JP3885686B2 - Method for simulating characteristics of semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device using the method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の特性シミュレーション方法及びその方法を用いた半導体装置の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、デバイス構造設計において、TCAD(Technology Computer Aided Design)と呼ばれる計算機上での半導体デバイスの解析と設計に必要なソフトウェアを利用することで、デバイス構造設計の効率化が図られている。
【0003】
図5(a)に一般的なトレンチゲートを有する正六角形構造のDMOSの平面図を示し、(b)に(a)中のA−A’断面図を示す。また、図6(a)、(b)に従来におけるこの構造のデバイスのシミュレーションモデルを示す。
【0004】
このDMOSは、半導体基板表面を上から見たとき、1つのメッシュが正六角形形状のメッシュ状にてトレンチゲートが形成されており、図5には、そのうちの1つのメッシュ部分、すなわち1つの正六角形形状のセルが示されている。
【0005】
具体的に、このDMOSは、n+型シリコン基板1上にn-型エピタキシャル層2とp+型チャネル層3が形成された半導体基板4を備えている。半導体基板4の表層には、p+型チャネル層3の表面から、n-型エピタキシャル層2に到達するトレンチ5が形成されている。このトレンチ5は、1つのメッシュが正六角形形状となっており、トレンチ5の側壁面の結晶面方位は(310)面若しくは(110)面となっている。トレンチ5内には、ゲート酸化膜6を介して、ポリシリコンより構成されたゲート電極7が形成されており、これによりトレンチゲートが形成されている。
【0006】
そして、半導体基板4のうち、トレンチゲートに囲まれた領域の表層には、トレンチ5に隣接して、ソース領域8が形成されている。さらにその上にソース電極9が形成されている。また、ゲート電極7の上にはシリコン酸化膜10が形成されている。また、n+型シリコン基板1のうち、n-型エピタキシャル層2が形成されている側と反対側にドレイン電極11が形成されている。
【0007】
このように構成されているDMOSは、ゲート電極7に正電圧を印加すると、p+型チャネル層3のうち、トレンチ5に面した領域に反転層が形成され、この領域がチャネルとなる。これにより、ソース領域8からN-型エピタキシャル層2へのパスができ、ソース電極9とドレイン電極11との間に電流を流すことができる。なお、トレンチ5の側面がチャネル面となっているため、六角形形状のセルには、結晶面方位が(110)面であるチャネル面12と(310)面であるチャネル面13の2種類のチャネル面が存在する。
【0008】
このような構造を有するパワーデバイスの特性をシミュレーションする場合では、図6(a)、(b)に示すように、図5(b)に示される断面図と同じ構造で、チャネル面が例えば(310)面である領域での断面構造の2次元モデルを用い、この2次元モデルをY軸を中心に回転させた円筒形モデル(シリンドリカルモデル)で近似していた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
図7にシリンドリカルモデルを用いてVG−ID特性を計算したときの結果及び、実デバイスのVG−ID特性の波形を示す。図7中の一点鎖線がシリンドリカルモデルにて近似した結果であり、実線が実デバイスでの実測値である。図7に示すように、シリンドリカルモデルにて近似した結果は、実測値と異なってしまう。これは次の理由のためである。上記したように、正六角形構造のセルには、結晶面方位が(110)面と、(310)面の2種類のチャネル面が存在する。デバイス特性は結晶面方位毎に微妙に異なるため、セル全体の特性を計算するためには、面方位を考慮する必要がある。しかしながら、シリンドリカルモデルでは、チャネル面が全て1つの面方位であると仮定して計算している。このため、計算精度が得られなかった。
【0010】
このように、結晶面方位が異なるチャネル面を複数有する多角形セル構造を備えるデバイスでは、シリンドリカルモデルを用いて特性シミュレーションを行ったとき、高精度な計算結果が得られなかった。
【0011】
なお、上記したような多角形形状のセルを有するパワーデバイスの特性シミュレーションにおいて、計算精度を向上させる方法として、シリンドリカルモデルを用いる代わりに3次元モデルを用いて特性シミュレーションを行う方法が考えられる。この場合では、面方位を考慮して、シミュレーションを行うことができるので、高精度な計算結果が得られる。
【0012】
しかしながら、3次元モデルは構造が複雑になるため、シリンドリカルモデル等の2次元モデルを用いて計算したときと比較して、計算時間が約6倍かかってしまう。
【0013】
本発明は上記点に鑑みて、計算精度が高く、3次元モデルよりも短時間で計算できる多角形セル構造を有する半導体装置の特性シミュレーション方法と、その方法を用いた半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、1つの多角形セルにて、チャネル面の面方位別に、チャネル面(12、13)に接するチャネル領域(25)及びゲート電極(7)を含む断面構造の2次元モデル(26、27)を形成し、それぞれの2次元モデル(26、27)における電極(7、9、11)を並列接続させたものをシミュレーションモデルとして用い、それぞれの2次元モデル(26、27)の奥行きを、それぞれの面方位のチャネル面におけるゲート幅(14)としてシミュレーションを行うことを特徴としている。
【0015】
このようにチャネル面の結晶面方位別に2次元モデルを形成していることから、それらの2次元モデルに対して、チャネル面の結晶面方位に応じた性能を設定することができる。例えば、ゲート絶縁膜として熱酸化により形成される酸化膜を用いる場合では、チャネル面に接している酸化膜の膜厚をチャネル面の結晶面方位毎に設定する。また、チャネル面の結晶面方位別に2次元モデルに対して、電子、ホールの移動度と、ゲート電極の仕事関数を設定する。
【0016】
また、各2次元構造モデルの奥行きを、そのチャネル面におけるゲート幅としていることから、実際の多角形セル構造のデバイスにおけるゲート幅と同一である。
【0017】
これらのことから、本発明によれば、高精度な計算結果を得ることができる。また、2次元モデルを用いて計算していることから、3次元モデルを用いてシミュレーションを行う場合と比較して、短時間にて計算することができる。
【0018】
具体的には、請求項2に示すように、2次元モデル(26、27)は、半導体基板を上から見たとき、1つの多角形セルの中心から多角形セルの外周端に至っており、チャネル面に対して垂直な方向での断面の構造をモデル化したものであり、第1半導体層(1)と、第1半導体層(1)の上に形成され、第1半導体層(1)よりも低濃度とされた第1導電型の第2半導体層(2)と、第2半導体層(2)の上に形成された第2導電型のチャネル層(3)と、チャネル層(3)の表面から第2半導体層(2)に到達して形成された溝(5)の内壁上に形成されたゲート絶縁膜(6)と、ゲート絶縁膜(6)を介して形成されたゲート電極(7)と、チャネル層(3)の表層であって、溝(5)の1つの側面に接して形成された第1導電型の第3半導体領域(8)と、第1半導体層(1)に電気的に接続された第1電極(11)と、チャネル層(3)及び第3半導体領域(8)と電気的に接続された第2電極(9)とを有した構成であり、それぞれの2次元モデルにおける第1電極(11)同士、第2電極(9)同士、及びゲート電極(7)同士を並列接続させたものをシミュレーションモデルとして用い、特性シミュレーションを行うことができる。
