專利名稱：半導(dǎo)體裝置及其制造方法和溝槽柵的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請要求2007年12月10日提出的日本專利申請第2007-317913號以及2008 年6月16日提出的日本專利申請第2008-156240號的優(yōu)先權(quán)。在本說明書中以參照的方 式引用這些申請的全部內(nèi)容。本發(fā)明涉及一種具有溝槽柵的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。另外，本發(fā)明還涉及一 種制造溝槽柵的方法。
背景技術(shù)：
在圖33中，模式化地表示了具有溝槽柵140的IGBT(Insulated GateBipolar Transistor 絕緣柵雙極性晶體管)100的主要部分剖視圖。IGBT100具有p+型的集電區(qū) 122、η型的緩沖區(qū)124、η_型的漂移區(qū)126、ρ型的體區(qū)128、ρ+型的體接觸區(qū)132、η.型的 發(fā)射區(qū)134和溝槽柵140。溝槽柵140從發(fā)射區(qū)134朝向漂移區(qū)126延伸并貫穿體區(qū)128。 溝槽柵140具有柵絕緣膜144和由該柵絕緣膜144覆蓋的柵電極142。如圖33所示，當(dāng)IGBT100置為導(dǎo)通時(shí)，將從發(fā)射區(qū)134供給電子。電子沿著溝槽 柵140的側(cè)面通過體區(qū)128，而被供給至漂移區(qū)126。另一方面，從集電區(qū)122供給空穴。空 穴通過緩沖區(qū)124而被供給至漂移區(qū)126。如圖33所示，從發(fā)射區(qū)134供給的電子由于被柵電極142的電壓所吸引，所以從 溝槽柵140的側(cè)方移動(dòng)至下方。另一方面，從集電區(qū)122供給的空穴由于被該電子吸引，所 以移動(dòng)至溝槽柵140的下方。因此，空穴集中在溝槽柵140的下方。當(dāng)空穴集中在溝槽柵 140的下方時(shí)，柵電容將隨著時(shí)間而變化。例如，當(dāng)IGBT100被從斷開切換至導(dǎo)通時(shí)，如果柵 電容隨著時(shí)間變化，則集電極電流、集電極和發(fā)射極之間的電壓也將隨著時(shí)間而變化，其結(jié) 果為，將引起浪涌電壓。日本特開2006-332591號公報(bào)以及日本特開2006-120951號公報(bào)公開了一種技 術(shù)，即，較厚地形成溝槽柵140的底面的柵絕緣膜144。由于通過該技術(shù)，能夠減少移動(dòng)至溝 槽柵140下方的電子量，因此也能夠減少移動(dòng)至溝槽柵140下方的空穴量。其結(jié)果為，能夠 緩和柵電容隨時(shí)間的變化，從而能夠抑制浪涌電壓的產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題但是，在施加于柵電極142上的柵電壓較大的情況下，即使較厚地形成柵絕緣膜 144，電子也會(huì)被柵電極142的電壓吸引而移動(dòng)至溝槽柵140的下方，從而導(dǎo)致空穴被該電 子吸引，也移動(dòng)至溝槽柵140的下方。較厚地形成柵絕緣膜144的技術(shù)，并不是根本的解決 方法。本發(fā)明的目的在于，提供一種對載流子向溝槽柵的下方移動(dòng)的情況進(jìn)行物理性抑 制的技術(shù)。用于解決問題的方法
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本說明書公開的技術(shù)的特征在于，在溝槽柵的一部分表面上設(shè)置絕緣體的突出 部。突出部的至少一部分突出至漂移區(qū)內(nèi)。因此，突出部中突出至漂移區(qū)內(nèi)的一部分由漂 移區(qū)包圍，所以不會(huì)在突出部的一部分的一側(cè)表面和與其對置的表面之間產(chǎn)生電位差。因 此，不會(huì)在突出部中突出至漂移區(qū)內(nèi)的一部分的表面上形成反轉(zhuǎn)層。因此，從發(fā)射區(qū)供給的 電子無法超過該突出部而進(jìn)行移動(dòng)。其結(jié)果為，移動(dòng)至溝槽柵的下方的電子量將減少，從而 被該電子吸引而移動(dòng)至溝槽柵的下方的空穴量也將減少。S卩，在本說明書中公開的半導(dǎo)體裝置，具有第1導(dǎo)電型的表面部半導(dǎo)體區(qū)；第1 導(dǎo)電型的深部半導(dǎo)體區(qū)；第2導(dǎo)電型的中間部半導(dǎo)體區(qū)，其被設(shè)置在表面部半導(dǎo)體區(qū)和深 部半導(dǎo)體區(qū)之間；溝槽柵；絕緣體的突出部，其與溝槽柵的表面接觸。溝槽柵在中間部半導(dǎo) 體區(qū)內(nèi)從表面部半導(dǎo)體區(qū)朝向深部半導(dǎo)體區(qū)延伸。溝槽柵既可以貫穿中間部半導(dǎo)體區(qū)而侵 入到深部半導(dǎo)體區(qū)內(nèi)，也可以不侵入到深部半導(dǎo)體區(qū)內(nèi)。在溝槽柵未貫穿中間部半導(dǎo)體區(qū) 的情況下，如后文敘述，可利用突出部的第2反轉(zhuǎn)層來使載流子流動(dòng)。溝槽柵具有柵絕緣膜 和由該柵絕緣膜覆蓋的柵電極。突出部的至少一部分突出至深部半導(dǎo)體區(qū)內(nèi)。在上述半導(dǎo)體裝置中，溝槽柵的柵絕緣膜也可以具有一對側(cè)壁，其從表面部半導(dǎo) 體區(qū)朝向深部半導(dǎo)體區(qū)延伸，且相互對置；底壁，其從一方的側(cè)壁延伸至另一方的側(cè)壁。此 時(shí)，突出部既可以與柵絕緣膜的底壁接觸，也可以與柵絕緣膜的側(cè)壁接觸。在突出部與柵絕緣膜的底壁接觸的情況下，優(yōu)選為，多個(gè)突出部與該底壁接觸。在上述半導(dǎo)體裝置中，可利用離子注入技術(shù)，來形成中間部半導(dǎo)體區(qū)。