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JP7269743B2 - Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Description

本発明は、半導体装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and its manufacturing method.

特許文献1は、LDMOS(Lateral Double-diffused MOS)型トランジスタ含む半導体装置を開示している。
この半導体装置は、p型の半導体基板と、半導体基板上に形成されたn型の半導体層と、半導体層の表面部に形成されたp型のドレインオフセット領域と、ドレインオフセット領域を貫通するように半導体層の表面部に形成されたn型のボディ領域と、ボディ領域の表面部に形成されたp型のソース領域と、ボディ領域から離間して形成されたp型のドレイン領域と、ソース領域のドレイン領域側の端部からボディ領域を横切るようにドレインオフセット領域上に形成されたゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜とドレイン領域との間でドレインオフセット領域上に形成された厚い絶縁膜(LOCOS酸化膜)と、ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極とを含む。この構成において、ボディ領域と半導体層との境界は、ゲート絶縁膜に接している。
Patent Document 1 discloses a semiconductor device including an LDMOS (Lateral Double-diffused MOS) type transistor.
This semiconductor device includes a p-type semiconductor substrate, an n-type semiconductor layer formed on the semiconductor substrate, a p-type drain offset region formed on the surface of the semiconductor layer, and a drain offset region extending through the drain offset region. an n-type body region formed on the surface of a semiconductor layer, a p-type source region formed on the surface of the body region, a p-type drain region formed apart from the body region, and a source A gate insulating film formed on the drain offset region so as to cross the body region from the end of the region on the drain region side, and a thick insulating film formed on the drain offset region between the gate insulating film and the drain region ( LOCOS oxide film) and a gate electrode formed on the gate insulating film. In this configuration, the boundary between the body region and the semiconductor layer is in contact with the gate insulating film.

特開2011-243919号公報JP 2011-243919 A

特許文献1では、ゲート電極の下方にLOCOS酸化膜が挿入されている。このLOCOS酸化膜の、ドレイン領域からソース領域に向かう方向の長さを短くするほど、オン抵抗が低減する。
しかしながら、当該LOCOS酸化膜の長さの縮小には限界がある。LOCOS酸化膜を形成する際に使用する露光機の解像限界によって、パターンが細すぎると解像不良となり、パターン形成ができなくなるためである。その結果、LOCOS酸化膜を形成できない可能性もある。
In Patent Document 1, a LOCOS oxide film is inserted below the gate electrode. The on-resistance decreases as the length of the LOCOS oxide film in the direction from the drain region to the source region is shortened.
However, there is a limit to reducing the length of the LOCOS oxide film. This is because, due to the resolution limit of the exposure machine used when forming the LOCOS oxide film, if the pattern is too thin, the resolution will be poor and the pattern cannot be formed. As a result, there is a possibility that the LOCOS oxide film cannot be formed.

本発明の目的は、従来に比べてオン抵抗を低減することができる半導体装置およびその製造方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor device and a method of manufacturing the same that can reduce the on-resistance as compared with the prior art.

本発明の一実施形態に係る半導体装置は、素子主面を有する第1導電型の半導体層と、前記半導体層の前記素子主面に形成された第2導電型のボディ領域と、前記ボディ領域に形成され、かつ前記ボディ領域の周縁とは離間して配置された第1導電型のソース領域と、前記半導体層の前記素子主面に形成され、かつ前記ボディ領域とは離間して配置された第1導電型のドレイン領域と、前記ソース領域と前記ボディ領域の周縁との間のチャネル領域に対向するゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜を介して前記チャネル領域に対向するゲート電極と、前記ゲート絶縁膜と前記ドレイン領域との間において前記半導体層の前記素子主面に形成され、かつ前記ゲート絶縁膜よりも大きな厚さを有するフィールド絶縁膜とを含み、前記フィールド絶縁膜は、前記半導体層の前記素子主面を法線方向から見た平面視において、前記ドレイン領域から前記ソース領域に向かう第1方向に沿って、第1の長さと、前記第1の長さよりも短い第2の長さとを有している。 A semiconductor device according to one embodiment of the present invention comprises a first conductivity type semiconductor layer having an element main surface, a second conductivity type body region formed on the element main surface of the semiconductor layer, and the body region. and a source region of a first conductivity type formed in said semiconductor layer and spaced apart from the periphery of said body region; and a source region formed in said main surface of said semiconductor layer and spaced from said body region. a first conductivity type drain region, a gate insulating film facing a channel region between the source region and the periphery of the body region, and a gate electrode facing the channel region through the gate insulating film; a field insulating film formed on the element main surface of the semiconductor layer between the gate insulating film and the drain region and having a greater thickness than the gate insulating film; In a plan view of the element main surface of the semiconductor layer viewed from the normal direction, along the first direction from the drain region to the source region, a first length and a second length shorter than the first length are provided. has a length of

この構成によれば、フィールド絶縁膜が、第1方向に関して相対的に短い第2の長さを有する部分を有している。これにより、セルピッチが縮小されるので、単位面積当たりのオン抵抗を低減することができる。
本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記フィールド絶縁膜の前記ドレイン領域側の端部は、前記平面視において、前記ドレイン領域に向かう方向に突出する山部と、前記山部に連続し、かつ前記ドレイン領域から離れる方向に凹む谷部とを含む波形に形成されており、前記第1の長さの一方の端点は、前記山部の頂部に設定されており、かつ前記第2の長さの一方の端点は、前記谷部の底部に設定されていてもよい。
According to this configuration, the field insulating film has a portion having a relatively short second length in the first direction. As a result, the cell pitch is reduced, so that the on-resistance per unit area can be reduced.
In the semiconductor device according to one embodiment of the present invention, the end portion of the field insulating film on the drain region side includes, in the plan view, a ridge projecting in a direction toward the drain region and a ridge continuing to the ridge. and a trough recessed in a direction away from the drain region, one end point of the first length is set at the top of the ridge, and the second One end point of the length may be set at the bottom of the valley.

本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記フィールド絶縁膜の前記ソース領域側の端部は、前記山部および前記谷部に対向する区間において直線状に形成されていてもよい。
本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記フィールド絶縁膜の前記ソース領域側の端部は、前記平面視において、前記ソース領域に向かう方向に突出する山部と、前記山部に連続し、かつ前記ソース領域から離れる方向に凹む谷部とを含む波形に形成されていてもよい。
In the semiconductor device according to one embodiment of the present invention, the end portion of the field insulating film on the source region side may be formed linearly in the section facing the peak portion and the valley portion.
In the semiconductor device according to one embodiment of the present invention, the end portion of the field insulating film on the source region side includes, in the plan view, a mountain portion protruding in a direction toward the source region and a peak portion continuing to the mountain portion. , and a trough recessed in a direction away from the source region.

本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記第1方向において、前記フィールド絶縁膜の前記ドレイン領域側の前記山部と前記ソース領域側の前記山部とが対向しており、かつ前記フィールド絶縁膜の前記ドレイン領域側の前記谷部と前記ソース領域側の前記谷部とが対向していてもよい。
本発明の一実施形態に係る半導体装置は、前記半導体層上に形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜を厚さ方向に貫通し、かつ前記ドレイン領域に接続されたドレインコンタクトとを含み、前記ドレインコンタクトは、前記平面視において、前記フィールド絶縁膜の前記ドレイン領域側の端部の前記谷部に隣り合う部分に配置されていてもよい。
In the semiconductor device according to one embodiment of the present invention, in the first direction, the peak portion on the drain region side of the field insulating film and the peak portion on the source region side of the field insulating film are opposed to each other, and The valley portion of the insulating film on the drain region side and the valley portion on the source region side may face each other.
A semiconductor device according to one embodiment of the present invention includes an interlayer insulating film formed on the semiconductor layer, and a drain contact penetrating through the interlayer insulating film in a thickness direction and connected to the drain region. The drain contact may be arranged at a portion adjacent to the valley portion of the end portion of the field insulating film on the drain region side in the plan view.

この構成によれば、ドレイン領域において、幅が比較的広い部分にドレインコンタクトが配置されるので、デザインルールに柔軟性を持たせることができ、さらにセルピッチを縮小することができる。
本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記フィールド絶縁膜の前記ソース領域側の端部は、前記平面視において、前記ソース領域に向かう方向に突出する山部と、前記山部に連続し、かつ前記ソース領域から離れる方向に凹む谷部とを有する波形に形成されており、前記第1の長さの一方の端点は、前記山部の頂部に設定されており、かつ前記第2の長さの一方の端点は、前記谷部の底部に設定されていてもよい。
According to this configuration, since the drain contact is arranged in a relatively wide portion in the drain region, flexibility can be given to the design rule and the cell pitch can be reduced.
In the semiconductor device according to one embodiment of the present invention, the end portion of the field insulating film on the source region side includes, in the plan view, a mountain portion protruding in a direction toward the source region and a peak portion continuing to the mountain portion. and a trough recessed in a direction away from the source region, one end point of the first length is set at the top of the peak, and the second One end point of the length may be set at the bottom of the valley.

本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記フィールド絶縁膜の前記ドレイン領域側の端部は、前記山部および前記谷部に対向する区間において直線状に形成されていてもよい。
本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記第1の長さは0.4μm~0.7μmであり、かつ前記第2の長さは0.2μm~0.5μmであってもよい。
In the semiconductor device according to one embodiment of the present invention, the end portion of the field insulating film on the drain region side may be formed linearly in the section facing the peak portion and the valley portion.
In the semiconductor device according to one embodiment of the present invention, the first length may be 0.4 μm to 0.7 μm, and the second length may be 0.2 μm to 0.5 μm.

本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記フィールド絶縁膜は、LOCOS(LOCal Oxidation of Silicon)酸化膜を含んでいてもよい。
本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法は、素子主面を有する第1導電型の半導体層上にフォトレジストを塗布する工程と、前記半導体層の前記素子主面を法線方向から見た平面視において、選択的に突出する複数の凸部と、前記複数の凸部の間の凹部とを含む端部を有するマスクを前記フォトレジスト上に配置する工程と、前記マスクを用いて前記フォトレジストを露光し、かつ現像することによって、前記マスクの前記凸部に対応する山部と、前記マスクの前記凹部に対応する谷部とを含む波形の端部を有するように前記フォトレジストをパターニングする工程と、前記パターニング後の前記フォトレジストをマスクとして形成されるハードマスクから露出する前記半導体層の前記素子主面を酸化することによって、前記フォトレジストの前記山部に対応する山部と、前記フォトレジストの前記谷部に対応する谷部とを含む波形の第1端部と、前記第1端部とは反対側の第2端部とを有するフィールド絶縁膜を形成する工程と、前記ハードマスクを除去することによって、前記フィールド絶縁膜の前記第1端部側の前記半導体層の前記素子主面である第1領域と、前記フィールド絶縁膜の前記第2端部側の前記素子主面である第2領域とを露出させる工程と、前記半導体層の前記第1領域に第1導電型のドレイン領域を形成する工程と、前記半導体層の前記第2領域にゲート絶縁膜を選択的に形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、前記半導体層の前記第2領域に第2導電型のボディ領域を形成する工程と、前記ボディ領域の周縁とは離間するように、前記ボディ領域に第1導電型のソース領域を形成する工程とを含む。
In the semiconductor device according to one embodiment of the present invention, the field insulating film may include a LOCOS (LOCal Oxidation of Silicon) oxide film.
A method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: applying a photoresist onto a semiconductor layer of a first conductivity type having an element main surface; placing on the photoresist a mask having an edge portion including a plurality of selectively protruding protrusions and recesses between the plurality of protrusions in a planar view; exposing and developing the photoresist to have a wavy edge including peaks corresponding to the protrusions of the mask and valleys corresponding to the recesses of the mask; and oxidizing the element main surface of the semiconductor layer exposed from a hard mask formed using the photoresist after the patterning as a mask, thereby forming ridges corresponding to the ridges of the photoresist. forming a field insulating film having a wave-shaped first end portion including a trough portion corresponding to the trough portion of the photoresist; and a second end portion opposite to the first end portion. and removing the hard mask to form a first region which is the device main surface of the semiconductor layer on the first end side of the field insulating film and the first region on the second end side of the field insulating film. forming a first conductivity type drain region in the first region of the semiconductor layer; and forming a gate insulating film in the second region of the semiconductor layer. forming a gate electrode on the gate insulating film; forming a body region of a second conductivity type in the second region of the semiconductor layer; forming source regions of the first conductivity type in the body region such that they are spaced apart from each other.