【0019】
請求項3に記載の発明では、それぞれの2次元モデル(26、27)の間にて並列に接続されている第1電極(11)、第2電極(9)に対して、それぞれ第1の外部抵抗(23)、第2の外部抵抗(24)が接続されていることを特徴としている。
【0020】
これにより、第1電極と第2電極との間に流れる電流の電流値に定量性を持たせることができ、より高精度に特性シミュレーションを行うことができる。
【0021】
請求項4に記載の発明では、多角形セル構造を有する半導体装置は、第2導電型の第1半導体層(31)と、第1半導体層(31)の上に形成された第1導電型の第2半導体層(32)とを有し、第1、第2半導体層(31、32)によって寄生ダイオードが構成されており、それぞれの2次元モデル(36、37)の第2半導体層(32)がお互い同電位であるとして、特性シミュレーションを行うことを特徴としている。
【0022】
このように、各第2半導体層(32)を同電位とすれば、これらのポテンシャルが固定されるようにできるため、シミュレーションモデルに用いられる各セルのうち、あるセルには電流が流れるがあるセルには電流が全く流れないといった実デバイスでは起こり得ないような電流の偏りのある結果とならないようにできる。
【0023】
請求項5に記載の発明では、それぞれの2次元モデル(36、37)の第2半導体層(32)がお互いに第1の抵抗を(43)を介して接続されたものとして、特性シミュレーションを行うことを特徴としている。
【0024】
このように、各第2半導体層を同電位とする際に、第1の抵抗を介して各第2半導体層を接続するようにすれば、第1の抵抗によって接続されたセル間に配置されると想定されるセルのシート抵抗分を見込むことができ、より高い汎用性を得ることができる。
【0025】
請求項6に記載の発明では、それぞれの2次元モデルをお互いに接続したとき、最も端に位置する2次元モデルの第2半導体層(32)が無限大と等価な抵抗値となる第2の抵抗(44、45)を介して接地されているとして、特性シミュレーションを行うことを特徴としている。
【0026】
このような構成とすることで、シミュレーションモデル上ではシミュレーション用のセルのうち、全セルの第2半導体層がフローティング状態とならないようにすることができる。また、このときには各第2半導体層から接地側に向けて電流が流れ、その電流分のバラツキが生じることも考えられるが、第2の抵抗の抵抗値を無限大と等価と想定することで、そのような電流が流れないようなシミュレーションとすることができる。
【0027】
請求項7に示すように、2次元モデル(36、37)は、第1半導体層に相当するコレクタ領域(31)と、第2半導体層に相当するバッファ層(32)と、第2半導体層(32)の上に形成され、第2半導体層(32)よりも低濃度とされた第1導電型の第3半導体層(2)と、第3半導体層(2)の上に形成された第2導電型のチャネル層(3)と、チャネル層(3)の表面から第3半導体層(2)に到達して形成された溝(5)の表面上に形成されたゲート絶縁膜(6)及びゲート絶縁膜(6)の上に形成されたゲート電極(7)と、チャネル層(3)の表層のうち、溝(5)の1つの側面に接して形成された第1導電型のエミッタ領域(33)と、チャネル層(3)及びエミッタ領域(33)に電気的に接続されたエミッタ電極(34)と、第1半導体層(31)に電気的に接続されたコレクタ電極(35)とを有した構成として、特性シミュレーションを行うことができる。
【0028】
また、請求項8に示すように、請求項1乃至7のいずれか1つに記載の半導体装置の特性シミュレーション方法によるシミュレート結果を用いてデバイス設計を行い、デバイス設計に基づいて半導体素子を形成することができる。
【0029】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【0030】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
図1(a)、(b)に実際の正六角形セル構造に対して本発明を適用した第1実施形態におけるシミュレーションモデルを説明するための図を示す。また、図2に正六角形セルをモデル化したときの構成図を示す。なお、図1、2の構成要素において、図5の構成要素と同一部分においては同一の符号を付している。
【0031】
本実施形態では、上述した正六角形セル構造を有するDMOSの特性シミュレーションを行う場合を例として説明する。実際の正六角形セルは、2個の(110)面であるチャネル面12と4個の(310)面であるチャネル面13を備えている。チャネル面の結晶面が異なる場合、上述したようにデバイス特性が異なり、チャネル面が同じ面方位の場合、同じデバイス特性を示す。
【0032】
このことから、本実施形態では、チャネル面が(110)面と(310)面である2種類のモデルを形成する。具体的には、平面構造において、1つの正六角形セルの中から、図1に示すように、長方形のセルを取り出し、図2に示すように、これらのセルをチャネル面の面方位毎、つまり、(110)面と(310)面別に並べたものを正六角形セルのモデルとする。このとき、正六角形セルは6個のチャネル面を有していることから、長方形のセルが合計6つ並べられた構成となっている。なお、本明細書では、単にセルと呼ぶときは、この長方形のセルのことを意味する。
【0033】
ここで、この6つの長方形のセルについて説明する。本実施形態では、図1(a)中に示されるように、平面構造において、一点鎖線にて囲まれた長方形の領域21を1つのセルとしている。この領域21はチャネル面12が(110)面であり、A−A’断面を有している。なお、A−A’断面は平面構造にて正六角形セルの中心からゲート電極に向かう方向の断面であって、チャネル面12に対して垂直な方向の断面である。この断面構造は(110)面であるチャネル面12に接しているチャネル領域25及びゲート電極7を含む構成となっている。この領域21は、平面構造において、2組の向かい合う2辺のうち、1組はA−A’間の長さ、つまり1つの正六角形セルの中心からその正六角形セルの外周端までの長さであり、他の組はゲート幅14と同一長さとなっている。
【0034】
同様に、二点鎖線にて囲まれており、結晶面が(310)面であるチャネル面13を有する領域22もセルとしている。
【0035】
正六角形セルに存在するチャネル面の面方位は、(310)、(110)の2種類であるので、図2に示すように、本実施形態では2種類の面方位であるチャネル面別に平面構造が長方形のセルを並べている。そして、1つの長方形のセルは、チャネル面が例えば(110)面であれば、A−A’断面に対して、奥行きが(110)面のチャネル面12におけるゲート幅である直方体形状となっている。さらに、1つの正六角形セルは(110)面のチャネル面12を2個、(310)面のチャネル面を13を4個有しているので、本実施形態においても、チャネル面が(110)である長方形セルが2個連続して並べられ、チャネル面が(310)面である長方形セルが4個連続して並べられている。
【0036】
そして、ゲート絶縁膜が熱酸化により形成された酸化膜にて構成されるときでは、トレンチ5の側壁に形成された酸化膜の膜厚を、チャネル面毎に設定する。これは、ゲート酸化膜を熱酸化法にて形成したとき、トレンチ5の側面の面方位によって、酸化膜の成長速度が異なるため酸化膜の膜厚が異なり、ゲート酸化膜の膜厚が異なるとデバイス特性も異なってしまうのを考慮するためである。
【0037】