當(dāng)多個(gè)突 出部與柵絕緣膜的底壁接觸時(shí)，即使中間部半導(dǎo)體區(qū)超過溝槽柵的深度而擴(kuò)散到更深的位 置，也能夠通過突出部來防止該中間部半導(dǎo)體區(qū)擴(kuò)散至溝槽柵的下方的情況。因此，即使中 間部半導(dǎo)體區(qū)超過溝槽柵的深度而擴(kuò)散到了更深的位置，也可以使深部半導(dǎo)體區(qū)存在于相 鄰的突出部之間的溝槽柵的下方。即，深部半導(dǎo)體區(qū)和中間部半導(dǎo)體區(qū)隔著突出部而對置。 此時(shí)，當(dāng)半導(dǎo)體裝置為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，由于在深部半導(dǎo)體區(qū)和中間部半導(dǎo)體區(qū)之間將產(chǎn)生電 位差，所以將在突出部的表面中與中間部半導(dǎo)體區(qū)接觸的一部分上形成第2反轉(zhuǎn)層。因此， 從表面部半導(dǎo)體區(qū)供給的載流子能夠通過該第2反轉(zhuǎn)層而移動(dòng)至深部半導(dǎo)體區(qū)內(nèi)。在現(xiàn)有 的溝槽柵中，當(dāng)中間部半導(dǎo)體區(qū)擴(kuò)散到了超過溝槽柵的深度時(shí)，將不能對導(dǎo)通和斷開進(jìn)行 切換。但是，當(dāng)如上述的半導(dǎo)體裝置這樣，在柵絕緣膜的底壁上設(shè)置有多個(gè)突出部時(shí)，即使 中間部半導(dǎo)體區(qū)超過溝槽柵的深度而擴(kuò)散到更深的位置，在對導(dǎo)通和斷開之間切換也不會(huì) 存在障礙。上述實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置具有易于制造的特征。另外，如前文所述，由于突出 部的至少一部分存在于深部半導(dǎo)體區(qū)內(nèi)，所以在該部分上不會(huì)形成第2反轉(zhuǎn)層。因此，載流 子不會(huì)超過突出部而移動(dòng)至溝槽柵的下方。即，上述實(shí)施方式的突出部，具有對載流子移動(dòng) 至溝槽柵的下方的情況進(jìn)行物理性抑制的效果，另外還具有使半導(dǎo)體裝置的更易于制造的 效果。在多個(gè)突出部與柵絕緣膜的底壁接觸的情況下，優(yōu)選為，上述半導(dǎo)體裝置還具有 第2導(dǎo)電型的底壁半導(dǎo)體區(qū)，其被設(shè)置在相鄰的突出部之間。另外，優(yōu)選為，該底壁半導(dǎo)體 區(qū)為浮動(dòng)半導(dǎo)體區(qū)。當(dāng)在溝槽柵的下方設(shè)置有浮動(dòng)的底壁半導(dǎo)體區(qū)時(shí)，由于能夠減小柵電容，所以能 夠使切換高速化。在本說明書中公開的技術(shù)，還能夠提供一種制造溝槽柵的方法。在本說明書中公開的溝槽柵的制造方法包括第1工序，即通過干蝕刻而從半導(dǎo)體基板的溝槽柵形成區(qū)的一 部分表面起形成具有第1深度的第1溝槽。并且，該溝槽柵的制造方法還包括第2工序，即 通過干蝕刻而從半導(dǎo)體基板的溝槽柵形成區(qū)的表面的剩余部分起形成具有第2深度的第2 溝槽。其中，第1深度深于第2深度。先實(shí)施第1工序與第2工序中的哪一個(gè)都可以。根據(jù)上述制造方法，第1溝槽比第2溝槽形成得更深。因此，從第2溝槽突出的第 1溝槽成為從溝槽柵的底面突出的突出溝槽。當(dāng)該突出溝槽的至少一部分位于深部半導(dǎo)體 區(qū)內(nèi)時(shí)，突出溝槽的一部分中的相互對置的側(cè)面均與深部半導(dǎo)體區(qū)接觸。因此，由于在突出 溝槽的一部分中的一方的側(cè)面與另一方的側(cè)面之間不會(huì)產(chǎn)生電位差，所以在突出溝槽的一 部分中的側(cè)面上不會(huì)形成反轉(zhuǎn)層。即，根據(jù)上述制造方法，能夠制造將本說明書中公開的技 術(shù)具體化了的溝槽柵。另外，形成第1溝槽的位置，只需為溝槽柵形成區(qū)中的至少一部分即可。例如，如 果在溝槽柵形成區(qū)的中心側(cè)形成第1溝槽，則會(huì)形成從溝槽柵底面的中心側(cè)突出的突出溝 槽。優(yōu)選為，將第1溝槽形成在，沿著溝槽柵形成區(qū)邊緣的位置中的至少一部分上。更優(yōu)選 為，沿著溝槽柵形成區(qū)的邊緣一周而形成第1溝槽。在本說明書中公開的技術(shù)，還能夠提供另一種制造溝槽柵的方法。在本說明書中 公開的溝槽柵的制造方法包括第1工序，即通過干蝕刻而從半導(dǎo)體基板的溝槽柵形成區(qū)的 一部分表面起形成多個(gè)溝槽。并且，該溝槽柵的制造方法還包括第2工序，即向多個(gè)溝槽內(nèi) 供給蝕刻液，從而通過濕蝕刻來形成從溝槽的底面起朝向下方突出的突出溝槽。在第1工 序中形成的溝槽的側(cè)面具有第1面方向，在第2工序中形成的突出溝槽的側(cè)面具有第2面 方向。第1側(cè)面與第2側(cè)面為非平行。另外，在第2工序中，既可以通過濕蝕刻而去除溝槽 與溝槽之間的壁，也可以根據(jù)需要而不進(jìn)行去除。例如，還可以通過追加對溝槽與溝槽之間 的壁進(jìn)行氧化的工序，從而使溝槽柵成為被分割成多個(gè)間隔的形態(tài)。在上述制造方法中，通過結(jié)合干蝕刻和濕蝕刻來形成溝槽柵，從而能夠形成從各 溝槽的底面向下方突出的突出溝槽。在上述制造方法中，由于多個(gè)溝槽劃分出一個(gè)溝槽柵， 所以在溝槽柵的底面形成有多個(gè)突出溝槽。當(dāng)這些突出溝槽的至少一部分位于深部半導(dǎo)體 區(qū)內(nèi)時(shí)，突出溝槽的一部分中的相互對置的側(cè)面，均與深部半導(dǎo)體區(qū)接觸。因此，由于在突 出溝槽的一部分中的一方的側(cè)面與另一方的側(cè)面之間不會(huì)產(chǎn)生電位差，所以在突出溝槽的 一部分中的側(cè)面上不會(huì)形成反轉(zhuǎn)層。即，根據(jù)上述制造方法，能夠制造將本說明書中公開的 技術(shù)具體化了的溝槽柵。另外，在半導(dǎo)體基板采用硅基板的情況下，優(yōu)選為，第1面方向?yàn)?100)面，第2面 方向?yàn)?111)面。