WO2023189054A1 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2023189054A1
WO2023189054A1 PCT/JP2023/006633 JP2023006633W WO2023189054A1 WO 2023189054 A1 WO2023189054 A1 WO 2023189054A1 JP 2023006633 W JP2023006633 W JP 2023006633W WO 2023189054 A1 WO2023189054 A1 WO 2023189054A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
trench
region
gate
resistance
source
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/006633
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
誠悟 森
佑紀 中野
圭悟 美濃出
Original Assignee
ローム株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ローム株式会社 filed Critical ローム株式会社
Publication of WO2023189054A1 publication Critical patent/WO2023189054A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06Semiconductor 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types 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
    • H01L29/70Bipolar devices
    • H01L29/72Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
    • H01L29/739Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals controlled by field-effect, e.g. bipolar static induction transistors [BSIT]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types 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
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate

Definitions

  • Patent Document 1 discloses a semiconductor device including a semiconductor substrate, a plurality of trench structures, and a gate pad portion. A plurality of trench structures are formed on a surface of a semiconductor substrate. The gate pad section is arranged on the semiconductor substrate so as to cover the plurality of trench structures.
  • One embodiment provides a semiconductor device with a novel layout.
  • One embodiment includes a chip having a major surface, a gate resistor including a trench resistive structure formed in the major surface, and having a lower resistance value than the trench resistive structure and electrically connected to the trench resistive structure. a gate pad disposed on the main surface such that the gate pad has a lower resistance value than the trench resistor structure and is electrically connected to the gate pad via the trench resistor structure; A semiconductor device is provided, including a gate wiring arranged on a main surface.
  • One embodiment includes a chip having a main surface, a first groove structure formed on the main surface, and a second groove structure formed on the main surface adjacent to the first groove structure in a first direction.
  • a third groove structure formed on the main surface so as to be adjacent to the first groove structure in a second direction orthogonal to the first direction; and a third groove structure formed on the main surface so as to be adjacent to the third groove structure in the first direction.
  • a fourth groove structure formed on the main surface; a first mesa section defined in a region between the first groove structure and the second groove structure; the third groove structure and the fourth groove structure. and a second mesa section defined as being shifted in the first direction with respect to the first mesa section in a region between the first mesa section and the first mesa section.
  • FIG. 1 is a plan view showing a semiconductor device according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II shown in FIG.
  • FIG. 3 is a plan view showing the layout of gate electrodes and source electrodes.
  • FIG. 4 is a plan view showing the layout of the first main surface.
  • FIG. 5 is an enlarged plan view showing the layout of the active region.
  • FIG. 6 is an enlarged plan view showing the layout of the peripheral area.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII shown in FIG.
  • FIG. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII shown in FIG. 5.
  • FIG. 9 is a sectional view taken along line IX-IX shown in FIG. 6.
  • FIG. 10 is a sectional view taken along the line XX shown in FIG. 6.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line XI-XI shown in FIG.
  • FIG. 12 is a sectional view taken along line XII-XII shown in FIG. 6.
  • FIG. 13 is an enlarged plan view showing the layout of the termination area.
  • FIG. 14 is an enlarged plan view showing the layout of the gate resistor.
  • FIG. 15 is an enlarged plan view showing the inner part of the gate resistor.
  • FIG. 16 is an enlarged plan view showing the peripheral portion of the gate resistor.
  • FIG. 17 is a sectional view taken along the line XVII-XVII shown in FIG. 15.
  • FIG. 18 is a sectional view taken along the line XVIII-XVIII shown in FIG. 15.
  • FIG. 19 is a sectional view taken along the line XIX-XIX shown in FIG. 16.
  • FIG. 20 is a sectional view taken along line XX-XX shown in FIG. 16.
  • FIG. 21 is a sectional view taken along the line XXI-XXI shown in FIG. 16.
  • FIG. 22 is a sectional view taken along the line XXII-XXII shown in FIG. 16.
  • FIG. 23 is an enlarged plan view showing a main part of the gate resistor.
  • FIG. 24 is an enlarged plan view showing the layout of the termination dummy structure.
  • FIG. 25 is a further enlarged plan view showing the layout of the termination dummy structure.
  • FIG. 24 is an enlarged plan view showing the layout of the termination dummy structure.
  • FIG. 26 is a sectional view taken along the line XXVI-XXVI shown in FIG. 25.
  • FIG. 27 is an electric circuit diagram showing a connection form of a gate electrode and a gate resistor.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view showing the structure of the outer peripheral region.
