[发明专利]沟槽栅MOS型半导体装置及其制造方法

权利要求书

1.一种沟槽栅MOS型半导体装置，其特征在于，具有：

第二导电型浮置区，被配置在成为漂移层的第一导电型半导体基板的一个主面的表层，

多个沟槽，从所述第一导电型半导体基板的表面达到预定的深度，

第二导电型基区，形成于被夹在配置为平行图案的所述沟槽之间的所述第一导电型半导体基板的表层，通过所述沟槽而与所述第二导电型浮置区分离，

第一导电型发射区，形成在所述第二导电型基区的表层，沿着所述沟槽与所述沟槽接触，以及

发射电极，与所述第二导电型基区和所述第一导电型发射区接触，并且隔着层间绝缘膜而覆盖所述第二导电型浮置区；

在所述沟槽的内部具有导电性多晶硅第一电极和导电性多晶硅第二电极，该导电性多晶硅第一电极和导电性多晶硅第二电极夹着被绝缘膜包围的空洞并沿着所述沟槽的两个侧壁彼此分离而形成，

所述空洞的整体被夹在所述导电性多晶硅第一电极与所述导电性多晶硅第二电极之间，

所述导电性多晶硅第一电极和所述导电性多晶硅第二电极分别连接到不同的电极。

2.根据权利要求1所述的沟槽栅MOS型半导体装置，其特征在于，所述导电性多晶硅第一电极和所述导电性多晶硅第二电极隔着栅绝缘膜而沿着所述沟槽的两个侧壁彼此分离形成，

所述空洞的最大宽度为所述导电性多晶硅第一电极与所述栅绝缘膜的边界至所述导电性多晶硅第二电极与所述栅绝缘膜的边界之间的距离的1/4以上。

3.根据权利要求1所述的沟槽栅MOS型半导体装置，其特征在于，所述层间绝缘膜是硼磷硅玻璃膜或磷硅玻璃膜，所述绝缘膜是高温氧化物膜或原硅酸四乙酯氧化膜。

4.根据权利要求1所述的沟槽栅MOS型半导体装置，其特征在于，所述导电性多晶硅第一电极连接到栅电极，所述导电性多晶硅第二电极连接到所述发射电极。

5.根据权利要求1所述的沟槽栅MOS型半导体装置，其特征在于，在所述第一导电型半导体基板的另一个主面，隔着配置在表层的p型集极层而具有集电极。

6.根据权利要求1所述的沟槽栅MOS型半导体装置，其特征在于，所述沟槽栅MOS型半导体装置是IGBT。

7.一种沟槽栅MOS型半导体装置的制造方法，其特征在于，所述沟槽栅MOS型半导体装置具有：第二导电型浮置区，被配置在成为漂移层的第一导电型半导体基板的一个主面的表层；多个沟槽，从所述第一导电型半导体基板的表面达到预定的深度；第二导电型基区，形成于被夹在配置为平行图案的所述沟槽之间的所述第一导电型半导体基板的表层，通过所述沟槽而与所述第二导电型浮置区分离；第一导电型发射区，形成在所述第二导电型基区的表层，沿着所述沟槽与所述沟槽接触；以及发射电极，与所述第二导电型基区和所述第一导电型发射区接触，并且隔着层间绝缘膜而覆盖所述第二导电型浮置区；

所述沟槽栅MOS型半导体装置的制造方法包括：

第一工序，从所述第一导电型半导体基板的表面形成预定深度的所述沟槽，

第二工序，所述沟槽内形成沿着所述沟槽的一个侧壁的导电性多晶硅第一电极和沿着另一个侧壁的导电性多晶硅第二电极，以及

第三工序，在所述导电性多晶硅第一电极与所述导电性多晶硅第二电极之间，使用包括硅烷气体的反应气体通过高温或低温CVD法以在内部包括空洞的方式形成绝缘膜，

在所述第三工序中，以使所述空洞的整体被夹在所述导电性多晶硅第一电极与所述导电性多晶硅第二电极之间的方式，形成所述绝缘膜。

8.根据权利要求7所述的沟槽栅MOS型半导体装置的制造方法，其特征在于，在所述第二工序中，以隔着栅绝缘膜的方式在所述沟槽内形成沿着所述沟槽的一个侧壁的导电性多晶硅第一电极和沿着另一个侧壁的导电性多晶硅第二电极，

所述空洞的最大宽度为所述导电性多晶硅第一电极与所述栅绝缘膜的边界至所述导电性多晶硅第二电极与所述栅绝缘膜的边界之间的距离的1/4以上。