JP6111130B2 - 半導体装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置及び半導体装置の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、半導体装置及び半導体装置の製造方法に関する。
従来、高速スイッチングによって発生するノイズ(例えばラジオノイズ。)を低減することが可能な半導体装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
図20は、従来の半導体装置900を説明するために示す図である。図20(a)は半導体装置900の平面図を示し、図20(b)は図20(a)のx−x断面図を示し、図20(c)は図20(a)中の破線Aで囲まれた領域の要部拡大図を示す。なお、図20中、符号926は層間絶縁層を示し、符号928はソース電極層を示す。また、図20(a)及び図20(c)においては、層間絶縁層926及びソース電極層928の図示は省略している。
従来の半導体装置900は、図20に示すように、n型の低抵抗半導体層(図示せず)とn型のドリフト層914とが積層された半導体基板に画定されたセル領域と、セル領域を取り囲むゲートフィンガー形成領域及びセル領域に張り出したゲートパッド形成領域を含む周辺領域とを備えるMOSFETである。
半導体装置900は、セル領域において、低抵抗半導体層と、低抵抗半導体層上に形成されたn型のドリフト層914と、ドリフト層914の表面に形成されたp型のベース領域916と、ベース領域916の表面に形成されたn型の高濃度半導体領域920と、ポリシリコンからなり、ドリフト層914と高濃度半導体領域920とに挟まれたベース領域916上においてゲート絶縁層922を介して形成されたゲート電極層とを有する。半導体装置900は、ゲート電極層として、ストライプ状に形成された複数のゲート電極層924を有する。
半導体装置900は、周辺領域において、低抵抗半導体層(図示せず。)と、低抵抗半導体層上に形成されたドリフト層914と、ポリシリコンからなり、ドリフト914層の上方にフィールド酸化膜(図示せず。)を介して形成され、ゲートフィンガー形成領域及びゲートパッド形成領域に形成されたゲート引き出し配線(図示せず。)と、金属からなり、ゲートフィンガー形成領域におけるゲート引き出し配線の上方に形成されたゲートフィンガー940と、金属からなり、ゲートパッド形成領域におけるゲート引き出し配線の上方に形成され、かつ、ゲートフィンガー940と連結されたゲートパッド942とを有する。
半導体装置900においては、ゲート電極層924とゲート引き出し配線とは、不純物を含有するポリシリコンからなる抵抗体944を介して電気的に接続される。抵抗体944を構成するポリシリコンの不純物濃度は、ゲート電極層924を構成するポリシリコンの不純物濃度と同一で、抵抗体944の幅は、ゲート電極層924の幅よりも狭い。抵抗体944の幅がゲート電極層924の幅よりも狭いことから、抵抗体944の内部抵抗はゲート電極924の内部抵抗よりも高くなる。
従来の半導体装置900によれば、ゲート電極層924とゲートフィンガー940とが抵抗体944を介して電気的に接続されていることから、ゲートの充放電時定数を大きくすることで、ターンオフ時の電流の立ち下がりを緩やかにすることができるため、ターンオフ時の電圧のオーバーシュート部でのdv/dtが小さくなり、高速スイッチングによって発生するノイズを低減することが可能となる。
特開2011−134984号公報
しかしながら、従来の半導体装置900においては、半導体装置の製造過程において抵抗体944を形成する際、ゲート電極層924よりも幅の狭い抵抗体944を精度よく製造することが困難であることに起因して各抵抗体944の抵抗値にばらつきが生じる場合があり、このような場合には、各トランジスタの動作タイミングがずれたり、抵抗体944の抵抗が高すぎるトランジスタの異常動作が生じたり、抵抗体944の抵抗が高すぎて電流容量が小さくなり焼損が起こり易くなったりするおそれがあるという問題がある。
そこで、本発明は、上記した問題を解決するためになされたものであり、各トランジスタの動作タイミングがずれたり、抵抗体の抵抗が高すぎてトランジスタの異常動作が生じたり、抵抗体の抵抗が高すぎて電流容量が小さくなり焼損が起こり易くなったりすることを抑制することが可能で、かつ、従来の半導体装置と同様に高速スイッチングによって発生するノイズを低減することが可能な半導体装置を提供することを目的とする。また、このような半導体装置を製造することが可能な半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
[1]本発明の半導体装置は、第1導電型又は第2導電型の低抵抗半導体層と第1導電型のドリフト層とが積層された半導体基板に画定されたセル領域と、前記セル領域を取り囲むゲートフィンガー形成領域及び前記セル領域に張り出したゲートパッド形成領域を含む周辺領域とを備える半導体装置であって、前記半導体装置は、前記セル領域において、前記低抵抗半導体層と、前記低抵抗半導体層上に形成された第1導電型の前記ドリフト層と、前記ドリフト層の表面に形成された第2導電型のベース領域と、前記ベース領域の表面に形成された第1導電型の高濃度半導体領域と、ポリシリコンからなり、前記ドリフト層と前記高濃度半導体領域とに挟まれた前記ベース領域上においてゲート絶縁層を介して形成されたゲート電極層とを有し、前記周辺領域において、前記低抵抗半導体層と、前記低抵抗半導体層上に形成された前記ドリフト層と、ポリシリコンからなり、前記ドリフト層の上方にフィールド酸化膜を介して前記ゲートフィンガー形成領域及び前記ゲートパッド形成領域に形成されたゲート引き出し配線と、金属からなり、前記ゲートフィンガー形成領域における前記ゲート引き出し配線の上方に形成されたゲートフィンガーと、金属からなり、前記ゲートパッド形成領域における前記ゲート引き出し配線の上方に形成され、かつ、前記ゲートフィンガーと連結されたゲートパッドとを有し、前記ゲート電極層と前記ゲート引き出し配線とは、不純物を含有するポリシリコンからなる抵抗体を介して電気的に接続され、前記抵抗体を構成するポリシリコンの不純物濃度は、前記ゲート電極層を構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低いことを特徴とする。
[2]本発明の半導体装置は、第1導電型又は第2導電型の低抵抗半導体層と第1導電型のドリフト層とが積層された半導体基板に画定されたセル領域と、前記セル領域を取り囲むゲートフィンガー形成領域及び前記セル領域に張り出したゲートパッド形成領域を含む周辺領域とを備える半導体装置であって、前記半導体装置は、前記セル領域において、第1導電型又は第2導電型の前記低抵抗半導体層と、前記低抵抗半導体層上に形成された第1導電型の前記ドリフト層と、前記ドリフト層の表面に形成された第2導電型のベース領域と、前記ベース領域を開口し前記ドリフト層に達するように形成された複数のトレンチと、前記ベース領域内に配置されるとともに少なくとも一部を前記トレンチの内周面に露出するように形成された第1導電型の高濃度半導体領域と、所定の濃度で不純物を含有するポリシリコンからなり、前記トレンチの内周面にゲート絶縁層を介して前記トレンチの内部に埋め込まれたゲート電極層とを有し、前記周辺領域において、前記低抵抗半導体層と、前記低抵抗半導体層上に形成された前記ドリフト層と、ポリシリコンからなり、前記ドリフト層の上方にフィールド酸化膜を介して前記ゲートフィンガー形成領域及び前記ゲートパッド形成領域に形成されたゲート引き出し配線と、金属からなり、前記ゲートフィンガー形成領域における前記ゲート引き出し配線の上方に形成されたゲートフィンガーと、金属からなり、前記ゲートパッド形成領域における前記ゲート引き出し配線の上方に形成され、かつ、前記ゲートフィンガーと連結されたゲートパッドとを有し、前記ゲート電極層と前記ゲート引き出し配線とは、不純物を含有するポリシリコンからなる抵抗体を介して電気的に接続され、前記抵抗体を構成するポリシリコンの不純物濃度は、前記ゲート電極層を構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低いことを特徴とする。
[3]本発明の半導体装置においては、前記ゲート電極層として、ストライプ状に形成された複数のゲート電極層を有することが好ましい。
[4]本発明の半導体装置においては、所定の濃度で不純物を含有するポリシリコンからなり、前記ゲートパッド形成領域から前記ゲートパッド形成領域と対向する側の前記ゲートフィンガー形成領域まで延在し、前記ドリフト層上にフィールド酸化膜を介して形成された第2ゲート引き出し配線をさらに有し、前記ゲート電極層と前記第2ゲート引き出し配線とは、不純物を含有するポリシリコンからなる第2抵抗体を介して電気的に接続され、前記第2抵抗体を構成するポリシリコンの不純物濃度は、前記ゲート電極層を構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低いことが好ましい。
[5]本発明の半導体装置においては、前記ゲート電極層として、ストライプ状に形成された複数のゲート電極層を有し、各ゲート電極層の一方端に前記第2抵抗体が形成され、各第2抵抗体のうち、前記ゲートフィンガー又は前記ゲートパッドに最も近い第2抵抗体の抵抗値は、前記各第2抵抗体のうち、前記ゲートフィンガー又は前記ゲートパッドに最も遠い第2抵抗体の抵抗値よりも高いことが好ましい。
[6]本発明の半導体装置においては、各第2抵抗体のうち、前記ゲートフィンガー又は前記ゲートパッドに最も近い第2抵抗体の長さは、前記各第2抵抗体のうち、前記ゲートフィンガー又は前記ゲートパッドに最も遠い第2抵抗体の長さよりも長いことが好ましい。
[7]本発明の半導体装置においては、各第2抵抗体のうち、前記ゲートフィンガー又は前記ゲートパッドに最も近い第2抵抗体を構成するポリシリコンの不純物濃度は、前記各第2抵抗体のうち、前記ゲートフィンガー又は前記ゲートパッドに最も遠い第2抵抗体を構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低いことを特徴とする。
[8]本発明の半導体装置においては、前記第2ゲート引き出し配線上に形成され、かつ、前記ゲートフィンガー及び前記ゲートパッドと連結された金属製の第2ゲートフィンガーを有することが好ましい。
[9]本発明の半導体装置においては、前記第2抵抗体の幅は、前記ゲート電極層の幅と等しいことが好ましい。
[10]本発明の半導体装置においては、前記抵抗体の幅は、前記ゲート電極層の幅と等しいことが好ましい。
[11]本発明の半導体装置においては、前記抵抗体は、前記周辺領域に形成されていることが好ましい。
[12]本発明の半導体装置においては、前記抵抗体は、前記セル領域に形成されていることが好ましい。
[13]本発明の半導体装置の製造方法は、[1]〜[12]のいずれかに記載の半導体装置を製造するための半導体装置の製造方法であって、ゲート電極層、ゲート引き出し配線及び抵抗体を形成する各形成領域に同一の組成からなるポリシリコン層を形成するポリシリコン層形成工程と、前記ゲート電極層、ゲート引き出し配線及び抵抗体のうち前記ゲート電極層及び前記ゲート引き出し配線を形成する各形成領域における前記ポリシリコン層に不純物を導入する不純物導入工程とをこの順序で含むことを特徴とする。
[14]本発明の半導体装置の製造方法は、[4]〜[9]のいずれかに記載の半導体装置を製造するための半導体装置の製造方法であって、ゲート電極層、ゲート引き出し配線、第2ゲート引き出し配線、抵抗体及び第2抵抗体を形成する各形成領域に同一の組成からなるポリシリコン層を形成するポリシリコン層形成工程と、前記ゲート電極層、ゲート引き出し配線、第2ゲート引き出し配線、抵抗体及び第2抵抗体のうち前記ゲート電極層、前記ゲート引き出し配線及び前記第2ゲート引き出し配線を形成する各形成領域における前記ポリシリコン層に不純物を導入する不純物導入工程とをこの順序で含むことが好ましい。
[15]本発明の半導体装置の製造方法においては、前記不純物導入工程においては、イオン注入することによって不純物を導入することが好ましい。
