(57)【要約】【課題】ゲート耐圧が向上された半導体装置およびゲート耐圧の向上を簡素な工程により実現する半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】半導体装置は、第１主面を＜１００＞面とする半導体基板と、第１主面から厚さ方向に延びて形成されたトレンチと、ゲート電極と、トレンチの内壁に沿って形成され、内壁とゲート電極との間に介在するゲート絶縁膜と、を備える。トレンチは、その内壁面として、第１主面に連続しつつ直交するように形成され、＜１１０＞面と平行な壁面と、壁面に直交するように形成され、＜１００＞面に平行な底面と、壁面と底面とを連結するように介在する角面と、を有する。ゲート絶縁膜は、壁面に沿って形成される壁面絶縁膜と、底面に沿って形成される底面絶縁膜と、角面に沿って形成される角面絶縁膜と、を有する。角面絶縁膜が、壁面絶縁膜および底面絶縁膜よりも厚く形成されている。【選択図】図１
2019040923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンを主成分とし、第１主面を＜１００＞面とする半導体基板と、
前記半導体基板の第１主面から厚さ方向に延びて形成されたトレンチと、
前記トレンチの内部に充填されて形成されたゲート電極と、
前記トレンチの内壁に沿って形成され、前記内壁と前記ゲート電極との間に介在するゲート絶縁膜と、を備え、
前記トレンチは、その内壁面として、
前記第１主面に連続しつつ直交するように形成され、＜１１０＞面と平行な壁面と、
前記壁面に直交するように形成され、＜１００＞面に平行な底面と、
前記壁面と前記底面とを連結するように介在する角面と、を有し、
前記ゲート絶縁膜は、
前記壁面に沿って形成される壁面絶縁膜と、
前記底面に沿って形成される底面絶縁膜と、
前記角面に沿って形成される角面絶縁膜と、を有し、
前記角面絶縁膜が、前記壁面絶縁膜および前記底面絶縁膜よりも厚く形成されていることにより、前記ゲート絶縁膜において前記角面絶縁膜が盛り上がって形成された、半導体装置。
【請求項２】
前記角面は、＜１１１＞面に平行である、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記半導体基板は、
前記第１主面から露出しつつ前記ゲート絶縁膜に接するように形成された第１導電型のソース領域と、
前記第１主面と反対の第２主面の表層に形成された第１導電型のドレイン領域と、
前記ソース領域と前記ドレイン領域との間に形成された第２導電型のボディ領域と、
前記ボディ領域と前記ドレイン領域との間に形成された第１導電型のドリフト領域と、を有し、
前記トレンチは、前記角面絶縁膜が、前記半導体基板の厚さ方向において、前記ボディ領域と前記ドリフト領域との界面よりも前記ドレイン領域の側に位置するように形成される、請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
シリコンを主成分とし、第１主面を＜１００＞面とする半導体基板を用意すること、
前記第１主面から、前記第１主面に直交する厚さ方向に延びるように、トレンチを形成すること、
前記トレンチの内壁に沿うようにゲート絶縁膜を形成すること、を備え、
前記トレンチを形成するとき、前記第１主面に連続しつつ直交するように＜１１０＞面と平行な壁面を形成し、前記壁面に直交するように＜１００＞面に平行な底面を形成し、前記壁面と前記底面とを連結するように介在する＜１１１＞面に平行な角面を形成し、
前記ゲート絶縁膜を形成するとき、前記ゲート絶縁膜を熱酸化により形成する、半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記トレンチを形成するとき、
エッチングにより前記第１主面から前記厚さ方向に延びるトレンチ前駆体を形成し、
前記トレンチ前駆体の内壁に犠牲絶縁膜を形成し、
