JP7815134B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP7815134B2 JP2022559130A JP2022559130A JP7815134B2 JP 7815134 B2 JP7815134 B2 JP 7815134B2 JP 2022559130 A JP2022559130 A JP 2022559130A JP 2022559130 A JP2022559130 A JP 2022559130A JP 7815134 B2 JP7815134 B2 JP 7815134B2
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この出願は、2020年10月29日に日本国特許庁に提出された特願2020-181367号に対応しており、この出願の全開示はここに引用により組み込まれる。本発明は、半導体装置に関する。
特許文献1は、p基板、pウェル、n型低濃度拡散層、ソース、ドレイン。ゲート絶縁膜およびゲート電極を含む半導体装置を開示している。pウェルは、p基板に形成されている。n型低濃度拡散層は、pウェル内に形成されている。ソースは、n型低濃度拡散層から間隔を空けてpウェル内に形成されている。ドレインは、ソースから間隔を空けてn型低濃度拡散層内に形成されている。ゲート絶縁膜は、ソースおよびドレインの間のチャネル領域を被覆している。ゲート電極は、ゲート絶縁膜の上に形成されている。
米国特許出願公開第2007/215949号明細書
本発明の一実施形態は、電気的特性を向上できる半導体装置を提供する。
本発明の一実施形態は、主面を有するチップと、前記主面の表層部に形成されたドレイン領域と、前記ドレイン領域から間隔を空けて前記主面の表層部に形成されたソース領域と、前記主面の表層部における前記ドレイン領域および前記ソース領域の間において前記ソース領域側に形成されるチャネル反転領域と、前記主面の表層部において前記ドレイン領域および前記チャネル反転領域の間の領域に形成されるドリフト領域と、前記主面の上で前記チャネル反転領域を被覆する第1部分、および、前記主面の上で前記ドリフト領域を被覆する第2部分を有するゲート絶縁膜と、前記第1部分を被覆する第1電極部、および、前記第2部分を部分的に露出させるように前記第1電極部から前記第2部分の上に引き出された第2電極部を有するゲート電極と、を含む、半導体装置を提供する。
上述のまたはさらに他の目的、特徴および効果は、添付図面を参照して次に述べる実施形態の説明により明らかにされる。
図1は、本発明の第1実施形態に係る半導体装置を示す模式図である。 図2は、図1に示す領域IIを第1形態例に係るゲート電極と共に示す拡大図である。 図3は、図2に示すIII-III線に沿う断面図である。 図4は、図2に示すIV-IV線に沿う断面図である。 図5は、図2に示すV-V線に沿う断面図である。 図6は、図2に示すVI-VI線に沿う断面図である。 図7Aは、図1に示す領域IIを第2形態例に係るゲート電極と共に示す拡大図である。 図7Bは、図1に示す領域IIを第3形態例に係るゲート電極と共に示す拡大図である。 図7Cは、図1に示す領域IIを第4形態例に係るゲート電極と共に示す拡大図である。 図7Dは、図1に示す領域IIを第5形態例に係るゲート電極と共に示す拡大図である。 図7Eは、図1に示す領域IIを第6形態例に係るゲート電極と共に示す拡大図である。 図8は、本発明の第2実施形態に係る半導体装置を示す模式図である。 図9は、図8に示す領域IXを第1形態例に係るゲート電極と共に示す拡大図である。 図10は、図9に示すX-X線に沿う断面図である。 図11は、図9に示すXI-XI線に沿う断面図である。
図1は、本発明の第1実施形態に係る半導体装置1を示す模式図である。図1を参照して、半導体装置1は、直方体形状の半導体チップ2(チップ)を含む。半導体チップ2は、この形態(this embodiment)では、シリコンチップからなる。半導体チップ2は、一方側の第1主面3、他方側の第2主面4、ならびに、第1主面3および第2主面4を接続する第1~第4側面5A~5Dを有している。
第1主面3および第2主面4は、それらの法線方向Zから見た平面視において四角形状に形成されている。法線方向Zは、半導体チップ2の厚さ方向でもある。第1側面5Aおよび第2側面5Bは、第1主面3に沿う第1方向Xに延び、第1方向Xに交差(具体的には直交)する第2方向Yに対向している。第3側面5Cおよび第4側面5Dは、第2方向Yに延び、第1方向Xに対向している。
半導体装置1は、半導体チップ2の第2主面4の表層部に形成されたp型(第1導電型)の第1半導体領域6を含む。第1半導体領域6は、第2主面4の表層部の全域に形成され、第2主面4および第1~第4側面5A~5Dから露出している。つまり、第1半導体領域6は、第2主面4および第1~第4側面5A~5Dの一部を有している。
第1半導体領域6は、厚さ方向にほぼ一定のp型不純物濃度を有していてもよい。第1半導体領域6のp型不純物濃度は、1×1014cm-3以上5×1015cm-3以下であってもよい。第1半導体領域6の厚さは、50μm以上800μm以下であってもよい。第1半導体領域6の厚さは、第2主面4の研削によって調整される。第1半導体領域6は、この形態では、p型の半導体基板によって形成されている。
半導体装置1は、半導体チップ2の第1主面3の表層部に形成されたp型の第2半導体領域7(半導体領域)を含む。第2半導体領域7は、第1主面3の表層部の全域に形成され、第1主面3および第1~第4側面5A~5Dから露出している。つまり、第2半導体領域7は、第1主面3および第1~第4側面5A~5Dの一部を有している。第2半導体領域7のp型不純物濃度は、1×1014cm-3以上5×1015cm-3以下であってもよい。第2半導体領域7の厚さは、5μm以上20μm以下であってもよい。第2半導体領域7は、この形態では、p型のエピタキシャル層によって形成されている。
半導体装置1は、第2半導体領域7に設けられた複数のデバイス領域8を含む。複数のデバイス領域8は、種々の機能デバイスがそれぞれ形成された領域である。複数のデバイス領域8は、平面視において第1~第4側面5A~5Dから間隔を空けて第1主面3の内方部にそれぞれ区画されている。デバイス領域8の個数、配置および形状は任意であり、特定の個数、配置および形状に限定されない。複数の機能デバイスは、半導体スイッチングデバイス、半導体整流デバイスおよび受動デバイスのうちの少なくとも1つをそれぞれ含んでいてもよい。
半導体スイッチングデバイスは、JFET(Junction Field Effect Transistor:接合型トランジスタ)、トランジスタ(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)、BJT(Bipolar Junction Transistor:バイポーラトランジスタ)、および、IGBT(Insulated Gate Bipolar Junction Transistor:絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。半導体整流デバイスは、pn接合ダイオード、pin接合ダイオード、ツェナーダイオード、ショットキーバリアダイオードおよびファストリカバリーダイオードのうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。受動デバイスは、抵抗、コンデンサ、インダクタおよびヒューズのうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。
複数のデバイス領域8は、この形態では、少なくとも1つのMISFET領域9を含む。MISFET領域9はプレーナゲート構造型のMISFET10を含む領域である。以下、MISFET領域9(MISFET10)側の具体的な構造が説明される。
図2は、図1に示す領域IIを第1形態例に係るゲート電極40と共に示す拡大図である。図3は、図2に示すIII-III線に沿う断面図である。図4は、図2に示すIV-IV線に沿う断面図である。図5は、図2に示すV-V線に沿う断面図である。図6は、図2に示すVI-VI線に沿う断面図である。
図2~図6を参照して、半導体装置1は、第2半導体領域7においてMISFET領域9を他の領域から電気的に分離する領域分離構造11(a region separation structure)を含む。領域分離構造11は、平面視において第1主面3の一部を取り囲む環状に形成され、所定形状のMISFET領域9を区画している。領域分離構造11は、この形態では、平面視において四角環状(この形態では第1方向Xに延びる長方形環状)に形成され、内周縁によって四角形状(この形態では第1方向Xに延びる長方形状)のMISFET領域9を区画している。領域分離構造11の平面形状(MISFET領域9の平面形状)は、任意である。
領域分離構造11は、p型の第1分離構造12を含む。第1分離構造12には、グランド電位が付与されてもよい。第1分離構造12は、平面視において第1主面3の一部を取り囲む環状に形成されている。第1分離構造12は、第2半導体領域7を横切るように第1主面3から第1半導体領域6に向けて壁状に延び、第1半導体領域6に電気的に接続されている。
第1分離構造12は、この形態では、p型の第1埋設領域13およびp型の第1分離領域14を含む。第1埋設領域13は、第1半導体領域6および第2半導体領域7の間の境界部に形成されている。第1埋設領域13は、法線方向Zに関して第1主面3および第2主面4から間隔を空けて形成され、第1半導体領域6および第2半導体領域7に電気的に接続されている。第1埋設領域13は、第1半導体領域6のp型不純物濃度を超えるp型不純物濃度を有している。第1埋設領域13のp型不純物濃度は、5×1016cm-3以上5×1018cm-3以下であってもよい。
第1分離領域14は、第2半導体領域7において第1主面3および第1埋設領域13の間の領域に形成され、第1埋設領域13に電気的に接続されている。この形態では、1つの第1分離領域14が形成されているが、第1埋設領域13に電気的に接続される限り、第1分離領域14の積層数は任意である。複数の第1分離領域14が第1埋設領域13側から第1主面3側に積層されていてもよい。第1分離領域14のp型不純物濃度は、1×1017cm-3以上1×1019cm-3以下であってもよい。第1分離領域14は、第1埋設領域13のp型不純物濃度以下のp型不純物濃度を有していてもよい。
