[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

提供了一种制造半导体器件的方法，其包括形成层间绝缘。层间绝缘膜包括第一绝缘层和第二绝缘层。所述第一绝缘层覆盖每个栅极电极的上表面。所述第二绝缘层位于所述第一绝缘层上。在所述层间绝缘膜中沟槽之间的位置处设置有接触孔。然后，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。

技术领域

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

发明内容

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。