前記犠牲絶縁膜を、バッファードフッ酸を含む薬液を用いてエッチングするものであり、
前記バッファードフッ酸に含まれるフッ化水素は、前記薬液の１．０質量％以上、且つ、３．５質量％以下である、請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記バッファードフッ酸に含まれるフッ化水素は、前記薬液の１．０質量％以上、且つ、２．０質量％以下である、請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書の開示は、トレンチ構造を有する半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板にトレンチが形成され、トレンチ内にゲート電極が形成されたパワースイッチング素子がある。例えばＭＯＳＦＥＴでは、ゲート電極に所定の電圧が印加されることによってボディ領域にチャネルが形成され、ソース領域とドレイン領域との間に電流が流れる。
【０００３】
ゲート電極は、絶縁膜を介してトレンチ内に形成される。この絶縁膜の膜厚が薄いほどゲート容量を大きくでき、オン抵抗を小さくできる。その結果、高周波数のスイッチングを実現することができる。しかしながら、絶縁膜の薄膜化によって耐圧が低くなる問題がある。
【０００４】
これに対して、特許文献１に記載の半導体装置では、２層のゲート酸化膜を形成した後、上層の酸化膜を異方性エッチングし、開口部に露出した下層の酸化膜をＬＯＣＯＳ法によって厚膜化する方法を採用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１−１９２１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に開示された方法で厚膜化される酸化膜の部位は、トレンチの底部である。しかしながら、トレンチの周辺において、電界が集中して耐圧が要求される部位は、トレンチの底面と側面とを結ぶコーナー部分であり、トレンチ底面の絶縁膜の厚膜化だけでは耐圧の向上が十分でない場合がある。
【０００７】
また、特許文献１に開示された方法は、異なる工程で形成した複数の酸化膜を積層する必要があり、製造工程が複雑である。
【０００８】
そこで、この明細書の開示は、ゲート耐圧が向上された半導体装置およびゲート耐圧の向上を簡素な工程により実現する半導体装置の製造方法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】
【０００９】
この明細書の開示は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の指数は、結晶面方位を規定するミラー指数である。
【００１０】
上記目的を達成するために、この明細書に開示される半導体装置は、シリコンを主成分とし、第１主面を＜１００＞面とする半導体基板と、半導体基板の第１主面から厚さ方向に延びて形成されたトレンチと、トレンチの内部に充填されて形成されたゲート電極と、トレンチの内壁に沿って形成され、内壁とゲート電極との間に介在するゲート絶縁膜と、を備え、トレンチは、その内壁面として、第１主面に連続しつつ直交するように形成され、＜１１０＞面と平行な壁面と、壁面に直交するように形成され、＜１００＞面に平行な底面と、壁面と底面とを連結するように介在する角面と、を有し、ゲート絶縁膜は、壁面に沿って形成される壁面絶縁膜と、底面に沿って形成される底面絶縁膜と、角面に沿って形成される角面絶縁膜と、を有し、角面絶縁膜が、壁面絶縁膜および底面絶縁膜よりも厚く形成されていることにより、ゲート絶縁膜において角面絶縁膜が盛り上がって形成される。
【００１１】
これによれば、ゲート電極への電圧の印加時において電界が集中するトレンチの角面に形成されたゲート絶縁膜が、壁面や底面に形成されるゲート絶縁膜よりも厚くされている。このため、壁面や底面におけるゲート絶縁膜の薄膜化による高周波数スイッチングの特性を維持しつつ、電界が集中する箇所での耐圧を向上させることができる。
