JP6606185B2 - 半導体装置、車載用半導体装置および車載制御装置 - Google Patents
半導体装置、車載用半導体装置および車載制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6606185B2 JP6606185B2 JP2017537674A JP2017537674A JP6606185B2 JP 6606185 B2 JP6606185 B2 JP 6606185B2 JP 2017537674 A JP2017537674 A JP 2017537674A JP 2017537674 A JP2017537674 A JP 2017537674A JP 6606185 B2 JP6606185 B2 JP 6606185B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- trench
- semiconductor device
- vehicle
- trenches
- area
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 118
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 20
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 13
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 9
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 9
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 4
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 3
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010037660 Pyrexia Diseases 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/76—Making of isolation regions between components
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
- H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/76—Making of isolation regions between components
- H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
- H01L21/7624—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology
- H01L21/76264—SOI together with lateral isolation, e.g. using local oxidation of silicon, or dielectric or polycristalline material refilled trench or air gap isolation regions, e.g. completely isolated semiconductor islands
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
- H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
- H01L21/822—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
- H01L21/8232—Field-effect technology
- H01L21/8234—MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
- H01L21/823481—MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type isolation region manufacturing related aspects, e.g. to avoid interaction of isolation region with adjacent structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
- H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
- H01L23/3677—Wire-like or pin-like cooling fins or heat sinks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/0203—Particular design considerations for integrated circuits
- H01L27/0207—Geometrical layout of the components, e.g. computer aided design; custom LSI, semi-custom LSI, standard cell technique
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/0203—Particular design considerations for integrated circuits
- H01L27/0207—Geometrical layout of the components, e.g. computer aided design; custom LSI, semi-custom LSI, standard cell technique
- H01L27/0211—Geometrical layout of the components, e.g. computer aided design; custom LSI, semi-custom LSI, standard cell technique adapted for requirements of temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
- H01L27/08—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
- H01L27/085—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only