本発明の半導体装置によれば、抵抗体を構成するポリシリコンの不純物濃度がゲート電極層を構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低いため、半導体装置の製造過程において抵抗体を形成する際、ゲート電極層よりも幅の狭い抵抗体を形成することなくゲート電極層よりも抵抗値の高い抵抗体を形成することが可能となる。このため、ゲート電極層よりも幅の狭い抵抗体を精度よく製造する必要がなく、各抵抗体の抵抗値にばらつきが生じ難くなる。その結果、各トランジスタの動作タイミングがずれたり、抵抗体の抵抗が高すぎるトランジスタの異常動作が生じたり、抵抗体の抵抗が高すぎて電流容量が小さくなり焼損が起こり易くなったりすることを抑制することが可能となる。
また、本発明の半導体装置によれば、ゲート電極層とゲート引き出し配線とが抵抗体を介して電気的に接続されているため、従来の半導体装置の場合と同様に、ゲートの充放電時定数を大きくすることで、ターンオフ時の電流の立ち下がりを緩やかにすることができる。その結果、ターンオフ時の電圧のオーバーシュート部でのdv/dtが小さく高速スイッチングによって発生するノイズを低減することが可能となる。
また、本発明の半導体装置によれば、トレンチ型の半導体装置であっても上記した効果を有する半導体装置となる。
本発明の半導体装置の製造方法によれば、ゲート電極層、ゲート引き出し配線及び抵抗体のうちゲート電極層及びゲート引き出し配線を形成する各形成領域におけるポリシリコン層に不純物を導入することから、上記した効果を有する半導体装置を製造することが可能となる。
また、本発明の半導体装置の製造方法によれば、ゲート電極層、ゲート引き出し配線及び抵抗体を形成する各形成領域に同一の組成からなるポリシリコン層を形成し、ゲート電極層、ゲート引き出し配線及び抵抗体のうちゲート電極層及びゲート引き出し配線を形成する各形成領域におけるポリシリコン層に不純物を導入することから、ゲート電極層、ゲート引き出し配線及び抵抗体を並行して形成することとなる。このため、ゲート電極層、ゲート引き出し配線及び抵抗体をそれぞれ形成する場合と比較して工程数が少なくなり、高い生産性で半導体装置を製造することが可能となる。
本発明の半導体装置の製造方法によれば、ゲート電極層、ゲート引き出し配線、第2ゲート引き出し配線、抵抗体及び第2抵抗体のうちゲート電極層、ゲート引き出し配線及び第2ゲート引き出し配線を形成する各形成領域におけるポリシリコン層に不純物を導入することから、上記した効果を有する半導体装置を製造することが可能となる。
また、本発明の半導体装置の製造方法によれば、ゲート電極層、ゲート引き出し配線、第2ゲート引き出し配線、抵抗体及び第2抵抗体を形成する各形成領域に同一の組成からなるポリシリコン層を形成し、ゲート電極層、ゲート引き出し配線、第2ゲート引き出し配線、抵抗体及び第2抵抗体のうちゲート電極層、ゲート引き出し配線及び第2ゲート引き出し配線を形成する各形成領域におけるポリシリコン層に不純物を導入することから、ゲート電極層、ゲート引き出し配線、抵抗体及び第2抵抗体を並行して形成することとなる。このため、ゲート電極層、ゲート引き出し配線、抵抗体及び第2抵抗体をそれぞれ形成する場合と比較して工程数が少なくなり、高い生産性で半導体装置を製造することが可能となる。
実施形態1に係る半導体装置100を説明するために示す図である。 実施形態1に係る半導体装置100の等価回路を示す図である。 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。 実施形態2に係る半導体装置100aを説明するために示す図である。 実施形態3に係る半導体装置100bを説明するために示す平面図である。 実施形態4に係る半導体装置100cを説明するために示す平面図である。 実施形態5に係る半導体装置100dを説明するために示す平面図である。 実施形態6に係る半導体装置100eを説明するために示す平面図である。 実施形態7に係る半導体装置100fを説明するために示す平面図である。 実施形態8に係る半導体装置100gを説明するために示す平面図である。 実施形態9に係る半導体装置100hを説明するために示す平面図である。 実施形態10に係る半導体装置100iを説明するために示す平面図である。 実施形態11に係る半導体装置200を説明するために示す図である。 実施形態12に係る半導体装置200aを説明するために示す図である。 試験例の結果を示すグラフである。 従来の半導体装置900を説明するために示す図である。
以下、本発明の半導体装置及び半導体装置の製造方法について、図に示す実施形態に基づいて説明する。
[実施形態1]
1.実施形態1に係る半導体装置100の構成
まず、実施形態1に係る半導体装置100の構成を説明する。
図1は、実施形態1に係る半導体装置100を説明するために示す図である。図1(a)は半導体装置100の平面図を示し、図1(b)は図1(a)のx−x断面図を示し、図1(c)は図1(a)のy−y断面図を示す。なお、図1(a)においては、層間絶縁層126及びソース電極層128の図示は省略している(以下、図8(a)、図9(a)及び図10〜図16について同じ。)。
図2は、実施形態1に係る半導体装置100の等価回路を示す図である。
実施形態1に係る半導体装置100は、図1に示すように、n型の低抵抗半導体層112とn型のドリフト層114とが積層された半導体基板110に画定されたセル領域と、セル領域を取り囲むゲートフィンガー形成領域及びセル領域に張り出したゲートパッド形成領域を含む周辺領域とを備えるプレーナー型の半導体装置(MOSFET)である。
実施形態1に係る半導体装置100は、セル領域において、図1(a)及び図1(b)に示すように、n型の低抵抗半導体層112と、低抵抗半導体層112上に形成されたn型のドリフト層114と、ドリフト層114の表面に形成されたp型のベース領域116と、ベース領域116の表面に形成されたn型の高濃度半導体領域(ソース領域)120と、ポリシリコンからなり、ドリフト層114とソース領域120とに挟まれたベース領域116上においてゲート絶縁層122を介して形成されたゲート電極層124と、半導体基板110の第2主面側の表面(低抵抗半導体層112の表面)に、Ti−Ni−Auなどの多層金属膜からなる金属膜を成膜することで形成されたドレイン電極層130とを有する。
実施形態1に係る半導体装置100は、ゲート電極層124とは層間絶縁層126を介して絶縁された状態でソース領域120及びベース領域116の表面に接するように形成されたソース電極層128と、ベース領域116から下方に(深い方向に)張り出すように形成されたp型張り出し拡散領域118とをさらに有する。
実施形態1に係る半導体装置100は、周辺領域において、図1(a)及び図1(c)に示すように、低抵抗半導体層112と、低抵抗半導体層112上に形成されたドリフト層114と、ポリシリコンからなりドリフト層114の上方にフィールド酸化膜134を介して形成され、ゲートフィンガー形成領域及びゲートパッド形成領域に形成されたゲート引き出し配線136と、金属からなりゲートフィンガー形成領域におけるゲート引き出し配線136の上方に形成されたゲートフィンガー140と、金属からなりゲートパッド形成領域におけるゲート引き出し配線136の上方に形成され、かつ、ゲートフィンガー140と連結されたゲートパッド142とを有する。
周辺領域においては、ドリフト層114の表面にp型拡散領域132が形成されており、p型拡散領域132上にフィールド酸化膜134が形成されている。
ゲート電極層124とゲート引き出し配線136とは、不純物を含有するポリシリコンからなる抵抗体144を介して電気的に接続されている。
実施形態1に係る半導体装置100は、ベース領域116として、ストライプ状に形成された複数のベース領域を有し、p型張り出し拡散領域118として、ストライプ状に形成された複数のp型張り出し拡散領域を有し、さらにゲート電極層124として、ストライプ状に形成された複数のゲート電極層を有する。ベース領域116、p型張り出し拡散領域118、ゲート電極層124の形成ピッチは例えばそれぞれ15μmである。ベース領域116のストライプ幅は例えば9μmであり、p型張り出し拡散領域118のストライプ幅は例えば3.75μmであり、ゲート電極層124のストライプ幅(ゲート電極層124の幅)は例えば6μmである。
ここで、「ゲート電極層の幅」とは、ゲート電極層に電流が流れる方向(図1(a)における縦方向)に対して垂直かつ水平な方向(図1(a)における横方向)の長さのことをいい、「ゲート電極層の長さ」とは、ゲート電極層に電流が流れる方向(図1(a)における縦方向)の長さのことをいう。
実施形態1に係る半導体装置100は、図1に示すように、ストライプ状に形成された複数のゲート電極層124ごとに、低抵抗半導体層112と、ドリフト層114と、ベース領域116と、ソース領域120と、ゲート電極層124と、ドレイン電極層130と、ソース電極層128とで構成されたMOSFETセルが形成されている。
低抵抗半導体層112の厚さは100μm〜400μmであり、低抵抗半導体層112の不純物濃度は1×1019cm−3〜1×1020cm−3である。ドリフト層114の厚さは5μm〜50μmであり、ドリフト層114の不純物濃度は1×1014cm−3〜1×1016cm−3である。ベース領域116の深さは2μm〜2.5μmであり、ベース領域116の不純物濃度は5×1016cm−3〜1×1018cm−3である。ソース領域120の深さは0.2μm〜0.4μmであり、ソース領域120の不純物濃度は5×1019cm−3〜2×1020cm−3である。p+型張り出し拡散領域118及びp型拡散領域132の深さは2.4μm〜8.0μmであり、p+型張り出し拡散領域118及びp型拡散領域132の不純物濃度は1×1017cm−3〜3×1018cm−3である。
ゲート電極層124及びゲート引き出し配線136は、所定の濃度で不純物を含有するポリシリコンからなる。ゲート電極層124及びゲート引き出し配線136は、同一工程により形成されている。具体的には、CVD法により形成されたポリシリコン膜を形成し、当該ポリシリコン膜に対して不純物を導入することによってゲート電極層124を形成する。不純物を導入する方法としてはイオン注入法を用いる。不純物としては例えば、リンを用いることができる。このように、ゲート電極層124を構成するポリシリコンに不純物を含有させることにより、ポリシリコン中の電子数を増加させてゲート電極層124の低抵抗化を図ることができる。
ゲート電極層124の厚さは、例えば500nmである。
ゲート絶縁層122は、熱酸化法により形成され厚さが例えば100nmの二酸化珪素膜からなる。フィールド酸化膜134は、熱酸化法により形成され厚さが例えば450nmの二酸化珪素膜からなる。層間絶縁層126は、CVD法により形成され厚さが1000nmのPSG膜からなる。
ゲートフィンガー140は、ゲート引き出し配線136上に層間絶縁層126を介して形成され、層間絶縁層126に形成されたコンタクトホール138を介してゲート引き出し配線136と電気的に接続されている。
ゲートパッド142は、ゲート引き出し配線136上に層間絶縁層126を介して形成され、層間絶縁層126に形成されたコンタクトホール138を介してゲート引き出し配線136と電気的に接続されている。
抵抗体144は、セル領域における各ゲート電極層124の両端に形成されている。抵抗体144は、不純物を含有するポリシリコンからなり、抵抗体144を構成するポリシリコンの不純物濃度は、ゲート電極層124及びゲート引き出し配線136を構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低い。抵抗体144の幅は、ゲート電極層124の幅と等しい。
ここで、「抵抗体の幅」とは、抵抗体に電流が流れる方向(図1(a)における縦方向)に対して垂直かつ水平な方向(図1(a)における横方向)の長さのことをいい、「抵抗体の長さ」とは、抵抗体に電流が流れる方向(図1(a)における縦方向)の長さのことをいう。
次に、実施形態1に係る半導体装置100の等価回路について説明する。
