn)生裂紋的情況。此外，由于能夠在半導(dǎo)體基板的表面上形成較厚的絕緣層，因此，還能夠使半導(dǎo)體裝置高耐壓化。
[0016]本說明書公開的半導(dǎo)體裝置的制造方法包括:在第一壓力下，在具有溝槽的半導(dǎo)體基板的溝槽的內(nèi)部堆積第一絕緣層的工序;在堆積了第一絕緣層后，在比第一壓力高的第二壓力下，在溝槽的內(nèi)部堆積第二絕緣層的工序;在堆積了第二絕緣層后，對半導(dǎo)體基板進(jìn)行熱處理的工序。
[0017]通過在比第二壓力小的第一壓力下堆積絕緣材料而形成的第一絕緣層不易因隨后的熱處理而收縮。另一方面，通過在第二壓力下堆積絕緣材料而形成的第二絕緣層容易因隨后的熱處理而收縮。通過將第一絕緣層和第二絕緣層形成在溝槽內(nèi)，從而可防止在半導(dǎo)體裝置的制造過程中產(chǎn)生由絕緣材料的收縮所形成的過大的應(yīng)力的情況。因此，根據(jù)該制造方法，不易在溝槽內(nèi)的絕緣層中產(chǎn)生裂紋。此外，雖然第一絕緣層向溝槽的埋入性不太好，但是，由于第一絕緣層以覆蓋溝槽的內(nèi)表面的方式被形成，因此在第一絕緣層的形成時，絕緣材料的埋入性不會成為問題。此后，當(dāng)在第一絕緣層的表面上形成第二絕緣層時，由于絕緣材料的埋入性較好，因此，能夠理想地形成第二絕緣層。
[0018]堆積第一絕緣層的工序可以包括在半導(dǎo)體基板的上表面上堆積第一絕緣層的操作。堆積第二絕緣層的工序可以包括在堆積于半導(dǎo)體基板的上表面上的第一絕緣層的上表面上堆積第二絕緣層的操作。制造方法還可以包括:在比第二壓力低的第三壓力下，在第二絕緣層的上表面上堆積第三絕緣層的工序。
[0019]在第三壓力下堆積的第三絕緣層不易因隨后的熱處理而收縮。因此，根據(jù)上述方法，能夠抑制在半導(dǎo)體基板的表面的絕緣層(即，第一絕緣層、第二絕緣層及第三絕緣層)中產(chǎn)生裂紋的情況。此外，由于能夠在半導(dǎo)體基板的表面上形成較厚的絕緣層，因此還能夠使半導(dǎo)體裝置高耐壓化。
[0020]制造方法還可以包括:將溝槽內(nèi)的第一絕緣層以及第二絕緣層的一部分去除的工序;在將第一絕緣層以及第二絕緣層的一部分去除后，形成對柵極溝槽的內(nèi)表面進(jìn)行覆蓋的柵極絕緣膜的工序;在柵極絕緣膜的內(nèi)側(cè)形成柵電極的工序。
[0021]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠在溝槽內(nèi)形成柵電極。
【附圖說明】
[0022]圖1為半導(dǎo)體裝置的俯視圖。
[0023]圖2為半導(dǎo)體裝置的Π- Π剖視圖。
[0024]圖3為半導(dǎo)體裝置的m-m剖視圖。
[0025]圖4為模式化地表示半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖視圖(I)。
[0026]圖5為模式化地表示半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖視圖(2)。
[0027]圖6為模式化地表示半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖視圖(3)。
[0028]圖7為模式化地表示半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖視圖(4)。
[0029]圖8為模式化地表示半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖視圖(5)。
[0030]圖9為模式化地表示半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖視圖(6)。
[0031 ]圖10為第二實施例的半導(dǎo)體裝置的Π -Π剖視圖。
【具體實施方式】
[0032](第一實施例)
[0033](半導(dǎo)體裝置100的結(jié)構(gòu))