此時(shí)，例如在干蝕刻中可以采用HBr氣體，在濕蝕刻中可以采用KOH水溶液。在本說明書中公開的技術(shù)，還能夠提供另一種制造溝槽柵的方法。在本說明書中 公開的溝槽柵的制造方法包括第1工序，即通過干蝕刻而從半導(dǎo)體基板的溝槽柵形成區(qū)的 表面起形成溝槽。并且，該溝槽柵的制造方法還包括第2工序，即通過干蝕刻而進(jìn)一步加深 溝槽，其中，所述干蝕刻的條件為，由干蝕刻生成的、半導(dǎo)體基板與蝕刻氣體相結(jié)合而成的 揮發(fā)性物質(zhì)在所述溝槽的底面堆積。在上述制造方法中，至少實(shí)施兩次干蝕刻來形成溝槽。在第2工序中實(shí)施的干蝕 刻，在半導(dǎo)體基板與蝕刻氣體相結(jié)合而成的揮發(fā)性物質(zhì)在溝槽的底面堆積的條件下進(jìn)行。通常，當(dāng)在溝槽的底面堆積揮發(fā)性物質(zhì)時(shí)，該揮發(fā)性物質(zhì)在溝槽底面的中心側(cè)堆積得較多。 因此，當(dāng)在該條件下繼續(xù)實(shí)施干蝕刻時(shí)，在溝槽的底面上，邊緣側(cè)的蝕刻將比中心側(cè)的蝕刻 進(jìn)行得更快。該結(jié)果為，將在溝槽的底面的邊緣側(cè)形成突出溝槽。當(dāng)這些突出溝槽的一部 分位于深部半導(dǎo)體區(qū)內(nèi)時(shí)，突出溝槽的一部分中的相互對置的側(cè)面將均與深部半導(dǎo)體區(qū)接 觸。因此，由于在突出溝槽的一部分中的一方的側(cè)面與另一方的側(cè)面之間不會(huì)產(chǎn)生電位差， 所以在突出溝槽的一部分中的側(cè)面上不會(huì)形成反轉(zhuǎn)層。即，根據(jù)上述制造方法，能夠制造將 本說明書中公開的技術(shù)具體化了的溝槽柵。在本說明書中公開的技術(shù)，還能夠提供另一種制造溝槽柵的方法。在本說明書中 公開的溝槽柵的制造方法包括第1工序，在半導(dǎo)體基板的溝槽柵形成區(qū)的一部分表面上 形成掩膜；第2工序，通過干蝕刻而從半導(dǎo)體基板的溝槽柵形成區(qū)的表面起形成溝槽。在第 2工序中，在溝槽柵形成區(qū)的表面的掩膜消失之后，仍繼續(xù)進(jìn)行干蝕刻。上述制造方法的第2工序被分成兩個(gè)階段。首先，在第1階段中，對沒有被掩膜覆 蓋的溝槽柵形成區(qū)的表面進(jìn)行蝕刻。在該第1階段中，雖然蝕刻率較慢，但在溝槽柵形成區(qū) 的表面上形成的掩膜仍將被逐漸蝕刻，并最終消失。當(dāng)掩膜消失時(shí)，進(jìn)行對未被掩膜覆蓋的 部分的蝕刻，從而形成初始溝槽。即，在第1階段中，通過在溝槽柵形成區(qū)的一部分表面上 形成掩膜，從而對在溝槽柵形成區(qū)中的蝕刻進(jìn)行程度設(shè)置差異。接下來，在第2階段中，通 過在掩膜消失之后仍繼續(xù)進(jìn)行干蝕刻，從而進(jìn)一步加深溝槽柵形成區(qū)中的溝槽。通過在第1 階段中設(shè)置的蝕刻進(jìn)行程度的差異，從而在第2階段結(jié)束后的溝槽柵的底面上形成突出溝 槽。當(dāng)該突出溝槽的一部分位于深部半導(dǎo)體區(qū)內(nèi)時(shí)，突出溝槽的一部分中的相互對置的側(cè) 面，均與深部半導(dǎo)體區(qū)接觸。因此，由于在突出溝槽的一部分中的一方的側(cè)面與另一方的側(cè) 面之間不會(huì)產(chǎn)生電位差，所以在突出溝槽的一部分中的側(cè)面上不會(huì)形成反轉(zhuǎn)層。根據(jù)上述 制造方法，僅實(shí)施一次干蝕刻，便能夠制造將本說明書中公開的技術(shù)具體化了的溝槽柵。另外，在第1工序中，優(yōu)選為，將多個(gè)掩膜分散形成在溝槽柵形成區(qū)的表面上。通 過分散配置多個(gè)掩膜，從而能夠形成幅度較寬的溝槽。發(fā)明的效果在本說明書中公開的突出部，對從表面部半導(dǎo)體區(qū)供給的第1型的載流子移動(dòng)至 溝槽柵的下方的情況進(jìn)行了物理性的抑制，由此，能夠抑制第2型的載流子被該第1型的載 流子吸引而在溝槽柵的下方集中的情況。該結(jié)果為，能夠抑制柵電容由于載流子的集中而 隨著時(shí)間變化的情況，從而能夠提供高耐壓量的半導(dǎo)體裝置。


圖1為模式化地表示IGBTlO的主要部分剖視圖(對應(yīng)于圖4的1_1線的剖視圖)。圖2為模式化地表示IGBTlO的主要部分剖視圖(對應(yīng)于圖4的II-II線的剖視 圖)。圖3為模式化地表示IGBTlO的主要部分剖視圖(對應(yīng)于圖4的III-III線的剖 視圖)。圖4為模式化地表示IGBTlO的主要部分俯視圖。圖5為模式化地表示IGBTlO的改變例的主要部分剖視圖。圖6為模式化地表示IGBTlO的改變例的主要部分剖視圖。
圖7為模式化地表示IGBTlO的改變例的主要部分剖視圖。圖8為模式化地表示IGBTlO的改變例的主要部分剖視圖。圖9為模式化地表示IGBTlO的改變例的主要部分剖視圖。圖10為模式化地表示IGBTll的改變例的主要部分剖視圖。
圖11為模式化地表示IGBT12的改變例的主要部分剖視圖。
圖12為模式化地表示IGBT13的改變例的主要部分剖視圖。
圖13為模式化地表示IGBT14的改變例的主要部分剖視圖。
圖14表示溝 I柵的第1制造方法的工序⑴。
圖15表示溝 I柵的第1制造方法的工序⑵。
圖16表示溝 I柵的第1制造方法的工序⑶。
圖17表示溝 I柵的第1制造方法的工序⑷。
圖18表示溝 I柵的第1制造方法的工序(5)。
圖19表示溝 I柵的第2制造方法的工序⑴。
圖20表示溝 I柵的第2制造方法的工序⑵。
圖21表示溝 I柵的第2制造方法的工序⑶。
圖22表示溝 I柵的第2制造方法的工序⑷。
圖23表示溝 I柵的第3制造方法的工序⑴。
圖24表示溝 I柵的第3制造方法的工序⑵。
圖25表示溝 I柵的第3制造方法的工序⑶。
圖26表示溝 I柵的第3制造方法的工序⑷。
圖27表示溝 I柵的第4制造方法的工序⑴。
圖28表示溝 I柵的第4制造方法的工序⑵。
圖29表示溝 I柵的第4制造方法的工序⑶。