また、正六角形セルのデバイス特性は、正六角形セルをチャネル面の結晶面毎に分割したとき、チャネル面が(110)面の部分と(310)面の部分でのデバイス特性の合成である。そこで、本実施形態では、チャネル面が(110)面であるセルと、チャネル面が(310)面のセルとにおけるゲート電極7、ソース電極9及びドレイン電極11の各電極同士を並列に接続している。
【0038】
本実施形態では、正六角形セルのゲート幅を基準にモデルサイズを設定している。つまり、本実施形態における長方形のセルの奥行きは、各チャネル面におけるゲート幅14と同一長さとしている。このため、図1中のセル21とセル22を見てわかるように、隣接するセル同士において、ソース電極9が重なり合った状態となっている。したがって、このような構成では、ソース電極9及びドレイン電極11の面積が正六角形セルよりも大きくなり、ソース電極9とドレイン電極11との間に流れる電流値が実際よりも大きくなってしまう。
【0039】
そこで、本実施形態では、さらにソース電極9とドレイン電極11のそれぞれに外部抵抗23、24を付加する。これにより、ソース電極9と、ドレイン電極11との間に流れる電流値に定量性を持たせることができる。本実施形態では、このように6つの長方形のセルにて構成されたものとして正六角形セルを近似する。
【0040】
なお、図2に示している構成図は、シミュレーションモデルの概念を説明するために、図中では点線にて奥行きを示しているが、シミュレーションのときに使用する正六角形セルのモデルは、図2中の実線にて示されている断面構造を2次元モデル26、27として用いる。
【0041】
すなわち、図1(a)中のA−A’断面であって、チャネル面13が(310)面であり、そのチャネル面13に接しているチャネル領域25及びゲート電極7を含む断面構造の2次元モデル26と、同様にチャネル面12が(110)面である2次元モデル27とを、図2に示すように並列に接続したものを正六角形セルのモデルとして用いる。このように2次元モデルを用いるのは、正六角形セルにおいて、オン電流は上から下方向へ1次元的に流れるため、2次元モデルにて計算することができるからである。
【0042】
なお、通常、縦型のDMOSの断面構造を説明する際では、ゲート電極とその両隣に形成された2つのチャネル領域を有し、電流経路が2つ示されている断面構造を1つのセルとして説明される。本実施形態における2次元モデルは、このセルを左右半分に分割し1つの電流経路を示している領域、いわゆるハーフセルに相当する領域をモデル化したものである。
【0043】
以上のように構成された2次元モデルを用いて、正六角形セル構造を有するDMOSのデバイス特性をシミュレーションする。なお、シミュレーションをする際には、この2次元モデルに対して次の様に奥行きを考慮する。
【0044】
2次元モデルは、奥行きの長さが所定の長さであると仮定されたものである。2次元モデル1つの奥行きを例えば1μmとしたとき、1つの長方形形状のセルを示すためには、この2次元モデルがいくつ存在するか考慮すればよい。さらに、チャネル面の面方位別にセルを並べているので、同一の面方位であるセルの個数を考慮すればよい。
【0045】
したがって、本実施形態では、チャネル面が(110)面と(310)面である2種類の2次元断面構造のモデルの奥行きを、チャネル面におけるゲート幅14とその結晶面の個数との積としてシミュレーションの際に考慮する。なお、本実施形態では、2次元モデル1つの奥行きを1μmとしているが、この奥行きは任意に設定するものであるので、他の長さとすることもできる。
【0046】
また、チャネル面の結晶面方位毎に、電子、ホールの移動度や、ゲート電極の仕事関数が異なるため、チャネル面が(110)面と(310)面の2種類の2次元モデル26、27に対して、それぞれ(110)面、(310)面のときの電子、ホールの移動度と、ゲート電極の仕事関数とを設定する。
【0047】
図3に本実施形態でのモデルを用いて、VG−ID特性を計算したときの結果を示す。図3中の点線が本実施形態のモデルを用いたときの計算結果であり、実線が実測値である。図3に示されるように、計算結果は実測値と同等となっており、図7に示されるシリンドリカルモデルを用いたときの計算結果よりも精度が高いことがわかる。なお、図3での縦軸及び横軸のスケールは図7のそれらと同一である。この結果からわかるように、本実施形態のモデルを用いることで、高精度に計算することができる。なお、本発明によれば、VG−ID特性に限らず、静特性や過渡解析といったデバイス特性をシミュレーションすることができる。
【0048】
以上説明したように、本実施形態では、チャネル面の面方位別に2次元断面構造のモデル26、27を形成している。このため、それぞれの2次元断面構造モデル26、27に対して、ゲート絶縁膜を熱酸化膜にて構成している場合では、各面方位別に酸化膜の膜厚を設定することができる。また、面方位別に電子、ホールの移動度と、ゲート電極の仕事関数を設定することができる。このようにデバイス特性の面方位依存をモデル化しているので、特性シミュレーションにおいて、正しい解を得ることができる。また、本実施形態では、2次元モデルを用いて形成していることから、複雑な構造となる3次元モデルを用いて計算したときと比較して、短時間に計算することができる。
【0049】
そして、このようにして得られたシミュレート結果を用いてデバイス設計を行うことで、効率良くデバイス設計を行うことができる。その後、このデバイス設計に基づいて半導体素子の形成を行うことで、半導体装置が製造される。
【0050】
なお、本実施形態では、DMOSを例として説明したが、DMOSのn+型シリコン基板1(n+型ドレイン)がp+型に置き換わり、ソースがエミッタ、ドレインがコレクタに置き換わったIGBTにおいても、本発明を適用することができる。また、本実施形態における2次元モデルの構造が、請求項2に記載の2次元モデルの構造に相当する。
【0051】
(第2実施形態)
図4に本発明を適用した第2実施形態における正六角形セル構造を有するIGBTをモデル化したときの構成図を示す。本実施形態では、図1に示すDMOSに対して、n+型シリコン基板1の下側にさらにp+型層が付加された構造を有し、電位的にフローティング状態となったフローティング層を有するIGBTをモデル化する場合を説明する。
【0052】
このIGBTのモデルは、図2と同様にチャネル面の面方位毎に長方形のセルを取り出し、面方位毎に長方形のセルを並べ、それらを並列に接続した構成となっている。つまり、(110)面のチャネル面12を有するセルと、(310)面のチャネル面13を有するセルとが並列に接続された構成となっている。そして、図2に対して、n+型シリコン基板1をn+型バッファ層32及びp+型シリコン基板から構成されたp+型コレクタ領域31に置き換え、n+型ソース層8をn+型エミッタ領域33に置き換えた構成となっている。さらに、n+型エミッタ領域33及びp+型チャネル層3と電気的に接続されるようにエミッタ電極34が形成され、p+型コレクタ領域31と電気的に接続されるようにコレクタ電極35が形成されている。
【0053】
本実施形態においても、特性シミュレーション時においては、図4中の実線にて示されている断面構造36、37を2次元モデルとして用いる。
【0054】
ここで、図4に示すモデルの場合では、p+型コレクタ領域31とn+型バッファ層32とのPN接合による寄生ダイオードのうち、n+型バッファ層32の電位がフローティング状態となる。このため、第1実施形態と同様に、各チャネル面毎の2次元モデルの電極同士を並列接続としただけでは、シミュレーション時において、計算誤差の蓄積により、各セル間においてこの寄生ダイオーのカソードとなるn+型バッファ層32のポテンシャルに差が生じる。これが原因となって次式で示すダイオードの順方向特性が生じ、ホールの注入電流が指数関数的に増える。
【0055】
【数1】
