JP2010010583A - Semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関し、特にパワートランジスタとショットキーバリアダイオード(SBD)とが1チップに組み込まれた半導体装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a semiconductor device in which a power transistor and a Schottky barrier diode (SBD) are incorporated in one chip and a manufacturing method thereof.
パワートランジスタが組み込まれた半導体装置(半導体チップ)においては、大電流化の要求に併せて低オン抵抗化が要求されている。更に、順方向に対しても大電流に対応したパワートランジスタの開発が要求されている。 A semiconductor device (semiconductor chip) incorporating a power transistor is required to have a low on-resistance in response to a demand for a large current. Furthermore, there is a demand for the development of a power transistor that can handle a large current in the forward direction.
下記特許文献1には、パワーMOSFETにショットキーバリアダイオード(SBD)が内蔵され、順方向電圧Vf特性が改善された半導体装置が開示されている。この開示された半導体装置は、複数のパワーMOSFETセル毎のベース領域間にドリフト層を露出させ、このドリフト層とソース電極(又はエミッタ電極)とをショットキー接触させたものである。つまり、パワーMOSFETのオフ時に、ベース領域とドリフト層とのpn接合部からドリフト層側に生成される空乏層が、隣り合うパワーMOSFETセル同士で重なり合い、電界緩和効果によってSBDに高電圧が印加されないので、順方向電圧Vfを下げることができる。
しかしながら、前述の特許文献1に開示された半導体装置においては、以下の点について配慮がなされていなかった。パワーMOSFETのベース領域がドリフト層の表面からの不純物の拡散により形成されているので、ベース領域の断面形状特にSBDを生成する側面形状は不純物を等方的に拡散した円弧形状により形成されている。このため、隣り合うパワーMOSFETセルのそれぞれのベース領域からドリフト層に生成される空乏層は、ドリフト層の表面側だけで重なり合い、ドリフト層のバルク側においては重なりを持っていない。このような空乏層の重なり状態においては、パワーMOSFETのオフ時にSBDにおける漏れ電流Idssが増大する。
However, in the semiconductor device disclosed in
本発明は上記課題を解決するためになされたものである。従って、本発明は、パワートランジスタにSBDを内蔵して順方向電圧Vf特性を改善しつつ、SBDにおいて漏れ電流Idssを改善することができる半導体装置及びその製造方法を提供することである。 The present invention has been made to solve the above problems. Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of improving the leakage voltage Idss in the SBD while improving the forward voltage Vf characteristics by incorporating the SBD in the power transistor, and a manufacturing method thereof.
上記課題を解決するために、本発明の実施の形態に係る第1の特徴は、半導体装置において、第1の導電型の第1の半導体領域と、第1の半導体領域の一主面からこの第1の半導体領域の内部に延伸する第1の一段目トレンチ及びこの第1の一段目トレンチに連接され更に第1の半導体領域の内部に延伸する第1の二段目トレンチを有する第1のトレンチと、第1のトレンチに隣り合って配設され、第1の半導体領域の一主面からこの第1の半導体領域の内部に延伸する第2の一段目トレンチ及びこの第2の一段目トレンチに連接され更に第1の半導体領域の内部に延伸する第2の二段目トレンチを有する第2のトレンチと、第1の半導体領域の内部の第1のトレンチと第2のトレンチとの間に配設され、第1のトレンチの第1の一段目トレンチの内壁に沿って均一幅を有する第1の導電型とは逆の第2の導電型の第2の半導体領域と、第1の半導体領域の内部の第1のトレンチと第2のトレンチとの間に第2の半導体領域に隣り合い離間して配設され、第2のトレンチの第2の一段目トレンチの内壁に沿って均一幅を有する第2の導電型の第3の半導体領域と、第1の半導体領域の一主面側において第2の半導体領域に配設された第1の導電型の第4の半導体領域と、第1の半導体領域の一主面側において第3の半導体領域に配設された第1の導電型の第5の半導体領域と、第1のトレンチの内壁において第2の半導体領域に沿って配設された第1のゲート絶縁膜と、第2のトレンチの内壁において第3の半導体領域に沿って配設された第2のゲート絶縁膜と、第1のトレンチの内部に第1のゲート絶縁膜を介して配設された第1のゲート電極と、第2のトレンチの内部に第2のゲート絶縁膜を介して配設された第2のゲート電極と、第2の半導体領域、第3の半導体領域、第4の半導体領域及び第5の半導体領域に電気的に接続されるとともに、第2の半導体領域と第3の半導体領域との間において第1の半導体領域にショットキー接続された電極とを備える。 In order to solve the above-described problem, a first feature according to an embodiment of the present invention is that, in a semiconductor device, the first conductivity type first semiconductor region and the main surface of the first semiconductor region A first first-stage trench extending inside the first semiconductor region and a first second-stage trench connected to the first first-stage trench and further extending inside the first semiconductor region. And a second first-stage trench disposed adjacent to the first trench and extending from one main surface of the first semiconductor region into the first semiconductor region, and the second first-stage trench. And a second trench having a second second-stage trench extending into the first semiconductor region, and between the first trench and the second trench inside the first semiconductor region. And a first first-stage tray of the first trench. A second semiconductor region of a second conductivity type opposite to the first conductivity type having a uniform width along the inner wall of the first and second trenches; a first trench and a second trench inside the first semiconductor region; A third semiconductor region of a second conductivity type disposed adjacent to and spaced apart from the second semiconductor region and having a uniform width along the inner wall of the second first-stage trench of the second trench. The fourth semiconductor region of the first conductivity type disposed in the second semiconductor region on the one main surface side of the first semiconductor region, and the third semiconductor on the one main surface side of the first semiconductor region A fifth semiconductor region of the first conductivity type disposed in the region, a first gate insulating film disposed along the second semiconductor region on the inner wall of the first trench, and a second trench A second gate insulating film disposed along the third semiconductor region on the inner wall of the first trench, and a first trench A first gate electrode disposed in the portion via a first gate insulating film, a second gate electrode disposed in the second trench via a second gate insulating film, The first semiconductor is electrically connected to the second semiconductor region, the third semiconductor region, the fourth semiconductor region, and the fifth semiconductor region, and between the second semiconductor region and the third semiconductor region. And an electrode that is Schottky connected to the region.
