(57)【要約】      （修正有）【課題】効率的に形成されかつボイドが僅かであるかまたは実質的に存在しないＦＣＣ構造を提供する。【解決手段】基板内で上表面からある深さまで垂直に伸長し、かつ第１の側壁、第１の底部、及びトレンチの当該第１の底部近傍の当該第１の側壁に形成されているパターン２１５を有する第１のトレンチ２１０を基板内に形成するステップと、第１のトレンチの第１の側壁及び第１の底部上に酸化層２３５を形成するステップと、を含むＬＦＣＣデバイスの製造方法であって、酸化層は、第１のトレンチ内に配されかつ酸化層によって第１のトレンチから分離されている第２のトレンチをもたらす。第２のトレンチは、パターンを呈さず実質的に垂直な第２の側壁及び実質的に平坦な第２の底部を有する。当該パターンは、第１のトレンチの底部と第１の側壁との間の酸化レートの差を補償する。当該ＬＦＣＣ構造は、当該パターンを有する第１のトレンチを含む。【選択図】図２Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板内部で上表面からある深さまで垂直に伸長し、かつ第１の側壁、第１の底部、及び前記トレンチの前記第１の底部近傍の前記第１の側壁に形成されているパターンを有する第１のトレンチを前記基板内に形成するステップと、
前記第１のトレンチの前記第１の側壁及び前記第１の底部上に酸化層を形成するステップと、を含み、
前記酸化層は前記第１のトレンチ内に配されかつ前記第１のトレンチから前記酸化層によって分離されている第２のトレンチをもたらし、前記第２のトレンチは、前記パターンを呈さない実質的に垂直な第２の側壁及び実質的に平坦な第２の底部を有し、前記パターンは、前記第１のトレンチの前記底部と前記第１の側壁との間の酸化レートの差を補償することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記パターンを形成するステップは、ノッチ形状を形成するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基板はシリコンであり、前記第１のトレンチを形成するステップが、
前記第１のトレンチの第１の底部の表面に沿って＜１１１＞シリコン結晶面を形成するステップと、
前記第１のトレンチの前記第１の側壁の表面に沿って＜１１０＞シリコン結晶面を形成するステップと、
前記＜１１１＞シリコン結晶面と前記＜１１０＞シリコン結晶面との間の酸化レートの差を補償する前記パターンの表面に沿って少なくとも１つのシリコン結晶面を形成するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記パターンを有する第１のトレンチを形成するステップが、
パッシバントガスに対する反応ガスの第１の比を有する第１の混合ガスを用いて第１の期間において前記基板をエッチングするステップと、
パッシバントガスに対する反応ガスの前記第１の比をパッシバントガスに対する反応ガスの第２の比に変更するステップと、
パッシバントガスに対する反応ガスの前記第２の比を有する第２の混合ガスを用いて第２の期間において前記基板をエッチングするステップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記反応ガスがＳＦ６でありかつ前記パッシバントガスがＯ２であり、
パッシバントガスに対する反応ガスの前記第２の比が（１．１：１）であり、
前記第２の期間が１５秒から２５秒であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
パッシバントガスに対する反応ガスの比を減少させて、パッシバントガスに対する反応ガスの第２の比をパッシバントガスに対する反応ガスの第１の比未満にするステップをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記混合ガスの流量を変化させて、前記第２の混合ガスの流量を前記第１の混合ガスの流量と異なる流量にするステップをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記混合ガスの流量を減少させて、前記第２の混合ガスの流量を前記第１の混合ガスの流量未満にするステップをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記混合ガスの圧力を変更して、前記第２の混合ガスの圧力を前記第１の混合ガスの圧力と異なる圧力にするステップをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
前記ガスの圧力を上昇させて、前記第２の混合ガスの圧力を前記第１の混合ガスの圧力よりも高くすることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項１１】
中性ガスの流量を変更するステップをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項１２】
前記パターンを有する前記第１のトレンチを形成するステップが、エッチャント処理時間をパッシバント処理時間に変更し、エッチャントガス組成をパッシバントガス組成に変更する処理を用いて前記基板をエッチングするステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記パターンを有する前記第１のトレンチを形成するステップが、時間分割多重（ＴＤＭ）エッチング処理を用いて、前記基板をエッチングするステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記パターンを有する前記第１のトレンチを形成するステップが、エッチングストップ層及びエッチングステップの組み合わせを用いて前記基板をエッチングするステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記パターンを有する前記第１のトレンチを形成するステップが、様々なクランプ圧力及び基板温度を用いて前記基板をエッチングして、前記シリコン内に所望の形状を提供するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
半導体デバイスを製造する方法であって、
パッシバントガスに対する反応ガスの第１の比、第１の流量、及び第１の圧力を有する第１の混合ガスを用いて第１の期間において前記シリコン基板をエッチングして、
パッシバントガスに対する反応ガスの前記第１の比未満であるパッシバントガスに対する反応ガスの第２の比、第１の流量未満である第２の流量、及び第１の圧力よりも高い第２の圧力を有する第２の混合ガスを形成し、