【００１２】
また、上記目的を達成するために、この明細書に開示される半導体装置の製造方法は、シリコンを主成分とし、第１主面を＜１００＞面とする半導体基板を用意すること、第１主面から、第１主面に直交する厚さ方向に延びるように、トレンチを形成すること、トレンチの内壁に沿うようにゲート絶縁膜を形成すること、を備え、トレンチを形成するとき、第１主面に連続しつつ直交するように＜１１０＞面と平行な壁面を形成し、壁面に直交するように＜１００＞面に平行な底面を形成し、壁面と底面とを連結するように介在する＜１１１＞面に平行な角面を形成し、ゲート絶縁膜を形成するとき、ゲート絶縁膜を熱酸化により形成する。
【００１３】
シリコン表面の熱酸化レートは、結晶面方位における表面原子密度に比例することが知られているが、所定の酸化膜厚以上では、＜１１１＞面での酸化レートが、＜１１０＞面や＜１００＞面の酸化レートよりも高くなることが見出された。この明細書に開示される半導体装置の製造方法では、トレンチの形成の際に、角面に＜１１１＞面が露出するようにし、そのうえで熱酸化によりゲート絶縁膜を形成する。このため、角面に形成されるゲート絶縁膜の膜厚を、壁面および底面に形成されるゲート絶縁膜よりも厚膜化することができる。
【００１４】
この方法によれば、角面に対応するゲート絶縁膜の形成を、壁面および底面に対応するゲート絶縁膜の形成と同一の工程で行うことができる。換言すれば、一度の熱酸化の工程で、角面に対応するゲート絶縁膜が厚膜化されたゲート絶縁膜を形成することができる。そして、角面におけるゲート絶縁膜の厚膜化は、電界が集中する箇所での耐圧を向上させる効果を奏する。
【００１５】
このように、開示される半導体装置の製造方法を採用すれば、ゲート耐圧の向上を簡素な工程により実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】半導体基板を用意する工程を示す断面図である。
【図３】トレンチ前駆体を形成する工程を示す断面図である。
【図４】犠牲酸化膜を形成する工程を示す断面図である。
【図５】トレンチを形成する工程を示す断面図である。
【図６】ゲート絶縁膜を形成する工程を示す断面図である。
【図７】ゲート電極を形成する工程を示す断面図である。
【図８】ＢＰＳＧ膜を形成する工程を示す断面図である。
【図９】フッ化水素酸の濃度に対するトレンチの形状を示す電子顕微鏡像である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００１８】
なお、結晶面方位についてはミラー指数を用い、特定の面方位を示すときには丸括弧で閉じ、複数の面方位について等価な面方位を示すときには山括弧で閉じて示す。
【００１９】
（第１実施形態）
最初に、図１を参照して、本実施形態に係る半導体装置の概略構成について説明する。
【００２０】
半導体装置１００は、トレンチゲート型のスイッチング素子であり、例えばＭＯＳＦＥＴである。図１に示すように、半導体装置１００は、半導体基板１０と、トレンチ２０と、ゲート電極３０と、ゲート絶縁膜４０と、ソース電極６０と、ドレイン電極７０とを備えている。ゲート電極３０に所定の閾値電圧以上の電圧が印加されると、半導体基板１０のうちゲート絶縁膜４０が接する領域にチャネルを生じ、ソース電極６０とドレイン電極７０との間に電流が流れるというものである。
【００２１】
半導体基板１０は、第１主面１０ａと、その裏面である第２主面１０ｂとを有する平板の基板であり、シリコンを主成分としている。第１主面１０ａは結晶面方位が（１００）面とされている。なお、（１００）面と等価である＜１００＞面のいずれの面が第１主面１０ａに露出していても良い。半導体基板１０の第１主面１０ａおよび第２主面１０ｂに直交する方向を半導体基板１０の厚さ方向という。
【００２２】
