JP2018190948A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1 国際公開2005/109521号パンフレット
Claims (32)
- 半導体基板と、
前記半導体基板に形成された第1導電型のドリフト領域と、
前記半導体基板において、前記半導体基板の上面と前記ドリフト領域との間に形成された第2導電型のベース領域と、
前記半導体基板において、前記ドリフト領域と前記ベース領域との間に形成され、前記ドリフト領域よりもドーピング濃度が高い第1導電型の蓄積領域と、
前記半導体基板において、前記半導体基板の上面から前記ベース領域を貫通して形成されたダミートレンチ部と
を備え、
前記蓄積領域および前記ダミートレンチ部の少なくとも一方が、前記ダミートレンチ部に隣接する第1導電型の領域に、第2導電型の反転領域が形成されるのを抑制する抑制構造を有する半導体装置。 - 前記半導体基板において、前記ベース領域および前記蓄積領域を貫通して前記半導体基板の上面から前記ドリフト領域まで形成されたゲートトレンチ部を更に備え、
前記ゲートトレンチ部は、
トレンチ内壁に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜に覆われたゲート導電部と
を有し、
前記ダミートレンチ部は、
トレンチ内壁に形成され、前記ゲート絶縁膜よりも厚いダミー絶縁膜と、
前記ダミー絶縁膜に覆われたダミー導電部と
を有する請求項1に記載の半導体装置。 - 前記ダミー絶縁膜の膜厚は、前記ゲート絶縁膜の膜厚の2倍以上である
請求項2に記載の半導体装置。 - 前記ダミートレンチ部の前記ダミー絶縁膜は一様な膜厚を有する
請求項2または3に記載の半導体装置。 - 前記ダミートレンチ部は、トレンチ内が絶縁材料で充填されており、
前記ダミートレンチ部の下端は、前記蓄積領域の下端よりも上側に配置されている
請求項1に記載の半導体装置。 - 前記半導体基板において、前記ベース領域および前記蓄積領域を貫通して、前記ダミートレンチ部よりも深い位置まで形成されたゲートトレンチ部を更に備え、
前記ダミートレンチ部は、
トレンチ内壁に形成されたダミー絶縁膜と、
前記ダミー絶縁膜に覆われたダミー導電部と
を有し、
前記半導体基板の深さ方向において、前記蓄積領域におけるドーピング濃度分布はピークを有し、
前記半導体基板の深さ方向において、前記蓄積領域におけるドーピング濃度分布の前記ピークが、前記ダミー導電部の下端と、前記ダミー絶縁膜の下端との間に配置されている
請求項1に記載の半導体装置。 - 前記半導体基板の深さ方向において、前記蓄積領域の下端が、前記ダミー導電部の下端と、前記ダミー絶縁膜の下端との間に配置されている
請求項6に記載の半導体装置。 - 前記ダミートレンチ部の底部における前記ダミー絶縁膜が、前記ダミートレンチ部の側壁における前記ダミー絶縁膜よりも厚い
請求項7に記載の半導体装置。 - 前記ダミートレンチ部は、
トレンチ内壁に形成されたダミー絶縁膜と、
前記ダミー絶縁膜に覆われたダミー導電部と
を有し、
前記ダミートレンチ部の底部における前記ダミー絶縁膜が、前記ダミートレンチ部の側壁における前記ダミー絶縁膜よりも厚い
請求項1に記載の半導体装置。 - 前記ダミートレンチ部の底部における前記ダミー絶縁膜の下端は、前記蓄積領域よりも下側に配置されている
請求項9に記載の半導体装置。 - 前記ダミー導電部の下端は、前記蓄積領域の上端よりも下側に配置されている
請求項10に記載の半導体装置。 - 前記半導体基板において、前記ベース領域および前記蓄積領域を貫通して前記半導体基板の上面から前記ドリフト領域まで形成されたゲートトレンチ部を更に備え、
前記蓄積領域は、前記ダミートレンチ部に隣接するダミー隣接領域においてドーピング濃度を前記半導体基板の深さ方向に積分した積分濃度が、前記ゲートトレンチ部に隣接するゲート隣接領域においてドーピング濃度を前記半導体基板の深さ方向に積分した積分濃度よりも高い
請求項1に記載の半導体装置。 - 前記蓄積領域は、前記ダミー隣接領域のほうが、前記ゲート隣接領域よりも深い位置まで形成されている
請求項12に記載の半導体装置。 - 前記蓄積領域の前記ダミー隣接領域は、前記半導体基板の深さ方向におけるドーピング濃度分布に、第1のピークと、前記第1のピークよりも深い位置に配置され、前記第1のピークよりもドーピング濃度が高い第2のピークとを有する
請求項13に記載の半導体装置。 - 前記蓄積領域は、前記ダミー隣接領域におけるドーピング濃度のピークが、前記ゲート隣接領域におけるドーピング濃度のピークよりも高い
請求項12に記載の半導体装置。 - 2つの前記ダミートレンチ部の間に形成された前記蓄積領域において、前記ダミートレンチ部に隣接するダミー隣接領域よりも、2つの前記ダミートレンチ部の中央における中央領域のほうが、前記積分濃度が低い
請求項12から15のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記半導体基板に形成され、1つ以上の前記ダミートレンチ部を備えるトランジスタ部と、
前記半導体基板に形成され、1つ以上の前記ダミートレンチ部を備えるダイオード部と、
前記半導体基板において前記トランジスタ部と前記ダイオード部との間に形成され、1つ以上の前記ダミートレンチ部を備える境界部と
を備え、
前記境界部において前記ダミートレンチ部に挟まれたメサ部には、前記ベース領域よりもドーピング濃度の高い第2導電型の高濃度領域が前記半導体基板の上面に形成されている
請求項1から16のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記境界部の前記メサ部の少なくとも一部の領域には、前記蓄積領域が形成されていない
請求項17に記載の半導体装置。 - 前記境界部の前記メサ部の全体に、前記蓄積領域が形成されている
請求項17に記載の半導体装置。 - 前記境界部の前記メサ部において、前記トランジスタ部に近い側の前記ダミートレンチ部に隣接する領域において第1導電型のドーピング濃度を前記半導体基板の深さ方向に積分した積分濃度が、前記メサ部の中央の領域において第1導電型のドーピング濃度を前記深さ方向に積分した積分濃度よりも高い
請求項18または19に記載の半導体装置。 - 前記境界部の前記メサ部において、前記ダイオード部に近い側の前記ダミートレンチ部に隣接する領域において第1導電型のドーピング濃度を前記半導体基板の深さ方向に積分した積分濃度が、前記メサ部の中央の領域において第1導電型のドーピング濃度を前記深さ方向に積分した積分濃度よりも高い
請求項20に記載の半導体装置。 - 前記半導体基板において、前記ベース領域および前記蓄積領域を貫通して前記半導体基板の上面から前記ドリフト領域まで形成されたゲートトレンチ部と、
前記半導体基板の内部において前記ゲートトレンチ部および前記ダミートレンチ部に挟まれて設けられ、前記ベース領域が配置されたメサ部と、
前記半導体基板の上面の上方に設けられたエミッタ電極と
を更に備え、
前記ゲートトレンチ部および前記ダミートレンチ部に挟まれた前記メサ部のうち少なくとも一部の前記メサ部に配置された前記ベース領域が、前記エミッタ電極と接続されていない請求項1に記載の半導体装置。 - 半導体基板と、
前記半導体基板に形成された第1導電型のドリフト領域と、
前記半導体基板において、前記半導体基板の上面と前記ドリフト領域との間に形成された第2導電型のベース領域と、
前記半導体基板において、前記ドリフト領域と前記ベース領域との間に形成され、前記ドリフト領域よりもドーピング濃度が高い第1導電型の蓄積領域と、
前記半導体基板において、前記ベース領域および前記蓄積領域を貫通して前記半導体基板の上面から前記ドリフト領域まで形成されたゲートトレンチ部と、
前記半導体基板において、前記半導体基板の上面から前記ベース領域を貫通して形成されたダミートレンチ部と、
前記半導体基板の上面の上方に設けられたエミッタ電極と、
前記半導体基板の内部において前記ゲートトレンチ部および前記ダミートレンチ部に挟まれて設けられ、前記ベース領域が配置されたメサ部と