J=JS(eqV/KT-1)
この結果、あるセルには電流が流れるがあるセルには電流が全く流れないといった実デバイスでは起こり得ないような電流の偏りのある結果になるという問題が発生してしまう。
【0056】
そこで、本実施形態では、このように構成された各IGBTの各n+型バッファ層32の両側を仮想電極41a、41b、42a、42bとし、2次元モデル36のn+型バッファ層32に備えられた一方の仮想電極41bと、2次元モデル37のn+型バッファ層32に備えられた一方の仮想電極42aとが抵抗43を介して接続された構成となっている。すなわち、IGBTにはp+型コレクタ領域31とn+型バッファ層32とによるPN接合によって寄生ダイオードが形成されることになるが、この寄生ダイオードのうち実際のデバイスではフローティング状態となる各n+型バッファ層32が抵抗43を介して接続された構成となっている。この抵抗43は、各n+型バッファ層32のシート抵抗に相当するものである。このような構成により、各n+型バッファ層32のポテンシャルが等しくなるように固定される。
【0057】
また、このときの仮想電極41a、41b、42a、42bの位置は、n+型バッファ層32のうちの下方、つまりn+型バッファ層32のうちのp+型コレクタ領域31側となっている。これは、逆バイアス時にn+型バッファ層32の上部まで空乏層ができることになるため、この空乏層にかからない位置としたものである。
【0058】
そして、2次元モデル36のn+型バッファ層32に備えられた他方の仮想電極41aが抵抗44を介して接地され、2次元モデル37のn+型バッファ層32に備えられた他方の仮想電極42bが抵抗45を介して接地された構成となっている。これら各抵抗44、45は仮想的に無限大の抵抗値を有するものである。これにより、高い汎用性を持つものとできる。
【0059】
フローティング層を有するIGBTのモデルをこのような構成とすることで、あるセルには電流が流れるがあるセルには電流が全く流れないといった実デバイスでは起こり得ないような電流の偏りのある結果とならないようにできる。これは、シミュレーションモデルに用いられる各セルのn+型バッファ層32を連結し、ポテンシャルが等しくなるように構成しているため、ポテンシャル差に起因したダイオードの順方向特性によるホールの注入電流の増加をなくせるためと推測される。
【0060】
さらに、本実施形態では、チャネル面が(310)面、(110)面である各セルに備えられた仮想電極41a、42bが抵抗44、45を介して接地されるようにしている。これにより、シミュレーションモデル上では全セルのn+型バッファ層32がフローティング状態とならないようにすることができる。また、このときには各n+型バッファ層32から接地側に向けて電流が流れ、その電流分のバラツキが生じることも考えられるが、抵抗44、45の抵抗値を無限大と想定することで、そのような電流が流れないようなシミュレーションとすることができる。
【0061】
なお、本実施形態では、IGBTのうちフローティング層を有する構造を例として説明したが、IGBTに限らず、フローティング層を有する構造のデバイスであれば、本発明を適用することができる。また、請求項4、5、6の発明を適用した実施形態が本実施形態であり、本実施形態における2次元モデルの構造が請求項7に記載の2次元モデルの構造に相当する。
【0062】
(他の実施形態)
上記した各実施形態では、正六角形セル構造の場合を例として説明したが、正六角形でなく、正でない六角形形状の場合においても、以下に説明するように本発明を適用することができる。
【0063】
従来におけるシリンドリカルモデルは、多角形セルの平面構造を円形状に近似したものであった。このため、多角形セルの平面構造が例えば細長い六角形形状の場合等、円形状にて近似することができない構造においては、シリンドリカルモデルを用いることができなった。
【0064】
これに対して、本実施形態では、チャネル面の面方位の種類の数の2次元モデルを形成し、それぞれの2次元モデルに対して、奥行きをそのチャネル面におけるゲート幅とする等の調整を行うので、多角形セルの平面構造が例えば細長い六角形形状等の場合においても、特性シミュレーションを行うことができる。
【0065】
なお、上記した各実施形態では、正六角形セルの場合を例としていたため、チャネル面におけるゲート幅14は、どのチャネル面であっても同一であった。したがって、2次元モデルの奥行きは、各チャネル面のゲート幅と、同一の結晶面であるチャネル面の数との積としていた。
【0066】
これに対して、チャネル面におけるゲート幅が、同一の結晶面を有するチャネル面同士にて異なる長さのとき、同一の結晶面方位のチャネル面におけるゲート幅の合計長さを、2次元モデルの奥行きとして特性シミュレーションを行う。このようにして、シミュレーションモデルと実デバイスにおけるゲート幅を同一とする。
【0067】
また、六角形形状だけでなく、他の多角形形状のセルの場合においても本発明を適用することができる。また、多角形形状のセル構造であれば、チャネル面の面方位に関わらず、また、トレンチ形状の代わりにコンケーブ形状のゲート電極においても本発明を適用することができる。なお、トレンチ5及びコンケーブが特許請求の範囲に記載の溝に相当する。
【0068】
また、上記した各実施形態では、第1導電型をn型、第2導電型をp型としたNチャネル型のデバイスを例として説明してきたが、第1導電型をp型、第2導電型をn型として、上記各実施形態とは反対の導電型とされたPチャネル型のデバイスにおいても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した第1実施形態におけるシミュレーションモデルを説明するための図であり、(a)は平面図、(b)は(a)中のA−A’断面図である。
【図2】本発明を適用した第1実施形態におけるシミュレーションモデルを示す図である。
【図3】図2に示すシミュレーションモデルを用いて、正六角形セル構造のDMOSのVG−ID特性を調べたときの結果を示す図である。
【図4】本発明を適用した第2実施形態におけるシミュレーションモデルを示す図である。
【図5】1つのメッシュの形状が正六角形形状のである正六角形セルの構造を示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)中のA−A’断面図である。
【図6】従来、多角形セルのデバイス特性をシミュレーションする際に用いられるシリンドリカルモデルを示す図である。
【図7】図6に示すシリンドリカルモデルを用いて、正六角形セル構造のDMOSのVG−ID特性を調べたときの結果を示す図である。
【符号の説明】
1…n+型シリコン基板、2…n-型エピタキシャル層、3…p+型チャネル層、4…半導体基板、5…トレンチ、6…ゲート酸化膜、7…ゲート電極、8…n+型ソース領域、9…ソース電極、10…酸化膜、11…ドレイン電極、12…結晶面方位が(110)面であるチャネル面、13…結晶面方位が(310)面であるチャネル面、14…チャネル面におけるゲート幅、21、22…長方形セル、23、24…外部抵抗、25…チャネル領域、26、27、36、37…2次元断面構造モデル、31…p+型コレクタ領域、32…n+型バッファ層、33…n+型エミッタ領域、34…エミッタ電極、35…コレクタ電極、41a、41b、42a、42b…仮想電極、43、44、45…抵抗。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor device characteristic simulation method and a semiconductor device manufacturing method using the method.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in device structure design, software necessary for analyzing and designing a semiconductor device on a computer called TCAD (Technology Computer Aided Design) has been used to improve the efficiency of device structure design.