圖30表示溝 I柵的第4制造方法的改變例的工序⑴。
圖31表示溝 I柵的第4制造方法的改變例的工序⑵。
圖32表示溝 I柵的第4制造方法的改變例的工序⑶。
圖33為模式化地表示現(xiàn)有的IGBT100的主要部分剖視圖。
具體實(shí)施例方式首先對在本申請的說明書中所公開的技術(shù)特征進(jìn)行整理。(第1特征)半導(dǎo)體裝置具有，溝槽柵和與該溝槽柵的表面接觸的突出部。突出部 具有，電壓不會(huì)因柵電壓而變動(dòng)的表面。(第2特征)半導(dǎo)體裝置具有，溝槽柵和與該溝槽柵的表面接觸的突出部。突出部 在從柵絕緣膜突出的方向上的厚度，厚于柵絕緣膜的厚度。(第3特征)半導(dǎo)體裝置具有，溝槽柵和與該溝槽柵的表面接觸的突出部。突出部 具有，第1表面和與該第1表面對置的第2表面。第1表面和第2表面沿著連接發(fā)射區(qū)和 溝槽柵的下方的線對置。(第4特征)半導(dǎo)體裝置具有，溝槽柵和與該溝槽柵的表面接觸的突出部。突出部 被設(shè)置在柵絕緣膜的底面的邊緣部上。
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實(shí)施例以下，參照附圖對各實(shí)施例進(jìn)行說明。另外，在各附圖中，對共通的結(jié)構(gòu)要素標(biāo) 注共通的符號，且有時(shí)會(huì)省略其說明。另外，雖然在以下說明的各實(shí)施例中，是對非穿通 (Non Punch Through)型的IGBT進(jìn)行說明，但在本說明書中公開的技術(shù)，也可以適用于穿 通(Punch Through)型的IGBT。另外，雖然在以下說明的各實(shí)施例的IGBT中，半導(dǎo)體材料 采用了硅。但是，在本說明書中公開的技術(shù)，也可以適用于硅以外的半導(dǎo)體材料的IGBT。例 如，也可以適用于半導(dǎo)體材料為氮化鎵系、碳化硅系、鎵砷系等的化合物半導(dǎo)體的IGBT。在圖1 3中，模式化地表示了 IGBTlO的主要部分剖視圖，在圖4中模式化地表 示了 IGBTlO的主要部分俯視圖。圖1為對應(yīng)于圖4中的I-I線的剖視圖，圖2為對應(yīng)于圖 4中的II-II線的剖視圖，圖3為對應(yīng)于圖4中的III-III線的剖視圖。另外，圖1 4為 表示IGBTlO的基本結(jié)構(gòu)的圖，實(shí)際上該基本結(jié)構(gòu)被重復(fù)設(shè)置，從而構(gòu)成一個(gè)半導(dǎo)體裝置。如圖1所示，IGBTlO采用單晶硅的半導(dǎo)體基板20而形成，并具有ρ+型的集電區(qū) 22、設(shè)置在集電區(qū)22上的η型的緩沖區(qū)24、設(shè)置在緩沖區(qū)24上的η_型的漂移區(qū)26 (深部 半導(dǎo)體區(qū)的一例)、設(shè)置在漂移區(qū)26上的ρ型的體區(qū)28(中間部半導(dǎo)體區(qū)的一例)。集電 區(qū)22與未圖示的集電極形成電連接。集電區(qū)22和緩沖區(qū)24利用離子注入技術(shù)而被形成 在半導(dǎo)體基板20的里層部上。體區(qū)28也利用離子注入技術(shù)而被形成在半導(dǎo)體基板20的 表層部上。η型的漂移區(qū)26以及緩沖區(qū)24將ρ型的體區(qū)28和集電區(qū)22隔開。IGBTlO還具有，設(shè)置在體區(qū)28上并選擇性地分散配置的P+型的體接觸區(qū)32和η+ 型的發(fā)射區(qū)34 (表面部半導(dǎo)體區(qū)的一例)。發(fā)射區(qū)34和溝槽柵40的側(cè)面接觸。發(fā)射區(qū)34 和漂移區(qū)26被體區(qū)28隔開。體接觸區(qū)32和發(fā)射區(qū)34與未圖示的發(fā)射極電連接。體接觸 區(qū)32和發(fā)射區(qū)34利用離子注入技術(shù)而被形成在半導(dǎo)體基板20的表層部上。IGBTlO還具有溝槽柵40。溝槽柵40在體區(qū)28內(nèi)沿著縱向(ζ軸方向)從發(fā)射區(qū) 34朝向漂移區(qū)26延伸。溝槽柵40貫穿體區(qū)28，且一端與發(fā)射區(qū)34接觸，另一端侵入到漂 移區(qū)26內(nèi)。溝槽柵40具有柵絕緣膜44和由該柵絕緣膜44覆蓋的柵電極42。柵絕緣膜 44采用了氧化硅，而柵電極42采用了含有高濃度雜質(zhì)的多晶硅。如圖1所示，溝槽柵40的柵絕緣膜44具有，沿縱向(ζ軸方向)從發(fā)射區(qū)34朝向 漂移區(qū)26延伸、且沿橫向(χ軸方向)相互對置的一對側(cè)壁44Α，和沿橫向(χ軸方向)從一 方的側(cè)壁44Α延伸至另一方的側(cè)壁44Α的底壁44Β。側(cè)壁44Α的側(cè)面44a與發(fā)射區(qū)34、體 區(qū)28和漂移區(qū)26接觸。底壁44B的底面44b與漂移區(qū)26接觸。如圖4所示，當(dāng)俯視溝槽 柵40時(shí)，溝槽柵40沿y軸方向較長地延伸。如圖1所示，IGBTlO還具有兩個(gè)突出部46，該兩個(gè)突出部46從溝槽柵40的底壁 44B向下方突出至漂移區(qū)26內(nèi)。右側(cè)的突出部46R與柵絕緣膜44的底壁44B的右側(cè)邊緣 部接觸設(shè)置。左側(cè)的突出部46L與柵絕緣膜44的底壁44B的左側(cè)邊緣部接觸設(shè)置。如圖 3所示，突出部46沿著溝槽柵40的長度方向(y軸方向)延伸，并沿著該長度方向(y軸方 向)與柵絕緣膜44的底壁44B接觸。在突出部46中采用了氧化硅。如圖1所示，突出部46具有第1表面46a和與該第1表面46a對置的第2表面 46b。第1表面46a和第2表面46b，均被設(shè)置在連接發(fā)射區(qū)34和溝槽柵40的下方的線上， 并被設(shè)置為，沿著連接發(fā)射區(qū)34和溝槽柵40下方的線對置。另外，第1表面46a和第2表 面46b均與漂移區(qū)26接觸。第1表面46a與柵絕緣膜44的底面44b不平行，并且不連續(xù)地接觸。