また、本発明の他の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、素子主面を有する第1導電型の半導体層上にフォトレジストを塗布する工程と、前記半導体層の前記素子主面を法線方向から見た平面視において、選択的に突出する複数の凸部と、前記複数の凸部の間の凹部とを含む端部を有するマスクを前記フォトレジスト上に配置する工程と、 前記マスクを用いて前記フォトレジストを露光し、かつ現像することによって、前記マスクの前記凸部に対応する山部と、前記マスクの前記凹部に対応する谷部とを含む波形の端部を有するように前記フォトレジストをパターニングする工程と、前記パターニング後の前記フォトレジストをマスクとして形成されるハードマスクから露出する前記半導体層の前記素子主面を酸化することによって、前記フォトレジストの前記山部に対応する山部と、前記フォトレジストの前記谷部に対応する谷部とを含む波形の第1端部と、前記第1端部とは反対側の第2端部とを有するフィールド絶縁膜を形成する工程と、前記ハードマスクを除去することによって、前記フィールド絶縁膜の前記第1端部側の前記半導体層の前記素子主面である第1領域と、前記フィールド絶縁膜の前記第2端部側の前記素子主面である第2領域とを露出させる工程と、前記半導体層の前記第1領域にゲート絶縁膜を選択的に形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、前記半導体層の前記第1領域に第2導電型のボディ領域を形成する工程と、前記ボディ領域の周縁とは離間するように、前記ボディ領域に第1導電型のソース領域を形成する工程と、前記半導体層の前記第2領域に第1導電型のドレイン領域を形成する工程とを含む。 Further, a method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention includes the steps of: applying a photoresist on a semiconductor layer of a first conductivity type having an element main surface; disposing on the photoresist a mask having an end portion including a plurality of selectively protruding protrusions and recesses between the plurality of protrusions in plan view in a line direction; exposing and developing the photoresist with a patterning the photoresist; and oxidizing the element main surface of the semiconductor layer exposed from a hard mask formed using the patterned photoresist as a mask, thereby corresponding to the peaks of the photoresist. forming a field insulating film having a corrugated first end portion including a ridge portion corresponding to the trough portion of the photoresist and a trough portion corresponding to the trough portion of the photoresist; and a second end portion opposite to the first end portion. and removing the hard mask to form a first region, which is the element main surface of the semiconductor layer on the first end side of the field insulating film, and the second end of the field insulating film. selectively forming a gate insulating film in the first region of the semiconductor layer; and forming a gate electrode on the gate insulating film. forming a body region of a second conductivity type in the first region of the semiconductor layer; and forming a source region of the first conductivity type in the body region so as to be spaced apart from a peripheral edge of the body region. and forming a first conductivity type drain region in the second region of the semiconductor layer.

上記の製造方法によって、前述の半導体装置を製造することができる。また、この製造方法では、凸部および凹部を含む端部を有するマスクを使用してフォトレジストが露光される。そのため、光の回折および干渉現象によって、凸部と凹部とが平滑化されて山部と谷部とを含む波形の端部パターンとして、フォトレジストが解像される。したがって、マスクの凹部を含む領域の寸法が露光機の解像限界を下回っていても、解像不良を防止することができる。その結果、比較的解像限界が高い露光機を用いても、ドレイン領域からソース領域に向かう第1方向において、露光機の解像限界を下回る、フィールド絶縁膜の第2の長さを実現することができる。 The semiconductor device described above can be manufactured by the manufacturing method described above. Also, in this manufacturing method, the photoresist is exposed using a mask having edges that include protrusions and recesses. Therefore, due to diffraction and interference phenomena of light, the convex portions and concave portions are smoothed, and the photoresist is resolved as a wavy end pattern including peaks and valleys. Therefore, even if the dimension of the area including the concave portion of the mask is below the resolution limit of the exposing machine, it is possible to prevent poor resolution. As a result, even if an exposure tool with a relatively high resolution limit is used, a second length of the field insulating film that is below the resolution limit of the exposure tool in the first direction from the drain region to the source region is achieved. be able to.

本発明の一実施形態および他の実施形態に係る半導体装置の製造方法では、前記マスクは、前記凸部および前記凹部を含む端部の反対側に、直線状に形成された端部を有していてもよい。
本発明の他の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、素子主面を有する第1導電型の半導体層上にフォトレジストを塗布する工程と、前記半導体層の前記素子主面を法線方向から見た平面視において、互いに0.5μm未満の間隔を空けて配置された複数のパターンを有するマスクを前記フォトレジスト上に配置する工程と、前記マスクを用いて前記フォトレジストを露光し、かつ現像することによって、隣り合う前記パターンの隙間部分に対応する谷部と、前記パターンに対応する山部とを含む端部を有するように前記フォトレジストをパターニングする工程と、前記パターニング後の前記フォトレジストをマスクとして形成されるハードマスクから露出する前記半導体層の前記素子主面を酸化することによって、前記フォトレジストの前記山部に対応する山部と、前記フォトレジストの前記谷部に対応する谷部とを、それぞれ含む波形の第1端部および波形の第2端部を有するフィールド絶縁膜を形成する工程と、前記ハードマスクを除去することによって、前記フィールド絶縁膜の前記第1端部側の前記半導体層の前記素子主面である第1領域と、前記フィールド絶縁膜の前記第2端部側の前記素子主面である第2領域とを露出させる工程と、前記半導体層の前記第1領域に第1導電型のドレイン領域を形成する工程と、前記半導体層の前記第2領域にゲート絶縁膜を選択的に形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、前記半導体層の前記第2領域に第2導電型のボディ領域を形成する工程と、前記ボディ領域の周縁とは離間するように、前記ボディ領域に第1導電型のソース領域を形成する工程とを含んでいてもよい。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to one embodiment and another embodiment of the present invention, the mask has an edge formed linearly on the opposite side of the edge including the protrusion and the recess. may be
A method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention includes the steps of: applying a photoresist on a semiconductor layer of a first conductivity type having an element main surface; placing a mask on the photoresist, the mask having a plurality of patterns spaced apart from each other by less than 0.5 μm in a plan view from the top; exposing the photoresist using the mask; patterning the photoresist so as to have an end portion including valleys corresponding to gaps between the adjacent patterns and peaks corresponding to the pattern by developing the photoresist after the patterning; By oxidizing the element main surface of the semiconductor layer exposed from a hard mask formed using a resist as a mask, a peak corresponding to the peak of the photoresist and a valley corresponding to the photoresist are formed. forming a field insulating film having a corrugated first end and a corrugated second end including, respectively, valleys; and removing the hard mask to form the first end of the field insulating film. a step of exposing a first region that is the device main surface of the semiconductor layer on the second end side of the field insulating film and a second region that is the device main surface on the second end side of the field insulating film; forming a drain region of a first conductivity type in a first region; selectively forming a gate insulating film in the second region of the semiconductor layer; and forming a gate electrode on the gate insulating film. forming a body region of the second conductivity type in the second region of the semiconductor layer; and forming a source region of the first conductivity type in the body region so as to be separated from a peripheral edge of the body region. and a step.

この製造方法によっても、前述の半導体装置を製造することができる。 Also by this manufacturing method, the above-described semiconductor device can be manufactured.

図1は、本発明の第1実施形態に係る半導体装置の模式的な平面図である。FIG. 1 is a schematic plan view of a semiconductor device according to a first embodiment of the invention. 図2は、図1に示す半導体装置の断面図であって、図1のII-II断面を示す図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the semiconductor device shown in FIG. 1, showing a cross section taken along the line II--II in FIG. 図3は、図1および図2に示す半導体装置の製造工程の一部を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a part of the manufacturing process of the semiconductor device shown in FIGS. 1 and 2. FIG. 図4は、図3の次の工程を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the next step of FIG. 図5は、図4の次の工程を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the next step of FIG. 図6は、図5の次の工程を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the next step of FIG. 図7は、図6の次の工程を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the next step of FIG. 図8は、図7の次の工程を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the next step of FIG. 図9は、図8の次の工程を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing the next step of FIG. 図10は、図9の次の工程を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the next step of FIG. 図11は、図10の次の工程を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the next step after FIG. 図12は、図11の次の工程を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing the next step after FIG. 図13は、図12の次の工程を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the next step after FIG. 図14は、図13の次の工程を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing the next step after FIG. 図15は、図14の次の工程を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing the next step after FIG. 図16は、図15の次の工程を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing the next step after FIG. 図17は、図16の次の工程を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing the next step after FIG. 図18は、図17の次の工程を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing the next step after FIG. 図19Aは、フォトレジストの露光・現像に関連する工程を示す図である。FIG. 19A is a diagram showing steps related to exposure and development of a photoresist. 図19Bは、フォトレジストの露光・現像に関連する工程を示す図である。FIG. 19B is a diagram showing steps related to exposure and development of a photoresist. 図20は、本発明の第2実施形態に係る半導体装置の模式的な平面図である。FIG. 20 is a schematic plan view of a semiconductor device according to the second embodiment of the invention. 図21は、本発明の第3実施形態に係る半導体装置の模式的な平面図である。FIG. 21 is a schematic plan view of a semiconductor device according to the third embodiment of the invention. 図22は、本発明の第4実施形態に係る半導体装置の模式的な平面図である。FIG. 22 is a schematic plan view of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the invention. 図23Aは、フォトレジストの露光・現像に関連する工程を示す図(第5実施形態)である。FIG. 23A is a diagram (fifth embodiment) showing steps related to exposure and development of a photoresist. 図23Bは、フォトレジストの露光・現像に関連する工程を示す図(第5実施形態)である。FIG. 23B is a diagram (fifth embodiment) showing steps related to exposure and development of a photoresist.

以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る半導体装置1の模式的な平面図である。図2は、図1に示す半導体装置1の断面図であって、図1のII-II断面を示す図である。
半導体装置1は、たとえばドレイン・ソース間電圧VDSが5V~30V程度のLDMOS(Lateral Double-diffused Metal Oxide Semiconductor)領域を含む半導体装置である。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<First embodiment>
FIG. 1 is a schematic plan view of a semiconductor device 1 according to a first embodiment of the invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the semiconductor device 1 shown in FIG. 1, showing a cross section taken along the line II--II of FIG.
The semiconductor device 1 is, for example, a semiconductor device including an LDMOS (Lateral Double-diffused Metal Oxide Semiconductor) region having a drain-source voltage VDS of about 5V to 30V.

半導体装置1は、半導体基板2と、エピタキシャル層3と、フィールド絶縁膜4と、ボディ領域5と、ソース領域6と、ドレイン領域7と、ゲート絶縁膜8と、ゲート電極9と、層間絶縁膜10と、ソースコンタクト11と、ドレインコンタクト12と、ソース電極13と、ドレイン電極14とを含んでいる。
半導体基板2は、主面15と、半導体基板2の厚さ方向において主面15の反対側を向く裏面16とを有する。主面15は、エピタキシャル層3に接する面である。裏面16は、その全面が、半導体装置1の外部に露出している。
A semiconductor device 1 includes a semiconductor substrate 2, an epitaxial layer 3, a field insulating film 4, a body region 5, a source region 6, a drain region 7, a gate insulating film 8, a gate electrode 9, and an interlayer insulating film. 10 , a source contact 11 , a drain contact 12 , a source electrode 13 and a drain electrode 14 .
The semiconductor substrate 2 has a main surface 15 and a back surface 16 facing away from the main surface 15 in the thickness direction of the semiconductor substrate 2 . Main surface 15 is a surface in contact with epitaxial layer 3 . The back surface 16 is entirely exposed to the outside of the semiconductor device 1 .

半導体基板2は、この実施形態ではシリコン(Si)基板から構成されているが、他の素材(たとえば、炭化シリコン(SiC)等)から構成された基板であってもよい。半導体基板2は、この実施形態ではp型である。半導体基板2は、たとえば、1×1014cm-3~5×1018cm-3の不純物濃度を有している。また、半導体基板2の厚さは、たとえば、研削前で500μm~800μmである。 The semiconductor substrate 2 is composed of a silicon (Si) substrate in this embodiment, but may be a substrate composed of other materials (for example, silicon carbide (SiC), etc.). The semiconductor substrate 2 is p-type in this embodiment. Semiconductor substrate 2 has an impurity concentration of, for example, 1×10 14 cm −3 to 5×10 18 cm −3 . Moreover, the thickness of the semiconductor substrate 2 is, for example, 500 μm to 800 μm before grinding.

エピタキシャル層3は、半導体基板2に接しており、かつ半導体基板2に積層されている。エピタキシャル層3は、素子主面17と、エピタキシャル層3の厚さ方向において素子主面17の反対側を向く接合面18とを有する。素子主面17は、前述のLDMOS領域が形成された面である。接合面18は、半導体基板2の主面15に接する面である。なお、図示はしないが、平面視で閉環状のp型の素子分離ウェルがエピタキシャル層3の素子主面17から半導体基板2に達するように形成されることによって、LDMOS領域が区画されていてもいる。つまり、LDMOS領域は、p型の半導体基板2とp型の素子分離ウェル(図示せず)によって取り囲まれた領域である。 The epitaxial layer 3 is in contact with the semiconductor substrate 2 and laminated on the semiconductor substrate 2 . Epitaxial layer 3 has an element main surface 17 and a junction surface 18 facing away from element main surface 17 in the thickness direction of epitaxial layer 3 . The element main surface 17 is the surface on which the aforementioned LDMOS region is formed. The bonding surface 18 is a surface in contact with the main surface 15 of the semiconductor substrate 2 . Although not shown, the LDMOS region may be partitioned by forming a p-type device isolation well having a closed annular shape in plan view from the device main surface 17 of the epitaxial layer 3 to reach the semiconductor substrate 2 . there is That is, the LDMOS region is a region surrounded by the p-type semiconductor substrate 2 and the p-type isolation well (not shown).