領域分離構造11は、n型(第2導電型)の第2分離構造15を含む。第2分離構造15には、電源電位が付与されてもよい。第2分離構造15は、平面視において第1分離構造12の内周縁から内方に間隔を空けて形成され、第1分離構造12によって取り囲まれた領域内においてMISFET領域9を区画している。第2分離構造15は、具体的には、第2半導体領域7の底部側から第1主面3側に向けて第2半導体領域7の一部を取り囲む筒状に形成されている。第2分離構造15は、第2半導体領域7の一部を電気的にフローティング状態に固定すると同時に、当該第2半導体領域7の一部をMISFET領域9として区画している。
第2分離構造15は、この形態では、n型の第2埋設領域16およびn型の第2分離領域17を含む。第2埋設領域16は、第1分離構造12によって取り囲まれた領域内において第1半導体領域6および第2半導体領域7の境界部に形成されている。第2埋設領域16のn型不純物濃度は、5×1017cm-3以上1×1019cm-3以下であってもよい。
第2埋設領域16は、第1分離構造12の内周縁から内方に間隔を空けて形成され、第1分離構造12との間において第1半導体領域6の一部を露出させている。第2埋設領域16は、法線方向Zに関して第1主面3および第2主面4から間隔を空けて形成され、第1半導体領域6および第2半導体領域7に電気的に接続されている。第2埋設領域16は、この形態では、平面視において第1分離構造12の内周縁に沿う四角形状(具体的には第1方向Xに延びる長方形状)に形成されている。
第2分離領域17は、第2半導体領域7において第1主面3および第2埋設領域16の周縁部の間の領域に形成され、第2埋設領域16に電気的に接続されている。この形態では、1つの第2分離領域17が形成されているが、第2埋設領域16に電気的に接続される限り、第2分離領域17の積層数は任意である。複数の第2分離領域17が第2埋設領域16の周縁部側から第1主面3側に積層されていてもよい。第2分離領域17のn型不純物濃度は、1×1017cm-3以上1×1019cm-3以下であってもよい。
半導体装置1は、MISFET領域9に形成されたMISFET10を含む。MISFET10は、MISFET領域9に形成された少なくとも1つのMISFETセル20を含む。MISFET10が複数のMISFETセル20を含む場合、複数のMISFETセル20は第1方向Xに間隔を空けてMISFET領域9に形成されていてもよい。MISFET10は、この形態では、単一のMISFETセル20によって構成されている。以下、MISFETセル20の具体的な構造について説明される。
MISFETセル20は、MISFET領域9において第2半導体領域7の表層部に形成されたn型のドレインウェル領域21を含む。ドレインウェル領域21は、MISFET領域9の一端部側(第3側面5C側)に形成されている。ドレインウェル領域21は、第2半導体領域7のp型不純物濃度を超えるn型不純物濃度を有している。ドレインウェル領域21のn型不純物濃度は、1×1016cm-3以上2×1018cm-3以下であってもよい。
ドレインウェル領域21は、平面視において第2分離構造15(第2分離領域17)からMISFET領域9の内方に間隔を空けて形成され、MISFET領域9の周縁部において第2半導体領域7の一部を露出させている。ドレインウェル領域21は、この形態では、平面視において第2分離構造15(第2分離領域17)の内周縁(第2埋設領域16の周縁)に沿う四角形状に形成されている。ドレインウェル領域21は、法線方向Zに関して第2埋設領域16から第1主面3側に間隔を空けて形成され、第2半導体領域7の一部を挟んで第2埋設領域16に対向している。つまり、ドレインウェル領域21は、第2半導体領域7に電気的に接続された側部および底部を有している。
MISFETセル20は、MISFET領域9においてドレインウェル領域21から間隔を空けて第2半導体領域7の表層部に形成されたp型のソースウェル領域22を含む。ソースウェル領域22は、ドレインウェル領域21から第1方向Xに間隔を空けてMISFET領域9の他端部側(第4側面5D側)に形成されている。ソースウェル領域22は、第2半導体領域7のp型不純物濃度を超えるn型不純物濃度を有している。ソースウェル領域22のp型不純物濃度は、5×1016cm-3以上2×1018cm-3以下であってもよい。
ソースウェル領域22は、平面視において第2分離構造15(第2分離領域17)からMISFET領域9の内方に間隔を空けて形成され、MISFET領域9の周縁部において第2半導体領域7の一部を露出させている。ソースウェル領域22は、この形態では、平面視において第2分離構造15(第2分離領域17)の内周縁(第2埋設領域16の周縁)に沿う四角形状に形成されている。ソースウェル領域22は、法線方向Zに関して第2埋設領域16から第1主面3側に間隔を空けて形成され、第2半導体領域7の一部を挟んで第2埋設領域16に対向している。つまり、ソースウェル領域22は、第2半導体領域7に電気的に接続された側部および底部を有している。
MISFETセル20は、MISFET領域9においてドレインウェル領域21の表層部に形成されたn型のドレイン領域23を含む。ドレイン領域23は、ドレインウェル領域21のn型不純物濃度を超えるn型不純物濃度を有している。ドレイン領域23のn型不純物濃度は、1×1019cm-3以上2×1021cm-3以下であってもよい。
ドレイン領域23は、平面視においてドレインウェル領域21の周縁から内方に間隔を空けて形成され、一方方向(第2方向Y)に延びる帯状に形成されている。ドレイン領域23の平面形状は任意であり、正方形状、六角形状または円形状に形成されていてもよい。ドレイン領域23は、法線方向Zに関してドレインウェル領域21の底部から第1主面3側に間隔を空けて形成され、ドレインウェル領域21の一部を挟んで第2半導体領域7に対向している。
MISFETセル20は、MISFET領域9においてソースウェル領域22の表層部に形成されたn型のソース領域24を含む。ソース領域24は、ソースウェル領域22の一端部側(第3側面5C側)に形成されている。ソース領域24は、ドレインウェル領域21のn型不純物濃度を超えるn型不純物濃度を有している。ソース領域24のn型不純物濃度は、1×1019cm-3以上2×1021cm-3以下であってもよい。ソース領域24のn型不純物濃度は、ドレイン領域23のn型不純物濃度とほぼ等しいことが好ましい。
ソース領域24は、平面視においてソースウェル領域22の周縁から内方に間隔を空けて形成され、一方方向(第2方向Y)に延びる帯状に形成されている。ソース領域24の平面形状は任意であり、正方形状、六角形状または円形状に形成されていてもよい。ソース領域24は、法線方向Zに関してソースウェル領域22の底部から第1主面3側に間隔を空けて形成され、ソースウェル領域22の一部を挟んで第2半導体領域7に対向している。
MISFETセル20は、MISFET領域9においてソースウェル領域22の表層部に形成されたp型のコンタクト領域25を含む。コンタクト領域25は、ソースウェル領域22の他端部側(第4側面5D側)に形成されている。コンタクト領域25は、ソースウェル領域22のp型不純物濃度を超えるp型不純物濃度を有している。コンタクト領域25のp型不純物濃度は、5×1018cm-3以上1×1020cm-3以下であってもよい。
コンタクト領域25は、ソース領域24に接続されるようにソースウェル領域22の表層部に形成されている。コンタクト領域25は、平面視においてソースウェル領域22の周縁から内方に間隔を空けて形成され、一方方向(この形態では第2方向Y)に延びる帯状に形成されている。コンタクト領域25の平面形状は任意であり、正方形状、六角形状または円形状に形成されていてもよい。コンタクト領域25は、法線方向Zに関してソースウェル領域22の底部から第1主面3側に間隔を空けて形成され、ソースウェル領域22の一部を挟んで第2半導体領域7に対向している。
MISFETセル20は、第1主面3の表層部においてドレイン領域23およびソース領域24の間の領域に形成されるチャネル反転領域26(チャネル領域)を含む。図3および図4では、チャネル反転領域26が太い破線によって示されている。チャネル反転領域26は、ドレイン領域23およびソース領域24の間に形成される電流経路の導通および遮断が制御される領域である。ドレイン領域23およびソース領域24の間を流れる電流は、ドレインソース電流である。
チャネル反転領域26は、ドレイン領域23およびソース領域24の間の領域においてソース領域24側に形成される。チャネル反転領域26は、具体的には、第1主面3の表層部においてドレインウェル領域21およびソース領域24の間の領域に形成される。チャネル反転領域26は、さらに具体的には、ドレインウェル領域21およびソース領域24の間の領域において第2半導体領域7の表層部およびソースウェル領域22の表層部に形成される。チャネル反転領域26は、この形態では、平面視においてドレインウェル領域21およびソース領域24の間の対向領域の全域に第2方向Yに延びる帯状に形成される。
MISFETセル20は、第1主面3の表層部においてドレイン領域23およびチャネル反転領域26の間の領域に形成されるドレインドリフト領域27(ドリフト領域)を含む。図3~図6では、ドレインドリフト領域27が細い破線によって示されている。ドレインドリフト領域27は、ドレイン領域23およびソース領域24(チャネル反転領域26)の間の電流経路となる領域である。ドレイン領域23およびソース領域24(チャネル反転領域26)の間を流れる電流は、ドレインソース電流である。
ドレインドリフト領域27は、ドレインウェル領域21に形成される。ドレインドリフト領域27は、具体的には、ドレインウェル領域21においてドレイン領域23およびチャネル反転領域26の間の領域に形成される。ドレインドリフト領域27は、この形態では、平面視においてドレイン領域23およびチャネル反転領域26の間の対向領域の全域に第2方向Yに延びる帯状に形成される。第1方向Xに関して、ドレインドリフト領域27の長さは、チャネル反転領域26の長さ以上であってもよいし、チャネル反転領域26の長さ未満であってもよい。以下の説明においてドレインドリフト領域27の文言には、ドレインウェル領域21が含まれる。
MISFETセル20は、MISFET領域9において第1主面3の上に形成されたゲート絶縁膜30を含む。ゲート絶縁膜30は、この形態では、酸化シリコンを含む。ゲート絶縁膜30は、具体的には、半導体チップ2(第2半導体領域7等)の酸化物からなる酸化シリコンを含む。ゲート絶縁膜30の厚さは、3nm以上100nm以下であってもよい。
