JP2018014455A - 半導体装置、半導体装置の製造方法、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】実施形態の半導体装置は、第1の面と第2の面を有する炭化珪素層と、一部の領域が炭化珪素層に挟まれ、一部の領域の側面の傾斜角が60度以上85度以下である第1の電極と、第2の電極と、第1のゲート電極と、第1のゲート電極との間に一部の領域を挟む第2のゲート電極と、第1及び第2のゲート絶縁層と、炭化珪素層内の第1導電型の第1の領域と、一部の領域と第1のゲート絶縁層との間にある第2導電型の第2の領域と、一部の領域と第2のゲート絶縁層との間にある第2導電型の第3の領域と、一部の領域の第2の面側の端部及び側面と第1の領域との間に位置し、第2及び第3の領域よりも第2導電型の不純物濃度の高い第2導電型の第6の領域と、第1の領域と第6の領域との間にあり、第6の領域よりも第2導電型の不純物濃度の低い第2導電型の第7の領域と、を備える。
【選択図】図1
Description
本実施形態の半導体装置は、第1の面と第2の面を有する炭化珪素層と、一部の領域が炭化珪素層に挟まれ、一部の領域の第2の面側の端部における幅が、一部の領域の第1の面における幅よりも狭く、一部の領域の側面の第1の面に平行な面に対する第1の傾斜角が60度以上85度以下である第1の電極と、第1の電極との間に炭化珪素層を挟む第2の電極と、第1のゲート電極と、第1のゲート電極との間に一部の領域を挟む第2のゲート電極と、一部の領域と第1のゲート電極との間に位置する第1のゲート絶縁層と、一部の領域と第2のゲート電極との間に位置する第2のゲート絶縁層と、炭化珪素層内に位置する第1導電型の第1の炭化珪素領域と、第1の炭化珪素領域と第1の面との間に位置し、一部の領域と第1のゲート絶縁層との間に位置する第2導電型の第2の炭化珪素領域と、第1の炭化珪素領域と第1の面との間に位置し、一部の領域と第2のゲート絶縁層との間に位置する第2導電型の第3の炭化珪素領域と、第2の炭化珪素領域と第1の面との間に位置する第1導電型の第4の炭化珪素領域と、第3の炭化珪素領域と第1の面との間に位置し、第4の炭化珪素領域との間に一部の領域を挟む第1導電型の第5の炭化珪素領域と、一部の領域の第2の面側の端部及び一部の領域の側面と第1の炭化珪素領域との間に位置し、第2の炭化珪素領域及び第3の炭化珪素領域よりも第2導電型の不純物濃度の高い第2導電型の第6の炭化珪素領域と、第1の炭化珪素領域と第6の炭化珪素領域との間に位置し、第2の面と第2の炭化珪素領域との距離及び第2の面と第3の炭化珪素領域との距離よりも第2の面との距離が小さく、第6の炭化珪素領域よりも第2導電型の不純物濃度の低い第2導電型の第7の炭化珪素領域と、を備える。
である。
本実施形態の半導体装置は、第1のゲート絶縁層と第1の炭化珪素領域との間に設けられた第2導電型の第8の炭化珪素層と、第2のゲート絶縁層と第1の炭化珪素領域との間に設けられた第2導電型の第9の炭化珪素層と、を更に備える以外は、第1の実施形態と同様である。したがって、第1の実施形態と重複する内容については記述を省略する。
本実施形態の半導体装置は、第1のゲート電極と第1のpウェル領域との間の第1のゲート絶縁層の膜厚が、第1のゲート電極と第1の炭化珪素領域との間の第1のゲート絶縁層の膜厚よりも厚く、第2のゲート電極と第2のpウェル領域との間の第2のゲート絶縁層の膜厚が、第2のゲート電極と第1の炭化珪素領域との間の第2のゲート絶縁層の膜厚よりも厚い、こと以外は、第1の実施形態と同様である。したがって、第1の実施形態と重複する内容については記述を省略する。
本実施形態のインバータ回路及び駆動装置は、第1の実施形態の半導体装置を備える駆動装置である。
本実施形態の車両は、第1の実施形態の半導体装置を備える車両である。