半導体基板１０は、第１主面１０ａから厚さ方向に掘られて形成された複数の凹部１０ｃを有している。凹部１０ｃはストライプ状に複数形成され、凹部１０ｃどうしは等間隔に並んでいる。換言すれば、凹部１０ｃが形成されない部分は、凹部１０ｃの底部に対して丘状になっており、この丘状になっている丘部１０ｄも凹部１０ｃの延設方向に沿って延びて形成されている。丘部１０ｄの頂が第１主面１０ａであり、＜１００＞面が露出する。一方、凹部１０ｃの底部も第１主面１０ａと平行な面になるので、＜１００＞面が露出する。後述するトレンチ２０は丘部１０ｄにおける第１主面１０ａから厚さ方向に形成される。
【００２３】
半導体基板１０は、ＭＯＳＦＥＴとしての機能を発揮するための複数の半導体領域を含んで構成されている。半導体基板１０は、ソース領域１１と、ボディ領域１２と、ドリフト領域１３と、ドレイン領域１４とを有している。
【００２４】
ソース領域１１は、第１主面１０ａの表層であって、丘部１０ｄに形成されている。ソース領域１１はｎ導電性の半導体領域であり、第１主面１０ａに露出するとともに、凹部１０ｃの側壁に露出して、後述のソース電極６０と接合されている。
【００２５】
ボディ領域１２は、ソース領域１１の下層に位置し、凹部１０ｃの底部から一部が露出するように形成されている。丘部１０ｄの麓付近にソース領域１１とボディ領域１２との境界面が存在する。ボディ領域１２はｐ導電型の半導体領域であり、ソース領域１１との間でＰＮ接合している。なお、ボディ領域１２のうち、凹部１０ｃの底部に露出する部分には、不純物濃度がさらに高くされたｐ導電型のボディコンタクト領域１５が形成されている。
【００２６】
ドリフト領域１３は、ボディ領域１２の下層に位置し、第１主面１０ａに沿う方向に、半導体基板１０の全面に亘って形成されている。ドリフト領域１３はｎ導電型の半導体領域であり、ボディ領域１２との間でＰＮ接合している。
【００２７】
ドレイン領域１４は、ドリフト領域１３の下層に位置し、ドリフト領域１３よりも不純物濃度の高いｎ導電型とされている。ドレイン領域１４は、半導体基板１０の第２主面１０ｂに露出して、後述のドレイン電極７０と接合されている。
【００２８】
トレンチ２０は、半導体基板１０の第１主面１０ａから厚さ方向にドライエッチングにより掘削されて形成されている。本実施形態におけるトレンチ２０は半導体基板１０のうち丘状にされた丘部１０ｄに形成されている。トレンチ２０は、第１主面１０ａからソース領域１１を貫通し、さらにボディ領域１２を貫通してドリフト領域１３に至るように形成されている。
【００２９】
トレンチ２０は、ドライエッチングと、その後のウェットエッチングにより形成されている。ドライエッチングとしては、例えばケミカルドライエッチング（ＣＤＥ）を採用することにより、エッチング深さと幅とのアスペクト比の高い溝としてトレンチ２０を形成することができる。トレンチ２０は、図１における紙面奥行き方向に延設された溝状構造である。トレンチ２０は、紙面左右方向に同様の構造がストライプ状に形成されている。すなわち、本実施形態における半導体装置１００は、ゲートトレンチとして機能するトレンチ２０と、低オン抵抗化を実現する凹部１０ｃとがストライプ状に交互に形成されたダブルトレンチ構造とされている。なお、トレンチ２０や凹部１０ｃの形成にかかるエッチング手法は、ＣＤＥに限定されるものではなく、例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を採用することもできる。
【００３０】
トレンチ２０は、その内壁面として、壁面２１と、底面２２と、角面２３とを有している。壁面２１は、第１主面１０ａに対して直交する一面として形成されている。壁面２１は、第１主面１０ａと連続して形成され、後述のゲート絶縁膜４０およびゲート電極３０が形成される前の段階では＜１１０＞面が露出する。底面２２は、トレンチ２０の底にあたる面であり、第１主面１０ａと平行であって、ゲート絶縁膜４０およびゲート電極３０が形成される前の段階では＜１００＞面が露出する。
