JP6139355B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
次に、図4を参照して変形例1について説明する。以下では、実施例1と相違する点についてのみ説明し、実施例1と同一の構造や動作については詳細な説明を省略する。その他の実施例及び変形例についても同様とする。
次に、図5を参照して変形例2について説明する。変形例2の半導体装置210では、終端領域14の一部に、メサ領域200が形成されている。メサ領域200は半導体基板211の上面の一部を−z方向に窪ませた形状を有する。メサ領域200は素子領域12の周囲を一巡している。メサ領域200はボディ領域36bの下面よりも深い位置まで窪んでいる。メサ領域200の内周面は、ボディ領域36bの下面と接触している。別言すれば、メサ領域200を形成することにより、半導体装置210にはボディ領域36bの側面及び角部(ボディ領域の側面と下面をつなぐ部分)が形成されないことになる。一般に、ボディ領域の側面や角部からは空乏層が広がり難い。このため、メサ領域200を形成してボディ領域36bの側面及び角部を形成しないことにより、電界がボディ領域36bの側面及び角部に集中することを抑制することができる。従って、この構成によると、実施例1と同様の作用効果を奏すると共に、終端領域14の半導体基板211の上面側の電界強度を低減することができる。
次に、図6を参照して変形例3について説明する。変形例3の半導体装置310では、終端領域14の半導体基板311の上面に臨む範囲に、複数のp+型のFLR領域300が、素子領域12の周囲を一巡するように形成されている。FLR領域300の不純物濃度は、ボディ領域36の不純物濃度よりも高くされている。この構成によっても、実施例1と同様の作用効果を奏すると共に、終端領域14の半導体基板311の上面側の電界強度を低減することができる。
次に、図7を参照して変形例4について説明する。変形例4の半導体装置410では、終端領域14にボディ領域404及び6つの終端トレンチ400が形成されている。終端トレンチ400はダミートレンチ25の周囲を一巡している。終端トレンチ400はボディ領域404を貫通し、その下端がドリフト領域32bまで延びている(厳密には、最も素子領域12側の終端トレンチ400は、ボディ領域36bとボディ領域404を分離している)。このため、ボディ領域404はフローティング電位となる。終端トレンチ400の下端は、ゲートトレンチ24及びダミートレンチ25の下端よりも深くされている。終端トレンチ400内には、絶縁体402が充填されている。終端トレンチ400の底部を囲む範囲には、拡散領域37が形成されている。この構成によっても、実施例1と同様の作用効果を奏する。また、フローティング電位を有するボディ領域404が形成されるため、終端領域14の半導体基板411の上面側の電界強度を低減することができる。なお、ボディ領域404は形成されなくてもよい。
次に、図8を参照して変形例5について説明する。変形例5の半導体装置510では、ゲートトレンチ524の下端は、ゲートトレンチ24の下端よりも浅くされている。このため、ゲートトレンチ524の底部と拡散領域34とはドリフト領域32aによって分離されている。同様に、ダミートレンチ525の下端は、ダミートレンチ25の下端よりも浅くされており、ダミートレンチ525の底部と拡散領域35とはドリフト領域32bによって分離されている。半導体装置510に逆バイアス電圧を印加した際のボディ領域36からの空乏層の広がり方は、実施例1の半導体装置10と同様である。このため、この構成によっても、実施例1と同様の作用効果を奏する。
次に、図10を参照して変形例6について説明する。変形例6の半導体装置710では、拡散領域737a〜737fはいずれもボディ領域36aの下面から深さd5の位置に形成されている。拡散領域737aは、端部側拡散領域34a、拡散領域35の下方に位置するように、そのx方向の幅が大きくされている。一般に、素子領域12と終端領域14との境界部分では耐圧が低下し易い。変形例6の構成によると、境界部分において、電界強度のピークが端部側拡散領域34aと拡散領域737aの2箇所(あるいは拡散領域35と拡散領域737aの2箇所)に形成されるため、電界強度のピークの最大値を低減できる。このため、実施例2と同様の作用効果を奏すると共に、特に境界部分における耐圧低下を抑制することができる。なお、変形例6では端部側拡散領域34の全体が拡散領域737aと重なる構成としたが、これに限られず、端部側拡散領域34の一部が拡散領域737aと重なる構成であってもよい。あるいは、拡散領域737aが、2つ以上の拡散領域34と重なる構成であってもよい。以下の変形例についても同様である。
次に、図11を参照して変形例7について説明する。変形例7の半導体装置810は、変形例6の半導体装置710の終端領域14の一部に、メサ領域800が形成された半導体装置である。メサ領域800は、変形例2のメサ領域200と略同一の構造を有する。この構成によると、実施例2と同様の作用効果を奏すると共に、終端領域14の半導体基板811の上面側の電界強度を低減することができる。
次に、図12を参照して変形例8について説明する。変形例8の半導体装置910は、変形例6の半導体装置710の終端領域14に、複数のp+型のFLR領域900が形成された半導体装置である。FLR領域900は、変形例3のFLR領域300と略同一の構造を有する。この構成によっても、実施例2と同様の作用効果を奏すると共に、終端領域14の半導体基板911の上面側の電界強度を低減することができる。
次に、図13を参照して変形例9について説明する。変形例9の半導体装置1010では、ゲートトレンチ1024の下端はゲートトレンチ24の下端よりも浅くされており、ゲートトレンチ1024の底部と拡散領域34とはドリフト領域32aによって分離されている。同様に、ダミートレンチ1025の下端はダミートレンチ25の下端よりも浅くされており、ダミートレンチ1025の底部と拡散領域35とはドリフト領域32bによって分離されている。この構成によっても、実施例2と同様の作用効果を奏する。
