【手続補正書】
【提出日】平成16年12月8日(2004.12.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
次に、ソースコンタクトホール及びゲートコンタクトホールを埋めるように、スパッタリング法によって導電性のＡｌ−Ｓｉ膜を全面的に蒸着し、このＡｌ−Ｓｉ膜上に写真製版技術を利用してフォトレジストパターンを形成する。そして、フォトレジストパターンをマスクにしてエッチングを行うことにより、Ａｌ−Ｓｉ膜からソースアルミニウム電極及びゲートアルミニウム電極を形成する。そして、フォトレジストパターンを除去する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
次に、第１絶縁体７１０をマスクにして換言すれば第１絶縁体７１０の開口７１１を介してｐ型の不純物（例えばボロン）をイオン注入し、その後熱処理を施すことにより、エピタキシャル層６１０の主面６１Ｓ内にｐ型層（第２半導体層）６２０のｐベース層（第１部分）６２１を形成する（図９参照）。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
フォトレジストパターン９０３を除去した後、開口した層間絶縁膜８６０をマスクにしてゲートポリシリコン電極８１１及びｎ+ソース層６３０をエッチングし、これによりゲートコンタクトホール８１９及びソースコンタクトホール８２９を形成する（図２０参照）。なお、ソースコンタクトホール８２９は、ｎ+ソース層６３０を貫通し該ホール８２９内にｐベース層６２１が露出するように、形成する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
次に、ゲートコンタクトホール８１９及びソースコンタクトホール８２９を埋めるように層間絶縁膜８６０上に導電性のＡｌ−Ｓｉ膜をスパッタリング法によって全面的に蒸着し、このＡｌ−Ｓｉ膜上に写真製版技術を利用してフォトレジストパターン９０４を形成する（図２１参照）。そして、フォトレジストパターン９０４をマスクにしてエッチングを行うことにより、Ａｌ−Ｓｉ膜から、既述の配置形態のゲートアルミニウム電極８１２及びソース電極８２０を形成する（図２１参照）。なお、ゲートポリシリコン電極８１１及びゲートアルミニウム電極８１２のパターニング形状の制御によって、上述の構造を有する、すなわちゲート絶縁膜８４０のうちで主面６１Ｓ上の部分並びに第１及び第２絶縁体７１０，７２０を介して主面６１Ｓに対向し且つｐ型層６２０よりも中央領域５５１から遠い側にまで延在する、ゲート電極８１０が得られる。その後、フォトレジストパターン９０４を除去する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
ここで、電力用半導体装置５０１と、第２絶縁体７２０を用いない既述の製造方法で製造された比較用の電力用半導体装置と、について（いずれの半導体装置も３０ＶクラスのパワーＭＯＳＦＥＴ）、ドレイン−ソース間耐圧をデバイスシミュレータＭｅｄｉｃｉを用いて計算した結果を図２３及び図２４に示す。図２４に示すように比較用の半導体装置では約１９Ｖでブレイクダウンするのに対して、図２３に示すように半導体装置５０１の耐圧は約４４Ｖにまで向上することがわかる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
このとき、半導体装置５０２は第１及び第２絶縁体７１０，７２０を有しておらず、半導体装置５０２ではゲート電極８１０のトレンチ８１３外の部分と主面６１Ｓとの間に全面的に、第１絶縁体７１０よりも薄いゲート絶縁膜８４０が設けられている。このため、ゲート電極８１０のトレンチ８１３外の部分は主面６１Ｓにより近くなる。従って、半導体装置５０２によれば、ゲート電極８１０によるフィールドプレート効果がより強くなり、耐圧が更に向上する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