更に、第1の特徴に係る半導体装置において、第2の半導体領域は、第1の一段目トレンチの第1の半導体領域の一主面側の一端から第1の二段目トレンチに連接される他端まで均一幅を有し、第3の半導体領域は、第2の一段目トレンチの第1の半導体領域の一主面側の一端から第2の二段目トレンチに連接される他端まで均一幅を有することが好ましい。 Furthermore, in the semiconductor device according to the first feature, the second semiconductor region is connected to the first second-stage trench from one end of the first semiconductor region of the first first-stage trench on the one main surface side. The third semiconductor region has a uniform width to the other end, and the third semiconductor region extends from one end on the one main surface side of the first semiconductor region of the second first-stage trench to the other end connected to the second second-stage trench. It is preferable to have a uniform width.
更に、第1の特徴に係る半導体装置において、第2の半導体領域は、第1の一段目トレンチの内壁を起点としてこの内壁から第1の半導体領域の内部に均一拡散量を有し、第3の半導体領域は、第2の一段目トレンチの内壁を起点としてこの内壁から第1の半導体領域の内部に均一拡散量を有していることが好ましい。 Furthermore, in the semiconductor device according to the first feature, the second semiconductor region has a uniform diffusion amount from the inner wall to the inside of the first semiconductor region, starting from the inner wall of the first first-stage trench. The semiconductor region preferably has a uniform diffusion amount from the inner wall of the second first-stage trench to the inside of the first semiconductor region.
更に、第1の特徴に係る半導体装置において、第2の半導体領域又は第3の半導体領域の均一幅の第1の半導体領域の一主面から深さ方向の長さは、第2の半導体領域又は第3の半導体領域の第1の半導体領域の一主面からの深さの0.7倍以上に設定されることが好ましい。 Furthermore, in the semiconductor device according to the first feature, the length in the depth direction from the one main surface of the first semiconductor region having the uniform width of the second semiconductor region or the third semiconductor region is the second semiconductor region. Alternatively, the depth of the third semiconductor region is preferably set to 0.7 times or more of the depth from one main surface of the first semiconductor region.
更に、第1の特徴に係る半導体装置において、第2の半導体領域と第3の半導体領域との間において、第1の半導体領域の一主面側の不純物密度に対してそれよりも内部側の不純物密度が高く設定されていることが好ましい。 Furthermore, in the semiconductor device according to the first feature, the impurity density on the inner side relative to the impurity density on the one main surface side of the first semiconductor region is between the second semiconductor region and the third semiconductor region. It is preferable that the impurity density is set high.
本発明の実施の形態に係る第2の特徴は、半導体装置の製造方法において、第1の導電型の第1の半導体領域を形成する工程と、第1の半導体領域の一主面からこの第1の半導体領域の内部に延伸する第1の一段目トレンチを形成し、この第1の一段目トレンチに隣り合って第1の半導体領域の一主面からこの第1の半導体領域の内部に延伸する第2の一段目トレンチを形成する工程と、第1の一段目トレンチの内壁から第1の半導体領域内部に第1の導電型とは逆の第2の導電型の不純物を導入し、第1の一段目トレンチの内壁から均一幅を有する第2の半導体領域を形成し、第2の一段目トレンチの内壁から第1の半導体領域内部に第2の導電型の不純物を導入し、第2の一段目トレンチの内壁から均一幅を有する第3の半導体領域を形成する工程と、第1の一段目トレンチに連接され更に第1の半導体領域の内部に延伸する第1の二段目トレンチを形成し、第1の一段目トレンチ及び第1の二段目トレンチを有する第1のトレンチを形成し、第2の一段目トレンチに連接され更に第1の半導体領域の内部に延伸する第2の二段目トレンチを形成し、第2の一段目トレンチ及び第2の二段目トレンチを有する第2のトレンチを形成する工程と、第1の半導体領域の一主面側において第2の半導体領域に第1の導電型の第4の半導体領域を形成し、第1の半導体領域の一主面側において第3の半導体領域に第1の導電型の第5の半導体領域を形成する工程と、第1のトレンチの内壁において第2の半導体領域に沿って第1のゲート絶縁膜を形成し、第2のトレンチの内壁において第3の半導体領域に沿って第2のゲート絶縁膜を形成する工程と、第1のトレンチの内部に第1のゲート絶縁膜を介して第1のゲート電極を形成し、第2のトレンチの内部に第2のゲート絶縁膜を介して第2のゲート電極を形成する工程と、第2の半導体領域、第3の半導体領域、第4の半導体領域及び第5の半導体領域に電気的に接続され、第2の半導体領域と第3の半導体領域との間において第1の半導体領域にショットキー接続された電極を形成する工程とを備える。 A second feature of the embodiment of the present invention is that, in the method of manufacturing a semiconductor device, the step of forming the first semiconductor region of the first conductivity type and the first surface of the first semiconductor region Forming a first first-stage trench extending inside one semiconductor region, and extending from one main surface of the first semiconductor region adjacent to the first first-stage trench into the first semiconductor region; Forming a second first-stage trench, introducing an impurity of a second conductivity type opposite to the first conductivity type into the first semiconductor region from the inner wall of the first first-stage trench, A second semiconductor region having a uniform width is formed from the inner wall of the first first-stage trench, an impurity of the second conductivity type is introduced into the first semiconductor region from the inner wall of the second first-stage trench, Forming a third semiconductor region having a uniform width from the inner wall of the first-stage trench Forming a first second-stage trench connected to the first first-stage trench and extending into the first semiconductor region, and forming the first first-stage trench and the first second-stage trench. Forming a first trench having a second trench that is connected to the second first-stage trench and extends into the first semiconductor region; and the second first-stage trench and the second trench Forming a second trench having a second-stage trench, forming a first semiconductor region of the first conductivity type in the second semiconductor region on one main surface side of the first semiconductor region, Forming a fifth semiconductor region of the first conductivity type in the third semiconductor region on one main surface side of the first semiconductor region, and a first semiconductor region along the second semiconductor region on the inner wall of the first trench Forming a gate insulating film on the inner wall of the second trench Forming a second gate insulating film along the third semiconductor region, forming a first gate electrode in the first trench through the first gate insulating film, and forming an inner portion of the second trench. And forming a second gate electrode through the second gate insulating film and electrically connecting to the second semiconductor region, the third semiconductor region, the fourth semiconductor region, and the fifth semiconductor region. And forming a Schottky-connected electrode in the first semiconductor region between the second semiconductor region and the third semiconductor region.
