JP2017126635A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】スイッチング速度が速く、過電圧耐量の高いトレンチゲート型ＭＯＳＦＥＴを提供する。【解決手段】トレンチソース電極底部の形状を角型形状、トレンチ底部形状をラウンド形状にしてトレンチソース電極底部とトレンチ底部との距離の長い部分と短い部分を作る。これによって、トレンチソース電極底部と、トレンチ底部間における絶縁膜の厚い部分と薄い部分を作ることができ、スイッチング速度が速く、過電圧耐量の高いトレンチゲート型ＭＯＳを作ることができる。【選択図】図２
Description
本発明は構造が簡易で、スイッチング速度が速く、かつ、高い過電圧耐性を有する半導体装置に関する。
容量を低減し、スイッチングスピードの速い半導体装置を実現する構造として、トレンチ内部電極を、ゲート電極層と、トレンチソース電極層に分離させたトレンチゲート分離型構造が知られている。
しかしながらトレンチ内部の電極をトレンチゲート電極と、トレンチソース電極に分離し、スイッチングを速くした場合、過電圧耐量が低いという問題があった。本発明は、上記問題点を解決し、速いスイッチングスピードと、高い過電圧耐量を有する半導体装置を提案することを目的とする。
ラウンド型の底部形状を有するトレンチ内部に、角型の底部形状を有するトレンチソース電極を形成し、
トレンチソース電極底部と、トレンチ底部間の距離において、距離の短い部分と長い部分を一つのトレンチ内部で形成する。
本発明によれば、スイッチングスピードが速く、高い過電圧耐量を有する半導体装置を実現できる。
以下、本発明の実施の形態となる構造について説明する。
実施例１に係るトレンチ内部のトレンチ底部構造および、トレンチソース電極底部構造について説明する。図では半導体装置の一例としてMOSFETを示している。
図1は従来構造の、トレンチ内部の半導体層と対向する側面にトレンチゲート電極を有し、トレンチゲート電極間にトレンチソースゲート電極を有するトレンチゲート型ＭＯＳＦＥＴである。
図2は、本発明の実施例１におけるトレンチゲート型ＭＯＳのトレンチ内部の形状である。図２に示すように、実施例１においては、トレンチ底部の構造がラウンド型形状であるのに対し、トレンチソース電極底部の構造は角型形状であり、二つの構造は異なる。
このようにソース電極底部の形状と、トレンチ底部の形状を変えることにより、トレンチソース電極底部とトレンチ底部との距離の長い部分と短い部分を作ることができ、これによってトレンチソース電極とトレンチ底部との間の絶縁膜に、厚くなる部分と薄くなる部分を設けることができる。具体的には、前記トレンチソース電極の底部角部において、前記トレンチソース電極と前記トレンチ間の距離が最も短く、前記トレンチソース電極の角部以外の底部において最も長い構造を形成することによって最も高い効果を得ることができる。
絶縁膜が厚い部分においては容量が小さくなり、スイッチングスピードを速めることができる。また、絶縁膜が薄い部分においては容量を大きくでき、これによって素子を過電圧保護することができる。
また、トレンチソース電極底部と、トレンチ底部間の絶縁膜は無機系のシリコン酸化膜であることが望ましい。トレンチソース電極底部角部において、トレンチソース電極底部角部とトレンチ間の最短距離をb、トレンチソース電極底部とトレンチ間の最長距離をaとしたとき,a/bが、1.1以上2.5であることが効果を得るために望ましい。また実施例ではMOSFETを示しているが、IGBTなど他のデバイスにこの構造を適用しても同様の効果を得ることができる。
図1は従来構造の、トレンチ内部の半導体層と対向する側面にトレンチゲート電極を有し、トレンチゲート電極間にトレンチソースゲート電極を有するトレンチゲート型ＭＯＳＦＥＴである。
図2は、本発明の実施例１におけるトレンチゲート型ＭＯＳのトレンチ内部の形状である。図２に示すように、実施例１においては、トレンチ底部の構造がラウンド型形状であるのに対し、トレンチソース電極底部の構造は角型形状であり、二つの構造は異なる。
このようにソース電極底部の形状と、トレンチ底部の形状を変えることにより、トレンチソース電極底部とトレンチ底部との距離の長い部分と短い部分を作ることができ、これによってトレンチソース電極とトレンチ底部との間の絶縁膜に、厚くなる部分と薄くなる部分を設けることができる。具体的には、前記トレンチソース電極の底部角部において、前記トレンチソース電極と前記トレンチ間の距離が最も短く、前記トレンチソース電極の角部以外の底部において最も長い構造を形成することによって最も高い効果を得ることができる。
絶縁膜が厚い部分においては容量が小さくなり、スイッチングスピードを速めることができる。また、絶縁膜が薄い部分においては容量を大きくでき、これによって素子を過電圧保護することができる。
また、トレンチソース電極底部と、トレンチ底部間の絶縁膜は無機系のシリコン酸化膜であることが望ましい。トレンチソース電極底部角部において、トレンチソース電極底部角部とトレンチ間の最短距離をb、トレンチソース電極底部とトレンチ間の最長距離をaとしたとき,a/bが、1.1以上2.5であることが効果を得るために望ましい。また実施例ではMOSFETを示しているが、IGBTなど他のデバイスにこの構造を適用しても同様の効果を得ることができる。
１ソース電極、
２、トレンチソース電極
３、Ｎ＋ソース層
４、絶縁膜
５、Ｐ＋層
６、Ｎ−エピタキシャル層
７、トレンチゲート電極
８、トレンチゲート電極
９、ドレイン電極
１０、トレンチ
２、トレンチソース電極
３、Ｎ＋ソース層
４、絶縁膜
５、Ｐ＋層
６、Ｎ−エピタキシャル層
７、トレンチゲート電極
８、トレンチゲート電極
９、ドレイン電極
１０、トレンチ
Claims (3)
- トレンチ内部に側面の半導体層と対向するトレンチゲート電極を有し、前記トレンチゲート電極間にトレンチソース電極を有する構造の半導体装置において、前記トレンチソース電極の底部の形状が角型形状であり、前記トレンチの底部の形状がラウンド形状であることを特徴とする半導体装置。
- 前記トレンチソース電極の底部角部において、前記トレンチソース電極と前記トレンチ間の距離が最も短く、前記トレンチソース電極の角部以外の底部において最も長いことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
- 前記トレンチソース電極において、前記トレンチソース電極の底部角部とトレンチ間の最短距離をb、前記トレンチソース電極の角部以外の底部とトレンチ間の最長距離をaとしたとき,a/bが、1.1以上2.5であることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016004294A JP2017126635A (ja) | 2016-01-13 | 2016-01-13 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016004294A JP2017126635A (ja) | 2016-01-13 | 2016-01-13 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017126635A true JP2017126635A (ja) | 2017-07-20 |
Family
ID=59364628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016004294A Pending JP2017126635A (ja) | 2016-01-13 | 2016-01-13 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2017126635A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11538934B2 (en) | 2021-01-12 | 2022-12-27 | Sanken Electric Co., Ltd. | Semiconductor device having a group of trenches in an active region and a mesa portion |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007165380A (ja) * | 2005-12-09 | 2007-06-28 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2014187182A (ja) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
-
2016
- 2016-01-13 JP JP2016004294A patent/JP2017126635A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007165380A (ja) * | 2005-12-09 | 2007-06-28 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2014187182A (ja) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11538934B2 (en) | 2021-01-12 | 2022-12-27 | Sanken Electric Co., Ltd. | Semiconductor device having a group of trenches in an active region and a mesa portion |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180808 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190426 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190508 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20191125 |