詳細には、ゲート電極８１０Ｂは、既述のゲートポリシリコン電極８１１（図２〜図４参照）においてトレンチ８１３外に引き出された部分を取り除いた構造を有するゲートポリシリコン電極８１１Ｂから成り、既述のゲートアルミニウム電極８１２（図２〜図４参照）を含んでいない。つまり、既述の半導体装置５０１とは異なり、半導体装置５０３のゲート電極８１０Ｂはｐ型層６２０よりも中央領域５５１から遠い側にまでは（ｐ型層６２０の配置位置を越えては）延在しておらず、換言すれば外周領域５５２内に延在しないように設けられている。なお、半導体装置５０３ではキャップ酸化膜８５０も外周領域５５２内に延在していない。また、ゲート電極８１０Ｂはトレンチ８１３外に延在していないので、層間絶縁膜８６０がゲート絶縁膜８４０のうちで主面６１Ｓ上の部分並びに第１及び第２絶縁体７１０，７２０に接している。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
実施の形態４．
さて、上述の半導体装置５０３（図３９〜図４１参照）ではゲート電極８１０Ｂが外周領域５５２内において主面６１Ｓに対向していないので、ゲート電極８１０Ｂによるフィールドプレート効果、つまりそれによる耐圧向上効果が得られない。そこで、実施の形態４ではかかる点の改善を説明する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
このとき、半導体装置５０４では、ソース電極８２０Ｂが外周領域５５２へ延在し、ゲート絶縁膜８４０のうちで主面６１Ｓ上の部分、第２絶縁体７２０、及び第１絶縁体７１０を介して主面６１Ｓに対向するように設けられており、更にｐ型層６２０よりも換言すればｐベース層６２１よりも中央領域５５１から遠い側へ延在するように（ｐ型層６２０の配置位置を越えて延在するように）設けられている。このようなソース電極８２０Ｂは、層間絶縁膜８６０上に配置したＡｌ−Ｓｉ膜のパターニング制御（既述の図３７参照）によって形成可能である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９７】
その後の工程は基本的に既述の半導体装置５０１の製造方法と同様である。具体的には、第１絶縁体７１０Ｂをマスクにして換言すれば第１絶縁体７１０Ｂの開口７１１，７１２を介してｐ型の不純物（例えばボロン）をイオン注入し、その後熱処理を施すことにより、エピタキシャル層６１０の主面６１Ｓ内にｐ型層６２０Ｃを形成する（図６４参照）。このとき、第１及び第２開口７１１，７１２に対向してｐ型層６２０Ｃの第１及び第２部分６２１，６２２がそれぞれ形成される。特に両部分６２１，６２２が繋がるように、開口７１１，７１２の位置（間隔）及び大きさ、イオン注入条件、熱処理条件等を設定する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９８】
その後、ＣＶＤ法によって、第１及び第２開口７１１，７１２を埋めるように、第２絶縁膜７２０ｘを形成する（図６５参照）。そして、第２絶縁膜７２０ｘをエッチバックすることにより、第１開口７１１内にｐベース層６２１を露出させると共に第２絶縁膜７２０ｘから第２及び第３絶縁体７２０，７３０を形成する（図６６参照）。これにより、第２開口７１２は第３絶縁体７３０によって閉じられる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０６】
実施の形態１０．
図７９に実施の形態１０に係る電力用半導体装置５１０を説明するための平面図を示し、図７９中の８０−８０線における断面図を図８０に示し、図７９中の８１−８１線における断面図を図８１に示す。半導体装置５１０は、半導体装置５０９（図５９〜図６２参照）から第１乃至第３絶縁体７１０Ｂ，７２０，７３０を取り除いた構造を有している。このため、既述の半導体装置５０２（図２５〜図２７参照）と同様に、半導体装置５１０では、ゲート絶縁膜８４０はゲートトレンチ８１３外において第１乃至第３絶縁体７１０Ｂ，７２０，７３０の配置領域にも延在している。半導体装置５１０のその他の構成は既述の半導体装置５０９と基本的に同様である。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０９】
次に、ウエットエッチング法により第１乃至第３絶縁体７１０Ｂ，７２０，７３０を除去する（図８２参照）。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１０】
その後の工程は既述の半導体装置５０９の製造方法と基本的に同様である。具体的には、酸化膜９１１を形成し、当該酸化膜９１１をゲートトレンチ８１３に対応させてパターニングする（図８３参照）。なお、半導体装置５１０の製造方法では、上述のように第１乃至第３絶縁体７１０Ｂ，７２０，７３０を除去しているので、酸化膜９１１は第１乃至第３絶縁体７１０Ｂ，７２０，７３０が配置されていた領域において主面６１Ｓに接することになる。そして、パターニングされた酸化膜９１１をマスクにしてゲートトレンチ８１３を形成する（図８４参照）。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１１】