[0034]如圖1所示，本實施例的半導(dǎo)體裝置100在半導(dǎo)體基板10中具有流通電流的元件區(qū)110和包圍該元件區(qū)110的終端區(qū)120。本實施例的半導(dǎo)體裝置100為功率M0SFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)。
[0035]如圖1所示，在元件區(qū)110中平行地形成有多條柵極溝槽20。在終端區(qū)120中形成有對元件區(qū)110的外側(cè)進(jìn)行包圍的多條終端溝槽30。各終端溝槽30繞元件區(qū)110的外側(cè)一周。并且，在圖1中，為了便于理解，省略了在半導(dǎo)體基板10的上表面上所形成的各種絕緣層、電極、配線等的圖示。
[0036]參照圖2、圖3，對元件區(qū)110內(nèi)以及終端區(qū)120內(nèi)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。如圖2所示，在元件區(qū)110的半導(dǎo)體基板10中形成有η型的漂移區(qū)12。另外，如圖3所示，在半導(dǎo)體基板10的面向表面的范圍內(nèi)形成有η+型的源極區(qū)11。另外，在源極區(qū)11的下方且在漂移區(qū)12的上方形成有P型的體區(qū)13。在半導(dǎo)體基板10的面向背面的范圍內(nèi)形成有η+型的漏極區(qū)14。源極區(qū)11的上表面與源極電極15歐姆接觸。漏極區(qū)14的下表面與漏極電極18歐姆接觸。
[0037]另外，如上所述，在元件區(qū)110內(nèi)的半導(dǎo)體基板10的表面上形成有多個柵極溝槽20。在柵極溝槽20的下端部處形成有P型的浮置區(qū)26。在柵極溝槽20的下端部附近的內(nèi)側(cè)形成有第一絕緣層32a。在第一絕緣層32a的上方形成有第二絕緣層34a。第一絕緣層32a的折射率大于第二絕緣層34a的折射率。在第二絕緣層34a的上表面以及柵極溝槽20的側(cè)面，形成有柵極絕緣膜22。在柵極絕緣膜22的內(nèi)側(cè)，形成有填充于柵極溝槽20內(nèi)的柵電極24。在柵電極24的上表面上形成有層間絕緣膜40 ο通過層間絕緣膜40，柵電極24與源極電極15電絕緣。層間絕緣膜40中的每單位體積的磷和硼的含量多于第一及第二絕緣層32a、34a中的每單位體積的磷和硼的含量。
[0038]如圖2所示，在終端區(qū)120的半導(dǎo)體基板10中也形成有η型的漂移區(qū)12以及n+型的漏極區(qū)14。終端區(qū)120內(nèi)的漂移區(qū)12以及漏極區(qū)14與元件區(qū)110內(nèi)的漂移區(qū)12以及漏極區(qū)14連續(xù)。在終端區(qū)120中，漏極區(qū)14的下表面也與漏極電極18歐姆接觸。
[0039]在終端區(qū)120內(nèi)的半導(dǎo)體基板10的表面上形成有多個終端溝槽30。終端溝槽30以與元件區(qū)110內(nèi)的柵極溝槽20大致相同的深度被形成。在終端溝槽30的下端部處形成有P型的浮置區(qū)36。在終端溝槽30的內(nèi)側(cè)形成有第一絕緣層32b。第一絕緣層32b也被形成于各終端溝槽30之間的隔壁31的上表面部分上。在第一絕緣層32b的內(nèi)側(cè)形成有第二絕緣層34b。第二絕緣層34b被填充于終端溝槽30內(nèi)。此外，第二絕緣層34b還被層疊于半導(dǎo)體基板10的上表面(即，隔壁31上的第一絕緣層32b上)。終端區(qū)120內(nèi)的第一絕緣層32b及第二絕緣層34b分別為具有與元件區(qū)110內(nèi)的第一絕緣層32a及第二絕緣層34a同樣的特性的絕緣層。即，第一絕緣層32b的折射率大于第二絕緣層34b的折射率。