エピタキシャル層3は、この実施形態ではシリコン(Si)から構成されているが、他の素材(たとえば、炭化シリコン(SiC)等)から構成されていてもよい。
エピタキシャル層3は、半導体基板2と逆の導電型を有しており、この実施形態ではn型である。エピタキシャル層3は、たとえば、5×1014cm-3~1×1017cm-3の不純物濃度を有している。また、エピタキシャル層3の厚さは、たとえば、3μm~20μmである。
The epitaxial layer 3 is composed of silicon (Si) in this embodiment, but may be composed of other materials (for example, silicon carbide (SiC), etc.).
The epitaxial layer 3 has a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate 2 and is n-type in this embodiment. Epitaxial layer 3 has an impurity concentration of, for example, 5×10 14 cm −3 to 1×10 17 cm −3 . Moreover, the thickness of the epitaxial layer 3 is, for example, 3 μm to 20 μm.

フィールド絶縁膜4は、エピタキシャル層3の素子主面17に形成されている。フィールド絶縁膜4は、エピタキシャル層3の素子主面17を選択的に覆っており、かつ素子主面17の一部を第1領域19および第2領域20として、それぞれ、第1開口21および第2開口22から露出させている。
第1領域19および第2領域20は互いに離れており、かつ図1に示すように、フィールド絶縁膜4によって取り囲まれている。図1では、第2領域20が一対の第1領域19で挟まれた状態が示されているが、他の形態として、エピタキシャル層3の素子主面17には、第1領域19および第2領域20が交互に複数配列されていてもよい。
Field insulating film 4 is formed on element main surface 17 of epitaxial layer 3 . The field insulating film 4 selectively covers the element main surface 17 of the epitaxial layer 3, and uses a part of the element main surface 17 as a first region 19 and a second region 20, respectively, for a first opening 21 and a second region. 2 are exposed from the opening 22 .
The first region 19 and the second region 20 are separated from each other and surrounded by the field insulating film 4 as shown in FIG. FIG. 1 shows a state in which the second region 20 is sandwiched between a pair of first regions 19, but as another form, the device main surface 17 of the epitaxial layer 3 has the first region 19 and the second region 19. A plurality of regions 20 may be alternately arranged.

なお、図1では、第1領域19および第2領域20を取り囲むフィールド絶縁膜4の周縁部が、太い実線で示されている。すなわち、図1において、太い実線で囲まれた第1領域19および第2領域20を除く領域は、フィールド絶縁膜4で覆われた領域である。
図1に示すように、フィールド絶縁膜4の第1開口21と第2開口22とに挟まれた部分は、エピタキシャル層3の素子主面17を法線方向から見た平面視において、第1領域19から第2領域20に向かう第1方向D1に沿って、第1の長さL1と、第1の長さL1よりも短い第2の長さL2とを有している。このような第1の長さL1と第2の長さL2との差は、以下の構造によって説明できる。
In FIG. 1, the peripheral portion of the field insulating film 4 surrounding the first region 19 and the second region 20 is indicated by a thick solid line. That is, in FIG. 1, the area except for the first area 19 and the second area 20 surrounded by the thick solid line is the area covered with the field insulating film 4 .
As shown in FIG. 1, the portion sandwiched between the first opening 21 and the second opening 22 of the field insulating film 4 is the first Along the first direction D1 from the region 19 to the second region 20, it has a first length L1 and a second length L2 shorter than the first length L1. Such a difference between the first length L1 and the second length L2 can be explained by the following structure.

たとえば、この実施形態では、第1領域19を取り囲むフィールド絶縁膜4の部分は、互いに対向する一対の直線部23と、当該直線部23の端部同士を繋ぐ一対の曲線部24とを含む。より具体的には、一対の直線部23は、第1方向D1に延びる直線状であり、第1領域19の短手方向の辺を構成している。一方、一対の曲線部24は、第1方向D1に直行する第2方向D2に延び、第1領域19の長手方向の辺を構成している。 For example, in this embodiment, the portion of the field insulating film 4 surrounding the first region 19 includes a pair of straight portions 23 facing each other and a pair of curved portions 24 connecting the ends of the straight portions 23 . More specifically, the pair of linear portions 23 are linear extending in the first direction D<b>1 and constitute sides of the first region 19 in the short direction. On the other hand, the pair of curved portions 24 extend in a second direction D2 orthogonal to the first direction D1 and constitute sides of the first region 19 in the longitudinal direction.

また、一対の曲線部24は、第1領域19の内側に向かって突出する山部25と、山部25に連続し、かつ第1領域19から離れる方向に凹む谷部26とを含む波形に形成されている。さらに、互いに対向する一対の曲線部24に関して、山部25が互いに対向しており、かつ谷部26が互いに対向している。これにより、第1領域19は、第1方向D1において、谷部26と谷部26との間の第3の長さL3と、山部25と山部25との間の長さであり、かつ第3の長さL3よりも短い第4の長さL4とを有している。 In addition, the pair of curved portions 24 has a wave shape including a peak portion 25 projecting toward the inside of the first region 19 and a valley portion 26 that is continuous with the peak portion 25 and recessed in a direction away from the first region 19. formed. Furthermore, for a pair of curved portions 24 that face each other, peaks 25 face each other and valleys 26 face each other. Thus, the first region 19 is the third length L3 between the valleys 26 and the length between the peaks 25 in the first direction D1, and a fourth length L4 that is shorter than the third length L3.

一方、第2領域20を取り囲むフィールド絶縁膜4の部分は、互いに対向する一対の直線部27と、当該直線部27の端部同士を繋ぐ一対の曲線部28とを含む。より具体的には、一対の直線部27は、第2方向D2に延びる直線状であり、第2領域20の長手方向の辺を構成している。一方、一対の曲線部28は、第2方向D2に膨出する半円状であり、第2領域20の短手方向の辺を構成している。 On the other hand, the portion of the field insulating film 4 surrounding the second region 20 includes a pair of straight portions 27 facing each other and a pair of curved portions 28 connecting the ends of the straight portions 27 . More specifically, the pair of linear portions 27 are linear and extend in the second direction D2, and constitute sides of the second region 20 in the longitudinal direction. On the other hand, the pair of curved portions 28 has a semicircular shape that bulges in the second direction D2, and constitutes the sides of the second region 20 in the short direction.

すなわち、第2方向D2に延びるフィールド絶縁膜4の曲線部24と直線部27とが互いに対向している。これにより、曲線部24の山部25の頂部と直線部27との距離が相対的に長い第1の長さL1として設定され、かつ曲線部24の谷部26の底部と直線部27との距離が、相対的に第1の長さL1よりも短い第2の長さL2として設定されている。この実施形態では、第1の長さL1は、たとえば0.4μm~0.7μmであり、かつ第2の長さL2は、たとえば0.2μm~0.5μmである。 That is, the curved portion 24 and the straight portion 27 of the field insulating film 4 extending in the second direction D2 face each other. As a result, the distance between the peak portion 25 of the curved portion 24 and the straight portion 27 is set as a relatively long first length L1, and the distance between the bottom portion of the valley portion 26 of the curved portion 24 and the straight portion 27 is set to be relatively long. A distance is set as a second length L2 that is relatively shorter than the first length L1. In this embodiment, the first length L1 is for example between 0.4 μm and 0.7 μm and the second length L2 is for example between 0.2 μm and 0.5 μm.

フィールド絶縁膜4は、この実施形態では酸化シリコン(SiO)、より具体的にはLOCOS(LOCal Oxidation of Silicon)酸化膜から構成されているが、他の絶縁材料(たとえば、窒化シリコン(SiN)等)から構成されていてもよい。また、フィールド絶縁膜4は、複数の材料、たとえば、酸化シリコンと窒化シリコンとの積層構造で構成されていてもよい。 The field insulating film 4 is composed of silicon oxide (SiO 2 ), more specifically LOCOS (LOCal Oxidation of Silicon) oxide film in this embodiment, but other insulating materials (for example, silicon nitride (SiN)). etc.). Moreover, the field insulating film 4 may be composed of a laminated structure of a plurality of materials, for example, silicon oxide and silicon nitride.

また、図2に示すように、フィールド絶縁膜4は、断面構造として、第1部分29および第2部分30を含む。より具体的には、第2部分30は、第1領域19および第2領域20を取り囲むフィールド絶縁膜4の部分であり、少なくとも、第1領域19および第2領域20を取り囲むフィールド絶縁膜4の周縁部を構成している。これに対し、第1部分29は、フィールド絶縁膜4の第2部分30の除く大部分を占める部分であり、第2部分30を挟んで、第1領域19および第2領域20から離れている。 Further, as shown in FIG. 2, field insulating film 4 includes a first portion 29 and a second portion 30 as a cross-sectional structure. More specifically, the second portion 30 is the portion of the field insulating film 4 surrounding the first region 19 and the second region 20, and at least the portion of the field insulating film 4 surrounding the first region 19 and the second region 20. constitutes the periphery. On the other hand, the first portion 29 occupies most of the field insulating film 4 excluding the second portion 30 and is separated from the first region 19 and the second region 20 with the second portion 30 interposed therebetween. .

また、厚さに関して、フィールド絶縁膜4の第1部分29は、一定の厚さを有している。これに対し、フィールド絶縁膜4の第2部分30は、第1部分29から第1開口21および第2開口22に向かって徐々に減少する厚さを有している。言い換えれば、第2部分30は、断面視において、第1部分29から第1開口21および第2開口22に向かって厚さが減少するテーパ状である。 As for thickness, the first portion 29 of the field insulating film 4 has a constant thickness. On the other hand, the second portion 30 of the field insulating film 4 has a thickness that gradually decreases from the first portion 29 toward the first opening 21 and the second opening 22 . In other words, the second portion 30 has a tapered shape in which the thickness decreases from the first portion 29 toward the first opening 21 and the second opening 22 when viewed in cross section.

ボディ領域5は、エピタキシャル層3の素子主面17の第2領域20に形成されている。ボディ領域5は、第2領域20を取り囲むフィールド絶縁膜4の周縁部から内側に離れており、かつ当該フィールド絶縁膜4の周縁部に沿う環状の外周縁31を有している。ボディ領域5の外周縁31とフィールド絶縁膜4の周縁部との間に挟まれ、かつエピタキシャル層3の一部で構成された環状の領域は、エピタキシャル層3と同じ導電型の半導体領域35である。 Body region 5 is formed in second region 20 of device main surface 17 of epitaxial layer 3 . Body region 5 is spaced inwardly from the peripheral edge of field insulating film 4 surrounding second region 20 and has an annular outer peripheral edge 31 along the peripheral edge of field insulating film 4 . The annular region sandwiched between the outer peripheral edge 31 of the body region 5 and the peripheral edge portion of the field insulating film 4 and constituted by part of the epitaxial layer 3 is a semiconductor region 35 of the same conductivity type as the epitaxial layer 3 . be.

ボディ領域5は、この実施形態ではp型の半導体領域である。ボディ領域5は、たとえば、1×1016cm-3~1×1018cm-3の不純物濃度を有している。また、ボディ領域5の深さは、図2に示すようにフィールド絶縁膜4の底部位置よりも深く、たとえば、0.5μm~4.0μmである。
ソース領域6は、エピタキシャル層3の素子主面17の第2領域20においてボディ領域5の内方領域に形成されている。ソース領域6は、ボディ領域5の外周縁31から内側に離れており、かつボディ領域5の外周縁31に沿う環状の外周縁32を有している。ボディ領域5の外周縁31とソース領域6の外周縁32との間に挟まれ、かつボディ領域5で構成された環状の領域は、ゲート電極9に適切な電圧が印加されたときにチャネルが形成されるチャネル領域33である。
Body region 5 is a p-type semiconductor region in this embodiment. Body region 5 has an impurity concentration of, for example, 1×10 16 cm −3 to 1×10 18 cm −3 . The depth of body region 5 is deeper than the bottom position of field insulating film 4 as shown in FIG. 2, and is, for example, 0.5 μm to 4.0 μm.
Source region 6 is formed inwardly of body region 5 in second region 20 of element main surface 17 of epitaxial layer 3 . Source region 6 is spaced inwardly from outer peripheral edge 31 of body region 5 and has an annular outer peripheral edge 32 along outer peripheral edge 31 of body region 5 . The annular region sandwiched between the outer peripheral edge 31 of the body region 5 and the outer peripheral edge 32 of the source region 6 and constituted by the body region 5 forms a channel when an appropriate voltage is applied to the gate electrode 9 . A channel region 33 is formed.

