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公開番号2025064051
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-17
出願番号2023173468
出願日2023-10-05
発明の名称半導体装置
出願人三菱電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H10D 84/40 20250101AFI20250410BHJP()
要約【課題】半導体装置のコンタクトにボイドが形成されるのを抑制する。
【解決手段】半導体装置(100)は、複数のトレンチ(8)が形成された半導体基板と、半導体基板上に形成された層間絶縁膜(4)と、層間絶縁膜(4)に形成されたコンタクトホール(50)と、コンタクトホール(50)を通して半導体基板のトレンチ(8)間の部分である半導体メサ部(51)に接続する電極(6)とを備える。コンタクトホール(50)の側壁は少なくとも1段の段差を有する階段状である。コンタクトホール(50)の底部は半導体メサ部(51)上に位置し、コンタクトホール(50)の上端部は、半導体メサ部(51)の外側に位置する。
【選択図】図24
特許請求の範囲【請求項１】
複数のトレンチが形成された半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールと、
前記層間絶縁膜上に形成され、前記コンタクトホールを通して前記半導体基板の前記トレンチ間の部分である半導体メサ部に接続する電極と、
を備え、
前記コンタクトホールの側壁は少なくとも１段の段差を有する階段状であり、
前記コンタクトホールの底部は前記半導体メサ部上に位置し、前記コンタクトホールの上端部は、前記半導体メサ部の外側に位置する、
半導体装置。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
前記コンタクトホールの前記底部は、前記半導体メサ部内に入り込んでいる、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記半導体メサ部には、前記コンタクトホールの前記底部に接するように、局所的に不純物濃度の高い高濃度層が形成されている、
請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記高濃度層は、前記コンタクトホールを囲うように形成されている、
請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記コンタクトホールの前記底部から前記側壁の最も低い前記段差まで高さは、前記コンタクトホールの前記底部の幅の６倍以下である、
請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記電極は、ＡｌもしくはＡｌよりも電気抵抗の低い金属を含む、
請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の半導体装置。
【請求項７】
前記電極は、下面にバリアメタルを有する、
請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の半導体装置。
【請求項８】
前記電極は、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏのいずれかを含む下層導電膜を有する多層構造である、
請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の半導体装置。
【請求項９】
前記下層導電膜は、前記コンタクトホールに埋め込まれたプラグ形状である
請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記層間絶縁膜は、２種類以上の導電膜を積層した多層構造である、
請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の半導体装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体装置に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば下記の特許文献１には、半導体装置の寸法をシュリンクする方法として、セルフアラインでコンタクトホールを形成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００７－２０７７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体装置の微細化が進むと、コンタクトホールの寸法が小さくなり、コンタクトホール内のコンタクトプラグ（以下、単に「コンタクト」という）にボイドが形成されることが懸念される。特許文献１においては、微細化が進んだ半導体装置にコンタクトホールを形成することは考慮されておらず、コンタクトにボイドが形成されることを十分に抑制できない。
【０００５】
本開示は上記のような課題を解決するためになされたものであり、半導体装置のコンタクトにボイドが形成されるのを抑制できる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る半導体装置は、複数のトレンチが形成された半導体基板と、前記半導体基板上に形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールと、前記層間絶縁膜上に形成され、前記コンタクトホールを通して前記半導体基板の前記トレンチ間の部分である半導体メサ部に接続する電極と、を備え、前記コンタクトホールの側壁は少なくとも１段の段差を有する階段状であり、前記コンタクトホールの底部は前記半導体メサ部上に位置し、前記コンタクトホールの上端部は、前記半導体メサ部の外側に位置する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、半導体装置のコンタクトにボイドが形成されるのを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態１に係る半導体装置のチップの平面図である。
実施の形態１に係る半導体装置のチップの平面図である。
実施の形態１に係る半導体装置のＩＧＢＴ領域の平面図である。
実施の形態１に係る半導体装置のＩＧＢＴ領域の断面図である。
実施の形態１に係る半導体装置のＩＧＢＴ領域の断面図である。
実施の形態１に係る半導体装置のダイオード領域の平面図である。
実施の形態１に係る半導体装置のダイオード領域の断面図である。
実施の形態１に係る半導体装置のダイオード領域の断面図である。
実施の形態１に係る半導体装置のＩＧＢＴ領域とダイオード領域との境界の断面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の終端領域の断面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の終端領域の断面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。
実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。
実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。
実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。
実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。
実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。
実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。
実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。
実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。
実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。
実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。
実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。
実施の形態１に係る半導体装置のコンタクトの構成を示す図である。
コンタクトホールの形成工程を示す工程図である。
コンタクトホールの形成工程を示す工程図である。
コンタクトホールの形成工程を示す工程図である。
コンタクトホールの形成工程を示す工程図である。
コンタクトホールの段差上に残存する額縁状の絶縁膜の形状の例を示す図である。
コンタクトホールの段差上に残存する額縁状の絶縁膜の形状の例を示す図である。
コンタクトホールの段差上に残存する額縁状の絶縁膜の形状の例を示す図である。
実施の形態１に係る半導体装置のコンタクトの変形例を示す図である。
実施の形態２に係る半導体装置のコンタクトの構成を示す図である。
実施の形態２に係る半導体装置のコンタクトの変形例を示す図である。
実施の形態２に係る半導体装置のコンタクトの変形例を示す図である。
実施の形態２に係る半導体装置のコンタクトの変形例を示す図である。
半導体装置のコンタクトの配置例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の説明において、ｎおよびｐは半導体の導電型を示し、本開示においては、第１導電型をｎ型、第２導電型をｐ型として説明するが、第１導電型をｐ型、第２導電型をｎ型としてもよい。また、ｎ
－
は不純物濃度がｎよりも低濃度であることを示し、ｎ
＋
は不純物濃度がｎよりも高濃度であることを示す。同様に、ｐ
－
は不純物濃度がｐよりも低濃度であることを示し、ｐ
＋
は不純物濃度がｐよりも高濃度であることを示す。
【００１０】
また、各領域の不純物濃度の高さはピーク濃度によって規定されるものとする。すなわち、不純物濃度が高い（または低い）領域とは、不純物のピーク濃度が高い（または低い）領域を意味する。
（【００１１】以降は省略されています）

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