第2表面46b與柵絕緣膜44的側(cè)面44a平行，并且連續(xù)地接觸。突出部46在從柵 絕緣膜44的底壁44B突出的方向(ζ軸方向)上的厚度46T，厚于柵絕緣膜44的底壁44B 的厚度44T。接下來，對IGBTlO的特征進(jìn)行說明。IGBTlO的特征在于，具有突出部46。并且， 其特征在于，突出部46的第1表面46a和第2表面46b均與漂移區(qū)26接觸。由于第1表 面46a和第2表面46b均與漂移區(qū)26接觸，所以在第1表面46a和第2表面46b之間不會(huì) 產(chǎn)生電位差。因此，在突出部46的第1表面46a和第2表面46b之間不會(huì)形成反轉(zhuǎn)層。因 此，從發(fā)射區(qū)34供給的電子不能超過該突出部46而移動(dòng)至溝槽柵40的下方。其結(jié)果為， 移動(dòng)至溝槽柵40的下方的電子量將減少，從而被該電子吸引而移動(dòng)至溝槽柵40的下方的 空穴量也將減少。如在上述問題部分中說明的那樣，當(dāng)空穴集中在溝槽柵40的下方時(shí)，柵電容將隨 著時(shí)間變化，從而成為弓丨起浪涌電壓的原因。IGBTlO通過設(shè)置突出部46，從而能夠?qū)﹄?子移動(dòng)至溝槽柵40的下方的情況進(jìn)行物理性抑制，由此，能夠抑制空穴在溝槽柵40的下 方集中的情況。其結(jié)果為，柵容量隨著時(shí)間變化的情況被抑制，從而能夠獲得高耐壓量的 IGBTIOo另外，IGBTlO還具有以下的特征。如上文所述，IGBTlO的體區(qū)28是利用離子注入 技術(shù)而形成的。如圖5所示，在對體區(qū)28進(jìn)行了熱擴(kuò)散時(shí)，有時(shí)體區(qū)28會(huì)超過溝槽柵40的 深度而擴(kuò)散至更深的位置。此時(shí)，如圖5所示，突出部46能夠防止體區(qū)28擴(kuò)散至溝槽柵40 的下方的情況。因此，即使體區(qū)28超過溝槽柵40的深度而擴(kuò)散到了更深的位置，在相鄰的 突出部46之間的溝槽柵40的下方也將存在漂移區(qū)26。由此，即使體區(qū)28超過溝槽柵40 的深度而擴(kuò)散到了更深的位置，體區(qū)28和漂移區(qū)26也會(huì)隔著突出部46而對置。在這種情 況下，當(dāng)IGBTlO置為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，由于在漂移區(qū)26和體區(qū)28之間將產(chǎn)生電位差，所以在突 出部46的第2表面46b的一部分46c上將形成第2反轉(zhuǎn)層。因此，從發(fā)射區(qū)34供給的電 子，能夠通過該第2反轉(zhuǎn)層而移動(dòng)至漂移區(qū)26。因此，在IGBTlO中，當(dāng)利用離子注入技術(shù)而 形成了體區(qū)28時(shí)，即使體區(qū)28超過溝槽柵40的深度而擴(kuò)散到了更深的位置，在切換導(dǎo)通 和斷開方面也不會(huì)存在障礙。IGBTlO也可以評價(jià)為，其具有緩和離子注入中的制造公差的 結(jié)構(gòu)。IGBTlO具有易于制造的特征。另外，如前文所述，由于突出部46的一部分存在于漂移區(qū)26內(nèi)，所以在該部分中 不會(huì)形成第2反轉(zhuǎn)層。因此，電子不會(huì)超過突出部46而移動(dòng)至溝槽柵40的下方。即，IGBTlO 的突出部46除了具有對電子移動(dòng)至溝槽柵40的下方的情況進(jìn)行物理性抑制的效果之外， 還具有易于制造IGBTlO的效果。以下，對IGBTlO的多個(gè)改變例進(jìn)行說明。圖6所示的改變例中的IGBT10，其特征在于，在漂移區(qū)26和體區(qū)28之間設(shè)置有η 型的空穴積蓄層27。空穴積蓄層27相對于空穴而形成能量屏障，從而防止空穴從漂移區(qū) 26向體區(qū)28的移動(dòng)。由此，能夠提高漂移區(qū)26內(nèi)的空穴濃度。因此，漂移區(qū)26的電阻值 將下降，從而能夠降低通態(tài)電壓。圖7所示的改變例中的IGBT10，其特征在于，在體區(qū)28內(nèi)設(shè)置有η型的空穴積蓄 層29?？昭ǚe蓄層29形成了相對于空穴的能量屏障，從而能夠提高體區(qū)28內(nèi)的空穴濃度。 因此，體區(qū)28的電阻值將下降，從而能夠降低通態(tài)電壓。
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圖8所示的改變例中的IGBT10，其特征在于，在相鄰的突出部46之間設(shè)置有ρ型 的浮動(dòng)半導(dǎo)體區(qū)(底壁半導(dǎo)體區(qū)的一例)52。浮動(dòng)半導(dǎo)體區(qū)52與柵絕緣膜44的底壁44Β 接觸。浮動(dòng)半導(dǎo)體區(qū)52與體區(qū)28電氣絕緣，其電位根據(jù)漂移區(qū)26的電位而變動(dòng)。當(dāng)浮動(dòng) 半導(dǎo)體區(qū)52被設(shè)置在溝槽柵40的下方時(shí)，柵電容將變小，從而能夠使切換高速化。另外，也可以設(shè)置i型的半導(dǎo)體區(qū)來取代ρ型的浮動(dòng)半導(dǎo)體區(qū)52。圖9所示的改變例中的IGBT10，其特征在于，在相鄰的突出部46之間設(shè)置有p型 的浮動(dòng)半導(dǎo)體區(qū)52、η型的浮動(dòng)半導(dǎo)體區(qū)54和ρ型的第2浮動(dòng)半導(dǎo)體區(qū)56的層疊。該作 用效果也和圖8所示的示例相同，即柵電容將變小，從而能夠使切換高速化。以下，對突出部的結(jié)構(gòu)不同的多個(gè)改變例進(jìn)行說明。在圖10中，模式化地表示了 IGBTll的主要部分剖視圖。IGBTll的特征在于，突出 部146貫穿漂移區(qū)26而到達(dá)了緩沖區(qū)24。通過IGBTl 1，能夠徹底地防止從發(fā)射區(qū)34供給 的電子移動(dòng)至溝槽柵40的下方的情況。