- H01L27/088—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/0603—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions
- H01L29/0642—Isolation within the component, i.e. internal isolation
- H01L29/0649—Dielectric regions, e.g. SiO2 regions, air gaps
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/7801—DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
- H01L29/7816—Lateral DMOS transistors, i.e. LDMOS transistors
- H01L29/7824—Lateral DMOS transistors, i.e. LDMOS transistors with a substrate comprising an insulating layer, e.g. SOI-LDMOS transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/76—Making of isolation regions between components
- H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
- H01L21/7624—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology
- H01L21/76264—SOI together with lateral isolation, e.g. using local oxidation of silicon, or dielectric or polycristalline material refilled trench or air gap isolation regions, e.g. completely isolated semiconductor islands
- H01L21/76283—Lateral isolation by refilling of trenches with dielectric material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
- H01L27/1203—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body the substrate comprising an insulating body on a semiconductor body, e.g. SOI
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/0603—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions
- H01L29/0642—Isolation within the component, i.e. internal isolation
- H01L29/0649—Dielectric regions, e.g. SiO2 regions, air gaps
- H01L29/0653—Dielectric regions, e.g. SiO2 regions, air gaps adjoining the input or output region of a field-effect device, e.g. the source or drain region
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Element Separation (AREA)
- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Description
一方、特許文献2に記載の発明では、半導体装置の中央部の温度が周辺領域の温度よりも高くなり、半導体装置としての温度抑制が望まれている。
図1(a)は、本発明による第1の実施の形態の半導体装置を模式的に示す平面図であり、素子要素101がトレンチ102で絶縁分離されて形成された能動素子201〜205を並列に接続した半導体装置300を示している。なお、図1(a)において、能動素子201、205はそれぞれ4つの素子要素101で構成され、能動素子202、204はそれぞれ3つの素子要素101で構成され、能動素子203は1つの素子要素101で構成されている。
(1)半導体装置300は、半導体基板と、半導体基板上に形成される複数の能動素子221、222と、複数の能動素子を囲んで絶縁分離する複数のトレンチ102a、102bと、複数のトレンチ中の異なるトレンチで絶縁分離された複数の能動素子を並列に接続して外部と接続するための端子411、412、413と、を備える。本実施の形態では、並列に接続される能動素子221、222を、それぞれトレンチ102a、102bで分離するようにした。このようにしたので、素子要素101の総数をN個で同一とした場合、一つのトレンチでN個の素子要素を取り囲んだ従来例と、二つのトレンチ102a、102bでN個の素子要素をそれぞれ取り囲んだ囲んだ実施の形態とを比較すると、後者の半導体装置は前者の半導体装置に比べて中央部での温度上昇を抑制できる。すなわち、実施の形態のように半導体装置の二つの能動素子間に2列のトレンチが設けられるため、能動素子間の熱伝導が抑制され、能動素子221と能動素子222との間の領域、すなわち半導体装置の内側(中央部)の領域の温度上昇が抑制される。通常、半導体装置の最高温度は半導体装置の内側、とくに中央部の温度となることが多い。
複数の能動素子は、たとえば、シリコンよりも高い絶縁性と低い熱伝導率を有する材料(例えば、二酸化シリコン、石英ガラス)で分離することができる。このような材料の選択によっても、能動素子の温度上昇を抑制することができる。なお当然に、温度上昇を抑制することにより、能動素子の破壊耐量を向上することができる。
能動素子間の距離を大きくすることにより同等の温度上昇抑制効果を実現する特許文献1の思想を適用した半導体装置に比べると、半導体装置のサイズを小さくできる。さらに、トレンチの材料としてシリコンよりも熱伝導率の低い材料を選択すれば半導体装置のサイズをより一層小さくすることができる。
(3)半導体装置300は、第一のトレンチ102aおよび第二のトレンチ102bを備え、第一のトレンチ102aが囲う面積または第一のトレンチ102aに囲まれる能動素子221の面積と、第二のトレンチ102bが囲う面積または前記第二のトレンチ102bに囲まれる能動素子222の面積と、が異なる。本実施の形態では、トレンチが囲う面積または能動素子の面積を制御して、それぞれの能動素子の動作時の発熱量を制御する。このようにしたので、発熱量が大きい能動素子の高温部での発熱を抑制、または、放熱を促進し、能動素子の局部的な温度上昇を抑制できる。