  • FIG. 29 is a cross-sectional view showing a trench resistance structure according to a first modification.
  • FIG. 30 is a cross-sectional view showing a trench resistance structure according to a second modification.
  • FIG. 31 is an enlarged plan view showing a trench resistance structure according to a third modification.
  • FIG. 32 is an enlarged plan view showing a gate pad according to a modified example.
  • FIG. 33 is a cross-sectional view showing a chip according to the first modification.
  • FIG. 34 is a cross-sectional view showing a chip according to a second modification.
  • this phrase includes a numerical value (form) that is equal to the numerical value (form) of the comparison target; It also includes a numerical error (form error) in the range of ⁇ 10% based on (form).
  • a numerical value that is equal to the numerical value (form) of the comparison target
  • a numerical error form error in the range of ⁇ 10% based on (form).
  • words such as “first”, “second”, “third”, etc. are used, but these are symbols attached to the name of each structure to clarify the order of explanation; It is not given for the purpose of limiting the name.
  • FIG. 1 is a plan view showing a semiconductor device 1 according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II shown in FIG.
  • FIG. 3 is a plan view showing the layout of the gate electrode 100 and the source electrode 120.
  • FIG. 4 is a plan view showing the layout of the first main surface 3.
  • a semiconductor device 1 is a semiconductor switching device including a MISFET (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor).
  • MISFET Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor
  • the semiconductor device 1 includes a chip 2 that includes a single crystal of a wide bandgap semiconductor and is formed in a hexahedral shape (specifically, a rectangular parallelepiped shape).
  • the semiconductor device 1 is a "wide bandgap semiconductor device.”
  • Chip 2 may also be referred to as a “semiconductor chip” or a "wide bandgap semiconductor chip.”
  • a wide band gap semiconductor is a semiconductor having a band gap exceeding that of Si (silicon). GaN (gallium nitride), SiC (silicon carbide), and C (diamond) are exemplified as wide bandgap semiconductors.
  • the chip 2 is a "SiC chip” that includes a hexagonal SiC single crystal as an example of a wide bandgap semiconductor.
  • the semiconductor device 1 is a "SiC semiconductor device.”
  • Semiconductor device 1 may be referred to as a "SiC-MISFET.”
  • the hexagonal SiC single crystal has multiple types of polytypes including 2H (Hexagonal)-SiC single crystal, 4H-SiC single crystal, 6H-SiC single crystal, and the like.
  • the chip 2 includes a 4H-SiC single crystal, but the chip 2 may include other polytypes.
  • the chip 2 has a first main surface 3 on one side, a second main surface 4 on the other side, and first to fourth side surfaces 5A to 5D connecting the first main surface 3 and the second main surface 4. ing.
  • the first main surface 3 and the second main surface 4 are formed into a rectangular shape in a plan view (hereinafter simply referred to as "plan view") as seen from the normal direction Z thereof.
  • the normal direction Z is also the thickness direction of the chip 2.
  • the first main surface 3 and the second main surface 4 are preferably formed of a c-plane of a SiC single crystal.
  • the first principal surface 3 is formed by the silicon plane ((0001) plane) of the SiC single crystal
  • the second principal surface 4 is formed by the carbon plane ((000-1) plane) of the SiC single crystal. It is preferable.
  • the first main surface 3 and the second main surface 4 may have an off angle that is inclined at a predetermined angle in a predetermined off direction with respect to the c-plane.
  • the off direction is preferably the a-axis direction ([11-20] direction) of the SiC single crystal.
  • the off angle may be greater than 0° and less than or equal to 10°.
  • the off angle is preferably 5° or less.
  • the first side surface 5A and the second side surface 5B extend in a first direction
  • the third side surface 5C and the fourth side surface 5D extend in the second direction Y and face the first direction X.
  • the first direction X may be the m-axis direction ([1-100] direction) of the SiC single crystal
  • the second direction Y may be the a-axis direction of the SiC single crystal.
  • the first direction X may be the a-axis direction of the SiC single crystal
  • the second direction Y may be the m-axis direction of the SiC single crystal.
  • the chip 2 may have a thickness of 5 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the thickness of the chip 2 is any of the following: 5 ⁇ m to 25 ⁇ m, 25 ⁇ m to 50 ⁇ m, 50 ⁇ m to 75 ⁇ m, 75 ⁇ m to 100 ⁇ m, 100 ⁇ m to 125 ⁇ m, 125 ⁇ m to 150 ⁇ m, 150 ⁇ m to 175 ⁇ m, and 175 ⁇ m to 200 ⁇ m. It may be set to a value belonging to one range.