ソース領域6は、この実施形態ではn型の半導体領域である。ソース領域6は、たとえば、1×1019cm-3~5×1021cm-3の不純物濃度を有している。ソース領域6の導電型は、エピタキシャル層3の不純物濃度との差を考慮して、n型と定義されてもよい。
また、ソース領域6の深さは、ボディ領域5よりも浅く、たとえば、0.2μm~1.0μmである。したがって、断面視において、ソース領域6は、その側部および底部がボディ領域5によって一体的に覆われている。
The source region 6 is an n-type semiconductor region in this embodiment. Source region 6 has an impurity concentration of, for example, 1×10 19 cm −3 to 5×10 21 cm −3 . The conductivity type of source region 6 may be defined as n + type in consideration of the difference in impurity concentration from epitaxial layer 3 .
The depth of source region 6 is shallower than that of body region 5, and is, for example, 0.2 μm to 1.0 μm. Therefore, in a cross-sectional view, source region 6 is integrally covered with body region 5 at its side and bottom portions.

ドレイン領域7は、エピタキシャル層3の素子主面17の第1領域19に形成されている。ドレイン領域7は、第1領域19を取り囲むフィールド絶縁膜4の周縁部にほぼ一致する外周縁34を有している。したがって、ドレイン領域7は、フィールド絶縁膜4の山部25および谷部26に対応する形状を有している。なお、ドレイン領域7は、外周縁34がフィールド絶縁膜4の下方に位置することにより、フィールド絶縁膜4に部分的に重なっていてもよい。この場合、ドレイン領域7は、フィールド絶縁膜4の山部25および谷部26に対応する形状を有していない。 Drain region 7 is formed in first region 19 of device main surface 17 of epitaxial layer 3 . The drain region 7 has an outer peripheral edge 34 substantially coinciding with the peripheral edge of the field insulating film 4 surrounding the first region 19 . Therefore, drain region 7 has a shape corresponding to peaks 25 and valleys 26 of field insulating film 4 . The drain region 7 may partially overlap the field insulating film 4 by locating the outer peripheral edge 34 below the field insulating film 4 . In this case, drain region 7 does not have a shape corresponding to peaks 25 and valleys 26 of field insulating film 4 .

ドレイン領域7は、この実施形態ではn型の半導体領域である。ドレイン領域7は、たとえば、1×1019cm-3~5×1021cm-3の不純物濃度を有している。ドレイン領域7の導電型は、エピタキシャル層3の不純物濃度との差を考慮して、n型と定義されてもよい。
また、ドレイン領域7の深さは、たとえば、0.2μm~2.0μmである。たとえば、ドレイン領域7は、ソース領域6と同じ深さを有していてもよい。
The drain region 7 is an n-type semiconductor region in this embodiment. Drain region 7 has an impurity concentration of, for example, 1×10 19 cm −3 to 5×10 21 cm −3 . The conductivity type of drain region 7 may be defined as n + type in consideration of the difference in impurity concentration from epitaxial layer 3 .
The depth of drain region 7 is, for example, 0.2 μm to 2.0 μm. For example, drain region 7 may have the same depth as source region 6 .

ゲート絶縁膜8は、エピタキシャル層3の素子主面17の第2領域20に形成されている。より具体的には、第2領域20において、ソース領域6の外周縁32からフィールド絶縁膜4の周縁部に至る領域に形成され、フィールド絶縁膜4と一体化しており、かつチャネル領域33および半導体領域35を覆っている。
ゲート絶縁膜8は、この実施形態では、酸化シリコン(SiO)から構成されているが、他の絶縁材料(たとえば、窒化シリコン酸化膜(SiON)等)から構成されていてもよい。また、ゲート絶縁膜8の厚さは、フィールド絶縁膜4よりも薄く、たとえば、2nm~55nmである。
Gate insulating film 8 is formed in second region 20 of device main surface 17 of epitaxial layer 3 . More specifically, in the second region 20, it is formed in a region extending from the outer peripheral edge 32 of the source region 6 to the peripheral edge of the field insulating film 4, is integrated with the field insulating film 4, and is integrated with the channel region 33 and the semiconductor. It covers area 35 .
The gate insulating film 8 is made of silicon oxide (SiO 2 ) in this embodiment, but may be made of other insulating materials (for example, silicon nitride oxide (SiON)). The thickness of gate insulating film 8 is thinner than field insulating film 4, for example, 2 nm to 55 nm.

ゲート電極9は、ゲート絶縁膜8上に形成されている。ゲート電極9は、ゲート絶縁膜8を介してチャネル領域33および半導体領域35対向し、かつゲート絶縁膜8上からフィールド絶縁膜4の第1部分29に連続して延びている。これにより、ゲート電極9は、フィールド絶縁膜4の第2部分30および第1部分29(一部)を覆っている。
この実施形態では、ゲート電極9は、図1においてハッチングで示された領域である。つまり、エピタキシャル層3の第1領域19を取り囲むフィールド絶縁膜4の周縁部の内側および外側の両方を覆う環状に形成されている。ソース領域6は、たとえば、ゲート電極9の内周縁に対して自己整合的に形成されていてもよい。また、ゲート電極9は、たとえば不純物が添加されたポリシリコンである。
A gate electrode 9 is formed on the gate insulating film 8 . Gate electrode 9 faces channel region 33 and semiconductor region 35 with gate insulating film 8 interposed therebetween, and extends continuously from gate insulating film 8 to first portion 29 of field insulating film 4 . Thereby, the gate electrode 9 covers the second portion 30 and the first portion 29 (a portion) of the field insulating film 4 .
In this embodiment, the gate electrode 9 is the hatched area in FIG. That is, it is formed in an annular shape covering both the inside and the outside of the peripheral portion of the field insulating film 4 surrounding the first region 19 of the epitaxial layer 3 . Source region 6 may be formed, for example, in self-alignment with the inner peripheral edge of gate electrode 9 . Gate electrode 9 is, for example, polysilicon doped with an impurity.

層間絶縁膜10は、エピタキシャル層3の素子主面17の全域に形成されている。層間絶縁膜10は、ボディ領域5、ソース領域6、ドレイン領域7およびゲート電極9を覆っている。層間絶縁膜10は、この実施形態では、酸化シリコン(SiO)から構成されているが、他の絶縁材料(たとえば、窒化シリコン(SiN)等)から構成されていてもよい。また、層間絶縁膜10は、複数の材料、たとえば、酸化シリコンと窒化シリコンとの積層構造で構成されていてもよい。また、層間絶縁膜10の厚さは、たとえば、0.3μm~2.0μmである。 Interlayer insulating film 10 is formed over the entire element main surface 17 of epitaxial layer 3 . Interlayer insulating film 10 covers body region 5 , source region 6 , drain region 7 and gate electrode 9 . The interlayer insulating film 10 is composed of silicon oxide (SiO 2 ) in this embodiment, but may be composed of other insulating materials (for example, silicon nitride (SiN) or the like). Moreover, the interlayer insulating film 10 may be composed of a laminated structure of a plurality of materials, for example, silicon oxide and silicon nitride. Further, the thickness of interlayer insulating film 10 is, for example, 0.3 μm to 2.0 μm.

ソースコンタクト11は、層間絶縁膜10に埋め込まれている。より具体的には、層間絶縁膜10には、ソース領域6を選択的に露出させるソースコンタクト孔36が形成されている。ソースコンタクト11は、ソースコンタクト孔36に配置され、かつソース領域6に接続されている。ソースコンタクト11は、図1に示すように、エピタキシャル層3の第2領域20の長手方向に沿って間隔を空けて複数設けられていてもよい。 Source contact 11 is embedded in interlayer insulating film 10 . More specifically, a source contact hole 36 for selectively exposing the source region 6 is formed in the interlayer insulating film 10 . Source contact 11 is arranged in source contact hole 36 and connected to source region 6 . A plurality of source contacts 11 may be provided at intervals along the longitudinal direction of the second region 20 of the epitaxial layer 3, as shown in FIG.

また、ソースコンタクト11は、この実施形態では、タングステン(W)から構成されているが、他の導電材料(たとえば、アルミニウム(Al)、銅(Cu)等)から構成されていてもよい。その際、TiN等のバリア膜を用いてもよいことは、言うまでもない。
ドレインコンタクト12は、層間絶縁膜10に埋め込まれている。より具体的には、層間絶縁膜10には、ドレイン領域7を選択的に露出させるドレインコンタクト孔37が形成されている。ドレインコンタクト12は、ドレインコンタクト孔37に配置され、かつドレイン領域7に接続されている。ドレインコンタクト12は、図1に示すように、エピタキシャル層3の第1領域19の長手方向に沿って間隔を空けて複数設けられていてもよい。
Also, the source contact 11 is made of tungsten (W) in this embodiment, but may be made of another conductive material (eg, aluminum (Al), copper (Cu), etc.). At that time, it goes without saying that a barrier film such as TiN may be used.
Drain contact 12 is embedded in interlayer insulating film 10 . More specifically, a drain contact hole 37 for selectively exposing the drain region 7 is formed in the interlayer insulating film 10 . The drain contact 12 is arranged in the drain contact hole 37 and connected to the drain region 7 . A plurality of drain contacts 12 may be provided at intervals along the longitudinal direction of the first region 19 of the epitaxial layer 3, as shown in FIG.

この実施形態では、ドレインコンタクト12は、平面視において、フィールド絶縁膜4の谷部26と谷部26との間の領域に配置されている。この構成により、ドレイン領域7において、谷部26と谷部26とで挟まれ、幅が比較的広い部分にドレインコンタクト12が配置されるので、デザインルールに柔軟性を持たせることができ、さらにセルピッチを縮小することができる。 In this embodiment, the drain contact 12 is arranged in a region between the valleys 26 of the field insulating film 4 in plan view. With this configuration, in the drain region 7, the drain contact 12 is sandwiched between the valleys 26 and is arranged in a relatively wide portion, so that flexibility can be given to the design rule. A cell pitch can be reduced.

また、ドレインコンタクト12は、この実施形態では、タングステン(W)から構成されているが、他の導電材料(たとえば、アルミニウム(Al)、銅(Cu)等)から構成されていてもよい。その際、TiN等のバリア膜を用いてもよいことは、言うまでもない。
ソース電極13およびドレイン電極14は、層間絶縁膜10の表面に形成されている。ソース電極13およびドレイン電極14は、それぞれ、ソースコンタクト11およびドレインコンタクト12を覆っており、かつソースコンタクト11およびドレインコンタクト12に接続されている。これにより、ソース電極13およびドレイン電極14は、それぞれ、ソース領域6およびドレイン領域7に電気的に接続されることとなる。
Also, the drain contact 12 is made of tungsten (W) in this embodiment, but may be made of other conductive materials (eg, aluminum (Al), copper (Cu), etc.). At that time, it goes without saying that a barrier film such as TiN may be used.
Source electrode 13 and drain electrode 14 are formed on the surface of interlayer insulating film 10 . Source electrode 13 and drain electrode 14 cover source contact 11 and drain contact 12 and are connected to source contact 11 and drain contact 12, respectively. As a result, the source electrode 13 and the drain electrode 14 are electrically connected to the source region 6 and the drain region 7, respectively.

ソース電極13およびドレイン電極14は、この実施形態では、アルミニウム(Al)から構成されているが、他の導電材料(たとえば、銅(Cu)等)から構成されていてもよい。なお、ソース電極13およびドレイン電極14は、その形状(パターン)に応じて、それぞれ、ソース配線およびドレイン配線と称してもよい。
なお、図1および図2では示していないが、層間絶縁膜10上には、ゲート電極9に電気的に接続されたゲート配線等の導電層が形成されている。
The source electrode 13 and the drain electrode 14 are made of aluminum (Al) in this embodiment, but may be made of other conductive materials (for example, copper (Cu), etc.). The source electrode 13 and the drain electrode 14 may be referred to as a source wiring and a drain wiring, respectively, depending on their shape (pattern).
Although not shown in FIGS. 1 and 2, a conductive layer such as a gate wiring electrically connected to the gate electrode 9 is formed on the interlayer insulating film 10 .

