[发明专利]具有超结构造的纵型MOSFET的半导体装置及其制造方法

权利要求书

1.一种具有超结构造的纵型MOSFET的半导体装置的制造方法，包括：

准备在由半导体材料构成的基板(11)的表面(11a)上形成有第一导电型的第一半导体层(12)的半导体基板(10)；

通过以包括上述第一半导体层中的形成纵型MOSFET而用作为芯片的主区域的至少一部分的方式形成第一凹部(12a)，由此在上述第一半导体层形成阶差；

包括上述第一凹部内在内地在上述第一半导体层上配置掩模(14)，使用该掩模在上述主区域中的上述第一凹部内对上述第一半导体层进行蚀刻，由此形成多个沟槽(15)；

在将上述掩模中的至少形成于上述第一凹部内的部分除去之后，填埋上述各沟槽内以及上述第一凹部内并且在上述第一半导体层上使第二导电型的第二半导体层(16)外延生长；

通过对上述第二半导体层进行平坦化研磨，由此将上述第二半导体层残留于上述各沟槽以及上述第一凹部，形成具有基于残留于上述各沟槽内的上述第二半导体层的第二导电型柱与基于配置于多个沟槽间的上述第一半导体层的第一导电型柱交替地反复的PN柱的超结构造；以及

在上述超结构造上形成第一导电型的通道层(17)和与该通道层相接的第二导电型的源极区域(18)，并且在上述通道层的表面上经由栅极绝缘膜(22)形成栅极电极(23)，进而在上述半导体基板的表面侧形成与上述源极区域电连接的源极电极(25)，并且在上述半导体基板的背面侧形成与上述基板的背面连接的漏极电极(26)，由此形成纵型MOSFET。

2.如权利要求1所述的具有超结构造的纵型MOSFET的半导体装置的制造方法，其中，

上述阶差的形成如下地实施：将上述第一凹部形成到上述主区域与在切割时被切断的划线区域之间的边界位置附近，在上述主区域与上述划线区域之间设置阶差。

3.如权利要求1或2所述的具有超结构造的纵型MOSFET的半导体装置的制造方法，其中，

在上述阶差的形成中，在上述主区域与在切割时被切断的划线区域之间的边界位置，在上述主区域的外缘部的至少一部分呈凸状地残留上述第一半导体层。

4.如权利要求3所述的具有超结构造的纵型MOSFET的半导体装置的制造方法，其中，

还包括：在呈凸状地残留有上述第一半导体层的位置，形成与上述第一半导体层取得导通的第一导电型杂质层(27)。

5.如权利要求2至4中任一项所述的具有超结构造的纵型MOSFET的半导体装置的制造方法，其中，

还包括：在上述划线区域形成成为对准的目标的第二凹部(12b)。

6.如权利要求5所述的具有超结构造的纵型MOSFET的半导体装置的制造方法，其中，

上述第二凹部(12b)的形成与上述阶差的形成中的上述第一凹部的形成同时进行。

7.如权利要求1至6中任一项所述的具有超结构造的纵型MOSFET的半导体装置的制造方法，其中，

还包括：在上述第二半导体层的外延生长之前，在上述第一半导体层中的外周区域形成第三凹部(12c)，该外周区域成为形成上述纵型MOSFET的主区域的周边区域，

在上述第二半导体层的外延生长中，以填埋上述第三凹部内的方式在上述第一半导体层上形成上述第二半导体层。

8.如权利要求1至7中任一项所述的具有超结构造的纵型MOSFET的半导体装置的制造方法，其中，

上述纵型MOSFET的形成包括：

在第一导电型柱上的第二半导体层中，离子注入第二导电型杂质而形成上述通道层；

对上述通道层的表层部离子注入第一导电型杂质而形成上述源极区域；

形成贯通上述通道层而达到上述第一导电型柱的栅极沟槽(21)；以及

在上述栅极沟槽的内壁面上形成上述栅极绝缘膜，并且在上述栅极绝缘膜的表面上形成上述栅极电极，

上述纵型MOSFET是沟槽栅极型的纵型MOSFET。