[0040]在第二絕緣層34b的上表面上形成有柵極絕緣膜22。終端區(qū)120的柵極絕緣膜22與元件區(qū)110的柵極絕緣膜22連續(xù)。形成于元件區(qū)110內(nèi)的柵電極24的一部分延伸到終端區(qū)120的柵極絕緣膜22的上表面的一部分上。在柵電極24的上表面以及未形成有柵電極24的范圍內(nèi)的柵極絕緣膜2 2的上表面上，形成有層間絕緣膜40。終端區(qū)120的層間絕緣膜40與元件區(qū)110的層間絕緣膜40連續(xù)。在終端區(qū)120的層間絕緣膜40中的被形成于柵電極24的上表面上的部分上，形成有接觸孔42。在終端區(qū)120的層間絕緣膜40的上表面上，形成有柵極配線44。柵極配線44穿過接觸孔42而與柵電極24電連接。
[0041](制造方法)
[0042]接下來，對本實施例的半導(dǎo)體裝置100的制造方法進(jìn)行說明。首先，如圖4所示，準(zhǔn)備形成有多個柵極溝槽20和多個終端溝槽30的半導(dǎo)體基板10。在本實施例中，半導(dǎo)體基板10由SiC形成。并且，在圖4中，柵極溝槽20僅圖示了一條。在圖4的時間點(diǎn)，在各柵極溝槽20的下端部處形成有浮置區(qū)26。另外，在各終端溝槽30的下端部處形成有浮置區(qū)36。另外，在半導(dǎo)體基板10中形成有漂移區(qū)12、體區(qū)13以及源極區(qū)11。
[0043]接下來，如圖5所示，在各柵極溝槽20的內(nèi)表面、各終端溝槽30的內(nèi)表面以及半導(dǎo)體基板10的上表面(S卩，各終端溝槽30之間的隔壁31的上表面)上，堆積第一絕緣層32。在該工序中，第一絕緣層32被形成為對各柵極溝槽20的內(nèi)表面、各終端溝槽30的內(nèi)表面以及半導(dǎo)體基板10的上表面進(jìn)行覆蓋的程度的厚度。第一絕緣層32未被形成為填充各溝槽的厚度。第一絕緣層32通過實施以TE0S(Tetra Ethyl Ortho Silicate，正娃酸乙脂)為原料的CVD(ChemicaI Vapor Deposit1n，化學(xué)氣相沉積)而被形成。在形成第一絕緣層32時，在較低的壓力下實施CVD。通過在較低的壓力下實施CVD，從而使成膜速率(S卩，成膜速度)變慢，由此能夠形成作為較密的絕緣層的第一絕緣層32。并且，當(dāng)在較低的壓力下實施CVD時，第一絕緣層32的埋入性并不太好。但是，由于第一絕緣層32被較薄地形成為覆蓋各表面的程度，因此，埋入性不會成為問題。能夠理想地使第一絕緣層32生長。
[0044]接下來，如圖6所示，使第二絕緣層34堆積在所形成的第一絕緣層32的上表面上。在該工序中，第二絕緣層34填充各柵極溝槽20以及各終端溝槽30，并且也被層疊于半導(dǎo)體基板10的上表面上。第二絕緣層34與第一絕緣層32相同，通過實施以TEOS為原料的CVD而被形成。但是，在形成第二絕緣層34時，在與形成第一絕緣層32的情況相比較高的壓力下實施CVD。通過在較高的壓力下實施CVD，從而使成膜速率變快，由此能夠形成作為較疏的絕緣層的第二絕緣層34。作為較疏的絕緣層的第二絕緣層34由于具有優(yōu)良的向溝槽的埋入性，因此，能夠抑制在溝槽內(nèi)形成空隙的情況。因此，能夠在不會于溝槽內(nèi)形成空隙的條件下，理想地形成第二絕緣層34。
[0045]接下來，如圖7所示，通過蝕刻，對柵極溝槽20內(nèi)的第一絕緣層32及第二絕緣層34的一部分進(jìn)行去除。與之一起，還對柵極溝槽20與終端溝槽30之間的隔壁28的上表面上的第一絕緣層32及第二絕緣層34的一部分進(jìn)行去除。蝕刻是通過在終端溝槽30的上方形成保護(hù)膜的基礎(chǔ)上實施干蝕刻而進(jìn)行的。由此，在柵極溝槽20內(nèi)，殘存有一部分第一絕緣層32a以及一部分第二絕緣層34a。另外，在終端溝槽30的內(nèi)側(cè)以及上方，也殘存有第一絕緣層32b及第二絕緣層34b。如上所述，由于在第二絕緣層34的形成時不易形成空隙，因此，殘存于柵極溝槽20內(nèi)的第二絕緣層34a的上表面形狀變平坦。其結(jié)果為，由于在殘存于柵極溝槽20內(nèi)的第二絕緣層34a的上表面上未形成有凹部等，因此，柵極溝槽20內(nèi)的第二絕緣層34a能夠發(fā)揮理想的絕緣性能。
