JP7278914B2 - 半導体装置、半導体装置の製造方法、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機 - Google Patents
半導体装置、半導体装置の製造方法、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機 Download PDFInfo
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Description
第1の実施形態の半導体装置は、第1の方向及び第1の方向に直交する第2の方向に平行な第1の面と、第1の面に対向する第2の面と、を有する炭化珪素層であって、第1の面の側に位置し、第1の方向に延びる第1のトレンチと、n型の第1の炭化珪素領域と、第1の炭化珪素領域と第1の面との間に位置するp型の第2の炭化珪素領域と、第2の炭化珪素領域と第1の面との間に位置するn型の第3の炭化珪素領域と、第1の炭化珪素領域と第1のトレンチとの間に位置し、第2の炭化珪素領域のp型不純物濃度よりもp型不純物濃度の高いp型の第4の炭化珪素領域と、第1の炭化珪素領域と第1の面との間に位置し、第2の面からの距離が第1の面と第1のトレンチとの間の距離よりも小さく、第2の炭化珪素領域のp型不純物濃度よりもp型不純物濃度の高いp型の第5の炭化珪素領域と、第4の炭化珪素領域と第5の炭化珪素領域との間に位置し、第4の炭化珪素領域との間に第1の炭化珪素領域を挟み、第1の炭化珪素領域よりもn型不純物濃度の高い第6の炭化珪素領域と、を有する炭化珪素層と、第1のトレンチの中に位置するゲート電極と、ゲート電極と炭化珪素層との間に位置するゲート絶縁層と、炭化珪素層の第1の面の側に位置する第1の電極と、炭化珪素層の第2の面の側に位置する第2の電極と、を備える。
電界緩和領域32は、コンタクトトレンチ22の側面に接する。
第2の実施形態の半導体装置の製造方法は、第3の領域を形成した後に、第1のトレンチを形成する点で、第1の実施形態の半導体装置の製造方法と異なる。以下、第1の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する。
第3の実施形態の半導体装置は、第6の炭化珪素領域は、ゲート絶縁層に接する点で第1の実施形態の半導体装置と異なる。以下、第1の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する。
第4の実施形態の半導体装置は、第1の炭化珪素領域は第1の部分と、第1の部分と第1の面との間に位置し、第1の部分のn型不純物濃度よりもn型不純物濃度の高い第2の部分を有し、第2の部分が第4の炭化珪素領域と第6の炭化珪素領域との間に位置する点で第1の実施形態の半導体装置と異なる。以下、第1の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する。
第5の実施形態の半導体装置は、第2の面から第6の炭化珪素領域までの距離は、第2の面から第5の炭化珪素領域までの距離よりも小さい点で第1の実施形態の半導体装置と異なる。以下、第1の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する。
第6の実施形態の半導体装置は、炭化珪素層が、第2のトレンチを有しない点で第1の実施形態の半導体装置と異なる。以下、第1の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する。
第7の実施形態のインバータ回路及び駆動装置は、第1の実施形態の半導体装置を備える駆動装置である。
第8の実施形態の車両は、第1の実施形態の半導体装置を備える車両である。
第9の実施形態の車両は、第1の実施形態の半導体装置を備える車両である。
第10の実施形態の昇降機は、第1の実施形態の半導体装置を備える昇降機である。
12 ソース電極(第1の電極)
12a コンタクト領域(一部)
14 ドレイン電極(第2の電極)
16 ゲート電極
18 ゲート絶縁層
21 ゲートトレンチ(第1のトレンチ)
22 コンタクトトレンチ(第2のトレンチ)
26 ドリフト領域(第1の炭化珪素領域、第1の領域)
26a 第1の部分
26b 第2の部分
28 ボディ領域(第2の炭化珪素領域)
30 ソース領域(第3の炭化珪素領域)
31 ゲートトレンチ底部領域(第4の炭化珪素領域)
