JP2019197854A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2019197854A
JP2019197854A JP2018092256A JP2018092256A JP2019197854A JP 2019197854 A JP2019197854 A JP 2019197854A JP 2018092256 A JP2018092256 A JP 2018092256A JP 2018092256 A JP2018092256 A JP 2018092256A JP 2019197854 A JP2019197854 A JP 2019197854A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
insulating
semiconductor
source electrode
gate electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018092256A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6836545B2 (ja
Inventor
伊藤 和幸
Kazuyuki Ito
和幸 伊藤
孝治 高木
Koji Takagi
孝治 高木
秀彦 薮原
Hidehiko Yabuhara
秀彦 薮原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2018092256A priority Critical patent/JP6836545B2/ja
Priority to US16/355,771 priority patent/US10916635B2/en
Publication of JP2019197854A publication Critical patent/JP2019197854A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6836545B2 publication Critical patent/JP6836545B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/49Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET
    • H01L29/4983Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET with a lateral structure, e.g. a Polysilicon gate with a lateral doping variation or with a lateral composition variation or characterised by the sidewalls being composed of conductive, resistive or dielectric material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70Bipolar devices
    • H01L29/72Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
    • H01L29/739Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals controlled by field-effect, e.g. bipolar static induction transistors [BSIT]
    • H01L29/7393Insulated gate bipolar mode transistors, i.e. IGBT; IGT; COMFET
    • H01L29/7395Vertical transistors, e.g. vertical IGBT
    • H01L29/7396Vertical transistors, e.g. vertical IGBT with a non planar surface, e.g. with a non planar gate or with a trench or recess or pillar in the surface of the emitter, base or collector region for improving current density or short circuiting the emitter and base regions
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/10Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode not carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
    • H01L29/1095Body region, i.e. base region, of DMOS transistors or IGBTs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/16Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic System
    • H01L29/1608Silicon carbide
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/402Field plates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/417Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/41725Source or drain electrodes for field effect devices
    • H01L29/41766Source or drain electrodes for field effect devices with at least part of the source or drain electrode having contact below the semiconductor surface, e.g. the source or drain electrode formed at least partially in a groove or with inclusions of conductor inside the semiconductor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/423Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/42312Gate electrodes for field effect devices
    • H01L29/42316Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
    • H01L29/4232Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate
    • H01L29/42364Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate characterised by the insulating layer, e.g. thickness or uniformity
    • H01L29/42368Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate characterised by the insulating layer, e.g. thickness or uniformity the thickness being non-uniform
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70Bipolar devices
    • H01L29/72Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
    • H01L29/739Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals controlled by field-effect, e.g. bipolar static induction transistors [BSIT]
    • H01L29/7393Insulated gate bipolar mode transistors, i.e. IGBT; IGT; COMFET
    • H01L29/7395Vertical transistors, e.g. vertical IGBT
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/7801DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
    • H01L29/7802Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/7801DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
    • H01L29/7816Lateral DMOS transistors, i.e. LDMOS transistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/08Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
    • H01L29/083Anode or cathode regions of thyristors or gated bipolar-mode devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

【課題】特性を向上できる半導体装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、半導体装置は、SiCを含む半導体部と、ゲート電極と、ソース電極と、第1構造体と、第1絶縁部と、を含む。半導体部は、第1〜第3半導体領域を含む。第1半導体領域は、第1〜第3部分領域を含む。ソース電極は、第2半導体領域と電気的に接続される。第3部分領域からソース電極への方向は、第1方向に沿う。第1構造体の第2方向における位置は、ソース電極の第2方向における位置と、ゲート電極の第2方向における位置と、の間である。第1絶縁部は、第1絶縁領域及び第2絶縁領域を含む。第1絶縁領域は、第1部分領域とゲート電極との間に設けられる。第2絶縁領域は、第2半導体領域と第1構造体との間に設けられる。第1構造体は、ポリシリコン及びTiNの少なくともいずれかを含む。【選択図】図1