因此，也可以顯著地抑制從集電區(qū)22供給的空穴 在溝槽柵40的下方集中的現(xiàn)象。另外，在IGBTll中，優(yōu)選為，采用在俯視觀察時(shí)鄰接的突出部146之間不形成集電 區(qū)22的方式。由此，因?yàn)椴粫?huì)向鄰接的突出部146之間的漂移區(qū)26供給空穴，所以能夠進(jìn) 一步抑制空穴在溝槽柵40的下方集中的現(xiàn)象。在圖11中，模式化地表示了 IGBT12的主要部分剖視圖。IGBT12的特征在于，四個(gè) 突出部246與柵絕緣膜44的底壁44Β接觸設(shè)置。如圖12所示，設(shè)置在溝槽柵40的底面上 的突出部246的個(gè)數(shù)沒有特別限定。另外，該實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)可以通過后文敘述的第2制 造方法來制作。在圖12中，模式化地表示了 IGBT13的主要部分剖視圖。IGBT13的特征在于，兩個(gè) 突出部346與柵絕緣膜44的側(cè)壁44Α接觸設(shè)置。在該示例中，突出部346的第1表面346a 和第2表面346b也均被設(shè)置在連接發(fā)射區(qū)34和溝槽柵40的下方的線上。并且，突出部 346的第1表面346a和第2表面346b均與漂移區(qū)26接觸。因此，物理性地抑制了從發(fā)射 區(qū)34供給的電子超過該突出部346而移動(dòng)至溝槽柵40的下方的情況。在圖13中，模式化地表示了 IGBT14的主要部分剖視圖。IGBT14的特征在于，突 出部446的一端與體區(qū)28內(nèi)的柵絕緣膜44的側(cè)壁44A接觸設(shè)置。并且，IGBT14的特征在 于，突出部446的頂端侵入到漂移區(qū)26內(nèi)。在該示例中，突出部446的第1表面446a和第 2表面446b也均被設(shè)置在連接發(fā)射區(qū)34和溝槽柵40的下方的線上。并且，突出部446的 第1表面446a和第2表面446b的一部分與漂移區(qū)26接觸。因此，物理性地抑制了從發(fā)射 區(qū)34供給的電子超過該突出部446而移動(dòng)至溝槽柵40的下方的情況。另外，突出部446的第2表面446b的一部分446c與漂移區(qū)26對置。因此，當(dāng) IGBT14置為導(dǎo)通時(shí)，由于在漂移區(qū)26和體區(qū)28之間將產(chǎn)生電位差，所以在突出部446的 第2表面446b的一部分446c上，將形成第2反轉(zhuǎn)層。因此，從發(fā)射區(qū)34供給的電子能夠 通過該第2反轉(zhuǎn)層而移動(dòng)至漂移區(qū)26。以下，對用于制造上述IGBT的溝槽柵的幾種方法進(jìn)行說明。在以下說明的制造方 法，僅對適合應(yīng)用于在本說明書中首次公開的、新的溝槽柵的制造方法的工序進(jìn)行說明。為 了制造IGBT而需要的其他工序，可以利用現(xiàn)有已知的技術(shù)。(溝槽柵的第1制造方法)
以下，參照圖14 18，對上述的溝槽柵40的第1制造方法進(jìn)行說明。首先，如圖14所示，準(zhǔn)備n_的半導(dǎo)體基板20。接下來，如圖15所示，在半導(dǎo)體基板20的表面上覆蓋掩膜62。掩膜62的材料采 用CVD氧化膜。掩膜62的開口被形成在，半導(dǎo)體基板20中沿著溝槽形成區(qū)40A邊緣的位 置中的至少一部分上。優(yōu)選為，掩膜62的開口圍繞半導(dǎo)體基板20中的溝槽形成區(qū)40A邊 緣而形成。接下來，利用干蝕刻技術(shù)，對從掩膜62的開口露出的半導(dǎo)體基板20的表面進(jìn)行 蝕刻，從而形成向半導(dǎo)體基板20內(nèi)延伸的第1溝槽71。該干蝕刻中，采用HBr氣體作為蝕 刻氣體。在形成了第1溝槽71之后，掩膜62被去除。接下來，如圖16所示，利用熱氧化技術(shù)，用熱氧化膜63來填充第1溝槽71。接下來，如圖17所示，在熱氧化膜的表面上覆蓋掩膜64。掩膜64的開口與溝槽形 成區(qū)40A中未形成第1溝槽71的位置對應(yīng)地形成。接下來，利用干蝕刻技術(shù)，對從掩膜64 的開口露出的熱氧化膜63和該熱氧化膜63下方的半導(dǎo)體基板20進(jìn)行蝕刻，從而形成向半 導(dǎo)體基板20內(nèi)延伸的第2溝槽72。該干蝕刻中，采用CF4、HBr氣體作為蝕刻氣體。第2溝 槽72的深度淺于第1溝槽71的深度。接下來，在去除熱氧化膜63和掩膜64后，形成了如圖18所示的溝槽73。通過上 述制造方法，使第1溝槽71被形成為，深于第2溝槽72。因此，從第2溝槽72突出的第1 溝槽71成為，從溝槽73底面的邊緣部突出的突出溝槽73a。在此后，利用熱氧化技術(shù)，向突 出溝槽73a填充熱氧化膜，便可得到本說明書中公開的突出部。并且，可以利用已知的熱氧 化技術(shù)以及CVD (ChemicalVapor Deposition 化學(xué)氣相沉積)技術(shù)，來形成柵絕緣膜和柵 電極，從而完成溝槽柵。(溝槽柵的第2制造方法)以下，參照圖19 22，對溝槽柵40的第2制造方法進(jìn)行說明。首先，如圖19所示，在半導(dǎo)體基板20的表面上覆蓋掩膜65。掩膜65的材料采用 CVD氧化膜。掩膜65的開口被形成為，在半導(dǎo)體基板20的溝槽形成區(qū)40A上設(shè)置有多個(gè)。接下來，如圖20所示，利用干蝕刻技術(shù)形成多個(gè)溝槽74，該多個(gè)溝槽74從自掩膜 65的開口露出的半導(dǎo)體基板20的表面起，向半導(dǎo)體基板20內(nèi)延伸。該干蝕刻中，采用HBr 氣體作為蝕刻氣體。因此，多個(gè)溝槽74的側(cè)面為(100)面。接下來，如圖21所示，向多個(gè)溝槽74內(nèi)供給蝕刻液，從而形成從溝槽74的底面朝 向下方突出的突出溝槽75a。蝕刻液采用KOH水溶液。因此，突出溝槽75a的側(cè)面為(111) 面。在這種濕蝕刻中，溝槽74與溝槽74之間的壁也同時(shí)被去除，從而形成一個(gè)溝槽75。