32 電界緩和領域(第5の炭化珪素領域、第2の領域)
33 高濃度領域(第6の炭化珪素領域、第3の領域)
100 MOSFET(半導体装置)
150 インバータ回路
200 MOSFET(半導体装置)
300 MOSFET(半導体装置)
400 MOSFET(半導体装置)
500 MOSFET(半導体装置)
1000 駆動装置
1100 車両
1200 車両
1300 昇降機
P1 第1の面
P2 第2の面
θ1 第1の角度
θ2 第2の角度
Claims (12)
- 第1の方向及び前記第1の方向に直交する第2の方向に平行な第1の面と、前記第1の面に対向する第2の面と、を有する炭化珪素層であって、
前記第1の面の側に位置し、前記第1の方向に延びる第1のトレンチと、
n型の第1の炭化珪素領域と、
前記第1の炭化珪素領域と前記第1の面との間に位置するp型の第2の炭化珪素領域と、
前記第2の炭化珪素領域と前記第1の面との間に位置するn型の第3の炭化珪素領域と、
前記第1の炭化珪素領域と前記第1のトレンチとの間に位置し、前記第2の炭化珪素領域のp型不純物濃度よりもp型不純物濃度の高いp型の第4の炭化珪素領域と、
前記第1の炭化珪素領域と前記第1の面との間に位置し、前記第2の面からの距離が前記第2の面と前記第1のトレンチとの間の距離よりも小さく、前記第2の炭化珪素領域のp型不純物濃度よりもp型不純物濃度の高いp型の第5の炭化珪素領域と、
前記第4の炭化珪素領域と前記第5の炭化珪素領域との間に位置し、前記第4の炭化珪素領域との間に前記第1の炭化珪素領域を挟み、前記第1の炭化珪素領域よりもn型不純物濃度の高い第6の炭化珪素領域と、
を有する炭化珪素層と、
前記第1のトレンチの中に位置するゲート電極と、
前記ゲート電極と前記炭化珪素層との間に位置するゲート絶縁層と、
前記炭化珪素層の前記第1の面の側に位置する第1の電極と、
前記炭化珪素層の前記第2の面の側に位置する第2の電極と、
を備え、
前記第1の面の側に位置し、前記第1の方向に延びる第2のトレンチを、更に備え、
前記第1の電極の一部が前記第2のトレンチの中に位置し、
前記第5の炭化珪素領域は、前記第1の炭化珪素領域と前記第2のトレンチとの間に位置する、半導体装置。 - 第1の方向及び前記第1の方向に直交する第2の方向に平行な第1の面と、前記第1の面に対向する第2の面と、を有する炭化珪素層であって、
前記第1の面の側に位置し、前記第1の方向に延びる第1のトレンチと、
n型の第1の炭化珪素領域と、
前記第1の炭化珪素領域と前記第1の面との間に位置するp型の第2の炭化珪素領域と、
前記第2の炭化珪素領域と前記第1の面との間に位置するn型の第3の炭化珪素領域と、
前記第1の炭化珪素領域と前記第1のトレンチとの間に位置し、前記第2の炭化珪素領域のp型不純物濃度よりもp型不純物濃度の高いp型の第4の炭化珪素領域と、
前記第1の炭化珪素領域と前記第1の面との間に位置し、前記第2の面からの距離が前記第2の面と前記第1のトレンチとの間の距離よりも小さく、前記第2の炭化珪素領域のp型不純物濃度よりもp型不純物濃度の高いp型の第5の炭化珪素領域と、
前記第4の炭化珪素領域と前記第5の炭化珪素領域との間に位置し、前記第4の炭化珪素領域との間に前記第1の炭化珪素領域を挟み、前記第1の炭化珪素領域よりもn型不純物濃度の高い第6の炭化珪素領域と、
を有する炭化珪素層と、
前記第1のトレンチの中に位置するゲート電極と、
前記ゲート電極と前記炭化珪素層との間に位置するゲート絶縁層と、
前記炭化珪素層の前記第1の面の側に位置する第1の電極と、
前記炭化珪素層の前記第2の面の側に位置する第2の電極と、
を備え、
前記第6の炭化珪素領域は、前記ゲート絶縁層に接し、
前記第2の面と前記第6の炭化珪素領域との間の距離は、前記ゲート絶縁層から前記第5の炭化珪素領域に向かって小さくなる、半導体装置。 - 第1の方向及び前記第1の方向に直交する第2の方向に平行な第1の面と、前記第1の面に対向する第2の面と、を有する炭化珪素層であって、
前記第1の面の側に位置し、前記第1の方向に延びる第1のトレンチと、
n型の第1の炭化珪素領域と、
前記第1の炭化珪素領域と前記第1の面との間に位置するp型の第2の炭化珪素領域と、
前記第2の炭化珪素領域と前記第1の面との間に位置するn型の第3の炭化珪素領域と、
前記第1の炭化珪素領域と前記第1のトレンチとの間に位置し、前記第2の炭化珪素領域のp型不純物濃度よりもp型不純物濃度の高いp型の第4の炭化珪素領域と、
