[发明专利]半导体装置及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体装置，具备半导体开关元件，该半导体开关元件具有二层构造的沟槽栅构造，其特征在于，

上述半导体开关元件具有：

第1导电型的漂移层(2)；

第2导电型的体区域(3)，形成在上述漂移层上；

第1导电型的第1杂质区域(4)，形成在上述体区域内的该体区域的表层部，杂质浓度比上述漂移层高；

多个沟槽栅构造，在以一个方向为长度方向并且从上述第1杂质区域将上述体区域贯通而达到上述漂移层的多个沟槽(5)内分别隔着绝缘膜(6)依次层叠有屏蔽电极(7)、中间绝缘膜(9)及栅极电极层(8)而成为二层构造；

第1或第2导电型的高浓度层(1)，隔着上述漂移层而形成在上述体区域的相反侧，杂质浓度比上述漂移层高；

层间绝缘膜(11)，配置在上述沟槽栅构造和上述体区域及上述第1杂质区域之上，形成有与上述体区域及上述第1杂质区域相连的接触孔(11a)；

上部电极(10)，经由上述接触孔而与上述第1杂质区域及上述体区域电连接；以及

下部电极(15)，与上述高浓度层电连接；

上述屏蔽电极延伸设置至比上述栅极电极层的顶端部靠外侧，除了该屏蔽电极与上述栅极电极层的底面之间以外、还在与上述栅极电极层的顶端部之间形成有上述中间绝缘膜；

在上述一个方向上，从上述栅极电极层的顶端部到上述屏蔽电极之间发挥绝缘功能的部分的距离即有效绝缘距离(Li)大于上述中间绝缘膜中的位于上述栅极电极层的底部的部分的厚度(Tb)。

2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，

在上述一个方向上，在上述栅极电极层的顶端部与上述屏蔽电极之间，仅配置有上述中间绝缘膜及被填埋在该中间绝缘膜与上述栅极电极层的顶端部之间的填埋绝缘膜(11d)；

上述有效绝缘距离成为将上述中间绝缘膜中的位于上述栅极电极层的顶端部的部分的厚度(Ta)与上述填埋绝缘膜的宽度(W)相加所得到的值。

3.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，

在上述一个方向上，在上述栅极电极层的顶端部与上述屏蔽电极之间，除了上述中间绝缘膜及被填埋在该中间绝缘膜与上述栅极电极层的顶端部之间的填埋绝缘膜(11d)以外，还具备由上述栅极电极层的一部分构成且从上述栅极电极层离开了的残渣部(8a)；

上述有效绝缘距离成为将上述中间绝缘膜中的位于上述栅极电极层的顶端部的部分的厚度(Ta)与上述填埋绝缘膜的宽度(W)相加所得到的值。

4.一种半导体装置的制造方法，是具备具有沟槽栅构造的半导体开关元件的半导体装置的制造方法，其特征在于，

包括以下工序：

准备具有第1导电型或第2导电型的高浓度层(1)和第1导电型的漂移层(2)的基板(1、2)，上述漂移层(2)形成在上述高浓度层的一面侧且杂质浓度比该高浓度层低；

对于上述漂移层，形成了以一个方向为长度方向的多个沟槽(5)后，在该多个沟槽内分别隔着绝缘膜(6)依次层叠屏蔽电极(7)和中间绝缘膜(9)及栅极电极层(8)，形成二层构造的多个沟槽栅构造；

在上述多个沟槽之间的位置上的上述漂移层上，形成第2导电型的体区域(3)；

在上述体区域内的该体区域的一部分的表面部，形成杂质浓度比上述漂移层高的第1导电型的第1杂质区域(4)；

在上述沟槽栅构造、上述体区域及上述第1杂质区域之上形成层间绝缘膜(11)；

对于上述层间绝缘膜形成与上述体区域及上述第1杂质区域相连的接触孔(11a)；

形成经由上述接触孔而与上述第1杂质区域及上述体区域电连接的上部电极(10)；以及

形成与上述高浓度层电连接的下部电极(15)；

在形成上述沟槽栅构造的工序中，进行以下工序：

隔着上述绝缘膜，在上述多个沟槽的底面以及上述一个方向上的该多个沟槽的顶端部形成上述屏蔽电极；

在上述屏蔽电极之上形成上述中间绝缘膜；

在上述中间绝缘膜之上形成上述栅极电极层之后，在上述一个方向上的顶端部将上述栅极电极层局部地除去；以及

将上述多个沟槽内的被局部地除去了上述栅极电极层的部分用填埋绝缘膜(11d)进行填埋。

5.如权利要求4所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

用上述填埋绝缘膜进行填埋的工序是以下工序：

在形成上述层间绝缘膜时，在上述多个沟槽内的被局部地除去了上述栅极电极层的部分，将上述层间绝缘膜的一部分作为上述填埋绝缘膜进行填埋。