接下來，如圖22所示，利用熱氧化技術(shù)，在溝槽75的內(nèi)壁上形成熱氧化膜44 (之 后成為柵絕緣膜44)。在該熱氧化中，溝槽75底面的突出溝槽75a大體上被熱氧化膜44所 填充。經(jīng)過這些工序，便能夠得到本說明書中所公開的突出部。(溝槽柵的第3制造方法)以下，參考圖23 26，對溝槽柵40的第3制造方法進(jìn)行說明。首先，如圖23所示，在半導(dǎo)體基板20的表面上覆蓋掩膜66。掩膜66的開口與半 導(dǎo)體基板20的溝槽形成區(qū)40A對應(yīng)地形成。接下來，利用干蝕刻技術(shù)，對從掩膜66的開口 露出的半導(dǎo)體基板20的表面進(jìn)行蝕刻，從而形成溝槽76。該干蝕刻中采用HBr氣體作為蝕 刻氣體。在該干蝕刻中，以由干蝕刻生成的、半導(dǎo)體基板20與蝕刻氣體(HBr)結(jié)合而成的揮發(fā)性物質(zhì)(SiBr4)不在溝槽76的底面上堆積為條件而進(jìn)行蝕刻。另外，如圖示82所示， 揮發(fā)性物質(zhì)(SiBr4)的一部分，有時(shí)會(huì)堆積在溝槽76的側(cè)面上。接下來，變更干蝕刻的條件。在該干蝕刻中，以由干蝕刻生成的、半導(dǎo)體基板20與 蝕刻氣體(HBr)結(jié)合而成的揮發(fā)性物質(zhì)(SiBr4)在溝槽76的底面上堆積為條件而進(jìn)行蝕 刻。具體而言，適合在蝕刻率變慢的條件下實(shí)施。例如，適合以通常的蝕刻率(4000A/min) 的約1/2的速度實(shí)施。如圖25所示，如果在溝槽75的底面上堆積有揮發(fā)性物質(zhì)(SiBr4)， 則在溝槽76底面的中間側(cè)將堆積得較多(參照圖示84)。因此，如果在該條件下繼續(xù)實(shí)施 干蝕刻，則在溝槽76的底面上，邊緣側(cè)的蝕刻將比中心側(cè)的蝕刻進(jìn)行得更快。該結(jié)果為，將 在溝槽76底面的邊緣側(cè)形成突出溝槽76a。接下來，如圖26所示，將堆積的揮發(fā)性物質(zhì)(SiBr4)去除后，可得到在底面的邊緣 處具有突出溝槽76a的溝槽76。然后，通過利用熱氧化技術(shù)，向突出溝槽76a中填充熱氧化 膜，從而可得到本說明書中所公開的突出部。(溝槽柵的第4制造方法)以下，參照圖27 29，對溝槽柵40的第4制造方法進(jìn)行說明。首先，如圖27所示，在半導(dǎo)體基板20的表面上覆蓋掩膜67。掩膜67的材料采用 CVD氧化膜。掩膜67的開口與半導(dǎo)體基板20的溝槽形成區(qū)40A對應(yīng)地形成。并且，如圖27 所示，掩膜67的一部分67a (以下稱為犧牲掩膜)也被形成在半導(dǎo)體基板20的溝槽形成區(qū) 40A的表面上。犧牲掩膜67a的寬度67W極小。另外，在本示例中，犧牲掩膜67a作為掩膜 67的一部分而形成。也可以用不同于掩膜67的材料來形成犧牲掩膜67a，以取代本示例。接下來，如圖28所示，利用干蝕刻技術(shù)，對從掩膜67的開口露出的半導(dǎo)體基板20 的表面進(jìn)行蝕刻，從而形成初始溝槽77e。該干蝕刻中，采用HBr氣體作為蝕刻氣體。盡管 犧牲掩膜67a的蝕刻率較慢，但通過干蝕刻使得犧牲掩膜67a也被逐漸蝕刻。雖然根據(jù)犧 牲掩膜67a的蝕刻選擇比而變化，但犧牲掩膜67a的寬度67W被調(diào)節(jié)成，在初始溝槽77e到 達(dá)最終的溝槽深度之前先消失。具體而言，如果在初始溝槽77e到達(dá)最終的溝槽深度時(shí)的 犧牲掩膜67a的掩膜減少量為“X”，則犧牲掩膜67a的寬度67W將被調(diào)節(jié)成小于“2X”。在 此，掩膜減少量“X”為，犧牲掩膜67a的從一方的側(cè)面起被去除的長度。因此，當(dāng)犧牲掩膜 67a的寬度67W被調(diào)節(jié)成小于“2X”時(shí)，犧牲掩膜67a將在初始溝槽77e到達(dá)最終的溝槽深 度時(shí)消失。通過在溝槽形成區(qū)40A的表面上形成犧牲掩膜67a，從而能夠使溝槽形成區(qū)40A 中的蝕刻進(jìn)行程度具有差異。干蝕刻在犧牲掩膜67a消失之后仍將被繼續(xù)實(shí)施。由此，如圖29所示，初始溝槽 77e和初始溝槽77e之間的壁也被蝕刻，從而形成在底面上具有突出溝槽77a的溝槽77。此 后，通過利用熱氧化技術(shù)，向突出部溝槽77a中填充熱氧化膜，從而可得到本說明書中所公 開的突出部。(溝槽柵的第4制造方法的改變例)如圖30所示，也可以在半導(dǎo)體基板20的溝槽柵形成區(qū)40A的表面上形成多個(gè)犧 牲掩膜68a。此時(shí)，如圖31所示，由于犧牲掩膜68a的寬度68W極小，所以在實(shí)施干蝕刻時(shí)， 犧牲掩膜68a也將在初始溝槽78e、79e到達(dá)某種程度的深度時(shí)消失。如果在犧牲掩膜68a 消失之后仍繼續(xù)實(shí)施干蝕刻，則如圖32所示，將形成在底面上具有突出溝槽78a的溝槽78。 此后，通過利用熱氧化技術(shù)，向突出溝槽78a中填充熱氧化膜，從而可得到本說明書中所公開的突出部。以此種方式，通過分散配置多個(gè)犧牲掩膜68a，從而能夠形成寬度較大的溝槽78。另外，在本示例中，由于犧牲掩膜68a和犧牲掩膜68a之間的距離較窄，所以在其 之間形成的初始溝槽79e的深度較淺。因此，通過其后的干蝕刻，初始溝槽79e的結(jié)構(gòu)將在 最終的溝槽78中消失。但是，如果增加犧牲掩膜68a和犧牲掩膜68a之間的距離，則初始溝 槽79e也會(huì)被形成得較深，從而初始溝槽79e的結(jié)構(gòu)將會(huì)在最終的溝槽78的底面上顯現(xiàn)。 此時(shí)，在最終的溝槽78的底面上將形成三個(gè)以上的突出溝槽。當(dāng)需要此種結(jié)構(gòu)時(shí)，可以通 過對犧牲掩膜68a的覆蓋方法進(jìn)行設(shè)定來實(shí)現(xiàn)。以上雖然詳細(xì)地對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了說明，但這些只不過是例示，并不 用于限定專利的權(quán)利要求范圍。在專利的權(quán)利要求書所記載的技術(shù)中，包括對以上所例示 的具體實(shí)施例進(jìn)行各種各樣的變形、變更后的技術(shù)。另外，在本說明書或者附圖中所說明的技術(shù)要素，是單獨(dú)或者以各種組合的形式 來發(fā)揮技術(shù)上的有用性的，其并不限定于申請時(shí)權(quán)利要求中所記載的組合。另外，在本說明 書或者附圖中所例示的技術(shù)為，可以同時(shí)達(dá)成多個(gè)目的的技術(shù)，且達(dá)成其中一個(gè)目的本身， 也具有技術(shù)上的有用性。
