JP5515248B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
∇・E=(−ND ++p−n)/ε ・・・(1)
図1は、この発明にかかる実施の形態1のIGBTの平面レイアウトを示す平面図である。図1に示すように、IGBT100の平面レイアウトにおいて、コレクタ電極(第1電極)40は、直線状に延びている。ゲート電極38は、トラック形状をしており、コレクタ電極40を囲む。コレクタ電極40とゲート電極38の間の領域は、n-ドリフト領域(第1半導体領域)33である。エミッタ電極(第2電極)37は、トラック形状をしており、ゲート電極38を囲む。エミッタ電極37は、第1分離トレンチ(第1誘電体分離領域)43aにより囲まれている。
図5は、この発明にかかる実施の形態2のIGBTの平面レイアウトを示す平面図である。図6は、図5の切断線F−F'における構成を示す断面図である。この切断線F−F'は、第2分離トレンチ43bよりも内側の領域において、トラック形状の直線状部分を横切る。実施の形態2のIGBT200は、プレーナゲート構造の他に、トレンチゲート構造を有するマルチチャネル型のIGBTである。
図7は、この発明にかかる実施の形態3のIGBTの平面レイアウトを示す平面図である。実施の形態3のIGBT300は、第1分離トレンチ43aにより囲まれる領域の中に、コレクタ電極40、ゲート電極38およびエミッタ電極37からなるトラック形状の単位構造51a,51b,51c,51dを複数個有する複合構造が配置されたマルチセル構造のIGBTである。図7に示すように、平面レイアウトおいて、隣り合う単位構造同士(51aと51b、51cと51d)が接する部分では、エミッタ電極37は共通になっている。平面レイアウトに関するその他の構成は、実施の形態1と同様である。
図12は、この発明にかかる実施の形態4のIGBTの平面レイアウトを示す平面図である。実施の形態4のIGBT301は、実施の形態3の平面レイアウトにおいて、第2分離トレンチ43bのない構成としたものである。この場合、第1分離トレンチ43aの外側の半導体領域をグランド電位またはエミッタ電位に固定する。マルチセル構造の場合に最外周のpベース領域を内側のpベース領域よりも浅く形成することによって、耐圧の均衡を保ち、耐圧を向上させることができることは、図10および図11のシミュレーション結果より明らかである。その他の構成は、実施の形態3と同様である。なお、実施の形態1または実施の形態2においても、第2分離トレンチ43bがなく、第1分離トレンチ43aの外側の半導体領域をグランド電位またはエミッタ電位に固定する構成としてもよい。
図13は、この発明にかかる実施の形態5のIGBTの平面レイアウトを示す平面図である。実施の形態5のIGBT302は、実施の形態4の平面レイアウトにおいて、ゲート電極38およびエミッタ電極37の弧状部分をなくし、直線状部分のみとしたものである。その他の構成は、実施の形態4と同様である。マルチセル構造の場合、最外周のpベース領域を内側のpベース領域よりも浅く形成することによって、耐圧の均衡を保ち、耐圧を向上させることができる。
図14は、この発明にかかる実施の形態6のIGBTの平面レイアウトを示す平面図である。図15は、図14の切断線M−M'における構成を示す断面図である。この切断線M−M'は、第2分離トレンチ43bよりも内側で、かつコレクタ電極40までの領域において、トラック形状の弧状部分を横切る。実施の形態6のIGBT110は、実施の形態1の構成に、第3分離トレンチ(第3誘電体分離領域)43cおよび第2分離シリコン領域(第2分離半導体領域)44bを追加したものである。
図16は、この発明にかかる実施の形態7のIGBTの平面レイアウトを示す平面図である。実施の形態7のIGBT210は、実施の形態2の構成に、実施の形態6と同様に第3分離トレンチ43cおよび第2分離シリコン領域44bを追加したものである。第2分離トレンチ43bの内側からコレクタ電極40までの弧状部分を横切る断面構成は、図15に示す構成と同様である。なお、第2分離トレンチ43bを形成しなくてもよい。実施の形態7においても、弧状部分の耐圧と直線状部分の耐圧の均衡が保たれるので、素子全体の耐圧が向上する。
図17は、この発明にかかる実施の形態8のIGBTの平面レイアウトを示す平面図である。実施の形態8のIGBT310は、実施の形態3の構成に、実施の形態6と同様に第3分離トレンチ43cおよび第2分離シリコン領域44bを追加したものである。第2分離トレンチ43bの内側からコレクタ電極40までの弧状部分を横切る断面構成は、図15に示す構成と同様である。なお、実施の形態4のように、第2分離トレンチ43bを形成しなくてもよい。実施の形態8においても、弧状部分の耐圧と直線状部分の耐圧の均衡が保たれるので、素子全体の耐圧が向上する。また、実施の形態5のように、ゲート電極38およびエミッタ電極37に弧状部分がない平面レイアウトにおいて、第2分離トレンチ43bを形成しなくてもよい。