この半導体装置1では、たとえばソース電極13を接地し、ドレイン電極14に正極性の電圧(ドレイン電圧)を印加しつつ、ゲート電極9の電位を制御することによって、チャネル領域33におけるゲート絶縁膜8との界面近傍にチャネルを形成して、ソース領域6とドレイン領域7との間に電流を流すことができる。
図3~図18は、図1および図2に示す半導体装置1の製造工程を工程順に示す図である。図19Aおよび図19Bは、フォトレジスト38の露光・現像に関連する工程を示す図である。なお、図19Aおよび図19Bでは、製造工程の理解を助けるため、製造後の半導体装置1が備える構成の一部を破線で示している(後述する図23Aおよび図23Bについても同じ)。
In this semiconductor device 1, for example, the source electrode 13 is grounded, a positive voltage (drain voltage) is applied to the drain electrode 14, and the potential of the gate electrode 9 is controlled. A channel can be formed in the vicinity of the interface between the source region 6 and the drain region 7 so that a current can flow between the source region 6 and the drain region 7 .
3 to 18 are diagrams showing the steps of manufacturing the semiconductor device 1 shown in FIGS. 1 and 2 in order of steps. 19A and 19B are diagrams showing steps related to exposure and development of the photoresist 38. FIG. Note that in FIGS. 19A and 19B, part of the configuration of the semiconductor device 1 after manufacture is indicated by dashed lines in order to facilitate understanding of the manufacturing process (the same applies to FIGS. 23A and 23B, which will be described later).

まず、図3に示すように、半導体基板2の主面15に、エピタキシャル法によって、n型のエピタキシャル層3が形成される。n型不純物としては、たとえば、P(リン)、As(砒素)、Sb(アンチモン)等を適用することができる(以下、同じ)。
次に、図4に示すように、たとえば、熱酸化等の方法によって、エピタキシャル層3の素子主面17に、ベース絶縁膜52(たとえば、5nm~50nm厚)が形成される。ベース絶縁膜52は、この実施形態では、酸化シリコン(SiO)から構成されている。次に、たとえば、減圧CVD法等の方法によって、ベース絶縁膜52上にマスク絶縁膜53(たとえば、80nm~200nm厚)を堆積させる。
First, as shown in FIG. 3, the n-type epitaxial layer 3 is formed on the main surface 15 of the semiconductor substrate 2 by an epitaxial method. As the n-type impurity, for example, P (phosphorus), As (arsenic), Sb (antimony), etc. can be applied (the same applies hereinafter).
Next, as shown in FIG. 4, a base insulating film 52 (eg, 5 nm to 50 nm thick) is formed on the device main surface 17 of the epitaxial layer 3 by, eg, thermal oxidation. The base insulating film 52 is composed of silicon oxide (SiO 2 ) in this embodiment. Next, a mask insulating film 53 (for example, 80 nm to 200 nm thick) is deposited on the base insulating film 52 by a method such as low pressure CVD.

次に、図5に示すように、マスク絶縁膜53上に、フォトレジスト38が塗布される。フォトレジスト38は、たとえばスピンコータやスプレーコータ等を用いて塗布される。フォトレジスト38は、この実施形態では、ポジ型のフォトレジストである。
次に、図6に示すように、フォトレジスト38上に、フォトマスク39が配置される。
フォトマスク39には、図19Aにハッチングで示す領域以外の領域に開口を有するパターンが形成されている。より具体的には、エピタキシャル層3の素子主面17のフィールド絶縁膜4が形成される領域に対向する部分に、開口パターン40を有している。
Next, as shown in FIG. 5, a photoresist 38 is applied onto the mask insulating film 53 . Photoresist 38 is applied using, for example, a spin coater or a spray coater. Photoresist 38 is a positive photoresist in this embodiment.
Next, as shown in FIG. 6, a photomask 39 is placed on the photoresist 38 .
The photomask 39 is formed with a pattern having openings in areas other than the hatched area in FIG. 19A. More specifically, an opening pattern 40 is provided in a portion of the element main surface 17 of the epitaxial layer 3 facing the region where the field insulating film 4 is formed.

開口パターン40の周縁部は、エピタキシャル層3の素子主面17を法線方向から見た平面視において、互いに対向する第1辺部41と第2辺部42とを有している。
第1辺部41は、選択的に突出する複数の凸部43と、複数の凸部43の間の凹部44とを含む。凸部43および凹部44は、凸部43と凸部43とが対向し、凹部44と凹部44とが対向するように、交互に配置されている。
The peripheral portion of the opening pattern 40 has a first side portion 41 and a second side portion 42 facing each other in a plan view of the element main surface 17 of the epitaxial layer 3 viewed from the normal direction.
The first side portion 41 includes a plurality of selectively projecting protrusions 43 and recesses 44 between the protrusions 43 . The convex portions 43 and the concave portions 44 are alternately arranged so that the convex portions 43 and the convex portions 43 face each other and the concave portions 44 and the concave portions 44 face each other.

凸部43は、平坦な頂部と、当該頂部の両端にそれぞれ略直角の角部とを有する略四角形状に形成されている。凹部44は、平坦な底部と、当該底部の両端にそれぞれ略直角の角部とを有する略四角形状に形成されている。
これにより、開口パターン40の第1辺部41は、長手方向に沿う第1直線部45と、長手方向に直交する方向に沿う第2直線部46とが交互に連続する九十九折状である。一方、開口パターン40の第2辺部42は、凸部43および凹部44に対向する区間において、直線状に形成されている。
The convex portion 43 is formed in a substantially square shape having a flat top portion and substantially right-angled corner portions at both ends of the top portion. The concave portion 44 is formed in a substantially square shape having a flat bottom portion and substantially right-angled corner portions at both ends of the bottom portion.
As a result, the first side portion 41 of the opening pattern 40 has a ninety-nine fold shape in which the first straight portion 45 along the longitudinal direction and the second straight portion 46 along the direction perpendicular to the longitudinal direction are alternately continuous. be. On the other hand, the second side portion 42 of the opening pattern 40 is formed linearly in the section facing the convex portion 43 and the concave portion 44 .

このとき、フォトマスク39は、第1辺部41と第2辺部42との間において、第5の長さL5と、第5の長さL5よりも短い第6の長さL6とを有している。より具体的には、凸部43の頂部と第2辺部42(直線部)との距離が相対的に長い第5の長さL5として設定され、かつ凹部44の底部と第2辺部42(直線部)との距離が、相対的に第5の長さL5よりも短い第6の長さL6として設定されている。この実施形態では、第5の長さL5は、たとえば0.3μm~0.6μmであり、かつ第6の長さL6は、たとえば0.1μm~0.4μmである。 At this time, the photomask 39 has a fifth length L5 and a sixth length L6 shorter than the fifth length L5 between the first side portion 41 and the second side portion . are doing. More specifically, the distance between the top of the convex portion 43 and the second side portion 42 (straight line portion) is set as a fifth length L5, and the distance between the bottom portion of the concave portion 44 and the second side portion 42 is relatively long. (straight line portion) is set as a sixth length L6 relatively shorter than the fifth length L5. In this embodiment, the fifth length L5 is for example between 0.3 μm and 0.6 μm and the sixth length L6 is for example between 0.1 μm and 0.4 μm.

そして、このようなフォトマスク39を介して、図6に示すように、フォトレジスト38に光(たとえば、紫外線等)が照射されることによって、フォトレジスト38が露光される。
次に、露光したウエハ(半導体基板2およびその上の構造物)が現像液に浸されることによって、フォトレジスト38の余分な部分が除去される。この実施形態では、ポジ型のフォトレジスト38であるので、開口パターン40を介して露光されたフォトレジスト38の部分が除去される。
Then, as shown in FIG. 6, the photoresist 38 is exposed to light (for example, ultraviolet rays) through such a photomask 39 .
Excess portions of the photoresist 38 are then removed by immersing the exposed wafer (semiconductor substrate 2 and structures thereon) in a developer. In this embodiment, since the photoresist 38 is of positive type, the portion of the photoresist 38 exposed through the opening pattern 40 is removed.

これにより、図7および図19Bに示すように、フォトマスク39の開口パターン40に対応する開口パターン47が、フォトレジスト38に形成される。この実施形態では、フォトレジスト38は、光の回折および干渉現象によって、フォトマスク39の凸部43および凹部44の形状が完全に一致するように露光されず、凸部43および凹部44の形状が平滑化された状態で露光される。その結果、現像後のフォトレジスト38の開口パターン47は、凸部43に対応する山部48と、凹部44に対応する谷部49とを含む波形の第1辺部50、および第2辺部42に対応する直線状の第2辺部51を有することとなる。 As a result, an opening pattern 47 corresponding to the opening pattern 40 of the photomask 39 is formed in the photoresist 38, as shown in FIGS. 7 and 19B. In this embodiment, the photoresist 38 is not exposed so that the shapes of the projections 43 and the recesses 44 of the photomask 39 are completely matched due to light diffraction and interference phenomena, and the shapes of the projections 43 and the recesses 44 are different from each other. It is exposed in a smoothed state. As a result, the opening pattern 47 of the photoresist 38 after development has a wavy first side portion 50 and a wavy second side portion 48 including peaks 48 corresponding to the convex portions 43 and valley portions 49 corresponding to the concave portions 44 . It will have a linear second side portion 51 corresponding to 42 .

これにより、フォトレジスト38は、第1辺部50と第2辺部51との間において、第5の長さL5よりも短い第7の長さL7と、第6の長さL6よりも長い第8の長さL8とを有している。より具体的には、山部48の頂部と第2辺部51(直線部)との距離が相対的に長い第7の長さL7として設定され、かつ谷部49の底部と第2辺部51(直線部)との距離が、相対的に第7の長さL7よりも短い第8の長さL8として設定されている。なお、図19Bでは、現像後に残ったフォトレジスト38をハッチングで示している。 As a result, the photoresist 38 has a seventh length L7 shorter than the fifth length L5 and a length longer than the sixth length L6 between the first side portion 50 and the second side portion 51. and an eighth length L8. More specifically, the distance between the top portion of the peak portion 48 and the second side portion 51 (straight line portion) is set as a seventh length L7 that is relatively long, and the bottom portion of the valley portion 49 and the second side portion 51 (straight line portion) is set as an eighth length L8 that is relatively shorter than the seventh length L7. In addition, in FIG. 19B, the photoresist 38 remaining after the development is indicated by hatching.

次に、図8に示すように、たとえば、反応性イオンエッチング(RIE:Reactive Ion Etching)等の方法によって、フォトレジスト38の開口パターン47から露出しているマスク絶縁膜53が選択的に除去される。これにより、フォトレジスト38の開口パターン47と同一パターンの開口パターン54を有するマスク絶縁膜53からなるハードマスク55が形成される。その後、公知の方法によって、フォトレジスト38が剥離される。 Next, as shown in FIG. 8, the mask insulating film 53 exposed from the opening pattern 47 of the photoresist 38 is selectively removed by a method such as reactive ion etching (RIE). be. As a result, a hard mask 55 made of the mask insulating film 53 having the same opening pattern 54 as the opening pattern 47 of the photoresist 38 is formed. After that, the photoresist 38 is removed by a known method.

次に、図9に示すように、ハードマスク55の開口パターン54から露出するエピタキシャル層3の部分を熱酸化することによって、ベース絶縁膜52が厚膜化し、エピタキシャル層3の素子主面17に、フィールド絶縁膜4が選択的に形成される。このとき、開口パターン54の周縁パターンがフィールド絶縁膜4に引き継がれる。その結果、フィールド絶縁膜4は、山部25および谷部26を含む曲線部24(第1端部)と、直線部27(第2端部)とを含む形状で形成される。また、ハードマスク55とエピタキシャル層3との界面に入り込んだ部分が、フィールド絶縁膜4の第2部分30として形成される。 Next, as shown in FIG. 9, by thermally oxidizing the portion of the epitaxial layer 3 exposed from the opening pattern 54 of the hard mask 55, the base insulating film 52 is thickened, and the element main surface 17 of the epitaxial layer 3 is exposed. , a field insulating film 4 is selectively formed. At this time, the peripheral pattern of the opening pattern 54 is taken over by the field insulating film 4 . As a result, field insulating film 4 is formed in a shape including curved portion 24 (first end portion) including peak portion 25 and valley portion 26 and straight portion 27 (second end portion). Also, the portion intruded into the interface between hard mask 55 and epitaxial layer 3 is formed as second portion 30 of field insulating film 4 .

その後、図10に示すように、たとえば、硫酸エッチング等の方法によって、ハードマスク55が除去される。次に、たとえば、フッ化水素水等のエッチングによって、ハードマスク55の下方のベース絶縁膜52が除去される。これにより、ハードマスク55で覆われていた部分が、エピタキシャル層3の素子主面17の第1領域19および第2領域20として露出する。 After that, as shown in FIG. 10, the hard mask 55 is removed by a method such as sulfuric acid etching. Next, the base insulating film 52 below the hard mask 55 is removed by etching with, for example, hydrogen fluoride water. As a result, the portions covered with the hard mask 55 are exposed as the first region 19 and the second region 20 of the element main surface 17 of the epitaxial layer 3 .