本発明によれば、パワートランジスタにSBDを内蔵して順方向電圧Vf特性を改善しつつ、SBDにおいて漏れ電流Idssを改善することができる半導体装置及びその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor device capable of improving the leakage voltage Idss in the SBD while improving the forward voltage Vf characteristics by incorporating the SBD in the power transistor, and a manufacturing method thereof.
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なる。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, the drawings are schematic and different from actual ones. In addition, there may be a case where the dimensional relationships and ratios are different between the drawings.
また、以下に示す実施の形態はこの発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は各構成部品の配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。 Further, the following embodiments exemplify apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is to arrange the components and the like as follows. Not specific. The technical idea of the present invention can be variously modified within the scope of the claims.
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態は、トレンチ構造を有する縦型パワートランジスタを搭載した電力用半導体装置及びその製造方法に本発明を適用した例を説明するものである。
(First embodiment)
In the first embodiment of the present invention, an example in which the present invention is applied to a power semiconductor device mounted with a vertical power transistor having a trench structure and a manufacturing method thereof will be described.
[半導体装置の構造]
図1に示すように、第1の実施の形態に係る半導体装置1は、第1の導電型の第1の半導体領域3と、第1の半導体領域3の一主面3Aからこの第1の半導体領域3の内部に延伸する第1の一段目トレンチ411及びこの第1の一段目トレンチ411に連接され更に第1の半導体領域3の内部に延伸する第1の二段目トレンチ412を有する第1のトレンチ41と、第1のトレンチ41に隣り合って配設され、第1の半導体領域3の一主面3Aからこの第1の半導体領域3の内部に延伸する第2の一段目トレンチ421及びこの第2の一段目トレンチ421に連接され更に第1の半導体領域3の内部に延伸する第2の二段目トレンチ422を有する第2のトレンチ42と、第1の半導体領域3の内部の第1のトレンチ41と第2のトレンチ42との間に配設され、第1のトレンチ41の第1の一段目トレンチ411の内壁に沿って均一幅を有する第1の導電型とは逆の第2の導電型の第2の半導体領域51と、第1の半導体領域3の内部の第1のトレンチ41と第2のトレンチ42との間に第2の半導体領域51に隣り合い離間して配設され、第2のトレンチ42の第2の一段目トレンチ421の内壁に沿って均一幅を有する第2の導電型の第3の半導体領域52と、第1の半導体領域3の一主面3A側において第2の半導体領域51に配設された第1の導電型の第4の半導体領域61と、第1の半導体領域3の一主面3A側において第3の半導体領域52に配設された第1の導電型の第5の半導体領域62と、第1のトレンチ41の内壁において第2の半導体領域51に沿って配設された第1のゲート絶縁膜71と、第2のトレンチ42の内壁において第3の半導体領域52に沿って配設された第2のゲート絶縁膜72と、第1のトレンチ41の内部に第1のゲート絶縁膜71を介して配設された第1のゲート電極81と、第2のトレンチ42の内部に第2のゲート絶縁膜72を介して配設された第2のゲート電極82と、第2の半導体領域51、第3の半導体領域52、第4の半導体領域61及び第5の半導体領域62に電気的に接続されるとともに、第2の半導体領域51と第3の半導体領域52との間において第1の半導体領域3にショットキー接続された電極9とを備える。
[Structure of semiconductor device]
As shown in FIG. 1, the
ここで、第1の実施の形態において、第1の導電型はn型であり、第2の導電型はp型である。但し、本発明においては、これらの導電型は反転させてもよい。 Here, in the first embodiment, the first conductivity type is n-type, and the second conductivity type is p-type. However, in the present invention, these conductivity types may be reversed.
第1の半導体領域3は、主にパワートランジスタTのドリフト層(ドレイン領域又はコレクタ領域)として機能する。この第1の半導体領域3は、それと同一の第1の導電型を有しかつ第1の半導体領域3の不純物密度に比べて高い不純物密度を有する基板2の主面2A上に配設される。基板2にはここではn型シリコン単結晶基板が使用され、このシリコン単結晶基板は例えば1018atoms/cm3−1019atoms/cm3の不純物密度に設定される。第1の半導体領域3は例えば基板2の主面2A上に成長させたエピタキシャル層である。このエピタキシャル層は、例えば1014atoms/cm3−1016atoms/cm3の不純物密度に設定される。このエピタキシャル層の厚さ(膜厚)は例えば5μm−80μmに設定される。
The
第1のトレンチ41はパワートランジスタセルT1の縦型構造を構築する。第1のトレンチ41の第1の一段目トレンチ411は、第1の半導体領域3の一主面3Aから深さ方向に向かって(基板2の主面2Aに向かって)配設され、ほぼ均一な溝幅を有している。第1の二段目トレンチ412は、第1の一段目トレンチ411に連結され、更に深さ方向に向かってほぼ均一な溝幅を有している。第1の一段目トレンチ411及び第1の二段目トレンチ412は、いずれも製造プロセスにおいてリアクティブイオンエッチング(RIE)法等の異方性エッチングにより形成され、溝幅に対して溝深さを大きく(アスペクト比を大きく)している。ここでは、第1の一段目トレンチ411の溝幅は第1の二段目トレンチ412の溝幅と同等に設定されているが、本発明においては、第1の一段目トレンチ411の溝幅は第1の二段目トレンチ412の溝幅に対して大きく設定してもよい。