11:半導体基板
12:素子領域
14:終端領域
16:ゲート電極
24:ゲートトレンチ
25:ダミートレンチ
26、27:絶縁体
28:ドレイン電極
30:ドレイン領域
32a,32b:ドリフト領域
34、35、37:拡散領域
36a,36b:ボディ領域
38、39:ボディコンタクト領域
40:ソース領域
44:絶縁膜
46:ソース電極
Claims (8)
- 素子領域と、素子領域を取り囲む終端領域を有する半導体基板を備えており、
素子領域には、
半導体基板の上面に臨む範囲に配置されている第1導電型の第1ボディ領域と、
第1ボディ領域の下面に接している第2導電型の第1ドリフト領域と、
その周囲が第1ドリフト領域によって囲まれている複数の第1導電型の第1フローティング領域と、が形成されており、
終端領域には、
第2導電型の第2ドリフト領域と、
その周囲が第2ドリフト領域によって囲まれている複数の第1導電型の第2フローティング領域と、が形成されており、
第2フローティング領域は、素子領域の外周を取り囲んでおり、
半導体基板の厚み方向における第1ドリフト領域の中央となる深さを基準深さとしたときに、少なくとも1つの第2フローティング領域が、複数の第1フローティング領域のうち最も基準深さ側に配置される第1フローティング領域よりも基準深さ側に配置されており、
半導体基板を平面視したときに、少なくとも2つの第2フローティング領域が互いに重なる部分を有することを特徴とする半導体装置。 - 素子領域と、素子領域を取り囲む終端領域を有する半導体基板を備えており、
素子領域には、
半導体基板の上面に臨む範囲に配置されている第1導電型の第1ボディ領域と、
第1ボディ領域の下面に接している第2導電型の第1ドリフト領域と、
その周囲が第1ドリフト領域によって囲まれている複数の第1導電型の第1フローティング領域と、が形成されており、
終端領域には、
第2導電型の第2ドリフト領域と、
その周囲が第2ドリフト領域によって囲まれている複数の第1導電型の第2フローティング領域と、が形成されており、
第2フローティング領域は、素子領域の外周を取り囲んでおり、
半導体基板の厚み方向における第1ドリフト領域の中央となる深さを基準深さとしたときに、少なくとも1つの第2フローティング領域が、複数の第1フローティング領域のうち最も基準深さ側に配置される第1フローティング領域よりも基準深さ側に配置されており、
半導体基板を平面視したときに、最も素子領域側に配置されている少なくとも2つの第2フローティング領域が互いに重なる部分を有することを特徴とする半導体装置。 - 素子領域と、素子領域を取り囲む終端領域を有する半導体基板を備えており、
素子領域には、
半導体基板の上面に臨む範囲に配置されている第1導電型の第1ボディ領域と、
第1ボディ領域の下面に接している第2導電型の第1ドリフト領域と、
その周囲が第1ドリフト領域によって囲まれている複数の第1導電型の第1フローティング領域と、が形成されており、
終端領域には、
第2導電型の第2ドリフト領域と、
その周囲が第2ドリフト領域によって囲まれている複数の第1導電型の第2フローティング領域と、が形成されており、
素子領域と終端領域には、素子領域と終端領域との両方に亘って配置され、その周囲が第1ドリフト領域及び第2ドリフト領域に囲まれている第3フローティング領域が形成されており、
第2フローティング領域及び第3フローティング領域の終端領域に配置される部分は、素子領域の外周を取り囲んでおり、
半導体基板の厚み方向における第1ドリフト領域の中央となる深さを基準深さとしたときに、第3フローティング領域が、複数の第1フローティング領域のうち最も基準深さ側に配置される第1フローティング領域よりも基準深さ側に配置されており、
半導体基板を平面視したときに、少なくとも1つの第1フローティング領域と、第3フローティング領域とが互いに重なる部分を有することを特徴とする半導体装置。 - 第1フローティング領域は、前記厚み方向における所定の深さに、素子領域側から終端領域側に向かって所定の間隔を空けて配置されていることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 隣接する第1フローティング領域と第2フローティング領域との間隔は、前記所定の間隔の2分の1以下であることを特徴とする、請求項4に記載の半導体装置。
- 終端領域にはさらに、
第2ボディ領域を貫通して第2ドリフト領域にまで延びる少なくとも1つのダミートレンチと、
ダミートレンチ内に配置されている絶縁体と、
ダミートレンチの底部又は下方に配置された第1導電型の第4フローティング領域と、が形成されており、
ダミートレンチは、素子領域の外周を取り囲んでおり、
第4フローティング領域は、前記所定の深さに配置され、その周囲が第2ドリフト領域によって囲まれており、
第4フローティング領域とその第4フローティング領域の反素子領域側に隣接する第2フローティング領域との間隔が少なくとも、前記所定の間隔の2分の1以下であることを特徴とする、請求項4に記載の半導体装置。 - 第4フローティング領域は、ダミートレンチの底部を囲んでいることを特徴とする請求項6に記載の半導体装置。
- 素子領域にはさらに、
第1ボディ領域を貫通して第1ドリフト領域にまで延びるゲートトレンチ内に配置され、第1ボディ領域と対向しているゲート電極と、
ゲート電極とゲートトレンチの内壁との間に配置されている絶縁体と、が形成されており、
素子領域における第1フローティング領域は、ゲートトレンチの底部を囲んでいることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の半導体装置。
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