[0003]
FIG. 5A shows a plan view of a DMOS having a regular hexagonal structure having a general trench gate, and FIG. 5B shows a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. FIGS. 6A and 6B show a conventional simulation model of the device having this structure.
[0004]
In this DMOS, when the surface of the semiconductor substrate is viewed from above, one mesh is a regular hexagonal mesh and a trench gate is formed. FIG. 5 shows one mesh portion, that is, one regular hexagon. A square shaped cell is shown.
[0005]
Specifically, this DMOS has n + N on the silicon substrate 1 - Type
[0006]
A
[0007]
In the DMOS configured as described above, when a positive voltage is applied to the
[0008]
In the case of simulating the characteristics of a power device having such a structure, as shown in FIGS. 6A and 6B, the channel surface has the same structure as the cross-sectional view shown in FIG. 310) A two-dimensional model of a cross-sectional structure in a region which is a plane is used, and this two-dimensional model is approximated by a cylindrical model (cylindrical model) rotated about the Y axis.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 7 shows the result of calculating the VG-ID characteristic using the cylindrical model and the waveform of the VG-ID characteristic of the actual device. A one-dot chain line in FIG. 7 is a result of approximation by a cylindrical model, and a solid line is an actual measurement value in an actual device. As shown in FIG. 7, the result approximated by the cylindrical model is different from the actually measured value. This is for the following reason. As described above, a cell having a regular hexagonal structure has two types of channel planes with a crystal plane orientation of (110) plane and (310) plane. Since the device characteristics are slightly different for each crystal plane orientation, it is necessary to consider the plane orientation in order to calculate the characteristics of the entire cell. However, in the cylindrical model, calculation is performed on the assumption that all the channel planes have one plane orientation. For this reason, calculation accuracy was not obtained.
[0010]
As described above, in a device having a polygonal cell structure having a plurality of channel planes having different crystal plane orientations, a highly accurate calculation result cannot be obtained when a characteristic simulation is performed using a cylindrical model.
[0011]
In the characteristic simulation of a power device having a polygonal cell as described above, a method of performing characteristic simulation using a three-dimensional model instead of using a cylindrical model is conceivable as a method for improving calculation accuracy. In this case, since the simulation can be performed in consideration of the plane orientation, a highly accurate calculation result can be obtained.
[0012]
However, since the structure of the three-dimensional model is complicated, the calculation time takes about six times as compared with the case where the calculation is performed using a two-dimensional model such as a cylindrical model.