実施形態1に係る半導体装置100は、図1(a)に示すように、複数のMOSFETセルが並列接続され、各MOSFETセルのゲート電極層124は、図1(a)及び図1(c)に示すように、抵抗体144及びゲート引き出し配線136を経由してゲートフィンガー140に電気的に接続されている。このため、各MOSFETセルのゲート電極層124は、図2に示すように、各ゲート抵抗Rg1、Rg2・・・Rgnを介してゲートフィンガー140に電気的に接続されていると考えることができる。ここで、ゲート抵抗は、ゲート電極層124、抵抗体144及びゲート引き出し配線136のポリシリコン抵抗からなる。
ゲートフィンガー140は、図2に示すように、ゲートパッド142に連結され、ゲートパッド142は、ゲート端子Gに接続されている。ゲート端子Gは、外部配線(図示せず。)を経由して制御回路(図示せず。)に接続される。ゲートフィンガー140及びゲートパッド142は金属からなるため、ポリシリコンと比較すると抵抗値がきわめて低い。
ここで、各抵抗体144の幅がゲート電極層124の幅と等しくなり、かつ、各抵抗体144を構成するポリシリコンの不純物濃度が互いに等しくなるように各抵抗体144が形成されているため、各ゲート抵抗Rg1、Rg2・・・Rgnは、互いに等しくなる
2.実施形態1に係る半導体装置の製造方法
実施形態1に係る半導体装置100は、以下に示す製造工程を有する製造方法(実施形態1に係る半導体装置の製造方法)により製造することができる。図3〜図7は、実施形態1に係る半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。図3(a―1)〜図7(c―1)は各工程図の図1(a)のx−x断面に相当する図であり、図3(a―2)〜図7(c−2)は各工程における図1(a)のy−y断面に相当する図である。
(1)半導体基板準備工程
低抵抗半導体層112を構成するシリコン基板上に、ドリフト層114を構成するシリコン層をエピタキシャル成長法により成膜させた半導体基板110を準備する。低抵抗半導体層112の厚さは例えば100μm〜400μmとし、低抵抗半導体層112の不純物濃度は1×1019cm−3〜1×1020cm−3とする。ドリフト層114の厚さは5μm〜50μmとし、ドリフト層114の不純物濃度は1×1014cm−3〜1×1016cm−3とする。
(2)p型張り出し拡散領域、p型拡散領域及びフィールド酸化膜形成工程
次に、p型張り出し拡散領域118及びp型拡散領域132に対応する領域に開口を有するマスクM1を形成し、当該マスクM1を介してドリフト層114の表面にp型不純物(例えばボロンイオン)をイオン注入することにより、ドリフト層114の表面におけるp型張り出し拡散領域118に対応する領域及びp型拡散領域132に対応する領域にp型不純物を導入する(図3(a−1)及び図3(a−2)参照。)。
次に、マスクM1を除去し、酸素ガス含有雰囲気下において、半導体基板110の熱処理を行うことによりp型不純物の活性化アニール処理を行ってp型張り出し拡散領域118及びp型拡散領域132を形成する(図3(b−1)及び図3(b−2)参照。)。p型張り出し拡散領域118及びp型拡散領域132の形成深さは2.4μm〜8.0μmとし、p型張り出し拡散領域118及びp型拡散領域132の不純物濃度はそれぞれ1×1017cm−3〜3×1018cm−3とする。なお、このとき、ドリフト層114の表面が熱酸化されて、フィールド酸化膜134が形成される。フィールド酸化膜134の厚さは例えば450nmとする。
(3)ゲート絶縁層形成工程
次に、セル領域に開口を有するマスク(図示せず。)を形成した後、フィールド酸化膜134のエッチングを行い、セル領域全域の表面と周辺領域におけるドリフト層114の表面及びp型拡散領域132の領域の表面の一部とをそれぞれ露出させる(図3(c−1)及び図3(c−2)参照。)。次に、酸素ガス含有雰囲気下において、半導体基板110の熱処理を行うことによりドリフト層114の表面を熱酸化して、セル領域にゲート絶縁層122を形成する(図4(a−1)及び図4(a−2)参照。)。ゲート絶縁層122の厚さは例えば100nmとする。
(4)ポリシリコン層形成工程
次に、CVD法により、ゲート電極層124、ゲート引き出し配線136及び抵抗体144を形成する各形成領域に同一の組成からなるポリシリコン層124’を形成する(図4(b−1)及び図4(b−2)参照。)。具体的には、フィールド酸化膜134及びゲート絶縁層122の表面上に低抵抗のポリシリコン層124’を形成する。ポリシリコン層124’の厚さは例えば500nmとする。
(5)第1不純物導入工程
その後、ポリシリコン層124’にn型不純物(例えばリンイオン)をイオン注入する(図4(c−1)及び図4(c−2)参照。)。イオン注入するn型不純物の不純物濃度は、4×1015cm−3〜8×1015cm−3とする。
次に、ゲート電極層124、ゲート引き出し配線136及び抵抗体144を形成する各形成領域にマスク(図示せず。)を形成した後、ポリシリコン層124’のエッチングを行う(図5(a−1)及び図5(a−2)参照。)。
(6)ベース領域形成工程
次に、ポリシリコン層124’及びフィールド酸化膜134をマスクとして、ゲート絶縁層122を介してドリフト層114の表面にp型不純物(例えばボロンイオン)をイオン注入することにより、ドリフト層114の表面におけるベース領域116に対応する領域にp型不純物を導入する(図5(b−1)及び図5(b−2)参照。)。
次に、半導体基板110の熱処理を行うことによりp型不純物の活性化アニール処理を行ってベース領域116を形成する(図5(c−1)及び図5(c−2)参照。)。ベース領域116の深さは2μm〜2.5μmとし、ベース領域116の不純物濃度は5×1016cm−3〜1×1018cm−3とする。
(7)第2不純物導入工程
次に、ゲート電極層124、ゲート引き出し配線136及び抵抗体144のうちゲート電極層124及びゲート引き出し配線136を形成する各形成領域におけるポリシリコン層124’に不純物を導入する。具体的には、ゲート電極層124を形成する領域、ゲート引き出し配線136を形成する領域及びソース領域120を形成する領域の各領域を除いた領域にマスクM2を形成し、当該マスクM2を介して、ポリシリコン層124’の表面及びソース領域120を形成する領域にn型不純物(例えばリンイオン)をイオン注入することにより、ポリシリコン層124’ 及びソース領域120を形成する領域にn型不純物を導入する(図6(a−1)及び図6(a−2)参照。)。イオン注入するn型不純物の不純物濃度は、3×1015cm−3〜8×1015cm−3とする。
(8)熱処理工程
次に、マスクM2を除去し、半導体基板110の第1主面側の全面にCVD法により例えば1000nmの厚さのPSGからなる層間絶縁層126を形成する(図6(b−1)及び図6(b−2)参照。)。次に、半導体基板110の熱処理を行うことによりn型不純物の活性化アニール処理を行って層間絶縁層126をアニールするとともにソース領域120、ゲート電極層124、ゲート引き出し配線136及び抵抗体144を形成する(図6(c−1)及び図6(c−2)参照。)。ソース領域120の深さは0.2μm〜0.4μmである。ソース領域120の不純物濃度及び抵抗体144を構成するポリシリコンの不純物濃度はそれぞれ5×1019cm−3〜2×1020cm−3であり、ゲート電極層124及びゲート引き出し配線136を構成するポリシリコンの不純物濃度はそれぞれ、5×1019cm−3〜2×1020cm−3である。
(9)ソース電極層、ゲートパッド及びゲートフィンガー形成工程
次に、ゲートフィンガー140及びゲートパッド142がゲート引き出し配線136とコンタクトする部分(コンタクトホール138)と、ソース電極層128がソース領域120及びベース領域116のそれぞれの領域とコンタクトする部分とにある層間絶縁層126をそれぞれ選択的に除去した後(図7(a−1)及び図7(a−2)参照。)、層間絶縁層126の上方からスパッタ法によりアルミニウムからなる金属層127を形成する(図7(b−1)及び図7(b−2)参照。)。
次に、金属層127の所定領域をエッチングにより除去して、金属層127をソース電極層128とゲートフィンガー140及びゲートパッド142に分離することにより、ソース電極層128とゲートフィンガー140及びゲートパッド142を形成する。ソース電極層128、ゲートフィンガー140及びゲートパッド142の厚さは例えば4μmとする(図7(c−1)及び図7(c−2)参照。)。
(10)ドレイン電極層形成工程
次に、半導体基板110の第2主面側の表面(低抵抗半導体層112の表面)に、Ti−Ni−Auなどの多層金属膜からなる金属膜を成膜しドレイン電極層130とする(図7(c−1)及び図7(c−2)参照。)。ドレイン電極層130の厚さは例えば多層金属膜全体にて0.5μmとする。
以上の工程を実施することにより、実施形態1に係る半導体装置100を製造することができる。
3.実施形態1に係る半導体装置100及び半導体装置の製造方法の効果
実施形態1に係る半導体装置100によれば、抵抗体144を構成するポリシリコンの不純物濃度がゲート電極層124を構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低いため、半導体装置の製造過程において抵抗体144を形成する際、ゲート電極層124よりも幅の狭い抵抗体を形成することなくゲート電極層124よりも抵抗値の高い抵抗体144を形成することが可能となる。このため、ゲート電極層124よりも幅の狭い抵抗体を精度よく製造する必要がなく、各抵抗体144の抵抗値にばらつきが生じ難くなる。その結果、各トランジスタの動作タイミングがずれたり、抵抗体の抵抗が高すぎるトランジスタの異常動作が生じたり、抵抗体の抵抗が高すぎて電流容量が小さくなり焼損が起こり易くなったりすることを抑制することが可能となる。
また、実施形態1に係る半導体装置100によれば、ゲート電極層124とゲート引き出し配線136とが抵抗体144を介して電気的に接続されているため、従来の半導体装置の場合と同様に、ゲートの充放電時定数を大きくすることで、ターンオフ時の電流の立ち下がりを緩やかにすることができる。その結果、ターンオフ時の電圧のオーバーシュート部でのdv/dtが小さく高速スイッチングによって発生するノイズを低減することが可能な半導体装置となる。
また、実施形態1に係る半導体装置100によれば、ゲート電極層124として、ストライプ状に形成された複数のゲート電極層を有するため、セル領域の電界を効果的に緩和することが可能となる。
また、実施形態1に係る半導体装置100によれば、抵抗体144の幅は、ゲート電極層124の幅と等しいため、半導体装置を製造する過程において、抵抗体144の抵抗値を調整することが容易となる。その結果、各抵抗体144の抵抗値にばらつきが生じ難くなる。
また、実施形態1に係る半導体装置100によれば、抵抗体144がセル領域に形成されていることから、ゲート電極層124の一部に抵抗体144を形成すればよく、電流経路が複雑なゲート引き出し配線136に抵抗体を形成する場合と比較して、各ゲート抵抗を互いに等しくするように抵抗体144の抵抗値を調整することが容易となる。
実施形態1に係る半導体装置の製造方法によれば、ゲート電極層124、ゲート引き出し配線136及び抵抗体144のうちゲート電極層124及びゲート引き出し配線136を形成する各形成領域におけるポリシリコン層124’に不純物を導入することから、上記した効果を有する半導体装置を製造することが可能となる。
また、実施形態1に係る半導体装置の製造方法によれば、ゲート電極層124、ゲート引き出し配線136及び抵抗体144を形成する各形成領域に同一の組成からなるポリシリコン層124’を形成し、ゲート電極層124、ゲート引き出し配線136及び抵抗体144のうちゲート電極層124及びゲート引き出し配線136を形成する各形成領域におけるポリシリコン層124’に不純物を導入することから、ゲート電極層124、ゲート引き出し配線136及び抵抗体144を並行して形成することとなる。このため、ゲート電極層124、ゲート引き出し配線136及び抵抗体144をそれぞれ形成する場合と比較して、工程数が少なくなり、高い生産性で半導体装置を製造することが可能となる。