【００３１】
角面２３は、トレンチ２０の内壁面にあって、壁面２１と底面２２とを連結するように形成された面である。図１に示すように、トレンチ２０の延設方向に直交する断面においてトレンチ２０の角部にあたり、底面２２と壁面２１とを結んでいる。壁面２１は、ゲート絶縁膜４０およびゲート電極３０が形成される前の段階では＜１１１＞面が露出する。
【００３２】
トレンチ２０における壁面２１、底面２２および角面２３は、ドライエッチング後に犠牲酸化の工程を経たのち、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）によるウェットエッチングにより形成される。
【００３３】
ゲート電極３０は、トレンチ２０の内部に充填されるように形成されている。ゲート電極３０はポリシリコンを主成分とする導電性の部材である。ゲート電極３０は、後述のゲート絶縁膜４０によって半導体基板１０から絶縁されて形成されており、図示しないコンタクトを介してゲート電圧が印加される。ゲート電圧が印加されることにより、ｐ導電型のボディ領域１２にチャネルが形成され、ソース領域１１とドリフト領域１３との間に電気的なパスが生じる。これにより、ソース電極６０とドレイン電極７０との間で電流が流れる。
【００３４】
ゲート絶縁膜４０は、トレンチ２０の内壁面を覆うように形成された絶縁膜であり、例えば本実施形態ではシリコン酸化膜である。ゲート電極３０はゲート絶縁膜４０を介してトレンチ２０内部に充填されるように形成されているのであり、ゲート絶縁膜４０がゲート電極３０と半導体基板１０とを絶縁している。
【００３５】
ゲート絶縁膜４０は、トレンチ２０の壁面２１に沿って形成された壁面絶縁膜４１と、トレンチ２０の底面２２に沿って形成された底面絶縁膜４２と、トレンチ２０の角面２３に沿って形成された角面絶縁膜４３とを有している。角面絶縁膜４３は、壁面絶縁膜４１および底面絶縁膜４２よりも厚くされており、図１に示すように、トレンチ２０の延設方向に直交する断面でみると、角面絶縁膜４３が壁面絶縁膜４１および底面絶縁膜４２に対して盛り上がって形成されている。換言すれば、トレンチ２０の壁面２１から角面２３を経て底面２２に至る下に凸形状に対して、ゲート絶縁膜４０は角面２３に対応する部分が一部上に凸形状になっている。
【００３６】
半導体装置１００は、ゲート絶縁膜４０と一体的にＢＰＳＧ膜５０を備えている。ＢＰＳＧ膜５０は、シリコン酸化膜にホウ素とリンをドープしたものであり、後述のソース電極６０とゲート電極３０とを絶縁する層間絶縁膜として機能する。ＢＰＳＧ膜５０は、第１主面１０ａにおけるトレンチ２０の開口部を塞ぐように第１主面１０ａ状に形成されている。つまり、ＢＰＳＧ膜５０は、丘部１０ｄの頂に形成され、ゲート絶縁膜４０と連続的に形成されている。ゲート電極３０は、ゲート絶縁膜４０とＢＰＳＧ膜５０とに囲まれて形成されている。
【００３７】
ソース電極６０は、導電性の部材であり、第１主面１０ａを覆うように形成され、ＢＰＳＧ膜５０も含め、半導体基板１０の丘部１０ｄが埋没するように形成されている。ソース電極６０は凹部１０ｃを充填し、丘部１０ｄにおいてソース領域１１と接合されるとともに、ボディコンタクト領域１５とも接合されている。
【００３８】
ドレイン電極７０は、導電性の部材であり、第２主面１０ｂの全面を覆うように形成され、ドレイン領域１４との間で金属−半導体接合を形成している。
【００３９】
次に、図２〜図８を参照して、半導体装置１００の製造方法について説明する。
【００４０】
最初に、図２に示すように、半導体基板１０を用意する。半導体基板１０は第１主面１０ａと第２主面１０ｂとを有する基板であり、例えばシリコンウェハである。半導体装置１００としては、最終的にシリコンウェハをダイシングする等によりチップ化する工程を経るが、ダイシング後のシリコンウェハも半導体基板１０に含むものである。この工程において用意する半導体基板１０には、第１主面１０ａは＜１００＞面が露出したシリコンウェハを選択する。