ゲート絶縁膜30は、第1主面3の上でドレイン領域23およびソース領域24の間の領域を膜状に被覆している。ゲート絶縁膜30は、具体的には、第1主面3の上においてソース領域24およびドレインドリフト領域27(ドレインウェル領域21)に跨って形成され、ソース領域24、チャネル反転領域26およびドレインドリフト領域27を被覆している。
ゲート絶縁膜30は、第1部分31および第2部分32を含む。第1部分31は、第1主面3の上で第2半導体領域7、ソースウェル領域22およびソース領域24の一部を被覆している。つまり、第1部分31は、第1主面3の上でチャネル反転領域26を被覆している。第1部分31は、チャネル反転領域26の全域を被覆していることが好ましい。第1部分31は、平面視においてコンタクト領域25からドレイン領域23側に間隔を空けて形成され、ソース領域24およびコンタクト領域25を露出させている。第1部分31は、この形態では、ソース領域24の一部およびコンタクト領域25の全域を露出させている。第1部分31は、第1方向Xに関して第1長さL1を有している。
第2部分32は、第1部分31からドレイン領域23側に引き出され、第1主面3の上でドレインウェル領域21を被覆している。つまり、第2部分32は、第1主面3の上でドレインドリフト領域27を被覆している。第2部分32は、具体的には、平面視においてドレイン領域23からソース領域24側に間隔を空けて形成され、ドレインドリフト領域27の一部(具体的には第4側面5D側の端部)およびドレイン領域23の全域を露出させ、ドレインドリフト領域27を部分的に被覆している。
第2部分32の平面積は、ドレインドリフト領域27において第2部分32から露出した部分の平面積以上であってもよいし、当該平面積未満であってもよい。第2部分32は、第1方向Xに関して第2長さL2を有している。第2長さL2は、第1長さL1以上であってもよいし、第1長さL1未満であってもよい。
MISFETセル20は、MISFET領域9において第1主面3の上に形成されたフィールド絶縁膜35を含む。図2では、フィールド絶縁膜35の端部(開口部)が太い破線によって示されている。フィールド絶縁膜35は、MISFET領域9の内外に形成され、MISFET領域9内においてゲート絶縁膜30外の領域を被覆している。フィールド絶縁膜35は、この形態では、酸化シリコンを含む。
フィールド絶縁膜35は、具体的には、半導体チップ2(第2半導体領域7等)の酸化物からなる酸化シリコンを含む。フィールド絶縁膜35は、LOCOS膜(local oxidation of silicon film)であってもよい。フィールド絶縁膜35は、ゲート絶縁膜30の厚さとは異なる厚さを有している。フィールド絶縁膜35の厚さは、具体的には、ゲート絶縁膜30の厚さを超えている。フィールド絶縁膜35の厚さは、50nm以上500nm以下であってもよい。
フィールド絶縁膜35は、ドレイン領域23、ソース領域24およびコンタクト領域25を露出させるように、MISFET領域9において第2半導体領域7、ドレインウェル領域21およびソースウェル領域22を被覆している。フィールド絶縁膜35は、平面視においてゲート絶縁膜30を取り囲み、ゲート絶縁膜30の第1部分31および第2部分32に連なっている。フィールド絶縁膜35は、ドレイン領域23およびゲート絶縁膜30の第2部分32の間の領域でドレインドリフト領域27を被覆し、第2部分32に連なっている。
この形態では、フィールド絶縁膜35が、ゲート絶縁膜30とは別体からなる例について説明された。しかし、フィールド絶縁膜35は、ゲート絶縁膜30の一部(つまり厚膜部)からなっていてもよい。また、フィールド絶縁膜35は、ゲート絶縁膜30よりも厚い別のゲート絶縁膜の一部からなっていてもよい。むろん、MISFETセル20は、フィールド絶縁膜35に代えて、STI(Sallow Trench Isolation)構造を含んでいてもよい。STI構造は、第1主面3に形成されたトレンチ、および、トレンチに埋設された絶縁体を含む。絶縁体は、酸化シリコンおよび窒化シリコンのうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。
MISFETセル20は、ゲート絶縁膜30の上に形成されたゲート電極40を含む。図2では、ゲート電極40がハッチングによって示されている。ゲート電極40は、ゲート絶縁膜30と共にプレーナゲート構造を形成している。ゲート電極40は、この形態では、導電性ポリシリコンを含む。導電性ポリシリコンは、n型ポリシリコンおよびp型ポリシリコンのうちの少なくとも1つを含む。
ゲート電極40は、ゲート絶縁膜30の上でドレイン領域23およびソース領域24の間の領域を膜状に被覆している。ゲート電極40は、具体的には、ゲート絶縁膜30の上においてソース領域24およびドレインドリフト領域27(ドレインウェル領域21)に跨って形成され、ゲート絶縁膜30を挟んでドレインドリフト領域27、チャネル反転領域26およびソース領域24を被覆している。ゲート電極40は、ゲート絶縁膜30の平面形状とは異なる平面形状を有している。
ゲート電極40は、具体的には、ゲート絶縁膜30の上で相異なる領域に相異なる平面形状で形成された第1電極部41および第2電極部42を含む。第1電極部41は、ゲート絶縁膜30の第1部分31の上に形成され、ゲート絶縁膜30の第1部分31を挟んで第2半導体領域7、ソースウェル領域22およびソース領域24の一部に対向している。つまり、第1電極部41は、第1部分31を挟んでチャネル反転領域26に対向している。
第1電極部41は、第1部分31を挟んでチャネル反転領域26の全域に対向していることが好ましい。ゲート電極40(第1電極部41)は、平面視においてチャネル反転領域26の周縁を第2方向Yに横切ってチャネル反転領域26外の領域(フィールド絶縁膜35の上)に引き出されていることが好ましい。ゲート電極40においてチャネル反転領域26外の領域に至るように第2方向Yに引き出された部分は、ゲートコンタクト電極(図示せず)の接続部として形成されていてもよい。第1電極部41は、平面視においてコンタクト領域25からソース領域24側に間隔を空けて形成され、ソース領域24およびコンタクト領域25を露出させている。
第2電極部42は、ゲート絶縁膜30の第2部分32の上に形成されている。第2電極部42は、具体的には、第2部分32を部分的に露出させるように第1電極部41から第2部分32の上に引き出され、第2部分32を挟んでドレインドリフト領域27の一部に対向している。第2電極部42は、さらに、フィールド絶縁膜35を部分的に露出させるように第2部分32の上からフィールド絶縁膜35の上に引き出され、フィールド絶縁膜35を挟んでドレインドリフト領域27に対向している。
第2電極部42は、ドレインドリフト領域27との間でゲートドレイン容量Cgdを形成している。ゲートドレイン容量Cgdは、帰還容量Crss(feedback capacitance Crss)とも称される。ゲートドレイン容量Cgdは、第1ゲートドレイン容量Cgd1、および、第1ゲートドレイン容量Cgd1に並列接続された第2ゲートドレイン容量Cgd2を含む。
第1ゲートドレイン容量Cgd1は、第2電極部42においてゲート絶縁膜30を挟んでドレインドリフト領域27に対向する部分に形成されている。第2ゲートドレイン容量Cgd2は、第2電極部42においてフィールド絶縁膜35を挟んでドレインドリフト領域27に対向する部分に形成されている。ゲートドレイン容量Cgdは、第1ゲートドレイン容量Cgd1および第2ゲートドレイン容量Cgd2の合成容量を含む。第2ゲートドレイン容量Cgd2は、第1ゲートドレイン容量Cgd1以下であってもよいし、第1ゲートドレイン容量Cgd1を超えていてもよい。
第2電極部42は、第2部分32を部分的に露出させるように第1電極部41から第2部分32の上に引き出された少なくとも1つ(この形態では複数)の引き出し部43を有している。引き出し部43の個数は、ゲート電極40(ゲート絶縁膜30)の第2方向Yの長さに応じて適宜調整される。
複数の引き出し部43は、平面視において第1電極部41から第2部分32の上にドレイン領域23側に向けて帯状にそれぞれ引き出され、第2方向Yに間隔を空けて配列されている。つまり、第2電極部42(複数の引き出し部43)は、平面視において第1電極部41からドレイン領域23側に向けて櫛歯状に引き出されている。また、第2電極部42(複数の引き出し部43)は、平面視において第2方向Yに一列に間隔を空けて第2部分32の複数の個所を被覆している。複数の引き出し部43は、第2方向Yに等間隔に配列されていることが好ましい。
複数の引き出し部43は、平面視において第1部分31(チャネル反転領域26)からドレイン領域23側に間隔を空けて第2部分32をそれぞれ被覆している。つまり、複数の引き出し部43は、ゲート絶縁膜30に関して第2部分32のみを被覆し、第1部分31を被覆していない。複数の引き出し部43は、平面視においてドレイン領域23から第1部分31(チャネル反転領域26)側に間隔を空けて第2部分32をそれぞれ被覆している。複数の引き出し部43は、平面視において第1方向Xの一方側にドレイン領域23に対向し、第1方向Xの他方側にソース領域24(チャネル反転領域26)に対向している。
複数の引き出し部43は、この形態では、第2方向Yの両端に配置された2つの外側引き出し部43A、および、2つの外側引き出し部43Aによって挟まれた複数の内側引き出し部43Bを含む。外側引き出し部43Aは、平面視においてドレインドリフト領域27の周縁を第2方向Yに横切ってドレインドリフト領域27外の領域(フィールド絶縁膜35の上)に引き出されていてもよい。
この場合、ゲート電極40(外側引き出し部43A)においてチャネル反転領域26外の領域に引き出された部分は、ゲートコンタクト電極(図示せず)の接続部として形成されていてもよい。むろん、外側引き出し部43Aは、平面視においてドレインウェル領域21の周縁によって取り囲まれた領域内のみに形成されてもよい。
複数の内側引き出し部43Bは、この形態では、平面視においてドレインウェル領域21の周縁によって取り囲まれた領域内のみに形成されている。複数の内側引き出し部43Bの全てが、平面視において第1方向Xの一方側にドレイン領域23に対向していることが好ましい。複数の内側引き出し部43Bの全てが、平面視において第1方向Xの他方側にソース領域24(チャネル反転領域26)に対向していることが好ましい。