[0013]
In view of the above, the present invention provides a method for simulating characteristics of a semiconductor device having a polygonal cell structure that has a high calculation accuracy and can be calculated in a shorter time than a three-dimensional model, and a method for manufacturing a semiconductor device using the method. The purpose is to do.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, in one polygonal cell, the channel region (25) in contact with the channel surface (12, 13) and the gate electrode (7) according to the surface orientation of the channel surface. ) Including two-dimensional models (26, 27) having a cross-sectional structure including the electrodes (7, 9, 11) in the two-dimensional models (26, 27) connected in parallel, The two-dimensional model (26, 27) is simulated with the depth as the gate width (14) in the channel plane of each plane orientation.
[0015]
Thus, since the two-dimensional model is formed for each crystal plane orientation of the channel plane, the performance corresponding to the crystal plane orientation of the channel plane can be set for those two-dimensional models. For example, when an oxide film formed by thermal oxidation is used as the gate insulating film, the film thickness of the oxide film in contact with the channel surface is set for each crystal plane orientation of the channel surface. In addition, the mobility of electrons and holes and the work function of the gate electrode are set for the two-dimensional model for each crystal plane orientation of the channel plane.
[0016]
In addition, since the depth of each two-dimensional structure model is the gate width in the channel plane, it is the same as the gate width in an actual polygon cell structure device.
[0017]
From these things, according to this invention, a highly accurate calculation result can be obtained. In addition, since the calculation is performed using the two-dimensional model, the calculation can be performed in a shorter time compared to the case where the simulation is performed using the three-dimensional model.
[0018]
Specifically, as shown in
[0019]
In the invention according to
[0020]
As a result, the current value of the current flowing between the first electrode and the second electrode can be made quantitative, and a characteristic simulation can be performed with higher accuracy.
[0021]
According to a fourth aspect of the present invention, a semiconductor device having a polygonal cell structure includes a first conductivity type first semiconductor layer (31) and a first conductivity type formed on the first semiconductor layer (31). Of the second semiconductor layer (32), and the first and second semiconductor layers (31, 32) constitute a parasitic diode, and the second semiconductor layer (36, 37) of each two-dimensional model (36, 37). 32) is characterized in that a characteristic simulation is performed assuming that they have the same potential.
[0022]
In this way, if each second semiconductor layer (32) is set to the same potential, these potentials can be fixed. Therefore, among the cells used in the simulation model, a current flows in a certain cell. It is possible to prevent the result of current bias that cannot occur in an actual device such that no current flows through the cell.
[0023]
In the invention according to
[0024]
As described above, when the second semiconductor layers are connected to each other through the first resistor when the second semiconductor layers are set to the same potential, the second semiconductor layers are arranged between the cells connected by the first resistor. Therefore, it is possible to anticipate the sheet resistance of the assumed cell, and to obtain higher versatility.
[0025]
In the invention described in
[0026]
By adopting such a configuration, it is possible to prevent the second semiconductor layers of all the cells from being in a floating state among the simulation cells on the simulation model. Further, at this time, it is considered that current flows from each second semiconductor layer toward the ground side, and variation of the current occurs. However, by assuming that the resistance value of the second resistor is equivalent to infinity, It can be set as a simulation that such a current does not flow.
[0027]
As shown in
[0028]
Further, as shown in
[0029]
In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
FIGS. 1A and 1B are diagrams for explaining a simulation model in the first embodiment in which the present invention is applied to an actual regular hexagonal cell structure. FIG. 2 shows a configuration diagram when a regular hexagonal cell is modeled. In the components of FIGS. 1 and 2, the same components as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals.
[0031]
In this embodiment, a case where a characteristic simulation of a DMOS having the regular hexagonal cell structure described above is performed will be described as an example. An actual regular hexagonal cell includes two (110) plane channel surfaces 12 and four (310) plane channel surfaces 13. When the channel plane crystal planes are different, the device characteristics are different as described above. When the channel planes have the same plane orientation, the same device characteristics are exhibited.
[0032]
From this, in this embodiment, two types of models are formed in which the channel surfaces are the (110) plane and the (310) plane. Specifically, in the planar structure, a rectangular cell is taken out from one regular hexagonal cell as shown in FIG. 1, and as shown in FIG. , (110) plane and (310) plane are arranged as regular hexagonal cell models. At this time, since the regular hexagonal cell has six channel surfaces, a total of six rectangular cells are arranged. In this specification, when the cell is simply called, it means this rectangular cell.
[0033]
Here, the six rectangular cells will be described. In the present embodiment, as shown in FIG. 1A, in the planar structure, a
[0034]
Similarly, a
[0035]
Since the plane orientations of the channel planes existing in the regular hexagonal cell are two types (310) and (110), as shown in FIG. 2, in this embodiment, the planar structure is divided into channel planes having two types of plane orientations. Has arranged rectangular cells. Then, if the channel surface is, for example, the (110) plane, one rectangular cell has a rectangular parallelepiped shape that is the gate width in the
[0036]
When the gate insulating film is composed of an oxide film formed by thermal oxidation, the thickness of the oxide film formed on the side wall of the
[0037]
Further, the device characteristics of the regular hexagonal cell are a combination of device characteristics when the regular hexagonal cell is divided for each crystal plane of the channel plane and the channel plane is the (110) plane portion and the (310) plane portion. Therefore, in this embodiment, the electrodes of the
[0038]
In this embodiment, the model size is set based on the gate width of a regular hexagonal cell. That is, the depth of the rectangular cell in this embodiment is the same as the
[0039]
Therefore, in this embodiment,
[0040]
The configuration diagram shown in FIG. 2 shows the depth by a dotted line in order to explain the concept of the simulation model, but the regular hexagonal cell model used in the simulation is shown in FIG. The cross-sectional structure shown by the solid line inside is used as the two-
[0041]
That is, it is a cross section taken along the line AA ′ in FIG. 1A, in which the
[0042]
In general, when describing the cross-sectional structure of a vertical DMOS, a cross-sectional structure having a gate electrode and two channel regions formed on both sides thereof and having two current paths is defined as one cell. Explained. The two-dimensional model in the present embodiment is obtained by modeling a region that divides the cell into left and right halves and shows one current path, that is, a region corresponding to a so-called half cell.
[0043]
The device characteristics of the DMOS having a regular hexagonal cell structure are simulated using the two-dimensional model configured as described above. In the simulation, the depth is considered for the two-dimensional model as follows.
[0044]
The two-dimensional model is assumed to have a predetermined depth. When the depth of one two-dimensional model is set to 1 μm, for example, in order to show one rectangular cell, it is necessary to consider how many two-dimensional models exist. Furthermore, since the cells are arranged according to the plane orientation of the channel plane, the number of cells having the same plane orientation may be considered.