前記第２の混合ガスを用いて第２の期間において前記シリコン基板をエッチングすることで、
シリコン基板内部で上表面からある深さまで垂直に伸長し、かつ第１の側壁、第１の底部、及び前記トレンチの前記第１の底部近傍の前記第１の側壁に形成されているパターンを有する第１のトレンチを前記基板内に形成するステップと、
前記第１のトレンチの前記第１のトレンチ及び第１の底部上に酸化層を形成するステップと、を含み、
前記酸化層は、前記第１のトレンチ内に配されて前記第１のトレンチから前記酸化層によって分離されている第２のトレンチをもたらし、前記第２のトレンチは、前記パターンを呈さない実質的に垂直な第２の側壁及び実質的に平坦な第２の底部を有し、
前記方法は、さらに、前記第２のトレンチを導体で充填して横方向浮遊容量結合デバイスを形成するステップを含み、前記パターンが前記第１のトレンチの前記底部と前記第１の側壁との間の酸化レートの差を補償することを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記パターンを形成するステップが、ノッチ形状を形成するステップを含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記基板がシリコンであり、前記第１のトレンチを形成するステップが、
前記第１のトレンチの前記第１の底部の表面に沿って＜１１１＞シリコン結晶面を形成するステップと、
前記第１のトレンチの前記第１の側壁の表面に沿って＜１１０＞シリコン結晶面を形成するステップと、
前記＜１１１＞シリコン結晶面と前記＜１１０＞シリコン結晶面との間の酸化レートの差を補償する前記パターンの表面に沿って少なくとも１つのシリコン結晶面を形成するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
半導体デバイスであって、
ソース領域と、
ドレイン領域と、
ゲート領域と、
前記ソース領域と前記ドレイン領域との間に配されて前記ソースと前記ドレインとの間の導電経路を提供するドリフト領域と、
前記ソース領域と前記ドレイン領域との間の前記ドリフト領域内に配されているトレンチ領域内に形成されている浮遊容量結合と、を含み、
前記トレンチの各々が、
シリコン基板内で上表面からある深さまで垂直に伸長し、かつ第１の側壁、第１の底部、及び前記トレンチの前記第１の底部の近傍の前記第１の側壁上に形成されるパターンを有する第１のトレンチと、
前記第１のトレンチの前記第１の側壁及び第１の底部上に設けられている酸化層と、を有し、前記酸化層は、前記第１のトレンチ内に配されており前記酸化層によって前記第１のトレンチから分離されている第２のトレンチをもたらし、前記第２のトレンチは前記パターンを持たない実質的に垂直な第２の側壁及び実質的に平坦な第２の底部を有し、
前記トレンチの各々がさらに、
前記第２のトレンチ内に配されて前記浮遊容量結合を形成する導電性材料を含み、前記パターンが前記第１のトレンチの前記底部と前記第１の側部との間の酸化レートの差を補償することを特徴とする半導体デバイス。
【請求項２０】
前記第１のトレンチが、
前記第１のトレンチの前記第１の底部の表面に沿った＜１１１＞シリコン結晶面と、
前記第１のトレンチの前記第１の側部の表面に沿った＜１１０＞シリコン結晶面と、
前記＜１１１＞シリコン結晶面と前記＜１１０＞シリコン結晶面との間の酸化レートの差を補償する前記パターンの表面に沿った少なくとも１つのシリコン結晶面と、
を含むことを特徴とする請求項１９に記載の半導体デバイス。
【請求項２１】
前記パターンがノッチ形状を含むことを特徴とする請求項１９に記載の半導体デバイス。
【請求項２２】
ソース、ドレイン、ゲート、及びトレンチ構造を含む半導体デバイスであって、少なくとも１つのトレンチ構造が、
シリコン基板内で上表面からある深さまで垂直に伸長し、かつ第１の側壁、第１の底部、及び前記トレンチの前記第１の底部の近傍の前記第１の側壁上に形成されるパターンを有する第１のトレンチと、
前記第１のトレンチの前記第１の側壁及び第１の底部上に設けられている酸化層と、を有し、前記酸化層は前記第１のトレンチ内に配されており前記酸化層によって前記第１のトレンチから分離されている第２のトレンチをもたらし、前記第２のトレンチは前記パターンを持たない実質的に垂直な第２の側壁及び実質的に平坦な第２の底部を有し、前記パターンが前記第１のトレンチの前記底部と前記第１の側部との間の酸化レートの差を補償することを特徴とする半導体デバイス。
【請求項２３】
前記第２のトレンチ内に配されて浮遊容量結合を形成する導電性材料をさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の半導体デバイス。
【請求項２４】
前記第１のトレンチの前記第１の底部の表面に沿った＜１１１＞シリコン結晶面と、
前記第１のトレンチの前記第１の側部の表面に沿った＜１１０＞シリコン結晶面と、
前記＜１１１＞シリコン結晶面と前記＜１１０＞シリコン結晶面との間の酸化レートの差を補償する前記パターンの表面に沿った少なくとも１つのシリコン結晶面と、
を含むことを特徴とする請求項２２に記載の半導体デバイス。
【請求項２５】
前記パターンがノッチ形状を含むことを特徴とする請求項２２に記載の半導体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、米国仮特許出願第６１／３０２，０５７号（出願日２０１０年２月５日）の利益を主張し、当該仮特許出願は参照することによって全体として本願に包含されている。
【背景技術】
【０００２】
高電圧デバイスを含む半導体デバイスにおいては、主にドリフト領域の抵抗によって決まる低いオン抵抗を得ることが望ましい。一般的に、トランジスタのドリフト領域の抵抗は、ドリフト領域のドーピングレベルを増大させることによって低減される。しかし、ドリフト領域のドーピングレベルを増大させることは、ブレークダウン電圧を低下させる望ましくない効果を有する。従って、ドリフト領域のドーピングレベルは、十分に高いブレークダウン電圧を維持しながら最大のオン抵抗を得るように最適化される。ブレークダウン電圧の要求が増加すると、オン抵抗及びブレークダウン電圧を調整するためにドリフト領域ドーピング濃度を用いることが更に難しくなる。
【０００３】