次に、図11に示すように、たとえば、熱酸化等の方法によって、フィールド絶縁膜4から露出しているエピタキシャル層3の素子主面17に、ゲート絶縁膜8(たとえば、2nm~55nm厚)が形成される。
次に、たとえば、減圧CVD法等の方法によって、エピタキシャル層3の素子主面17の全面にポリシリコンを堆積させ、その後、フォトリソグラフィ工程を経ることによって、図12に示すように、ゲート電極9が形成される。
Next, as shown in FIG. 11, a gate insulating film 8 (for example, 2 nm to 55 nm thick) is formed on the element main surface 17 of the epitaxial layer 3 exposed from the field insulating film 4 by a method such as thermal oxidation. is formed.
Next, polysilicon is deposited on the entire surface of the element main surface 17 of the epitaxial layer 3 by, for example, a low-pressure CVD method or the like. is formed.

次に、図13に示すように、エピタキシャル層3の素子主面17の第2領域20に、選択的にp型不純物イオンが注入される。p型不純物としては、たとえば、B(ホウ素)、Al(アルミニウム)、Ga(ガリウム)等を適用することができる。
次に、図14に示すように、エピタキシャル層3が熱処理されることによって、図13の工程で注入した不純物イオンが拡散する。これにより、p型のボディ領域5が形成される。
Next, as shown in FIG. 13, p-type impurity ions are selectively implanted into the second region 20 of the element main surface 17 of the epitaxial layer 3 . As the p-type impurity, for example, B (boron), Al (aluminum), Ga (gallium), or the like can be applied.
Next, as shown in FIG. 14, the epitaxial layer 3 is heat treated to diffuse the impurity ions implanted in the process of FIG. Thus, p-type body region 5 is formed.

次に、図15に示すように、エピタキシャル層3の素子主面17の第1領域19および第2領域20に、n型不純物イオンが注入される。
次に、図16に示すように、エピタキシャル層3が熱処理されることによって、図15の工程で注入した不純物イオンが拡散する。これにより、n型のソース領域6およびドレイン領域7が形成される。なお、この実施形態では、ソース領域6およびドレイン領域7は、同一工程で形成されているが、別々のイオン注入工程および熱処理工程を経て形成されてもよい。
Next, as shown in FIG. 15, n-type impurity ions are implanted into first region 19 and second region 20 of element main surface 17 of epitaxial layer 3 .
Next, as shown in FIG. 16, the epitaxial layer 3 is heat-treated to diffuse the impurity ions implanted in the process of FIG. Thereby, n-type source region 6 and drain region 7 are formed. Although the source region 6 and the drain region 7 are formed in the same step in this embodiment, they may be formed through separate ion implantation steps and heat treatment steps.

次に、図17に示すように、たとえば、CVD法によって、エピタキシャル層3の素子主面17の全面を覆うように、層間絶縁膜10が形成される。
次に、図18に示すように、層間絶縁膜10が選択的にエッチングされることによって、ソースコンタクト孔36およびドレインコンタクト孔37が形成される。なお、この実施形態では、ソースコンタクト孔36およびドレインコンタクト孔37は、同一工程で形成されているが、別々のエッチング工程を経て形成されてもよい。
Next, as shown in FIG. 17, interlayer insulating film 10 is formed by, for example, CVD to cover the entire surface of element main surface 17 of epitaxial layer 3 .
Next, as shown in FIG. 18, the interlayer insulating film 10 is selectively etched to form a source contact hole 36 and a drain contact hole 37. Next, as shown in FIG. Although the source contact hole 36 and the drain contact hole 37 are formed in the same step in this embodiment, they may be formed in separate etching steps.

その後は、ソースコンタクト11、ドレインコンタクト12、ソース電極13およびドレイン電極14が形成されることによって、図1および図2に示す半導体装置1が得られる。
以上のように、この実施形態によれば、図19Aに示すように、凸部43および凹部44を含む開口パターン40を有するフォトマスク39を使用してフォトレジスト38が露光される。そのため、光の回折および干渉現象によって、フォトレジスト38が、凸部43および凹部44の形状が平滑化された状態で露光される。その結果、現像後のフォトレジスト38の開口パターン47は、凸部43に対応する山部48と、凹部44に対応する谷部49とを含む波形の第1辺部50、および第2辺部42に対応する直線状の第2辺部51を有することとなる。
Thereafter, source contact 11, drain contact 12, source electrode 13 and drain electrode 14 are formed to obtain semiconductor device 1 shown in FIGS.
As described above, according to this embodiment, as shown in FIG. 19A, the photoresist 38 is exposed using the photomask 39 having the opening pattern 40 including the protrusions 43 and the recesses 44 . Therefore, the photoresist 38 is exposed with the shapes of the projections 43 and the recesses 44 smoothed by light diffraction and interference phenomena. As a result, the opening pattern 47 of the photoresist 38 after development has a wavy first side portion 50 and a wavy second side portion 48 including peaks 48 corresponding to the convex portions 43 and valley portions 49 corresponding to the concave portions 44 . It will have a linear second side portion 51 corresponding to 42 .

したがって、フォトマスク39の凹部44の底部を端点とする第6の長さL6が露光機の解像限界を下回っていても、凸部43と凹部44とが平滑化されるので、解像不良を防止することができる。その結果、比較的解像限界が高い露光機(たとえば、解像限界が6μm等)を用いても、第1方向D1において、露光機の解像限界を下回る、フィールド絶縁膜4の第2の長さL2を実現することができる。 Therefore, even if the sixth length L6 whose end point is the bottom of the concave portion 44 of the photomask 39 is below the resolution limit of the exposing machine, the convex portion 43 and the concave portion 44 are smoothed, resulting in poor resolution. can be prevented. As a result, even if an exposure device with a relatively high resolution limit (for example, a resolution limit of 6 μm or the like) is used, the second thickness of the field insulating film 4 is below the resolution limit of the exposure device in the first direction D1. A length L2 can be realized.

そして、このような第2の長さL2を有する半導体装置1によれば、フィールド絶縁膜4が、第1方向D1に関して相対的に短い第2の長さL2を有する部分を有している。これにより、セルピッチが縮小されるので、単位面積当たりのオン抵抗を低減することができる。
<第2実施形態>
図20は、本発明の第2実施形態に係る半導体装置61の模式的な平面図である。
According to the semiconductor device 1 having the second length L2, the field insulating film 4 has a portion having the second length L2 that is relatively short in the first direction D1. As a result, the cell pitch is reduced, so that the on-resistance per unit area can be reduced.
<Second embodiment>
FIG. 20 is a schematic plan view of a semiconductor device 61 according to the second embodiment of the invention.

前述の実施形態では、ドレインコンタクト12は、平面視において、フィールド絶縁膜4の谷部26と谷部26との間の領域に配置されていた。これに対し、この実施形態に係る半導体装置61では、ドレインコンタクト12は、フィールド絶縁膜4の山部25と山部25との間の領域、および谷部26と谷部26との間の領域の両方に配置されている。これにより、ドレインコンタクト12の数が前述の実施形態よりも増加するので、ドレイン領域7に対するコンタクト抵抗を低減することができる。
<第3実施形態>
図21は、本発明の第3実施形態に係る半導体装置71の模式的な平面図である。
In the above-described embodiments, the drain contact 12 is arranged in the region between the valleys 26 of the field insulating film 4 in plan view. In contrast, in the semiconductor device 61 according to this embodiment, the drain contact 12 is formed in the region between the peaks 25 of the field insulating film 4 and the region between the valleys 26 of the field insulating film 4 . are placed in both As a result, the number of drain contacts 12 is increased compared to the above-described embodiment, so the contact resistance to the drain region 7 can be reduced.
<Third Embodiment>
FIG. 21 is a schematic plan view of a semiconductor device 71 according to the third embodiment of the invention.

この半導体装置71では、第2領域20を取り囲むフィールド絶縁膜4の部分は、互いに対向する一対の曲線部72と、当該曲線部72の端部同士を繋ぐ一対の曲線部73とを含む。より具体的には、一対の曲線部72は、第2方向D2に膨出する半円状であり、第2領域20の短手方向の辺を構成している。一方、一対の曲線部73は、第2方向D2に延び、第2領域20の長手方向の辺を構成している。 In this semiconductor device 71 , the portion of the field insulating film 4 surrounding the second region 20 includes a pair of curved portions 72 facing each other and a pair of curved portions 73 connecting the ends of the curved portions 72 . More specifically, the pair of curved portions 72 have a semicircular shape that bulges in the second direction D<b>2 and form sides of the second region 20 in the short direction. On the other hand, the pair of curved portions 73 extend in the second direction D2 and constitute sides of the second region 20 in the longitudinal direction.

また、一対の曲線部73は、第2領域20の内側に向かって突出する山部74と、山部74に連続し、かつ第2領域20から離れる方向に凹む谷部75とを含む波形に形成されている。さらに、互いに対向する一対の曲線部73に関して、山部74が互いに対向しており、かつ谷部75が互いに対向している。これにより、第2領域20は、第1方向D1において、山部74と山部74との間の第3の長さL3と、谷部75と谷部75との間の長さであり、かつ第3の長さL3よりも長い第4の長さL4とを有している。 In addition, the pair of curved portions 73 has a wave shape including a peak portion 74 that protrudes toward the inside of the second region 20 and a valley portion 75 that is continuous with the peak portion 74 and recessed in a direction away from the second region 20. formed. Furthermore, with respect to the pair of curved portions 73 that face each other, the peak portions 74 face each other and the valley portions 75 face each other. Thus, the second region 20 is the third length L3 between the peaks 74 and the length between the valleys 75 in the first direction D1, and a fourth length L4 longer than the third length L3.

一方、第1領域19を取り囲むフィールド絶縁膜4の部分は、互いに対向する一対の直線部76と、当該直線部76の端部同士を繋ぐ一対の直線部77とを含む。より具体的には、一対の直線部76は、第2方向D2に延びる直線状であり、第1領域19の長手方向の辺を構成している。一方、一対の直線部77は、第1方向D1に延びる直線状であり、第1領域19の短手方向の辺を構成している。これにより、第1領域19は、平面視四角形状に形成されている。 On the other hand, the portion of the field insulating film 4 surrounding the first region 19 includes a pair of straight portions 76 facing each other and a pair of straight portions 77 connecting the ends of the straight portions 76 . More specifically, the pair of linear portions 76 are linear extending in the second direction D<b>2 and constitute sides of the first region 19 in the longitudinal direction. On the other hand, the pair of linear portions 77 are linear extending in the first direction D<b>1 and constitute sides of the first region 19 in the short direction. Thereby, the first region 19 is formed in a rectangular shape in plan view.

すなわち、第2方向D2に延びるフィールド絶縁膜4の曲線部73と直線部76とが互いに対向している。これにより、曲線部73の山部74の頂部と直線部76との距離が相対的に長い第1の長さL1として設定され、かつ曲線部73の谷部75の底部と直線部76との距離が、相対的に第1の長さL1よりも短い第2の長さL2として設定されている。 That is, the curved portion 73 and the straight portion 76 of the field insulating film 4 extending in the second direction D2 face each other. As a result, the distance between the top of the peak portion 74 of the curved portion 73 and the straight portion 76 is set as a relatively long first length L1, and the distance between the bottom of the valley portion 75 of the curved portion 73 and the straight portion 76 is set to be relatively long. A distance is set as a second length L2 that is relatively shorter than the first length L1.

このような半導体装置71を製造するには、第1実施形態の製造工程と異なる工程として、図19Aに示す工程において、第2辺部42が凸部43および凹部44を有し、第1辺部41が凸部43および凹部44に対向する区間において直線状に形成されている、開口パターン40が形成されたフォトマスク39を用いればよい。
<第4実施形態>
図22は、本発明の第4実施形態に係る半導体装置81の模式的な平面図である。
In order to manufacture such a semiconductor device 71, as a process different from the manufacturing process of the first embodiment, in the process shown in FIG. A photomask 39 having an opening pattern 40 in which the portions 41 are linearly formed in the sections facing the convex portions 43 and the concave portions 44 may be used.
<Fourth Embodiment>
FIG. 22 is a schematic plan view of a semiconductor device 81 according to the fourth embodiment of the invention.

この半導体装置81では、前述の半導体装置1の第2領域20を取り囲むフィールド絶縁膜4の部分が、一対の直線部27に代えて、互いに対向する一対の曲線部82を備えている。
一対の曲線部82は、第2領域20の内側に向かって突出する山部83と、山部83に連続し、かつ第2領域20から離れる方向に凹む谷部84とを含む波形に形成されている。
In this semiconductor device 81 , the portion of the field insulating film 4 surrounding the second region 20 of the semiconductor device 1 described above has a pair of curved portions 82 facing each other instead of the pair of straight portions 27 .
The pair of curved portions 82 are formed in a wavy shape including peak portions 83 projecting toward the inside of the second region 20 and valley portions 84 that are continuous with the peak portions 83 and recessed in a direction away from the second region 20. ing.