[0046]接下來，對半導(dǎo)體基板10實施熱氧化處理。由此，通過CVD而被形成的第一絕緣層32a、32b及第二絕緣層34a、34b致密化且穩(wěn)定化。在熱處理中，各絕緣層收縮。在此，作為較密的絕緣層的第一絕緣層32a、32b與作為較疏的絕緣層的第二絕緣層34a、34b相比不易收縮。由于在各溝槽內(nèi)配置了不易收縮的第一絕緣層32a、32b，因此抑制了在各溝槽內(nèi)產(chǎn)生較高的應(yīng)力的情況。因此，能夠抑制在第一絕緣層32a、32b及第二絕緣層34a、34b中產(chǎn)生裂紋的情況。在如上述那樣通過熱處理而變得致密之后，第一絕緣層32a、32b的折射率大于第二絕緣層34a、34b。另外，該熱氧化處理也兼作在柵極溝槽20的內(nèi)壁面上形成犧牲氧化膜的處理。因此，通過該熱氧化處理，在柵極溝槽20的內(nèi)壁面上形成有犧牲氧化膜。然后，通過濕蝕刻來去除被形成于柵極溝槽20的內(nèi)壁面上的氧化膜。由此，去除了由于干蝕刻而形成的損傷層。
[0047]接下來，如圖8所示，通過CVD等而形成柵極絕緣膜22。
[0048]接下來，如圖9所示，在通過蝕刻所確保的空間內(nèi)堆積多晶硅，從而在溝槽柵極20內(nèi)形成柵電極24。此時，柵電極24的一部分延伸至被形成于一部分終端溝槽30的上方的柵極絕緣膜22的上表面上。
[0049]此后，在半導(dǎo)體基板10的上表面上形成層間絕緣膜40(參照圖2)。層間絕緣膜40通過利用CVD來堆積BPSG(Boron Phosphorus Silicon Glass，硼磷娃玻璃)而被形成。如上所述，通過BPSG而被形成的層間絕緣膜40中的每單位體積的磷和硼的含量多于，作為TEOS膜的第一及第二絕緣層32a、34a中的每單位體積的磷和硼的含量。其結(jié)果為，在柵電極24的上表面以及未形成有柵電極24的范圍內(nèi)的柵極絕緣膜22的上表面上，形成有層間絕緣膜40。
[0050]此后，在層間絕緣膜40中的被形成于柵電極24的上表面上的部分處，形成接觸孔42(參照圖2)。接下來，在層間絕緣膜40的上表面上形成金屬制的柵極配線44。柵極配線44穿過接觸孔42而與柵電極24電連接。
[0051]而且，此后，在半導(dǎo)體基板10的背面形成漏極區(qū)14。漏極區(qū)14通過在將雜質(zhì)注入半導(dǎo)體基板10的背面之后，實施激光退火而被形成。接下來，在半導(dǎo)體基板10的整個背面上形成漏極電極18。漏極電極18例如能夠通過濺射法而被形成。
[0052]通過實施以上的各工序，從而完成圖2的半導(dǎo)體裝置100。
[0053]在本實施例的半導(dǎo)體裝置100中，第一絕緣層32a、32b的折射率大于第二絕緣層34a、34b的折射率。如上所述，第一絕緣層32a、32b在半導(dǎo)體裝置100的制造過程中不易收縮。第二絕緣層34a、34b在半導(dǎo)體裝置100的制造過程中容易收縮。由于第一絕緣層32a、32b和第二絕緣層34a、34b被配置于溝槽(S卩，柵極溝槽20以及終端溝槽30)內(nèi)，因此，防止了在半導(dǎo)體裝置100的制造過程中產(chǎn)生因絕緣材料的收縮而形成的過大的應(yīng)力的情況。因此，在該半導(dǎo)體裝置100的制造過程中，不易在溝槽內(nèi)的絕緣層中產(chǎn)生裂紋。另外，雖然第一絕緣層32a、32b在半導(dǎo)體裝置100的制造過程中埋入性不太好，但是，由于第一絕緣層32a、32b以覆蓋溝槽的內(nèi)表面的方式被形成，因此，在第一絕緣層32a、32b的形成時，絕緣材料的埋入性不會成為問題。此后，當(dāng)在第一絕緣層32a、32b的表面上形成第二絕緣層34a、34b時，由于絕緣材料的埋入性較好，因此，能夠理想地形成第二絕緣層34a、34b。因此，在該半導(dǎo)體裝置100的制造過程中，不易在溝槽內(nèi)的絕緣層中產(chǎn)生空隙。即，該半導(dǎo)體裝置100在制造過程中，不易在溝槽內(nèi)的絕緣層中產(chǎn)生空隙或裂紋。