本実施形態の車両は、第1の実施形態の半導体装置を備える車両である。
本実施形態の昇降機は、第1の実施形態の半導体装置を備える昇降機である。
。
12 ソース電極(第1の電極)
12a トレンチソース領域(一部の領域)
14 ドレイン電極(第2の電極)
16a 第1のゲート絶縁層
16b 第2のゲート絶縁層
18a 第1のゲート電極
18b 第2のゲート電極
24 ドリフト領域(第1の炭化珪素領域、第1の領域)
26 pウェル領域(第2の領域)
26a 第1のpウェル領域(第2の炭化珪素領域)
26b 第2のpウェル領域(第3の炭化珪素領域)
28a 第1のソース領域(第4の炭化珪素領域)
28b 第2のソース領域(第5の炭化珪素領域)
32 コンタクト領域(第6の炭化珪素領域、第4の領域)
34 電界緩和領域(第7の炭化珪素領域、第3の領域)
50a 第1のゲートトレンチ(第1のトレンチ)
50b 第2のゲートトレンチ(第1のトレンチ)
52 コンタクトトレンチ(第2のトレンチ)
100 MOSFET(半導体装置)
150 インバータ回路
300 駆動装置
400 車両
500 車両
600 昇降機
P1 第1の面
P2 第2の面
Claims (19)
- 第1の面と第2の面を有する炭化珪素層と、
一部の領域が前記炭化珪素層に挟まれ、前記一部の領域の前記第2の面の側の端部における幅が、前記一部の領域の前記第1の面における幅よりも狭く、前記一部の領域の側面の前記第1の面に平行な面に対する第1の傾斜角が60度以上85度以下である第1の電極と、
前記第1の電極との間に前記炭化珪素層を挟む第2の電極と、
第1のゲート電極と、
前記第1のゲート電極との間に前記一部の領域を挟む第2のゲート電極と、
前記一部の領域と前記第1のゲート電極との間に位置する第1のゲート絶縁層と、
前記一部の領域と前記第2のゲート電極との間に位置する第2のゲート絶縁層と、
前記炭化珪素層内に位置する第1導電型の第1の炭化珪素領域と、
前記第1の炭化珪素領域と前記第1の面との間に位置し、前記一部の領域と前記第1のゲート絶縁層との間に位置する第2導電型の第2の炭化珪素領域と、
前記第1の炭化珪素領域と前記第1の面との間に位置し、前記一部の領域と前記第2のゲート絶縁層との間に位置する第2導電型の第3の炭化珪素領域と、
前記第2の炭化珪素領域と前記第1の面との間に位置する第1導電型の第4の炭化珪素領域と、
前記第3の炭化珪素領域と前記第1の面との間に位置し、前記第4の炭化珪素領域との間に前記一部の領域を挟む第1導電型の第5の炭化珪素領域と、
前記一部の領域の前記第2の面の側の前記端部及び前記一部の領域の前記側面と、前記第1の炭化珪素領域との間に位置し、前記第2の炭化珪素領域及び前記第3の炭化珪素領域よりも第2導電型の不純物濃度の高い第2導電型の第6の炭化珪素領域と、
前記第1の炭化珪素領域と前記第6の炭化珪素領域との間に位置し、前記第2の面と前記第2の炭化珪素領域との距離及び前記第2の面と前記第3の炭化珪素領域との距離よりも前記第2の面との距離が小さく、前記第6の炭化珪素領域よりも第2導電型の不純物濃度の低い第2導電型の第7の炭化珪素領域と、
を備える半導体装置。 - 前記第7の炭化珪素領域の第2導電型の不純物濃度が、前記第2の炭化珪素領域及び前記第3の炭化珪素領域の第2導電型の不純物濃度よりも高い請求項1記載の半導体装置。
- 前記第7の炭化珪素領域の第2導電型の不純物濃度が、前記第2の炭化珪素領域及び前記第3の炭化珪素領域の第2導電型の不純物濃度の2倍以上である請求項2記載の半導体装置。
- 前記第2の面と前記第7の炭化珪素領域との距離が、前記第2の面と前記第1のゲート絶縁層との距離及び前記第2の面と前記第2のゲート絶縁層との距離よりも小さい請求項1乃至請求項3いずれか一項記載の半導体装置。
- 前記第1の傾斜角が65度以上80度以下である請求項1乃至請求項4いずれか一項記載の半導体装置。
- 前記第7の炭化珪素領域と前記第1の炭化珪素領域との境界の前記第1の面に平行な面に対する第2の傾斜角が60度以上85度以下である請求項1乃至請求項5いずれか一項記載の半導体装置。
- 前記第2の傾斜角が65度以上80度以下である請求項6記載の半導体装置。
- 前記第6の炭化珪素領域が、前記第4の炭化珪素領域及び前記第5の炭化珪素領域に接する請求項1乃至請求項7いずれか一項記載の半導体装置。
- 前記一部の領域と前記第1のゲート絶縁層との距離と前記第7の炭化珪素領域と前記第1のゲート絶縁層との距離との差、及び、前記一部の領域と前記第2のゲート絶縁層との距離と前記第7の炭化珪素領域と前記第2のゲート絶縁層との距離との差が、0.1μm以下である請求項1乃至請求項8いずれか一項記載の半導体装置。
- 前記一部の領域の前記第1のゲート絶縁層の側の前記側面と前記第1の面とが接する第1の点と、前記第1のゲート絶縁層との距離、及び、前記一部の領域の前記第2のゲート絶縁層の側の前記側面と前記第1の面とが接する第2の点と、前記第2のゲート絶縁層との距離が、0.1μm以上0.8μm以下である請求項1乃至請求項9いずれか一項記載の半導体装置。
- 前記一部の領域の前記第1のゲート絶縁層の側の前記側面と前記第1の面とが接する第1の点と、前記第1のゲート絶縁層との距離、及び、前記一部の領域の前記第2のゲート絶縁層の側の前記側面と前記第1の面とが接する第2の点と。前記第2のゲート絶縁層との距離が0.3μm以上0.6μm以下である請求項1乃至請求項9いずれか一項記載の半導体装置。
- 前記第1のゲート絶縁層及び前記第2のゲート絶縁層は酸化シリコンである請求項1乃至請求項11いずれか一項記載の半導体装置。
- 請求項1乃至請求項12いずれか一項記載の半導体装置を備えるインバータ回路。
- 請求項1乃至請求項12いずれか一項記載の半導体装置を備える駆動装置。
- 請求項1乃至請求項12いずれか一項記載の半導体装置を備える車両。
- 請求項1乃至請求項12いずれか一項記載の半導体装置を備える昇降機。
- 第1導電型の第1の領域を有し、第1の面と第2の面とを有する炭化珪素層に、第2導電型の第2の領域を形成し、
前記炭化珪素層の前記第1の面から、前記第2の領域よりも深い2個の第1のトレンチを形成し、
前記2個の前記第1のトレンチを覆うマスク材をマスクに、前記2個の前記第1のトレンチの間に、前記炭化珪素層の前記第1の面から、前記第2の領域よりも深く、側面の前記第1の面に対する傾斜角が60度以上85度以下の第2のトレンチを形成し、
前記第2のトレンチの側面及び底面から、前記第1の面の法線に対する傾きが1度以下でイオン注入を行い、第2導電型の第3の領域を形成し、
前記第2のトレンチの側面及び底面から、前記第1の面の法線に対する傾きが1度以下でイオン注入を行い、前記第3の領域よりも浅く、前記第3の領域よりも第2導電型の不純物濃度の高い第2導電型の第4の領域を形成し、
前記第1のトレンチ内にゲート絶縁層を形成し、
前記第1のトレンチ内の前記ゲート絶縁層の上にゲート電極を形成し、
前記第2のトレンチを埋め込む第1の電極を形成し、
前記第2の面に第2の電極を形成する半導体装置の製造方法。 - 前記第3の領域の第2導電型の不純物濃度が、前記第2の領域の第2導電型の不純物濃度よりも高い請求項17記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第2のトレンチの深さが、前記第1のトレンチの深さよりも深い請求項17又は請求項18記載の半導体装置の製造方法。
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