The
第1の一段目トレンチ411は、第2の半導体領域51の第1の一段目トレンチ411の内壁からの幅寸法を均一化し、この第2の半導体領域51の側面を第1の半導体領域3の一主面3Aから深さ方向に向かってフラットな形状に生成する機能を有する。第1の実施の形態において、第1の一段目トレンチ411は、溝幅を例えば0.4μm−0.6μmに設定し、溝深さを例えば1.0μm−1.4μmに設定される。第1の二段目トレンチ412は、溝幅を第1の一段目トレンチ411の溝幅とほぼ同一の寸法に設定し、溝深さを例えば0.6μm−1.0μmに設定される。
The first first-
第2のトレンチ42はパワートランジスタセルT1に隣り合って配列される他のパワートランジスタセルT2の縦型構造を構築する。第2のトレンチ42の第2の一段目トレンチ421は第1のトレンチ41の第1の一段目トレンチ411と同一構造並びに同一溝幅及び溝深さにより構成され、第2の二段目トレンチ422は第1の二段目トレンチ412と同一構造並びに同一溝幅及び溝深さにより構成されている。
The
第2の半導体領域51は、パワートランジスタセルT1のp型ボディ領域(p型ベース領域)として機能する。第2の半導体領域51は、第1のトレンチ41の第1の一段目トレンチ411の内壁において第1の半導体領域3に第2の導電型不純物(ここでは、p型不純物)を導入しているので、第1の一段目トレンチ411の内壁を不純物の拡散の起点として等方的な拡散量(拡散距離)、特に等しい横方向拡散量を持って構成されている。つまり、第1の一段目トレンチ411の溝深さと同等の寸法において、第2の半導体領域51の側面のフラットな寸法が維持される。換言すれば、第1の一段目トレンチ411の第1の半導体領域3の一主面3A側の一端から、第1の一段目トレンチ411の第1の二段目トレンチ412に連結される他端まで、第2の半導体領域51の側面のフラットな形状が維持されている(均一溝幅により形成されている)。
The
同様に、第3の半導体領域52は、パワートランジスタセルT2のp型ボディ領域(p型ベース領域)として機能する。第3の半導体領域52は、第2のトレンチ42の第2の一段目トレンチ421の内壁において第1の半導体領域3に第2の導電型不純物を導入しているので、第2の一段目トレンチ421の内壁を不純物の拡散の起点として等方的な拡散量(拡散距離)、特に等しい横方向拡散量を持って構成されている。つまり、第2の一段目トレンチ421の溝深さと同等の寸法において、第3の半導体領域52の側面のフラットな寸法が維持される。換言すれば、第2の一段目トレンチ421の第1の半導体領域3の一主面3A側の一端から、第2の一段目トレンチ421の第2の二段目トレンチ422に連結される他端まで、第3の半導体領域52の側面のフラットな形状が維持されている(均一溝幅により形成されている)。
Similarly, the
第2の半導体領域51は、例えば1017atoms/cm3−1018atoms/cm3の不純物密度に設定される。第1の半導体領域3の不純物密度等の条件によって変動し、必ずしもこれらの数値に限定されるものではないが、第2の半導体領域51の幅は例えば0.4μm−0.6μmに設定され、第2の半導体領域51の第1の半導体領域3の一主面3Aからの深さ(pn接合深さxj)は第1の一段目トレンチ411の溝深さよりも深く第1の二段目トレンチ412の溝深さよりも浅い例えば1.2μm−1.6μmに設定される。第3の半導体領域52の不純物密度、幅並びに深さは第2の半導体領域51の不純物密度、幅並びに深さと同様である。また、第2の半導体領域51の側面とそれに隣り合う第3の半導体領域52の側面との間の離間距離は例えば0.2μm−0.4μmに設定され、この離間距離は第1の半導体領域3の一主面3Aから第1の一段目トレンチ411及び第2の一段目トレンチ421の溝深さまで均一に維持される。
The
第4の半導体領域61は、パワートランジスタセルT1のn型ソース領域(n型エミッタ領域)として機能する。第4の半導体領域61は図2に示すように例えば1019atoms/cm3−1020atoms/cm3の不純物密度に設定され、pn接合深さは例えば0.2μm−0.4μmに設定される。第5の半導体領域62は、パワートランジスタセルT2のn型ソース領域(n型エミッタ領域)として機能する。第5の半導体領域62の不純物密度及びpn接合深さは第4の半導体領域61の不純物密度及びpn接合深さと同様である。
The
第1のゲート絶縁膜71は、第1のトレンチ41の内壁、具体的には第1の一段目トレンチ411の内壁、第1の二段目トレンチ412の内壁及び底面に沿って配設されている。第1のゲート絶縁膜71はパワートランジスタセルT1のゲート絶縁膜として機能し、この第1のゲート絶縁膜71には例えばシリコン酸化膜が使用される。同様に、第2のゲート絶縁膜72は、第2のトレンチ42の内壁、具体的には第2の一段目トレンチ421の内壁、第2の二段目トレンチ422の内壁及び底面に沿って配設されている。第2のゲート絶縁膜72はパワートランジスタセルT2のゲート絶縁膜として機能し、この第2のゲート絶縁膜72には同様に例えばシリコン酸化膜が使用される。
The first
第1のゲート電極81はパワートランジスタセルT1のゲート電極として使用され、第2のゲート電極82はパワートランジスタセルT2のゲート電極として使用される。第1のゲート電極81、第2のゲート電極82にはいずれも例えば抵抗値を減少する不純物がドープされたシリコン多結晶膜が使用される。
The
パワートランジスタセルT1は、第1の実施の形態において、前述の第1の半導体領域3、第1のトレンチ41、第2の半導体領域51、第4の半導体領域61、第1のゲート絶縁膜71、第1のゲート電極81を備え、トレンチ構造を有する縦型の絶縁ゲート型電界効果トランジスタ(IGFET)である。ここで、IGFETとは、第1のゲート絶縁膜71を酸化膜とするMOSFET、第1のゲート絶縁膜71を絶縁膜とするMISFETのいずれも含む意味において使用される。同様に、パワートランジスタセルT2は、前述の第1の半導体領域3、第2のトレンチ42、第3の半導体領域52、第5の半導体領域62、第2のゲート絶縁膜72、第2のゲート電極82を備え、トレンチ構造を有する縦型のIGFETである。
In the first embodiment, the power transistor cell T1 includes the
図1にはパワートランジスタセルT1及びT2の2個のセルしか示していないが、実際にパワートランジスタセルT1の図1中左側、パワートランジスタセルT2の図1中右側にも、パワートランジスタセルT1とT2との関係を持つ複数のパワートランジスタセルTnが配列されている。そして、これらのパワートランジスタセルTnは電気的に並列に接続され、パワートランジスタTが構築される。 Although only two power transistor cells T1 and T2 are shown in FIG. 1, the power transistor cell T1 is actually arranged on the left side of the power transistor cell T1 in FIG. 1 and on the right side of the power transistor cell T2 in FIG. A plurality of power transistor cells Tn having a relationship with T2 are arranged. These power transistor cells Tn are electrically connected in parallel to form the power transistor T.