図4(a)は、本発明による第2の実施の形態の半導体装置を模式的に示す平面図であり、素子要素101がトレンチ102a〜102eで絶縁分離されて形成された複数の能動素子201〜205を並列に接続した半導体装置300を示している。第2の実施の形態にかかる半導体装置300は、素子を絶縁分離するトレンチ間の間隔401〜404が異なることを特徴とする半導体装置である。トレンチ間の間隔が広いと放熱量が多くなるため、半導体装置300内の温度を低減することが可能となる。
(4)半導体装置300は、第一のトレンチ102aと、第二のトレンチ102b、102cと、第三のトレンチ102d、102eとを備える。第一のトレンチ102aと第二のトレンチ102b、102cとの間隔402、403と、第二のトレンチ102b、102cと第三のトレンチ102d、102eとの間隔401、404と、が異なる。半導体装置300で局部的に高温になる場所で、能動素子を絶縁分離するトレンチ間のスペースを広げることができ、その結果、放熱が促進されるので、半導体装置300内の温度上昇を抑制することができる。
図5は、本発明による第3の実施の形態の半導体装置を模式的に示す平面図であり、素子要素101がトレンチ102で絶縁分離されて形成された複数の能動素子201〜205を並列に接続した半導体装置300を示している。
図6は、本発明による第4の実施の形態の半導体装置を模式的に示す平面図であり、素子要素101がトレンチ102で絶縁分離されて形成された複数の能動素子201〜205を並列に接続した半導体装置300を示している。
図6に示す第4の実施の形態では、第1の実施の形態において、トレンチ102の外側をさらにトレンチ106で囲んだ構造である。能動素子を2重のトレンチで囲うことにより、トレンチの外側からの熱がトレンチの内側の能動素子により伝わりにくくなり、能動素子はそれを囲むトレンチの外側の熱の影響を受けにくくなるという効果がある。本実施の形態では、能動素子を分離するトレンチは2重としたが、3重以上としても同様の効果が得られる。
図7は、本発明による第5の実施の形態の半導体装置を模式的に示す平面図である。図7に示す第5の実施の形態は、本発明の第1の実施の形態において、トレンチ間スペース105内に熱を遮断するためのトレンチ107を設置した構造を有している。この第5の実施の形態では、第4の実施の形態と同様に、隣接する能動素子の熱をトレンチ107が遮断し、熱の影響を受けにくくするという効果がある。
図8は、本発明による第6の実施の形態の半導体装置を模式的に示す平面図である。図8に示す第6の実施の形態は、本発明の第1の実施の形態において、隣接する能動素子間でそれら能動素子間を絶縁分離するトレンチ108を共有する構造を持つ。この構造では、隣接するトレンチ間のスペースを削減できる分、半導体装置300全体の面積を削減できるという効果がある。
図9は、本発明による第7の実施の形態の半導体装置を模式的に示す平面図である。図9に示す第7の実施の形態において、半導体装置300内の面積の異なる2つの能動素子201、202は、トレンチ102、112、113で分離されている。この実施の形態においても、半導体装置300の中心部の能動素子202の温度上昇を低減することが可能となる。
double-diffused MOSFET)61の断面構造を示したものである。SOI基板は、支持基板(シリコン基板)30と埋め込み酸化膜12と半導体素子を形成する第2導電型のシリコン層31から成っている。埋め込み酸化膜12の膜厚は0.5μm〜3μm、シリコン層31の厚さは1μm〜8m程度である。
Claims (16)
- 半導体基板と、
前記半導体基板上に形成される複数の能動素子と、
前記複数の能動素子を囲んで絶縁分離する複数のトレンチと、
前記複数のトレンチ中の異なるトレンチで絶縁分離された複数の能動素子を並列に接続して外部と接続するための端子と、を備える車載用半導体装置において、
前記複数のトレンチは、第一のトレンチおよび第二のトレンチを備え、
前記第一のトレンチと前記第二のトレンチとの間に、前記端子と接続された能動素子を囲んでいないトレンチを備える車載用半導体装置。 - 半導体基板と、
前記半導体基板上に形成される複数の能動素子と、
前記複数の能動素子を囲んで絶縁分離する複数のトレンチと、
前記複数のトレンチ中の異なるトレンチで絶縁分離された複数の能動素子を並列に接続して外部と接続するための端子と、を備える車載用半導体装置において、
前記複数のトレンチは、第一のトレンチと、第二のトレンチと、前記第一のトレンチと前記第二のトレンチとの間に設けられた第四のトレンチとを備え、
前記第四のトレンチが囲う面積は、前記第一のトレンチ及び前記第二のトレンチが囲ういずれの面積よりも小さい車載用半導体装置。 - 請求項1記載の車載用半導体装置において、
前記第一のトレンチが囲う面積または前記第一のトレンチに囲まれる能動素子の面積と、前記第二のトレンチが囲う面積または前記第二のトレンチに囲まれる能動素子の面積と、が異なる車載用半導体装置。 - 請求項1記載の車載用半導体装置において、
前記複数のトレンチは、第三のトレンチを備え、
前記第一のトレンチと前記第二のトレンチとの間隔と、前記第二のトレンチと前記第三のトレンチとの間隔と、が異なる車載用半導体装置。 - 請求項1記載の車載用半導体装置において、
前記複数のトレンチは、前記第一のトレンチと前記第二のトレンチとの間に設けられた第四のトレンチとを備え、
前記第四のトレンチが囲う面積は、前記第一のトレンチ及び前記第二のトレンチが囲ういずれの面積よりも小さい車載用半導体装置。 - 請求項1記載の車載用半導体装置において、
前記複数のトレンチは、前記第一のトレンチと前記第二のトレンチとの間に設けられた第四のトレンチとを備え、
前記第四のトレンチに囲まれる能動素子の面積は、前記第一のトレンチ及び前記第二のトレンチのいずれに囲まれる能動素子の面積よりも小さい車載用半導体装置。 - 請求項3または6のいずれか一項に記載の車載用半導体装置において、
前記能動素子の面積は、同一のトレンチに囲まれた複数の能動素子の入力と出力を結ぶ方向に直交する方向の長さに基づいて増減する車載用半導体装置。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載の車載用半導体装置において、
前記端子を外部回路に接続して前記車載用半導体装置を駆動したときの前記第一のトレンチ内で発生する発熱量と、前記第二のトレンチ内で発生する発熱量とが異なるように、各トレンチ内に設ける素子要素数を設定した車載用半導体装置。 - 請求項8に記載の車載用半導体装置において、
前記半導体基板上の発熱分布が均一化されるように、少なくとも、前記複数のトレンチの数、トレンチ間の間隔、およびトレンチ内に設ける素子要素数を設定した車載用半導体装置。 - 請求項1から9のいずれか一項に記載の車載用半導体装置において、
前記複数のトレンチ各々が囲う面積は、前記半導体基板の中心部に近い程小さい車載用半導体装置。 - 請求項1から10のいずれか一項に記載の車載用半導体装置において、