また、実施形態1に係る半導体装置の製造方法によれば、不純物導入工程(第2不純物導入工程)においては、イオン注入することによって不純物を導入することから、ゲート電極層124及びゲート引き出し配線136を形成する各形成領域に正確に不純物を導入することが可能となる。
[実施形態2]
図8は、実施形態2に係る半導体装置100aを説明するために示す図である。図8(a)は半導体装置100aの平面図を示し、図8(b)は図8(a)のx−x断面図を示し、図8(c)は図8(a)のy−y断面図を示す。なお、図8中、符号133はp型拡散領域を示す。
実施形態2に係る半導体装置100aは、基本的には実施形態1に係る半導体装置100と同様の構成を有するが、プレーナー型の半導体装置ではなくトレンチ型の半導体装置である点が実施形態1に係る半導体装置100の場合と異なる。すなわち、実施形態2に係る半導体装置100aにおいては、図8に示すように、セル領域において、n型の低抵抗半導体層112と、低抵抗半導体層112上に形成されたn型のドリフト層114と、ドリフト層114の表面に形成されたp型のベース領域116と、ベース領域116を開口しドリフト層114に達するように形成された複数のトレンチ150と、ベース領域116内に配置されるとともに少なくとも一部をトレンチ150の内周面に露出するように形成されたn型の高濃度半導体領域(ソース領域)120と、所定の濃度で不純物を含有するポリシリコンからなり、トレンチ150の内周面にゲート絶縁層152を介してトレンチ150の内部に埋め込まれたゲート電極層154とを有する。
実施形態2に係る半導体装置100aは、セル領域において、ゲート電極層154とは層間絶縁層156を介して絶縁された状態でソース領域120及びベース領域116の表面に接して形成されたソース電極層128をさらに有する。
実施形態2に係る半導体装置100aは、ゲート電極層154とゲート引き出し配線136とは、不純物を含有するポリシリコンからなる抵抗体144aを介して電気的に接続されている。
このように、実施形態2に係る半導体装置100aは、プレーナー型の半導体装置ではなくトレンチ型の半導体装置である点が実施形態1に係る半導体装置100の場合とは異なるが、実施形態1に係る半導体装置100の場合と同様に、抵抗体144aを構成するポリシリコンの不純物濃度がゲート電極層124を構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低いため、半導体装置の製造過程において抵抗体144aを形成する際、ゲート電極層124よりも幅の狭い抵抗体を形成することなくゲート電極層124よりも抵抗値の高い抵抗体144aを形成することが可能となる。このため、ゲート電極層124よりも幅の狭い抵抗体を精度よく製造する必要がなく、各抵抗体144aの抵抗値にばらつきが生じ難くなる。その結果、各トランジスタの動作タイミングがずれたり、抵抗体の抵抗が高すぎるトランジスタの異常動作が生じたり、抵抗体の抵抗が高すぎて電流容量が小さくなり焼損が起こり易くなったりすることを抑制することが可能となる。
なお、実施形態2に係る半導体装置100aは、プレーナー型の半導体装置ではなくトレンチ型の半導体装置である点以外の点においては実施形態1に係る半導体装置100と同様の構成を有するため、実施形態1に係る半導体装置100が有する効果のうち該当する効果を有する。
[実施形態3]
図9は、実施形態3に係る半導体装置100bを説明するために示す平面図である。図9(a)は半導体装置100bの平面図を示し、図9(b)は図9(a)のx−x断面図を示し、図9(c)は図9(a)のy−y断面図を示す。
実施形態3に係る半導体装置100bは、基本的には実施形態1に係る半導体装置100と同様の構成を有するが、抵抗体が周辺領域に形成されている点が実施形態1に係る半導体装置100の場合と異なる。すなわち、実施形態3に係る半導体装置100bにおいては、図9に示すように、抵抗体144bはゲート引き出し配線136が形成されている領域の一部が抵抗体144bとなるように形成されている。
ゲート電極層124は周辺領域と接する位置まで形成されており、実施形態1におけるゲート電極層124の長さよりも長くなっている。
このように、実施形態3に係る半導体装置100bは、抵抗体が周辺領域に形成されている点が実施形態1に係る半導体装置100の場合とは異なるが、実施形態1に係る半導体装置100の場合と同様に、抵抗体144bを構成するポリシリコンの不純物濃度がゲート電極層124を構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低いため、半導体装置の製造過程において抵抗体144bを形成する際、ゲート電極層124よりも幅の狭い抵抗体を形成することなくゲート電極層124よりも抵抗値の高い抵抗体144bを形成することが可能となる。このため、ゲート電極層124よりも幅の狭い抵抗体を精度よく製造する必要がなく、各抵抗体144bの抵抗値にばらつきが生じ難くなる。その結果、各トランジスタの動作タイミングがずれたり、抵抗体の抵抗が高すぎるトランジスタの異常動作が生じたり、抵抗体の抵抗が高すぎて電流容量が小さくなり焼損が起こり易くなったりすることを抑制することが可能となる。
また、実施形態3に係る半導体装置100bによれば、抵抗体144bが周辺領域に形成されているため、セル領域を広くすることが可能となる。その結果、オン抵抗が低い半導体装置となる。
なお、実施形態3に係る半導体装置100bは、抵抗体が周辺領域に形成されている点以外の点においては実施形態1に係る半導体装置100と同様の構成を有するため、実施形態1に係る半導体装置100が有する効果のうち該当する効果を有する。
[実施形態4]
図10は、実施形態4に係る半導体装置100cを説明するために示す平面図である。
実施形態4に係る半導体装置100cは、基本的には実施形態1に係る半導体装置100と同様の構成を有するが、ゲートパッド形成領域とゲートフィンガー形成領域との間にもゲート電極層が形成されている点が実施形態1に係る半導体装置100の場合と異なる。すなわち、実施形態4に係る半導体装置100cにおいては、図10に示すようにゲートパッド形成領域におけるゲート引き出し配線とゲートフィンガー形成領域におけるゲート引き出し配線との間にもゲート電極層124cが形成されている。
ゲート電極層124cの両端にはそれぞれ抵抗体144cが形成され、ゲート電極層124cは、抵抗体144cを介してゲートパッド形成領域におけるゲート引き出し配線及びゲートフィンガー形成領域におけるゲート引き出し配線と電気的に接続されている。ゲート電極層124cはゲート電極層124と同一組成及び同一工程により形成されている。
ゲート電極層124cは、ゲートパッド形成領域がセル領域に張り出した方向(図10における右方向)と垂直な方向(図10における縦方向)に2本ずつ対称に形成されている。ゲート電極層124cは、ゲート電極層124として、ストライプ状に形成された複数のゲート電極層のそれぞれと平行である。ゲート電極層124cについての各ゲート抵抗は、ゲート電極層124についての各ゲート抵抗と等しくなるように調整されている。
具体的には、ゲート電極層124cの長さは各ゲート電極層の長さよりも短く、従って、ゲート電極層124cのポリシリコン抵抗は各ゲート電極層のポリシリコン抵抗よりも低くなる。このため、抵抗体144cの長さを抵抗体144の長さよりも長くすることによりゲート電極層124についての各ゲート抵抗が等しくなるように抵抗体144cの抵抗値が調整されている。
このように、実施形態4に係る半導体装置100cは、ゲートパッド形成領域とゲートフィンガー形成領域との間にもゲート電極層が形成されている点が実施形態1に係る半導体装置100の場合とは異なるが、実施形態1に係る半導体装置100の場合と同様に、抵抗体144,144cを構成するポリシリコンの不純物濃度がゲート電極層124,124cを構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低いため、半導体装置の製造過程において抵抗体144bを形成する際、ゲート電極層124,124cよりも幅の狭い抵抗体を形成することなくゲート電極層124,124cよりも抵抗値の高い抵抗体144,144cを形成することが可能となる。このため、ゲート電極層124,124cよりも幅の狭い抵抗体を精度よく製造する必要がなく、各抵抗体144,144cの抵抗値にばらつきが生じ難くなる。その結果、各トランジスタの動作タイミングがずれたり、抵抗体の抵抗が高すぎるトランジスタの異常動作が生じたり、抵抗体の抵抗が高すぎて電流容量が小さくなり焼損が起こり易くなったりすることを抑制することが可能となる。
なお、実施形態4に係る半導体装置100cは、ゲートパッド形成領域とゲートフィンガー形成領域との間にもゲート電極層が形成されている点以外の点においては実施形態1に係る半導体装置100と同様の構成を有するため、実施形態1に係る半導体装置100が有する効果のうち該当する効果を有する。
[実施形態5]
図11は、実施形態5に係る半導体装置100dを説明するために示す平面図である。
実施形態5に係る半導体装置100dは、基本的には実施形態1に係る半導体装置100と同様の構成を有するが、第2ゲート引き出し配線を有する点が実施形態1に係る半導体装置100の場合と異なる。すなわち、実施形態5に係る半導体装置100dにおいては、図11に示すように、ゲートパッド形成領域からゲートパッド形成領域と対向する側のゲートフィンガー形成領域まで延在し、ドリフト層114上にフィールド酸化膜134を介して形成された第2ゲート引き出し配線160をさらに有する。
第2ゲート引き出し配線160は、所定の濃度で不純物を含有するポリシリコンからなる。第2ゲート引き出し配線160は、ゲート電極層124及びゲート引き出し配線136と同一組成及び同一工程により形成されている。
実施形態5に係る半導体装置100dにおいて、ゲート電極層124は、第2ゲート引き出し配線160を挟んで対称となる位置に第2ゲート引き出し配線160と垂直になるように形成されている。ゲート電極層124は、ゲート電極層124として、ストライプ状に形成された複数のゲート電極層を有する。
ゲート電極層124は、一方端に第2抵抗体162が形成されているとともに他方端に抵抗体144が形成されている。ゲート電極層124は、一方端において第2抵抗体162を介して第2ゲート引き出し配線160と電気的に接続されており、他方端において抵抗体144を介してゲート引き出し配線136と電気的に接続されている。
第2抵抗体162は、抵抗体144と同様、不純物を含有するポリシリコンからなる。各第2抵抗体162の幅は、各ゲート電極層124の幅と等しく、各第2抵抗体162の長さは、互いに等しい。第2抵抗体162は、抵抗体144と同一組成及び同一工程により形成されている。
実施形態5に係る半導体装置100dにおいては、第2抵抗体162からゲートフィンガー140又はゲートパッド142までの距離が長いほど、第2抵抗体162の抵抗値は低くなるように形成されている。そのため、各第2抵抗体162のうち、ゲートフィンガー140又はゲートパッド142に最も近い第2抵抗体(例えば第2抵抗体162a)の抵抗値は、各第2抵抗体のうち、ゲートフィンガー140又はゲートパッド142から最も遠い第2抵抗体(例えば第2抵抗体162b)の抵抗値よりも高くなるように形成されている。
具体的には、第2抵抗体162を構成するポリシリコンの不純物濃度は、ゲートフィンガー140又はゲートパッド142までの距離が長いほど高くなるように第2抵抗体162が形成されている。このため、各第2抵抗体162のうち、ゲートフィンガー140又はゲートパッド142に最も近い第2抵抗体(例えば第2抵抗体162a)を構成するポリシリコンの不純物濃度は、各第2抵抗体162のうち、ゲートフィンガー140又はゲートパッド142から最も遠い第2抵抗体(例えば第2抵抗体162b)を構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低くなるように形成されている。