複数の引き出し部43は、さらに、ゲート絶縁膜30の第2部分32の上からドレイン領域23側に向けてフィールド絶縁膜35の上に帯状に引き出されている。つまり、複数の引き出し部43は、第2部分32およびフィールド絶縁膜35の一部を連続的にそれぞれ被覆している。複数の引き出し部43は、フィールド絶縁膜35の上において第2方向Yに間隔を空けて形成されている。つまり、第2電極部42(複数の引き出し部43)は、平面視において第2方向Yに一列に間隔を空けてフィールド絶縁膜35の複数の個所を被覆している。
複数の引き出し部43(少なくとも複数の内側引き出し部43B)は、第2方向Yに一定の第1幅W1をそれぞれ有していることが好ましい。第1幅W1は、0.1μm以上5μm以下であってもよい。むろん、複数の引き出し部43は、互いに異なる第1幅W1を有していてもよい。
このように、複数の引き出し部43は、ゲート絶縁膜30(第2部分32)を挟んでドレインドリフト領域27に対向し、フィールド絶縁膜35を挟んでドレインドリフト領域27に対向している。つまり、複数の引き出し部43は、ゲート絶縁膜30(第2部分32)を被覆する部分において第1ゲートドレイン容量Cgd1を形成し、フィールド絶縁膜35を被覆する部分において第2ゲートドレイン容量Cgd2を形成している。
第2電極部42は、少なくとも1つ(この形態では複数)の引き出し部43によって区画された少なくとも1つ(この形態では複数)の露出部44を有している。露出部44は、第2部分32を部分的に露出させるように第2電極部42(ゲート電極40)が部分的に除去された部分であり、除去部と称されてもよい。露出部44の個数は、引き出し部43の個数やゲート電極40(ゲート絶縁膜30)の第2方向Yの長さに応じて適宜調整される。
複数の露出部44は、近接する2つの引き出し部43の間にそれぞれ区画されている。複数の露出部44は、第2部分32の上においてドレイン領域23およびソース領域24の対向方向(第1方向X)に延びる少なくとも1つ(この形態では複数)の辺によってそれぞれ区画されている。複数の露出部44は、具体的には、第2電極部42において互いに交差する方向に延びる少なくとも2つの辺によってそれぞれ区画されている。複数の露出部44は、この形態では、第2方向Yに延びる辺、および、第1方向Xに延びる辺によってそれぞれ区画されている。
第1方向Xに延びる辺は、複数の引き出し部43によってそれぞれ形成されている。第2方向Yに延びる辺は、複数の引き出し部43の基端部によってそれぞれ形成されている。つまり、複数の露出部44は、複数の引き出し部43の複数の辺によってそれぞれ区画されている。ここでいう「辺」は必ずしも平面視において直線状に延びている必要はなく湾曲していてもよい。
複数の露出部44は、平面視において第2部分32からドレイン領域23側に向けて帯状にそれぞれ延び、第2方向Yに間隔を空けて配列されている。つまり、複数の露出部44は、この形態では、第2電極部42の開領域(切欠き部)からそれぞれなり、平面視において全体として第1方向Xに延びるストライプ状に区画されている。複数の露出部44は、第2方向Yに等間隔に配列されていることが好ましい。
複数の露出部44は、複数の引き出し部43を第2方向Yに結ぶラインを設定した時、当該ライン上に位置している。つまり、複数の露出部44は、1つの引き出し部43を挟み込む態様で複数の引き出し部43と交互に第2方向Yに間隔を空けて配列されている。これにより、第2電極部42(複数の露出部44)は、平面視において第2部分32の複数の個所を第2方向Yに一列に間隔を空けて露出させている。
複数の露出部44は、平面視において第1部分31からドレイン領域23側に間隔を空けて第2部分32をそれぞれ露出させている。つまり、複数の露出部44は、ゲート絶縁膜30に関しては第2部分32のみをそれぞれ露出させ、第1部分31を露出させていない。複数の露出部44は、平面視においてドレイン領域23から第2部分32側に間隔を空けて第2部分32をそれぞれ露出させている。複数の露出部44は、平面視においてドレインウェル領域21の周縁によって取り囲まれた領域内のみに形成されていることが好ましい。
複数の露出部44は、平面視において第1方向Xの一方側にドレイン領域23に対向し、第1方向Xの他方側にソース領域24(チャネル反転領域26)に対向している。複数の露出部44の全てが、平面視において第1方向Xの一方側にドレイン領域23に対向していることが好ましい。複数の露出部44の全てが、平面視において第1方向Xの他方側にソース領域24(チャネル反転領域26)に対向していることが好ましい。
複数の露出部44は、さらに、複数の引き出し部43の間の領域においてフィールド絶縁膜35の一部をそれぞれ部分的に露出させている。つまり、複数の露出部44は、ゲート絶縁膜30の第2部分32およびフィールド絶縁膜35の一部を連続的にそれぞれ露出させている。この場合、複数の露出部44は、フィールド絶縁膜35の上においてドレイン領域23およびソース領域24の対向方向(第1方向X)に延びる少なくとも1つ(この形態では複数)の辺によってそれぞれ区画されている。前記対向方向(第1方向X)は、ドレインソース電流が流れる方向でもある。対向方向に延びる辺は、複数の引き出し部43によってそれぞれ形成されている。ここでいう「辺」は必ずしも平面視において直線状に延びている必要はなく湾曲していてもよい。
複数の露出部44は、第2部分32からフィールド絶縁膜35に向けて第1方向Xに連続的に延びる帯状にそれぞれ形成され、第2方向Yに間隔を空けて形成されている。複数の露出部44は、フィールド絶縁膜35の上において複数の引き出し部43を第2方向Yに結ぶラインを設定した時、当該ライン上に位置している。つまり、複数の露出部44は、フィールド絶縁膜35の上においても第2方向Yに1つの引き出し部43を挟み込む態様で複数の引き出し部43と交互に形成されている。また、第2電極部42(複数の露出部44)は、平面視においてフィールド絶縁膜35の複数の個所を第2方向Yに一列に間隔を空けて露出させている。
複数の露出部44は、第2方向Yに一定の第2幅W2をそれぞれ有していることが好ましい。第2幅W2は、0.1μm以上5μm以下であってもよい。むろん、複数の露出部44は、互いに異なる第2幅W2を有していてもよい。第2幅W2は、第1幅W1以上(W1≦W2)であってもよいし、第1幅W1未満(W1>W2)であってもよい。
このように、複数の露出部44は、ゲート絶縁膜30(第2部分32)を部分的に露出させ、フィールド絶縁膜35を部分的に露出させている。複数の露出部44は、具体的には、第2方向Yから引き出し部43に隣接する部分においてゲート絶縁膜30(第2部分32)およびフィールド絶縁膜35をそれぞれ部分的に露出させている。複数の露出部44は、ゲート絶縁膜30(第2部分32)を露出させる部分において第1ゲートドレイン容量Cgd1を低下させ、フィールド絶縁膜35を露出させる部分において第2ゲートドレイン容量Cgd2を低下させている。
複数の露出部44の平面積(総平面積)は、複数の引き出し部43の平面積(総平面積)以上であってもよいし、複数の引き出し部43の平面積(総平面積)未満であってもよい。複数の露出部44においてフィールド絶縁膜35に位置する部分の平面積(総平面積)は、複数の露出部44においてゲート絶縁膜30に位置する部分の平面積(総平面積)以上であってもよいし、複数の露出部44においてゲート絶縁膜30に位置する部分の平面積(総平面積)未満であってもよい。
引き出し部43は半導体チップ2側で生じた電界を遮蔽する一方、露出部44は半導体チップ2側で生じた電界を通過させる。これにより、ゲート電極40に付与される電界が間引かれ、ゲート電極40に対する電界が緩和される。引き出し部43の第1幅W1(露出部44の第2幅W2)を増減させると、ゲート電極40に対する電界の遮蔽効果が変動する。一例として、同一個数の引き出し部43(たとえば単一の引き出し部43)を想定した場合、引き出し部43の第1幅W1を狭めると、露出部44の第2幅W2が拡がる。
この場合、第1ゲートドレイン容量Cgd1および第2ゲートドレイン容量Cgd2が低下する。第1幅W1を狭め過ぎると、露出部44を通過する電界が増加する結果、チャネル反転領域26の近傍においてゲート電極40に電界が集中する可能性がある。ゲート電極40の性質を鑑みると、複数の引き出し部43の第1幅W1は、少なくとも0.5μm(つまり0.5μm以上)にそれぞれ設定されることが好ましい。また、複数の露出部44の第2幅W2は、最大でも1μm(つまり1μm以下)にそれぞれ設定されることが好ましい。
このように、引き出し部43の個数、平面形状、第1幅W1等は、半導体チップ2側で生じる電界に応じて適宜調整される。また、露出部44の個数、平面形状、第2幅W2等は、半導体チップ2側で生じる電界に応じて適宜調整される。以下、図7A~図7Eを参照して、第2~第5形態例に係るゲート電極40について説明する。
図7Aは、図1に示す領域IIを第2形態例に係るゲート電極40と共に示す拡大図である。図7Aにおいて、図1~図6に示された構造については同一の参照符号が付され、それらの説明は省略される。
図7Aを参照して、第2形態例に係るゲート電極40の第2部分32は、フィールド絶縁膜35の上において第2方向Yに延びる延部45を含む。延部45は、複数の引き出し部43に接続されている。これにより、第2部分32は、平面視において複数の引き出し部43および延部45によって区画された複数の露出部44を含む。複数の露出部44は、この形態例では、第2電極部42の閉領域(開口)からそれぞれなる。第2形態例に係るゲート電極40では、平面視において格子状の第2電極部42が第1電極部41から引き出されているとみなせる。
図7Bは、図1に示す領域IIを第3形態例に係るゲート電極40と共に示す拡大図である。図7Bにおいて、図1~図6に示された構造については同一の参照符号が付され、それらの説明は省略される。
図7Bを参照して、第3形態例に係るゲート電極40の第2部分32は、2つの引き出し部43および1つの延部45を含む。この形態例では、2つの引き出し部43として外側引き出し部43Aが形成された例が示されているが、2つの引き出し部43は内側引き出し部43Bであってもよい。2つの引き出し部43は、ゲート電極40の第1部分31の第2方向Yの両端部からドレイン領域23側に向けて引き出されている。1つの延部45は、第2方向Yに延びる帯状に形成され、2つの引き出し部43に接続されている。
これにより、第2部分32は、平面視において2つの引き出し部43および1つの延部45によって区画された単一の露出部44を含む。単一の露出部44は、この形態例では、第2電極部42の閉領域(開口)かられなり、第2方向Yに延びる帯状に形成されている。第3形態例に係るゲート電極40では、平面視において環状(この形態例では四角環状)の第2電極部42が第1電極部41から引き出されているとみなせる。