前記端子は、入力用端子、制御用端子、および出力用端子を備え、
前記入力用端子は前記複数の能動素子各々の入力部、前記制御用端子は前記複数の能動素子各々の制御部、前記出力用端子は前記複数の能動素子各々の出力部、に接続されている車載用半導体装置。 - 請求項11記載の車載用半導体装置において、
前記車載用半導体装置はMOSFETであり、前記入力用端子はドレイン端子、前記制御用端子はゲート端子、前記出力用端子はソース端子、である車載用半導体装置。 - 請求項1から12のいずれか一項に記載の車載用半導体装置において、
前記半導体基板はSOI基板であり、
前記トレンチの深さはSi活性層の厚さに等しい車載用半導体装置。 - 請求項1から13のいずれか一項に記載の車載用半導体装置を備えた車載制御装置。
- 請求項14に記載の車載制御装置において、
前記車載制御装置は、車両のエンジンルーム内、または制御対象機器に直付けで設置される車載制御装置。 - 半導体基板と、
前記半導体基板上に形成される複数の能動素子と、
前記複数の能動素子を囲んで絶縁分離する複数のトレンチと、
前記複数のトレンチ中の異なるトレンチで絶縁分離された複数の能動素子を並列に接続して外部と接続するための端子と、を備え、
前記複数のトレンチは、第一のトレンチ、第二のトレンチ、および前記第一のトレンチと前記第二のトレンチとの間に設けられた第三のトレンチを備え、
前記第三のトレンチが囲う面積または前記第三のトレンチに囲まれる能動素子の面積は、前記第一、第二いずれのトレンチが囲う面積、または前記第一、第二いずれのトレンチに囲まれる能動素子の面積よりも小さい半導体装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015174308 | 2015-09-04 | ||
JP2015174308 | 2015-09-04 | ||
PCT/JP2016/072578 WO2017038344A1 (ja) | 2015-09-04 | 2016-08-02 | 半導体装置、車載用半導体装置および車載制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2017038344A1 JPWO2017038344A1 (ja) | 2018-03-22 |
JP6606185B2 true JP6606185B2 (ja) | 2019-11-13 |
Family
ID=58188890
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017537674A Active JP6606185B2 (ja) | 2015-09-04 | 2016-08-02 | 半導体装置、車載用半導体装置および車載制御装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11004762B2 (ja) |
EP (1) | EP3346489B1 (ja) |
JP (1) | JP6606185B2 (ja) |
CN (1) | CN108028226B (ja) |
WO (1) | WO2017038344A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108028226B (zh) | 2015-09-04 | 2022-06-14 | 日立安斯泰莫株式会社 | 半导体装置、车载用半导体装置以及车载控制装置 |
DE112019002436B4 (de) * | 2018-06-18 | 2024-02-22 | Hitachi Astemo, Ltd. | Halbleitervorrichtung |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3704398A (en) * | 1970-02-14 | 1972-11-28 | Nippon Electric Co | Multi-emitter power transistor having emitter region arrangement for achieving substantially uniform emitter-base junction temperatures |
JPH06342803A (ja) * | 1992-05-29 | 1994-12-13 | Texas Instr Inc <Ti> | トランジスタ |
US5461000A (en) | 1994-07-05 | 1995-10-24 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. | Method of manufacturing dielectric as load resistor in 4T SRAM |
JPH08335684A (ja) * | 1995-06-08 | 1996-12-17 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
JP4206543B2 (ja) * | 1999-02-02 | 2009-01-14 | 株式会社デンソー | 半導体装置 |
JP2001237319A (ja) * | 2000-02-24 | 2001-08-31 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路の設計方法および半導体集積回路 |
JP3482948B2 (ja) * | 2000-07-25 | 2004-01-06 | 株式会社デンソー | 半導体装置 |
JP2003086809A (ja) * | 2001-09-11 | 2003-03-20 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
JP4489366B2 (ja) | 2003-03-17 | 2010-06-23 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置 |
JP4590884B2 (ja) * | 2003-06-13 | 2010-12-01 | 株式会社デンソー | 半導体装置およびその製造方法 |
JP5011549B2 (ja) * | 2004-12-28 | 2012-08-29 | 株式会社村田製作所 | 半導体装置 |
JP4959140B2 (ja) * | 2005-02-04 | 2012-06-20 | 株式会社日立超エル・エス・アイ・システムズ | 半導体装置 |
US7535057B2 (en) * | 2005-05-24 | 2009-05-19 | Robert Kuo-Chang Yang | DMOS transistor with a poly-filled deep trench for improved performance |