SOIウェハを用いて上述した実施の形態1から実施の形態8までの半導体装置の製造方法について説明する。ここでは、図8に示す断面構成を有する実施の形態3の半導体装置の代表的な製造プロセスについて説明する。
図32は、この発明にかかる実施の形態10のIGBTの平面レイアウトを示す平面図である。図33は、図32の切断線I−I'における構成を示す断面図である。これらの図に示すように、実施の形態10のIGBT500は、SOI基板に代えて、p半導体基板91の上にn-ドリフト領域33となるn型半導体層が積層されている基板を用いたものである。また、トレンチによる誘電体分離構造に代えて、n-ドリフト領域33にp分離半導体領域92が接合する接合分離構造が用いられている。p分離半導体領域92は、マルチセル構造を囲み、第2LOCOS酸化膜39bからp半導体基板91に達している。p分離半導体領域92の表面に設けられている低抵抗領域93は、p型である。低抵抗領域93は、短絡電極45を介してグランド電位または共通電位に固定される。その他の構成は、実施の形態3と同様である。
図36は、この発明にかかる実施の形態11のIGBTの平面レイアウトを示す平面図である。実施の形態11のIGBT501は、実施の形態10の平面レイアウトにおいて、ゲート電極38およびエミッタ電極37の弧状部分をなくし、直線状部分のみとしたものである。その他の構成および製造プロセスは、実施の形態10と同様である。
図37は、例えば図12または図13の切断線H−H'における構成を示す断面図である。図37に示すように、実施の形態12のIGBT600は、SOI基板に代えて、p半導体基板91の上にn-ドリフト領域33となるn型半導体層が積層されている基板を用いたものである。また、トレンチ分離構造のトレンチは、マルチセル構造を囲み、第2LOCOS酸化膜39bからn-ドリフト領域33を貫通してp半導体基板91に達する。このトレンチは、絶縁膜95を介して例えばポリシリコンの充填領域96で埋められている。これら絶縁膜95および充填領域96により、トレンチ分離領域が形成されている。低抵抗領域46は、短絡電極45を介してグランド電位または共通電位に固定される。その他の構成は、実施の形態4と同様である。
図46は、例えば図12または図13の切断線H−H'における構成を示す断面図である。図46に示すように、実施の形態13のIGBT700は、中央寄り直線状部分pベース領域34aの下で、p半導体基板91とn-ドリフト領域33の間に、p+低抵抗領域1011が設けられているものである。分離シリコン領域44の表面に設けられている低抵抗領域46は、短絡電極45を介してグランド電位またはエミッタ電位に固定される。その他の構成は、実施の形態12と同様である。
図50は、例えば図12または図13の切断線H−H'における構成を示す断面図である。図50に示すように、実施の形態14のIGBT701では、中央寄り直線状部分pベース領域34aは、外側直線状部分pベース領域34cよりも深くない。その他の構成は、実施の形態13と同様である。
31 支持基板
32 埋め込み酸化膜
33 第1半導体領域
34 第3半導体領域
34a 第3半導体領域の直線状部分
34b 第3半導体領域の弧状部分
34c 第3半導体領域の外側直線状部分
36,36a 第4半導体領域
36b 第5半導体領域
37 第2電極
38 ゲート電極
38a 第1ゲート電極
38b 第2ゲート電極
39a ゲート絶縁膜
39b 局部絶縁膜
39d 第1ゲート絶縁膜
39e 第2ゲート絶縁膜
40 第1電極
42 第2半導体領域
43a 第1誘電体分離領域
43b 第2誘電体分離領域
43c 第3誘電体分離領域
44,92 分離半導体領域
44a 第1分離半導体領域
44b 第2分離半導体領域
45 第3電極
51a,51b,51c,51d 単位構造
91 半導体基板
95,96 トレンチ分離領域
1011 低抵抗領域
Claims (24)
- 深さ方向に延びる絶縁膜を備えた誘電体分離構造を有する半導体装置において、
直線状の第1電極を囲む第1導電型第1半導体領域が配置され、
前記第1半導体領域を囲む閉じた平面形状のゲート電極が配置され、
前記ゲート電極を囲む閉じた平面形状の第2電極が配置され、
前記第2電極を囲む閉じた平面形状の第1誘電体分離領域が配置され、
前記第1誘電体分離領域を囲む閉じた平面形状の分離半導体領域が配置され、
前記分離半導体領域を囲む閉じた平面形状の第2誘電体分離領域が配置された平面レイアウトを有し、
支持基板上に埋め込み絶縁層を介して設けられた第1導電型の前記第1半導体領域と、
前記第1電極に沿って前記第1半導体領域の表面領域に設けられ、かつ前記第1電極に電気的に接続される第1導電型または第2導電型の第2半導体領域と、
前記第2電極に沿って前記第1半導体領域の表面領域に前記第2半導体領域から離れて設けられ、かつ前記第2電極に電気的に接続される第2導電型第3半導体領域と、
前記第2電極に沿って前記第3半導体領域の表面領域に設けられ、かつ前記第2電極に電気的に接続される第1導電型第4半導体領域と、
