JP7352151B2 - switching element - Google Patents
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本明細書に開示の技術は、スイッチング素子に関する。 The technology disclosed in this specification relates to a switching element.
特許文献1に開示のスイッチング素子は、素子形成領域と終端領域を有している。素子形成領域内には、ソース領域、ボディ領域、トレンチゲート等のスイッチング素子の構造が設けられている。終端領域には、トレンチの下端よりも下側まで伸びるp型の耐圧領域が設けられている。ドリフト領域は、素子形成領域から終端領域に跨って分布している。ドリフト領域は、ボディ領域及び耐圧領域の下側に配置されている。耐圧領域が設けられていることで、半導体基板内での電界集中が抑制される。これによって、アバランシェ耐量が向上されている。 The switching element disclosed in Patent Document 1 has an element formation region and a termination region. In the element formation region, a structure of a switching element such as a source region, a body region, a trench gate, etc. is provided. The termination region is provided with a p-type breakdown voltage region that extends below the bottom end of the trench. The drift region is distributed from the element formation region to the termination region. The drift region is arranged below the body region and the breakdown voltage region. By providing the breakdown voltage region, electric field concentration within the semiconductor substrate is suppressed. This improves avalanche resistance.
特許文献1の構造では、耐圧領域の下部のドリフト領域内でアバランシェ降伏が生じる場合がある。この場合、アバランシェ電流が、素子形成領域内のボディ領域の端部(すなわち、ボディ領域のうちの耐圧領域近傍の部分)を通ってソース電極へ流れる。すなわち、ボディ領域の端部にアバランシェ電流が集中して流れ、この部分に高い負荷が加わる。本明細書では、アバランシェ降伏時にスイッチング素子に加わる負荷を低減して、アバランシェ耐量をさらに向上させる技術を提案する。 In the structure of Patent Document 1, avalanche breakdown may occur within the drift region below the breakdown voltage region. In this case, an avalanche current flows to the source electrode through the end of the body region in the element formation region (that is, the portion of the body region near the breakdown voltage region). That is, the avalanche current flows in a concentrated manner at the end of the body region, and a high load is applied to this portion. This specification proposes a technique for further improving avalanche tolerance by reducing the load applied to a switching element during avalanche breakdown.
本明細書が開示するスイッチング素子は、半導体基板と、前記半導体基板の上面に配置されたソース電極、を有する。前記半導体基板が、メイン部と、前記メイン部の周囲に配置された周辺部と、前記メイン部と前記周辺部の間に配置された中間部、を有する。前記半導体基板が、前記メイン部と前記中間部に跨って分布しているp型のボディ領域を有する。前記半導体基板の前記上面に、前記ボディ領域を貫通する複数のトレンチが、隣接する前記トレンチに挟まれたトレンチ間半導体領域が前記メイン部と前記中間部のそれぞれに存在するように設けられている。前記各トレンチ内に、ゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜によって前記半導体基板から絶縁されたゲート電極が配置されている。前記半導体基板が、ソース領域、第1コンタクト領域、第2コンタクト領域、及び、耐圧領域を有する。前記ソース領域は、前記メイン部内の前記トレンチ間半導体領域に配置されており、前記ソース電極及び前記ゲート絶縁膜に接するn型領域である。前記第1コンタクト領域は、前記メイン部内の前記トレンチ間半導体領域に配置されており、前記ソース電極に接しており、前記ボディ領域よりも高いp型不純物濃度を有するp型領域である。前記第2コンタクト領域は、前記中間部内の前記トレンチ間半導体領域に配置されており、前記ソース電極に接しており、前記ボディ領域よりも高いp型不純物濃度を有するp型領域である。前記耐圧領域は、前記周辺部内に配置されており、前記ボディ領域に接しており、下端部が前記トレンチの下端よりも下側に配置されているp型領域である。前記ボディ領域が、前記メイン部内で前記ソース領域の下側で前記ゲート絶縁膜に接しており、前記メイン部内で前記ソース領域と前記第1コンタクト領域に対して下側から接しており、前記中間部内で前記ゲート絶縁膜に接しており、前記中間部内で前記第2コンタクト領域に対して下側から接している。前記半導体基板が、前記メイン部、前記中間部、及び、前記周辺部に跨って分布しており、前記メイン部内及び前記中間部内で前記ボディ領域の下側で前記ゲート絶縁膜に接しており、前記ボディ領域及び前記耐圧領域に対して下側から接しており、前記ボディ領域によって前記ソース領域、前記第1コンタクト領域、及び、前記第2コンタクト領域から分離されているn型のドリフト領域、を有する。前記第2コンタクト領域の深さが、前記第1コンタクト領域の深さよりも深い。 A switching element disclosed in this specification includes a semiconductor substrate and a source electrode disposed on an upper surface of the semiconductor substrate. The semiconductor substrate has a main part, a peripheral part arranged around the main part, and an intermediate part arranged between the main part and the peripheral part. The semiconductor substrate has a p-type body region distributed over the main portion and the intermediate portion. A plurality of trenches passing through the body region are provided on the upper surface of the semiconductor substrate such that an inter-trench semiconductor region sandwiched between adjacent trenches exists in each of the main portion and the intermediate portion. . A gate insulating film and a gate electrode insulated from the semiconductor