図7Cは、図1に示す領域IIを第4形態例に係るゲート電極40と共に示す拡大図である。図7Cにおいて、図1~図6に示された構造については同一の参照符号が付され、それらの説明は省略される。
図7Cを参照して、第4形態例に係るゲート電極40の第2部分32は、2つの引き出し部43および複数の延部45を含む。この形態例では、2つの引き出し部43として外側引き出し部43Aが形成された例が示されているが、2つの引き出し部43は内側引き出し部43Bであってもよい。2つの引き出し部43は、ゲート電極40の第1部分31の第2方向Yの両端部からドレイン領域23側に向けて引き出されている。複数の延部45は、第1方向Xに間隔を空けて第2方向Yに延びる帯状にそれぞれ形成され、2つの引き出し部43にそれぞれ接続されている。
これにより、第2部分32は、平面視において2つの引き出し部43および複数の延部45によって区画された複数の露出部44を含む。複数の露出部44は、この形態例では、第2電極部42の閉領域(開口)からそれぞれなり、第1方向Xに間隔を空けて第2方向Yに延びる帯状にそれぞれ形成されている。つまり、複数の露出部44は、平面視において第2方向Yに延びるストライプ状に形成されている。複数の露出部44のうちの少なくとも1つは、少なくともフィールド絶縁膜35を露出させている。第4形態例に係るゲート電極40では、平面視において梯子状の第2電極部42が第1電極部41から引き出されているとみなせる。
図7Dは、図1に示す領域IIを第5形態例に係るゲート電極40と共に示す拡大図である。図7Dにおいて、図1~図6に示された構造については同一の参照符号が付され、それらの説明は省略される。
図7Dを参照して、第5形態例に係るゲート電極40の第2部分32は、複数の引き出し部43および複数の延部45を含む。複数の引き出し部43は、第1形態例の場合と同様に、ゲート電極40の第1部分31からドレイン領域23側に向けて引き出されている。複数の延部45は、第1方向Xに間隔を空けて第2方向Yに延びる帯状にそれぞれ形成され、複数の引き出し部43にそれぞれ接続されている。
これにより、第2部分32は、平面視において複数の引き出し部43および複数の延部45によって区画された複数の露出部44を含む。複数の露出部44は、この形態例では、第2電極部42の閉領域(開口)からそれぞれなり、第1方向Xおよび第2方向Yに間隔を空けて行列状に配列されている。複数の露出部44のうちの少なくとも1つは、少なくともフィールド絶縁膜35を露出させている。第5形態例に係るゲート電極40では、平面視において複数の十字路を有する格子状の第2電極部42が第1電極部41から引き出されているとみなせる。
図7Eは、図1に示す領域IIを第6形態例に係るゲート電極40と共に示す拡大図である。図7Eにおいて、図1~図6に示された構造については同一の参照符号が付され、それらの説明は省略される。
図7Eを参照して、第6形態例に係るゲート電極40の第2部分32は、複数の引き出し部43および複数の延部45を含む。複数の引き出し部43は、平面視においてゲート電極40の第1部分31からドレイン領域23側に向けて帯状にそれぞれ引き出されている。複数の引き出し部43は、この形態例では、平面視において第2方向Yの一方側および他方側に屈曲しながら葛折り状(ジグザグ状)に形成されている。
複数の延部45は、第1方向Xに間隔を空けて第2方向Yに延びる帯状にそれぞれ形成され、複数の引き出し部43にそれぞれ接続されている。これにより、第2部分32は、平面視において複数の引き出し部43および複数の延部45によって区画された複数の露出部44を含む。複数の露出部44は、この形態例では、第2電極部42の閉領域(開口)からそれぞれなり、第1方向Xおよび第2方向Yに間隔を空けて千鳥状に配列されている。複数の露出部44のうちの少なくとも1つは、少なくともフィールド絶縁膜35を露出させている。
第6形態例に係るゲート電極40では、第5形態例に係るゲート電極40において複数の露出部44を第1方向Xおよび第2方向Yに間隔を空けて千鳥状に配列させた形態を有しているとみなせる。また、第6形態例に係るゲート電極40では、平面視において複数のT字路を有する格子状の第2電極部42が第1電極部41から引き出されているとみなせる。
第1~第6形態例に係るゲート電極40の特徴は、それらの間で任意の態様で組み合わせられることができる。つまり、半導体装置1は、第1~第6形態例に係るゲート電極40の特徴のうちの少なくとも2つの特徴を同時に含むゲート電極40を有していてもよい。
以上、半導体装置1は、半導体チップ2、n型のドレイン領域23、n型のソース領域24、チャネル反転領域26、ドレインドリフト領域27、ゲート絶縁膜30およびゲート電極40を含む。半導体チップ2は、第1主面3を有している。ドレイン領域23は、第1主面3の表層部に形成されている。ソース領域24は、ドレイン領域23から間隔を空けて第1主面3の表層部に形成されている。チャネル反転領域26は、第1主面3の表層部におけるドレイン領域23およびソース領域24の間においてソース領域24側に形成される。ドレインドリフト領域27は、第1主面3の表層部においてドレイン領域23およびチャネル反転領域26の間の領域に形成される。
ゲート絶縁膜30は、第1部分31および第2部分32を含む。第1部分31は、第1主面3の上でチャネル反転領域26を被覆している。第2部分32は、第1主面3の上でドレインドリフト領域27を被覆している。ゲート電極40は、第1電極部41および第2電極部42を含む。第1電極部41は、ゲート絶縁膜30の第1部分31を被覆している。第2電極部42は、第2部分32を部分的に露出させるように第1電極部41から第2部分32の上に引き出されている。
この構造によれば、第2電極部42は、第2部分32を被覆する部分においてドレインドリフト領域27との間でゲートドレイン容量Cgdを形成する。第2電極部42は第2部分32を部分的に露出させているので、これによってドレインドリフト領域27に対する第2電極部42の対向面積を低下させることができる。これにより、ゲートドレイン容量Cgdを低下させることができる。その結果、MISFET10のスイッチング遅延を抑制できるから、スイッチング損失を抑制できる。よって、電気的特性を向上できる半導体装置1を提供できる。
この場合、第2電極部42は、ドレイン領域23およびソース領域24の対向方向(第1方向X)に延び、第2部分32を部分的に露出させる辺を有していることが好ましい。第2電極部42は、平面視において互いに交差する方向に延び、第2部分32を部分的に露出させる少なくとも2つの辺を有していることが好ましい。第2電極部42は、平面視において第2部分32の上において一方方向(第1方向X)に延びる辺、および、一方方向に交差する交差方向(第2方向Y)に延びる辺を有していることが好ましい。
第1電極部41は、平面視において第1部分31の全域を被覆していることが好ましい。この構造によれば、チャネル反転領域26を適切に制御できる。第2電極部42は、平面視において第1部分31から間隔を空けて第2部分32を露出させていることが好ましい。この構造によれば、チャネル反転領域26を適切に制御できる。第2電極部42は、平面視においてドレインウェル領域21の周縁によって取り囲まれた領域内のみにおいて第2部分32を露出させていることが好ましい。この構造によれば、ゲートドレイン容量Cgdを適切に低下させることができる。第2電極部42は、ゲート絶縁膜30において第2部分32のみを露出させていることが特に好ましい。
第1部分31は平面視においてチャネル反転領域26の全域を被覆し、第2部分32は平面視においてドレインドリフト領域27の全域を被覆していないことが好ましい。つまり、第2部分32は、ドレインドリフト領域27を部分的に露出させ、ドレインドリフト領域27を部分的に被覆していることが好ましい。この構造によれば、チャネル反転領域26を適切に制御でき、ゲートドレイン容量Cgdを適切に低下させることができる。
第2電極部42は、第2部分32の複数の個所を露出させていることが好ましい。この構造によれば、第2部分32の複数の個所によってゲート電極40に付与される電界を間引くことができる。これにより、ゲート電極40に対する電界集中を緩和し、耐圧(たとえばブレークダウン電圧)を向上できる。この場合、第2電極部42は、図2、図7A~図7Eに示されるように、平面視において規則的に配列されていることが好ましい。第2電極部42は、第2部分32の複数の個所を第1方向Xおよび第2方向Yのいずれか一方または双方に一列に間隔を空けて露出させていてもよい。
半導体装置1は、フィールド絶縁膜35を含むことが好ましい。フィールド絶縁膜35は、ゲート絶縁膜30とは異なる厚さを有していることが好ましい。この場合、フィールド絶縁膜35は、ゲート絶縁膜30の厚さを超える厚さを有していることが特に好ましい。この構造によれば、フィールド絶縁膜35による耐圧向上効果を得ることができる。フィールド絶縁膜35は、少なくとも第2部分32に連なるように第1主面3の上でドレインドリフト領域27を被覆していることが好ましい。フィールド絶縁膜35は、第1部分31および第2部分32に連なっていることが特に好ましい。
第2電極部42は、第2部分32の上からフィールド絶縁膜35の上に引き出され、フィールド絶縁膜35を挟んでドレインドリフト領域27に対向していることが好ましい。この構造によれば、フィールド絶縁膜35を有する構造において、ゲートドレイン容量Cgdを低下させることができる。この場合、第2電極部42は、フィールド絶縁膜35を部分的に露出させていることが好ましい。
第2電極部42は、フィールド絶縁膜35を被覆する部分においてドレインドリフト領域27との間でゲートドレイン容量Cgdを形成する。この構造によれば、第2電極部42はフィールド絶縁膜35を部分的に露出させているので、これによってドレインドリフト領域27に対する第2電極部42の対向面積を低下させることができる。これにより、第2電極部42においてフィールド絶縁膜35を被覆する部分においても、ゲートドレイン容量Cgdを低下させることができる。
第2電極部42は、第2部分32を部分的に露出させる部分からフィールド絶縁膜35を連続的に露出させるように第2部分32の上からフィールド絶縁膜35の上に引き出されていてもよい。第2電極部42は、平面視において少なくともドレイン領域23およびソース領域24の対向方向(第1方向X)に延び、フィールド絶縁膜35を部分的に露出させる辺を有していることが好ましい。