JP5005241B2 (ja) * | 2006-03-23 | 2012-08-22 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
JP5707681B2 (ja) * | 2009-03-04 | 2015-04-30 | 富士電機株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
JP5406674B2 (ja) * | 2009-11-06 | 2014-02-05 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 熱式流体流量センサおよびその製造方法 |
US8587058B2 (en) * | 2012-01-02 | 2013-11-19 | United Microelectronics Corp. | Lateral diffused metal-oxide-semiconductor device |
JP2013149876A (ja) * | 2012-01-23 | 2013-08-01 | Hitachi Automotive Systems Ltd | パッケージオンパッケージ型半導体装置およびパッケージオンパッケージ型半導体装置の製造方法 |
CN108028226B (zh) | 2015-09-04 | 2022-06-14 | 日立安斯泰莫株式会社 | 半导体装置、车载用半导体装置以及车载控制装置 |
-
2016
- 2016-08-02 CN CN201680050965.9A patent/CN108028226B/zh active Active
- 2016-08-02 EP EP16841376.3A patent/EP3346489B1/en active Active
- 2016-08-02 WO PCT/JP2016/072578 patent/WO2017038344A1/ja active Application Filing
- 2016-08-02 US US15/744,418 patent/US11004762B2/en active Active
- 2016-08-02 JP JP2017537674A patent/JP6606185B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3346489A1 (en) | 2018-07-11 |
CN108028226A (zh) | 2018-05-11 |
US11004762B2 (en) | 2021-05-11 |
US20180211898A1 (en) | 2018-07-26 |
WO2017038344A1 (ja) | 2017-03-09 |
JPWO2017038344A1 (ja) | 2018-03-22 |
EP3346489B1 (en) | 2021-05-12 |
EP3346489A4 (en) | 2019-04-03 |
CN108028226B (zh) | 2022-06-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9343453B2 (en) | Semiconductor device | |
US8269305B2 (en) | High-voltage semiconductor device | |
JP5754558B2 (ja) | 半導体集積回路装置 | |
JP2008016822A (ja) | 負荷駆動装置 | |
JP2017112161A (ja) | 半導体装置 | |
JP6210913B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP6606185B2 (ja) | 半導体装置、車載用半導体装置および車載制御装置 | |
JP4972293B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
TWI447912B (zh) | 半導體裝置及其製造方法 | |
WO2016042971A1 (ja) | 半導体装置 | |
US20190109130A1 (en) | Semiconductor circuit and semiconductor device | |
CN108352359B (zh) | 半导体装置 | |
JP2012028451A (ja) | 半導体集積回路装置 | |
JP6414861B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP5696715B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP6110900B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP2003008006A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
US9431484B2 (en) | Vertical transistor with improved robustness | |
TW201405811A (zh) | 場元件及其應用之高壓半導體元件之操作方法 | |
JP2019087591A (ja) | 半導体装置 | |
WO2019082220A1 (en) | MULTI-MATERIAL TRANSISTOR AND HYBRID INSULATED GRID MULTI-STRUCTURE | |
JP2017168755A (ja) | 半導体装置およびそれを用いたインバータ回路 | |
JP2018157190A (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
JP2006351924A (ja) | 半導体装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171128 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190205 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190402 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190625 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190801 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191001 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191017 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6606185 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |