JP2018152386A

JP2018152386A - Semiconductor device

Info

Publication number: JP2018152386A
Application number: JP2017045527A
Authority: JP
Inventors: 訳陳; Yi Chen; 俊介福永; Shunsuke Fukunaga; 哲男佐藤; Tetsuo Sato
Original assignee: Sanken Electric Co Ltd
Current assignee: Sanken Electric Co Ltd
Priority date: 2017-03-10
Filing date: 2017-03-10
Publication date: 2018-09-27

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase a degree of design freedom, and to achieve miniaturization of a trench gate type transistor.SOLUTION: A semiconductor device does not have such a structure that a gate electrode and a field plate are extended and elongated in parallel, but has such a structure that the gate electrode and the field plate electrode are extended and elongated in directions crossing each other. The gate electrode and the field plate electrode may be put into separate trenches, or the same trench. In addition, these layouts can be not only used selectively but also used mixedly. Thereby, a degree of design freedom is increased, and the semiconductor device can be further miniaturized.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、微細化に有効な半導体装置の構造に関する。 The present invention relates to a structure of a semiconductor device effective for miniaturization.

トレンチゲート型トランジスタはＯＮ抵抗が低減でき、スイッチングを短くできるメリットがある。構造としては、一つのトレンチ内部に、２つのゲート電極と、２つのゲート電極間に１つのフィールド電極が存在し、ゲート電極が長く延伸する方向に平行に、フィールドプレート電極が延伸する構造が知られているが、この構造ではスペースの無駄が生じ、設計の自由度が低くなるため微細化することが難しいという問題があった。 The trench gate type transistor has an advantage that ON resistance can be reduced and switching can be shortened. As a structure, two gate electrodes and one field electrode exist between two gate electrodes in one trench, and the structure in which the field plate electrode extends in parallel with the direction in which the gate electrode extends long is known. However, in this structure, there is a problem that space is wasted and it is difficult to miniaturize because the degree of freedom in design is low.

特開２０１３−６９８５２号公報東芝JP 2013-69852 A Toshiba

トレンチ内部に、ゲート電極とフィールドプレート電極が平行に設置される構造のトレンチゲート型トランジスタが記されている。
A trench gate type transistor having a structure in which a gate electrode and a field plate electrode are installed in parallel is described in the trench.

トランジスタの設計自由度が低く、微細化が困難であった。
The degree of freedom in designing the transistor was low, and miniaturization was difficult.

トレンチゲート型トランジスタにおいて、ゲート電極と、フィールドプレート電極が交差する方向に延伸する構造とする。ゲート電極とフィールドプレート電極は、それぞれ別のトレンチに存在しても良いし、同じトレンチ内部に存在しても良い。

The trench gate type transistor has a structure extending in a direction in which the gate electrode and the field plate electrode intersect. The gate electrode and the field plate electrode may exist in different trenches, or may exist in the same trench.

本発明によれば、設計自由度が増し、トレンチゲート型トランジスタの微細化が可能になる。
According to the present invention, the degree of freedom in design increases and the trench gate type transistor can be miniaturized.

従来構造の半導体素子の構造である。This is a structure of a conventional semiconductor device. 本発明の実施例１の構造である。It is the structure of Example 1 of this invention. 本発明の実施例２の構造である。It is a structure of Example 2 of this invention.

以下、本発明の実施の形態となる構造について説明する。
Hereinafter, the structure which becomes embodiment of this invention is demonstrated.

図1に示すように、従来構造のトレンチゲート型トランジスタは、半導体領域５の中に形成されたトレンチ６の中に、２つのゲート電極３とフィールドプレート電極４が存在し、ゲート電極３とフィールドプレート電極４が平行に延伸するという構造を有する。トレンチ６の内部は、酸化膜７で埋められている。しかしこの構造は、レイアウト的な自由度が低く、デバイス内部で空いているスペースを有効に利用できないため、微細化に向かないという問題があった。本発明の構造はこれを解決するためのものである。
本発明の実施例１に関わるトランジスタの構造を図２に示す。図２の構造では、ゲート電極３とフィールドプレート電極４がトレンチ６に埋め込まれており、ゲート電極３と交わる方向に、フィールドプレート電極４が長く伸びている。このような構造を取り入れることで、設計の自由度が広がり、半導体装置の微細化が可能になる。また、ゲート電極３と直角に交わる方向に、フィールドプレート電極４が長く伸びていることが好ましい。この構造によって、ゲート電極３とフィールドプレート電極４の放電を回避でき、安定した電気特性を得ることができる。
次に本発明の実施例２に関わる構造を図３に示す。図３においては、ゲート電極３とフィールドプレート電極４は別のトレンチにあるところが実施例1と異なる。このようにゲート電極３とフィールドプレート電極４を別のトレンチに入れてレイアウトすることで、さらに空きスペースを有効に使うことができ、より微細化しやすくできる。
ゲート電極とフィールドプレート電極は、別々のトレンチに入れても良いし、同じトレンチに入れても良く、これらのレイアウトはどちらか一つではなく、混ぜ合わせて使用しても良い。
これにより設計の自由度が広がり、半導体装置をより微細化することが可能になる。
As shown in FIG. 1, a trench gate type transistor having a conventional structure has two gate electrodes 3 and a field plate electrode 4 in a trench 6 formed in a semiconductor region 5. The plate electrode 4 has a structure extending in parallel. The inside of the trench 6 is filled with an oxide film 7. However, this structure has a problem that it is not suitable for miniaturization because the degree of freedom in layout is low and a space that is vacant inside the device cannot be used effectively. The structure of the present invention is for solving this problem.
FIG. 2 shows the structure of a transistor according to Example 1 of the present invention. In the structure of FIG. 2, the gate electrode 3 and the field plate electrode 4 are embedded in the trench 6, and the field plate electrode 4 extends long in the direction intersecting with the gate electrode 3. By adopting such a structure, the degree of freedom of design is widened, and the semiconductor device can be miniaturized. Further, it is preferable that the field plate electrode 4 extends long in the direction perpendicular to the gate electrode 3. With this structure, discharge of the gate electrode 3 and the field plate electrode 4 can be avoided, and stable electrical characteristics can be obtained.
Next, the structure related to Example 2 of the present invention is shown in FIG. In FIG. 3, the gate electrode 3 and the field plate electrode 4 are different from the first embodiment in that they are in different trenches. Thus, by arranging the gate electrode 3 and the field plate electrode 4 in different trenches, the empty space can be used more effectively and the size can be further reduced.
The gate electrode and the field plate electrode may be placed in separate trenches or in the same trench. These layouts are not one of them and may be used in combination.
As a result, the degree of freedom in design is increased, and the semiconductor device can be further miniaturized.

１、ソース領域
２、ベース領域
３、ゲート電極
４、フィールドプレート電極
５、半導体領域
６、トレンチ
７、酸化膜 1, source region 2, base region
3, gate electrode 4, field plate electrode 5, semiconductor region 6, trench 7, oxide film

Claims

A semiconductor device, wherein a gate electrode and a field plate electrode embedded in a trench in a semiconductor region extend in directions intersecting each other.

2. The semiconductor device according to claim 1, wherein in the semiconductor region, the gate electrode and the field plate electrode embedded in the trench extend in directions orthogonal to each other.

3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the gate electrode and the field plate electrode exist in different trenches.