[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

屏蔽电极(7)延伸设置至比栅极电极层(8)的顶端部靠外侧，除了该屏蔽电极与栅极电极层的底面之间以外、还在与栅极电极层的顶端部之间形成中间绝缘膜(9)。此外，在一个方向上，从栅极电极层的顶端部到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)大于中间绝缘膜中的位于栅极电极层的底部的部分的厚度(Tb)。

关联申请的相互参照

本申请基于2019年4月23日提出的日本专利申请第2019－82275号，这里通过参照而引用其记载内容。

技术领域

本发明涉及具备具有二层构造的沟槽栅构造的半导体开关元件的半导体装置及其制造方法。

背景技术

以往，已知例如专利文献1所示那样的具备具有二层构造的沟槽栅构造的MOSFET的半导体装置。在该半导体装置中，二层构造的沟槽栅形成于在n+型基板之上形成有n-型漂移层的半导体基板的表层部。沟槽栅构造通过在栅极沟槽的底部侧隔着屏蔽绝缘膜而配置被设为源极电位的屏蔽电极、并且在沟槽内的屏蔽电极的上侧隔着栅极绝缘膜而配置栅极电极层，从而被做成二层构造。在屏蔽电极与栅极电极层之间形成有层间绝缘膜(以下称作中间绝缘膜)，由中间绝缘膜将屏蔽电极和栅极电极层绝缘。

此外，栅极沟槽构成为以一个方向为长度方向的线状，沿着栅极沟槽形成有屏蔽电极及栅极电极层。并且，为了实现与屏蔽电极的接触，在栅极沟槽的顶端部，屏蔽电极被形成至半导体基板的表面，屏蔽电极比栅极电极层延伸设置至沟槽的顶端部。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第6750508号说明书

发明内容

但是，在采用上述那样的构造的情况下，在栅极沟槽的顶端部，向屏蔽电极中的沿着栅极沟槽的深度方向的侧壁上的中间绝缘膜的附着根据制造方法及工艺偏差而变化。因此，存在如下情况：在沟槽栅构造的长度方向的顶端，与该长度方向上的内侧的位置相比，中间绝缘膜的绝缘耐压变低，不能得到目标可靠性。

此外，在如上述那样具有二层构造的沟槽栅构造的半导体装置的情况下，存在许多对绝缘膜施加偏置(bias)的构造体。在这样的构造的情况下，例如进行如下工序：将筛选(screening)用的电压对各个绝缘膜即屏蔽绝缘膜、中间绝缘膜、栅极绝缘膜等施加，将不能得到希望的绝缘耐压的结构作为不合格品排除。从这一点看，也需要抑制中间绝缘膜的绝缘耐压的降低。

本发明的目的在于，提供具备能够确保二层构造的沟槽栅构造中的中间绝缘膜的绝缘耐压的构造的半导体开关元件的半导体装置及其制造方法。

在本发明的一技术方案的半导体装置中，半导体开关元件具有：第1导电型的漂移层；第2导电型的体区域，形成在漂移层上；第1导电型的第1杂质区域，形成在体区域内的该体区域的表层部，杂质浓度比漂移层高；多个沟槽栅构造，在以一个方向为长度方向并且从第1杂质区域将体区域贯通而达到漂移层的多个沟槽内分别隔着绝缘膜依次层叠有屏蔽电极、中间绝缘膜及栅极电极层而成为二层构造；第1或第2导电型的高浓度层，隔着漂移层而形成在体区域的相反侧，杂质浓度比漂移层高；层间绝缘膜，配置在沟槽栅构造和体区域及第1杂质区域之上，形成有与体区域及第1杂质区域相连的接触孔；上部电极，经由接触孔而与第1杂质区域及体区域电连接；以及下部电极，与高浓度层电连接。

并且，屏蔽电极延伸设置至比栅极电极层的顶端部靠外侧，除了该屏蔽电极与栅极电极层的底面之间以外、还在与栅极电极层的顶端部之间形成有中间绝缘膜，在上一个方向上，从栅极电极层的顶端部到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大于中间绝缘膜中的位于栅极电极层的底部的部分的厚度。

根据这样的结构，即使中间绝缘膜的形成方式根据制造方法及工艺偏差而变化，也能够确保栅极电极层中的顶端部的中间绝缘膜的绝缘耐压。因而，能够抑制中间绝缘膜的绝缘耐压的下降，能够确保目标可靠性。