substrate by the gate insulating film are arranged in each trench. The semiconductor substrate has a source region, a first contact region, a second contact region, and a breakdown voltage region. The source region is an n-type region disposed in the inter-trench semiconductor region in the main portion and in contact with the source electrode and the gate insulating film. The first contact region is disposed in the inter-trench semiconductor region in the main portion, is in contact with the source electrode, and is a p-type region having a higher p-type impurity concentration than the body region. The second contact region is disposed in the inter-trench semiconductor region in the intermediate portion, is in contact with the source electrode, and is a p-type region having a higher p-type impurity concentration than the body region. The breakdown voltage region is a p-type region disposed within the peripheral portion, in contact with the body region, and having a lower end portion located below a lower end of the trench. The body region is in contact with the gate insulating film below the source region in the main part, is in contact with the source region and the first contact region from below in the main part, and is in contact with the gate insulating film below the source region in the main part, It is in contact with the gate insulating film within the portion, and is in contact with the second contact region from below within the intermediate portion. The semiconductor substrate is distributed across the main part, the intermediate part, and the peripheral part, and is in contact with the gate insulating film below the body region in the main part and the intermediate part, an n-type drift region that is in contact with the body region and the breakdown voltage region from below and is separated from the source region, the first contact region, and the second contact region by the body region; have The depth of the second contact region is greater than the depth of the first contact region.
このスイッチング素子では、メイン部にソース領域、ボディ領域、ドリフト領域、及び、トレンチゲート構造が設けられている。したがって、メイン部がスイッチング動作を行う。このスイッチング素子において、耐圧領域の下部のドリフト領域でアバランシェ降伏が起きると、アバランシェ電流が耐圧領域近傍のボディ領域に流れる。すなわち、アバランシェ電流が、中間部内のボディ領域に流れる。中間部には第2コンタクト領域が設けられているので、アバランシェ電流は、ボディ領域から第2コンタクト領域を介してソース電極へ流れる。第2コンタクト領域のp型不純物濃度がボディ領域のp型不純物濃度よりも高いので、第2コンタクト領域の抵抗率は低い。また、中間部に設けられている第2コンタクト領域の深さは、メイン部に設けられている第1コンタクト領域の深さよりも深い。このため、中間部にアバランシェ電流が流れるときの電流経路の電気抵抗は低い。したがって、アバランシェ電流が流れたときに中間部で生じる発熱は小さく、このときに半導体基板に加わる負荷は小さい。このため、このスイッチング素子は、高いアバランシェ耐量を有する。 In this switching element, a source region, a body region, a drift region, and a trench gate structure are provided in the main portion. Therefore, the main section performs the switching operation. In this switching element, when avalanche breakdown occurs in the drift region below the breakdown voltage region, an avalanche current flows into the body region near the breakdown voltage region. That is, an avalanche current flows in the body region within the intermediate portion. Since the second contact region is provided in the intermediate portion, the avalanche current flows from the body region to the source electrode via the second contact region. Since the p-type impurity concentration of the second contact region is higher than the p-type impurity concentration of the body region, the resistivity of the second contact region is low. Further, the depth of the second contact region provided in the intermediate portion is deeper than the depth of the first contact region provided in the main portion. Therefore, the electrical resistance of the current path when an avalanche current flows through the intermediate portion is low. Therefore, when an avalanche current flows, the heat generated in the intermediate portion is small, and the load applied to the semiconductor substrate at this time is small. Therefore, this switching element has high avalanche resistance.