前記第3半導体領域の、前記第4半導体領域と前記第1半導体領域の間の表面上にゲート絶縁膜を介して設けられた前記ゲート電極と、
前記第1半導体領域の、前記第3半導体領域を挟んで前記第1電極の反対側の表面に、前記第3半導体領域に接して設けられた局部絶縁膜と、
前記局部絶縁膜から前記第1半導体領域を貫通して前記埋め込み絶縁層に達する前記第1誘電体分離領域と、
前記第1誘電体分離領域を挟んで前記第1半導体領域の反対側に設けられた第1導電型の前記分離半導体領域と、
前記第2電極と同じ電位にされ、かつ前記分離半導体領域に電気的に接続する第3電極と、
を備え、前記第1電極に対して対称な構造を有し、
前記第3半導体領域の平面形状は、前記第1電極に沿って延びる相対する直線状部分と、該直線状部分の両端において終端同士をつなぐ弧状部分を有し、前記弧状部分における前記第3半導体領域の深さは、前記直線状部分における前記第3半導体領域の深さよりも浅いことを特徴とする半導体装置。 - 素子表面に沿って延びる第1ゲート電極を備えたプレーナゲート構造と、素子の深さ方向に延びる第2ゲート電極を備えたトレンチゲート構造と、深さ方向に延びる絶縁膜を備えた誘電体分離構造と、を有する半導体装置において、
直線状の第1電極を囲む第1導電型第1半導体領域が配置され、
前記第1半導体領域を囲む閉じた平面形状の前記第1ゲート電極が配置され、
前記第1ゲート電極を囲む閉じた平面形状の第2電極が配置され、
前記第2電極の直線状部分に沿って直線状に延びる前記第2ゲート電極が配置され、
前記第2ゲート電極および前記第2電極を囲む閉じた平面形状の第1誘電体分離領域が配置され、
前記第1誘電体分離領域を囲む閉じた平面形状の分離半導体領域が配置され、
前記分離半導体領域を囲む閉じた平面形状の第2誘電体分離領域が配置された平面レイアウトを有し、
支持基板上に埋め込み絶縁層を介して設けられた第1導電型の前記第1半導体領域と、
前記第1電極に沿って前記第1半導体領域の表面領域に設けられ、かつ前記第1電極に電気的に接続される第1導電型または第2導電型の第2半導体領域と、
前記第2電極に沿って前記第1半導体領域の表面領域に前記第2半導体領域から離れて設けられ、かつ前記第2電極に電気的に接続される第2導電型第3半導体領域と、
前記第2電極に沿って前記第3半導体領域の表面領域に設けられ、かつ前記第2電極に電気的に接続される第1導電型第4半導体領域と、
前記第3半導体領域の、前記第4半導体領域と前記第1半導体領域の間の表面上に第1ゲート絶縁膜を介して設けられた前記第1ゲート電極と、
前記第2電極に沿って前記第3半導体領域の表面領域に設けられ、かつ前記第2電極に電気的に接続される第1導電型第5半導体領域と、
前記第5半導体領域に接し、かつ前記第3半導体領域を貫通して前記第1半導体領域に達するトレンチの内側に、第2ゲート絶縁膜を介して設けられた前記第2ゲート電極と、
前記第1半導体領域の、前記第3半導体領域を挟んで前記第1電極の反対側の表面に、前記第3半導体領域に接して設けられた局部絶縁膜と、
前記局部絶縁膜から前記第1半導体領域を貫通して前記埋め込み絶縁層に達する前記第1誘電体分離領域と、
前記第1誘電体分離領域を挟んで前記第1半導体領域の反対側に設けられた第1導電型の前記分離半導体領域と、
前記第2電極と同じ電位にされ、かつ前記分離半導体領域に電気的に接続する第3電極と、
を備え、前記第1電極に対して対称な構造を有し、
前記第3半導体領域の平面形状は、前記第1電極に沿って延びる相対する直線状部分と、該直線状部分の両端において終端同士をつなぐ弧状部分を有し、前記弧状部分における前記第3半導体領域の深さは、前記直線状部分における前記第3半導体領域の深さよりも浅いことを特徴とする半導体装置。 - 深さ方向に延びる絶縁膜を備えた誘電体分離構造を有する半導体装置において、
直線状の第1電極を囲む第1導電型第1半導体領域、前記第1半導体領域を囲む閉じた平面形状のゲート電極、および前記ゲート電極を囲む閉じた平面形状の第2電極からなる単位構造を複数個有する複合構造が配置され、
前記複合構造を囲む閉じた平面形状の第1誘電体分離領域が配置され、
前記第1誘電体分離領域を囲む閉じた平面形状の分離半導体領域が配置され、
前記分離半導体領域を囲む閉じた平面形状の第2誘電体分離領域が配置された平面レイアウトを有し、
支持基板上に埋め込み絶縁層を介して設けられた第1導電型の前記第1半導体領域と、
前記第1電極に沿って前記第1半導体領域の表面領域に設けられ、かつ前記第1電極に電気的に接続される第1導電型または第2導電型の第2半導体領域と、
前記第2電極に沿って前記第1半導体領域の表面領域に前記第2半導体領域から離れて設けられ、かつ前記第2電極に電気的に接続される第2導電型第3半導体領域と、
前記第2電極に沿って前記第3半導体領域の表面領域に設けられ、かつ前記第2電極に電気的に接続される第1導電型第4半導体領域と、
前記第3半導体領域の、前記第4半導体領域と前記第1半導体領域の間の表面上にゲート絶縁膜を介して設けられた前記ゲート電極と、