第2電極部42は、フィールド絶縁膜35の複数の個所を露出させていることが好ましい。この構造によれば、フィールド絶縁膜35の複数の個所によってゲート電極40に付与される電界を間引くことができる。これにより、ゲート電極40に対する電界集中を緩和し、耐圧(たとえばブレークダウン電圧)を向上できる。この場合、第2電極部42は、図2、図7A~図7Eに示されるように、平面視においてフィールド絶縁膜35の上で規則的に配列されていることが好ましい。第2電極部42は、フィールド絶縁膜35の複数の箇所を第1方向Xおよび第2方向Yのいずれか一方または双方に一列に間隔を空けて露出させていてもよい。
半導体装置1は、この形態では、p型の第2半導体領域7およびn型のドレインウェル領域21を含む。第2半導体領域7は、第1主面3の表層部に形成されている。ドレインウェル領域21は、第2半導体領域7の表層部に形成されている。この構造において、ドレイン領域23はドレインウェル領域21の表層部に形成されている。ソース領域24はドレインウェル領域21から間隔を空けて第2半導体領域7の表層部に形成されている。チャネル反転領域26は、ドレインウェル領域21およびソース領域24の間の領域に形成される。ドレインドリフト領域27は、前記ドレインウェル領域21に形成される。
半導体装置1は、ドレインウェル領域21から間隔を空けて第2半導体領域7の表層部に形成されたソースウェル領域22を含んでいてもよい。この場合、ソース領域24は、ソースウェル領域22の表層部に形成されていてもよい。この構造において、半導体装置1は、ソースウェル領域22の表層部に形成されたコンタクト領域25を含んでいてもよい。
図8は、本発明の第2実施形態に係る半導体装置51を示す模式図である。図9は、図8に示す領域IXを第1形態例に係るゲート電極40と共に示す拡大図である。図10は、図9に示すX-X線に沿う断面図である。図11は、図9に示すXI-XI線に沿う断面図である。以下、半導体装置1に対して述べた構造に対応する構造については同一の参照符号が付され、それらの説明が省略される。
図8~図11を参照して、半導体装置51は、第1実施形態に係る半導体装置1と同様に、半導体チップ2、第1半導体領域6、第2半導体領域7、複数のデバイス領域8および領域分離構造11を含む。第2半導体領域7の導電型は、この形態では、p型(第1導電型)からn型(第2導電型)に変更されている。第2半導体領域7のn型不純物濃度は、5×1014cm-3以上5×1015cm-3以下であってもよい。第2半導体領域7の厚さは、3μm以上15μm以下であってもよい。第2半導体領域7は、この形態では、n型のエピタキシャル層によって形成されている。
領域分離構造11は、p型の第1分離構造12およびn型の第2分離構造15を含む。第2分離構造15は、この形態では、n型の第2埋設領域16を含み、n型の第2分離領域17を含まない。
半導体装置51は、第1実施形態に係る半導体装置1と同様に、MISFET領域9に形成された少なくとも1つのMISFETセル20を含む。MISFETセル20は、ドレインウェル領域21、ソースウェル領域22、ドレイン領域23、ソース領域24、コンタクト領域25、チャネル反転領域26およびドレインドリフト領域27を含む。ドレインウェル領域21、ソースウェル領域22、ドレイン領域23、ソース領域24およびコンタクト領域25は、第1実施形態に係る半導体装置1と同様の態様でそれぞれ形成されている。
MISFETセル20は、第1主面3の表層部においてドレイン領域23およびソース領域24の間の領域に形成されるチャネル反転領域26を含む。図10および図11では、チャネル反転領域26が太い破線によって示されている。チャネル反転領域26は、ドレイン領域23およびソース領域24の間に形成される電流経路の導通および遮断が制御される領域である。ドレイン領域23およびソース領域24の間を流れる電流は、ドレインソース電流である。
チャネル反転領域26は、ドレイン領域23およびソース領域24の間の領域においてソース領域24側に形成される。チャネル反転領域26は、この形態では、ソースウェル領域22の表層部において第2半導体領域7およびソース領域24の間に形成される。チャネル反転領域26は、この形態では、平面視においてソースウェル領域22の周縁およびソース領域24の間の全域に第2方向Yに延びる帯状に形成される。
MISFETセル20は、第1主面3の表層部においてドレイン領域23およびチャネル反転領域26の間の領域に形成されるドレインドリフト領域27を含む。図10および図11では、ドレインドリフト領域27が細い破線によって示されている。ドレインドリフト領域27は、ドレイン領域23およびソース領域24の間の電流経路となる領域である。ドレイン領域23およびソース領域24の間を流れる電流は、ドレインソース電流である。
ドレインドリフト領域27は、具体的には、ソースウェル領域22およびドレイン領域23の間の領域に形成される。つまり、ドレインドリフト領域27は、この形態では、ソースウェル領域22およびドレイン領域23の間の領域に位置する第2半導体領域7およびドレインウェル領域21に形成される。ドレインドリフト領域27は、平面視においてドレイン領域23およびソースウェル領域22の間の対向領域の全域に第2方向Yに延びる帯状に形成される。
MISFETセル20は、第1実施形態に係る半導体装置1と同様に、MISFET領域9において第1主面3の上に形成されたゲート絶縁膜30、フィールド絶縁膜35およびゲート電極40を含む。図9では、フィールド絶縁膜35の端部が太い破線によって示され、ゲート電極40がハッチングによって示されている。この形態では、MISFETセル20が、第1形態例に係るゲート電極40を含む例が示されている(図2等も併せて参照)。
ゲート絶縁膜30は、第1主面3の上でドレイン領域23およびソース領域24の間の領域を膜状に被覆している。ゲート絶縁膜30は、具体的には、第1主面3の上においてソース領域24およびドレインドリフト領域27(ドレインウェル領域21)に跨って形成され、第2半導体領域7、ソース領域24、チャネル反転領域26およびドレインドリフト領域27を被覆している。
ゲート絶縁膜30は、具体的には、第1部分31および第2部分32を含む。第1部分31は、第1主面3の上でソースウェル領域22およびソース領域24の一部を被覆している。つまり、第1部分31は、第1主面3の上でチャネル反転領域26を被覆している。第1部分31は、チャネル反転領域26の全域を被覆していることが好ましい。第1部分31は、平面視においてコンタクト領域25からソース領域24側に間隔を空けて形成され、ソース領域24の一部およびコンタクト領域25の全域を露出させている。第1部分31は、第1方向Xに関して第1長さL1を有している。
第2部分32は、第1部分31からドレイン領域23側に引き出され、第1主面3の上で第2半導体領域7およびドレインウェル領域21を被覆している。つまり、第2部分32は、第1主面3の上でドレインドリフト領域27を被覆している。第2部分32は、具体的には、平面視においてドレイン領域23からソース領域24側に間隔を空けて形成され、ドレインウェル領域21の一部(具体的には第4側面5D側の端部)およびドレイン領域23の全域を露出させ、ドレインドリフト領域27を部分的に被覆している。
第2部分32の平面積は、ドレインドリフト領域27において第2部分32から露出した部分の平面積未満であることが好ましい。第2部分32は、第1方向Xに関して第2長さL2を有している。第2長さL2は、第1長さL1を超えている(L1<L2)ことが好ましい。
ゲート電極40は、この形態では、ゲート絶縁膜30の上においてソース領域24およびドレインドリフト領域27(ドレインウェル領域21)に跨って形成され、ゲート絶縁膜30を挟んで第2半導体領域7、ドレインドリフト領域27、チャネル反転領域26およびソース領域24を被覆している。ゲート電極40は、ゲート絶縁膜30の平面形状とは異なる平面形状を有している。
ゲート電極40は、第1実施形態に係る半導体装置1と同様に、ゲート絶縁膜30の上で相異なる領域に相異なる平面形状で形成された第1電極部41および第2電極部42を含む。第1電極部41は、この形態では、ゲート絶縁膜30の第1部分31の上に形成され、第1部分31を挟んでソースウェル領域22およびソース領域24の一部に対向している。つまり、第1電極部41は、第1部分31を挟んでチャネル反転領域26に対向している。
第1電極部41は、第1部分31を挟んでチャネル反転領域26の全域に対向していることが好ましい。ゲート電極40(第1電極部41)は、平面視においてチャネル反転領域26の周縁を第2方向Yに横切ってチャネル反転領域26外の領域に引き出されていることが好ましい。ゲート電極40においてチャネル反転領域26外の領域に引き出された部分は、ゲートコンタクト電極(図示せず)の接続部として形成されていてもよい。第1電極部41は、平面視においてコンタクト領域25からソース領域24側に間隔を空けて形成され、ソース領域24およびコンタクト領域25を露出させている。
第2電極部42は、ゲート絶縁膜30の第2部分32の上に形成されている。第2電極部42は、具体的には、第2部分32を部分的に露出させるように第1電極部41から第2部分32の上に引き出され、第2部分32を挟んでドレインドリフト領域27の一部に対向している。第2電極部42は、さらに、第2部分32の上からフィールド絶縁膜35の上に引き出され、フィールド絶縁膜35を挟んでドレインドリフト領域27に対向している。
第2電極部42は、ドレインドリフト領域27との間でゲートドレイン容量Cgdを形成している。ゲートドレイン容量Cgdは、第1ゲートドレイン容量Cgd1、および、第1ゲートドレイン容量Cgd1に並列接続された第2ゲートドレイン容量Cgd2を含む。第1ゲートドレイン容量Cgd1は、この形態では、第2電極部42においてゲート絶縁膜30を挟んで第2半導体領域7およびドレインウェル領域21に対向する部分に形成されている。第2ゲートドレイン容量Cgd2は、この形態では、第2電極部42においてフィールド絶縁膜35を挟んでドレインウェル領域21に対向する部分に形成されている。
第2電極部42は、第1実施形態に係る半導体装置1と同様に、第1電極部41との間で第2部分32を部分的に露出させるように第1電極部41から第2部分32の上に引き出された少なくとも1つ(この形態では複数)の引き出し部43を有している。複数の引き出し部43は、この形態では、平面視においてドレインウェル領域21およびソースウェル領域22の間の領域からドレイン領域23側に向けて引き出されている。複数の引き出し部43は、ソースウェル領域22からドレインウェル領域21側に間隔を空けた位置から引き出されている。