図1は、本実施形態のスイッチング素子10を示している。スイッチング素子10は、MOSFET(metal oxide field effect transistor)であり、半導体基板12を有している。半導体基板12は、SiCにより構成されている。図1において、左側が半導体基板12の中央側であり、右側が半導体基板12の外周端側である。半導体基板12の上面12aには、ソース電極60が配置されている。半導体基板12の下面12bには、ドレイン電極62が配置されている。
FIG. 1 shows a
半導体基板12は、メイン部90と、中間部92と、周辺部94を有している。メイン部90は、半導体基板12の中央側に設けられている。周辺部94は、半導体基板12の外周端近傍に設けられている。中間部92は、メイン部90と周辺部94の間に配置されている。
The
半導体基板12の内部には、p型のボディ領域24が設けられている。ボディ領域24は、半導体基板12の上面12aの近傍に配置されている。ボディ領域24は、メイン部90と、中間部92と、周辺部94に跨って分布している。
A p-
半導体基板12の上面12aには、複数のトレンチ40が設けられている。各トレンチ40は、互いに平行に伸びている。メイン部90、中間部92、及び、周辺部94のそれぞれに、複数のトレンチ40が設けられている。各トレンチ40は、ボディ領域24を貫通している。以下では、隣接するトレンチ40によって挟まれた各半導体領域を、トレンチ間半導体領域80という。メイン部90内には、複数のトレンチ間半導体領域80が存在している。中間部92内には、複数のトレンチ間半導体領域80が存在している。
A plurality of
各トレンチ40の内面は、ゲート絶縁膜42に覆われている。各トレンチ40の内部には、ゲート電極44が配置されている。各ゲート電極44は、ゲート絶縁膜42によって半導体基板12から絶縁されている。各ゲート電極44の表面は、層間絶縁膜46に覆われている。各ゲート電極44は、層間絶縁膜46によってソース電極60から絶縁されている。
The inner surface of each
半導体基板12は、ソース領域20、第1コンタクト領域21、第2コンタクト領域22、耐圧領域34、ドリフト領域26、ドレイン領域32、及び、FLR(field limiting ring)36を有している。
The
ソース領域20は、メイン部90の各トレンチ間半導体領域80に設けられている。各ソース領域20は、n型である。各ソース領域20は、半導体基板12の上面12aに露出している。各ソース領域20は、ソース電極60にオーミック接触している。各ソース領域20は、ゲート絶縁膜42に接している。中間部92及び周辺部94の各トレンチ間半導体領域80には、ソース領域20が存在しない。
The
第1コンタクト領域21は、メイン部90の各トレンチ間半導体領域80に設けられている。各第1コンタクト領域21は、p型であり、ボディ領域24よりも高いp型不純物濃度を有している。各第1コンタクト領域21は、ソース領域20が存在しない範囲で、半導体基板12の上面12aに露出している。各第1コンタクト領域21は、ソース電極60にオーミック接触している。また、周辺部94内の各トレンチ間半導体領域80にも、第1コンタクト領域21が設けられている。
The
第2コンタクト領域22は、中間部92の各トレンチ間半導体領域80に設けられている。各第2コンタクト領域22は、p型であり、ボディ領域24よりも高いp型不純物濃度を有している。各第2コンタクト領域22は、半導体基板12の上面12aに露出している。各第2コンタクト領域22は、ソース電極60にオーミック接触している。
The
第2コンタクト領域22のp型不純物濃度は、第1コンタクト領域21のp型不純物濃度よりも高い。したがって、第2コンタクト領域22の抵抗率は、第1コンタクト領域21の抵抗率よりも低い。また、第2コンタクト領域22の深さD2(すなわち、上面12aから第2コンタクト領域22の下端までの距離)は、第1コンタクト領域21の深さD1(すなわち、上面12aから第1コンタクト領域21の下端までの距離)よりも深い。また、第2コンタクト領域22がソース電極60に接している部分の幅W2は、第1コンタクト領域21がソース電極60に接している部分の幅W1よりも広い。
The p-type impurity concentration of the
上述したように、ボディ領域24は、メイン部90、中間部92、及び、周辺部94に跨って分布している。ボディ領域24は、ソース領域20、第1コンタクト領域21、及び、第2コンタクト領域22の下側に配置されており、ソース領域20、第1コンタクト領域21、及び、第2コンタクト領域22に対して下側から接している。メイン部90内では、ボディ領域24は、各ソース領域20の下側でゲート絶縁膜42に接している。中間部92内及び周辺部94内では、ボディ領域24は、ゲート絶縁膜42に接している。