前記第2半導体領域、前記第3半導体領域、前記第4半導体領域、前記第1電極、前記第2電極および前記ゲート電極からなる単位構造を複数個有する複合構造の最も外側に位置する前記第3半導体領域に接してその外側に設けられた局部絶縁膜と、
前記局部絶縁膜から前記第1半導体領域を貫通して前記埋め込み絶縁層に達する前記第1誘電体分離領域と、
前記第1誘電体分離領域を挟んで前記第1半導体領域の反対側に設けられた第1導電型の前記分離半導体領域と、
前記第2電極と同じ電位にされ、かつ前記分離半導体領域に電気的に接続する第3電極と、
を備え、前記複合構造の最も外側に位置する前記第3半導体領域の深さが、それ以外の前記第3半導体領域の深さよりも浅いことを特徴とする半導体装置。 - 各単位構造における前記第3半導体領域の平面形状は、前記第1電極に沿って延びる直線状部分と、隣り合う前記直線状部分の終端同士をつなぐ弧状部分を有し、前記弧状部分における前記第3半導体領域の深さは、前記複合構造の最も外側に位置する前記第3半導体領域の直線状部分における深さよりも浅いことを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。
- 前記弧状部分における前記第3半導体領域と前記ゲート絶縁膜の接する部分の長さは、前記直線状部分における前記第3半導体領域と前記ゲート絶縁膜の接する部分の長さよりも長いことを特徴とする請求項4に記載の半導体装置。
- 深さ方向に延びる絶縁膜を備えた誘電体分離構造を有する半導体装置において、
直線状の第1電極を囲む第1導電型第1半導体領域、前記第1半導体領域を囲む閉じた平面形状のゲート電極、および前記ゲート電極を囲む閉じた平面形状の第2電極からなる単位構造を複数個有する複合構造が配置され、
前記複合構造を囲む閉じた平面形状の第1誘電体分離領域が配置された平面レイアウトを有し、
支持基板上に埋め込み絶縁層を介して設けられた第1導電型の前記第1半導体領域と、
前記第1電極に沿って前記第1半導体領域の表面領域に設けられ、かつ前記第1電極に電気的に接続される第1導電型または第2導電型の第2半導体領域と、
前記第2電極に沿って前記第1半導体領域の表面領域に前記第2半導体領域から離れて設けられ、かつ前記第2電極に電気的に接続される第2導電型第3半導体領域と、
前記第2電極に沿って前記第3半導体領域の表面領域に設けられ、かつ前記第2電極に電気的に接続される第1導電型第4半導体領域と、
前記第3半導体領域の、前記第4半導体領域と前記第1半導体領域の間の表面上にゲート絶縁膜を介して設けられた前記ゲート電極と、
前記第2半導体領域、前記第3半導体領域、前記第4半導体領域、前記第1電極、前記第2電極および前記ゲート電極からなる単位構造を複数個有する複合構造の最も外側に位置する前記第3半導体領域に接してその外側に設けられた局部絶縁膜と、
前記局部絶縁膜から前記第1半導体領域を貫通して前記埋め込み絶縁層に達する前記第1誘電体分離領域と、
を備え、前記複合構造の最も外側に位置する前記第3半導体領域の深さが、それ以外の前記第3半導体領域の深さよりも浅いことを特徴とする半導体装置。 - 深さ方向に延びる絶縁膜を備えた誘電体分離構造を有する半導体装置において、
直線状の第1電極、前記第1電極を挟んで前記第1電極に対して平行に延びる一対の直線状のゲート電極、前記各ゲート電極を挟んで前記第1電極の反対側で前記ゲート電極に対して平行に延びる一対の直線状の第2電極、並びに前記第1電極と前記ゲート電極と前記第2電極の間の第1導電型第1半導体領域からなる単位構造を複数個有する複合構造が配置され、
前記複合構造を囲む閉じた平面形状の第1誘電体分離領域が配置された平面レイアウトを有し、
支持基板上に埋め込み絶縁層を介して設けられた第1導電型の前記第1半導体領域と、
前記第1電極に沿って前記第1半導体領域の表面領域に設けられ、かつ前記第1電極に電気的に接続される第1導電型または第2導電型の第2半導体領域と、
前記第2電極に沿って前記第1半導体領域の表面領域に前記第2半導体領域から離れて設けられ、かつ前記第2電極に電気的に接続される第2導電型第3半導体領域と、
前記第2電極に沿って前記第3半導体領域の表面領域に設けられ、かつ前記第2電極に電気的に接続される第1導電型第4半導体領域と、
前記第3半導体領域の、前記第4半導体領域と前記第1半導体領域の間の表面上にゲート絶縁膜を介して設けられた前記ゲート電極と、
前記第2半導体領域、前記第3半導体領域、前記第4半導体領域、前記第1電極、前記第2電極および前記ゲート電極からなる単位構造を複数個有する複合構造の最も外側に位置する前記第3半導体領域に接してその外側に設けられた局部絶縁膜と、
前記局部絶縁膜から前記第1半導体領域を貫通して前記埋め込み絶縁層に達する前記第1誘電体分離領域と、
を備え、前記複合構造の最も外側に位置する前記第3半導体領域の深さが、それ以外の前記第3半導体領域の深さよりも浅いことを特徴とする半導体装置。 - 深さ方向に延びる絶縁膜を備えた誘電体分離構造を有する半導体装置において、
直線状の第1電極を囲む第1導電型第1半導体領域が配置され、
前記第1半導体領域を囲む閉じた平面形状のゲート電極が配置され、