[0045]
Therefore, in this embodiment, the depth of two types of two-dimensional cross-sectional models whose channel planes are the (110) plane and the (310) plane is the product of the
[0046]
In addition, since the mobility of electrons and holes and the work function of the gate electrode are different for each crystal plane orientation of the channel plane, two types of two-
[0047]
FIG. 3 shows the results when the VG-ID characteristics are calculated using the model in this embodiment. A dotted line in FIG. 3 is a calculation result when the model of the present embodiment is used, and a solid line is an actual measurement value. As shown in FIG. 3, the calculation result is equivalent to the actual measurement value, and it can be seen that the calculation result is higher than the calculation result when the cylindrical model shown in FIG. 7 is used. Note that the vertical and horizontal scales in FIG. 3 are the same as those in FIG. As can be seen from this result, it is possible to calculate with high accuracy by using the model of this embodiment. According to the present invention, device characteristics such as static characteristics and transient analysis can be simulated in addition to the VG-ID characteristics.
[0048]
As described above, in this embodiment, the
[0049]
And device design can be performed efficiently by performing device design using the simulation result obtained in this way. Thereafter, a semiconductor device is formed by forming a semiconductor element based on this device design.
[0050]
In this embodiment, the DMOS has been described as an example. + Type silicon substrate 1 (n + Type drain) is p + The present invention can also be applied to an IGBT in which a mold is replaced and a source is replaced by an emitter and a drain is replaced by a collector. Further, the structure of the two-dimensional model in the present embodiment corresponds to the structure of the two-dimensional model described in
[0051]
(Second Embodiment)
FIG. 4 shows a configuration diagram when an IGBT having a regular hexagonal cell structure in the second embodiment to which the present invention is applied is modeled. In the present embodiment, n is different from the DMOS shown in FIG. + P on the lower side of the silicon substrate 1 + A case will be described in which an IGBT having a structure to which a mold layer is added and having a floating layer in a floating state is modeled.
[0052]
This IGBT model has a configuration in which rectangular cells are taken out for each plane orientation of the channel surface, rectangular cells are arranged for each plane orientation, and they are connected in parallel as in FIG. That is, the cell having the (110)
[0053]
Also in the present embodiment, the
[0054]
Here, in the case of the model shown in FIG. +
[0055]
[Expression 1]
J = JS (eqV / KT -1 )
As a result, there arises a problem that the result is a current bias that cannot occur in an actual device such that a current flows in a cell but no current flows in a cell.
[0056]
Therefore, in the present embodiment, each n of each IGBT configured in this way. + The two sides of the
[0057]
At this time, the positions of the
[0058]
N of the two-
[0059]
By adopting such a configuration of the IGBT model having a floating layer, current flows in a certain cell, but current does not flow in a cell at all. You can avoid it. This is the n of each cell used in the simulation model. + It is presumed that the increase of the hole injection current due to the forward characteristics of the diode due to the potential difference is eliminated because the buffer layers 32 are connected so as to have the same potential.
[0060]
Furthermore, in this embodiment, the
[0061]
In the present embodiment, the structure having a floating layer in the IGBT has been described as an example. However, the present invention is not limited to the IGBT but may be applied to any device having a structure having a floating layer. An embodiment to which the inventions of
[0062]
(Other embodiments)
In each of the above-described embodiments, the case of a regular hexagonal cell structure has been described as an example. However, the present invention can be applied to a hexagonal shape that is not a regular hexagon and is not a regular hexagon.
[0063]
The conventional cylindrical model approximates the planar structure of a polygonal cell to a circular shape. For this reason, a cylindrical model cannot be used in a structure that cannot be approximated by a circular shape, for example, when the planar structure of a polygonal cell is an elongated hexagonal shape.
[0064]
On the other hand, in this embodiment, a two-dimensional model of the number of types of surface orientations of the channel surface is formed, and adjustments such as setting the depth as the gate width in the channel surface are made for each two-dimensional model. Therefore, even when the planar structure of the polygonal cell is, for example, an elongated hexagonal shape, the characteristic simulation can be performed.
[0065]
In each of the above-described embodiments, the case of a regular hexagonal cell is taken as an example, so that the
[0066]
On the other hand, when the gate width in the channel plane is different between the channel planes having the same crystal plane, the total length of the gate width in the channel plane in the same crystal plane orientation is expressed by the two-dimensional model. The characteristic simulation is performed as the depth. In this way, the gate width in the simulation model and the actual device is made the same.
[0067]
Further, the present invention can be applied not only to a hexagonal shape but also to other polygonal shaped cells. Further, if the cell structure has a polygonal shape, the present invention can be applied to a concave-shaped gate electrode instead of the trench shape regardless of the plane orientation of the channel surface. The
[0068]
In each of the above-described embodiments, an N-channel type device in which the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type has been described as an example. However, the first conductivity type is p-type and the second conductivity type is an example. The present invention can also be applied to a P-channel type device in which the type is n-type and the conductivity type is the opposite of the above embodiments.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are diagrams for explaining a simulation model in a first embodiment to which the present invention is applied, in which FIG. 1A is a plan view, and FIG. 1B is a cross-sectional view along AA ′ in FIG.
FIG. 2 is a diagram showing a simulation model in the first embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 3 is a diagram showing a result of examining VG-ID characteristics of a DMOS having a regular hexagonal cell structure using the simulation model shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram showing a simulation model in a second embodiment to which the present invention is applied.
5A and 5B are diagrams showing the structure of a regular hexagonal cell in which one mesh has a regular hexagonal shape, where FIG. 5A is a plan view and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. .
FIG. 6 is a diagram showing a cylindrical model that is conventionally used when simulating device characteristics of polygonal cells.
7 is a diagram showing a result of examining a VG-ID characteristic of a DMOS having a regular hexagonal cell structure using the cylindrical model shown in FIG. 6; FIG.