As described above, the
耐圧領域34は、ボロンが拡散されたp型領域であり、ボディ領域24のp型不純物濃度よりも低いp型不純物濃度を有している。耐圧領域34は、周辺部94内に設けられている。耐圧領域34は、周辺部94内のボディ領域24の下部に配置されている。耐圧領域34は、ボディ領域24に対して下側から接している。耐圧領域34は、トレンチ40の下端よりも下側まで伸びている。耐圧領域34は、周辺部94内のトレンチ40の下端を覆っている。
The
各FLR36は、p型である。周辺部94の外周端近傍には、ボディ領域24が設けられていない。各FLR36は、ボディ領域24よりも外周端側に設けられている。各FLR36は、ボディ領域24から分離されている。各FLR36は、半導体基板12の上面12aに露出している。図示していないが、半導体基板12の上面12aを平面視したときに、各FLR36は、メイン部90及び中間部92の周囲を一巡するように伸びている。
Each
ドリフト領域26は、n型である。ドリフト領域26は、メイン部90、中間部92、及び、周辺部94に跨って分布している。ドリフト領域26は、ボディ領域24及び耐圧領域34の下側に配置されており、ボディ領域24及び耐圧領域34に対して下側から接している。メイン部90及び中間部92内では、ドリフト領域26は、ボディ領域24の下側でゲート絶縁膜42に接している。ドリフト領域26は、ボディ領域24によって、各ソース領域20、各第1コンタクト領域21、及び、各第2コンタクト領域22から分離されている。ドリフト領域26は、ボディ領域24よりも外周端側の領域の一部で半導体基板12の上面12aに露出している。ドリフト領域26によって、各FLR36がボディ領域24から分離されている。
ドレイン領域32は、n型であり、ドリフト領域26よりも高いn型不純物濃度を有する。ドレイン領域32は、メイン部90、中間部92、及び、周辺部94に跨って分布している。ドレイン領域32は、ドリフト領域26の下側に配置されており、ドリフト領域26に対して下側から接している。ドレイン領域32は、半導体基板12の下面12bに露出している。ドレイン領域32は、ドレイン電極62にオーミック接触している。
スイッチング素子10の使用時には、ドレイン電極62にソース電極60よりも高い電位が印加される。ゲート電極44にゲート閾値以上の電位を印加すると、ゲート絶縁膜42に接する範囲のボディ領域24にチャネルが形成される。メイン部90では、チャネルによってソース領域20とドレイン領域32が接続される。このため、ドレイン電極62から、ドレイン領域32、ドリフト領域26、チャネル、及び、ソース領域20を介してソース電極60へ電流が流れる。すなわち、スイッチング素子10がオンする。中間部92にはソース領域20が存在しないので、中間部92には電流は流れない。周辺部94ではトレンチ40の下端部が耐圧領域34によって覆われているので、周辺部94には電流は流れない。
When the switching
その後、ゲート電極44の電位をゲート閾値よりも低い電位まで低下させると、チャネルが消失し、メイン部90の電流が停止する。すなわち、スイッチング素子10がオフする。スイッチング素子10がオフすると、ボディ領域24と耐圧領域34からドリフト領域26内へ空乏層が広がる。空乏化したドリフト領域26によって、ドレイン電極62とソース電極60の間の電圧が保持される。耐圧領域34がメイン部90及び中間部92内のトレンチ40の下端よりも下側まで伸びているので、これらのトレンチ40の下端に電界が集中することが抑制される。
Thereafter, when the potential of the
スイッチング素子10がオフするときに、耐圧領域34の下部のドリフト領域26内で高電界が発生し、アバランシェ降伏が生じる場合がある。耐圧領域34の下部のドリフト領域26内でアバランシェ降伏が生じると、アバランシェ降伏によって発生したホールがソース電極60に向かって流れることでアバランシェ電流が生じる。耐圧領域34の抵抗率が高いので、図1の矢印100に示すように、アバランシェ電流は中間部92を通ってソース電極60へ流れる。より詳細には、アバランシェ電流は、中間部92のボディ領域24と第2コンタクト領域22を通ってソース電極60へ流れる。アバランシェ電流による発熱が大きいと、半導体基板12に高い負荷が加わるため、アバランシェ耐量が低くなる。しかしながら、実施形態のスイッチング素子10では、以下に説明するように、アバランシェ耐量が向上されている。
When the switching
上述したように、中間部92内の第2コンタクト領域22の深さD2は、メイン部90内の第1コンタクト領域21の深さD1よりも深い。このように、中間部92では抵抗率が低い第2コンタクト領域22が深くまで設けられていることで、矢印100に示す電流経路の電気抵抗が低減されている。これによって、アバランシェ電流により生じる発熱が抑制される。
As described above, the depth D2 of the
また、上述したように、中間部92内の第2コンタクト領域22の幅W2(ソース電極60に接する部分の幅)は、メイン部90内の第1コンタクト領域21の幅W1(ソース電極60に接する部分の幅)よりも広い。特に、中間部92内にはソース領域20が設けられていないので、幅W2を広くすることが可能とされている。このため、矢印100に示す電流経路の幅が広く、これによってこの電流経路の電気抵抗が低減されている。これによって、アバランシェ電流により生じる発熱が抑制される。
Further, as described above, the width W2 of the
また、上述したように、中間部92には、複数のトレンチ間半導体領域80が設けられている。このため、アバランシェ電流が中間部92内の各トレンチ間半導体領域80に分散して流れることができる。このため、矢印100に示す電流経路の電気抵抗が低減されている。これによって、アバランシェ電流により生じる発熱が抑制される。
Furthermore, as described above, the
以上に説明したように、スイッチング素子10では、アバランシェ電流の経路の電気抵抗が低減されていることで、アバランシェ電流により生じる発熱が抑制される。したがって、アバランシェ電流により半導体基板12に加わる負荷が低減される。このため、実施形態のスイッチング素子10は、高いアバランシェ耐量を有する。
As described above, in the switching
また、中間部92では、第2コンタクト領域22のp型不純物濃度が高く、第2コンタクト領域22の深さが深く、かつ、ソース領域20が存在しないので、パンチスルー(空乏層がソース電位の部分(例えば、上面12a)に達する現象)が生じ難くなる。
Furthermore, in the
なお、上述した実施形態では、周辺部94内にトレンチ40が設けられていたが、周辺部94内にトレンチ40は存在しなくてもよい。この構成でも、上述した実施形態と同様にスイッチング素子が動作することができる。
In addition, in the embodiment mentioned above, the
また、上述した実施形態では、周辺部94内にボディ領域24が設けられており、ボディ領域24の下側に耐圧領域34が設けられていた。しかしながら、周辺部94内にボディ領域24が設けられておらず、耐圧領域34が上面12aからトレンチ40の下端よりも下側まで伸びていてもよい。この構成では、耐圧領域34は、中間部92内のボディ領域24に接する。この構成でも、上述した実施形態と同様にスイッチング素子が動作することができる。
Further, in the embodiment described above, the
また、上述した実施形態では、中間部92内にソース領域20が設けられていなかったが、中間部92内にソース領域20が設けられていてもよい。この構成によれば、スイッチング素子10がオンしているときに、中間部92にも電流を流すことが可能となる。
Further, in the embodiment described above, the
また、上述した実施形態では、スイッチング素子として動作する素子領域と半導体基板12の端面の間の構造について説明した。しかしながら、半導体基板が2つの素子領域を有する場合において、素子領域と素子領域の間に上述した実施形態と同様の構造を設けてもよい。
Furthermore, in the embodiments described above, the structure between the element region that operates as a switching element and the end surface of the
本明細書が開示する技術要素について、以下に列記する。なお、以下の各技術要素は、それぞれ独立して有用なものである。 The technical elements disclosed in this specification are listed below. Note that each of the following technical elements is independently useful.