ブレークダウン電圧がドリフト領域のドーピング濃度に影響を受けるのに加えて、ブレークダウン電圧は、デバイス内部及び外部の電界分布にも影響を受ける。結果として、本技術分野においては、電界形成方法によって電界分布を制御して、トランジスタデバイスのオン抵抗及びブレークダウン電圧を制御する努力がなされている。例えば、横方向浮遊容量結合（ＦＣＣ）構造が使用されてトランジスタのドリフト領域内の電界が制御され、オン抵抗が向上させられてきた。このＦＣＣ構造は、トランジスタのドリフト領域内に形成される絶縁されたトレンチを含み、当該トレンチは隔離された電極を含み、かつ電流の方向に平行である。このＦＣＣ構造は、トランジスタの特性を向上させる。例えば、ＦＣＣ領域によってもたらされるドリフト領域電界形成は、高いブレークダウン電圧及び低いオン抵抗を同時に望ましく提供する。しかし、浮遊容量結合を形成及び使用してブレークダウン電圧及びオン抵抗を制御することに関する問題があり、この問題は、トレンチを充填するために高ドーピングされたポリシリコンを使用し、処理をさらに高価にしかつ歩留まりを低下させる追加のポリシリコン堆積ステップを必要とする形成方法に依存することを含む。さらに、高ドーピングされたポリシリコンを用いてトレンチを充填することによって形成されるＦＣＣ構造は、ボイドを有するＦＣＣ構造をもたらし得る。これらのボイドは、ＦＣＣデバイスに悪影響をもたらし得る。
【０００４】
従って、さらに効率的に形成されかつボイドが僅かであるかまたは実質的に存在しないＦＣＣ構造が必要とされている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施例は、安定した横方向浮遊結合ＬＦＣＣ）デバイスを形成する、より簡単かつより信頼性のある形成方法を可能にし、この方法は、現在の形成処理と組み合わせられる。本発明の実施例は、高いブレークダウン電圧を維持しつつオン抵抗を低下させるＬＦＣＣ電界効果トランジスタも提供する。さらに、本発明の実施例は、ＬＦＣＣ電界効果トランジスタを形成する方法を提供する。
【０００６】
１つの実施例によれば、方法は、シリコン基板内にあって基板内を上表面からある深さまで垂直に伸長する第１のトレンチを形成するステップを含み、当該第１のトレンチは第１の側壁、第１の底部、及び当該トレンチの第１の底部近傍の第１の側壁に形成されるパターンを有し、当該方法は、当該第１のトレンチの第１の側壁及び第１の底部上に酸化層を形成するステップを含み、酸化層は、第１のトレンチ内に配されておりかつ当該酸化層によって第１のトレンチから分離されている第２のトレンチをもたらす。第２のトレンチは、パターンを持たず実質的に垂直な第２の側壁、及び実質的に平坦な第２の底部を有する。このパターンは、第１のトレンチの底部と第１の側壁との間の酸化レートの相違を補償する。
【０００７】
他の実施例において、パターンを形成するステップはノッチ形状を形成するステップを含む。
【０００８】
さらに他の実施例において、基板はシリコンであり、第１のトレンチを形成するステップは、第１のトレンチの第１の底部に沿って＜１１１＞シリコン結晶面を形成し、第１のトレンチの第１の側壁に沿って＜１１０＞シリコン結晶面を形成し、パターンに沿って＜１１１＞シリコン結晶面と＜１１０＞シリコン結晶面との間の酸化レートの差異を補償するシリコン結晶面を形成する。
【０００９】
さらに他の実施例において、方法は、パッシバント（passivant）ガスに対する反応ガスの第１の比率を有する第１の混合ガスを用いて第１の期間に基板をエッチングし、第１の側壁を形成するステップをさらに含む。パッシバントガスに対する反応ガスの第１の比率は、その後、パッシバントガスに対する反応ガスの第２の比率に変更される。基板は、その後、パッシバントガスに対する反応ガスの第２の比率を有する第２の混合ガスを用いて第２の期間にエッチングされ、パターンが形成される。反応ガスはＳＦ６であり得、パッシバントガスはＯ２であり得、パッシバントガスに対する反応ガスの第２の比率は、（１．１：１）であり得、第２の期間は１５秒から２５秒の間であり得る。１つの実施例において、第２の期間は２０秒である。
【００１０】
さらに他の実施例において、方法は、パッシバントガスに対する反応ガスの第２の比率をパッシバントガスに対する反応ガスの第１の比率よりも低くするように、パッシバントガスに対する反応ガスの比率を減少させるステップをさらに含む。
【００１１】
さらに他の実施例において、方法は、第２の混合ガスの流量が第１の混合ガスの流量と異なるように、混合ガスの流量を変更するステップをさらに含む。
【００１２】
さらに他の実施例において、方法は、第２の混合ガスの流量が、第１の混合ガスの流量よりも少なくなるように、混合ガスの流量を減少させるステップをさらに含む。
【００１３】
さらに他の実施例において、方法は、第２の混合ガスの圧力が第１の混合ガスの圧力と異なるように、混合ガスの圧力を変更するステップをさらに含む。
【００１４】
さらに他の実施例において、第２の混合ガスの圧力が第１の混合ガスの圧力よりも高くなるように、混合ガスの圧力を上昇させるステップを含む。
【００１５】
さらに他の実施例において、方法は、中性ガスの流量を変更するステップを含む。アルゴン、ヘリウム、キセノン等の不活性ガスであり得る中性ガスの流量は、中性ガス自体の変更または混合ガスになされる変更と組み合わせて変更され得る。
【００１６】
さらに他の実施例において、パターンを有する第１のトレンチを形成するステップは、エッチャント処理時間をパッシバント処理時間に変更する及び／またはエッチャントガス組成をパッシバントガス組成に変更する処理を用いて基板をエッチングするステップをさらに含む。
【００１７】
さらに他の実施例において、パターンを有する第１のトレンチを形成するステップは、時間分割多重（ＴＤＭ）エッチング処理を使用して基板をエッチングするステップをさらに含む。
【００１８】
さらに他の実施例において、パターンを有する第１のトレンチを形成するステップは、エッチングストップ層及びエッチングステップの組み合わせを用いてエッチングするステップをさらに含む。
【００１９】
さらに他の実施例において、パターンを有する第１のトレンチを形成するステップは、シリコン内に所望の形状を生成するために様々なクランプ圧力及び／または様々な基板温度を使用して基板をエッチングするステップをさらに含む。
【００２０】
