JP2017504964A5

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Publication number: JP2017504964A5
Application number: JP2016539924A
Authority: JP
Filing date: 2014-12-03
Publication date: 2018-01-18
Anticipated expiration: 2034-12-03

Claims

半導体パワーデバイスを製造する方法であって、
前記半導体パワーデバイスは、
第１導電型のドリフト層を含む半導体基板（６）を備え、前記基板（６）は、アクティブセルエリア（３）と、基板エッジまでのエッジ終端エリア（４）とを有し、
前記方法は、
前記第１導電型と異なる第２導電型の複数の表面ガードリング（１０）を形成する第１のステップを含み、前記複数の表面ガードリングは、前記エッジ終端エリア（４）の表面において互いに分離されており、
基板材料（６）を除去することにより、前記エッジ終端エリア（４）の表面から下方に延在する複数の終端トレンチ（４０）を形成する第２のステップを含み、前記複数の終端トレンチ（４０）は、各表面ガードリング（１０）が、隣接する終端トレンチ（４０）の、基板エッジに向かって前記終端トレンチ（４０）の側のみに接し、かつ、前記ドリフト層が、前記終端トレンチ（４０）の、アクティブセルエリア（３）に向かって前記終端トレンチ（４０）の側に接するように、形成され、それにより、前記ドリフト層は前記複数の終端トレンチ（４０）を分離し、
各終端トレンチ（４０）の底部に隣接する基板材料内に前記第２導電型の埋込みガードリング（４１）を形成する第３のステップと、
各終端トレンチ（４０）を誘電材料または導電材料で充填する第４のステップとを含む、方法。
終端トレンチ（４０）ごとに、各終端トレンチ（４０）の一部および前記終端トレンチに接する表面ガードリング（１０）の上に、フィールドプレート（１１）を形成する第５のステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記第５のステップは、前記ドリフト層の表面上において、前記表面ガードリングを超えるように基板エッジの側に延在するフィールドプレート（１１）を形成するステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
前記第１のステップを前記第２のステップよりも前に実行して、前記複数の終端トレンチ（４０）各々について、前記第２のステップで除去された基板材料が、前記表面ガードリング（１０）のうちの１つの一部を含むようにする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
前記アクティブセルエリア（３）は、複数のトレンチ−ゲート装置セル（３０、３１、３３）を含み、
前記第２のステップは、前記トレンチ−ゲート装置セル（３０、３１、３３）のトレンチ（３０）を、前記終端トレンチ（４０）と同一の１つまたは複数の製造プロセス中に形成することを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
前記アクティブセルエリア（３）は、複数のアクティブ装置セル（２０、２１、２３、２４）を含み、前記アクティブ装置セルは各々ボディ領域（２０）を含み、
前記第１のステップは、前記アクティブ装置セル（２０、２１、２３、２４）の前記ボディ領域（２０）を、前記表面ガードリング（１０）と同一の１つまたは複数の製造プロセス中に形成することを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
終端トレンチ（４０）ごとに、各終端トレンチ（４０）の一部および前記終端トレンチに接する表面ガードリング（１０）の上に、フィールドプレート（１１）を形成する第５のステップをさらに含み、
各アクティブ装置セル（２０、２１、２３、２４）は、ゲート接続（２３）およびパワー接続（２４）のうちの少なくとも一方を含み、
前記第５のステップは、前記ゲート接続（２３）および前記パワー接続（２４）のうちの少なくとも一方を、前記フィールドプレート（１１）と同一の１つまたは複数の製造プロセス中に形成することを含む、請求項５または６に記載の方法。
終端トレンチ（４０）ごとに、各終端トレンチ（４０）の一部および前記終端トレンチに接する表面ガードリング（１０）の上に、フィールドプレート（１１）を形成する第５のステップをさらに含み、前記フィールドプレート（１１）は、前記ドリフト層の表面上において、前記表面ガードリングを超えるように基板エッジの側に延在し、
各アクティブ装置セル（２０、２１、２３、２４）は、ゲート接続（２３）およびパワー接続（２４）のうちの少なくとも一方を含み、
前記第５のステップは、前記ゲート接続（２３）および前記パワー接続（２４）のうちの少なくとも一方を、前記フィールドプレート（１１）と同一の１つまたは複数の製造プロセス中に形成することを含む、請求項５または６に記載の方法。
第１導電型のドリフト層を含む半導体基板（６）を備えた半導体パワー装置であって、前記基板（６）は、アクティブセルエリア（３）と、基板エッジまでのエッジ終端エリア（４）とを有し、
前記エッジ終端エリア（４）は、
前記第１導電型と異なる第２導電型の複数の表面ガードリング（１０）を含み、前記複数の表面ガードリング（１０）は、前記エッジ終端エリア（４）の表面に配置され、互いに分離されており、
前記エッジ終端エリア（４）の表面から下方に延在し、誘電材料または導電材料で充填された複数の終端トレンチ（４０）を含み、各表面ガードリング（１０）が、隣接する終端トレンチ（４０）の、基板エッジに向かって前記終端トレンチ（４０）の側のみに接し、かつ、前記ドリフト層が、前記終端トレンチ（４０）の、アクティブセルエリア（３）に向かって前記終端トレンチ（４０）の側に接し、それにより、前記ドリフト層は前記複数の終端トレンチ（４０）を分離し、
複数の埋込みガードリング（４１）を含み、各埋込みガードリング（４１）は、前記基板（６）内において前記終端トレンチ（４０）のうちの１つの底部に隣接するように配置されている、半導体パワー装置。
少なくとも１つのフィールドプレート（１１）が、終端トレンチ（４０）の一部および前記終端トレンチに接する表面ガードリング（１０）の上に配置されている、請求項９に記載の半導体パワー装置。
前記少なくとも１つのフィールドプレート（１１）は、前記ドリフト層の表面上において、前記表面ガードリングを超えるように基板エッジの側に延在する、請求項１０に記載の半導体パワー装置。
前記アクティブセルエリア（３）は、複数のトレンチ−ゲート装置セル（３０、３１、３３）を含み、
前記終端トレンチ（４０）は、前記トレンチ−ゲート装置（３０、３１、３３）のトレンチ−ゲートトレンチ（３０）と同一の材料で充填されている、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の半導体パワー装置。
前記アクティブセルエリア（３）は、複数のアクティブ装置セル（２０、２１、２３、２４）を含み、前記アクティブ装置セルは各々、第２導電型のボディ領域（２０）を含み、
前記表面ガードリング（１０）のドーピング濃度プロファイルは、前記アクティブ装置セル（２０、２１、２３、２４）の前記ボディ領域（２０）と同一である、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の半導体パワー装置。
少なくとも１つのフィールドプレート（１１）が終端トレンチ（４０）および前記終端トレンチに接する表面ガードリング（１０）の上に配置されており、
各アクティブ装置セル（２０、２１、２３、２４）は、ゲート接続（２３）およびパワー接続（２４）のうちの少なくとも一方を含み、
前記終端トレンチ（４０）および表面ガードリングフィールドプレート（１１）は、前記アクティブ装置セル（２０、２１、２３、２４）の前記ゲート接続（２３）および前記パワー接続（２４）のうちの少なくとも一方と同一の材料を含む、請求項１３に記載の半導体パワー装置。
前記少なくとも１つのフィールドプレート（１１）は、前記ドリフト層の表面上において、前記表面ガードリングを超えるように基板エッジの側に延在している、請求項１４に記載の半導体パワー装置。