1權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體裝置，具有第1導(dǎo)電型的表面部半導(dǎo)體區(qū)；第1導(dǎo)電型的深部半導(dǎo)體區(qū)；第2導(dǎo)電型的中間部半導(dǎo)體區(qū)，其被設(shè)置在表面部半導(dǎo)體區(qū)和深部半導(dǎo)體區(qū)之間；溝槽柵，其在中間部半導(dǎo)體區(qū)內(nèi)從表面部半導(dǎo)體區(qū)朝向深部半導(dǎo)體區(qū)延伸，并具有柵絕緣膜和由該柵絕緣膜覆蓋的柵電極；絕緣體的突出部，其與溝槽柵的表面接觸，其中，所述突出部的至少一部分突出至深部半導(dǎo)體區(qū)內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述溝槽柵的柵絕緣膜具有一對側(cè)壁，其從表面部半導(dǎo)體區(qū)朝向深部半導(dǎo)體區(qū)延伸， 且相互對置；底壁，其從一方的所述側(cè)壁延伸至另一方的所述側(cè)壁， 所述突出部與所述柵絕緣膜的底壁接觸。
3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其中，多個(gè)突出部與所述柵絕緣膜的底壁接觸。
4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，還具有第2導(dǎo)電型的底壁半導(dǎo)體區(qū)，其被設(shè)置在與所述柵絕緣膜的底壁接觸的突出部 和突出部之間，該底壁半導(dǎo)體區(qū)是浮動(dòng)半導(dǎo)體區(qū)。
5.一種溝槽柵的制造方法，用于制造溝槽柵，其包括第1工序，通過干蝕刻而從半導(dǎo)體基板的溝槽柵形成區(qū)的一部分表面起形成具有第1 深度的第1溝槽；第2工序，通過干蝕刻而從所述半導(dǎo)體基板的所述溝槽柵形成區(qū)的表面的剩余部分起 形成具有第2深度的第2溝槽，所述第1深度深于所述第2深度。
6.如權(quán)利要求5所述的溝槽柵的制造方法，其中，在所述第1工序中，在沿著所述溝槽 柵形成區(qū)邊緣的位置中的至少一部分上，形成所述第1溝槽。
7.—種溝槽柵的制造方法，用于制造溝槽柵，其包括第1工序，通過干蝕刻而從半導(dǎo)體基板的溝槽柵形成區(qū)的一部分表面起形成多個(gè)溝槽；第2工序，向所述多個(gè)溝槽內(nèi)供給蝕刻液，從而通過濕蝕刻來形成從溝槽的底面起朝 向下方突出的突出溝槽，其中，在所述第1工序中形成的溝槽的側(cè)面具有第1面方向， 在所述第2工序中形成的突出溝槽的側(cè)面具有第2面方向， 第1側(cè)面與第2側(cè)面為非平行。
8.如權(quán)利要求7所述的溝槽柵的制造方法，其中， 所述半導(dǎo)體基板為硅基板，所述第1面方向?yàn)?100)面， 所述第2面方向?yàn)?111)面。
9.一種溝槽柵的制造方法，用于制造溝槽柵，其包括第1工序，通過干蝕刻而從半導(dǎo)體基板的溝槽柵形成區(qū)的表面起形成溝槽；第2工序，通過干蝕刻而進(jìn)一步加深所述溝槽，其中，所述干蝕刻的條件為，由干蝕刻 生成的、所述半導(dǎo)體基板與蝕刻氣體相結(jié)合而成的揮發(fā)性物質(zhì)在所述溝槽的底面堆積。
10.一種溝槽柵的制造方法，用于制造溝槽柵，其包括第1工序，在半導(dǎo)體基板的溝槽柵形成區(qū)的一部分表面上形成掩膜； 第2工序，通過干蝕刻而從半導(dǎo)體基板的溝槽柵形成區(qū)的表面起形成溝槽， 在所述第2工序中，在溝槽柵形成區(qū)的表面的掩膜消失之后，仍繼續(xù)進(jìn)行干蝕刻。
11.如權(quán)利要求10所述的溝槽柵的制造方法，其中，在所述第1工序中，將多個(gè)掩膜分 散形成在溝槽柵形成區(qū)的表面上。
12.—種半導(dǎo)體裝置的制造方法，具有權(quán)利要求5 11中的任意一項(xiàng)所述的溝槽柵的 制造方法。
全文摘要
一種IGBT(10)，具有n+型的發(fā)射區(qū)(34)、n-型的漂移區(qū)(26)、被設(shè)置在發(fā)射區(qū)(34)和漂移區(qū)(26)之間的p型的體區(qū)(28)、在體區(qū)(28)內(nèi)從發(fā)射區(qū)(34)朝向漂移區(qū)(26)延伸的溝槽柵(40)、和與溝槽柵(40)的表面接觸的絕緣體的突出部(60)。突出部(60)的至少一部分突出至漂移區(qū)(26)內(nèi)。突出部(60)對從表面部半導(dǎo)體區(qū)供給的電子移動(dòng)至溝槽柵(40)的下方的情況進(jìn)行物理性抑制，由此，能夠抑制空穴被該電子吸引而在溝槽柵(40)的下方集中的情況。其結(jié)果為，能夠?qū)烹娙萦捎谳d流子的集中而隨時(shí)間變動(dòng)的情況進(jìn)行抑制，從而能夠提供高耐壓量的IGBT(10)。
文檔編號H01L21/336GK101897027SQ20088012010
公開日2010年11月24日 申請日期2008年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月10日
發(fā)明者杉山隆英, 添野明高, 西脇剛, 鈴木隆司, 青井佐智子 申請人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社