酸化膜９１１を除去した後、ゲート絶縁膜８４０を形成する（図８５参照）。なお、半導体装置５１０の製造方法では、上述のように第１乃至第３絶縁体７１０Ｂ，７２０，７３０を除去しているので、ゲート絶縁膜８４０は第１乃至第３絶縁体７１０Ｂ，７２０，７３０が配置されていた領域にも延在することになる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１４】
このとき、半導体装置５１０は第１乃至第３絶縁体７１０Ｂ，７２０，７３０を有していないので、半導体装置５０２（図２５〜図２７参照）と同様に、ゲート電極８１０によるフィールドプレート効果が半導体装置５０９（図５９〜図６２参照）よりも強くなり、耐圧が更に向上する。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２５】
電力用半導体装置５１４によれば、半導体装置５１３と同様の効果が得られる。特に、ｐ型層６２０Ｄの複数の第２部分６２２によって、上述の半導体装置５１３に比べて更に耐圧が向上する。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２７】
半導体装置５１５は、半導体装置５０９（図５９〜図６２参照）においてｐ型層６２０Ｃの線状の第２部分６２２を２個設けた場合にあたり、半導体装置５１５のその他の構成は既述の半導体装置５０９と基本的に同様である。上記２個の第２部分６２２は互いに繋がっており、第１部分６２１のすぐ横の第２部分６２２は第１部分６２１に繋がっている（従って互いに繋がった第２部分６２２が第１部分６２１に繋がっている）。なお、第１絶縁体７１０Ｂには各第２部分６２２に対向するように開口７１２（図１０５及び図６２参照）が設けられており、各開口７１２内に第３絶縁体７３０が配置されている。ｐ型層６２０Ｃの複数の第２部分６２２は半導体装置５０９の製造方法において開口７１２の位置（間隔）及び大きさ、イオン注入条件、熱処理条件等の制御によって上述のように配置可能である。なお、このような第２部分６２２を３個以上設けても良いことは言うまでもない。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３４】
詳細には、ｐ型層６２０Ｆは、既述のｐ型層６２０Ｅ（図１０８〜図１１０参照）において第１部分６２１と各点状の第２部分６２２とを互いに離した場合にあたる。但し、第１部分６２１付近の空乏層６２１ｄと第１部分６２１に隣接する第２部分６２２付近の空乏層６２２ｄとが半導体装置５１７の動作時において繋がるように、又、隣接する第２部分６２２付近の空乏層６２２ｄが半導体装置５１７の動作時において互いに繋がるように、第１及び第２部分６２１，６２２が配置されている（図１１２及び図１１３参照）。そして、ｐ型層６２０Ｆの各第２部分６２２に対向するように第１絶縁体７１０Ｃの点状の開口７１２が設けられており、各開口７１２内に第３絶縁体７３０が配置されている。なお、一部の第２部分６２２が互いに繋がるようにｐ型層６２０Ｆを形成しても良い。ｐ型層６２０Ｆの複数の第２部分６２２は、半導体装置５１６の製造方法において点状の開口７１２の位置（間隔）及び大きさ、イオン注入条件、熱処理条件等の制御によって上述のように配置可能である。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４３】
電力用半導体装置５２０は半導体装置５１０（図７９〜図８１参照）と半導体装置５１３（図９９〜図１０１参照）とを組み合わせた構成を有している。具体的には、半導体装置５２０は、既述の半導体装置５１０（図７９〜図８１参照）においてｐ型層６２０Ｃを既述のｐ型層６２０Ｄに変えた構造を有しており、半導体装置５２０のその他の構成は既述の半導体装置５１０と基本的に同様である。換言すれば、半導体装置５２０は、既述の半導体装置５１３（図９９〜図１０１参照）において第１乃至第３絶縁体７１０Ｂ，７２０，７３０を取り除いた構造を有しており、半導体装置５２０のその他の構成は既述の半導体装置５１３と基本的に同様である。なお、半導体装置５２０は例えば半導体装置５１０，５１３の製造方法を組み合わせて製造可能である。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４６】