本明細書が開示する一例のスイッチング素子では、第2コンタクト領域がソース電極に接する部分の幅が、第1コンタクト領域がソース電極に接する部分の幅よりも広くてもよい。 In one example of the switching element disclosed in this specification, the width of the portion where the second contact region contacts the source electrode may be wider than the width of the portion where the first contact region contacts the source electrode.
この構成によれば、中間部にアバランシェ電流が流れるときの電流経路が広くなり、電流経路の抵抗をより低くすることができる。したがって、アバランシェ耐量をより向上させることができる。 According to this configuration, the current path when an avalanche current flows through the intermediate portion becomes wider, and the resistance of the current path can be lowered. Therefore, avalanche resistance can be further improved.
本明細書が開示する一例のスイッチング素子では、中間部内に、トレンチ間半導体領域が複数存在してもよい。 In one example of the switching element disclosed in this specification, a plurality of inter-trench semiconductor regions may exist within the intermediate portion.
この構成によれば、中間部にアバランシェ電流が流れるときの電流経路が広くなり、電流経路の抵抗をより低くすることができる。したがって、アバランシェ耐量をより向上させることができる。 According to this configuration, the current path when an avalanche current flows through the intermediate portion becomes wider, and the resistance of the current path can be lowered. Therefore, avalanche resistance can be further improved.
本明細書が開示する一例のスイッチング素子では、第2コンタクト領域のp型不純物濃度が、第1コンタクト領域のp型不純物濃度よりも高くてもよい。 In one example of the switching element disclosed in this specification, the p-type impurity concentration in the second contact region may be higher than the p-type impurity concentration in the first contact region.
この構成によれば、アバランシェ電流が流れるときの電流経路の抵抗をより低くすることができる。したがって、アバランシェ耐量をより向上させることができる。 According to this configuration, the resistance of the current path when the avalanche current flows can be lowered. Therefore, avalanche resistance can be further improved.
本明細書が開示する一例のスイッチング素子では、中間部内に、ソース領域が存在しなくてもよい。 In one example of the switching element disclosed in this specification, the source region does not need to exist in the intermediate portion.
この構成によれば、中間部内における第2コンタクト領域のレイアウトの自由度が増すので、中間部にアバランシェ電流が流れるときの電流経路をより広くすることができる。したがって、アバランシェ耐量をより向上させることができる。 According to this configuration, the degree of freedom in layout of the second contact region within the intermediate portion is increased, so that the current path when an avalanche current flows through the intermediate portion can be made wider. Therefore, avalanche resistance can be further improved.
以上、実施形態について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独あるいは各種の組み合わせによって技術有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの1つの目的を達成すること自体で技術有用性を持つものである。 Although the embodiments have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The techniques described in the claims include various modifications and changes to the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness singly or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims as filed. Furthermore, the techniques illustrated in this specification or the drawings simultaneously achieve multiple objectives, and achieving one of the objectives has technical utility in itself.