そして、第1方向D1において、山部83と谷部26とが対向しており、谷部84と山部25とが対向している。これにより、山部83の頂部と谷部26の底部との距離が第1の長さL1として設定され、かつ谷部84の底部と山部25の頂部との距離が第2の長さL2として設定されている。第1の長さL1および第2の長さL2は、互いに同じ長さである。したがって、この実施形態の半導体装置81によれば、第1領域19と第2領域20との間の距離を、第2方向D2の全体にわたって短くすることができる。
<第5実施形態>
図23Aおよび図23Bは、フォトレジスト38の露光・現像に関連する工程を示す図(第5実施形態)である。
In the first direction D1, the peak portion 83 and the valley portion 26 face each other, and the valley portion 84 and the peak portion 25 face each other. Thereby, the distance between the top of the peak 83 and the bottom of the valley 26 is set as the first length L1, and the distance between the bottom of the valley 84 and the top of the peak 25 is set as the second length L2. is set as The first length L1 and the second length L2 are the same length. Therefore, according to the semiconductor device 81 of this embodiment, the distance between the first region 19 and the second region 20 can be shortened throughout the second direction D2.
<Fifth Embodiment>
23A and 23B are diagrams (fifth embodiment) showing steps related to exposure and development of the photoresist 38. FIG.

前述の実施形態では、一体パターンが形成されたフォトマスク39が使用されたが、この実施形態では、複数のパターン91を有するフォトマスク92が使用される。より具体的には、図23Aに示すように、フォトマスク92において、複数のパターン91は、それぞれ、平面視四角形状に形成されている。各パターン91は、第1方向D1において、第9の長さL9を有している。 While the photomask 39 having a single pattern was used in the above embodiment, a photomask 92 having a plurality of patterns 91 is used in this embodiment. More specifically, as shown in FIG. 23A, in a photomask 92, each of the plurality of patterns 91 is formed in a rectangular shape in plan view. Each pattern 91 has a ninth length L9 in the first direction D1.

また、複数のパターン91は、互いに0.5μm未満の間隔を空けて配列されている。複数のパターン91は、フィールド絶縁膜4を形成すべき領域に、互いに間隔を空けて配列される。
また、この実施形態では、フォトレジスト38は、ネガ型のフォトレジストである。
そして、このようなフォトマスク92を介して、フォトレジスト38に光(たとえば、紫外線等)が照射されることによって、フォトレジスト38が露光される。
Also, the plurality of patterns 91 are arranged at intervals of less than 0.5 μm from each other. A plurality of patterns 91 are arranged at intervals in the region where the field insulating film 4 is to be formed.
Also, in this embodiment, the photoresist 38 is a negative photoresist.
Then, the photoresist 38 is exposed by irradiating the photoresist 38 with light (for example, ultraviolet rays or the like) through the photomask 92 .

次に、露光したウエハ(半導体基板2およびその上の構造物)が現像液に浸されることによって、フォトレジスト38の余分な部分が除去される。この実施形態では、ネガ型のフォトレジスト38であるので、パターン91で覆われて露光されなかったフォトレジスト38の部分が除去される。さらに、パターン91の間隔が0.5μm未満であるため、解像限界が当該間隔以上の露光機を使用することによって、隣り合うパターン91の隙間部分93の露光を防ぐこともできる。 Excess portions of the photoresist 38 are then removed by immersing the exposed wafer (semiconductor substrate 2 and structures thereon) in a developer. In this embodiment, because of the negative photoresist 38, the portion of the photoresist 38 covered by the pattern 91 and not exposed is removed. Furthermore, since the interval between the patterns 91 is less than 0.5 μm, exposure of the gaps 93 between the adjacent patterns 91 can be prevented by using an exposure machine with a resolution limit equal to or greater than the interval.

その結果、図23Bに示すように、フォトレジスト38の開口パターン47は、隣り合うパターン91の隙間部分93の両端部に対応する山部94と、パターン91の両端部に対応する谷部95とを含む波形の第1辺部50および第2辺部51を有することとなる。少なくとも隣り合うパターン91の隙間部分93においては、フォトマスク92のパターン91の第9の長さL9よりも短い第2の長さL2で解像することができる。 As a result, as shown in FIG. 23B, the opening pattern 47 of the photoresist 38 has peaks 94 corresponding to both ends of the gap 93 between the adjacent patterns 91 and valleys 95 corresponding to both ends of the pattern 91 . It will have a wavy first side portion 50 and a second side portion 51 including a . At least the gap portion 93 between adjacent patterns 91 can be resolved with a second length L2 shorter than the ninth length L9 of the pattern 91 of the photomask 92 .

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
たとえば、第1実施形態で使用されるフォトレジスト38は、ネガ型のフォトレジストであってもよく、第5実施形態で使用されるフォトレジスト38は、ポジ型のフォトレジストであってもよい。フォトレジストの種類(ポジ型、ネガ型)に合わせて、フォトマスク39やフォトマスク92のパターンを適宜変更すればよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can also be implemented in other forms.
For example, the photoresist 38 used in the first embodiment may be a negative photoresist, and the photoresist 38 used in the fifth embodiment may be a positive photoresist. The patterns of the photomask 39 and the photomask 92 may be appropriately changed according to the type of photoresist (positive type, negative type).

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。 In addition, various design changes can be made within the scope of the matters described in the claims.

1 半導体装置
2 半導体基板
3 エピタキシャル層
4 フィールド絶縁膜
5 ボディ領域
6 ソース領域
7 ドレイン領域
8 ゲート絶縁膜
9 ゲート電極
10 層間絶縁膜
11 ソースコンタクト
12 ドレインコンタクト
13 ソース電極
14 ドレイン電極
15 主面
16 裏面
17 素子主面
18 接合面
19 第1領域
20 第2領域
21 第1開口
22 第2開口
23 直線部
24 曲線部
25 山部
26 谷部
27 直線部
28 曲線部
29 第1部分
30 第2部分
31 外周縁
32 外周縁
33 チャネル領域
34 外周縁
35 半導体領域
36 ソースコンタクト孔
37 ドレインコンタクト孔
38 フォトレジスト
39 フォトマスク
40 開口パターン
41 第1辺部
42 第2辺部
43 凸部
44 凹部
45 第1直線部
46 第2直線部
47 開口パターン
48 山部
49 谷部
50 第1辺部
51 第2辺部
52 ベース絶縁膜
53 マスク絶縁膜
54 開口パターン
55 ハードマスク
61 半導体装置
71 半導体装置
72 曲線部
73 曲線部
74 山部
75 谷部
76 直線部
77 直線部
81 半導体装置
82 曲線部
83 山部
84 谷部
91 パターン
92 フォトマスク
93 隙間部分
94 山部
95 谷部
REFERENCE SIGNS LIST 1 semiconductor device 2 semiconductor substrate 3 epitaxial layer 4 field insulating film 5 body region 6 source region 7 drain region 8 gate insulating film 9 gate electrode 10 interlayer insulating film 11 source contact 12 drain contact 13 source electrode 14 drain electrode 15 main surface 16 back surface 17 element main surface 18 joint surface 19 first region 20 second region 21 first opening 22 second opening 23 straight portion 24 curved portion 25 crest portion 26 valley portion 27 straight portion 28 curved portion 29 first portion 30 second portion 31 Outer edge 32 Outer edge 33 Channel region 34 Outer edge 35 Semiconductor region 36 Source contact hole 37 Drain contact hole 38 Photoresist 39 Photomask 40 Opening pattern 41 First side 42 Second side 43 Convex 44 Concave 45 First straight line Part 46 Second straight part 47 Opening pattern 48 Peak part 49 Valley part 50 First side part 51 Second side part 52 Base insulating film 53 Mask insulating film 54 Opening pattern 55 Hard mask 61 Semiconductor device 71 Semiconductor device 72 Curved part 73 Curved line Portion 74 Peak 75 Valley 76 Straight portion 77 Straight portion 81 Semiconductor device 82 Curved portion 83 Peak 84 Valley 91 Pattern 92 Photomask 93 Gap 94 Peak 95 Valley

Claims (13)