他の実施例において、半導体デバイスを製造する方法は、シリコン基板内にあって基板内部を上表面からある深さまで垂直に伸長する第１のトレンチを形成するステップを含む。第１の側壁、第１の底部、及びトレンチの第１の底部近傍の第１の側壁に形成されているパターンを有する第１のトレンチは、最初に、第１の混合ガスを用いて第１の期間においてシリコン基板をエッチングして第１の側壁を形成するステップによって形成される。第１の混合ガスは、パッシバントガスに対する反応ガスの第１の比率、第１の流量、及び第１の圧力を有する。第１の期間が経過した後、パッシバントガスに対する反応ガスの第１の比率よりも低いパッシバントガスに対する反応ガスの第２の比率、第１の流量よりも少ない第２の流量、及び第１の圧力よりも高い第２の圧力を有する第２の混合ガスが生成される。その後、シリコン基板が、第２の混合ガスを用いて第２の期間においてエッチングされて、パターンが形成される。その後、第１のトレンチの第１の側壁、第１の底部、及びノッチ形状を有し得るパターン上に酸化層が形成され、当該酸化層が第１のトレンチ内に配されておりかつ当該酸化層によって第１のトレンチから分離されている第２のトレンチをもたらす。第２のトレンチは、パターンを持たず実質的に垂直である第２の側壁、及び実質的に平坦な第２の底部を有する。その後、第２のトレンチは導電体を用いて充填され、横方向浮遊容量結合デバイスが形成される。基板はシリコンであり得る。第１のトレンチを形成するステップは、第１のトレンチの第１の底部に沿った＜１１１＞シリコン結晶面、第１のトレンチの第１の側壁に沿った＜１１０＞シリコン結晶面、及びパターンに沿っており＜１１１＞シリコン結晶面と＜１１０＞シリコン結晶面との間の酸化レートの差異を補償するシリコン結晶面を形成し得る。
【００２１】
他の実施例において、半導体デバイスは、ソース領域、ドレイン領域、ゲート領域、ソース領域とドレイン領域との間に配されてソース領域とドレイン領域との間の導電経路を提供するドリフト領域、及びソース領域とドレイン領域との間のドリフト領域内に配されているトレンチ領域内に形成された浮遊容量結合を含む。トレンチの各々は、シリコン基板内を上表面からある深さまで垂直に伸長している第１のトレンチを含む。第１のトレンチは、第１の側壁、第１の底部、及びトレンチの第１の底部近傍の第１の側壁に形成されているパターンを有する。酸化層が第１のトレンチの第１の側壁、第１の底部、及びパターン上に設けられ、第１のトレンチ内に配されておりかつ酸化層によって第１のトレンチから分離されている第２のトレンチをもたらす。第２のトレンチは、パターンを持たずに実質的に垂直である第２の側壁、及び実質的に平坦な第２の底部を有する。導電性材料が第２のトレンチ内に配されて、浮遊容量結合が形成される。ノッチ形状を有し得るパターンは、第１のトレンチの底部と第１の側壁との間の酸化レートの差異を補償する。第１のトレンチは、第１のトレンチの第１の底部に沿った＜１１１＞シリコン結晶面、第１のトレンチの第１の側壁に沿った＜１１０＞シリコン結晶面、及びパターンに沿っており＜１１１＞シリコン結晶面と＜１１０＞シリコン結晶面との間の酸化レートの差異を補償するシリコン結晶面を有し得る。
【００２２】
他の実施例において、半導体デバイスは、ソース、ドレイン、ゲート、及びトレンチ構造を含む。トレンチ構造の少なくとも１つは、シリコン基板内を上表面からある深さまで垂直に伸長している第１のトレンチを含む。第１のトレンチは、第１の側壁、第１の底部、及びトレンチの第１の底部近傍の第１の側壁に形成されているパターンを有する。酸化層は、第１のトレンチの第１の側壁及び第１の底部上に設けられ、第１のトレンチ内に配されておりかつ当該酸化層によって第１のトレンチから分離されている第２のトレンチをもたらす。第２のトレンチは、パターンをもたず実質的に垂直な第２の側壁、実質的に平坦な第２の底部を有する。パターンは、第１のトレンチの底部と第１の側壁との間の酸化レートの差を補償する。少なくとも１つのトレンチ構造は、第２のトレンチ内に配された導電性材料をさらに含んで浮遊容量結合を形成し得る。第１のトレンチは、第１のトレンチの第１の底部に沿った＜１１１＞シリコン結晶面、第１のトレンチの第１の側壁表面に沿った＜１１０＞シリコン結晶面、及びパターンに沿っており＜１１１＞シリコン結晶面と＜１１０＞シリコン結晶面との間の酸化レートの差異を補償するシリコン結晶面を含み得る。パターンは、ノッチ形状であり得る。
【００２３】
本開示のさらなる適用領域は、本明細書において以下に提供される発明を実施するための実施の形態から明らかになるだろう。発明を実施するための形態及び特定の例は、様々な実施例を示し、例示のみを目的とし、本開示の範囲を必ずしも限定しない。
【００２４】
本発明の性質及び利点のさらなる理解は、以下に示されている明細書の残りの部分及び図面を参照することによって実現され得る。図面は、本発明の発明を実施する形態内に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１Ａ】図１Ａは、半導体トランジスタの製造において使用されるトレンチの図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、酸化後のトレンチの図であり、トレンチの底部にありボイドの原因となる槍状構造を示す図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、酸化後のトレンチの走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像図であり、トレンチの底部にありボイドの原因となる槍状構造を示す図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、図１Ａに示されたトレンチを使用して形成された浮遊容量の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像図であり、浮遊容量内のボイドを示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、実施例に従ったＬＦＣＣ半導体トランジスタ構造の形成に使用されるトレンチの図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａに示されたトレンチの酸化後の図であって、ボイドを減少させる凹状側壁をもたたないほぼ垂直の側部を有する名目上平坦な底部を示した図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図２Ａに示されたトレンチを使用して形成された浮遊容量の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像図である。
【図３】図３は、図２Ａに示されたトレンチを使用したＬＦＣＣ構造を形成するのに使用される方法のフローチャートである。