電極9には、第1の実施の形態において、例えばアロイスパイクを防止するシリコンやエレクトロマイグレーションを防止する銅が添加されアルミニウム合金膜が使用される。電極9は、第2の半導体領域51及び第3の半導体領域52に接続され、ソース電極(又はエミッタ電極)として機能するとともに、第2の半導体領域51と第3の半導体領域52との間において第1の半導体領域3の一主面3Aにショットキー接続され(ショットキー接触をなし)、ショットキーバリアダイオードDを構築する。ショットキーバリアダイオードDは、電極9をアノード電極として使用し、第1の半導体領域3をカソード電極として使用する。なお、電極9にショットキー接続をなす第1の半導体領域3の一主面3Aの表面濃度(不純物密度)は例えば1016atoms/cm3以下に、比抵抗値は例えば0.5Ω・cm以上に設定される。
In the first embodiment, for example, silicon that prevents alloy spikes or copper that prevents electromigration is added to the
電極10上にはパッシベーション膜10が配設されている。パッシベーション膜10には例えばシリコン窒化膜又はポリイミド樹脂膜を実用的に使用することができる。
A
[半導体装置の電気的特性]
前述の第1の実施の形態に係る半導体装置1においては、以下の通り、順方向電圧(順方向耐圧又はソース−ドレイン間耐圧)Vf特性を改善しつつ、漏れ電流Idss特性を改善することができる。
[Electrical characteristics of semiconductor devices]
In the
図3は第1の実施の形態に係る半導体装置1をモデル化した断面構造を示す。これに対して、図4は、比較例1であり、隣り合うパワートランジスタセルT1、T2間にショットキーバリアダイオードを配設していない半導体装置をモデル化した断面構造を示す。図5は、比較例2であり、隣り合うパワートランジスタセルT1、T2間にショットキーバリアダイオードを配設しているものの、ドリフト層の表面から拡散によりp型ボディ領域が形成された半導体装置をモデル化した断面構造を示す。
FIG. 3 shows a cross-sectional structure that models the
図6は順方向電圧Vfと順方向電流Iとの関係を示すグラフである。図6に示すように、図4に示す比較例1に対して、図3に示す第1の実施の形態に係る半導体装置1においては、ショットキーバリアダイオードDを備えているので、順方向電圧Vfを下げることができる。具体的には、常用範囲の20A−30Aにおいて、第1の実施の形態に係る半導体装置1の順方向電圧Vfを比較例1に対して約1.0V−0.4V下げることができる。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the forward voltage Vf and the forward current I. As shown in FIG. 6, since the
図7は逆バイアス電圧(ソース−ドレイン間耐圧)BVdssと漏れ電流Idssとの関係を示すグラフである。図3に示す第1の実施の形態に係る半導体装置1においては、パワートランジスタセルT1の第2の半導体領域(p型ボディ領域)51の側面並びに隣り合うパワートランジスタセルT2の第3の半導体領域(p型ボディ領域)52の側面をフラットな形状にし、第1の半導体領域(n型ドリフト層)3の一主面3Aから深さ方向にフラットな形状を維持している。この結果、パワートランジスタセルT1及びT2のオフ時、第2の半導体領域51の側面と第1の半導体領域3とのpn接合界面から第1の半導体領域3側に延びる空乏層31と、第3の半導体領域52の側面と第1の半導体領域3とのpn接合界面から第1の半導体領域3側に延びる空乏層32との重なり合いが、第1の半導体領域3の一主面3Aから深さ方向に増加する。この空乏層31と32とが重なり合った領域はショットキーバリアダイオードDの領域に相当し、空乏層31及び32によって漏れ電流経路が遮断される。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the reverse bias voltage (source-drain breakdown voltage) BVdss and the leakage current Idss. In the
図7に示すように、図5に示す比較例2に対して、第1の実施の形態に係る半導体装置1においては、漏れ電流Idssを低減することができる。更に、第1の実施の形態に係る半導体装置1においては、第2の半導体領域51及び第3の半導体領域52の第1の半導体領域3の一主面3Aから接合深さxjが0.5μm、0.7μm、0.8μm、0.9μmと順次増加し、第2の半導体領域51及び第3の半導体領域52の断面形状が矩形に近づくに従って、漏れ電流Idssを更に減少することができる。
As shown in FIG. 7, the leakage current Idss can be reduced in the
使用される回路構成によるが、一般的には待機電力を小さくし電力消費を抑えるために、漏れ電流Idssは極力減少することが望ましい。例えば、交流−直流コンバータのスイッチング電源回路における主スイッチ素子として漏れ電流Idssは1桁μA以内に設定するという要求があるが、第1の実施の形態に係る半導体装置1においては、図7に示すように、この要求をクリアすることができる。同一の用途で使用した場合、第1の実施の形態に係る半導体装置1においては、比較例2に比べて20倍−30倍の電力消費を抑えることができる。
Although it depends on the circuit configuration used, it is generally desirable to reduce the leakage current Idss as much as possible in order to reduce standby power and suppress power consumption. For example, the leakage current Idss is required to be set within one digit μA as the main switching element in the switching power supply circuit of the AC-DC converter. In the
ここで、漏れ電流Idssを1桁μA以内に設定するには、図3に示すように、第2の半導体領域51又は第3の半導体領域52の均一幅Wの第1の半導体領域3の一主面3Aからの深さ方向の長さLfを、第2の半導体領域51又は第3の半導体領域52の第1の半導体領域3の一主面3Aからの接合深さLa(=xj)の0.7倍以上に設定することが好ましい。
Here, in order to set the leakage current Idss within one digit μA, as shown in FIG. 3, one of the
[半導体装置の製造方法]
前述の第1の実施の形態に係る半導体装置1の製造方法は以下の通りである。
[Method for Manufacturing Semiconductor Device]
A method for manufacturing the
まず、最初に第1の導電型を有する基板2の主面2A上にそれよりも低不純物密度に設定された第1の導電型を有する第1の半導体領域3が形成される(図8参照。)。ここで、この製造プロセスの段階は前処理工程であり、基板2はダイシング工程前のウェーハ状態にある。
First, the
次に、第1の半導体領域3の一主面3A上にマスク11が形成される(図8参照。)。このマスク11は第1のトレンチ41の形成領域及び第2のトレンチ42の形成領域に開口を有する。マスク11には例えばシリコン酸化膜を使用することができる。
Next, a
マスク11をエッチングマスクとして使用し、マスク11の開口から露出する第1の半導体領域3が一主面3Aから深さ方向に向かってエッチングにより除去される(図8参照。)。この結果、第1のトレンチ41の形成領域において第1の一段目トレンチ411が形成され、同一工程において、第2のトレンチ42の形成領域において第2の一段目トレンチ421が形成される。エッチングには例えばRIE等の異方性エッチングが使用される。
Using
図8に示すように、マスク11をイオン注入マスクとして使用し、マスク11の開口から露出する第1の一段目トレンチ411の内壁(及び底面)及び第2の一段目トレンチ421の内壁(及び底面)に沿った第1の半導体領域3の表面層に第2の導電型不純物53が導入される。第2の導電型不純物53は第1の実施の形態においてイオン注入法を使用して導入される(注入される)。第1の一段目トレンチ411の内壁及び第2の一段目トレンチ421の内壁に沿った第1の半導体領域3の表面層に第2の導電型不純物53を導入するために、ウェーハを載置するテーブルの回転軸の軸方向に対してイオン注入方向に傾斜角度を有する斜めイオン注入法が使用される。なお、符号は特に付けないが、不純物の導入に伴う第1の半導体領域3の表面層のダメージを緩和するために、不純物の導入に先立ち、例えばシリコン酸化膜からなる薄い膜厚のバッファ膜が形成される。以下、このバッファ膜についての説明は省略する。