このような半導体装置100dを製造する実施形態5に係る半導体装置の製造方法は、基本的には実施形態1に係る半導体装置の製造方法と同様の工程を有するが、ポリシリコン層形成工程において、ゲート電極層124、ゲート引き出し配線136、第2ゲート引き出し配線160、抵抗体144及び第2抵抗体162を形成する各形成領域に同一の組成からなるポリシリコン層を形成し、第2不純物導入工程においては、ゲート電極層124、ゲート引き出し配線136、第2ゲート引き出し配線160、抵抗体144及び第2抵抗体162のうちゲート電極層124、ゲート引き出し配線136及び第2ゲート引き出し配線160を形成する各形成領域におけるポリシリコン層に不純物を導入する点が実施形態1に係る半導体装置の製造方法の場合と異なる。
第2不純物導入工程においては、ゲート電極層124、ゲート引き出し配線136及び第2ゲート引き出し配線160を形成する形成領域以外の領域にマスクを形成し、ポリシリコン層の表面にn型不純物(例えばリンイオン)をさらにイオン注入して、ポリシリコン層にn型不純物をさらに導入する。
第2不純物導入工程においては、第2抵抗体162を構成するポリシリコンの不純物濃度がゲートフィンガー140又はゲートパッド142までの距離が長いほど低くなるようにn型不純物(例えばリンイオン)をイオン注入する。具体的には、第2抵抗体162を形成する形成領域上に、ゲートフィンガー140又はゲートパッド142までの距離が長いほど厚さが薄くなるようにマスクを形成してイオン注入する。なお、ポリシリコンの不純物濃度を調整する方法は、イオン注入の他にもゲートフィンガー140又はゲートパッド142までの距離が短いほどイオン注入の回数を多くする等、適宜の方法で実施することができる。
このように、実施形態5に係る半導体装置100dは、第2ゲート引き出し配線を有する点が実施形態1に係る半導体装置100の場合とは異なるが、実施形態1に係る半導体装置100の場合と同様に、抵抗体144を構成するポリシリコンの不純物濃度がゲート電極層124を構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低いため、半導体装置の製造過程において抵抗体144を形成する際、ゲート電極層124よりも幅の狭い抵抗体を形成することなくゲート電極層124よりも抵抗値の高い抵抗体144を形成することが可能となる。このため、ゲート電極層124よりも幅の狭い抵抗体を精度よく製造する必要がなく、各抵抗体144の抵抗値にばらつきが生じ難くなる。その結果、各トランジスタの動作タイミングがずれたり、抵抗体の抵抗が高すぎるトランジスタの異常動作が生じたり、抵抗体の抵抗が高すぎて電流容量が小さくなり焼損が起こり易くなったりすることを抑制することが可能となる。
また、実施形態5に係る半導体装置100dによれば、第2抵抗体162を構成するポリシリコンの不純物濃度がゲート電極層124を構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低いため、半導体装置の製造過程において第2抵抗体162を形成する際、ゲート電極層124よりも幅の狭い抵抗体を形成することなくゲート電極層124よりも抵抗値の高い第2抵抗体162を形成することが可能となる。このため、ゲート電極層124よりも幅の狭い抵抗体を精度よく製造する必要がなく、各第2抵抗体162の抵抗値にばらつきが生じ難くなる。その結果、各トランジスタの動作タイミングがずれたり、第2抵抗体の抵抗が高すぎるトランジスタの異常動作が生じたり、第2抵抗体の抵抗が高すぎて電流容量が小さくなり焼損が起こり易くなったりすることを抑制することが可能となる。
また、実施形態5に係る半導体装置100dによれば、第2ゲート引き出し配線を有し、ゲート電極層124は、一方端において第2抵抗体162を介して第2ゲート引き出し配線160と電気的に接続されており、他方端において抵抗体144を介してゲート引き出し配線136と電気的に接続されていることから、各ゲート電極層124の長さが短くなり、ゲート電極層124のポリシリコン抵抗を低くすることが可能となる。このため、トランジスタが安定して動作しやすく、各ゲート電極層124を構成要素に含む各トランジスタの動作タイミングを制御しやすい半導体装置となる。
また、実施形態5に係る半導体装置100dによれば、第2抵抗体162のうち、ゲートフィンガー140又はゲートパッド142に最も近い第2抵抗体162aの抵抗値は、各第2抵抗体162のうち、ゲートフィンガー140又はゲートパッド142に最も遠い第2抵抗体162bの抵抗値よりも高いことから、各ゲート抵抗がそれぞれ等しい半導体装置となる。その結果、各セルのスイッチング速度を揃えることが可能となり、ノイズの発生を低減できる半導体装置となる。
また、実施形態5に係る半導体装置100dによれば、第2抵抗体162の幅は、ゲート電極層124の幅と等しいため、第2抵抗体162の抵抗値を調整しやすくなる。その結果、各第2抵抗体162の抵抗値にばらつきが生じ難くなる。
また、実施形態5に係る半導体装置100dによれば、第2抵抗体162のうち、ゲートフィンガー140又はゲートパッド142に最も近い第2抵抗体162aを構成するポリシリコンの不純物濃度は、各第2抵抗体162のうち、ゲートフィンガー140又はゲートパッド142に最も遠い第2抵抗体162bを構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低いことから、各ゲート抵抗がそれぞれ等しい半導体装置となる。その結果、各セルのスイッチング速度を揃えることが可能となり、高速スイッチングによって発生するノイズを低減することが可能な半導体装置となる。
実施形態5に係る半導体装置の製造方法によれば、ゲート電極層124、ゲート引き出し配線136、第2ゲート引き出し配線160、抵抗体144及び第2抵抗体162のうちゲート電極層124、ゲート引き出し配線136及び第2ゲート引き出し配線160を形成する各形成領域におけるポリシリコン層に不純物を導入することから、上記した効果を有する半導体装置を製造することが可能となる。
また、実施形態5に係る半導体装置の製造方法によれば、ゲート電極層124、ゲート引き出し配線136、第2ゲート引き出し配線160、抵抗体144及び第2抵抗体162を形成する各形成領域に同一の組成からなるポリシリコン層を形成し、ゲート電極層124、ゲート引き出し配線136、第2ゲート引き出し配線160、抵抗体144及び第2抵抗体162のうちゲート電極層124、ゲート引き出し配線136及び第2ゲート引き出し配線160を形成する各形成領域におけるポリシリコン層に不純物を導入することから、ゲート電極層124、ゲート引き出し配線136、抵抗体144及び第2抵抗体162を並行して形成することとなる。このため、ゲート電極層124、ゲート引き出し配線136、抵抗体144及び第2抵抗体162をそれぞれ形成する場合と比較して、工程数が少なくなり、高い生産性で半導体装置を製造することが可能となる。
なお、実施形態5に係る半導体装置100dは、第2ゲート引き出し配線を有する点以外の点においては実施形態1に係る半導体装置100と同様の構成を有するため、実施形態1に係る半導体装置100が有する効果のうち該当する効果を有する。
[実施形態6]
図12は、実施形態6に係る半導体装置100eを説明するために示す平面図である。
実施形態6に係る半導体装置100eは、基本的には実施形態5に係る半導体装置100dと同様の構成を有するが、各抵抗体の長さが異なる点が実施形態5に係る半導体装置100dの場合と異なる。すなわち、実施形態6に係る半導体装置100eにおいては、図12に示すように、第2抵抗体162のうち、ゲートフィンガー140又はゲートパッド142に最も近い第2抵抗体162aの長さは、各第2抵抗体162のうち、ゲートフィンガー140又はゲートパッド142に最も遠い第2抵抗体162bの長さよりも長くなるように形成されている。
実施形態6に係る半導体装置100eにおいて、第2抵抗体162を構成するポリシリコンの不純物濃度は、それぞれ等しい。
このように、実施形態6に係る半導体装置100eは、抵抗体の長さが異なる点が実施形態5に係る半導体装置100dの場合とは異なるが、実施形態5に係る半導体装置100dの場合と同様に、抵抗体144を構成するポリシリコンの不純物濃度がゲート電極層124を構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低いため、半導体装置の製造過程において抵抗体144を形成する際、ゲート電極層124よりも幅の狭い抵抗体を形成することなくゲート電極層124よりも抵抗値の高い抵抗体144を形成することが可能となる。このため、ゲート電極層124よりも幅の狭い抵抗体を精度よく製造する必要がなく、各抵抗体144の抵抗値にばらつきが生じ難くなる。その結果、各トランジスタの動作タイミングがずれたり、抵抗体の抵抗が高すぎるトランジスタの異常動作が生じたり、抵抗体の抵抗が高すぎて電流容量が小さくなり焼損が起こり易くなったりすることを抑制することが可能となる。
なお、実施形態6に係る半導体装置100eは、各抵抗体の長さが異なる点以外の点においては実施形態5に係る半導体装置100dと同様の構成を有するため、実施形態5に係る半導体装置100dが有する効果のうち該当する効果を有する。
[実施形態7]
図13は、実施形態7に係る半導体装置100fを説明するために示す平面図である。
実施形態7に係る半導体装置100fは、基本的には実施形態6に係る半導体装置100eと同様の構成を有するが、第2抵抗体がゲートパッド形成領域からゲートパッド形成領域と対向する側のゲートフィンガー形成領域まで延在している領域(以下「横断領域」という。)に形成されている点が実施形態6に係る半導体装置100eの場合と異なる。すなわち、実施形態6に係る半導体装置100eにおいては、図13に示すように、横断領域上に第2ゲート引き出し配線160fと第2抵抗体162fとが形成されている。
第2抵抗体162fは、横断領域におけるゲート電極層124と接している側の2辺に沿ってそれぞれ形成されている。第2抵抗体162fは、ゲートフィンガー140又はゲートパッド142に最も近い部分の長さが最も長く、ゲートフィンガー140又はゲートパッド142に最も遠い部分の長さが最も短くなるような階段状になるように一体化された形状をしている。
なお、第2ゲート引き出し配線160fの幅はゲート電極層124の幅よりも長いため、第2ゲート引き出し配線160fを製造する際に精度よく製造することが可能で、第2ゲート引き出し配線160fの幅のばらつきが生じ難い。従って、第2ゲート引き出し配線160fの抵抗値のばらつきは生じ難い。
このように、実施形態7に係る半導体装置100fは、第2抵抗体が横断領域に形成されている点が実施形態6に係る半導体装置100eの場合とは異なるが、実施形態6に係る半導体装置100eの場合と同様に、抵抗体144を構成するポリシリコンの不純物濃度がゲート電極層124を構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低いため、半導体装置の製造過程において抵抗体144を形成する際、ゲート電極層124よりも幅の狭い抵抗体を形成することなくゲート電極層124よりも抵抗値の高い抵抗体144を形成することが可能となる。このため、ゲート電極層124よりも幅の狭い抵抗体を精度よく製造する必要がなく、各抵抗体144の抵抗値にばらつきが生じ難くなる。その結果、各トランジスタの動作タイミングがずれたり、抵抗体の抵抗が高すぎるトランジスタの異常動作が生じたり、抵抗体の抵抗が高すぎて電流容量が小さくなり焼損が起こり易くなったりすることを抑制することが可能となる。
また、実施形態7に係る半導体装置100fによれば、第2抵抗体162が横断領域に形成されていることから、セル領域において、セルとして活用できる領域を広くすることが可能となる。その結果、オン抵抗が低い半導体装置となる。
なお、実施形態7に係る半導体装置100fは、第2抵抗体が横断領域に形成されている点以外の点においては実施形態6に係る半導体装置100eと同様の構成を有するため、実施形態6に係る半導体装置100eが有する効果のうち該当する効果を有する。
[実施形態8]
図14は、実施形態8に係る半導体装置100gを説明するために示す平面図である。