【図４Ａ】図４Ａは、実施例を含み得るドリフト層内のｐｎ接合を有する半導体デバイスの図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａの半導体デバイスの上面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、図４Ａの半導体デバイスの、図４Ｂに示されたＢ−Ｂ′線に沿った断面図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、図４Ａと類似の半導体デバイスの、図４Ａに示されたＣ−Ｃ′面に沿った図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下の記述において、説明の目的のために、特定の詳細が説明されて、本発明の完全な理解がもたらされる。しかし、本発明がこれらの特定の詳細無しに実施されてもよいことは明らかである。
【００２７】
実施例は、安定した横方向浮遊容量結合（ＬＦＣＣ）デバイスを製造する容易で信頼性のある製造方法を可能にし、当該方法は、現在の製造処理に組み込まれ得る。実施例は、より高いブレークダウン電圧を維持しつつオン抵抗を低下させる横方向浮遊制御キャパシタを有する電界効果トランジスタも提供する。実施例は、さらに、横方向浮遊制御キャパシタを有するこれらの電界効果トランジスタを製造する方法も提供する。
【００２８】
実施例において、電界効果トランジスタのドリフト領域は、ゲート領域に電圧がかけられた際にソース領域とドレイン領域との間で電流を導電するアクティブドリフト領域と、アクティブドリフト領域を電界成形してブレークダウン電圧を改善する非アクティブな浮遊電荷制御（ＦＣＣ）領域と、を含む。このＦＣＣ構造は、ソース領域とドレイン領域との間のドリフト領域内に配されているトレンチ領域内に形成される。ＦＣＣを含みかつシリコン基板内に垂直に伸長するトレンチの各々は、第１の側壁、第１の底部、及びトレンチの第１の底部近傍の第１の側壁に形成されたパターンを有する。第１のトレンチの第１の側壁及び第１の底部上に配されている酸化層は、第１のトレンチ内に第２のトレンチを配し、第２のトレンチは第１のトレンチから酸化層によって分離されている。ノッチパターンであり得る第１のトレンチ内のパターン故に、第２のトレンチは、名目的に平坦な底部を有し、垂直な側部の近傍において凹状側壁をもたないように形成される。このパターンは、第１のトレンチの底部と第１の側壁との間の酸化レートの差異を補償する。導電性材料が第２のトレンチ内に配され、浮遊容量結合が形成される。ＦＣＣ領域を含むトレンチが形成され得るので、終端領域におけるトレンチは、活性領域内のトレンチに対して平行かまたは垂直である。これらの実施例の詳細は、以下に図面を参照しつつ説明される。
【００２９】
さらに、トレンチを充填するために高ドープされたポリシリコンを使用する必要がありかつ追加のポリシリコン堆積が必要な従来技術とは異なり、実施例は、ドーピングに先だってゲート高分子を堆積することを可能にする。さらに、パターン構造を使用することは、ＦＣＣデバイスに有害な潜在的なボイドを除去する。実施例は、トレンチ側壁上の特別な隔離酸化層からの様々なシリコンドーパント拡散を促進する追加の熱的ステップを加えること無しに、電界酸化層隔離ＩＣフロー内にＬＦＣＣデバイスのトレンチキャパシタを集積することを可能にする。
【００３０】
図１Ａは、半導体トランジスタ製造において使用されるトレンチ１０５の図である。トレンチ１０５は、実質的に垂直な側壁１１０、及び中央において平坦な部分を有する滑らかに丸められた底部１１５を有するトレンチである。このタイプのトレンチ１０５がシリコン基板内にエッチングされる場合、垂直側壁１１０の表面及び滑らかに丸められた底部１１５の表面は異なった結晶面を有する。シリコンの酸化レートが、酸化の行われる結晶面に依存する故に、トレンチの側壁１１０及び底部１１５が異なった面を有することは、トレンチの側壁及び底部における異なった酸化レートをもたらす。この異なった酸化レートは、図１Ｂ及び図１Ｃに関連して示されているように、トレンチの底部周囲の一様でない酸化をもたらす。
【００３１】
図１Ｂは、酸化１３０後のトレンチ１０５を示しており、トレンチ側壁１１０及びトレンチの底部１１５に沿った不均一な酸化１３５を示している。不均一な酸化は、トレンチの底部近傍にて導電性材料を堆積させるのが困難な槍状のボイド１４０をもたらし、後に堆積されＦＣＣ領域を形成するために使用される導電性材料内にボイドを生じさせる。
【００３２】
図１Ｃは、酸化後のトレンチの走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像１５０であり、トレンチの底部近傍に槍状ボイド１４０を示している。上述のように、この槍状ボイドは、後の堆積処理において問題を生ずる。この槍状ボイドは、酸化１３５によって形成される第２のトレンチ内に導電性材料を体積することを困難にし、後に堆積される導電性材料内にボイドを生じさせ得る。図１Ｃは、側壁１１０及び底部１１５を有するトレンチが、シリコン基板１４５内に堆積されることを示している。槍状ボイドは、シリコン内に生成されたトレンチが酸化される際に発生する。シリコン内でのトレンチのエッチングは、第１のトレンチの底部１１５表面に沿って＜１１１＞シリコン結晶面を有し、トレンチの側壁１１０に沿って＜１１０＞シリコン結晶面を有するトレンチを形成する。これらの異なった結晶方位及び結晶構造によってシリコン酸化レートが変化することは、ボイド１４０を発生させる。
【００３３】
図１Ｄは、図１Ａに示されたトレンチを用いて形成された浮遊容量の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像１６０であり、浮遊容量内のボイドを示している。画像１６０は、酸化処理によって形成された第２のトレンチを示しており、第２のトレンチは、ＬＦＣＣ構造を形成するために導電性材料で充填されている槍状ボイド１４０を有している。図１６０をみてわかるように、導電性材料は、酸化処理によって形成されている第２のトレンチの底部に配されている槍状領域内には良好には堆積されていない。このボイドは、ＬＦＣＣ構造を有するトランジスタにおける欠点を生み、この欠点は当該トランジスタの性能に悪影響をもたらす。
【００３４】
図２Ａは、実施例に従って、ＬＦＣＣ半導体トランジスタ構造を形成するために使用されるトレンチ２０５を示している。トレンチ２０５は、実質的に垂直な側壁２１０、及び中央部において平坦部を有するノッチのようであり得るパターン２１５を有している。パターン２１５は、トレンチ側壁及びトレンチ底部における不均一酸化を補償するために使用される。図１Ａ−１Ｄを参照して上述されたように、シリコン基板におけるトレンチのエッチングは、トレンチが酸化処理を経る際に、トレンチの内部に槍状の酸化パターンを生ずる異なった結晶方位を有する側壁及び底部を形成する。トレンチ２０５がシリコン基板内にエッチングされる際、垂直側壁２１０の表面及びパターン２１５の表面は、異なった結晶面を有する。実質的に平坦にみえるパターン２１５の底部の表面は、＜１１１＞シリコン結晶面を有する。トレンチ２０５の側壁２１０の表面は、＜１１０＞