前記ゲート電極を囲み、かつ前記第1電極に沿って延びる相対する直線状部分と、該直線状部分の両端において終端同士をつなぐ弧状部分を有する閉じた平面形状の第2電極が配置され、
前記第2電極を囲む閉じた平面形状の第1誘電体分離領域が配置され、
前記第1誘電体分離領域を囲む閉じた平面形状の第1分離半導体領域が配置され、
前記第1分離半導体領域を囲む閉じた平面形状の第2誘電体分離領域が配置され、
前記第2電極の前記弧状部分における前記第1誘電体分離領域と前記第2誘電体分離領域の間に、前記第1誘電体分離領域に接続する第3誘電体分離領域が配置され、
前記第1誘電体分離領域と前記第3誘電体分離領域の間に第2分離半導体領域が配置された平面レイアウトを有することを特徴とする半導体装置。 - 支持基板上に埋め込み絶縁層を介して設けられた第1導電型の前記第1半導体領域と、
前記第1電極に沿って前記第1半導体領域の表面領域に設けられ、かつ前記第1電極に電気的に接続される第1導電型または第2導電型の第2半導体領域と、
前記第2電極に沿って前記第1半導体領域の表面領域に前記第2半導体領域から離れて設けられ、かつ前記第2電極に電気的に接続される第2導電型第3半導体領域と、
前記第2電極に沿って前記第3半導体領域の表面領域に設けられ、かつ前記第2電極に電気的に接続される第1導電型第4半導体領域と、
前記第3半導体領域の、前記第4半導体領域と前記第1半導体領域の間の表面上にゲート絶縁膜を介して設けられた前記ゲート電極と、
前記第1半導体領域の、前記第3半導体領域を挟んで前記第1電極の反対側の表面に、前記第3半導体領域に接して設けられた局部絶縁膜と、
前記局部絶縁膜から前記第1半導体領域を貫通して前記埋め込み絶縁層に達する前記第1誘電体分離領域と、
前記第1誘電体分離領域を挟んで前記第1半導体領域の反対側に設けられた第1導電型の前記第1分離半導体領域と、
前記第1分離半導体領域と前記第1誘電体分離領域の間で前記局部絶縁膜から前記第1分離半導体領域を貫通して前記埋め込み絶縁層に達する前記第3誘電体分離領域と、
前記第1誘電体分離領域と前記第3誘電体分離領域の間に設けられた第2分離半導体領域と、
前記第2電極と同じ電位にされ、かつ前記第1分離半導体領域に電気的に接続する第3電極と、
を備え、前記第1電極に対して対称な構造を有することを特徴とする請求項8に記載の半導体装置。 - 前記第3半導体領域の平面形状は、前記第1電極に沿って延びる相対する直線状部分と、前記第3半導体領域の前記直線状部分の両端において終端同士をつなぐ弧状部分を有し、前記第3半導体領域の前記弧状部分における深さは、前記第3半導体領域の前記直線状部分における深さよりも浅いことを特徴とする請求項9に記載の半導体装置。
- 素子表面に沿って延びる第1ゲート電極を備えたプレーナゲート構造と、素子の深さ方向に延びる第2ゲート電極を備えたトレンチゲート構造と、深さ方向に延びる絶縁膜を備えた誘電体分離構造と、を有する半導体装置において、
直線状の第1電極を囲む第1導電型第1半導体領域が配置され、
前記第1半導体領域を囲む閉じた平面形状の前記第1ゲート電極が配置され、
前記第1ゲート電極を囲み、かつ前記第1電極に沿って延びる相対する直線状部分と、該直線状部分の両端において終端同士をつなぐ弧状部分を有する閉じた平面形状の第2電極が配置され、
前記第2電極の直線状部分に沿って直線状に延びる前記第2ゲート電極が配置され、
前記第2ゲート電極および前記第2電極を囲む閉じた平面形状の第1誘電体分離領域が配置され、
前記第1誘電体分離領域を囲む閉じた平面形状の第1分離半導体領域が配置され、
前記第1分離半導体領域を囲む閉じた平面形状の第2誘電体分離領域が配置され、
前記第2電極の前記弧状部分における前記第1誘電体分離領域と前記第2誘電体分離領域の間に、前記第1誘電体分離領域に接続する第3誘電体分離領域が配置され、
前記第1誘電体分離領域と前記第3誘電体分離領域の間に第2分離半導体領域が配置された平面レイアウトを有することを特徴とする半導体装置。 - 支持基板上に埋め込み絶縁層を介して設けられた第1導電型の前記第1半導体領域と、
前記第1電極に沿って前記第1半導体領域の表面領域に設けられ、かつ前記第1電極に電気的に接続される第1導電型または第2導電型の第2半導体領域と、
前記第2電極に沿って前記第1半導体領域の表面領域に前記第2半導体領域から離れて設けられ、かつ前記第2電極に電気的に接続される第2導電型第3半導体領域と、
前記第2電極に沿って前記第3半導体領域の表面領域に設けられ、かつ前記第2電極に電気的に接続される第1導電型第4半導体領域と、
前記第3半導体領域の、前記第4半導体領域と前記第1半導体領域の間の表面上に第1ゲート絶縁膜を介して設けられた前記第1ゲート電極と、
前記第2電極に沿って前記第3半導体領域の表面領域に設けられ、かつ前記第2電極に電気的に接続される第1導電型第5半導体領域と、
前記第5半導体領域に接し、かつ前記第3半導体領域を貫通して前記第1半導体領域に達するトレンチの内側に、第2ゲート絶縁膜を介して設けられた前記第2ゲート電極と、