実施形態8に係る半導体装置100gは、基本的には実施形態5に係る半導体装置100dと同様の構成を有するが、ゲートパッド形成領域とゲートフィンガー形成領域との間にもゲート電極層が形成されている点が実施形態5に係る半導体装置100dの場合と異なる。すなわち、実施形態8に係る半導体装置100gにおいては、図14に示すように、ゲートパッド形成領域におけるゲート引き出し配線及びゲートフィンガー形成領域におけるゲート引き出し配線とそれぞれ抵抗体144cを介して電気的に接続されているゲート電極層124cが形成されている。
ゲート電極層124cは、ゲートパッド形成領域がセル領域に張り出した方向と垂直な方向に2本ずつ形成されている。ゲート電極層124cは、複数のゲート電極層124のそれぞれと平行である。ゲート電極層124cの長さは各ゲート電極層の長さよりも短く、従って、ゲート電極層124cのポリシリコン抵抗は各ゲート電極層のポリシリコン抵抗よりも低くなる。このため、抵抗体144cの長さをどの各抵抗体144又は第2抵抗体162の長さよりも長くすることによりゲート電極層124についての各ゲート抵抗と等しくなるように抵抗体144cの抵抗値が調整されている。
このように、実施形態8に係る半導体装置100gは、ゲートパッド形成領域とゲートフィンガー形成領域との間にもゲート電極層が形成されている点が実施形態5に係る半導体装置100dの場合とは異なるが、実施形態5に係る半導体装置100dの場合と同様に、抵抗体144,144cを構成するポリシリコンの不純物濃度がゲート電極層124,124cを構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低いため、半導体装置の製造過程において抵抗体144,144cを形成する際、ゲート電極層124,124cよりも幅の狭い抵抗体を形成することなくゲート電極層124,124cよりも抵抗値の高い抵抗体144,144cを形成することが可能となる。このため、ゲート電極層124,124cよりも幅の狭い抵抗体を精度よく製造する必要がなく、各抵抗体144,144cの抵抗値にばらつきが生じ難くなる。その結果、各トランジスタの動作タイミングがずれたり、抵抗体の抵抗が高すぎるトランジスタの異常動作が生じたり、抵抗体の抵抗が高すぎて電流容量が小さくなり焼損が起こり易くなったりすることを抑制することが可能となる。
なお、実施形態8に係る半導体装置100gは、ゲートパッド形成領域とゲートフィンガー形成領域との間にもゲート電極層が形成されている点以外の点においては実施形態5に係る半導体装置100dと同様の構成を有するため、実施形態5に係る半導体装置100dが有する効果のうち該当する効果を有する。
[実施形態9]
図15は、実施形態9に係る半導体装置100hを説明するために示す平面図である。
実施形態9に係る半導体装置100hは、基本的には実施形態5に係る半導体装置100dと同様の構成を有するが、第2ゲートフィンガーを有する点が実施形態5に係る半導体装置100dの場合と異なる。すなわち、実施形態9に係る半導体装置100hにおいては、図15に示すように、金属からなり、第2ゲート引き出し配線160上に形成され、かつ、ゲートフィンガー140及びゲートパッド142と連結された第2ゲートフィンガー164を有する。
第2ゲートフィンガー164は、第2ゲート引き出し配線160上に途切れることなく形成されているため、各第2抵抗体162から第2ゲートフィンガー164までの距離が等しくなる。このため、抵抗体144及び第2抵抗体162の抵抗値はそれぞれ等しくすることによって各ゲート電極層124についてのゲート抵抗を等しくすることが可能となる。具体的には、抵抗体144及び第2抵抗体162の長さがそれぞれ等しくなり、かつ、抵抗体144及び第2抵抗体162を構成するポリシリコンの不純物濃度がそれぞれ等しくなるように抵抗体144及び第2抵抗体162が形成されている。
なお、実施形態9に係る半導体装置100hにおいてはソース領域が分断されているため、それぞれのソース領域をワイヤボンディング等で接続することで同電位とすることができる。
このように、実施形態9に係る半導体装置100hは、第2ゲートフィンガーを有する点が実施形態5に係る半導体装置100dの場合とは異なるが、実施形態5に係る半導体装置100dの場合と同様に、抵抗体144を構成するポリシリコンの不純物濃度がゲート電極層124を構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低いため、半導体装置の製造過程において抵抗体144を形成する際、ゲート電極層124よりも幅の狭い抵抗体を形成することなくゲート電極層124よりも抵抗値の高い抵抗体144を形成することが可能となる。このため、ゲート電極層124よりも幅の狭い抵抗体を精度よく製造する必要がなく、各抵抗体144の抵抗値にばらつきが生じ難くなる。その結果、各トランジスタの動作タイミングがずれたり、抵抗体の抵抗が高すぎるトランジスタの異常動作が生じたり、抵抗体の抵抗が高すぎて電流容量が小さくなり焼損が起こり易くなったりすることを抑制することが可能となる。
また、実施形態9に係る半導体装置100hによれば、第2ゲートフィンガー164がポリシリコンと比較すると抵抗値がきわめて低い金属からなり、さらに、各第2抵抗体162から第2ゲートフィンガー164までの距離がそれぞれ等しくなることから、各ゲート抵抗にばらつきが生じ難くなる。その結果、各トランジスタの動作タイミングがずれたり、抵抗体の抵抗が高すぎるトランジスタの異常動作が生じたり、抵抗体の抵抗が高すぎて電流容量が小さくなり焼損が起こり易くなったりすることをより一層抑制することが可能となる。
なお、実施形態9に係る半導体装置100hは、第2ゲートフィンガーを有する点以外の点においては実施形態5に係る半導体装置100dと同様の構成を有するため、実施形態5に係る半導体装置100dが有する効果のうち該当する効果を有する。
[実施形態10]
図16は、実施形態10に係る半導体装置100iを説明するために示す平面図である。
実施形態10に係る半導体装置100iは、基本的には実施形態9に係る半導体装置100hと同様の構成を有するが、第2ゲートフィンガーの構成が実施形態9に係る半導体装置100hの場合と異なる。すなわち、実施形態10に係る半導体装置100iにおいて第2ゲートフィンガーは、図16に示すように、ゲートパッド142側から延在している第2ゲートフィンガー164aと、ゲートフィンガー140側から延在している第2ゲートフィンガー164bとに分断されている。
実施形態10に係る半導体装置100iにおいては、各第2抵抗体162から第2ゲートフィンガー(第2ゲートフィンガー164a又は第2ゲートフィンガー164b)までの距離が長いほど、各第2抵抗体162の抵抗値は低くなっている。そのため、各第2抵抗体162のうち、第2ゲートフィンガーに最も近い第2抵抗体162aの抵抗値は、各第2抵抗体162のうち、第2ゲートフィンガーから最も遠い第2抵抗体162bの抵抗値よりも高い。
具体的には、各第2抵抗体162から第2ゲートフィンガー(第2ゲートフィンガー164a又は第2ゲートフィンガー164b)までの距離が長いほど、各第2抵抗体162の長さは短くなっている。そのため、各第2抵抗体162のうち、第2ゲートフィンガーに最も近い第2抵抗体162aの長さは、各第2抵抗体のうち、第2ゲートフィンガーから最も遠い第2抵抗体162bの長さよりも長い。
このように、実施形態10に係る半導体装置100iは、第2ゲートフィンガーの構成が実施形態9に係る半導体装置100hの場合とは異なるが、実施形態9に係る半導体装置100hの場合と同様に、抵抗体144を構成するポリシリコンの不純物濃度がゲート電極層124を構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低いため、半導体装置の製造過程において抵抗体144を形成する際、ゲート電極層124よりも幅の狭い抵抗体を形成することなくゲート電極層124よりも抵抗値の高い抵抗体144を形成することが可能となる。このため、ゲート電極層124よりも幅の狭い抵抗体を精度よく製造する必要がなく、各抵抗体144の抵抗値にばらつきが生じ難くなる。その結果、各トランジスタの動作タイミングがずれたり、抵抗体の抵抗が高すぎるトランジスタの異常動作が生じたり、抵抗体の抵抗が高すぎて電流容量が小さくなり焼損が起こり易くなったりすることを抑制することが可能となる。
なお、実施形態10に係る半導体装置100iは、第2ゲートフィンガーの構成以外の点においては実施形態9に係る半導体装置100hと同様の構成を有するため、実施形態9に係る半導体装置100hが有する効果のうち該当する効果を有する。
[実施形態11及び12]
図17は、実施形態11に係る半導体装置200を説明するために示す図である。図17(a)は半導体装置200の平面図を示し、図17(b)は図17(a)のx−x断面図を示し、図17(c)は図17(a)のy−y断面図を示す。図18は、実施形態12に係る半導体装置200aを説明するために示す図である。図18(a)は半導体装置200aの平面図を示し、図18(b)は図18(a)のx−x断面図を示し、図18(c)は図18(a)のy−y断面図を示す。なお、図17(a)及び図18(a)においては、層間絶縁層226及びエミッタ電極層228の図示は省略している。また、図18中、符号233はp型拡散領域を示す。
実施形態11に係る半導体装置200及び実施形態12に係る半導体装置200aは、基本的には実施形態1に係る半導体装置100と同様の構成を有するが、IGBTである点が実施形態1に係る半導体装置100の場合と異なる。すなわち、実施形態11に係る半導体装置200は、図17に示すように、プレーナー型のIGBTであり、実施形態12に係る半導体装置200aは、図18に示すように、トレンチ型のIGBTである。
このように、実施形態11に係る半導体装置200及び実施形態12に係る半導体装置200aは、IGBTである点が実施形態1に係る半導体装置100の場合とは異なるが、実施形態1に係る半導体装置100の場合と同様に、抵抗体244を構成するポリシリコンの不純物濃度がゲート電極層224を構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低いため、半導体装置の製造過程において抵抗体244を形成する際、ゲート電極層224よりも幅の狭い抵抗体を形成することなくゲート電極層224よりも抵抗値の高い抵抗体244を形成することが可能となる。このため、ゲート電極層224よりも幅の狭い抵抗体を精度よく製造する必要がなく、各抵抗体244の抵抗値にばらつきが生じ難くなる。その結果、各トランジスタの動作タイミングがずれたり、抵抗体の抵抗が高すぎるトランジスタの異常動作が生じたり、抵抗体の抵抗が高すぎて電流容量が小さくなり焼損が起こり易くなったりすることを抑制することが可能となる。
なお、実施形態11に係る半導体装置200及び実施形態12に係る半導体装置200aは、IGBTである点以外の点においては実施形態1に係る半導体装置100と同様の構成を有するため、実施形態1に係る半導体装置100が有する効果のうち該当する効果を有する。
[試験例]
試験例は、本発明の半導体装置が、高速スイッチングによって発生するノイズを低減することが可能であることを明らかにするための試験例である。
図19は、試験例の結果を示すグラフである。なお、図19において電界強度レベルの値は対数値である。
1.試料の作製
(1)試料1(実施例)
実施形態1に係る半導体装置100と同様の構成の半導体装置をスイッチング電源に搭載し、これを試料1とした。
(2)試料2(比較例)
ゲート電極層とゲート引き出し配線とが抵抗体を介することなく電気的に接続された半導体装置をスイッチング電源に搭載し、これを試料2とした。
2.試験の方法
試験は、上記した試料1及び試料2をそれぞれ245Vの入力電圧でスイッチングをして、その際に発生するノイズの電界強度レベルをノイズ測定装置を用いて測定することにより行った。なお、測定したノイズの周波数帯は40MHzから110MHzの範囲内である。
3.試験の結果