結晶面を有する。パターン２１５のノッチ部分の表面は、＜１１１＞シリコン結晶面と＜１１０＞シリコン結晶面との間の酸化レートの差を補償する結晶面を有している。パターン２１５はノッチとして示されているが、異なった結晶面の間の酸化レートの差を補償するために他のパターンも使用され得る。
【００３５】
図２Ｂは、酸化２３５後トレンチ２３０を示しており、ボイドを減少させるほぼ垂直な壁部２１０を有するノッチ領域２１５に沿った名目上平坦な底部を表している。図１Ａ−１Ｃに示されている酸化と比較して、酸化２３５は、酸化１３５よりも実質的にさらに均一であり、トレンチの底部近傍において槍状ボイド１４０がない。酸化２３５は、第１のトレンチ内に第２のトレンチ２４０を形成し、後に第２のトレンチが、ＦＣＣ領域を形成するために使用される導電性材料で充填される。この処理が、第２のトレンチ２４０を形成する故に、導電性材料が、さらに容易にかつさらに確実に第２のトレンチ内に堆積される。第２のトレンチの形状は、図２Ｃに示されているように、ボイドを形成せずにトレンチ内に一様に導電性材料が堆積されることを可能にする。
【００３６】
図２Ｃは、図２Ａに示されているトレンチを用いて形成された浮遊容量の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像２６５であり、ボイドを有していない浮遊容量が示されている。画像２６５は、どんなボイドもなく酸化処理によって形成された第２のトレンチを示している。第２のトレンチは、導電性材料で充填されてＬＦＣＣ構造が形成される。画像２６５からわかるように、導電性材料は、酸化処理によって形成される第２のトレンチ内に実質的に均一に堆積させられている。時間分割多重（ＴＤＭ）、エッチングストップ層及びエッチングステップの組み合わせ、または変化させられるクランプ圧及び／もしくは変化させられる基板温度の組み合わせ等のエッチング処理を用いてシリコントレンチの終端を形成してノッチ形状を持たせることは、シリコン内で所望の形状を生成するために用いられ得る。
【００３７】
画像２６５は、ＬＦＣＣ半導体デバイスの一部である浮遊容量を有するトレンチ２３０を示している。１つの実施例において、ＬＦＣＣ半導体デバイスは、ソース領域、ドレイン領域、ゲート領域、ソース領域とドレイン領域との間に配されておりソース領域とドレイン領域との間の導電経路をもたらすドリフト領域、及びトレンチ領域内に形成されてソース領域とドレイン領域との間のドリフト領域内に配される浮遊容量結合（ＦＣＣ）を含んでいる。トレンチの各々は、シリコン基板内を上表面からある深さまで垂直に伸長している第１のトレンチをさらに含む。第１のトレンチは、第１の側壁、第１の底部、及びトレンチの第１の底部近傍の第１の側壁に形成されているパターンを有している。酸化層は、第１のトレンチの第１の側壁及び第１の底部上に配されており、第１のトレンチ内に配されかつ当該酸化層によって第１のトレンチから分離されている第２のトレンチをもたらす。第２のトレンチは、パターンを呈していない実質的に垂直な第２の側壁、及び実質的に平坦な第２の底部を有している。導電性材料が第２のトレンチ内に配されて、浮遊容量結合が形成される。シリコン酸化レートが曝されているシリコン格子面とともに変化するため、トレンチの底部にスタブ（stub）を有するパターンを追加することで、槍形状が除去される。ノッチ形状であり得るパターンは、第１のトレンチの底部と第１の側壁との間の酸化レートの差を補償する。第１のトレンチは、第１のトレンチの第１の底部表面に沿って＜１１１＞シリコン結晶面を、第１のトレンチの第１の側壁表面に沿って＜１１０＞シリコン結晶面を、かつ＜１１１＞シリコン結晶面と＜１１０＞シリコン結晶面との間の酸化レートの差を補償するシリコン結晶面も形成可能である。
【００３８】
このパターンを使用することは、図１Ａ−１Ｄを参照して上述された槍頭断面を除去して、浮遊容量内のボイドを減少させる。さらに、ＴＤＭ技術を用いた深いトレンチエッチャを使用することで、エッチャントステップ時間をパッシバントステップ時間に変更しかつエッチャントガス組成をパッシバントガス組成に変更することによって側壁形状が変更され得、パターンすなわちノッチ底部形状が形成され得る。シリコン内の深いトレンチの底部をノッチ形状にすることで、＜１１１＞結晶面の故の遅い酸化レートは、酸化のより遅い結晶面がくぼまされている間に、より厚いエッジを酸化する。
【００３９】
図３は、実施例に従って、図２に示されているトレンチを用いてＬＦＣＣ構造を形成するために使用される方法を示すフローチャートである。この方法は、基板内にトレンチをエッチングするＬＡＭ９４００等のエッチングツールをセットアップすることによって操作３０５から開始する。次の操作３１０において、トレンチをエッチングするためのエッチングツール内にシリコン基板が提供される。操作３１５において、トレンチの側壁２１０を主にエッチングする第１のエッチング条件が設定される。第１のエッチング条件を設定することは、第１のガス混合比率、第１の圧力、第１のガス流量及び第１のバイアス電力（bias power）の設定を含む。第１の混合ガスは、ＳＦ６及びＯ２、並びにヘリウム、アルゴン、キセノンまたは他の希ガスもしくは不活性ガス等の任意の中性希釈物質の混合物を含み得る。ＳＦ６は反応ガスであり、Ｏ２はパッシバントガスである。１つの実施例において、ＳＦ６とＯ２の第１の比は、１．６：１であり、第１の圧力は５５ミリトールであり、第１の全ガス流量は３２５ＳＣＣＭ（立方センチメートル毎分）であり、第１のバイアス電力は１５ワットであり、第１の温度は７℃に設定されるが、２℃から１２℃の範囲であってもよい。
【００４０】