[Explanation of symbols]
1 ... n + Type silicon substrate, 2 ... n - Type epitaxial layer, 3 ... p + Type channel layer, 4 ... semiconductor substrate, 5 ... trench, 6 ... gate oxide film, 7 ... gate electrode, 8 ... n + Type source region, 9 ... source electrode, 10 ... oxide film, 11 ... drain electrode, 12 ... channel surface with crystal plane orientation of (110) plane, 13 ... channel plane with crystal plane orientation of (310) plane, 14 ... Gate width on channel surface, 21, 22 ... rectangular cell, 23, 24 ... external resistance, 25 ... channel region, 26, 27, 36, 37 ... two-dimensional cross-sectional structure model, 31 ... p + Type collector region, 32... N + Type buffer layer, 33... N +
Claims (8)
1つの多角形セルにて、チャネル面の面方位別に、1つのチャネル面(12、13)に接するチャネル領域(25)及びゲート電極(7)を含む断面構造の2次元モデル(26、27)を形成し、それぞれの前記2次元モデル(26、27)における電極(7、9、11)を並列接続させたものをシミュレーションモデルとして用い、それぞれの前記2次元モデル(26、27)の奥行きを、それぞれの前記面方位のチャネル面におけるゲート幅(14)と同一長さとしてシミュレーションを行うことを特徴とする半導体装置の特性シミュレーション方法。In the method for simulating the characteristics of a semiconductor device having a polygonal cell structure in which the trench gate is a planar structure and one mesh is formed in a polygonal mesh shape,
A two-dimensional model (26, 27) of a cross-sectional structure including a channel region (25) in contact with one channel surface (12, 13) and a gate electrode (7) for each plane orientation of the channel surface in one polygonal cell Are used as a simulation model, and the depth of each of the two-dimensional models (26, 27) is determined by using the parallel connection of the electrodes (7, 9, 11) in each of the two-dimensional models (26, 27). A method for simulating the characteristics of a semiconductor device, wherein the simulation is performed with the same length as the gate width (14) in the channel plane in each of the plane orientations.
第1導電型の第1半導体層(1)と、
前記第1半導体層(1)の上に形成され、前記第1半導体層(1)よりも低濃度とされた第1導電型の第2半導体層(2)と、
前記第2半導体層(2)の上に形成された第2導電型のチャネル層(3)と、
前記チャネル層(3)の表面から前記第2半導体層(2)に到達して形成された溝(5)の内壁上に形成されたゲート絶縁膜(6)及び該ゲート絶縁膜(6)を介して形成されたゲート電極(7)と、
前記チャネル層(3)の表層であって、前記溝(5)の1つの側面に接して形成された第1導電型の第3半導体領域(8)と、
前記第1半導体層(1)に電気的に接続された第1電極(11)と、
前記チャネル層(3)及び前記第3半導体領域(8)と電気的に接続された第2電極(9)とを有して構成されており、
それぞれの前記2次元モデルにおける第1電極同士、及び第2電極同士を並列に接続させていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の特性シミュレーション方法。The two-dimensional model (26, 27) is a cross section in a direction perpendicular to the channel plane, which is from the center of one polygon cell to the outer peripheral edge of the polygon cell when the semiconductor substrate is viewed from above. The two-dimensional model is a model of the structure of
A first conductivity type first semiconductor layer (1);
A second semiconductor layer (2) of a first conductivity type formed on the first semiconductor layer (1) and having a lower concentration than the first semiconductor layer (1);
A second conductivity type channel layer (3) formed on the second semiconductor layer (2);
A gate insulating film (6) formed on an inner wall of a groove (5) formed from the surface of the channel layer (3) to the second semiconductor layer (2), and the gate insulating film (6); A gate electrode (7) formed through
A surface layer of the channel layer (3), a third semiconductor region (8) of the first conductivity type formed in contact with one side surface of the groove (5);
A first electrode (11) electrically connected to the first semiconductor layer (1);
A second electrode (9) electrically connected to the channel layer (3) and the third semiconductor region (8);
2. The method for simulating the characteristics of a semiconductor device according to claim 1, wherein the first electrodes and the second electrodes in each of the two-dimensional models are connected in parallel.
それぞれの前記2次元モデル(36、37)の前記第2半導体層(32)がお互い同電位であるとして、特性シミュレーションを行うことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の特性シミュレーション方法。The semiconductor device having the polygonal cell structure includes a second conductive type first semiconductor layer (31) and a first conductive type second semiconductor layer (32) formed on the first semiconductor layer (31). ), And the first and second semiconductor layers (31, 32) form a parasitic diode,
2. The characteristic simulation method for a semiconductor device according to claim 1, wherein the characteristic simulation is performed on the assumption that the second semiconductor layers (32) of the two-dimensional models (36, 37) have the same potential.
前記第1半導体層に相当するコレクタ領域(31)と、
前記第2半導体層に相当するバッファ層(32)と、
前記第2半導体層(32)の上に形成され、該第2半導体層(32)よりも低濃度とされた第1導電型の第3半導体層(2)と、
前記第3半導体層(2)の上に形成された第2導電型のチャネル層(3)と、
前記チャネル層(3)の表面から前記第3半導体層(2)に到達して形成された溝(5)の表面上に形成されたゲート絶縁膜(6)及び該ゲート絶縁膜(6)の上に形成されたゲート電極(7)と、
前記チャネル層(3)の表層のうち、前記溝(5)の1つの側面に接して形成された第1導電型のエミッタ領域(33)と、
前記チャネル層(3)及び前記エミッタ領域(33)に電気的に接続されたエミッタ電極(34)と、
前記第1半導体層(31)に電気的に接続されたコレクタ電極(35)とを有して構成されていることを特徴とする請求項6に記載の半導体装置の特性シミュレーション方法。The two-dimensional model (36, 37)
A collector region (31) corresponding to the first semiconductor layer;
A buffer layer (32) corresponding to the second semiconductor layer;
A third semiconductor layer (2) of the first conductivity type formed on the second semiconductor layer (32) and having a lower concentration than the second semiconductor layer (32);
A second conductivity type channel layer (3) formed on the third semiconductor layer (2);
A gate insulating film (6) formed on the surface of the groove (5) formed to reach the third semiconductor layer (2) from the surface of the channel layer (3), and the gate insulating film (6) A gate electrode (7) formed thereon;
A first conductivity type emitter region (33) formed in contact with one side surface of the groove (5) of the surface layer of the channel layer (3);
An emitter electrode (34) electrically connected to the channel layer (3) and the emitter region (33);
The semiconductor device characteristic simulation method according to claim 6, further comprising a collector electrode (35) electrically connected to the first semiconductor layer (31).
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