測定結果を図19に示す。その結果、図19からも分かるように、試料1の電界強度レベルが試料2の電界強度レベルよりも低い状態となっていることが分かった。その結果、本発明の半導体装置が、高速スイッチングによって発生するノイズを低減することが可能であることが明らかになった。
以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。
(1)上記各実施形態及び図面において記載した各構成要素の個数、材質及び形状は例示であり、本発明の効果を損なわない範囲において変更することが可能である。
(2)上記各実施形態においては、第1不純物導入工程において、ポリシリコン層を形成した後に不純物を導入した場合を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、あらかじめ不純物を含有したポリシリコンを形成した場合であっても本発明を適用可能である。
(3)上記各実施形態においては、第1不純物導入工程において、ポリシリコン層を形成した後にイオン注入によって不純物を導入した場合を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、デポジションによって不純物を導入した場合であっても本発明を適用可能である。
(4)上記実施形態1,2,4〜6及び8〜12においては、ゲート電極層124の幅と抵抗体144の幅とが等しい場合を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ゲート電極層の幅よりも抵抗体の幅が長い場合であっても本発明を適用可能である。
(5)上記各実施形態においては、ゲートフィンガー140及びゲートパッド142がゲート引き出し配線136上にゲート絶縁層122を介して形成された場合を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ゲートフィンガー140又は(及び)ゲートパッド142がゲート引き出し配線136上に直接形成されている場合であっても本発明を適用可能である。
(6)上記各実施形態においては、ゲートフィンガー(又は第2ゲートフィンガー)が金属からなる場合を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ゲートフィンガー(又は第2ゲートフィンガー)がポリシリコン等の導電体で形成されている場合であっても本発明を適用可能である。なお、導電体の内部抵抗が高い場合には、ゲート抵抗を揃えるために抵抗体144(及び第2抵抗体162)の長さや不純物濃度を変えることが好ましい。
(7)上記実施形態4及び8においては、抵抗体144cの長さを調整した場合を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、抵抗体144cの不純物濃度を調整した場合であっても本発明を適用可能である。
100、100a、100b、100c、100d、100e、100f、100g、100h、100i、200、200a…半導体装置、110,210…半導体基板、112,212…低抵抗半導体層、114,214…ドリフト層、116,216…ベース領域、118…p+型張り出し拡散領域、120,220…ソース領域、122,222…ゲート絶縁層、124,124c,224…ゲート電極層、124’…ポリシリコン層、126,226…層間絶縁層、127…金属層、128…ソース電極層、130…ドレイン電極層、132,232…p型拡散領域、133,233…p型拡散領域、134,234…フィールド酸化膜、136,236…ゲート引き出し配線、138,238…コンタクトホール、140,240…ゲートフィンガー、142,242…ゲートパッド、144,144a,144b,144c,244,244a…抵抗体、150,250…トレンチ、152,252…ゲート絶縁層、154,254…ゲート電極層、156,256…層間絶縁層、160、160f…第2ゲート引き出し配線、162,162a,162b,162f…第2抵抗体、164,164a,164b…第2ゲートフィンガー、220…エミッタ領域、228…エミッタ電極層、230…コレクタ電極層

Claims (18)

  1. 第1導電型又は第2導電型の低抵抗半導体層と第1導電型のドリフト層とが積層された半導体基板に画定されたセル領域と、前記セル領域を取り囲むゲートフィンガー形成領域及び前記セル領域に張り出したゲートパッド形成領域を含む周辺領域とを備える半導体装置であって、
    前記半導体装置は、
    前記セル領域において、
    前記低抵抗半導体層と、
    前記低抵抗半導体層上に形成された第1導電型の前記ドリフト層と、
    前記ドリフト層の表面に形成された第2導電型のベース領域と、
    前記ベース領域の表面に形成された第1導電型の高濃度半導体領域と、
    ポリシリコンからなり、前記ドリフト層と前記高濃度半導体領域とに挟まれた前記ベース領域上においてゲート絶縁層を介して形成されたゲート電極層とを有し、
    前記周辺領域において、
    前記低抵抗半導体層と、
    前記低抵抗半導体層上に形成された前記ドリフト層と、
    ポリシリコンからなり、前記ドリフト層の上方にフィールド酸化膜を介して前記ゲートフィンガー形成領域及び前記ゲートパッド形成領域に形成されたゲート引き出し配線と、
    金属からなり、前記ゲートフィンガー形成領域における前記ゲート引き出し配線の上方に形成されたゲートフィンガーと、
    金属からなり、前記ゲートパッド形成領域における前記ゲート引き出し配線の上方に形成され、かつ、前記ゲートフィンガーと連結されたゲートパッドとを有し、
    前記ゲート電極層と前記ゲート引き出し配線とは、不純物を含有するポリシリコンからなる抵抗体を介して電気的に接続され、
    前記抵抗体を構成するポリシリコンの不純物濃度は、前記ゲート電極層を構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低く、
    前記抵抗体の幅は、前記ゲート電極層の幅と等しいことを特徴とする半導体装置
  2. 第1導電型又は第2導電型の低抵抗半導体層と第1導電型のドリフト層とが積層された半導体基板に画定されたセル領域と、前記セル領域を取り囲むゲートフィンガー形成領域及び前記セル領域に張り出したゲートパッド形成領域を含む周辺領域とを備える半導体装置であって、
    前記半導体装置は、
    前記セル領域において、
    第1導電型又は第2導電型の前記低抵抗半導体層と、
    前記低抵抗半導体層上に形成された第1導電型の前記ドリフト層と、
    前記ドリフト層の表面に形成された第2導電型のベース領域と、
    前記ベース領域を開口し前記ドリフト層に達するように形成された複数のトレンチと、
    前記ベース領域内に配置されるとともに少なくとも一部を前記トレンチの内周面に露出するように形成された第1導電型の高濃度半導体領域と、
    所定の濃度で不純物を含有するポリシリコンからなり、前記トレンチの内周面にゲート絶縁層を介して前記トレンチの内部に埋め込まれたゲート電極層とを有し、
    前記周辺領域において、
    前記低抵抗半導体層と、
    前記低抵抗半導体層上に形成された前記ドリフト層と、
    ポリシリコンからなり、前記ドリフト層の上方にフィールド酸化膜を介して前記ゲートフィンガー形成領域及び前記ゲートパッド形成領域に形成されたゲート引き出し配線と、
    金属からなり、前記ゲートフィンガー形成領域における前記ゲート引き出し配線の上方に形成されたゲートフィンガーと、
    金属からなり、前記ゲートパッド形成領域における前記ゲート引き出し配線の上方に形成され、かつ、前記ゲートフィンガーと連結されたゲートパッドとを有し、
    前記ゲート電極層と前記ゲート引き出し配線とは、不純物を含有するポリシリコンからなる抵抗体を介して電気的に接続され、
    前記抵抗体を構成するポリシリコンの不純物濃度は、前記ゲート電極層を構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低く、
    前記抵抗体の幅は、前記ゲート電極層の幅と等しいことを特徴とする半導体装置
  3. 請求項1又は2に記載の半導体装置において、
    前記ゲート電極層として、ストライプ状に形成された複数のゲート電極層を有することを特徴とする半導体装置。
  4. 請求項1又は2に記載の半導体装置において、
    所定の濃度で不純物を含有するポリシリコンからなり、前記ゲートパッド形成領域から前記ゲートパッド形成領域と対向する側の前記ゲートフィンガー形成領域まで延在し、前記ドリフト層上にフィールド酸化膜を介して形成された第2ゲート引き出し配線をさらに有し、
    前記ゲート電極層と前記第2ゲート引き出し配線とは、不純物を含有するポリシリコンからなる第2抵抗体を介して電気的に接続され、
    前記第2抵抗体を構成するポリシリコンの不純物濃度は、前記ゲート電極層を構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低いことを特徴とする半導体装置。
  5. 請求項4に記載の半導体装置において、
    前記ゲート電極層として、ストライプ状に形成された複数のゲート電極層を有し、
    各ゲート電極層の一方端に前記第2抵抗体がそれぞれ形成され、
    各第2抵抗体のうち、前記ゲートフィンガー又は前記ゲートパッドに最も近い第2抵抗体の抵抗値は、前記各第2抵抗体のうち、前記ゲートフィンガー又は前記ゲートパッドに最も遠い第2抵抗体の抵抗値よりも高いことを特徴とする半導体装置。
  6. 請求項5に記載の半導体装置において、
    各第2抵抗体のうち、前記ゲートフィンガー又は前記ゲートパッドに最も近い第2抵抗体の長さは、各第2抵抗体のうち、前記ゲートフィンガー又は前記ゲートパッドに最も遠い第2抵抗体の長さよりも長いことを特徴とする半導体装置。
  7. 請求項5に記載の半導体装置において、
    各第2抵抗体のうち、前記ゲートフィンガー又は前記ゲートパッドに最も近い第2抵抗体を構成するポリシリコンの不純物濃度は、各第2抵抗体のうち、前記ゲートフィンガー又は前記ゲートパッドに最も遠い第2抵抗体を構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低いことを特徴とする半導体装置。
  8. 請求項4に記載の半導体装置において、
    金属からなり、前記第2ゲート引き出し配線上に形成され、かつ、前記ゲートフィンガー及び前記ゲートパッドと連結された第2ゲートフィンガーを有することを特徴とする半導体装置。
  9. 請求項4〜8のいずれかに記載の半導体装置において、
    前記第2抵抗体の幅は、前記ゲート電極層の幅と等しいことを特徴とする半導体装置。
  10. 請求項1〜のいずれかに記載の半導体装置において、
    前記抵抗体は、前記周辺領域に形成されていることを特徴とする半導体装置。
  11. 請求項1〜のいずれかに記載の半導体装置において、
    前記抵抗体は、前記セル領域に形成されていることを特徴とする半導体装置。
  12. 第1導電型又は第2導電型の低抵抗半導体層と第1導電型のドリフト層とが積層された半導体基板に画定されたセル領域と、前記セル領域を取り囲むゲートフィンガー形成領域及び前記セル領域に張り出したゲートパッド形成領域を含む周辺領域とを備える半導体装置であって、
    前記半導体装置は、
    前記セル領域において、
    前記低抵抗半導体層と、
    前記低抵抗半導体層上に形成された第1導電型の前記ドリフト層と、
    前記ドリフト層の表面に形成された第2導電型のベース領域と、
    前記ベース領域の表面に形成された第1導電型の高濃度半導体領域と、
    ポリシリコンからなり、前記ドリフト層と前記高濃度半導体領域とに挟まれた前記ベース領域上においてゲート絶縁層を介して形成されたゲート電極層とを有し、
    前記周辺領域において、
    前記低抵抗半導体層と、
    前記低抵抗半導体層上に形成された前記ドリフト層と、
    ポリシリコンからなり、前記ドリフト層の上方にフィールド酸化膜を介して前記ゲートフィンガー形成領域及び前記ゲートパッド形成領域に形成されたゲート引き出し配線と、