Description

本発明の実施形態は、半導体装置に関する。
半導体装置において、特性の向上が望まれる。
特開2016−046273号公報
本発明の実施形態は、特性を向上できる半導体装置を提供する。
本発明の実施形態によれば、半導体装置は、SiCを含む半導体部と、ゲート電極と、ソース電極と、第1構造体と、第1絶縁部と、を含む。前記半導体部は、第1〜第3半導体領域を含む。前記第1半導体領域は、第1導電形であり、第1〜第3部分領域を含む。前記第2半導体領域は、前記第1導電形であり、前記第2部分領域から前記第2半導体領域への第1方向は、前記第2部分領域から前記第1部分領域への第2方向と交差する。前記第2部分領域は、前記第2方向において、前記第3部分領域と前記第1部分領域との間に設けられる。前記第3半導体領域は、第2導電形であり、前記第1方向において、前記第2部分領域と前記第2半導体領域との間に設けられる。前記第1部分領域から前記ゲート電極への方向は、前記第1方向に沿う。前記ソース電極は、前記第2半導体領域と電気的に接続される。前記第3部分領域から前記ソース電極への方向は、前記第1方向に沿う。前記第1構造体の前記第2方向における位置は、前記ソース電極の前記第2方向における位置と、前記ゲート電極の前記第2方向における位置と、の間である。前記第1絶縁部は、第1絶縁領域及び第2絶縁領域を含む。前記第1絶縁領域は、前記第1方向において、前記第1部分領域とゲート電極との間に設けられる。前記第2絶縁領域は、前記第1方向において、前記第2半導体領域と前記第1構造体との間に設けられる。前記第2絶縁領域から前記第1絶縁領域への方向は、前記第2方向に沿う。前記第1構造体は、ポリシリコン及びTiNの少なくともいずれかを含む。
第1実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。 第1実施形態の変形例に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。 第2実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。 第2実施形態の変形例に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。
図1に示すように、実施形態に係る半導体装置110は、半導体部10s、ソース電極61、ゲート電極62、ドレイン電極63、第1構造体50、及び第1絶縁部31を含む。半導体部10sは、炭化珪素(SiC)を含む。
半導体部10sは、第1〜第3半導体領域11〜13を含む。
第1半導体領域11及び第2半導体領域12は、第1導電形である。第3半導体領域13は、第2導電形である。
例えば、第1導電形はn形であり、第2導電形はp形である。第1導電形がp形であり、第2導電形がn形でも良い。以下の例では、第1導電形はn形であり、第2導電形はp形である。
n形の不純物は、例えば、N、P及びAsよりなる群から選択された少なくともいずれかを含む。p形の不純物は、例えば、B、Al及びGaよりなる群から選択された少なくともいずれかを含む。
第1半導体領域11は、第1〜第3部分領域11a〜11cを含む。第2部分領域11bから第2半導体領域12への第1方向は、第2部分領域11bから第1部分領域11aへの第2方向と交差する。第2部分領域11bは、第2方向において、第3部分領域11cと第1部分領域11aとの間に設けられる。
第1方向をZ軸方向とする。Z軸方向に対して垂直な1つの方向をX軸方向とする。Z軸方向及びX軸方向に対して垂直な方向をY軸方向とする。第2方向は、第1方向(Z軸方向)と交差する。第2方向は、例えば、X軸方向である。
第2半導体領域12から第1部分領域11aへの方向は、第2方向(X軸方向)に沿う。
第3半導体領域13は、第1方向(Z軸方向)において、第2部分領域11bと第2半導体領域12との間に設けられる。第3半導体領域13から第1部分領域11aへの方向は、第2方向(X軸方向)に沿う。この例では、第3半導体領域13の一部は、第2方向(X軸方向)において、第2半導体領域12と第1部分領域11aとの間に位置する。
ソース電極61は、第2半導体領域12と電気的に接続される。ソース電極61は、第3部分領域11cの上に設けられる。第3部分領域11cからソース電極61への方向は、第1方向(Z軸方向)に沿う。この例では、第1方向(Z軸方向)において、第3半導体領域13の一部は、第3部分領域11cとソース電極61との間に位置する。
第2半導体領域12は、例えば、第2方向(X軸方向)において、ソース電極61と第1部分領域11aとの間に位置する。第3半導体領域13は、例えば、第2方向(X軸方向)において、ソース電極61と第1部分領域11aとの間に位置する。ソース電極61は、例えば、NiSiを含む。
ゲート電極62は、第1部分領域11aの上に設けられる。第1部分領域11aからゲート電極62への方向は、第1方向(Z軸方向)に沿う。ゲート電極62は、例えば、ポリシリコンを含む。
ドレイン電極63は、第1半導体領域11と電気的に接続される。ドレイン電極63は、第1半導体領域11の下に設けられる。この例では、第1部分領域11aは、第1方向(Z軸方向)において、ドレイン電極63とゲート電極62との間に位置する。第2部分領域11bは、第1方向(Z軸方向)において、ドレイン電極63と第3半導体領域13との間に位置する。第3部分領域11cは、第1方向(Z軸方向)において、ドレイン電極63とソース電極61との間に位置する。
第1構造体50は、第2半導体領域12の上に設けられる。第2半導体領域12から第1構造体50への方向は、第1方向(Z軸方向)に沿う。第1構造体50は、ポリシリコン及びTiNの少なくともいずれかを含む。
第1構造体50の第2方向(X軸方向)における位置は、ソース電極61の第2方向(X軸方向)における位置と、ゲート電極62の第2方向(X軸方向)における位置と、の間である。例えば、第1構造体50からゲート電極62への方向は、第2方向(X軸方向)に沿う。ゲート電極62は、第2方向(X軸方向)において、第1構造体50から離れる。
第1絶縁部31は、第1絶縁領域31a及び第2絶縁領域31bを含む。第1絶縁領域31aは、第1方向(Z軸方向)において、第1部分領域11aとゲート電極62との間に設けられる。第2絶縁領域31bは、第1方向(Z軸方向)において、第2半導体領域12と第1構造体50との間に設けられる。例えば、第1構造体50は、第2絶縁領域31bと接する。第2絶縁領域31bから第1絶縁領域31aへの方向は、第2方向(X軸方向)に沿う。第1絶縁部31は、例えば、酸化ケイ素を含む。
例えば、ドレイン電極63の上に、第1〜第3部分領域11a〜11cが設けられる。第1部分領域11aの上に、第1絶縁領域31aが設けられる。第1絶縁領域31aの上に、ゲート電極62が設けられる。第2部分領域11bの上に、第3半導体領域13が設けられる。第3半導体領域13の上に、第2半導体領域12が設けられる。第2半導体領域12の上に、第2絶縁領域31bが設けられる。第2絶縁領域31bの上に、第1構造体50が設けられる。第3部分領域11cの上に、ソース電極61が設けられる。この例では、ソース電極61の一部は、第2半導体領域12の横に位置する。ソース電極61の一部は、第2絶縁領域31bの横に位置する。
図1に示すように、この例では、第1導電部71、第2導電部72、及び第2〜第4絶縁部32〜34がさらに設けられる。