第１のエッチング条件が一度設定されると、エッチング処理が操作３２０において開始する。エッチング操作３２０は、エッチングストップ層及びエッチングステップの組み合わせを使用する基板エッチングを含み得る。このエッチング操作は、シリコン内に所望の形状を生成するために、変化させられるクランプ圧力及び／または変化せられる基板温度も使用し得る。エッチングが操作３２０において終了すると、操作３２５において、エッチ条件を変えるときかの判定が行われる。判定は、第１の時間が経過したかどうかのチェックによってか、またはエンドポイント検出器等の検出器を用いることで行われる。操作３２５における判定が、エッチング条件を変える時間ではないと判定した場合、操作３２０においてエッチングが継続する。操作３２５における判定が、トレンチの底部のパターン２１５を形成するためにエッチング条件を変更する（例えば、第１の時間が経過した）と判定した場合、操作３３０において、エッチング条件の第２のセットが設定される。第２のエッチング条件の設定は、混合ガス、ガス圧力、ガス流量、温度、及びバイアス電力の内の任意の１つまたはこれらの組み合わせを設定することを含む。従って、操作３３０は、第２の混合ガス比率、第２の圧力、第２のガス流量、第２の温度、及び／または第２のバイアス電力を設定する。第２の混合ガスは、ＳＦ６及びＯ２、並びにヘリウム、アルゴン、キセノン、または他の希ガスもしくは不活性ガス等の任意の中性希釈物質を含み得る。１つの実施例において、ＳＦ６とＯ２の第２の比は１．１：１であり、第２の圧力は６５ミリトールであり、第２のガス流量は３１３ＳＣＣＭであり、第２のバイアス電力は１５ワットであり、かつ第２の温度は７度に設定されるが２℃から１２℃の範囲であってもよい。他の実施例において、ＳＦ６とＯ２の第２の比は１．１：１であり、第２の圧力は５５ミリトールであり、第２のガス流量は３１３ＳＣＣＭであり、第２のバイアス電力は１５ワットであり、第２の温度は７℃に設定されるが、２℃から１２℃の範囲であってもよい。他の実施例において、ＳＦ６とＯ２の第２の比は１．３：１であり、第２の圧力は５５ミリトールであり、第２のガス流量は３３０ＳＣＣＭであり、第２のバイアス電力は１５ワットであり、第２の温度は７℃に設定されるが、２℃から１２℃の範囲であってもよい。
【００４１】
いくつかの実施例において、エッチング処理は連続的であるので、シリコン基板は、エッチング条件が第１のエッチング条件のセットから第２のエッチング条件のセットに変更される際にエッチングされている。例えば、エッチング条件の第２のセットは、オンザフライ（on the fly）でＯ２の量を減少させることによって設定されて、圧力が減少させられ、トレンチ底部におけるイオン衝撃が増加させられて限界寸法（critical dimension（ＣＤ））を広くし、その後にＯ２が増加され、圧力を増加させられてポリマー形成が増加させられ、トレンチ底部が狭くされて小さなノッチが形成され得る。１つの実施例において、エッチング条件の第２のセットの設定は、パッシバントガスに対する反応ガスの第２の比がパッシバントガスに対する反応ガスの第１の比よりも小さくなるように、パッシバントガスに対する反応ガスの比を減じることを含み得る。他の実施例において、エッチング条件の第２のセットの設定は、混合ガスの流量を変更して、第２の混合ガスの流量を第１の混合ガスの流量と異なるようにすることを含み得る。他の実施例において、エッチング条件の第２のセットの設定は、混合ガスの流量を減少させて、第２の混合ガスの流量を第１の混合ガスの流量よりも少なくすることを含み得る。他の実施例において、エッチング条件の第２のセットの設定は、ガス圧力を変更して、第２の混合ガスの圧力が第１の混合ガスの圧力と異なるようにすることを含み得る。他の実施例において、エッチング条件の第２のセットの設定は、ガス圧力を増加させて、第２の混合ガスの圧力が第１の混合ガスの圧力よりも大きくなるようにすることを含み得る。他の実施例において、パターンを有する第１のトレンチの形成は、エッチャント処理時間をパッシバント処理時間に変更する及び／またはエッチャントガス組成をパッシバントガス組成に変更する処理を用いて基板をエッチングすることをさらに含む。他の実施例において、中性ガスの流量が変更される。アルゴン、ヘリウム、キセノン等の不活性ガスであり得る中性ガスの流量は、それ自体または混合ガスになされる変更と組み合わされて変化させられ得る。
【００４２】
連続的ではない他の実施例において、シリコンは、変化させられる圧力／エッチング／表面安定化処理（passivation）ステップ時間を有するＴＤＭエッチングを用いてエッチングされ、パターン２１５にノッチとして示されているのと同様のパターンが形成される。パターンまたはノッチは、さらに長いエッチングステップ及びさらに短いパッシバントステップを用いて、ＴＤＭ処理において、トレンチ底部の短い深さに亘ってＣＤを増加させることによって形成され得る。
【００４３】
第１のエッチング条件が第２のエッチング条件に変更される際、エッチング処理は操作３３５において継続され、トレンチの底部においてエッチングパターン２１５が形成される。操作３３５におけるエッチング処理は、１５秒から２５秒の範囲であり、１つの実施例において約２０秒であり得る第２の期間において実行されるように設定される。エッチングが操作３３５において継続している間、パターン２１５を有するトレンチが完成されているか及びエッチング処理を停止する時間かの他の判定が操作３４０において行われる。判定は、第２の期間が経過したかをチェックすることによって行われる。操作３４０における判定が、エッチング処理を停止する時間ではないという判定であった場合、その後、操作３３５においてエッチングが継続する。操作３４０における判定が、エッチング処理を停止する時間である（例えば、第２の時間が経過している）という判定であった場合、操作３４５においてエッチング処理が停止する。次に操作３５０において、第１のトレンチの第１の側壁２１０及びパターン２１５上に、酸化層が形成される。酸化層は、第１のトレンチ内に配されて第１のトレンチから酸化層２３５によって分離されている第２のトレンチをもたらす。第２のトレンチ２４０は、パターン２１５を呈さない実質的に垂直な側壁、及び実質的に平坦な第２の底部を有する。酸化処理の後、第２のトレンチの内部形状は、凹状側壁を有さないほぼ垂直な側部を有する名目的に平坦な底部からなる。このパターンは、第１のトレンチの底部と第１の側壁との間の酸化レートの差を補償する。
【００４４】
次に酸化後の操作３５５において、第２のトレンチ２４０が導電性材料で充填されて、トレンチキャパシタまたはＬＦＣＣタイプのデバイスが形成される。この充填は、ドーピングされていないかまたは軽くドーピングされているポリシリコンを用いて継ぎ目無しに行われる。いくつかの実施例において、この充填処理は、化学気相蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）または他の技術で行われる。この処理は、浮遊容量デバイスが更なる処理に送られる場合に終了する。
【００４５】