[0054]此外，在本實施例的制造方法中，通過在較低的壓力下實施CVD而形成第一絕緣層32(參照圖5)，然后，通過在與形成第一絕緣層32的情況相比較高的壓力下實施CVD而形成第二絕緣層34(參照圖6)。通過在較低的壓力下實施CVD，從而能夠形成在隨后的熱處理時不易收縮的第一絕緣層32(8卩，較密的絕緣層)。通過在較高的壓力下實施CVD，從而能夠形成向終端溝槽30的埋入性良好的第二絕緣層34(8卩，較疏的絕緣層)。即，根據(jù)本實施例的制造方法，能夠理想地制造出具有上述的特性的半導(dǎo)體裝置100。
[0055](第二實施例)
[0056]接著，參照圖10，以與第一實施例不同的方面為中心而對第二實施例的半導(dǎo)體裝置200進(jìn)行說明。本實施例的半導(dǎo)體裝置200的基本結(jié)構(gòu)與第一實施例的半導(dǎo)體裝置100(參照圖2)是共同的。在圖10中，利用相同的符號來表示與第一實施例的半導(dǎo)體裝置100共同的要素。
[0057]本實施例的半導(dǎo)體裝置200與第一實施例的半導(dǎo)體裝置100的不同之處在于，在終端區(qū)120中，在第二絕緣層34b的上表面上形成有第三絕緣層238。第三絕緣層238的折射率大于第二絕緣層34b的折射率。并且，第三絕緣層238的折射率和第一絕緣層32b的折射率中的哪一個較大均可，另外也可以相等。在第三絕緣層238的上表面上形成有柵極絕緣膜22。
[0058](制造方法)
[0059]半導(dǎo)體裝置200的制造方法也基本與第一實施例的制造方法相同。但是，在本實施例中，在使第二絕緣層34堆積于第一絕緣層32的上表面上之后(參照圖6)，實施使第三絕緣層238堆積于第二絕緣層34的上表面上的工序。第三絕緣層238與第一絕緣層32以及第二絕緣層34相同，通過實施以TEOS為原料的CVD而被形成。在形成第三絕緣層238時，在與形成第二絕緣層34的情況相比較低的壓力下實施CVD。由此，能夠在第二絕緣層34的上表面上形成作為較密的絕緣層的第三絕緣層238 ο雖然在較低的壓力下的CVD中絕緣材料的埋入性較差，但是，由于第三絕緣層238被形成于平坦的表面上，因此，埋入性不會成為問題。
[0060]在本實施例中，隨后，通過蝕刻，而對與元件區(qū)110對應(yīng)的范圍內(nèi)的第三絕緣層238進(jìn)行去除。此時，也一并對柵極溝槽20內(nèi)的第一及第二絕緣層32、34的一部分以及柵極溝槽20和終端溝槽30之間的隔壁28的上表面上的第一及第二絕緣層32、34的一部分進(jìn)行去除。由此，在柵極溝槽20內(nèi)，殘存有一部分第一絕緣層32a以及一部分第二絕緣層34a。另外，在終端溝槽30的內(nèi)側(cè)以及上方，殘存有第一絕緣層32b、第二絕緣層34b以及第三絕緣層238(參照圖10)。然后，通過熱處理，而使各絕緣層致密化。與第一絕緣層32相同，第三絕緣層238在熱處理時的收縮率較小。因此，能夠抑制在第三絕緣層238的附近產(chǎn)生裂紋的情況。由于隨后的各工序與第一實施例相同，因此，省略詳細(xì)的說明(參照圖8、圖9)。
[0061 ]在本實施例的半導(dǎo)體裝置200中，在第二絕緣層34b的上表面上形成有第三絕緣層238。第三絕緣層238的折射率大于第二絕緣層的折射率。折射率較小的第三絕緣層238在半導(dǎo)體裝置200的制造過程中不易收縮。因此，能夠抑制在絕緣層(S卩，第一絕緣層32a、32b、第二絕緣層34a、34b以及第三絕緣層238)中產(chǎn)生裂紋的情況。另外，由于能夠在柵極配線44的下側(cè)形成較厚的絕緣層，因此能夠使半導(dǎo)體裝置200高耐壓化。
[0062]以上，對本說明書公開的技術(shù)的具體示例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是這些僅僅是例示，并不對權(quán)利要求書進(jìn)行限定。權(quán)利要求書所記載的技術(shù)包括對以上例示的具體示例進(jìn)行各種各樣的改變、變更的內(nèi)容。例如，可以采用以下的改變例。
