JP4498796B2 - 絶縁ゲート型半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
第1の形態に係る絶縁ゲート型半導体装置100(以下,「半導体装置100」とする)は,図1の平面透視図および図2の断面図に示す構造を有している。なお,本明細書においては,出発基板と,出発基板上にエピタキシャル成長により形成した単結晶シリコンの部分とを合わせた全体を半導体基板と呼ぶこととする。
第2の形態の半導体装置200では,図3に示すように各トレンチが四隅を丸めた正方形であって同心環状に形成されている。この点,同心円状に形成されている第1の形態の半導体装置100と異なる。なお,その他の部分は第1の形態と同様である。すなわち,セルエリア(図3中の破線枠Y内)に複数のゲートトレンチ21が,終端エリア(図3中の破線枠Y外)に複数の終端トレンチ62がそれぞれ設けられている。また,中心エリアには,終端トレンチ62と同様の構造を有する耐圧保持トレンチ27が設けられている。
第3の形態の半導体装置300では,図4に示すように各トレンチが四隅を丸めた長方形であって同心環状に形成されている。この点,正方形に形成されている第2の形態の半導体装置200と異なる。すなわち,セルエリア(図4中の破線枠Z内)に複数のゲートトレンチ21が,終端エリア(図4中の破線枠Z外)に複数の終端トレンチ62がそれぞれ設けられている。また,本形態の半導体装置300には,セルエリアの中心部分にデッドスペースとなる領域がない。そのため,耐圧保持トレンチが設けられていない点も第1の形態の半導体装置100,および第2の形態の半導体装置200と異なる。
第4の形態の半導体装置400では,図6に示すようにセルエリアにストライプ状のゲートトレンチ21が,終端エリアに環状の終端トレンチ62がそれぞれ設けられている。この点,各トレンチが同心環状に形成されている他の形態とは異なる。半導体装置400では,各ゲートトレンチ21に切れ目が存在している。さらに,ゲートトレンチ21と終端トレンチ62との間隔がセルエリアのゲートトレンチ21,21のピッチよりも広い部位については,耐圧保持トレンチ68が設けられている。そして,耐圧保持トレンチ68の下方には,図7に示すようにPフローティング領域58が設けられている。
11 N+ ドレイン領域
12 N- ドリフト領域(ドリフト領域)
21 ゲートトレンチ(ゲートトレンチ部)
22 ゲート電極
23 堆積絶縁層
24 ゲート絶縁膜
27 耐圧保持トレンチ(補助トレンチ部)
28 ゲート配線
30 ソース電極
31 N+ ソース領域
41 P- ボディ領域(ボディ領域)
51 Pフローティング領域(フローティング領域)
53 Pフローティング領域(フローティング領域)
57 Pフローティング領域(フローティング領域)
58 Pフローティング領域(フローティング領域)
62 終端トレンチ
68 耐圧保持トレンチ(補助トレンチ部)
100 絶縁ゲート型半導体装置
Claims (9)
- 半導体基板内の上面側に位置し第1導電型半導体であるボディ領域と,前記ボディ領域の下方に接し第2導電型半導体であるドリフト領域と,前記ドリフト領域に囲まれるとともに第1導電型半導体であるフローティング領域と,半導体基板の上面から前記ボディ領域を貫通し,その底部が前記フローティング領域内に位置し,ゲート電極を内蔵するゲートトレンチ部とを有する絶縁ゲート型半導体装置において,
前記フローティング領域は,前記ゲートトレンチ部の底部に位置する第1フローティング領域と,半導体基板の板面方向に対して隣り合う前記第1フローティング領域間に位置し,前記ゲートトレンチ部の底部に位置しない第2フローティング領域とを有し,
前記第1フローティング領域の間隔のうち,その間に前記第2フローティング領域が形成されている間隔は,前記第2フローティング領域が形成されていない間隔と比べて広い間隔であることを特徴とする絶縁ゲート型半導体装置。 - 請求項1に記載する絶縁ゲート型半導体装置において,
前記第1フローティング領域間の距離が最も広い領域に前記第2フローティング領域を有することを特徴とする絶縁ゲート型半導体装置。 - 請求項1または請求項2に記載する絶縁ゲート型半導体装置において,
前記第1フローティング領域間に形成された前記第2フローティング領域まで貫通し,内部が誘電体で充填された補助トレンチ部を有することを特徴とする絶縁ゲート型半導体装置。 - 半導体基板内の上面側に位置し第1導電型半導体であるボディ領域と,前記ボディ領域の下方に接し第2導電型半導体であるドリフト領域と,前記ドリフト領域に囲まれるとともに第1導電型半導体であるフローティング領域と,半導体基板の上面から前記ボディ領域を貫通し,その底部が前記フローティング領域内に位置し,ゲート電極を内蔵するゲートトレンチ部とを有する絶縁ゲート型半導体装置において,
ゲートトレンチ部の底部に位置する同心環状構造を有するフローティング領域のうち,最小径のフローティング領域に囲まれる位置にフローティング領域を有することを特徴とする絶縁ゲート型半導体装置。 - 請求項4に記載する絶縁ゲート型半導体装置において,
ゲートトレンチ部の底部に位置し同心環状構造を有する最小径のフローティング領域の内径は,ゲートトレンチ部の底部に形成された同心環状構造を有する,ゲートトレンチ部の底部に位置し板面方向に対して隣り合う,フローティング領域の間隔より広いことを特徴とする絶縁ゲート型半導体装置。 - 請求項4または請求項5に記載する絶縁ゲート型半導体装置において,
半導体基板の上面から,ゲートトレンチ部の底部に位置し同心環状構造を有するフローティング領域のうち最小径のフローティング領域に囲まれる位置に形成された,フローティング領域まで貫通し,内部が誘電体で充填された補助トレンチ部を有することを特徴とする絶縁ゲート型半導体装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか1つに記載する絶縁ゲート型半導体装置において,
前記第1フローティング領域と半導体基板の板面方向に対して隣り合い,且つ,セル領域の外部領域である周辺領域に位置する第3フローティング領域を有することを特徴とする絶縁ゲート型半導体装置。 - 請求項7に記載する絶縁ゲート型半導体装置において,
半導体基板の上面から,周辺領域の位置にある前記第3フローティング領域まで貫通し,内部が誘電体で充填された補助トレンチ部を有することを特徴とする絶縁ゲート型半導体装置。 - 半導体基板内の上面側に位置し第1導電型半導体であるボディ領域と,前記ボディ領域の下面と接し第2導電型半導体であるドリフト領域と,半導体基板の上面から前記ボディ領域を貫通しその底部が前記ボディ領域の下面より下方に位置しゲート電極を内蔵するゲートトレンチ部とを有する絶縁ゲート型半導体装置の製造方法において,
前記ドリフト領域および前記ボディ領域が形成された半導体基板内に,所定の間隔で同心環状にゲートトレンチ部を形成するとともに,半導体基板の板面方向に対して最小径のゲートトレンチ部に囲まれる位置に補助トレンチ部を形成するトレンチ部形成工程と,
前記トレンチ部形成工程にて形成されたゲートトレンチ部および補助トレンチ部の各底部から不純物を注入する不純物注入工程と,
前記不純物注入工程にて不純物を注入した後に,ゲートトレンチ部内および補助トレンチ部内に絶縁物を堆積させる絶縁物堆積工程と,
前記絶縁物堆積工程にて絶縁物を堆積させた後に,熱拡散処理を行うことでフローティング領域を形成するフローティング領域形成工程とを含むことを特徴とする絶縁ゲート型半導体装置の製造方法。
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