第1導電部71は、ソース電極61と電気的に接続される。第1導電部71は、第1〜第3導電領域71a〜71cを含む。第2導電領域71bは、第2方向(X軸方向)において、第1導電領域71aと第3導電領域71cとの間に位置する。ソース電極61から第1導電領域71aへの方向は、第1方向(Z軸方向)に沿う。ゲート電極62から第3導電領域71cへの方向は、第1方向(Z軸方向)に沿う。第2導電領域71bの一部は、例えば、第2方向(X軸方向)において、第1構造体50とゲート電極62との間に位置する。第1導電部71は、例えば、Alなどの金属を含む。
第2導電部72は、第2絶縁部32と第1導電部71との間に設けられる。第2導電部72は、例えば、Tiなどの金属を含む。
第2絶縁部32は、ゲート電極62の上、第1構造体50の上、及び第1絶縁部31の上に設けられる。第2絶縁部32の一部は、ゲート電極62と第1導電部71との間に設けられる。第2絶縁部32の一部は、ゲート電極62と第1導電部71とを絶縁する。第2絶縁部32の別の一部は、第1構造体50と第1導電部71との間に設けられる。第2絶縁部32の別の一部は、第1構造体50と第1導電部71とを絶縁する。第2絶縁部32は、例えば、酸化ケイ素を含む。
第1構造体50は、第2絶縁領域31bと第2絶縁部32との間に位置する。例えば、第2絶縁部32は、第2絶縁領域31bの上に設けられた第1構造体50を覆う。ゲート電極62は、第1絶縁領域31aと第2絶縁部32との間に位置する。例えば、第2絶縁部32は、第1絶縁領域31aの上に設けられたゲート電極62を覆う。
この例では、第2絶縁部32のさらに別の一部は、第2方向(X軸方向)において、第1構造体50とゲート電極62との間に位置する。第2絶縁部32のさらに別の一部は、第1方向(Z軸方向)において、第1絶縁部31と第1導電部71の第2導電領域71bとの間に位置する。
第3絶縁部33は、ゲート電極62の上に設けられる。ゲート電極62から第3絶縁部33への方向は、第1方向(Z軸方向)に沿う。ゲート電極62は、第1方向(Z軸方向)において、第1絶縁領域31aと第3絶縁部33との間に位置する。第3絶縁部33は、例えば、酸化ケイ素を含む。
第4絶縁部34は、第1構造体50の上に設けられる。第1構造体50から第4絶縁部34への方向は、第1方向(Z軸方向)に沿う。第1構造体50は、第1方向(Z軸方向)において、第2絶縁領域31bと第4絶縁部34との間に位置する。第4絶縁部34は、例えば、酸化ケイ素を含む。
半導体装置110は、例えば、トランジスタである。第1絶縁部31は、例えば、ゲート絶縁膜として機能する。第2〜第4絶縁部32〜34は、例えば、層間絶縁膜として機能する。第1導電部71は、例えば、配線電極として機能する。第2導電部72は、例えば、バリアメタルとして機能する。
第1半導体領域11は、例えば、ドリフト領域として機能する。第2半導体領域12及び第3半導体領域13を含む領域は、例えば、チャネル領域として機能する。第2半導体領域12は、ソース電極61とのコンタクト領域として機能する。
この例では、半導体装置110は、半導体層10Lをさらに含む。半導体層10Lは、第1方向(Z軸方向)において、ドレイン電極63と第1部分領域11aとの間、ドレイン電極63と第2部分領域11bとの間、及び、ドレイン電極63と第3部分領域11cとの間、に位置する。半導体層10Lは、第1導電形または第2導電形である。半導体層10Lが第1導電形である場合、半導体装置110は、MOS型トランジスタとして機能する。半導体層10Lが第2導電形である場合、半導体装置110は、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)として機能する。
ゲート電極62は、第1方向(Z軸方向)において、第2半導体領域12と重なる。例えば、第1絶縁部31の第1絶縁領域31aの一部は、第1方向(Z軸方向)において、第2半導体領域12とゲート電極62との間に位置する。
例えば、プレーナ構造のSiCパワーデバイスなどにおいて、Niを含むソース電極61が用いられる場合がある。オン抵抗を低減するためにデバイスを微細化すると、ソース電極61とゲート電極62との間の距離が短くなる。このようなデバイスにおいては、ソース電極61から遊離したNiがゲート電極62に到達し、ソース電極61とゲート電極62との間のリーク電流が増大する場合がある。
実施形態においては、ポリシリコン及びTiNの少なくともいずれかを含む第1構造体50を、ソース電極61とゲート電極62との間に設けることで、例えば、ソース電極61から遊離したNiがゲート電極62に到達することを抑制できる。これにより、ソース電極61とゲート電極62との間のリーク電流の増大を抑制できる。例えば、デバイスの信頼性を向上できる。
実施形態において、ポリシリコン及びTiNの少なくともいずれかを含む第1構造体50は、例えば、Niを吸収または遮断する。例えば、第1構造体50がポリシリコンを含む場合、ソース電極61から遊離したNiは、第1構造体50に含まれるポリシリコンと結合し、第1構造体50に吸着しやすい。例えば、第1構造体50がTiNを含む場合、ソース電極61から遊離したNiは、第1構造体50を通過しにくい。これらにより、ソース電極61から遊離したNiがゲート電極62に到達することを抑制できる。
この例では、第1構造体50の第1方向(Z軸方向)の長さh1は、例えば、ゲート電極62の第1方向(Z軸方向)の長さh2と実質的に同じである。長さh1は、長さh2よりも長くても良い。長さh1は、長さh2よりも短くても良い。長さh1が長さh2よりも長いと、ソース電極61とゲート電極62との間のリーク電流の増大が抑制されやすい。
この例では、第1構造体50とソース電極61との間の第2方向(X軸方向)における距離d1は、第1構造体50とゲート電極62との間の第2方向(X軸方向)における距離d2よりも短い。距離d1は、距離d2と実質的に同じでも良い。距離d1は、距離d2よりも長くても良い。距離d1が距離d2よりも短いと、ソース電極61とゲート電極62との間のリーク電流の増大が抑制されやすい。
図1に示すように、半導体装置110は、第4半導体領域14、第5半導体領域15、別のソース電極61A、及び第2構造体52をさらに含んでも良い。第1半導体領域11は、第4部分領域11d及び第5部分領域11eをさらに含んでも良い。第1絶縁部31は、第3絶縁領域31cをさらに含んでも良い。
第4部分領域11dは、第2方向(X軸方向)において、第1部分領域11aと第5部分領域11eとの間に設けられる。第4部分領域11dから第4半導体領域14への方向は、第1方向(Z軸方向)に沿う。
第4半導体領域14は、第1導電形である。第1部分領域11aから第4半導体領域14への方向は、第2方向(X軸方向)に沿う。ゲート電極62は、第1方向(Z軸方向)において、第4半導体領域14と重なる。例えば、第1絶縁部31の第1絶縁領域31aの一部は、第1方向(Z軸方向)において、第4半導体領域14とゲート電極62との間に設けられる。
第5半導体領域15は、第2導電形である。第5半導体領域15は、第1方向(Z軸方向)において、第4部分領域11dと第4半導体領域14との間に設けられる。第1部分領域11aから第5半導体領域15への方向は、第2方向(X軸方向)に沿う。この例では、第5半導体領域15の一部は、第2方向(X軸方向)において、第1部分領域11aと第4半導体領域14との間に位置する。