前記第1半導体領域の、前記第3半導体領域を挟んで前記第1電極の反対側の表面に、前記第3半導体領域に接して設けられた局部絶縁膜と、
前記局部絶縁膜から前記第1半導体領域を貫通して前記埋め込み絶縁層に達する前記第1誘電体分離領域と、
前記第1誘電体分離領域を挟んで前記第1半導体領域の反対側に設けられた第1導電型の前記第1分離半導体領域と、
前記第2電極と同じ電位にされ、かつ前記第1分離半導体領域に電気的に接続する第3電極と、
を備え、前記第1電極に対して対称な構造を有することを特徴とする請求項11に記載の半導体装置。 - 前記第3半導体領域の平面形状は、前記第1電極に沿って延びる相対する直線状部分と、前記第3半導体領域の前記直線状部分の両端において終端同士をつなぐ弧状部分を有し、前記第3半導体領域の前記弧状部分における深さは、前記第3半導体領域の前記直線状部分における深さよりも浅いことを特徴とする請求項12に記載の半導体装置。
- 深さ方向に延びる絶縁膜を備えた誘電体分離構造を有する半導体装置において、
直線状の第1電極を囲む第1導電型第1半導体領域、前記第1半導体領域を囲む閉じた平面形状のゲート電極、および前記ゲート電極を囲み、かつ前記第1電極に沿って延びる相対する直線状部分と、該直線状部分の両端において終端同士をつなぐ弧状部分を有する閉じた平面形状の第2電極からなる単位構造を複数個有する複合構造が配置され、
前記複合構造を囲む閉じた平面形状の第1誘電体分離領域が配置され、
前記第1誘電体分離領域を囲む閉じた平面形状の第1分離半導体領域が配置され、
前記第1分離半導体領域を囲む閉じた平面形状の第2誘電体分離領域が配置され、
前記第2電極の前記弧状部分における前記第1誘電体分離領域と前記第2誘電体分離領域の間に、前記第1誘電体分離領域に接続する第3誘電体分離領域が配置され、
前記第1誘電体分離領域と前記第3誘電体分離領域の間に第2分離半導体領域が配置された平面レイアウトを有することを特徴とする半導体装置。 - 支持基板上に埋め込み絶縁層を介して設けられた第1導電型の前記第1半導体領域と、
前記第1電極に沿って前記第1半導体領域の表面領域に設けられ、かつ前記第1電極に電気的に接続される第1導電型または第2導電型の第2半導体領域と、
前記第2電極に沿って前記第1半導体領域の表面領域に前記第2半導体領域から離れて設けられ、かつ前記第2電極に電気的に接続される第2導電型第3半導体領域と、
前記第2電極に沿って前記第3半導体領域の表面領域に設けられ、かつ前記第2電極に電気的に接続される第1導電型第4半導体領域と、
前記第3半導体領域の、前記第4半導体領域と前記第1半導体領域の間の表面上にゲート絶縁膜を介して設けられた前記ゲート電極と、
前記第2半導体領域、前記第3半導体領域、前記第4半導体領域、前記第1電極、前記第2電極および前記ゲート電極からなる単位構造を複数個有する複合構造の最も外側に位置する前記第3半導体領域に接してその外側に設けられた局部絶縁膜と、
前記局部絶縁膜から前記第1半導体領域を貫通して前記埋め込み絶縁層に達する前記第1誘電体分離領域と、
前記第1誘電体分離領域を挟んで前記第1半導体領域の反対側に設けられた第1導電型の前記第1分離半導体領域と、
前記第1分離半導体領域と前記第1誘電体分離領域の間で前記局部絶縁膜から前記第1分離半導体領域を貫通して前記埋め込み絶縁層に達する前記第3誘電体分離領域と、
前記第1誘電体分離領域と前記第3誘電体分離領域の間に設けられた第2分離半導体領域と、
前記第2電極と同じ電位にされ、かつ前記第1分離半導体領域に電気的に接続する第3電極と、
を備え、前記複合構造の最も外側に位置する前記第3半導体領域の深さが、それ以外の前記第3半導体領域の深さよりも浅いことを特徴とする請求項14に記載の半導体装置。 - 各単位構造における前記第3半導体領域の平面形状は、前記第1電極に沿って延びる直線状部分と、前記第3半導体領域の隣り合う前記直線状部分の終端同士をつなぐ弧状部分を有し、前記第3半導体領域の前記弧状部分における深さは、前記複合構造の最も外側に位置する前記第3半導体領域の前記直線状部分における深さよりも浅いことを特徴とする請求項15に記載の半導体装置。
- 前記第3半導体領域の前記弧状部分における前記第3半導体領域と前記ゲート絶縁膜の接する部分の長さは、前記第3半導体領域の前記直線状部分における前記第3半導体領域と前記ゲート絶縁膜の接する部分の長さよりも長いことを特徴とする請求項16に記載の半導体装置。
- 深さ方向に延びる分離半導体領域により接合分離される構造を有する半導体装置において、
直線状の第1電極を囲む第1導電型第1半導体領域、前記第1半導体領域を囲む閉じた平面形状のゲート電極、および前記ゲート電極を囲む閉じた平面形状の第2電極からなる単位構造を複数個有する複合構造が配置され、
前記複合構造を囲む閉じた平面形状の第2導電型の前記分離半導体領域が配置された平面レイアウトを有し、
第2導電型半導体基板上に設けられた第1導電型の前記第1半導体領域と、
前記第1電極に沿って前記第1半導体領域の表面領域に設けられ、かつ前記第1電極に電気的に接続される第1導電型または第2導電型の第2半導体領域と、