電力用半導体装置５２１は半導体装置５１０（図７９〜図８１参照）と半導体装置５１４（図１０２〜図１０４参照）とを組み合わせた構成を有している。具体的には、半導体装置５２１は、既述の半導体装置５１０（図７９〜図８１参照）において半導体装置５１４（図１０２〜図１０４参照）のようにｐ型層６２０Ｄの第２部分６２２を複数設けた構成を有しており、半導体装置５２１のその他の構成は既述の半導体装置５１０と基本的に同様である。換言すれば、半導体装置５２１は、既述の半導体装置５１４（図１０２〜図１０４参照）において第１乃至第３絶縁体７１０Ｂ，７２０，７３０を取り除いた構造を有しており、半導体装置５２１のその他の構成は既述の半導体装置５１４と基本的に同様である。なお、半導体装置５２１は例えば半導体装置５１０，５１４の製造方法を組み合わせて製造可能である。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４９】
電力用半導体装置５２２は半導体装置５１０（図７９〜図８１参照）と半導体装置５１５（図１０５〜図１０７参照）とを組み合わせた構成を有している。具体的には、半導体装置５２２は、半導体装置５１０（図７９〜図８１参照）において半導体装置５１５（図１０５〜図１０７参照）のようにｐ型層６２０Ｃの第２部分６２２を複数設けた構造を有しており、半導体装置５２２のその他の構成は半導体装置５１０と基本的に同様である。換言すれば、半導体装置５２２は、既述の半導体装置５１５（図１０５〜図１０７参照）において第１乃至第３絶縁体７１０Ｂ，７２０，７３０を取り除いた構造を有しており、半導体装置５２２のその他の構成は既述の半導体装置５１５と基本的に同様である。なお、半導体装置５２２は例えば半導体装置５１０，５１５の製造方法を組み合わせて製造可能である。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５２】
電力用半導体装置５２３は半導体装置５１０（図７９〜図８１参照）と半導体装置５１６（図１０８〜図１１０参照）とを組み合わせた構成を有している。具体的には、半導体装置５２３は、半導体装置５１０（図７９〜図８１参照）においてｐ型層６２０Ｃを半導体装置５１６（図１０８〜図１１０参照）のｐ型層６２０Ｅに変えた構造を有しており、半導体装置５２３のその他の構成は既述の半導体装置５１０と基本的に同様である。換言すれば、半導体装置５２３は、既述の半導体装置５１６（図１０８〜図１１０参照）において第１乃至第３絶縁体７１０Ｃ，７２０，７３０を取り除いた構造を有しており、半導体装置５２３のその他の構成は既述の半導体装置５１６と基本的に同様である。なお、半導体装置５２３は例えば半導体装置５１０，５１６の製造方法を組み合わせて製造可能である。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５５】
電力用半導体装置５２４は半導体装置５１０（図７９〜図８１参照）と半導体装置５１７（図１１１〜図１１３参照）とを組み合わせた構成を有している。具体的には、半導体装置５２４は、半導体装置５１０（図７９〜図８１参照）においてｐ型層６２０Ｃを半導体装置５１７（図１１１〜図１１３参照）のｐ型層６２０Ｆに変えた構造を有しており、半導体装置５２４のその他の構成は半導体装置５１０と基本的に同様である。換言すれば、半導体装置５２４は、半導体装置５１７（図１１１〜図１１３参照）において第１乃至第３絶縁体７１０Ｃ，７２０，７３０を取り除いた構造を有しており、半導体装置５２４のその他の構成は半導体装置５１７と基本的に同様である。なお、半導体装置５２４は例えば半導体装置５１０，５１７の製造方法を組み合わせて製造可能である。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４８】  実施の形態５に係る電力用半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４９】  実施の形態５に係る電力用半導体装置の他の製造方法を説明するための断面図である。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６６】
2004207476.tif 000001