素子主面を有する第1導電型の半導体層と、
前記半導体層の前記素子主面に形成された第2導電型のボディ領域と、
前記ボディ領域に形成され、かつ前記ボディ領域の周縁とは離間して配置された第1導電型のソース領域と、
前記半導体層の前記素子主面に形成され、かつ前記ボディ領域とは離間して配置された第1導電型のドレイン領域と、
前記ソース領域と前記ボディ領域の周縁との間のチャネル領域に対向するゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜を介して前記チャネル領域に対向するゲート電極と、
前記ゲート絶縁膜と前記ドレイン領域との間において前記半導体層の前記素子主面に形成され、かつ前記ゲート絶縁膜よりも大きな厚さを有するフィールド絶縁膜と
前記半導体層上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜を厚さ方向に貫通し、かつ前記ドレイン領域に接続されたドレインコンタクトとを含み、
前記フィールド絶縁膜は、前記半導体層の前記素子主面を法線方向から見た平面視において、前記ドレイン領域から前記ソース領域に向かう第1方向に沿って、第1の長さと、前記第1の長さよりも短い第2の長さとを有しており、
前記第2の長さは、前記第1方向において前記ドレインコンタクトに隣り合う部分に設定されている、半導体装置。
a first conductivity type semiconductor layer having an element main surface;
a body region of a second conductivity type formed on the element main surface of the semiconductor layer;
a first conductivity type source region formed in the body region and spaced apart from the periphery of the body region;
a first conductivity type drain region formed on the element main surface of the semiconductor layer and spaced apart from the body region;
a gate insulating film facing a channel region between the source region and the periphery of the body region;
a gate electrode facing the channel region through the gate insulating film;
a field insulating film formed on the element main surface of the semiconductor layer between the gate insulating film and the drain region and having a thickness greater than that of the gate insulating film ;
an interlayer insulating film formed on the semiconductor layer;
a drain contact penetrating through the interlayer insulating film in the thickness direction and connected to the drain region ;
The field insulating film has a first length and a first a second length that is less than the length of
The semiconductor device , wherein the second length is set to a portion adjacent to the drain contact in the first direction .
前記フィールド絶縁膜の前記ドレイン領域側の端部は、前記平面視において、前記ドレイン領域に向かう方向に突出する山部と、前記山部に連続し、かつ前記ドレイン領域から離れる方向に凹む谷部とを含む波形に形成されており、
前記第1の長さの一方の端点は、前記山部の頂部に設定されており、かつ前記第2の長さの一方の端点は、前記谷部の底部に設定されている、請求項1に記載の半導体装置。
The end portion of the field insulating film on the side of the drain region includes, in the plan view, a mountain portion projecting in a direction toward the drain region and a valley portion continuous with the mountain portion and recessed in a direction away from the drain region. is formed into a waveform containing and
2. One end point of said first length is set at the top of said peak, and one end point of said second length is set at the bottom of said valley. The semiconductor device according to .
前記フィールド絶縁膜の前記ソース領域側の端部は、前記山部および前記谷部に対向する区間において直線状に形成されている、請求項2に記載の半導体装置。 3. The semiconductor device according to claim 2, wherein the end of said field insulating film on the source region side is formed linearly in a section facing said peak and said valley. 前記フィールド絶縁膜の前記ソース領域側の端部は、前記平面視において、前記ソース領域に向かう方向に突出する山部と、前記山部に連続し、かつ前記ソース領域から離れる方向に凹む谷部とを含む波形に形成されている、請求項2に記載の半導体装置。 The end portion of the field insulating film on the source region side includes, in the plan view, a mountain portion projecting in a direction toward the source region and a valley portion continuous with the mountain portion and recessed in a direction away from the source region. 3. The semiconductor device according to claim 2, wherein the semiconductor device is formed into a corrugated shape including and. 素子主面を有する第1導電型の半導体層と、 a first conductivity type semiconductor layer having an element main surface;
前記半導体層の前記素子主面に形成された第2導電型のボディ領域と、 a body region of a second conductivity type formed on the element main surface of the semiconductor layer;
前記ボディ領域に形成され、かつ前記ボディ領域の周縁とは離間して配置された第1導電型のソース領域と、 a first conductivity type source region formed in the body region and spaced apart from the periphery of the body region;
前記半導体層の前記素子主面に形成され、かつ前記ボディ領域とは離間して配置された第1導電型のドレイン領域と、 a first conductivity type drain region formed on the element main surface of the semiconductor layer and spaced apart from the body region;
前記ソース領域と前記ボディ領域の周縁との間のチャネル領域に対向するゲート絶縁膜と、 a gate insulating film facing a channel region between the source region and the periphery of the body region;
前記ゲート絶縁膜を介して前記チャネル領域に対向するゲート電極と、 a gate electrode facing the channel region through the gate insulating film;
前記ゲート絶縁膜と前記ドレイン領域との間において前記半導体層の前記素子主面に形成され、かつ前記ゲート絶縁膜よりも大きな厚さを有するフィールド絶縁膜とを含み、 a field insulating film formed on the element main surface of the semiconductor layer between the gate insulating film and the drain region and having a thickness greater than that of the gate insulating film;
前記フィールド絶縁膜は、前記半導体層の前記素子主面を法線方向から見た平面視において、前記ドレイン領域から前記ソース領域に向かう第1方向に沿って、第1の長さと、前記第1の長さよりも短い第2の長さとを有しており、 The field insulating film has a first length and a first a second length that is less than the length of
前記フィールド絶縁膜の前記ドレイン領域側の端部は、前記平面視において、前記ドレイン領域に向かう方向に突出する山部と、前記山部に連続し、かつ前記ドレイン領域から離れる方向に凹む谷部とを含む波形に形成されており、 The end portion of the field insulating film on the side of the drain region includes, in the plan view, a mountain portion projecting in a direction toward the drain region and a valley portion continuous with the mountain portion and recessed in a direction away from the drain region. is formed into a waveform containing and
前記第1の長さの一方の端点は、前記山部の頂部に設定されており、かつ前記第2の長さの一方の端点は、前記谷部の底部に設定されており、 One end point of the first length is set at the top of the peak, and one end point of the second length is set at the bottom of the valley,
前記フィールド絶縁膜の前記ソース領域側の端部は、前記平面視において、前記ソース領域に向かう方向に突出する山部と、前記ソース領域側の前記山部に連続し、かつ前記ソース領域から離れる方向に凹む谷部とを含む波形に形成されている、半導体装置。 The end portion of the field insulating film on the source region side is, in the plan view, a mountain portion protruding in a direction toward the source region, and is continuous with the mountain portion on the source region side and separated from the source region. A semiconductor device formed into a corrugated shape including valleys recessed in a direction.
前記第1方向において、前記フィールド絶縁膜の前記ドレイン領域側の前記山部と前記ソース領域側の前記山部とが対向しており、かつ前記フィールド絶縁膜の前記ドレイン領域側の前記谷部と前記ソース領域側の前記谷部とが対向している、請求項4または5に記載の半導体装置。 In the first direction, the peak portion of the field insulating film on the drain region side faces the peak portion on the source region side, and the valley portion of the field insulating film on the drain region side is opposed to the peak portion on the source region side. 6. The semiconductor device according to claim 4, wherein said valley on said source region side is opposed to said valley. 記ドレインコンタクトは、前記平面視において、前記フィールド絶縁膜の前記ドレイン領域側の端部の前記谷部に隣り合う部分に配置されている、請求項2~のいずれか一項に記載の半導体装置。 5. The drain contact according to any one of claims 2 to 4 , wherein the drain contact is arranged in a portion adjacent to the valley at the end of the field insulating film on the drain region side in the plan view. semiconductor device. 前記第1の長さは0.4μm~0.7μmであり、かつ前記第2の長さは0.2μm~0.5μmである、請求項1~のいずれか一項に記載の半導体装置。 8. The semiconductor device according to claim 1, wherein said first length is 0.4 μm to 0.7 μm and said second length is 0.2 μm to 0.5 μm. . 前記フィールド絶縁膜は、LOCOS(LOCal Oxidation of Silicon)酸化膜を含む、請求項1~のいずれか一項に記載の半導体装置。 9. The semiconductor device according to claim 1 , wherein said field insulating film includes a LOCOS (LOCal Oxidation of Silicon) oxide film. 素子主面を有する第1導電型の半導体層上にフォトレジストを塗布する工程と、
前記半導体層の前記素子主面を法線方向から見た平面視において、選択的に突出する複数の凸部と、前記複数の凸部の間の凹部とを含む端部を有するマスクを前記フォトレジスト上に配置する工程と、
前記マスクを用いて前記フォトレジストを露光し、かつ現像することによって、前記マスクの前記凸部に対応する山部と、前記マスクの前記凹部に対応する谷部とを含む波形の端部を有するように前記フォトレジストをパターニングする工程と、
前記パターニング後の前記フォトレジストをマスクとして形成されるハードマスクから露出する前記半導体層の前記素子主面を酸化することによって、前記フォトレジストの前記山部に対応する山部と、前記フォトレジストの前記谷部に対応する谷部とを含む波形の第1端部と、前記第1端部とは反対側の第2端部とを有するフィールド絶縁膜を形成する工程と、
前記ハードマスクを除去することによって、前記フィールド絶縁膜の前記第1端部側の前記半導体層の前記素子主面である第1領域と、前記フィールド絶縁膜の前記第2端部側の前記素子主面である第2領域とを露出させる工程と、
前記半導体層の前記第1領域に第1導電型のドレイン領域を形成する工程と、
前記半導体層の前記第2領域にゲート絶縁膜を選択的に形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、
前記半導体層の前記第2領域に第2導電型のボディ領域を形成する工程と、
前記ボディ領域の周縁とは離間するように、前記ボディ領域に第1導電型のソース領域を形成する工程と
前記半導体層の前記素子主面に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜を選択的にエッチングすることによって、前記ドレイン領域を選択的に露出させるドレインコンタクト孔を、前記ドレイン領域から前記ソース領域に向かう第1方向において前記谷部に隣り合う部分に形成する工程とを含む、半導体装置の製造方法。
a step of applying a photoresist onto a semiconductor layer of a first conductivity type having a main surface of an element;
A mask having an edge including a plurality of selectively projecting protrusions and recesses between the plurality of protrusions in a plan view of the element main surface of the semiconductor layer in the normal direction is formed by the photomask. placing on the resist;
Exposing and developing the photoresist using the mask to have wavy edges including peaks corresponding to the protrusions of the mask and valleys corresponding to the recesses of the mask. patterning the photoresist to
By oxidizing the element main surface of the semiconductor layer exposed from a hard mask formed using the patterned photoresist as a mask, the peak portions corresponding to the peak portions of the photoresist and the forming a field insulating film having a corrugated first end including a valley corresponding to the valley and a second end opposite the first end;
By removing the hard mask, a first region which is the element main surface of the semiconductor layer on the first end side of the field insulating film and the element on the second end side of the field insulating film are formed. exposing the second region, which is the main surface;
forming a drain region of a first conductivity type in the first region of the semiconductor layer;
selectively forming a gate insulating film in the second region of the semiconductor layer;
forming a gate electrode on the gate insulating film;
forming a body region of a second conductivity type in the second region of the semiconductor layer;
forming a source region of the first conductivity type in the body region so as to be spaced apart from the periphery of the body region ;
forming an interlayer insulating film on the element main surface of the semiconductor layer;
By selectively etching the interlayer insulating film, a drain contact hole for selectively exposing the drain region is formed in a portion adjacent to the valley in a first direction from the drain region to the source region. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising :
素子主面を有する第1導電型の半導体層上にフォトレジストを塗布する工程と、
前記半導体層の前記素子主面を法線方向から見た平面視において、選択的に突出する複数の凸部と、前記複数の凸部の間の凹部とを含む端部を有するマスクを前記フォトレジスト上に配置する工程と、
前記マスクを用いて前記フォトレジストを露光し、かつ現像することによって、前記マスクの前記凸部に対応する山部と、前記マスクの前記凹部に対応する谷部とを含む波形の端部を有するように前記フォトレジストをパターニングする工程と、
前記パターニング後の前記フォトレジストをマスクとして形成されるハードマスクから露出する前記半導体層の前記素子主面を酸化することによって、前記フォトレジストの前記山部に対応する山部と、前記フォトレジストの前記谷部に対応する谷部とを含む波形の第1端部と、前記第1端部とは反対側の第2端部とを有するフィールド絶縁膜を形成する工程と、
前記ハードマスクを除去することによって、前記フィールド絶縁膜の前記第1端部側の前記半導体層の前記素子主面である第1領域と、前記フィールド絶縁膜の前記第2端部側の前記素子主面である第2領域とを露出させる工程と、
前記半導体層の前記第1領域にゲート絶縁膜を選択的に形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、
前記半導体層の前記第1領域に第2導電型のボディ領域を形成する工程と、
前記ボディ領域の周縁とは離間するように、前記ボディ領域に第1導電型のソース領域を形成する工程と、
前記半導体層の前記第2領域に第1導電型のドレイン領域を形成する工程と
前記半導体層の前記素子主面に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜を選択的にエッチングすることによって、前記ドレイン領域を選択的に露出させるドレインコンタクト孔を、前記ドレイン領域から前記ソース領域に向かう第1方向において前記谷部に隣り合う部分に形成する工程とを含む、半導体装置の製造方法。
a step of applying a photoresist onto a semiconductor layer of a first conductivity type having a main surface of an element;
A mask having an edge including a plurality of selectively projecting protrusions and recesses between the plurality of protrusions in a plan view of the element main surface of the semiconductor layer in the normal direction is formed by the photomask. placing on the resist;
Exposing and developing the photoresist using the mask to have wavy edges including peaks corresponding to the protrusions of the mask and valleys corresponding to the recesses of the mask. patterning the photoresist to
By oxidizing the element main surface of the semiconductor layer exposed from a hard mask formed using the patterned photoresist as a mask, the peak portions corresponding to the peak portions of the photoresist and the forming a field insulating film having a corrugated first end including a valley corresponding to the valley and a second end opposite the first end;
By removing the hard mask, a first region which is the element main surface of the semiconductor layer on the first end side of the field insulating film and the element on the second end side of the field insulating film are formed. exposing the second region, which is the main surface;
selectively forming a gate insulating film in the first region of the semiconductor layer;
forming a gate electrode on the gate insulating film;
forming a body region of a second conductivity type in the first region of the semiconductor layer;
forming a source region of the first conductivity type in the body region so as to be spaced apart from the periphery of the body region;
forming a first conductivity type drain region in the second region of the semiconductor layer ;
forming an interlayer insulating film on the element main surface of the semiconductor layer;
By selectively etching the interlayer insulating film, a drain contact hole for selectively exposing the drain region is formed in a portion adjacent to the valley in a first direction from the drain region to the source region. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising :
前記マスクは、前記凸部および前記凹部を含む端部の反対側に、直線状に形成された端部を有している、請求項10または11に記載の半導体装置の製造方法。 12. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10 , wherein said mask has an end portion formed in a straight line opposite to the end portion including said projection and said recess. 素子主面を有する第1導電型の半導体層上にフォトレジストを塗布する工程と、
前記半導体層の前記素子主面を法線方向から見た平面視において、互いに0.5μm未満の間隔を空けて配置された複数のパターンを有するマスクを前記フォトレジスト上に配置する工程と、
前記マスクを用いて前記フォトレジストを露光し、かつ現像することによって、隣り合う前記パターンの隙間部分に対応する谷部と、前記パターンに対応する山部とを含む端部を有するように前記フォトレジストをパターニングする工程と、
前記パターニング後の前記フォトレジストをマスクとして形成されるハードマスクから露出する前記半導体層の前記素子主面を酸化することによって、前記フォトレジストの前記山部に対応する山部と、前記フォトレジストの前記谷部に対応する谷部とを、それぞれ含む波形の第1端部および波形の第2端部を有するフィールド絶縁膜を形成する工程と、
前記ハードマスクを除去することによって、前記フィールド絶縁膜の前記第1端部側の前記半導体層の前記素子主面である第1領域と、前記フィールド絶縁膜の前記第2端部側の前記素子主面である第2領域とを露出させる工程と、
前記半導体層の前記第1領域に第1導電型のドレイン領域を形成する工程と、
前記半導体層の前記第2領域にゲート絶縁膜を選択的に形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、
前記半導体層の前記第2領域に第2導電型のボディ領域を形成する工程と、
前記ボディ領域の周縁とは離間するように、前記ボディ領域に第1導電型のソース領域を形成する工程とを含む、半導体装置の製造方法。
a step of applying a photoresist onto a semiconductor layer of a first conductivity type having a main surface of an element;
disposing on the photoresist a mask having a plurality of patterns spaced apart from each other by less than 0.5 μm in a plan view of the device principal surface of the semiconductor layer;
By exposing and developing the photoresist using the mask, the photo resist is formed so as to have an edge including valleys corresponding to gaps between the adjacent patterns and peaks corresponding to the patterns. patterning the resist;
By oxidizing the element main surface of the semiconductor layer exposed from a hard mask formed using the patterned photoresist as a mask, the peak portions corresponding to the peak portions of the photoresist and the forming a field insulating film having a wavy first end and a wavy second end each including a valley corresponding to the valley;
By removing the hard mask, a first region which is the element main surface of the semiconductor layer on the first end side of the field insulating film and the element on the second end side of the field insulating film are formed. exposing the second region, which is the main surface;
forming a drain region of a first conductivity type in the first region of the semiconductor layer;
selectively forming a gate insulating film in the second region of the semiconductor layer;
forming a gate electrode on the gate insulating film;
forming a body region of a second conductivity type in the second region of the semiconductor layer;
and forming a source region of the first conductivity type in the body region so as to be spaced apart from a peripheral edge of the body region.
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