複数の引き出し部43は、この形態では、ゲート絶縁膜30(第2部分32)を挟んで第2半導体領域7およびドレインウェル領域21に対向し、フィールド絶縁膜35を挟んで第2半導体領域7およびドレインウェル領域21に対向している。つまり、複数の引き出し部43は、ゲート絶縁膜30(第2部分32)を被覆する部分においてドレインドリフト領域27と第1ゲートドレイン容量Cgd1を形成している。また、複数の引き出し部43は、フィールド絶縁膜35を被覆する部分においてドレインドリフト領域27と第2ゲートドレイン容量Cgd2を形成している。
この形態では、複数の引き出し部43が第2部分32を挟んで第2半導体領域7に対向する例について説明した。しかし、複数の引き出し部43は必ずしも第2半導体領域7に対向している必要はない。つまり、複数の引き出し部43は第2半導体領域7からドレインウェル領域21側に間隔を空けた位置から引き出され、第2部分32を挟んでドレインウェル領域21を被覆していてもよい。この場合、第2電極部42は、第2部分32において第2半導体領域7を被覆する部分の全域を被覆していてもよい。
第2電極部42は、第1実施形態に係る半導体装置1と同様に、第2部分32を部分的に露出させるように少なくとも1つ(この形態では複数)の引き出し部43によって区画された少なくとも1つ(この形態では複数)の露出部44を有している。複数の露出部44は、この形態では、平面視においてドレインウェル領域21およびソースウェル領域22の間の領域からドレイン領域23側に向けて延びている。
複数の露出部44は、この形態では、第2部分32において第2半導体領域7およびドレインウェル領域21を被覆する部分を部分的に露出させ、フィールド絶縁膜35を部分的に露出させている。つまり、複数の露出部44は、第2半導体領域7およびドレインウェル領域21を露出させる部分において第1ゲートドレイン容量Cgd1を低下させ、フィールド絶縁膜35を露出させる部分において第2ゲートドレイン容量Cgd2を低下させている。
以上、半導体装置51によっても半導体装置1に対して述べた効果と同様の効果を奏することができる。この形態では、半導体装置51が前述の第1形態例に係るゲート電極40を含む例について説明した。むろん、半導体装置51は、第1形態例に係るゲート電極40に代えて、第2~第6形態例に係るゲート電極40のうちのいずれか1つを含んでいてもよい。また、半導体装置51は、前述の第1~第6形態例に係るゲート電極40の特徴のうちの少なくとも2つの特徴を同時に含むゲート電極40を有していてもよい。
本発明は、さらに他の形態で実施できる。
前述の第1実施形態において、ソースウェル領域22およびコンタクト領域25が取り除かれた形態が採用されてもよい。この場合、チャネル反転領域26は、ドレインウェル領域21およびソース領域24の間の領域において第2半導体領域7の表層部に形成される。
前述の第2実施形態において、ドレインウェル領域21が取り除かれた形態が採用されてもよい。この場合、ドレインドリフト領域27は、第2半導体領域7に形成される。つまり、第2電極部42は、ゲート絶縁膜30を挟んで第2半導体領域7に対向する部分において第1ゲートドレイン容量Cgd1を形成し、フィールド絶縁膜35を挟んで第2半導体領域7に対向する部分において第2ゲートドレイン容量Cgd2を形成してもよい。
前述の各実施形態では、第1導電型がp型、第2導電型がn型である例について説明したが、第1導電型がn型、第2導電型がp型であってもよい。この場合の具体的な構成は、前述の説明および添付図面においてn型領域をp型領域に置き換え、p型領域をn型領域に置き換えることによって得られる。前述の各実施形態では、p型が第1導電型と表現され、n型が第2導電型と表現された例について説明したが、これらは説明の順序を明確にするための用語に過ぎず、p型が第2導電型と表現され、n型が第1導電型と表現されてもよい。
以下、この明細書および図面から抽出される特徴の例を示す。以下の[A1]~[A20]、[B1]~[B5]、ならびに、[C1]~[C5]は、電気的特性を向上できる半導体装置を提供する。以下、括弧内の英数字は前述の実施形態における対応構成要素等を表すが、各項目の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。
[A1]主面(3)を有するチップ(2)と、前記主面(3)の表層部に形成されたドレイン領域(23)と、前記ドレイン領域(23)から間隔を空けて前記主面(3)の表層部に形成されたソース領域(24)と、前記主面(3)の表層部における前記ドレイン領域(23)および前記ソース領域(24)の間において前記ソース領域(24)側に形成されるチャネル反転領域(26)と、前記主面(3)の表層部において前記ドレイン領域(23)および前記チャネル反転領域(26)の間の領域に形成されるドリフト領域と、前記主面(3)の上で前記チャネル反転領域(26)を被覆する第1部分(31)、および、前記主面(3)の上で前記ドリフト領域を被覆する第2部分(32)を有するゲート絶縁膜(30)と、前記第1部分(31)を被覆する第1電極部(41)、および、前記第2部分(32)を部分的に露出させるように前記第1電極部(41)から前記第2部分(32)の上に引き出された第2電極部(42)を有するゲート電極(40)と、を含む、半導体装置(1、51)。
[A2]前記第2電極部(42)は、前記ドレイン領域(23)および前記ソース領域(24)の対向方向(X)に延び、前記第2部分を部分的に露出させる辺を有している、A1に記載の半導体装置(1、51)。
[A3]前記第1電極部(41)は、平面視において前記第1部分(31)の全域を被覆している、A1またはA2に記載の半導体装置(1、51)。
[A4]前記第2電極部(42)は、平面視において前記第1部分(31)から間隔を空けて前記第2部分(32)を露出させている、A1~A3のいずれか一つに記載の半導体装置(1、51)。
[A5]前記第2電極部(42)は、前記ゲート絶縁膜(30)に関して前記第2部分(32)のみを露出させている、A1~A4のいずれか一つに記載の半導体装置(1、51)。
[A6]前記第1部分(31)は、平面視において前記チャネル反転領域(26)の全域を被覆し、前記第2部分(32)は、平面視において前記ドリフト領域を部分的に露出させるように前記ドリフト領域を部分的に被覆している、A1~A5のいずれか一つに記載の半導体装置(1、51)。
[A7]前記第2電極部(42)は、前記第2部分(32)の複数の個所を露出させている、A1~A6のいずれか一つに記載の半導体装置(1、51)。
[A8]前記第2電極部(42)は、平面視において前記第2部分(32)の複数の箇所を一列に間隔を空けて露出させている、A1~A7のいずれか一つに記載の半導体装置(1、51)。
[A9]前記主面(3)の上で前記ドリフト領域を被覆し、前記ゲート絶縁膜(30)の厚さとは異なる厚さを有するフィールド絶縁膜(35)をさらに含む、A1~A8のいずれか一つに記載の半導体装置(1、51)。
[A10]前記フィールド絶縁膜(35)は、前記第2部分(32)に連なり、前記第2電極部(42)は、前記第2部分(32)の上から前記フィールド絶縁膜(35)の上に引き出され、前記フィールド絶縁膜(35)を挟んで前記ドリフト領域に対向している、A9に記載の半導体装置(1、51)。
[A11]前記第2電極部(42)は、前記フィールド絶縁膜(35)を部分的に露出させている、A10に記載の半導体装置(1、51)。
[A12]前記第2電極部(42)は、前記ドレイン領域(23)および前記ソース領域(24)の対向方向(X)に延び、前記フィールド絶縁膜(35)を部分的に露出させる辺を有している、A11に記載の半導体装置(1、51)。
[A13]前記第2電極部(42)は、前記フィールド絶縁膜(35)の複数の個所を露出させている、A11またはA12に記載の半導体装置(1、51)。
[A14]前記第2電極部(42)は、平面視において前記フィールド絶縁膜(35)の複数の箇所を一列に露出させている、A11~A13のいずれか一つに記載の半導体装置(1、51)。
[A15]前記主面(3)の表層部に形成された第1導電型(p型)の半導体領域と、前記半導体領域の表層部に形成された第2導電型(n型)のドレインウェル領域(21)と、をさらに含み、第2導電型(n型)の前記ドレイン領域(23)が、前記ドレインウェル領域(21)の表層部に形成され、第2導電型(n型)の前記ソース領域(24)が、前記ドレインウェル領域(21)から間隔を空けて前記半導体領域の表層部に形成され、前記チャネル反転領域(26)は、前記ドレインウェル領域(21)および前記ソース領域(24)の間の領域に形成され、前記ドリフト領域は、前記ドレインウェル領域(21)に形成される、A1~A14のいずれか一つに記載の半導体装置(1)。
[A16]前記ドレインウェル領域(21)から間隔を空けて前記半導体領域の表層部に形成された第1導電型(p型)のソースウェル領域(22)をさらに含み、前記ソース領域(24)は、前記ソースウェル領域(22)の表層部に形成されている、A15に記載の半導体装置(1)。
[A17]前記ソースウェル領域(22)の表層部に形成された第1導電型(p型)のコンタクト領域(25)をさらに含む、A16に記載の半導体装置(1)。
[A18]前記主面(3)の表層部に形成された第1導電型(n型)の半導体領域と、前記半導体領域の表層部に形成された第2導電型(p型)のソースウェル領域(22)と、をさらに含み、第1導電型(n型)の前記ドレイン領域(23)が、前記ソースウェル領域(22)から間隔を空けて前記半導体領域の表層部に形成され、第1導電型(n型)の前記ソース領域(24)が、前記ソースウェル領域(22)の表層部に形成され、前記チャネル反転領域(26)は、前記ソースウェル領域(22)の表層部において前記半導体領域および前記ソース領域(24)の間に形成され、前記ドリフト領域は、前記ソースウェル領域(22)および前記ドレイン領域(23)の間の領域に形成される、A1~A14のいずれか一つに記載の半導体装置(51)。
[A19]前記ソースウェル領域(22)から間隔を空けて前記半導体領域の表層部に形成された第1導電型(n型)のドレインウェル領域(21)をさらに含み、前記ドレイン領域(23)は、前記ドレインウェル領域(21)の表層部に形成されている、A18に記載の半導体装置(51)。