As shown in FIG. 8, using the
図9に示すように、マスク11を再びエッチングマスクとして使用し、マスク11の開口から露出する第1の一段目トレンチ411の底面及び第2の一段目トレンチ421の底面において第1の半導体領域3が更に深さ方向に向かってエッチングにより除去される。この結果、第1のトレンチ41の形成領域において第1の一段目トレンチ411に連接された第1の二段目トレンチ412が形成され、この第1の一段目トレンチ411及び第1の二段目トレンチ412を有する第1のトレンチ41が形成される。同一工程により、第2のトレンチ42の形成領域において第2の一段目トレンチ421に連接された第2の二段目トレンチ422が形成され、この第2の一段目トレンチ421及び第2の二段目トレンチ422を有する第2のトレンチ42が形成される。エッチングには例えばRIE等の異方性エッチングが使用される。
As shown in FIG. 9, the
図10に示すように、第1のトレンチ41の第1の一段目トレンチ411の内壁及び第2のトレンチ42の第2の一段目トレンチ421の内壁に沿って第1の半導体領域3の表面層に導入された第2の導電型不純物53に活性化処理(ドライブイン拡散処理)が行われる。この結果、第1の一段目トレンチ411の内壁に沿ってこの内壁から均一幅を有する第2の半導体領域51が形成されるとともに、第2の一段目トレンチ421の内壁に沿ってこの内壁から均一幅を有する第3の半導体領域52が形成される。前述のように、第1の一段目トレンチ411の内壁を起点として等方的に第2の導電型不純物53が拡散されるので、第2の半導体領域51の側面は、第1の半導体領域3の一主面3Aから深さ方向に向かってフラットな形状を持って形成される。同様に、第2の一段目トレンチ421の内壁を起点として等方的に第2の導電型不純物53が拡散されるので、第3の半導体領域52の側面は、第1の半導体領域3の一主面3Aから深さ方向に向かってフラットな形状を持って形成される。
As shown in FIG. 10, the surface layer of the
マスク11が除去され、引き続き第1のトレンチ41の第1の一段目トレンチ411の内壁、第1の二段目トレンチ412の内壁及び底面に沿って第2の半導体領域51の表面及び第1の半導体領域3の表面が露出されるとともに、第2のトレンチ42の第2の一段目トレンチ421の内壁、第2の二段目トレンチ422の内壁及び底面に沿って第3の半導体領域52の表面及び第1の半導体領域3の表面が露出される(図11参照。)。
After the
引き続き、第1のトレンチ41内の露出された第2の半導体領域51の表面上及び第1の半導体領域3の表面上に第1のゲート絶縁膜71が形成されるとともに、第2のトレンチ42内の露出された第3の半導体領域52の表面上及び第1の半導体領域3の表面上に第2のゲート絶縁膜72が形成される(図11参照。)。
Subsequently, a first
図11に示すように、第1のトレンチ41の内部に第1のゲート絶縁膜71を介して第1のゲート電極81が形成されるとともに、第2のトレンチ42の内部に第2のゲート電極72を介して第2のゲート電極82が形成される。第1のゲート電極81及び第2のゲート電極82には、例えばCVD法を使用して成膜されたシリコン多結晶膜が使用される。このシリコン多結晶膜は、成膜後にエッチングバック法を使用して余分な部分を除去し、第1のトレンチ41、第2のトレンチ42のそれぞれの内部に残される。第1のトレンチ41の内部に残されたシリコン多結晶膜は第1のゲート電極81として機能し、第2のトレンチ42の内部に残されたシリコン多結晶膜は第2のゲート電極として機能する。なお、第4の半導体領域61及び第5の半導体領域62を形成するために、第1のゲート電極81は第1のトレンチ41の開口に満たない膜厚により形成され、第2のゲート電極82は第2のトレンチ42の開口に満たない膜厚により形成される。
As shown in FIG. 11, a
次に、第1の半導体領域3の一主面3A上にマスク12が形成される(図12参照。)。このマスク12は第1のトレンチ41の領域及び第2のトレンチ42の領域に開口を有する。マスク12には例えばフォトリソグラフィ技術を使用して形成されたレジスト膜を使用することができる。
Next, a
図12に示すように、マスク12をイオン注入マスクとして使用し、マスク12の開口から露出する第1の一段目トレンチ411の内壁に沿った第2の半導体領域51の表面層及び第2の一段目トレンチ421の内壁に沿った第2の半導体領域52の表面層に第1の導電型不純物63が導入される。第1の導電型不純物63は第1の実施の形態において斜めイオン注入法を使用して導入される。また、第1の導電型不純物63は第1のゲート電極81及び第2のゲート電極82にも導入される。この後、マスク12が除去され、引き続き活性化処理が行われ、第1の導電型不純物63から第4の半導体領域61及び第5の半導体領域62が形成される(図13参照。)。
As shown in FIG. 12, using the
第4の半導体領域61が形成されると、パワートランジスタセルT1が完成し、第5の半導体領域62が形成されると、パワートランジスタセルT2が完成する。つまり、パワートランジスタTが実質的に完成する。
When the
次に、符号は特に付けないが、第1の半導体領域3の一主面3A上、第2の半導体領域51上、第3の半導体領域52上、第4の半導体領域61上、第5の半導体領域62上、第1のトレンチ41の内部の第1のゲート電極81上及び第2のトレンチ42の内部の第2のゲート電極82上に層間絶縁膜が形成される(図13参照。)。そして、第2の半導体領域51上、第3の半導体領域52上、第4の半導体領域61上、第5の半導体領域62上のそれぞれの一部の領域において層間絶縁膜に開口(コンタクト孔)が形成される。同一工程において、第2の半導体領域51とそれに隣り合う第3の半導体領域52との間の第1の半導体領域3の一主面3A上にも開口が形成される。
Next, although no particular reference is made, the
図13に示すように、層間絶縁膜上にその開口を通して第2の半導体領域51、第3の半導体領域52、第4の半導体領域61、第5の半導体領域62のそれぞれに電気的に接続されるとともに、第2の半導体領域51とそれに隣り合う第3の半導体領域52との間の第1の半導体領域3の一主面3Aにショットキー接続される電極9が形成される。電極9には、例えばスパッタリング法を使用して成膜されたアルミニウム合金膜を使用することができる。電極9が形成されると、第1の半導体領域3をアノード領域、電極9をカソード領域とするショットキーバリアダイオードDが完成する。
As shown in FIG. 13, the
この後、前述の図1に示すように、電極9上にパッシベーション膜10が形成される。これら一連の製造工程が終了すると、第1の実施の形態に係る半導体装置1を製造することができる。
Thereafter, a
このように構成される第1の実施の形態に係る半導体装置1においては、パワートランジスタTにショットキーバリアダイオードDを内蔵して順方向電圧Vf特性を改善することができ、ショットキーバリアダイオードDにおいて漏れ電流Idssを改善することができる。
In the
更に、第1の実施の形態に係る半導体装置1の製造方法においては、第1のトレンチ41の第1の一段目トレンチ411を形成した後に、第1の一段目トレンチ411の内壁に沿った第1の半導体領域3に第2の導電型不純物53を導入し、この第2の導電型不純物53の横方向拡散を利用して第2の半導体領域2を形成し、第2のトレンチ42の第2の一段目トレンチ421を形成した後に、第1の一段目トレンチ411の内壁に沿った第1の半導体領域3に第2の導電型不純物53を導入し、この第2の導電型不純物53の横方向拡散を利用して第2の半導体領域2を形成したので、第2の半導体領域51の側面と第3の半導体領域52の側面とを第1の半導体領域3の一主面3Aから深さ方向に向かってフラットな形状にすることができる。
Furthermore, in the method of manufacturing the
(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態は、前述の第1の実施の形態に係る半導体装置1において、ショットキーバリアダイオードDの特性を変えた例を説明するものである。
(Second Embodiment)
The second embodiment of the present invention describes an example in which the characteristics of the Schottky barrier diode D are changed in the
図14に示すように、第2の実施の形態に係る半導体装置1は、パワートランジスタセルT1の第2の半導体領域51とそれに隣り合うパワートランジスタセルT2の第3の半導体領域52との間のショットキーバリアダイオードDのカソード電極側の領域において、第1の半導体領域3の一主面3A側の不純物密度に対してそれよりも内部側の不純物密度を高く設定している。つまり、第1の半導体領域3の一主面3Aから若干深い領域に、第1の導電型を有し第1の半導体領域3の不純物密度に比べて高い不純物密度を有する第6の半導体領域35が配設されている。