10 :スイッチング素子
12 :半導体基板
20 :ソース領域
21 :第1コンタクト領域
22 :第2コンタクト領域
24 :ボディ領域
26 :ドリフト領域
32 :ドレイン領域
34 :耐圧領域
40 :トレンチ
42 :ゲート絶縁膜
44 :ゲート電極
46 :層間絶縁膜
60 :ソース電極
62 :ドレイン電極
80 :トレンチ間半導体領域
90 :メイン部
92 :中間部
94 :周辺部
10: Switching element 12: Semiconductor substrate 20: Source region 21: First contact region 22: Second contact region 24: Body region 26: Drift region 32: Drain region 34: Withstand voltage region 40: Trench 42: Gate insulating film 44: Gate electrode 46 : Interlayer insulating film 60 : Source electrode 62 : Drain electrode 80 : Intertrench semiconductor region 90 : Main part 92 : Intermediate part 94 : Peripheral part
Claims (1)
半導体基板と、
前記半導体基板の上面に配置されたソース電極、
を有し、
前記半導体基板が、メイン部と、前記メイン部の周囲に配置された周辺部と、前記メイン部と前記周辺部の間に配置された中間部、を有し、
前記半導体基板が、前記メイン部と前記中間部と前記周辺部に跨って分布しているp型のボディ領域を有し、
前記半導体基板の前記上面に、前記ボディ領域を貫通する複数のトレンチが、隣接する前記トレンチに挟まれたトレンチ間半導体領域が前記メイン部と前記中間部のそれぞれに存在するように設けられており、
前記各トレンチ内に、ゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜によって前記半導体基板から絶縁されたゲート電極が配置されており、
前記半導体基板が、
前記メイン部内の前記トレンチ間半導体領域に配置されており、前記ソース電極及び前記ゲート絶縁膜に接するn型のソース領域と、
前記メイン部内の前記トレンチ間半導体領域に配置されており、前記ソース電極に接しており、前記ボディ領域よりも高いp型不純物濃度を有するp型の第1コンタクト領域と、
前記中間部内の前記トレンチ間半導体領域に配置されており、前記ソース電極に接しており、前記ボディ領域よりも高いp型不純物濃度を有するp型の第2コンタクト領域と、
前記周辺部内に配置されており、前記ボディ領域に接しており、下端部が前記トレンチの下端よりも下側に配置されているp型の耐圧領域、
を有し、
前記ボディ領域が、前記メイン部内で前記ソース領域の下側で前記ゲート絶縁膜に接しており、前記メイン部内で前記ソース領域と前記第1コンタクト領域に対して下側から接しており、前記中間部内で前記ゲート絶縁膜に接しており、前記中間部内で前記第2コンタクト領域に対して下側から接しており、
前記半導体基板が、前記メイン部、前記中間部、及び、前記周辺部に跨って分布しており、前記メイン部内及び前記中間部内で前記ボディ領域の下側で前記ゲート絶縁膜に接しており、前記ボディ領域及び前記耐圧領域に対して下側から接しており、前記ボディ領域によって前記ソース領域、前記第1コンタクト領域、及び、前記第2コンタクト領域から分離されているn型のドリフト領域、を有し、
前記第2コンタクト領域の深さが、前記第1コンタクト領域の深さよりも深く、
前記第2コンタクト領域のp型不純物濃度が、前記第1コンタクト領域のp型不純物濃度よりも高い、
スイッチング素子。 A switching element,
a semiconductor substrate;
a source electrode disposed on the top surface of the semiconductor substrate;
has
The semiconductor substrate has a main part, a peripheral part arranged around the main part, and an intermediate part arranged between the main part and the peripheral part,
The semiconductor substrate has a p-type body region distributed over the main portion, the intermediate portion, and the peripheral portion,
A plurality of trenches passing through the body region are provided on the upper surface of the semiconductor substrate such that an inter-trench semiconductor region sandwiched between adjacent trenches exists in each of the main portion and the intermediate portion. ,
A gate insulating film and a gate electrode insulated from the semiconductor substrate by the gate insulating film are arranged in each trench,
The semiconductor substrate is
an n-type source region disposed in the inter-trench semiconductor region in the main portion and in contact with the source electrode and the gate insulating film;
a p-type first contact region disposed in the inter-trench semiconductor region in the main portion, in contact with the source electrode, and having a higher p-type impurity concentration than the body region;
a p-type second contact region disposed in the inter-trench semiconductor region in the intermediate portion, in contact with the source electrode, and having a higher p-type impurity concentration than the body region;
a p-type breakdown voltage region disposed within the peripheral portion, in contact with the body region, and having a lower end portion located below the lower end of the trench;
has
The body region is in contact with the gate insulating film below the source region in the main part, is in contact with the source region and the first contact region from below in the main part, and is in contact with the gate insulating film below the source region in the main part, is in contact with the gate insulating film within the portion, and is in contact with the second contact region from below within the intermediate portion;
The semiconductor substrate is distributed across the main part, the intermediate part, and the peripheral part, and is in contact with the gate insulating film below the body region in the main part and the intermediate part, an n-type drift region that is in contact with the body region and the breakdown voltage region from below and is separated from the source region, the first contact region, and the second contact region by the body region; have,
The depth of the second contact region is deeper than the depth of the first contact region,
The p-type impurity concentration of the second contact region is higher than the p-type impurity concentration of the first contact region.
switching element.
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