【手続補正書】
【提出日】平成31年3月15日(2019.3.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子が形成された半導体（１〜５）と、
前記半導体の上に形成され、前記半導体素子に繋がるコンタクトホール（１０ａ）を有し、リンとボロンの少なくとも一方を含んで構成された層間絶縁膜（１０）と、
前記層間絶縁膜の上に形成され、前記コンタクトホールを通じて前記半導体素子と接続される金属電極（９ｄ）と、を有し、
前記層間絶縁膜内に水素が充填されており、
さらに、前記層間絶縁膜にはリンが含まれており、該層間絶縁膜内においてリン濃度分布の極大値がある半導体装置。
【請求項２】
半導体素子が形成された半導体（１〜５）と、
前記半導体の上に形成され、前記半導体素子に繋がるコンタクトホール（１０ａ）を有し、リンとボロンの少なくとも一方を含んで構成された層間絶縁膜（１０）と、
前記層間絶縁膜の上に形成され、前記コンタクトホールを通じて前記半導体素子と接続される金属電極（９ｄ）と、を有し、
前記層間絶縁膜内に水素が充填されており、
前記層間絶縁膜内における水素濃度が１×１０２０ｃｍ−３以上である半導体装置。
【請求項３】
前記層間絶縁膜にはリンが含まれており、該層間絶縁膜内においてリン濃度分布の極大値がある請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記層間絶縁膜内の全域においてリン濃度が２ｗｔ％以上である請求項１または３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記層間絶縁膜にはボロンが含まれており、該層間絶縁膜内の全域においてボロン濃度が２ｗｔ％である請求項１ないし４のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記コンタクトホール中には、タングステンプラグ（９ｃ）が埋め込まれており、前記金属電極の下地面が平坦とされている請求項１ないし５のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項７】
半導体素子が形成された半導体（１〜５）と、
前記半導体の上に形成され、前記半導体素子に繋がるコンタクトホール（１０ａ）を有し、リンとボロンの少なくとも一方を含んで構成された層間絶縁膜（１０）と、
前記層間絶縁膜の上に形成され、前記コンタクトホールを通じて前記半導体素子と接続される金属電極（９ｄ）と、を有し、
前記層間絶縁膜内に水素が充填されており、
前記コンタクトホールは、上面形状が正方形で構成され、該正方形の一辺の長さが０．３〜０．６μｍとされていて、前記層間絶縁膜の底面と該コンタクトホールの側面との成す角度を側壁角として、該側壁角が８５°以上である半導体装置。
【請求項８】
半導体素子が形成された半導体（１〜５）と、
前記半導体の上に形成され、前記半導体素子に繋がるコンタクトホール（１０ａ）を有し、リンとボロンの少なくとも一方を含んで構成された層間絶縁膜（１０）と、
前記層間絶縁膜の上に形成され、前記コンタクトホールを通じて前記半導体素子と接続される金属電極（９ｄ）と、を有し、
前記層間絶縁膜内に水素が充填されており、
前記コンタクトホールは、上面形状が長方形のライン状で構成され、該長方形の短辺の長さが０．３〜０．６μｍとされていて、前記層間絶縁膜の底面と該コンタクトホールの側面との成す角度を側壁角として、該側壁角が８５°以上である半導体装置。
【請求項９】
前記半導体のうち前記半導体素子が形成されたセル部と、該セル部を囲むガードリング部を含む外周部とを有し、前記ガードリング部において前記半導体に凹部（２０）が形成されていて、前記セル部と前記ガードリング部との間において段差が構成されており、
前記層間絶縁膜は、前記段差も覆うように形成されている請求項１ないし８のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項１０】
半導体素子が形成された半導体（１〜５）と、
前記半導体の上に形成され、前記半導体素子に繋がるコンタクトホール（１０ａ）を有し、リンとボロンの少なくとも一方を含んで構成された層間絶縁膜（１０）と、
前記層間絶縁膜の上に形成され、前記コンタクトホールを通じて前記半導体素子と接続される金属電極（９ｄ）と、を有し、
前記層間絶縁膜内に水素が充填されており、
前記半導体と前記層間絶縁膜との間には、前記層間絶縁膜よりも水素濃度が低い下地絶縁膜（７）が形成されている半導体装置。
【請求項１１】
前記下地絶縁膜の水素濃度は１×１０２０ｃｍ−３未満である請求項１０に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記層間絶縁膜と前記下地絶縁膜との界面において、前記層間絶縁膜および前記下地絶縁膜の双方を含めた膜内における水素濃度が極大値となっている請求項１０または１１に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記半導体素子は、
前記半導体として、裏面側が第１導電型もしくは第２導電型の高濃度不純物層（１）とされていると共に表面側が前記高濃度不純物層よりも低不純物濃度とされた第１導電型のドリフト層（２）とされ、炭化珪素にて構成された半導体基板（１、２）と、前記ドリフト層の上に形成された第２導電型の炭化珪素からなるベース領域（３）と、前記ベース領域の上に形成され、前記ドリフト層よりも高不純物濃度の第１導電型の炭化珪素で構成されたソース領域（４）と、を有し、
さらに、前記ソース領域の表面から前記ベース領域よりも深くまで形成されたゲートトレンチ（６）内に形成され、該ゲートトレンチの内壁面に形成されたゲート絶縁膜（７）と、前記ゲート絶縁膜の上に形成されたゲート電極（８）と、を有して構成されたトレンチゲート構造と、
前記ソース領域および前記ベース領域に接続された第１電極（９）と、
前記高濃度不純物層に接続された第２電極（１１）と、を有しており、
前記ゲート絶縁膜は、前記下地絶縁膜を構成しており、
前記金属電極は、前記第１電極に含まれている請求項１０ないし１２のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項１４】
半導体素子が形成された半導体（１〜５）と、
前記半導体の上に形成され、前記半導体素子に繋がるコンタクトホール（１０ａ）を有し、リンとボロンの少なくとも一方を含んで構成された層間絶縁膜（１０）と、
前記層間絶縁膜の上に形成され、前記コンタクトホールを通じて前記半導体素子と接続される金属電極（９ｄ）と、を有し、
前記半導体のうち前記半導体素子が形成されたセル部と、該セル部を囲むガードリング部を含む外周部とを有し、前記ガードリング部において前記半導体に凹部（２０）が形成されていて、前記セル部と前記ガードリング部との間において段差が構成されており、
前記層間絶縁膜が前記段差も覆うように形成される半導体装置の製造方法であって、
前記凹部が形成されることで前記段差が構成された前記半導体の上に前記層間絶縁膜を成膜することと、
リフローを行うことで、前記層間絶縁膜を流動させ、前記段差を所定の膜厚の前記層間絶縁膜で覆うことと、
前記段差を所定の膜厚の前記層間絶縁膜で覆うことの後に、前記コンタクトホールを形成することと、
前記コンタクトホールを形成することの後に、水素アニールを８７０℃以上で行うことで、前記層間絶縁膜内に水素を充填して該層間絶縁膜の緻密化処理を行うことと、を含んでいる半導体装置の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１〜１３に記載の半導体装置は、半導体素子が形成された半導体（１〜５）と、半導体の上に形成され、半導体素子に繋がるコンタクトホール（１０ａ）を有し、リンとボロンの少なくとも一方を含んで構成された層間絶縁膜（１０）と、層間絶縁膜の上に形成され、コンタクトホールを通じて半導体素子と接続される金属電極（９ｄ）と、を有し、層間絶縁膜内に水素が充填されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
請求項１４に記載の半導体装置の製造方法では、凹部が形成されることで段差が構成された半導体の上に層間絶縁膜を成膜することと、リフローを行うことで、層間絶縁膜を流動させ、段差を所定の膜厚の層間絶縁膜で覆うことと、段差を所定の膜厚の層間絶縁膜で覆うことの後に、コンタクトホールを形成することと、コンタクトホールを形成することの後に、Ｈ２アニールを８７０℃以上で行うことで、層間絶縁膜内に水素を充填して該層間絶縁膜の緻密化処理を行うことと、を含んでいる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
このように、コンタクトホールを形成した後にＨ２アニールを行うことで、層間絶縁膜に水素を充填して層間絶縁膜の緻密化処理を行うことができる。これにより、層間絶縁膜に対してコンタクトホールを形成した後に高温となる加熱工程が行われても、コンタクトホールの側壁の角部が丸まるとが抑制され、側壁が切り立ったコンタクトホールにできる。したがって、耐久性を向上することが可能な半導体装置を製造することができる。