As shown in FIG. 14, the
このように構成される第2の実施の形態に係る半導体装置1においては、ショットキーバリアダイオードDのカソード電極側の電流経路の抵抗値を減少することができるので、より一層順方向電圧Vf特性を改善することができる。
In the
(その他の実施の形態)
上記のように、本発明を第1の実施の形態及び第2の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものでない。本発明は様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術に適用することができる。例えば、本発明は、トレンチ構造を有するIGBT(insulated gate bipolar transistor)を搭載した電力用半導体装置及びその製造方法に適用することができる。
(Other embodiments)
As described above, the present invention has been described according to the first embodiment and the second embodiment. However, the description and the drawings constituting a part of this disclosure do not limit the present invention. The present invention can be applied to various alternative embodiments, examples, and operational technologies. For example, the present invention can be applied to a power semiconductor device equipped with an insulated gate bipolar transistor (IGBT) having a trench structure and a method for manufacturing the same.
1…半導体装置
2…基板
3…第1の半導体領域
3A…一主面
31、32…空乏層
35…第6の半導体領域
41…第1のトレンチ
411…第1の一段目トレンチ
412…第1の二段目トレンチ
42…第2のトレンチ
421…第2の一段目トレンチ
422…第2の二段目トレンチ
51…第2の半導体領域
52…第3の半導体領域
61…第4の半導体領域
62…第5の半導体領域
71…第1のゲート絶縁膜
72…第2のゲート絶縁膜
81…第1のゲート電極
82…第2のゲート電極
9…電極
T…パワートランジスタ
T1、T2…パワートランジスタセル
D…ショットキーバリアダイオード
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第1の半導体領域の一主面からこの第1の半導体領域の内部に延伸する第1の一段目トレンチ及びこの第1の一段目トレンチに連接され更に前記第1の半導体領域の内部に延伸する第1の二段目トレンチを有する第1のトレンチと、
前記第1のトレンチに隣り合って配設され、前記第1の半導体領域の一主面からこの第1の半導体領域の内部に延伸する第2の一段目トレンチ及びこの第2の一段目トレンチに連接され更に前記第1の半導体領域の内部に延伸する第2の二段目トレンチを有する第2のトレンチと、
前記第1の半導体領域の内部の前記第1のトレンチと前記第2のトレンチとの間に配設され、前記第1のトレンチの前記第1の一段目トレンチの内壁に沿って均一幅を有する前記第1の導電型とは逆の第2の導電型の第2の半導体領域と、
前記第1の半導体領域の内部の前記第1のトレンチと第2のトレンチとの間に前記第2の半導体領域に隣り合い離間して配設され、前記第2のトレンチの前記第2の一段目トレンチの内壁に沿って均一幅を有する前記第2の導電型の第3の半導体領域と、
前記第1の半導体領域の一主面側において前記第2の半導体領域に配設された前記第1の導電型の第4の半導体領域と、
前記第1の半導体領域の一主面側において前記第3の半導体領域に配設された前記第1の導電型の第5の半導体領域と、
前記第1のトレンチの内壁において前記第2の半導体領域に沿って配設された第1のゲート絶縁膜と、
前記第2のトレンチの内壁において前記第3の半導体領域に沿って配設された第2のゲート絶縁膜と、
前記第1のトレンチの内部に前記第1のゲート絶縁膜を介して配設された第1のゲート電極と、
前記第2のトレンチの内部に前記第2のゲート絶縁膜を介して配設された第2のゲート電極と、
前記第2の半導体領域、前記第3の半導体領域、第4の半導体領域及び前記第5の半導体領域に電気的に接続されるとともに、前記第2の半導体領域と前記第3の半導体領域との間において前記第1の半導体領域にショットキー接続された電極と、
を備えたことを特徴とする半導体装置。 A first semiconductor region of a first conductivity type;
A first first-stage trench extending from one main surface of the first semiconductor region to the inside of the first semiconductor region, and connected to the first first-stage trench and further extended to the inside of the first semiconductor region. A first trench having a first second-stage trench that
A second first-stage trench disposed adjacent to the first trench and extending from one main surface of the first semiconductor region into the first semiconductor region; and the second first-stage trench. A second trench having a second second-stage trench connected and further extending into the first semiconductor region;
The first semiconductor region is disposed between the first trench and the second trench, and has a uniform width along an inner wall of the first first-stage trench of the first trench. A second semiconductor region of a second conductivity type opposite to the first conductivity type;
The second stage of the second trench is disposed between and adjacent to the second semiconductor region between the first trench and the second trench inside the first semiconductor region. A third semiconductor region of the second conductivity type having a uniform width along the inner wall of the eye trench;
A fourth semiconductor region of the first conductivity type disposed in the second semiconductor region on one main surface side of the first semiconductor region;
A fifth semiconductor region of the first conductivity type disposed in the third semiconductor region on one main surface side of the first semiconductor region;
A first gate insulating film disposed along the second semiconductor region on the inner wall of the first trench;
A second gate insulating film disposed along the third semiconductor region on the inner wall of the second trench;
A first gate electrode disposed inside the first trench via the first gate insulating film;