前記第2電極に沿って前記第1半導体領域の表面領域に前記第2半導体領域から離れて設けられ、かつ前記第2電極に電気的に接続される第2導電型第3半導体領域と、
前記第2電極に沿って前記第3半導体領域の表面領域に設けられ、かつ前記第2電極に電気的に接続される第1導電型第4半導体領域と、
前記第3半導体領域の、前記第4半導体領域と前記第1半導体領域の間の表面上にゲート絶縁膜を介して設けられた前記ゲート電極と、
前記第2半導体領域、前記第3半導体領域、前記第4半導体領域、前記第1電極、前記第2電極および前記ゲート電極からなる単位構造を複数個有する複合構造の最も外側に位置する前記第3半導体領域に接してその外側に設けられた局部絶縁膜と、
前記局部絶縁膜から前記第1半導体領域を貫通して前記第2導電型半導体基板に達する前記分離半導体領域と、
を備え、前記複合構造の最も外側に位置する前記第3半導体領域の深さが、それ以外の前記第3半導体領域の深さよりも浅いことを特徴とする半導体装置。 - 深さ方向に延びる分離半導体領域により接合分離される構造を有する半導体装置において、
直線状の第1電極、前記第1電極を挟んで前記第1電極に対して平行に延びる一対の直線状のゲート電極、前記各ゲート電極を挟んで前記第1電極の反対側で前記ゲート電極に対して平行に延びる一対の直線状の第2電極、並びに前記第1電極と前記ゲート電極と前記第2電極の間の第1導電型第1半導体領域からなる単位構造を複数個有する複合構造が配置され、
前記複合構造を囲む閉じた平面形状の第2導電型の前記分離半導体領域が配置された平面レイアウトを有し、
第2導電型半導体基板上に設けられた第1導電型の前記第1半導体領域と、
前記第1電極に沿って前記第1半導体領域の表面領域に設けられ、かつ前記第1電極に電気的に接続される第1導電型または第2導電型の第2半導体領域と、
前記第2電極に沿って前記第1半導体領域の表面領域に前記第2半導体領域から離れて設けられ、かつ前記第2電極に電気的に接続される第2導電型第3半導体領域と、
前記第2電極に沿って前記第3半導体領域の表面領域に設けられ、かつ前記第2電極に電気的に接続される第1導電型第4半導体領域と、
前記第3半導体領域の、前記第4半導体領域と前記第1半導体領域の間の表面上にゲート絶縁膜を介して設けられた前記ゲート電極と、
前記第2半導体領域、前記第3半導体領域、前記第4半導体領域、前記第1電極、前記第2電極および前記ゲート電極からなる単位構造を複数個有する複合構造の最も外側に位置する前記第3半導体領域に接してその外側に設けられた局部絶縁膜と、
前記局部絶縁膜から前記第1半導体領域を貫通して前記第2導電型半導体基板に達する前記分離半導体領域と、
を備え、前記複合構造の最も外側に位置する前記第3半導体領域の深さが、それ以外の前記第3半導体領域の深さよりも浅いことを特徴とする半導体装置。 - トレンチ分離構造を有する半導体装置において、
直線状の第1電極を囲む第1導電型第1半導体領域、前記第1半導体領域を囲む閉じた平面形状のゲート電極、および前記ゲート電極を囲む閉じた平面形状の第2電極からなる単位構造を複数個有する複合構造が配置され、
前記複合構造を囲む閉じた平面形状のトレンチ分離領域が配置された平面レイアウトを有し、
第2導電型半導体基板上に設けられた第1導電型の前記第1半導体領域と、
前記第1電極に沿って前記第1半導体領域の表面領域に設けられ、かつ前記第1電極に電気的に接続される第1導電型または第2導電型の第2半導体領域と、
前記第2電極に沿って前記第1半導体領域の表面領域に前記第2半導体領域から離れて設けられ、かつ前記第2電極に電気的に接続される第2導電型第3半導体領域と、
前記第2電極に沿って前記第3半導体領域の表面領域に設けられ、かつ前記第2電極に電気的に接続される第1導電型第4半導体領域と、
前記第3半導体領域の、前記第4半導体領域と前記第1半導体領域の間の表面上にゲート絶縁膜を介して設けられた前記ゲート電極と、
前記第2半導体領域、前記第3半導体領域、前記第4半導体領域、前記第1電極、前記第2電極および前記ゲート電極からなる単位構造を複数個有する複合構造の最も外側に位置する前記第3半導体領域に接してその外側に設けられた局部絶縁膜と、
前記局部絶縁膜から前記第1半導体領域を貫通して前記第2導電型半導体基板に達する前記トレンチ分離領域と、
を備え、前記複合構造の最も外側に位置する前記第3半導体領域の深さが、それ以外の前記第3半導体領域の深さよりも浅いことを特徴とする半導体装置。 - トレンチ分離構造を有する半導体装置において、
直線状の第1電極、前記第1電極を挟んで前記第1電極に対して平行に延びる一対の直線状のゲート電極、前記各ゲート電極を挟んで前記第1電極の反対側で前記ゲート電極に対して平行に延びる一対の直線状の第2電極、並びに前記第1電極と前記ゲート電極と前記第2電極の間の第1導電型第1半導体領域からなる単位構造を複数個有する複合構造が配置され、
前記複合構造を囲む閉じた平面形状のトレンチ分離領域が配置された平面レイアウトを有し、