[0063](改變例I)在上述的各實施例中，半導(dǎo)體基板10由SiC形成。但并不限定于此，半導(dǎo)體基板10也可以由Si形成。
[0064](改變例2)雖然在上述的各實施例中，半導(dǎo)體裝置100、200為功率M0SFET，但只要是溝槽柵極型的半導(dǎo)體裝置，則半導(dǎo)體裝置100、200能夠設(shè)為任意的半導(dǎo)體裝置。例如，半導(dǎo)體裝置100、200也可以為IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絕緣棚.雙極性晶體管)。
[0065]另外，本說明書或附圖中所說明的技術(shù)要素通過單獨(dú)或者各種組合的方式而發(fā)揮技術(shù)上的有用性，并不限定于申請時權(quán)利要求所述的組合。另外，本說明書或附圖中所例示的技術(shù)同時實現(xiàn)多個目的，并且實現(xiàn)其中一個目的本身便具有技術(shù)上的有用性。
【主權(quán)項】
1.一種半導(dǎo)體裝置，具有: 半導(dǎo)體基板； 溝槽，其被形成于所述半導(dǎo)體基板的表面上； 第一絕緣層，其覆蓋所述溝槽的內(nèi)表面； 第二絕緣層，其被配置于所述溝槽內(nèi)的所述第一絕緣層的表面上， 所述第一絕緣層的折射率大于所述第二絕緣層的折射率。2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中， 在所述半導(dǎo)體基板中形成有元件區(qū)和包圍所述元件區(qū)的終端區(qū)， 所述元件區(qū)具有: 柵極溝槽； 柵極絕緣膜，其覆蓋所述柵極溝槽的內(nèi)表面； 柵電極，其被設(shè)置于所述柵極絕緣膜的內(nèi)側(cè)， 所述終端區(qū)具有所述溝槽，該溝槽在內(nèi)部具備所述第一絕緣層和所述第二絕緣層。3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其中， 所述第一絕緣層覆蓋所述溝槽的整個內(nèi)表面和所述半導(dǎo)體基板的上表面， 所述第二絕緣層被填充于所述溝槽內(nèi)，且被形成于在所述半導(dǎo)體基板的上表面上所形成的所述第一絕緣層的上表面上， 所述終端區(qū)具有第三絕緣層，該第三絕緣層被形成于所述第二絕緣層的上表面上， 所述第三絕緣層的折射率大于所述第二絕緣層的折射率。4.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括: 在第一壓力下，在具有溝槽的半導(dǎo)體基板的所述溝槽的內(nèi)部堆積第一絕緣層的工序；在堆積了所述第一絕緣層后，在比所述第一壓力高的第二壓力下，在所述溝槽的內(nèi)部堆積第二絕緣層的工序； 在堆積了所述第二絕緣層后，對所述半導(dǎo)體基板進(jìn)行熱處理的工序。5.如權(quán)利要求4所述的制造方法，其中， 堆積所述第一絕緣層的工序包括在所述半導(dǎo)體基板的上表面上形成所述第一絕緣層的操作， 堆積所述第二絕緣層的工序包括在堆積于所述半導(dǎo)體基板的上表面上的所述第一絕緣層的上表面上堆積所述第二絕緣層的操作， 所述制造方法還包括: 在比所述第二壓力低的第三壓力下，在所述第二絕緣層的上表面上堆積第三絕緣層的工序。6.如權(quán)利要求4或5所述的制造方法，其中， 所述制造方法還包括: 將所述溝槽內(nèi)的所述第一絕緣層以及所述第二絕緣層的一部分去除的工序； 在將所述第一絕緣層以及所述第二絕緣層的一部分去除后，形成對柵極溝槽的內(nèi)表面進(jìn)行覆蓋的柵極絕緣膜的工序； 在所述柵極絕緣膜的內(nèi)側(cè)形成柵電極的工序。
【文檔編號】H01L29/12GK105874576SQ201480071043
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2014年10月14日
【發(fā)明人】小野木淳士, 宮原真朗, 宮原真一朗
【申請人】豐田自動車株式會社