前記第1の炭化珪素領域と前記第1の面との間に位置し、前記第2の面からの距離が前記第2の面と前記第1のトレンチとの間の距離よりも小さく、前記第2の炭化珪素領域のp型不純物濃度よりもp型不純物濃度の高いp型の第5の炭化珪素領域と、
前記第4の炭化珪素領域と前記第5の炭化珪素領域との間に位置し、前記第4の炭化珪素領域との間に前記第1の炭化珪素領域を挟み、前記第1の炭化珪素領域よりもn型不純物濃度の高い第6の炭化珪素領域と、
を有する炭化珪素層と、
前記第1のトレンチの中に位置するゲート電極と、
前記ゲート電極と前記炭化珪素層との間に位置するゲート絶縁層と、
前記炭化珪素層の前記第1の面の側に位置する第1の電極と、
前記炭化珪素層の前記第2の面の側に位置する第2の電極と、
を備え、
前記第1の炭化珪素領域は第1の部分と、前記第1の部分と前記第1の面との間に位置し、前記第1の部分のn型不純物濃度よりもn型不純物濃度の高い第2の部分を有し、前記第2の部分が前記第4の炭化珪素領域と前記第6の炭化珪素領域との間に位置する、半導体装置。 - 第1の方向及び前記第1の方向に直交する第2の方向に平行な第1の面と、前記第1の面に対向する第2の面と、を有する炭化珪素層であって、
前記第1の面の側に位置し、前記第1の方向に延びる第1のトレンチと、
n型の第1の炭化珪素領域と、
前記第1の炭化珪素領域と前記第1の面との間に位置するp型の第2の炭化珪素領域と、
前記第2の炭化珪素領域と前記第1の面との間に位置するn型の第3の炭化珪素領域と、
前記第1の炭化珪素領域と前記第1のトレンチとの間に位置し、前記第2の炭化珪素領域のp型不純物濃度よりもp型不純物濃度の高いp型の第4の炭化珪素領域と、
前記第1の炭化珪素領域と前記第1の面との間に位置し、前記第2の面からの距離が前記第2の面と前記第1のトレンチとの間の距離よりも小さく、前記第2の炭化珪素領域のp型不純物濃度よりもp型不純物濃度の高いp型の第5の炭化珪素領域と、
前記第4の炭化珪素領域と前記第5の炭化珪素領域との間に位置し、前記第4の炭化珪素領域との間に前記第1の炭化珪素領域を挟み、前記第1の炭化珪素領域よりもn型不純物濃度の高い第6の炭化珪素領域と、
を有する炭化珪素層と、
前記第1のトレンチの中に位置するゲート電極と、
前記ゲート電極と前記炭化珪素層との間に位置するゲート絶縁層と、
前記炭化珪素層の前記第1の面の側に位置する第1の電極と、
前記炭化珪素層の前記第2の面の側に位置する第2の電極と、
を備え、
前記第2の面から前記第6の炭化珪素領域までの距離は、前記第2の面から前記第5の炭化珪素領域までの距離よりも小さい、半導体装置。 - 請求項1ないし請求項3いずれか一項記載の半導体装置を備えるインバータ回路。
- 請求項1ないし請求項3いずれか一項記載の半導体装置を備える駆動装置。
- 請求項1ないし請求項3いずれか一項記載の半導体装置を備える車両。
- 請求項1ないし請求項3いずれか一項記載の半導体装置を備える昇降機。
- 第1の面と、前記第1の面に対向する第2の面と、前記第2の面と前記第1の面との間に位置するn型の第1の領域を有する炭化珪素層の前記第1の面の側に、第1のトレンチを形成し、
前記炭化珪素層の前記第1の面の側に、第2のトレンチを形成し、
前記第2のトレンチに、前記第1の面の法線に対して第1の角度で傾く方向でp型不純物をイオン注入し、p型の第2の領域を形成し、
前記第2のトレンチに、前記第1の面の法線に対して第2の角度で傾く方向でn型不純物をイオン注入し、前記第1の領域と前記第2の領域との間に前記第1の領域のn型不純物濃度よりもn型不純物濃度の高いn型の第3の領域を形成し、
前記第1のトレンチの中にゲート絶縁層を形成し、
前記第1のトレンチの中の前記ゲート絶縁層の上にゲート電極を形成する半導体装置の製造方法。 - 前記第3の領域を形成した後に、前記第1のトレンチを形成する請求項9記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第2の角度は前記第1の角度より大きい請求項9又は請求項10記載の半導体装置の製造方法。
- 前記n型不純物をイオン注入する際の加速エネルギーは、前記p型不純物をイオン注入する際の加速エネルギーよりも大きい請求項9ないし請求項11いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
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