第4半導体領域14及び第5半導体領域15を含む領域は、例えば、チャネル領域として機能する。第4半導体領域14は、別のソース電極61Aとのコンタクト領域として機能する。
別のソース電極61Aは、第4半導体領域14と電気的に接続される。別のソース電極61Aは、第5部分領域11eの上に設けられる。第5部分領域11eから別のソース電極61Aへの方向は、第1方向(Z軸方向)に沿う。この例では、第1方向(Z軸方向)において、第5半導体領域15の一部は、第5部分領域11eと別のソース電極61Aとの間に位置する。
第4半導体領域14は、例えば、第2方向(X軸方向)において、第1部分領域11aと別のソース電極61Aとの間に位置する。第5半導体領域15は、例えば、第2方向(X軸方向)において、第1部分領域11aと別のソース電極61Aとの間に位置する。別のソース電極61Aは、例えば、NiSiを含む。
第2構造体52は、第4半導体領域14の上に設けられる。第4半導体領域14から第2構造体52への方向は、第1方向(Z軸方向)に沿う。第2構造体52は、ポリシリコン及びTiNの少なくともいずれかを含む。第2構造体52の構成は、例えば、第1構造体50の構成と同じである。
第2構造体52の第2方向(X軸方向)における位置は、ゲート電極62の第2方向(X軸方向)における位置と、別のソース電極61Aの第2方向(X軸方向)における位置と、の間である。例えば、ゲート電極62から第2構造体52への方向は、第2方向(X軸方向)に沿う。ゲート電極62は、第2方向(X軸方向)において、第2構造体52から離れる。
第3絶縁領域31cは、第1方向(Z軸方向)において、第4半導体領域14と第2構造体52との間に設けられる。例えば、第2構造体52は、第3絶縁領域31cと接する。第1絶縁領域31aから第3絶縁領域31cへの方向は、第2方向(X軸方向)に沿う。第1絶縁領域31aは、第2方向(X軸方向)において、第2絶縁領域31bと第3絶縁領域31cとの間に位置する。
例えば、ドレイン電極63の上に、第4部分領域11d及び第5部分領域11eが設けられる。第4部分領域11dの上に、第5半導体領域15が設けられる。第5半導体領域15の上に、第4半導体領域14が設けられる。第4半導体領域14の上に、第3絶縁領域31cが設けられる。第3絶縁領域31cの上に、第2構造体52が設けられる。第5部分領域11eの上に、別のソース電極61Aが設けられる。この例では、別のソース電極61Aの一部は、第4半導体領域14の横に位置する。別のソース電極61Aの一部は、第3絶縁領域31cの横に位置する。
図1に示すように、第5絶縁部35がさらに設けられても良い。第5絶縁部35は、第2構造体52の上に設けられる。第2構造体52から第5絶縁部35への方向は、第1方向(Z軸方向)に沿う。第2構造体52は、第1方向(Z軸方向)において、第3絶縁領域31cと第5絶縁部35との間に位置する。第5絶縁部35は、例えば、酸化ケイ素を含む。第5絶縁部35は、例えば、層間絶縁膜として機能する。
この例では、第1導電部71は、別のソース電極61Aと電気的に接続される。第1導電部71は、第4導電領域71d及び第5導電領域71eをさらに含む。第4導電領域71dは、第2方向(X軸方向)において、第3導電領域71cと第5導電領域71eとの間に位置する。別のソース電極61Aから第5導電領域71eへの方向は、第1方向(Z軸方向)に沿う。第4導電領域71dは、例えば、第2方向(X軸方向)において、ゲート電極62と第2構造体52との間に位置する。
この例では、第2構造体52と第1導電部71との間に、第2絶縁部32が設けられている。第2構造体52は、第3絶縁領域31cと第2絶縁部32との間に位置する。例えば、第2絶縁部32は、第3絶縁領域31cの上に設けられた第2構造体52を覆う。
この例では、第2絶縁部32の一部は、第2方向(X軸方向)において、ゲート電極62と第2構造体52との間に位置する。第2絶縁部32の一部は、第1方向(Z軸方向)において、第1絶縁部31と第1導電部71の第4導電領域71dとの間に位置する。
ポリシリコン及びTiNの少なくともいずれかを含む第2構造体52を、別のソース電極61Aとゲート電極62との間に設けることで、例えば、別のソース電極61Aから遊離したNiがゲート電極62に到達することを抑制できる。これにより、別のソース電極61Aとゲート電極62との間のリーク電流の増大を抑制できる。例えば、デバイスの信頼性を向上できる。
図2は、第1実施形態の変形例に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。
図2に示すように、第1実施形態の変形例に係る半導体装置111は、半導体部10s、ソース電極61、ゲート電極62、ドレイン電極63、第1構造体50、及び第1絶縁部31を含む。半導体部10sは、炭化珪素(SiC)を含む。半導体部10sは、第1〜第3半導体領域11〜13を含む。第1絶縁部31は、第1〜第3絶縁領域31a〜31cを含む。
この例では、第1半導体領域11は、第2導電形(例えば、p形)である。第2半導体領域12及び第3半導体領域13は、第1導電形(例えば、n形)である。
第2半導体領域12から第1半導体領域11への方向は、第2方向(X軸方向)に沿う。第1半導体領域11から第3半導体領域13への方向は、第2方向(X軸方向)に沿う。第1半導体領域11は、第2方向(X軸方向)において、第2半導体領域12と第3半導体領域13との間に位置する。
第1〜第3半導体領域11〜13は、第2方向(X軸方向)において、ソース電極61とドレイン電極63との間に位置する。第2半導体領域12は、第2方向(X軸方向)において、ソース電極61と第1半導体領域11との間に位置する。第3半導体領域13は、第2方向(X軸方向)において、第1半導体領域11とドレイン電極63との間に位置する。
ソース電極61は、第2半導体領域12と電気的に接続される。
ゲート電極62は、第1半導体領域11の上に設けられる。第1半導体領域11からゲート電極62への方向は、第1方向(Z軸方向)に沿う。
ドレイン電極63は、第3半導体領域13と電気的に接続される。
第1構造体50は、第2半導体領域12の上に設けられる。第2半導体領域12から第1構造体50への方向は、第1方向(Z軸方向)に沿う。第1構造体50は、ポリシリコン及びTiNの少なくともいずれかを含む。
例えば、第1半導体領域11の上に、第1絶縁領域31aが設けられる。第2半導体領域12の上に、第2絶縁領域31bが設けられる。第3半導体領域13の上に、第3絶縁領域31cが設けられる。第1絶縁領域31aの上に、ゲート電極62が設けられる。第2絶縁領域31bの上に、第1構造体50が設けられる。第2半導体領域12の横に、ソース電極61が設けられる。この例では、ソース電極61の一部は、第2絶縁領域31bの横に位置する。第3半導体領域13の横に、ドレイン電極63が設けられる。この例では、ドレイン電極63の一部は、第3絶縁領域31cの横に位置する。
図2に示すように、この例では、第1〜第4導電部71〜74及び第2〜第4絶縁部32〜34がさらに設けられる。
第1導電部71は、ソース電極61と電気的に接続される。第1導電部71は、第1導電領域71a及び第2導電領域71bを含む。ソース電極61から第1導電領域71aへの方向は、第1方向(Z軸方向)に沿う。第2導電領域71bは、例えば、第2方向(X軸方向)において、第1構造体50とゲート電極62との間に位置する。第1導電部71は、例えば、Alなどの金属を含む。
第2導電部72は、第2絶縁部32と第1導電部71との間に設けられる。第2導電部72は、例えば、Tiなどの金属を含む。
第3導電部73は、ドレイン電極63と電気的に接続される。ドレイン電極63から第3導電部73への方向は、第1方向(Z軸方向)に沿う。第1導電部71から第3導電部73への方向は、第2方向(X軸方向)に沿う。第3導電部73は、例えば、Alなどの金属を含む。
第4導電部74は、第2絶縁部32と第3導電部73との間に設けられる。第4導電部74は、例えば、Tiなどの金属を含む。
第2絶縁部32は、ゲート電極62の上、第1構造体50の上、及び第1絶縁部31の上に設けられる。第2絶縁部32の一部は、ゲート電極62と第1導電部71との間に設けられる。第2絶縁部32の一部は、ゲート電極62と第1導電部71とを絶縁する。第2絶縁部32の別の一部は、第1構造体50と第1導電部71との間に設けられる。第2絶縁部32の別の一部は、第1構造体50と第1導電部71とを絶縁する。第2絶縁部32は、例えば、酸化ケイ素を含む。
第1構造体50は、第2絶縁領域31bと第2絶縁部32との間に位置する。例えば、第2絶縁部32は、第2絶縁領域31bの上に設けられた第1構造体50を覆う。ゲート電極62は、第1絶縁領域31aと第2絶縁部32との間に位置する。例えば、第2絶縁部32は、第1絶縁領域31aの上に設けられたゲート電極62を覆う。
この例では、第2絶縁部32のさらに別の一部は、第2方向(X軸方向)において、第1構造体50とゲート電極62との間に位置する。第2絶縁部32のさらに別の一部は、第1方向(Z軸方向)において、第1絶縁部31と第1導電部71の第2導電領域71bとの間に位置する。
第3絶縁部33は、ゲート電極62の上に設けられる。ゲート電極62から第3絶縁部33への方向は、第1方向(Z軸方向)に沿う。ゲート電極62は、第1方向(Z軸方向)において、第1絶縁領域31aと第3絶縁部33との間に位置する。第3絶縁部33は、例えば、酸化ケイ素を含む。
第4絶縁部34は、第1構造体50の上に設けられる。第1構造体50から第4絶縁部34への方向は、第1方向(Z軸方向)に沿う。第1構造体50は、第1方向(Z軸方向)において、第2絶縁領域31bと第4絶縁部34との間に位置する。第4絶縁部34は、例えば、酸化ケイ素を含む。
半導体装置111は、例えば、トランジスタである。第1絶縁部31は、例えば、ゲート絶縁膜として機能する。第2〜第4絶縁部32〜34は、例えば、層間絶縁膜として機能する。第1導電部71及び第3導電部73は、例えば、配線電極として機能する。第2導電部72及び第4導電部74は、例えば、バリアメタルとして機能する。
第1半導体領域11及び第2半導体領域12を含む領域は、例えば、チャネル領域として機能する。第3半導体領域13は、例えば、ドリフト領域として機能する。第2半導体領域12は、ソース電極61とのコンタクト領域として機能する。
ゲート電極62は、第1方向(Z軸方向)において、第2半導体領域12と重なる。例えば、第1絶縁部31の第1絶縁領域31aの一部は、第1方向(Z軸方向)において、第2半導体領域12とゲート電極62との間に位置する。
ゲート電極62は、第1方向(Z軸方向)において、第3半導体領域13と重なる。例えば、第1絶縁部31の第1絶縁領域31a別の一部は、第1方向(Z軸方向)において、第3半導体領域13とゲート電極62との間に位置する。
この変形例においても、ポリシリコン及びTiNの少なくともいずれかを含む第1構造体50を、ソース電極61とゲート電極62との間に設けることで、例えば、ソース電極61から遊離したNiがゲート電極62に到達することを抑制できる。これにより、ソース電極61とゲート電極62との間のリーク電流の増大を抑制できる。例えば、デバイスの信頼性を向上できる。
(第2実施形態)
図3は、第2実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。
図3に示すように、実施形態に係る半導体装置120は、半導体部10s、半導体層10L、ソース電極61、ゲート電極62、ドレイン電極63、第1構造体50A、及び第1絶縁部31を含む。半導体装置120の構成は、例えば、第1構造体50A以外は、半導体装置110の構成と実質的に同じである。
第1構造体50Aは、第1部分p1を含む。第1部分p1は、ソース電極61と第2絶縁領域31bとの間に位置する。第1部分p1は、例えば、第2方向(X軸方向)において、ソース電極61と第2絶縁領域31bとの間に位置する。第1部分p1は、例えば、第2半導体領域12と接する。第1部分p1は、ポリシリコン及びTiNの少なくともいずれかを含む。
例えば、ドレイン電極63の上に、第1〜第3部分領域11a〜11cが設けられる。第1部分領域11aの上に、第1絶縁領域31aが設けられる。第1絶縁領域31aの上に、ゲート電極62が設けられる。第2部分領域11bの上に、第3半導体領域13が設けられる。第3半導体領域13の上に、第2半導体領域12が設けられる。第2半導体領域12の上に、第2絶縁領域31bが設けられる。第2絶縁領域31bの横に、第1構造体50Aが設けられる。第1構造体50Aの第1部分p1は、第2絶縁領域31bの横に位置する。第3部分領域11cの上に、ソース電極61が設けられる。この例では、ソース電極61の一部は、第2半導体領域12の横に位置する。ソース電極61の一部は、第2絶縁領域31bの横に位置する。
図3に示すように、この例では、第1導電部71、第2導電部72、第2絶縁部32、及び第3絶縁部33がさらに設けられる。半導体装置120における第1導電部71、第2導電部72、第2絶縁部32、及び第3絶縁部33の構成は、例えば、半導体装置110における第1導電部71、第2導電部72、第2絶縁部32、及び第3絶縁部33の構成と実質的に同じである。
実施形態において、第1構造体50Aは、第2部分p2をさらに含んでも良い。第2部分p2は、ソース電極61と第2絶縁部32との間に位置する。第2部分p2は、例えば、第2方向(X軸方向)において、第1導電領域71aと第2絶縁部32との間に位置する。例えば、第1部分p1と第2部分p2とは連続する。第2部分p2は、ポリシリコン及びTiNの少なくともいずれかを含む。
実施形態において、第1構造体50Aは、第3部分p3をさらに含んでも良い。第3部分p3は、第1方向(Z軸方向)において、第2絶縁領域31bと第1導電部71との間に設けられる。第3部分p3は、第1方向(Z軸方向)において、第2絶縁部32と第1導電部71との間に設けられても良い。例えば、第2部分p2と第3部分p3とは連続する。第3部分p3は、ポリシリコン及びTiNの少なくともいずれかを含んでも良い。
この例では、第2導電部72の一部は、第2絶縁部32と第1導電部71との間に設けられる。第2導電部72の別の一部は、第1構造体50Aと第1導電部71との間に設けられる。第2導電部72の別の一部は、例えば、第1構造体50Aの第2部分p2と第1導電部71との間、及び、第1構造体50Aの第3部分p3と第1導電部71との間に設けられる。
実施形態においては、ポリシリコン及びTiNの少なくともいずれかを含む第1部分p1を、ソース電極61と第1絶縁部31との間に設けることで、例えば、ソース電極61から遊離したNiが第1絶縁部31に到達することを抑制できる。ポリシリコン及びTiNの少なくともいずれかを含む第2部分p2を、ソース電極61と第2絶縁部32との間に設けることで、例えば、ソース電極61から遊離したNiが第2絶縁部32に到達することを抑制できる。これにより、Niがゲート電極62に到達することを抑制し、ソース電極61とゲート電極62との間のリーク電流の増大を抑制できる。例えば、デバイスの信頼性を向上できる。
実施形態において、ポリシリコン及びTiNの少なくともいずれかを含む第1構造体50の第1部分p1及び第2部分p2は、例えば、Niを吸収または遮断する。例えば、第1部分p1及び第2部分p2がポリシリコンを含む場合、ソース電極61から遊離したNiは、第1部分p1及び第2部分p2に含まれるポリシリコンと結合し、第1部分p1及び第2部分p2に吸着しやすい。例えば、第1部分p1及び第2部分p2がTiNを含む場合、ソース電極61から遊離したNiは、第1部分p1及び第2部分p2を通過しにくい。これらにより、ソース電極61から遊離したNiがゲート電極62に到達することを抑制できる。
実施形態において、構造体50Aは、第1部分p1及び第2部分p2の少なくともいずれかを含む。第1部分p1及び第2部分p2の少なくともいずれかは、ポリシリコン及びTiNの少なくともいずれかを含む。
実施形態において、第1構造体50Aは、第1部分p1を含み、第2部分p2を含まなくても良い。この場合、第1部分p1は、ポリシリコン及びTiNの少なくともいずれかを含む。実施形態において、第1構造体50Aは、第1部分p1及び第2部分p2を含み、第2部分p2は、ポリシリコン及びTiNを含まなくても良い。この場合、第1部分p1は、ポリシリコン及びTiNの少なくともいずれかを含む。
実施形態において、第1構造体50Aは、第2部分p2を含み、第1部分p1を含まなくても良い。この場合、第2部分p2は、ポリシリコン及びTiNの少なくともいずれかを含む。実施形態において、第1構造体50Aは、第1部分p1及び第2部分p2を含み、第1部分p1は、ポリシリコン及びTiNを含まなくても良い。この場合、第2部分p2は、ポリシリコン及びTiNの少なくともいずれかを含む。
図3に示すように、半導体装置120は、第4半導体領域14、第5半導体領域15、別のソース電極61A、及び第2構造体52Aをさらに含んでも良い。第1半導体領域11は、第4部分領域11d及び第5部分領域11eをさらに含んでも良い。第1絶縁部31は、第3絶縁領域31cをさらに含んでも良い。半導体装置120における第4半導体領域14、第5半導体領域15、及び別のソース電極61Aの構成は、例えば、半導体装置110における第4半導体領域14、第5半導体領域15、及び別のソース電極61Aの構成と実質的に同じである。
第2構造体52Aは、第3絶縁領域31cの横に設けられる。第2構造体52Aは、第4部分p4を含む。第4部分p4は、第3絶縁領域31cと別のソース電極61Aとの間に位置する。第4部分p4は、例えば、第2方向(X軸方向)において、第3絶縁領域31cと別のソース電極61Aとの間に位置する。第4部分p4は、例えば、第4半導体領域14と接する。第4部分p4は、ポリシリコン及びTiNの少なくともいずれかを含む。
第2構造体52Aは、第5部分p5をさらに含んでも良い。第5部分p5は、第2絶縁部32と別のソース電極61Aとの間に位置する。第5部分p5は、例えば、第2方向(X軸方向)において、第2絶縁部32と第5導電領域71eとの間に位置する。例えば、第4部分p4と第5部分p5とは連続する。第5部分p5は、ポリシリコン及びTiNの少なくともいずれかを含む。
第2構造体52Aは、第6部分p6をさらに含んでも良い。第6部分p6は、第1方向(Z軸方向)において、第3絶縁領域31cと第1導電部71との間に設けられる。第6部分p6は、第1方向(Z軸方向)において、第2絶縁部32と第1導電部71との間に設けられても良い。例えば、第5部分p5と第6部分p6とは連続する。第6部分p6は、ポリシリコン及びTiNの少なくともいずれかを含んでも良い。
図4は、第2実施形態の変形例に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。
図4に示すように、実施形態に係る半導体装置121は、半導体部10s、ソース電極61、ゲート電極62、ドレイン電極63、第1構造体50A、及び第1絶縁部31を含む。半導体装置121の構成は、例えば、第1構造体50A以外は、半導体装置111の構成と実質的に同じである。
半導体装置121における第1構造体50Aの構成は、例えば、半導体装置120における第1構造体50Aの構成と実質的に同じである。
例えば、第1半導体領域11の上に、第1絶縁領域31aが設けられる。第2半導体領域12の上に、第2絶縁領域31bが設けられる。第3半導体領域13の上に、第3絶縁領域31cが設けられる。第1絶縁領域31aの上に、ゲート電極62が設けられる。第2絶縁領域31bの横に、第1構造体50Aが設けられる。第1構造体50Aの第1部分p1は、第2絶縁領域31bの横に位置する。第2半導体領域12の横に、ソース電極61が設けられる。この例では、ソース電極61の一部は、第1部分p1の横に位置する。第3半導体領域13の横に、ドレイン電極63が設けられる。この例では、ドレイン電極63の一部は、第3絶縁領域31cの横に位置する。
この変形例においても、ポリシリコン及びTiNの少なくともいずれかを含む第1部分p1を、ソース電極61と第1絶縁部31との間に設けることで、例えば、ソース電極61から遊離したNiが第1絶縁部31に到達することを抑制できる。ポリシリコン及びTiNの少なくともいずれかを含む第2部分p2を、ソース電極61と第2絶縁部32との間に設けることで、例えば、ソース電極61から遊離したNiが第2絶縁部32に到達することを抑制できる。これにより、Niがゲート電極62に到達することを抑制し、ソース電極61とゲート電極62との間のリーク電流の増大を抑制できる。例えば、デバイスの信頼性を向上できる。
実施形態によれば、特性を向上できる半導体装置を提供することができる。
本願明細書において、「電気的に接続される状態」は、複数の導電体が物理的に接してこれら複数の導電体の間に電流が流れる状態を含む。「電気的に接続される状態」は、複数の導電体の間に、別の導電体が挿入されて、これらの複数の導電体の間に電流が流れる状態を含む。
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、半導体装置に含まれる、半導体部、絶縁部、電極、及び導電部などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
その他、本発明の実施の形態として上述した半導体装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての半導体装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
10L…半導体層、 10s…半導体部、 11〜15…第1〜第5半導体領域、 11a〜11e…第1〜第5部分領域、 31〜35…第1〜第5絶縁部、 31a〜31c…第1〜第3絶縁領域、 50、50A…第1構造体、 52、52A…第2構造体、 61、61A…ソース電極、 62…ゲート電極、 63…ドレイン電極、 71〜74…第1〜第4導電部、 71a〜71e…第1〜第5導電領域、 110、111、120、121…半導体装置、 d1、d2…距離、 h1、h2…長さ、 p1〜p6…第1〜第6部分

Claims (19)

  1. SiCを含む半導体部であって、第1〜第3半導体領域を含み、
    前記第1半導体領域は、第1導電形であり、第1〜第3部分領域を含み、
    前記第2半導体領域は、前記第1導電形であり、前記第2部分領域から前記第2半導体領域への第1方向は、前記第2部分領域から前記第1部分領域への第2方向と交差し、
    前記第2部分領域は、前記第2方向において、前記第3部分領域と前記第1部分領域との間に設けられ、
    前記第3半導体領域は、第2導電形であり、前記第1方向において、前記第2部分領域と前記第2半導体領域との間に設けられた、前記半導体部と、
    ゲート電極であって、前記第1部分領域から前記ゲート電極への方向は、前記第1方向に沿う、前記ゲート電極と、
    ソース電極であって、前記第2半導体領域と電気的に接続され、前記第3部分領域から前記ソース電極への方向は、前記第1方向に沿う、前記ソース電極と、
    第1構造体であって、前記第1構造体の前記第2方向における位置は、前記ソース電極の前記第2方向における位置と、前記ゲート電極の前記第2方向における位置と、の間である、前記第1構造体と、
    第1絶縁部であって、第1絶縁領域及び第2絶縁領域を含み、
    前記第1絶縁領域は、前記第1方向において、前記第1部分領域と前記ゲート電極との間に設けられ、
    前記第2絶縁領域は、前記第1方向において、前記第2半導体領域と前記第1構造体との間に設けられ、
    前記第2絶縁領域から前記第1絶縁領域への方向は、前記第2方向に沿う、前記第1絶縁部と、
    を備え、
    前記第1構造体は、ポリシリコン及びTiNの少なくともいずれかを含む、半導体装置。
  2. 前記ソース電極と電気的に接続された第1導電部をさらに備え、
    前記第1導電部は、第1導電領域を含み、
    前記ソース電極から前記第1導電領域への方向は、前記第1方向に沿う、請求項1記載の半導体装置。
  3. 前記第1導電部は、第2導電領域をさらに含み、
    前記第2導電領域は、前記第2方向において、前記第1構造体と前記ゲート電極との間に位置する、請求項2記載の半導体装置。
  4. 第2絶縁部をさらに備え、
    前記第2絶縁部は、前記第1構造体と前記第1導電部との間、及び、前記ゲート電極と前記第1導電部との間に設けられた、請求項2または3に記載の半導体装置。
  5. 第2導電部をさらに備え、
    前記第2導電部は、前記第2絶縁部と前記第1導電部との間に設けられた、請求項4記載の半導体装置。
  6. 第3絶縁部をさらに備え、
    前記ゲート電極は、前記第1方向において、前記第1絶縁領域と前記第3絶縁部との間に位置する、請求項1〜5のいずれか1つに記載の半導体装置。
  7. 第4絶縁部をさらに備え、
    前記第1構造体は、前記第1方向において、前記第2絶縁領域と前記第4絶縁部との間に位置する、請求項1〜6のいずれか1つに記載の半導体装置。
  8. 前記第1構造体は、前記第2絶縁領域と接する、請求項1〜7のいずれか1つに記載の半導体装置。
  9. 前記第2半導体領域は、前記第2方向において、前記ソース電極と前記第1部分領域との間に位置し、
    前記第3半導体領域は、前記第2方向において、前記ソース電極と前記第1部分領域との間に位置する、請求項1〜8のいずれか1つに記載の半導体装置。
  10. SiCを含む半導体部であって、第1〜第3半導体領域を含み、
    前記第1半導体領域は、第1導電形であり、第1〜第3部分領域を含み、
    前記第2半導体領域は、前記第1導電形であり、前記第2部分領域から前記第2半導体領域への第1方向は、前記第2部分領域から前記第1部分領域への第2方向と交差し、
    前記第2部分領域は、前記第2方向において、前記第3部分領域と前記第1部分領域との間に設けられ、
    前記第3半導体領域は、第2導電形であり、前記第1方向において、前記第2部分領域と前記第2半導体領域との間に設けられた、前記半導体部と、
    ゲート電極であって、前記第1部分領域から前記ゲート電極への方向は、前記第1方向に沿う、前記ゲート電極と、
    ソース電極であって、前記第2半導体領域と電気的に接続され、前記第3部分領域から前記ソース電極への方向は、前記第1方向に沿う、前記ソース電極と、
    第1絶縁部であって、第1絶縁領域及び第2絶縁領域を含み、
    前記第1絶縁領域は、前記第1方向において、前記第1部分領域と前記ゲート電極との間に設けられ、
    前記第2絶縁領域から前記第1絶縁領域への方向は、前記第2方向に沿う、前記第1絶縁部と、
    前記ソース電極と前記第2絶縁領域との間に位置する第1部分を含む第1構造体と、
    を備え、
    前記第1部分は、ポリシリコン及びTiNの少なくともいずれかを含む、半導体装置。
  11. 前記ソース電極と電気的に接続された第1導電部をさらに備え、
    前記第1導電部は、第1導電領域を含み、
    前記ソース電極から前記第1導電領域への方向は、前記第1方向に沿う、請求項10記載の半導体装置。
  12. 第2絶縁部をさらに備え、
    前記第2絶縁部は、前記ゲート電極と前記第1導電部との間、及び、前記第1絶縁部と前記第1導電部との間に設けられ、
    前記第1構造体は、前記ソース電極と前記第2絶縁部との間に位置する第2部分を含み、
    前記第2部分は、ポリシリコン及びTiNの少なくともいずれかを含む、請求項11記載の半導体装置。
  13. 前記第1部分は、前記第2半導体領域と接する、請求項10〜12のいずれか1つに記載の半導体装置。
  14. SiCを含む半導体部であって、第1〜第3半導体領域を含み、
    前記第1半導体領域は、第1導電形であり、第1〜第3部分領域を含み、
    前記第2半導体領域は、前記第1導電形であり、前記第2部分領域から前記第2半導体領域への第1方向は、前記第2部分領域から前記第1部分領域への第2方向と交差し、
    前記第2部分領域は、前記第2方向において、前記第3部分領域と前記第1部分領域との間に設けられ、
    前記第3半導体領域は、第2導電形であり、前記第1方向において、前記第2部分領域と前記第2半導体領域との間に設けられた、前記半導体部と、
    ゲート電極であって、前記第1部分領域から前記ゲート電極への方向は、前記第1方向に沿う、前記ゲート電極と、
    ソース電極であって、前記第2半導体領域と電気的に接続され、前記第3部分領域から前記ソース電極への方向は、前記第1方向に沿う、前記ソース電極と、
    第1絶縁部であって、第1絶縁領域を含み、
    前記第1絶縁領域は、前記第1方向において、前記第1部分領域と前記ゲート電極との間に設けられた、前記第1絶縁部と、
    第1導電部であって、前記ソース電極と電気的に接続され、第1導電領域を含み、
    前記ソース電極から前記第1導電領域への方向は、前記第1方向に沿う、前記第1導電部と、
    第2絶縁部であって、前記ゲート電極と前記第1導電部との間、及び、前記第1絶縁部と前記第1導電部との間に設けられた、前記第2絶縁部と、
    前記ソース電極と前記第2絶縁部との間に位置する第2部分を含む第1構造体と、
    を備え、
    前記第2部分は、ポリシリコン及びTiNの少なくともいずれかを含む、半導体装置。
  15. 第2導電部をさらに備え、
    前記第2導電部は、前記第2絶縁部と前記第1導電部との間、及び、前記第1構造体と前記第1導電部との間に設けられた、請求項12〜14のいずれか1つに記載の半導体装置。
  16. 第3絶縁部をさらに備え、
    前記ゲート電極は、前記第1方向において、前記第1絶縁領域と前記第3絶縁部との間に位置する、請求項10〜15のいずれか1つに記載の半導体装置。
  17. 前記第2半導体領域は、前記第2方向において、前記ソース電極と前記第1部分領域との間に位置し、
    前記第3半導体領域は、前記第2方向において、前記ソース電極と前記第1部分領域との間に位置する、請求項10〜16のいずれか1つに記載の半導体装置。
  18. SiCを含む半導体部であって、第1半導体領域及び第2半導体領域を含む、前記半導体部と、
    ゲート電極であって、前記第1半導体領域から前記ゲート電極への第1方向は、前記第2半導体領域から前記第1半導体領域への第2方向と交差した、前記ゲート電極と、
    前記第2半導体領域と電気的に接続されたソース電極と、
    第1構造体であって、前記第1構造体の前記第2方向における位置は、前記ソース電極の前記第2方向における位置と、前記ゲート電極の前記第2方向における位置と、の間である、前記第1構造体と、
    第1絶縁部であって、第1絶縁領域及び第2絶縁領域を含み、
    前記第1絶縁領域は、前記第1方向において、前記第1半導体領域と前記ゲート電極との間に設けられ、
    前記第2絶縁領域は、前記第1方向において、前記第2半導体領域と前記第1構造体との間に設けられ、
    前記第2絶縁領域から前記第1絶縁領域への方向は、前記第2方向に沿う、前記第1絶縁部と、
    を備え、
    前記第1構造体は、ポリシリコン及びTiNの少なくともいずれかを含む、半導体装置。
  19. SiCを含む半導体部であって、第1半導体領域及び第2半導体領域を含む、前記半導体部と、
    ゲート電極であって、前記第1半導体領域から前記ゲート電極への第1方向は、前記第2半導体領域から前記第1半導体領域への第2方向と交差した、前記ゲート電極と、
    前記第2半導体領域と電気的に接続されたソース電極と、
    第1絶縁部であって、第1絶縁領域及び第2絶縁領域を含み、
    前記第1絶縁領域は、前記第1方向において、前記第1半導体領域と前記ゲート電極との間に設けられ、
    前記第2絶縁領域から前記第1絶縁領域への方向は、前記第2方向に沿う、前記第1絶縁部と、
    前記ソース電極と前記第2絶縁領域との間に位置する第1部分を含む第1構造体と、
    を備え、
    前記第1部分は、ポリシリコン及びTiNの少なくともいずれかを含む、半導体装置。
JP2018092256A 2018-05-11 2018-05-11 半導体装置 Active JP6836545B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018092256A JP6836545B2 (ja) 2018-05-11 2018-05-11 半導体装置
US16/355,771 US10916635B2 (en) 2018-05-11 2019-03-17 Semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018092256A JP6836545B2 (ja) 2018-05-11 2018-05-11 半導体装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019197854A true JP2019197854A (ja) 2019-11-14
JP6836545B2 JP6836545B2 (ja) 2021-03-03

Family

ID=68464199

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018092256A Active JP6836545B2 (ja) 2018-05-11 2018-05-11 半導体装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10916635B2 (ja)
JP (1) JP6836545B2 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007158148A (ja) * 2005-12-07 2007-06-21 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体装置及びその製造方法
WO2014156791A1 (ja) * 2013-03-29 2014-10-02 富士電機株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP2016046273A (ja) * 2014-08-19 2016-04-04 国立研究開発法人産業技術総合研究所 炭化珪素半導体装置の製造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10367089B2 (en) * 2011-03-28 2019-07-30 General Electric Company Semiconductor device and method for reduced bias threshold instability
JP6610653B2 (ja) * 2015-02-20 2019-11-27 住友電気工業株式会社 炭化珪素半導体装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007158148A (ja) * 2005-12-07 2007-06-21 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体装置及びその製造方法
WO2014156791A1 (ja) * 2013-03-29 2014-10-02 富士電機株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法
US20150372095A1 (en) * 2013-03-29 2015-12-24 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device and semiconductor device manufacturing method
JP2016046273A (ja) * 2014-08-19 2016-04-04 国立研究開発法人産業技術総合研究所 炭化珪素半導体装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20190348518A1 (en) 2019-11-14
JP6836545B2 (ja) 2021-03-03
US10916635B2 (en) 2021-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6416142B2 (ja) 半導体装置
JP5863574B2 (ja) 半導体装置
JP5511124B2 (ja) 絶縁ゲート型半導体装置
JP2015220334A (ja) 半導体装置
US20160240614A1 (en) Semiconductor device and semiconductor package
US11004931B2 (en) Semiconductor device
JP2017135245A (ja) 半導体装置
JP2017038015A (ja) 半導体装置
JP2017045827A (ja) 半導体装置
JP6363540B2 (ja) 半導体装置
JP6400548B2 (ja) 半導体装置
JP2016225343A (ja) 半導体装置
JP2013182905A (ja) 半導体装置
JP2018160594A (ja) 半導体装置
JP2017126690A (ja) 半導体装置
JP7243173B2 (ja) 半導体装置および半導体装置の製造方法
US10431649B2 (en) Semiconductor device
US20160079232A1 (en) Semiconductor device
US20140077255A1 (en) Semiconductor device
JP2017017145A (ja) 半導体装置
JP6836545B2 (ja) 半導体装置
JP2015176974A (ja) 半導体装置
JP6782213B2 (ja) 半導体装置
JP7352360B2 (ja) 半導体装置
US20160268421A1 (en) Semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190918

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200911

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200917

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201110

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210108

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210205

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6836545

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151