図４Ａは、図３に関して上述されている方法に従って形成された浮遊容量結合（ＦＣＣ）領域、及び活性ドリフト領域内ｐｎ接合を有する電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を示している。このＦＥＴは、ソース４０５、ゲート４１０、ドレイン４１５、活性ドリフト領域（図示せず）、不活性垂直ＦＣＣ領域（４つ示されている）４２５Ａ−４２５Ｄ、Ｐリサーフ（resurf）領域（３つ示されている）４４０Ａ−４４０Ｃ、並びに断続的なＮ＋バッファ領域４３０及びボディ４４０を含んでいる。図４Ｂは、図４Ａの上面図である。図４Ｃは、図４Ｂに示されているＢ−Ｂ′切断線に沿った図４Ａ及び４Ｂの断面図である。図４Ｃは、活性ドリフト領域４２０、不活性垂直ＦＣＣ領域４２５、及びＰリサーフ層４４０を含んでいる。活性ドリフト領域４２０及びＰリサーフ層４４０は、ｐｎ接合を形成している。活性ドリフト領域４２０は、図４Ｄに関して説明されている垂直に積まれている交互ｐｎ接合を含む構造を有している。断続的なＮ＋バッファ領域４３０は、不活性垂直ＦＣＣ領域４２５Ａ−４２５Ｄと整列させられているセグメントを有する。Ｐリサーフ領域４４０Ａ−４４０Ｃはゲート４１０まで伸張している。１つの実施例において、Ｐリサーフ領域４４０Ａ−４４０Ｃは、Ｐボディ４４０、その先の下部ＬＤＭＯＳ内の基板への接続を介して接地面に電気的に接続され得る。この接続は、ＦＣＣトレンチ内の電極−基板接合を確立する。Ｎ＋バッファ領域４３０は、活性ドリフト領域とゲート４１０の下に形成されたチャンネルとの間の電気的コンタクトを形成する。ソース４０５は、ボディ４４０内に配されており、導体である。十分な電圧がゲート４１０に印加されると、チャンネルはゲート４１０の下にチャンネルを形成し、ソース４０５からチャンネル、Ｎ＋バッファ領域４３０、活性ドリフト領域を介してドレイン４１５まで電流が流れる。
【００４６】
図４Ａに示されているＦＥＴは、不活性垂直ＦＣＣ領域４２５Ａ−４２５Ｄの間に有るドリフト領域の部分に１または複数の垂直ｐｎ接合を設けることによって形成され得る。この垂直に積み重ねられている交互Ｐ−Ｎ層構造は、ＦＣＣトレンチがエッチングされる前にエピタキシャル成長させられ得る。不活性垂直ＦＣＣ領域（４つ示されている）４２５Ａ−４２５Ｄは、図３に関して上述されている方法に従って形成され得る。この方法は、シリコン基板をエッチングして底部においてパターン２１５を有するトレンチを形成するステップと、トレンチを酸化して酸化層２３５及び第２のトレンチ２４０を形成するステップと、その後、第２のトレンチ２４０を導電性材料で充填するステップと、を含む。同一の手順が使用されて、複数のｐ−ｎエピタキシャル層が堆積された後に、ＦＣＣトレンチ内に複数の分離された浮遊電極が形成される。活性ドリフト領域へのｐｎ接合の追加は、活性ドリフト領域内のキャリア濃度を約２倍に増加させ得、それによって、デバイスのオン抵抗を実質的に低下させる。１つの例において、ボックス状のドーピング形状が使用されると、ブレークダウン電圧が維持されつつ、Ｐリサーフ層の取り込みは、ｎドリフト濃度を１×１０１６／ｃｍ３〜２×１０１６／ｃｍ３に増加させ得る。
【００４７】
図４Ｄは、図４Ａに示されている半導体デバイスの面Ｃ−Ｃ′に沿った断面図である。図４Ａの半導体デバイスは、活性ドリフト領域内のｐｎ接合、活性ドリフト領域４４５の各々の側部に配されている垂直不活性ＦＣＣ領域４２５Ａ−４２５Ｄを含んでいる。活性ドリフト領域４４５は、積み重ねられているｐｎ接合を含み、このｐｎ接合が活性ドリフト領域内のキャリア濃度を２倍に増加させ得ることによって、実質的にデバイスのオン抵抗が減少し得る。個々のｐ層及び個々のｎ層の厚さは、注入量（dosage）に依存して変化し得る。
【００４８】
図４Ａ−Ｄに示されているセル構造に加えて、本明細書に説明されているトレンチ処理は、両方が全体を参照することによって本明細書に含まれている同時係属の米国出願番号第１２／４２４，０４４号（出願日２００９年４月１７日）及び同時係属の米国出願番号第１１／８０１，８１９号（出願日２００７年５月１０日）に記載されているセル構造及び半導体デバイスの製造においても使用され得る。例えば、本明細書に記載されているトレンチ処理は、同時係属の米国出願番号第１２／４２４，００４号の図１Ａ−３Ｂ及び同時係属の米国出願番号第１１／８０１，８１９号の図１−３に示されているセル構造を形成するのに使用可能である。
【００４９】
本明細書に記載されているトレンチ処理は、ソース、ドレイン、ゲート及びトレンチ構造を含む半導体デバイスに一般的に適用可能である。全体として、これらの半導体デバイスにおいて、トレンチ構造の少なくとも１つは、シリコン基板内を上表面からある深さまで垂直に伸長する第１のトレンチを含む。第１のトレンチは、第１の側壁、第１の底部、及び当該トレンチの第１の底部近傍の第１の側壁に形成されているパターンを有している。酸化層は、第１のトレンチの第１の側壁及び第１の底部に配されて、第１のトレンチ内に配されて、当該酸化層によって第１のトレンチから分離されている第２のトレンチをもたらす。第２のトレンチは、パターンを呈さずに実質的に垂直である第２の側壁、及び実質的に平坦な第２の底部を有する。このパターンは、第１のトレンチの底部と第１の側壁との間の酸化レートの差を補償する。この半導体デバイスの少なくとも１つのトレンチ構造は、第２のトレンチ内に配されている導電性材料をさらに含み、浮遊容量結合を形成している。この半導体デバイスの第１のトレンチは、第１のトレンチの第１の底部の表面に沿って＜１１１＞シリコン結晶面、第１のトレンチの第１の側壁の表面に沿って＜１１０＞シリコン結晶面、及び＜１１１＞シリコン結晶面と＜１１０＞シリコン結晶面との間の酸化レートの差を補償するパターン表面に沿った少なくとも１つのシリコン結晶面を含み得る。この半導体デバイスのトレンチ内のパターンは、ノッチ形状であり得る。
【００５０】
本発明の特定の実施例が説明されてきたが、様々な変更例、置換例、置換構造、及び均等例が本発明の範囲に含まれている。本発明の範囲が、説明されている一連の複数の処理（transaction）及びステップに限定されないことが当業者に自明なように、記載されている発明は、いくつかの特定の実施例内の操作に限定されず、他の実施例においても自由に操作を行うことが可能である。
【００５１】
従って、本明細書及び添付の図面は、限定的よりは例示的とみなされるべきである。追加、除去、削除、及び他の変形及び変更は、特許請求の範囲に記載されている本発明の広い精神及び範囲から逸脱することなく本発明になされてもよい。
【図１Ａ】
2011187939.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
2011187939.tif 000011
【図２Ａ】
2011187939.tif 000012
【図２Ｂ】
2011187939.tif 000013
【図２Ｃ】
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【外国語明細書】
2011187939000001.pdf