A second gate electrode disposed inside the second trench via the second gate insulating film;
The second semiconductor region, the third semiconductor region, the fourth semiconductor region, and the fifth semiconductor region are electrically connected to each other, and the second semiconductor region and the third semiconductor region An electrode that is Schottky connected to the first semiconductor region in between,
A semiconductor device comprising:
前記第1の半導体領域の一主面からこの第1の半導体領域の内部に延伸する第1の一段目トレンチを形成し、この第1の一段目トレンチに隣り合って前記第1の半導体領域の一主面からこの第1の半導体領域の内部に延伸する第2の一段目トレンチを形成する工程と、
前記第1の一段目トレンチの内壁から前記第1の半導体領域内部に前記第1の導電型とは逆の第2の導電型の不純物を導入し、前記第1の一段目トレンチの内壁から均一幅を有する第2の半導体領域を形成し、前記第2の一段目トレンチの内壁から前記第1の半導体領域内部に前記第2の導電型の不純物を導入し、前記第2の一段目トレンチの内壁から均一幅を有する第3の半導体領域を形成する工程と、
前記第1の一段目トレンチに連接され更に前記第1の半導体領域の内部に延伸する第1の二段目トレンチを形成し、前記第1の一段目トレンチ及び前記第1の二段目トレンチを有する第1のトレンチを形成し、
前記第2の一段目トレンチに連接され更に前記第1の半導体領域の内部に延伸する第2の二段目トレンチを形成し、前記第2の一段目トレンチ及び前記第2の二段目トレンチを有する第2のトレンチを形成する工程と、
前記第1の半導体領域の一主面側において前記第2の半導体領域に前記第1の導電型の第4の半導体領域を形成し、前記第1の半導体領域の一主面側において前記第3の半導体領域に前記第1の導電型の第5の半導体領域を形成する工程と、
前記第1のトレンチの内壁において前記第2の半導体領域に沿って第1のゲート絶縁膜を形成し、前記第2のトレンチの内壁において前記第3の半導体領域に沿って第2のゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記第1のトレンチの内部に前記第1のゲート絶縁膜を介して第1のゲート電極を形成し、前記第2のトレンチの内部に前記第2のゲート絶縁膜を介して第2のゲート電極を形成する工程と、
前記第2の半導体領域、前記第3の半導体領域、前記第4の半導体領域及び前記第5の半導体領域に電気的に接続され、前記第2の半導体領域と前記第3の半導体領域との間において前記第1の半導体領域にショットキー接続された電極を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 Forming a first semiconductor region of a first conductivity type;
A first first-stage trench extending from one main surface of the first semiconductor region to the inside of the first semiconductor region is formed, and adjacent to the first first-stage trench, the first semiconductor region Forming a second first-stage trench extending from one main surface into the first semiconductor region;
Impurities of a second conductivity type opposite to the first conductivity type are introduced into the first semiconductor region from the inner wall of the first first-stage trench, and uniform from the inner wall of the first first-stage trench. Forming a second semiconductor region having a width; introducing an impurity of the second conductivity type into the first semiconductor region from an inner wall of the second first-stage trench; Forming a third semiconductor region having a uniform width from the inner wall;
A first second-stage trench connected to the first first-stage trench and extending into the first semiconductor region is formed, and the first first-stage trench and the first second-stage trench are formed. Forming a first trench having,
A second second-stage trench connected to the second first-stage trench and extending into the first semiconductor region is formed, and the second first-stage trench and the second second-stage trench are formed. Forming a second trench having:
The fourth semiconductor region of the first conductivity type is formed in the second semiconductor region on the one main surface side of the first semiconductor region, and the third semiconductor region is formed on the one main surface side of the first semiconductor region. Forming a fifth semiconductor region of the first conductivity type in the semiconductor region;
A first gate insulating film is formed along the second semiconductor region on the inner wall of the first trench, and a second gate insulating film is formed along the third semiconductor region on the inner wall of the second trench. Forming a step;
A first gate electrode is formed in the first trench through the first gate insulating film, and a second gate electrode is formed in the second trench through the second gate insulating film. Forming a step;
Electrically connected to the second semiconductor region, the third semiconductor region, the fourth semiconductor region, and the fifth semiconductor region, and between the second semiconductor region and the third semiconductor region; Forming an electrode connected to the first semiconductor region in a Schottky connection;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
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