[A20]前記ソースウェル領域(22)の表層部に形成された第2導電型(p型)のコンタクト領域(25)をさらに含む、A18またはA19に記載の半導体装置(51)。
[B1]主面(3)を有するチップ(2)と、前記主面(3)の表層部に形成された第1導電型(p型)の半導体領域と、前記半導体領域の表層部に形成された第2導電型(n型)のドレインウェル領域(21)と、前記ドレインウェル領域(21)の表層部に形成された第2導電型(n型)のドレイン領域(23)と、前記ドレインウェル領域(21)から間隔を空けて前記半導体領域の表層部に形成され、前記半導体領域の表層部において前記ドレインウェル領域(21)との間でチャネル反転領域(26)を形成する第2導電型(n型)のソース領域(24)と、前記主面(3)の上で前記チャネル反転領域(26)を被覆する第1部分(31)、および、前記主面(3)の上で前記ドレインウェル領域(21)を被覆する第2部分(32)を有するゲート絶縁膜(30)と、前記第1部分(31)を被覆する第1電極部(41)、および、前記第2部分(32)を部分的に露出させるように前記第1電極部(41)から前記第2部分(32)の上に引き出された第2電極部(42)を有するゲート電極(40)と、を含む、半導体装置(1)。
[B2]前記ドレインウェル領域(21)から間隔を空けて前記半導体領域の表層部に形成された第1導電型(p型)のソースウェル領域(22)をさらに含み、前記ソース領域(24)は、前記ソースウェル領域(22)の表層部に形成されている、B1に記載の半導体装置(1)。
[B3]前記ソースウェル領域(22)の表層部に形成された第1導電型(p型)のコンタクト領域(25)をさらに含む、B2に記載の半導体装置(1)。
[B4]前記主面(3)の上で前記ドレインウェル領域(21)を被覆し、前記ゲート絶縁膜(30)の厚さとは異なる厚さを有するフィールド絶縁膜(35)をさらに含む、B1~B3のいずれか一つに記載の半導体装置(1)。
[B5]前記フィールド絶縁膜(35)は、前記第2部分(32)に連なり、前記第2電極部(42)は、前記第2部分(32)の上から前記フィールド絶縁膜(35)の上に引き出され、前記フィールド絶縁膜(35)を挟んで前記ドリフト領域に対向している、B4に記載の半導体装置(1)。
[C1]主面(3)を有するチップ(2)と、前記主面(3)の表層部に形成された第1導電型(n型)の半導体領域と、前記半導体領域の表層部に形成された第2導電型(p型)のソースウェル領域(22)と、前記ソースウェル領域(22)から間隔を空けて前記半導体領域の表層部に形成された第1導電型(n型)のドレイン領域(23)と、前記ソースウェル領域(22)の表層部に形成され、前記ソースウェル領域(22)の表層部において前記半導体領域との間でチャネル反転領域(26)を形成する第1導電型(n型)のソース領域(24)と、前記主面(3)の上で前記チャネル反転領域(26)を被覆する第1部分(31)、ならびに、前記主面(3)の上で前記ソースウェル領域(22)および前記ドレイン領域(23)の間の領域を被覆する第2部分(32)を有するゲート絶縁膜(30)と、前記第1部分(31)を被覆する第1電極部(41)、および、前記第2部分(32)を部分的に露出させるように前記第1電極部(41)から前記第2部分(32)の上に引き出された第2電極部(42)を有するゲート電極(40)と、を含む、半導体装置(51)。
[C2]前記ソースウェル領域(22)から間隔を空けて前記半導体領域の表層部に形成された第1導電型(n型)のドレインウェル領域(21)をさらに含み、前記ドレイン領域(23)は、前記ドレインウェル領域(21)の表層部に形成されている、C1に記載の半導体装置(51)。
[C3]前記ソースウェル領域(22)の表層部に形成された第2導電型(p型)のコンタクト領域(25)をさらに含む、C1またはC2に記載の半導体装置(51)。
[C4]前記主面(3)の上で前記ドレインウェル領域(21)を被覆し、前記ゲート絶縁膜(30)の厚さとは異なる厚さを有するフィールド絶縁膜(35)をさらに含む、C1~C3のいずれか一つに記載の半導体装置(51)。
[C5]前記フィールド絶縁膜(35)は、前記第2部分(32)に連なり、前記第2電極部(42)は、前記第2部分(32)の上から前記フィールド絶縁膜(35)の上に引き出され、前記フィールド絶縁膜(35)を挟んで前記ドリフト領域に対向している、C4に記載の半導体装置(51)。
本発明の実施形態について詳細に説明してきたが、これらは本発明の技術的内容を明らかにするために用いられた具体例に過ぎず、本発明はこれらの具体例に限定して解釈されるべきではなく、本発明の範囲は添付の請求の範囲によって限定される。
1 半導体装置
2 半導体チップ
3 第1主面
21 ドレインウェル領域
22 ソースウェル領域
23 ドレイン領域
24 ソース領域
25 コンタクト領域
26 チャネル反転領域
30 ゲート絶縁膜
31 第1部分
32 第2部分
35 フィールド絶縁膜
40 ゲート電極
41 第1電極部
42 第2電極部
51 半導体装置

Claims (20)

  1. 主面を有するチップと、
    前記主面の表層部に形成されたドレイン領域と、
    前記ドレイン領域から間隔を空けて前記主面の表層部に形成されたソース領域と、
    前記主面の表層部における前記ドレイン領域および前記ソース領域の間において前記ソース領域側に形成されるチャネル反転領域と、
    前記主面の表層部において前記ドレイン領域および前記チャネル反転領域の間の領域に形成されるドリフト領域と、
    前記主面の上で前記チャネル反転領域を被覆する第1部分、および、前記主面の上で前記ドリフト領域を被覆する第2部分を有するゲート絶縁膜と、
    前記第1部分を被覆する第1電極部、および、前記第2部分を部分的に露出させるように前記第1電極部から前記第2部分の上に引き出された第2電極部を有するゲート電極と、を含み、
    前記第1電極部が、前記ソース領域の一部に重なっている、半導体装置。
  2. 前記第2電極部は、前記ドレイン領域および前記ソース領域の対向方向に延び、前記第2部分を部分的に露出させる辺を有している、請求項1に記載の半導体装置。
  3. 前記第1電極部は、平面視において前記第1部分の全域を被覆している、請求項1または2に記載の半導体装置。
  4. 前記第2電極部は、平面視において前記第1部分から間隔を空けて前記第2部分を露出させている、請求項1~3のいずれか一項に記載の半導体装置。
  5. 前記第2電極部は、前記ゲート絶縁膜に関して前記第2部分のみを露出させている、請求項1~4のいずれか一項に記載の半導体装置。
  6. 前記第1部分は、平面視において前記チャネル反転領域の全域を被覆し、
    前記第2部分は、平面視において前記ドリフト領域を部分的に露出させるように前記ドリフト領域を部分的に被覆している、請求項1~5のいずれか一項に記載の半導体装置。
  7. 前記第2電極部は、前記第2部分の複数の個所を露出させている、請求項1~6のいずれか一項に記載の半導体装置。
  8. 前記第2電極部は、平面視において前記第2部分の複数の箇所を一列に間隔を空けて露出させている、請求項1~7のいずれか一項に記載の半導体装置。
  9. 前記主面の上で前記ドリフト領域を被覆し、前記ゲート絶縁膜の厚さとは異なる厚さを有するフィールド絶縁膜をさらに含む、請求項1~8のいずれか一項に記載の半導体装置。
  10. 前記フィールド絶縁膜は、前記第2部分に連なり、
    前記第2電極部は、前記第2部分の上から前記フィールド絶縁膜の上に引き出され、前記フィールド絶縁膜を挟んで前記ドリフト領域に対向している、請求項9に記載の半導体装置。
  11. 前記第2電極部は、前記フィールド絶縁膜を部分的に露出させている、請求項10に記載の半導体装置。
  12. 前記第2電極部は、前記ドレイン領域および前記ソース領域の対向方向に延び、前記フィールド絶縁膜を部分的に露出させる辺を有している、請求項11に記載の半導体装置。
  13. 前記第2電極部は、前記フィールド絶縁膜の複数の個所を露出させている、請求項11または12に記載の半導体装置。
  14. 前記第2電極部は、平面視において前記フィールド絶縁膜の複数の箇所を一列に露出させている、請求項11~13のいずれか一項に記載の半導体装置。
  15. 前記主面の表層部に形成された第1導電型の半導体領域と、
    前記半導体領域の表層部に形成された第2導電型のドレインウェル領域と、をさらに含み、
    第2導電型の前記ドレイン領域が、前記ドレインウェル領域の表層部に形成され、
    第2導電型の前記ソース領域が、前記ドレインウェル領域から間隔を空けて前記半導体領域の表層部に形成され、
    前記チャネル反転領域は、前記ドレインウェル領域および前記ソース領域の間の領域に形成され、
    前記ドリフト領域は、前記ドレインウェル領域に形成される、請求項1~14のいずれか一項に記載の半導体装置。
  16. 前記ドレインウェル領域から間隔を空けて前記半導体領域の表層部に形成された第1導電型のソースウェル領域をさらに含み、
    前記ソース領域は、前記ソースウェル領域の表層部に形成されている、請求項15に記載の半導体装置。
  17. 前記ソースウェル領域の表層部に形成された第1導電型のコンタクト領域をさらに含む、請求項16に記載の半導体装置。
  18. 前記主面の表層部に形成された第1導電型の半導体領域と、
    前記半導体領域の表層部に形成された第2導電型のソースウェル領域と、をさらに含み、
    第1導電型の前記ドレイン領域が、前記ソースウェル領域から間隔を空けて前記半導体領域の表層部に形成され、
    第1導電型の前記ソース領域が、前記ソースウェル領域の表層部に形成され、
    前記チャネル反転領域は、前記ソースウェル領域の表層部において前記半導体領域および前記ソース領域の間に形成され、
    前記ドリフト領域は、前記ソースウェル領域および前記ドレイン領域の間の領域に形成される、請求項1~14のいずれか一項に記載の半導体装置。
  19. 前記ソースウェル領域から間隔を空けて前記半導体領域の表層部に形成された第1導電型のドレインウェル領域をさらに含み、
    前記ドレイン領域は、前記ドレインウェル領域の表層部に形成されている、請求項18に記載の半導体装置。
  20. 前記ソースウェル領域の表層部に形成された第2導電型のコンタクト領域をさらに含む、請求項18または19に記載の半導体装置。
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