を備え、
前記ゲートトレンチ部および前記ダミートレンチ部に挟まれた前記メサ部のうち少なくとも一部の前記メサ部に配置された前記ベース領域が、前記エミッタ電極と接続されていない半導体装置。 - 前記半導体基板において、前記ベース領域および前記蓄積領域を貫通して前記半導体基板の上面から前記ドリフト領域まで形成された第1のゲートトレンチ部および第2のゲートトレンチ部を更に備え、
前記第1のゲートトレンチ部、前記第2のゲートトレンチ部および前記ダミートレンチ部のそれぞれは、
前記半導体基板の上面において予め定められた方向に平行に延伸して設けられた2つの延伸部と、
前記2つの延伸部の先端を接続する先端部と
を有し、
前記半導体基板の上面において、前記ダミートレンチ部は、前記第1のゲートトレンチ部の内側に配置され、
前記半導体基板の上面において、前記第2のゲートトレンチ部は、前記ダミートレンチ部の内側に配置されている
請求項1に記載の半導体装置。 - 半導体基板と、
前記半導体基板に形成された第1導電型のドリフト領域と、
前記半導体基板において、前記半導体基板の上面と前記ドリフト領域との間に形成された第2導電型のベース領域と、
前記半導体基板において、前記ドリフト領域と前記ベース領域との間に形成され、前記ドリフト領域よりもドーピング濃度が高い第1導電型の蓄積領域と、
前記半導体基板において、前記ベース領域および前記蓄積領域を貫通して前記半導体基板の上面から前記ドリフト領域まで形成された第1のゲートトレンチ部および第2のゲートトレンチ部と、
前記半導体基板において、前記半導体基板の上面から前記ベース領域を貫通して形成されたダミートレンチ部と
を備え、
前記半導体基板の上面において、前記ダミートレンチ部は、前記第1のゲートトレンチ部の内側に配置され、
前記半導体基板の上面において、前記第2のゲートトレンチ部は、前記ダミートレンチ部の内側に配置されている半導体装置。 - 前記半導体基板において、前記ベース領域および前記蓄積領域を貫通して前記半導体基板の上面から前記ドリフト領域まで形成されたゲートトレンチ部と、
前記ダミートレンチ部および前記ゲートトレンチ部の少なくとも一方に挟まれたメサ部と、
を更に備え、
前記蓄積領域は、
前記ベース領域の下方に設けられた第1の蓄積領域と、
前記第1の蓄積領域と前記ドリフト領域との間に設けられた第2の蓄積領域と
を有する
請求項1に記載の半導体装置。 - 前記ダミートレンチ部および前記ゲートトレンチ部の少なくとも一方は、
トレンチの内壁において、予め定められた膜厚の絶縁膜と、前記絶縁膜に覆われた導電部とを有するトレンチ薄膜部と、
トレンチの内壁において、前記トレンチ薄膜部における絶縁膜の膜厚よりも、厚い絶縁膜を有するトレンチ厚膜部と、
を有する
請求項26に記載の半導体装置。 - 前記導電部は、前記トレンチ薄膜部において設けられるが、前記トレンチ厚膜部において設けられない
請求項27に記載の半導体装置。 - 前記導電部は、前記トレンチ薄膜部および前記トレンチ厚膜部の両方に設けられ、
前記トレンチ薄膜部の前記導電部は、前記トレンチ厚膜部の前記導電部よりも、トレンチの配列方向の幅が大きい
請求項27に記載の半導体装置。 - 前記導電部は、トレンチの配列方向の幅が等しく、前記トレンチ薄膜部および前記トレンチ厚膜部の両方に設けられ、
前記ダミートレンチ部および前記ゲートトレンチ部の少なくとも一方は、前記トレンチ薄膜部における前記配列方向の幅が、前記トレンチ厚膜部における前記配列方向の幅よりも小さい
請求項27に記載の半導体装置。 - 前記トレンチ厚膜部は、前記ベース領域よりも深い位置に設けられる
請求項27から30のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記蓄積領域は、前記第1の蓄積領域と前記第2の蓄積領域との間に設けられた第3の蓄積領域を更に備える
請求項26から31のいずれか一項に記載の半導体装置。
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