    金属からなり、前記ゲートフィンガー形成領域における前記ゲート引き出し配線の上方に形成されたゲートフィンガーと、
    金属からなり、前記ゲートパッド形成領域における前記ゲート引き出し配線の上方に形成され、かつ、前記ゲートフィンガーと連結されたゲートパッドとを有し、
    前記ゲート電極層と前記ゲート引き出し配線とは、不純物を含有するポリシリコンからなる抵抗体を介して電気的に接続され、
    前記抵抗体を構成するポリシリコンの不純物濃度は、前記ゲート電極層を構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低く、
    前記半導体装置は、所定の濃度で不純物を含有するポリシリコンからなり、前記ゲートパッド形成領域から前記ゲートパッド形成領域と対向する側の前記ゲートフィンガー形成領域まで延在し、前記ドリフト層上にフィールド酸化膜を介して形成された第2ゲート引き出し配線をさらに有し、
    前記ゲート電極層と前記第2ゲート引き出し配線とは、不純物を含有するポリシリコンからなる第2抵抗体を介して電気的に接続され、
    前記第2抵抗体を構成するポリシリコンの不純物濃度は、前記ゲート電極層を構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低く、
    前記第2抵抗体の幅は、前記ゲート電極層の幅と等しいことを特徴とする半導体装置。
  13. 第1導電型又は第2導電型の低抵抗半導体層と第1導電型のドリフト層とが積層された半導体基板に画定されたセル領域と、前記セル領域を取り囲むゲートフィンガー形成領域及び前記セル領域に張り出したゲートパッド形成領域を含む周辺領域とを備える半導体装置であって、
    前記半導体装置は、
    前記セル領域において、
    第1導電型又は第2導電型の前記低抵抗半導体層と、
    前記低抵抗半導体層上に形成された第1導電型の前記ドリフト層と、
    前記ドリフト層の表面に形成された第2導電型のベース領域と、
    前記ベース領域を開口し前記ドリフト層に達するように形成された複数のトレンチと、
    前記ベース領域内に配置されるとともに少なくとも一部を前記トレンチの内周面に露出するように形成された第1導電型の高濃度半導体領域と、
    所定の濃度で不純物を含有するポリシリコンからなり、前記トレンチの内周面にゲート絶縁層を介して前記トレンチの内部に埋め込まれたゲート電極層とを有し、
    前記周辺領域において、
    前記低抵抗半導体層と、
    前記低抵抗半導体層上に形成された前記ドリフト層と、
    ポリシリコンからなり、前記ドリフト層の上方にフィールド酸化膜を介して前記ゲートフィンガー形成領域及び前記ゲートパッド形成領域に形成されたゲート引き出し配線と、
    金属からなり、前記ゲートフィンガー形成領域における前記ゲート引き出し配線の上方に形成されたゲートフィンガーと、
    金属からなり、前記ゲートパッド形成領域における前記ゲート引き出し配線の上方に形成され、かつ、前記ゲートフィンガーと連結されたゲートパッドとを有し、
    前記ゲート電極層と前記ゲート引き出し配線とは、不純物を含有するポリシリコンからなる抵抗体を介して電気的に接続され、
    前記抵抗体を構成するポリシリコンの不純物濃度は、前記ゲート電極層を構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低く、
    前記半導体装置は、所定の濃度で不純物を含有するポリシリコンからなり、前記ゲートパッド形成領域から前記ゲートパッド形成領域と対向する側の前記ゲートフィンガー形成領域まで延在し、前記ドリフト層上にフィールド酸化膜を介して形成された第2ゲート引き出し配線をさらに有し、
    前記ゲート電極層と前記第2ゲート引き出し配線とは、不純物を含有するポリシリコンからなる第2抵抗体を介して電気的に接続され、
    前記第2抵抗体を構成するポリシリコンの不純物濃度は、前記ゲート電極層を構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低く、
    前記第2抵抗体の幅は、前記ゲート電極層の幅と等しいことを特徴とする半導体装置。
  14. 第1導電型又は第2導電型の低抵抗半導体層と第1導電型のドリフト層とが積層された半導体基板に画定されたセル領域と、前記セル領域を取り囲むゲートフィンガー形成領域及び前記セル領域に張り出したゲートパッド形成領域を含む周辺領域とを備える半導体装置であって、
    前記半導体装置は、
    前記セル領域において、
    前記低抵抗半導体層と、
    前記低抵抗半導体層上に形成された第1導電型の前記ドリフト層と、
    前記ドリフト層の表面に形成された第2導電型のベース領域と、
    前記ベース領域の表面に形成された第1導電型の高濃度半導体領域と、
    ポリシリコンからなり、前記ドリフト層と前記高濃度半導体領域とに挟まれた前記ベース領域上においてゲート絶縁層を介して形成されたゲート電極層とを有し、
    前記周辺領域において、
    前記低抵抗半導体層と、
    前記低抵抗半導体層上に形成された前記ドリフト層と、
    ポリシリコンからなり、前記ドリフト層の上方にフィールド酸化膜を介して前記ゲートフィンガー形成領域及び前記ゲートパッド形成領域に形成されたゲート引き出し配線と、
    金属からなり、前記ゲートフィンガー形成領域における前記ゲート引き出し配線の上方に形成されたゲートフィンガーと、
    金属からなり、前記ゲートパッド形成領域における前記ゲート引き出し配線の上方に形成され、かつ、前記ゲートフィンガーと連結されたゲートパッドとを有し、
    前記ゲート電極層と前記ゲート引き出し配線とは、不純物を含有するポリシリコンからなる抵抗体を介して電気的に接続され、
    前記抵抗体を構成するポリシリコンの不純物濃度は、前記ゲート電極層を構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低く、
    前記半導体装置は、所定の濃度で不純物を含有するポリシリコンからなり、前記ゲートパッド形成領域から前記ゲートパッド形成領域と対向する側の前記ゲートフィンガー形成領域まで延在し、前記ドリフト層上にフィールド酸化膜を介して形成された第2ゲート引き出し配線をさらに有し、
    前記ゲート電極層と前記第2ゲート引き出し配線とは、不純物を含有するポリシリコンからなる第2抵抗体を介して電気的に接続され、
    前記第2抵抗体を構成するポリシリコンの不純物濃度は、前記ゲート電極層を構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低く、
    前記ゲート電極層として、ストライプ状に形成された複数のゲート電極層を有し、
    各ゲート電極層の一方端に前記第2抵抗体がそれぞれ形成され、
    各第2抵抗体のうち、前記ゲートフィンガー又は前記ゲートパッドに最も近い第2抵抗体の抵抗値は、前記各第2抵抗体のうち、前記ゲートフィンガー又は前記ゲートパッドに最も遠い第2抵抗体の抵抗値よりも高いことを特徴とする半導体装置。
  15. 第1導電型又は第2導電型の低抵抗半導体層と第1導電型のドリフト層とが積層された半導体基板に画定されたセル領域と、前記セル領域を取り囲むゲートフィンガー形成領域及び前記セル領域に張り出したゲートパッド形成領域を含む周辺領域とを備える半導体装置であって、
    前記半導体装置は、
    前記セル領域において、
    第1導電型又は第2導電型の前記低抵抗半導体層と、
    前記低抵抗半導体層上に形成された第1導電型の前記ドリフト層と、
    前記ドリフト層の表面に形成された第2導電型のベース領域と、
    前記ベース領域を開口し前記ドリフト層に達するように形成された複数のトレンチと、
    前記ベース領域内に配置されるとともに少なくとも一部を前記トレンチの内周面に露出するように形成された第1導電型の高濃度半導体領域と、
    所定の濃度で不純物を含有するポリシリコンからなり、前記トレンチの内周面にゲート絶縁層を介して前記トレンチの内部に埋め込まれたゲート電極層とを有し、
    前記周辺領域において、
    前記低抵抗半導体層と、
    前記低抵抗半導体層上に形成された前記ドリフト層と、
    ポリシリコンからなり、前記ドリフト層の上方にフィールド酸化膜を介して前記ゲートフィンガー形成領域及び前記ゲートパッド形成領域に形成されたゲート引き出し配線と、
    金属からなり、前記ゲートフィンガー形成領域における前記ゲート引き出し配線の上方に形成されたゲートフィンガーと、
    金属からなり、前記ゲートパッド形成領域における前記ゲート引き出し配線の上方に形成され、かつ、前記ゲートフィンガーと連結されたゲートパッドとを有し、
    前記ゲート電極層と前記ゲート引き出し配線とは、不純物を含有するポリシリコンからなる抵抗体を介して電気的に接続され、
    前記抵抗体を構成するポリシリコンの不純物濃度は、前記ゲート電極層を構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低く、
    前記半導体装置は、所定の濃度で不純物を含有するポリシリコンからなり、前記ゲートパッド形成領域から前記ゲートパッド形成領域と対向する側の前記ゲートフィンガー形成領域まで延在し、前記ドリフト層上にフィールド酸化膜を介して形成された第2ゲート引き出し配線をさらに有し、
    前記ゲート電極層と前記第2ゲート引き出し配線とは、不純物を含有するポリシリコンからなる第2抵抗体を介して電気的に接続され、
    前記第2抵抗体を構成するポリシリコンの不純物濃度は、前記ゲート電極層を構成するポリシリコンの不純物濃度よりも低く、
    前記ゲート電極層として、ストライプ状に形成された複数のゲート電極層を有し、
    各ゲート電極層の一方端に前記第2抵抗体がそれぞれ形成され、
    各第2抵抗体のうち、前記ゲートフィンガー又は前記ゲートパッドに最も近い第2抵抗体の抵抗値は、前記各第2抵抗体のうち、前記ゲートフィンガー又は前記ゲートパッドに最も遠い第2抵抗体の抵抗値よりも高いことを特徴とする半導体装置。
  16. 請求項1〜15のいずれかに記載の半導体装置を製造するための半導体装置の製造方法であって、
    ゲート電極層、ゲート引き出し配線及び抵抗体を形成する各形成領域に同一の組成からなるポリシリコン層を形成するポリシリコン層形成工程と、
    前記ゲート電極層、前記ゲート引き出し配線及び前記抵抗体のうち前記ゲート電極層及び前記ゲート引き出し配線を形成する各形成領域における前記ポリシリコン層に不純物を導入する不純物導入工程とをこの順序で含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  17. 請求項4〜9、12,13,14及び15のいずれかに記載の半導体装置を製造するための半導体装置の製造方法であって、
    ゲート電極層、ゲート引き出し配線、第2ゲート引き出し配線、抵抗体及び第2抵抗体を形成する各形成領域に同一の組成からなるポリシリコン層を形成するポリシリコン層形成工程と、
    前記ゲート電極層、前記ゲート引き出し配線、前記第2ゲート引き出し配線、前記抵抗体及び前記第2抵抗体のうち前記ゲート電極層、前記ゲート引き出し配線及び前記第2ゲート引き出し配線を形成する各形成領域における前記ポリシリコン層に不純物を導入する不純物導入工程とをこの順序で含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  18. 請求項16又は17に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記不純物導入工程においては、イオン注入することによって不純物を導入することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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