JP2014075483A - 半導体装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】p型のコレクタ領域と、コレクタ領域上に配置されたn型のドリフト領域と、ドリフト領域上に配置されたp型のベース領域と、ベース領域上に配置されたn型のエミッタ領域と、エミッタ領域の上面から延伸してエミッタ領域及びベース領域を貫通する溝の底面及び側面に配置されたゲート酸化膜と、ゲート酸化膜を介してベース領域と対向して溝の内部に埋め込まれたゲート電極とを備え、ベース領域の下面の位置が、ゲート酸化膜から離間した領域よりもゲート酸化膜と接する領域において浅い。
【選択図】図1
Description
本発明の第1の実施形態に係る半導体装置1は、図1に示すように、p型のコレクタ領域10と、コレクタ領域10上に配置されたn型のドリフト領域20と、ドリフト領域20上に配置されたp型のベース領域30と、ベース領域30上に配置されたn型のエミッタ領域40と、エミッタ領域40の上面から延伸してエミッタ領域40及びベース領域30を貫通する溝の底面及び側面に配置されたゲート酸化膜50と、ゲート酸化膜50を介してベース領域30と対向して溝の内部に埋め込まれたゲート電極60とを備える。
本発明の第2の実施形態に係る半導体装置1は、図6に示すように、ドリフト領域20とベース領域30間に配置された、ドリフト領域20よりも不純物濃度の高いn型のキャリア蓄積領域25とを更に備えることが、図1に示した半導体装置1と異なる点である。
キャリア蓄積領域25は、ゲート酸化膜50に沿って形成されていなくてもよい。即ち、キャリア蓄積領域25が活性領域のベース領域30の下面の全体に配置されておらず、例えば図8に示すように、キャリア蓄積領域25をゲート酸化膜50から離間して配置してもよい。
エミッタ電極80を形成する前にベース領域30の上面を図9に示すようにエッチングして、例えば層間絶縁膜70の下面とベース領域30の上面が同一平面レベルになるように、溝を形成してもよい。つまり、エミッタ領域40の側面にベース領域30が存在しない。この場合の溝の深さは、エッチングして後退した面を基準とし、エッチングされていない領域もその面の延長線上を基準とする。
上記のように、本発明は実施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あると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
10…コレクタ領域
20…ドリフト領域
25…キャリア蓄積領域
30…ベース領域
40…エミッタ領域
50…ゲート酸化膜
55…溝
60…ゲート電極
70…層間絶縁膜
80…エミッタ電極
90…コレクタ電極
100…チャネル領域
Claims (10)
- p型のコレクタ領域と、
前記コレクタ領域上に配置されたn型のドリフト領域と、
前記ドリフト領域上に配置されたp型のベース領域と、
前記ベース領域上に配置されたn型のエミッタ領域と、
前記エミッタ領域の上面から延伸して前記エミッタ領域及び前記ベース領域を貫通する溝の、底面及び側面に配置されたゲート酸化膜と、
前記ゲート酸化膜を介して前記ベース領域と対向して前記溝の内部に埋め込まれたゲート電極と
を備え、前記ベース領域の下面の位置が、前記ゲート酸化膜から離間した領域よりも前記ゲート酸化膜と接する領域において浅いことを特徴とする半導体装置。 - 前記ドリフト領域と前記ベース領域の間の少なくとも一部に配置された、前記ドリフト領域よりも不純物濃度の高いn型のキャリア蓄積領域とを更に備えることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記キャリア蓄積領域が前記ゲート酸化膜に接し、前記キャリア蓄積領域の上面の位置が、前記ゲート酸化膜から離間した領域よりも前記ゲート酸化膜と接する領域において浅いことを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
- 前記キャリア蓄積領域の下面が、前記溝の底部よりも下方に位置することを特徴とする請求項2又は3に記載の半導体装置。
- 前記溝の底部が前記キャリア蓄積領域の下面の前記ゲート酸化膜に接する位置よりも下方に位置し、
前記キャリア蓄積領域の下面の位置が、前記ゲート酸化膜から離間した領域よりも前記ゲート酸化膜と接する領域において深いことを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。 - p型のコレクタ領域と、
前記コレクタ領域上に配置されたn型のドリフト領域と、
前記ドリフト領域上に配置されたp型のベース領域と、
前記ベース領域上に配置されたn型のエミッタ領域と、
前記エミッタ領域の上面から延伸して前記エミッタ領域及び前記ベース領域を貫通する溝の、底面及び側面に配置されたゲート酸化膜と、
前記ゲート酸化膜を介して前記ベース領域と対向して前記溝の内部に埋め込まれたゲート電極と
を備え、前記ベース領域の不純物濃度が、前記ゲート酸化膜から離れるにつれて高くなる部分を有することを特徴とする半導体装置。 - 前記ドリフト領域と前記ベース領域の間の少なくとも一部に配置された、前記ドリフト領域よりも不純物濃度の高いn型のキャリア蓄積領域とを更に備え、前記キャリア蓄積領域の不純物濃度が、前記ゲート酸化膜から離れるにつれて低くなる部分を有することを特徴とする請求項6に記載の半導体装置。
- 不純物拡散法又はエピタキシャル成長法によって、n型のドリフト領域上にp型のベース領域を形成するステップと、
前記ベース領域上にn型のエミッタ領域を形成するステップと、
前記エミッタ領域の上面から延伸して前記エミッタ領域及び前記ベース領域を貫通する溝を形成するステップと、
前記溝の内壁を酸化してゲート酸化膜を形成することにより、前記ベース領域中の前記ゲート酸化膜に接する領域のp型不純物を前記ゲート酸化膜中に取り込むことによって、前記ベース領域の前記ゲート酸化膜に接する領域の下面の位置を他の領域よりも浅くするステップと、
前記溝の内部を埋め込んでゲート電極を形成するステップと
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記ベース領域を形成する前に、不純物拡散法又はエピタキシャル成長法によって、前記ドリフト領域よりも不純物濃度の高いn型のキャリア蓄積領域を前記ドリフト領域上に形成するステップを更に含み、前記溝の底部の位置が前記キャリア蓄積領域の上面よりも深いように前記溝を形成することを特徴とする請求項8に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記溝を前記キャリア蓄積領域に達するように形成し、
前記溝の内壁を酸化して前記ゲート酸化膜を形成することにより、前記キャリア蓄積領域中の前記ゲート酸化膜に接する領域のn型不純物を前記ゲート酸化膜から離間した領域に押し出すことによって、前記キャリア蓄積領域の前記ゲート酸化膜に接する領域の上面の位置を他の領域よりも浅くする
ことを特徴とする請求項9に記載の半導体装置の製造方法。
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