第2導電型半導体基板上に設けられた第1導電型の前記第1半導体領域と、
前記第1電極に沿って前記第1半導体領域の表面領域に設けられ、かつ前記第1電極に電気的に接続される第1導電型または第2導電型の第2半導体領域と、
前記第2電極に沿って前記第1半導体領域の表面領域に前記第2半導体領域から離れて設けられ、かつ前記第2電極に電気的に接続される第2導電型第3半導体領域と、
前記第2電極に沿って前記第3半導体領域の表面領域に設けられ、かつ前記第2電極に電気的に接続される第1導電型第4半導体領域と、
前記第3半導体領域の、前記第4半導体領域と前記第1半導体領域の間の表面上にゲート絶縁膜を介して設けられた前記ゲート電極と、
前記第2半導体領域、前記第3半導体領域、前記第4半導体領域、前記第1電極、前記第2電極および前記ゲート電極からなる単位構造を複数個有する複合構造の最も外側に位置する前記第3半導体領域に接してその外側に設けられた局部絶縁膜と、
前記局部絶縁膜から前記第1半導体領域を貫通して前記第2導電型半導体基板に達する前記トレンチ分離領域と、
を備え、前記複合構造の最も外側に位置する前記第3半導体領域の深さが、それ以外の前記第3半導体領域の深さよりも浅いことを特徴とする半導体装置。 - 前記複合構造の中央寄りに位置する前記第3半導体領域の下で、前記第1半導体領域と前記第2導電型半導体基板の間に、第2導電型の低抵抗領域が設けられていることを特徴とする請求項20または21に記載の半導体装置。
- トレンチ分離構造を有する半導体装置において、
直線状の第1電極を囲む第1導電型第1半導体領域、前記第1半導体領域を囲む閉じた平面形状のゲート電極、および前記ゲート電極を囲む閉じた平面形状の第2電極からなる単位構造を複数個有する複合構造が配置され、
前記複合構造を囲む閉じた平面形状のトレンチ分離領域が配置された平面レイアウトを有し、
第2導電型半導体基板上に設けられた第1導電型の前記第1半導体領域と、
前記第1電極に沿って前記第1半導体領域の表面領域に設けられ、かつ前記第1電極に電気的に接続される第1導電型または第2導電型の第2半導体領域と、
前記第2電極に沿って前記第1半導体領域の表面領域に前記第2半導体領域から離れて設けられ、かつ前記第2電極に電気的に接続される第2導電型第3半導体領域と、
前記第2電極に沿って前記第3半導体領域の表面領域に設けられ、かつ前記第2電極に電気的に接続される第1導電型第4半導体領域と、
前記第3半導体領域の、前記第4半導体領域と前記第1半導体領域の間の表面上にゲート絶縁膜を介して設けられた前記ゲート電極と、
前記第2半導体領域、前記第3半導体領域、前記第4半導体領域、前記第1電極、前記第2電極および前記ゲート電極からなる単位構造を複数個有する複合構造の最も外側に位置する前記第3半導体領域に接してその外側に設けられた局部絶縁膜と、
前記局部絶縁膜から前記第1半導体領域を貫通して前記第2導電型半導体基板に達する前記トレンチ分離領域と、
を備え、前記複合構造の中央寄りに位置する前記第3半導体領域の下で、前記第1半導体領域と前記第2導電型半導体基板の間に、第2導電型の低抵抗領域が設けられていることを特徴とする半導体装置。 - トレンチ分離構造を有する半導体装置において、
直線状の第1電極、前記第1電極を挟んで前記第1電極に対して平行に延びる一対の直線状のゲート電極、前記各ゲート電極を挟んで前記第1電極の反対側で前記ゲート電極に対して平行に延びる一対の直線状の第2電極、並びに前記第1電極と前記ゲート電極と前記第2電極の間の第1導電型第1半導体領域からなる単位構造を複数個有する複合構造が配置され、
前記複合構造を囲む閉じた平面形状のトレンチ分離領域が配置された平面レイアウトを有し、
第2導電型半導体基板上に設けられた第1導電型の前記第1半導体領域と、
前記第1電極に沿って前記第1半導体領域の表面領域に設けられ、かつ前記第1電極に電気的に接続される第1導電型または第2導電型の第2半導体領域と、
前記第2電極に沿って前記第1半導体領域の表面領域に前記第2半導体領域から離れて設けられ、かつ前記第2電極に電気的に接続される第2導電型第3半導体領域と、
前記第2電極に沿って前記第3半導体領域の表面領域に設けられ、かつ前記第2電極に電気的に接続される第1導電型第4半導体領域と、
前記第3半導体領域の、前記第4半導体領域と前記第1半導体領域の間の表面上にゲート絶縁膜を介して設けられた前記ゲート電極と、
前記第2半導体領域、前記第3半導体領域、前記第4半導体領域、前記第1電極、前記第2電極および前記ゲート電極からなる単位構造を複数個有する複合構造の最も外側に位置する前記第3半導体領域に接してその外側に設けられた局部絶縁膜と、
前記局部絶縁膜から前記第1半導体領域を貫通して前記第2導電型半導体基板に達する前記トレンチ分離領域と、
を備え、前記複合構造の中央寄りに位置する前記第3半導体領域の下で、前記第1半導体領域と前記第2導電型半導体基板の間に、第2導電型の低抵抗領域が設けられていることを特徴とする半導体装置。
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