【００４１】
半導体基板１０には予め、ソース領域１１、ボディ領域１２、ドリフト領域１３、ドレイン領域１４およびボディコンタクト領域１５をイオン注入により形成しておく。イオン注入の方法は一般的な方法を採用でき、所定のマスクを使用し、所定のエネルギーおよび所定の濃度でイオン注入し、アニール処理等で熱拡散する。これにより、各不純物領域１１，１２，１３，１４，１５が形成される。トレンチ２０および凹部１０ｃの形成前の段階ではソース領域１１およびボディコンタクト領域１５がストライプ状に第１主面１０ａに露出した状態である。
【００４２】
次いで、図３に示すように、トレンチ前駆体２０ａおよび凹部１０ｃを形成する。マスクとしてのマスク酸化膜２００を第１主面１０ａに形成後、ケミカルドライエッチング（ＣＤＥ）を用いて第１主面１０ａ側から厚さ方向にドライエッチングする。トレンチ前駆体２０ａは、トレンチ２０を形成するために準備されるトレンチであり、ソース領域１１が形成された部分に選択的に形成する。一方、凹部１０ｃは、ボディコンタクト領域１５が形成された部分に選択的に形成する。トレンチ前駆体２０ａと凹部１０ｃとは、第１主面１０ａからのトレンチ深さが異なり、トレンチ前駆体２０ａを凹部１０ｃよりも深いところまでエッチングする。より具体的には、トレンチ前駆体２０ａはソース領域１１およびボディ領域１２を貫通してドリフト領域１３に至るまでエッチングする。一方、凹部１０ｃは、ソース領域１１とボディコンタクト領域１２との境界面程度の深さまでエッチングすることで形成する。凹部１０ｃはボディコンタクト領域１５を残してエッチングするものであり、エッチング後に露出する面、すなわち凹部１０ｃの底部、においてボディコンタクト領域１５が露出する。また、凹部１０ｃは、側面にソース領域１１が露出する程度の大きさで形成する。なお、凹部１０ｃが必要な深さまでエッチングされたら、その底部にマスクとして酸化膜を形成することでそれ以上のエッチングがされないように処置することで、トレンチ前駆体２０ａと凹部１０ｃのエッチング深さの違いを実現できる。
【００４３】
なお、上記例では、トレンチ前駆体２０ａおよび凹部１０ｃを同一工程において形成する例を示したが、それぞれを別の工程で形成してもよい。
【００４４】
次いで、図４に示すように、犠牲酸化膜２１０を形成する。犠牲酸化膜２１０は、マスク酸化膜２００を含めて、半導体基板１０の露出した部分を覆うように形成する。これにより、トレンチ前駆体２０ａの内壁面、凹部１０ｃの底部および側面が酸化膜で覆われた状態となる。犠牲酸化は一般的な方法で行うことができ、例えば熱酸化を利用する。犠牲酸化膜２１０は、特許請求の範囲に記載の犠牲絶縁膜に相当する。
【００４５】
次いで、トレンチ２０を形成する。この工程におけるトレンチ２０の形成は、トレンチ前駆体２０ａを犠牲酸化膜２１０とともにウェットエッチングしてトレンチ２０を形成するものである。トレンチ２０の形成に係るウェットエッチングでは、薬液としてバッファードフッ酸（ＢＨＦ）を利用する。薬液は、フッ化水素酸（ＨＦ）とフッ化アンモニウム溶液（ＮＨ４Ｆ）の混合水溶液である。本実施形態における半導体装置１００の製造にあっては、フッ化アンモニウムの質量パーセント濃度が略３６．４％とされた水溶液を用いる。また、フッ化水素酸の質量パーセント濃度は、例えば略３．５％とする。この薬液を用いることにより、図５に示すように、トレンチ２０には、＜１１０＞面が露出する壁面２１と、＜１００＞面が露出する底面と、＜１１１＞面が露出する角面２３が形成される。この工程を経ることにより、マスク酸化膜２００および凹部１０ｃに形成されていた酸化膜も除去される。
【００４６】
次いで、図６に示すように、ゲート絶縁膜４０を形成する。ゲート絶縁膜４０の形成は熱酸化により行う。シリコン表面上の熱酸化は、その酸化レートが、結晶面方位の表面原子密度に比例することが知られているが、所定の酸化膜厚（略１５ｎｍ）以上に成長後は、＜１１１＞面の酸化レートが、＜１００＞面や＜１１０＞面の酸化レートよりも高くなることが見出された。この熱酸化の工程を経ることにより、壁面絶縁膜４１、底面絶縁膜４２および角面絶縁膜４３が形成されるとともに、丘部１０ｄの頂にあたる第１主面１０ａ上にも絶縁膜が形成される。
【００４７】
上記のとおり、＜１１１＞面における酸化レートが＜１００＞面や＜１１０＞面よりも高くなるため、角面絶縁膜４３の膜厚は壁面絶縁膜４１および底面絶縁膜４２よりも厚くなり、角面絶縁膜が盛り上がった形状に成形される。
【００４８】
なお、ゲート絶縁膜４０の形成にあたっては、ＯＮＯ膜を形成するようにしても良い。すなわち、トレンチ２０の形成後、熱酸化によりボトム酸化膜を形成し、その後窒化膜を堆積させてエッチバックし、トップ酸化膜を形成する。ゲート絶縁膜４０としてＯＮＯ膜を採用する場合でも、ボトム酸化膜において、角面に対応する部分が厚膜化されるので、全体として、角面絶縁膜４３の膜厚は壁面絶縁膜４１および底面絶縁膜４２よりも厚くなる。
【００４９】
次いで、図７に示すように、ゲート電極３０を形成する。ゲート電極３０はポリシリコンを主成分とするものであり、ＣＶＤなどの手段を用いて形成する。ゲート電極３０は、内壁面がゲート絶縁膜４０に覆われたトレンチ２０内に充填して形成する。
【００５０】
次いで、図８に示すように、ＢＰＳＧ膜５０を形成する。ＢＰＳＧ膜５０は、トレンチ２０の開口を閉塞するように、丘部１０ｄの頂である第１主面１０ａに形成する。これにより、ＢＰＳＧ膜５０とゲート絶縁膜４０とは一体的な絶縁膜となり、ゲート電極３０を囲むように形成される。
【００５１】
次いで、第１主面１０ａ側にソース電極６０を堆積し、第２主面１０ｂ側のドレイン電極７０を堆積する。
【００５２】
以上の工程を経て、半導体装置１００を製造する。
【００５３】
ところで、発明者は、犠牲酸化膜２１０の除去とともにトレンチ２０を形成するウェットエッチングにおいて、使用する薬液のフッ化水素酸の濃度の検討を行った。図９を参照して説明する。図９に示すトレンチ形状は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いてトレンチ２０の断面を観察したものである。
【００５４】
発明者は、フッ化アンモニウムの濃度を略４８％とするバッファードフッ酸において、フッ化水素酸の濃度を４．５％、３．５％、２．０％でそれぞれウェットエッチングを行い、トレンチ２０の断面形状を観察した。
【００５５】
図９に示すように、フッ化水素酸の濃度が４．５％の条件では、壁面２１と底面２２は形成されるが、壁面２１と底面２２とを繋ぐ連結面はラウンド形状となり、所定の平面を形成しない。つまり、角面２３は形成されない。一方、フッ化水素酸の濃度が２．０％の条件では、壁面２１に対して斜面となった角面２３が形成されている。また、フッ化水素酸の濃度が３．５％の条件も、２．０％の場合と較べてドメインは広くないものの、壁面２１と底面２２とを繋ぐ連結面に平面形状が観察され、角面２３が形成されていることが看取できる。
【００５６】
なお、フッ化水素酸の濃度が低いほど角面２３のドメインを大きく取ることができるが、フッ化水素酸の濃度を１．０％未満にすると、実用的なエッチングレートを確保できない。このため、トレンチ２０の形成の工程では、使用するバッファードフッ酸におけるフッ化水素酸の濃度を、１．０％以上、且つ３．５％以下とすることが好ましく、より好ましくは、１．０％以上、且つ２．０％以下とすると良い。
【００５７】
次いで、本実施形態にかかる半導体装置１００を採用することによる作用効果について説明する。
【００５８】
ゲート電極３０への電圧の印加時において、電界はトレンチのコーナー部に集中する。電界が集中する箇所のうち、トレンチ２０の角面２３に形成されたゲート絶縁膜は、壁面２１や底面２２に形成されるゲート絶縁膜よりも厚くされている。このため、壁面２１や底面２２におけるゲート絶縁膜の薄膜化による高周波数スイッチングの特性を維持しつつ、電界が集中する箇所での耐圧を向上させることができる。
【００５９】
シリコン表面においては、酸化膜の厚さが１５ｎｍ以上の条件下において、＜１００＞面や＜１１０＞面に較べて＜１１１＞面の酸化レートが早い。このため、角面２３に形成される角面絶縁膜４３の膜厚を壁面絶縁膜４１や底面絶縁膜４２に較べて厚くすることができるのである。そして、＜１１１＞面が露出した角面２３の形成は、ウェットエッチングに用いるバッファードフッ酸に含まれるフッ化水素酸の濃度を３．５％以下にすることによって実現することができる。
【００６０】
そして、この方法を採用すれば、角面絶縁膜４３の形成を、壁面絶縁膜４１および底面絶縁膜４２の形成と同一の工程で行うことができる。換言すれば、一度の熱酸化の工程で、角面に対応するゲート絶縁膜が厚膜化されたゲート絶縁膜４０を形成することができる。
【００６１】
また、本実施形態における半導体装置１００は、ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴに関するものであり、角面絶縁膜４３がボディ領域１２とドリフト領域１３の境界面よりもドリフト領域１３側に位置している。ｐ導電型のボディ領域１２にチャネルを形成するためのゲート電圧の印加の際には、ｎ導電型のドリフト領域１３側で電界が集中するため、耐圧の強化された角面絶縁膜４３をドリフト領域１３に配置することによって、耐圧向上の効果をより顕著に発揮することができる。
【００６２】
（その他の実施形態）
以上、好ましい実施形態について説明したが、上記した実施形態になんら制限されることなく、この明細書に開示する主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００６３】
上記した実施形態では、半導体装置１００としてｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴを例に説明したが、この例に限定されることはない。半導体装置は、例えば、ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴでも良いし、トレンチゲート型の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）でも良い。トレンチ内部にゲート電極が配置されたトレンチゲート型の半導体装置であって、トレンチのコーナー部において電界が集中するような半導体装置であれば、上記説明した効果を奏することができる。
【００６４】
また、トレンチ２０の形成に係るウェットエッチングにおいて用いるバッファードフッ酸（ＢＨＦ）として、フッ化アンモニウムの質量パーセント濃度が略３６．４％である例を示したが、フッ化アンモニウムの質量パーセント濃度は限定されるものではなく、例えば３０％〜４５％程度の範囲で変更しても、上記した作用効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００６５】
１０…半導体基板，１１…ソース領域，１２…ボディ領域，１３…ドリフト領域，１４…ドレイン領域，１５…ボディコンタクト領域，１０ａ…第１主面，２０…トレンチ，２１…壁面，２２…底面，２３…角面，３０…ゲート電極，４０…ゲート絶縁膜，４１…壁面絶縁膜，４２…底面絶縁膜，４３…角面絶縁膜，５０…ＢＰＳＧ膜，６０…ソース電極，７０…ドレイン電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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