  • the thickness of the chip 2 is preferably 100 ⁇ m or less.
  • the first to fourth side surfaces 5A to 5D may have a length of 0.5 mm or more and 20 mm or less in plan view.
  • the lengths of the first to fourth side surfaces 5A to 5D are set to values belonging to any one of the following ranges: 0.5 mm to 5 mm, 5 mm to 10 mm, 10 mm to 15 mm, and 15 mm to 20 mm. It's okay.
  • the lengths of the first to fourth side surfaces 5A to 5D are preferably 5 mm or more.
  • the semiconductor device 1 includes an n-type first semiconductor region 6 formed in a region (surface layer portion) on the first main surface 3 side within the chip 2.
  • the first semiconductor region 6 is formed in a layered shape extending along the first main surface 3, and is exposed from the first main surface 3 and the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
  • the first semiconductor region 6 is made of an epitaxial layer (specifically, a SiC epitaxial layer).
  • the first semiconductor region 6 may have a thickness of 1 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the thickness of the first semiconductor region 6 is preferably 3 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less. It is particularly preferable that the thickness of the first semiconductor region 6 is 5 ⁇ m or more and 25 ⁇ m or less.
  • the semiconductor device 1 includes an n-type second semiconductor region 7 formed in a region (surface layer portion) on the second main surface 4 side within the chip 2.
  • the second semiconductor region 7 is formed in a layered shape extending along the second main surface 4, and is exposed from the second main surface 4 and the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
  • the second semiconductor region 7 has a higher n-type impurity concentration than the first semiconductor region 6 and is electrically connected to the first semiconductor region 6.
  • the second semiconductor region 7 is made of a semiconductor substrate (specifically, a SiC semiconductor substrate). That is, the chip 2 has a stacked structure including a semiconductor substrate and an epitaxial layer.
  • the second semiconductor region 7 may have a thickness of 1 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the thickness of the second semiconductor region 7 may be 150 ⁇ m or less, 100 ⁇ m or less, 50 ⁇ m or less, or 40 ⁇ m or less.
  • the thickness of the second semiconductor region 7 may be 5 ⁇ m or more.
  • the thickness of the second semiconductor region 7 is preferably 10 ⁇ m or more. In this embodiment, the second semiconductor region 7 has a thickness that exceeds the thickness of the first semiconductor region 6.
  • the semiconductor device 1 includes an active surface 8 formed on the first main surface 3, an outer surface 9, and first to fourth connecting surfaces 10A to 10D.
  • the active surface 8, the outer circumferential surface 9, and the first to fourth connection surfaces 10A to 10D define an active plateau 11 on the first main surface 3.
  • the active surface 8 may be referred to as a "first surface”
  • the outer peripheral surface 9 may be referred to as a "second surface”
  • the first to fourth connection surfaces 10A to 10D may be referred to as "connection surfaces”.
  • the active surface 8, the outer peripheral surface 9, and the first to fourth connection surfaces 10A to 10D (that is, the active plateau 11) may be regarded as constituent elements of the chip 2 (first main surface 3).
  • the active surface 8 is formed at a distance inward from the periphery of the first main surface 3 (first to fourth side surfaces 5A to 5D).
  • the active surface 8 has a flat surface extending in the first direction X and the second direction Y.
  • the active surface 8 is formed by a c-plane (Si-plane).
  • the active surface 8 is formed into a rectangular shape having four sides parallel to the first to fourth side surfaces 5A to 5D in plan view.
  • the outer peripheral surface 9 is located outside the active surface 8 and is recessed from the active surface 8 in the thickness direction of the chip 2 (toward the second main surface 4 side). Specifically, the outer peripheral surface 9 is recessed to a depth less than the thickness of the first semiconductor region 6 so as to expose the first semiconductor region 6.
  • the outer circumferential surface 9 extends in a band shape along the active surface 8 in a plan view, and is formed into an annular shape (specifically, a square annular shape) surrounding the active surface 8.
  • the outer peripheral surface 9 has a flat surface extending in the first direction X and the second direction Y, and is formed substantially parallel to the active surface 8.
  • the outer peripheral surface 9 is formed of a c-plane (Si-plane).
  • the outer peripheral surface 9 is continuous with the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
  • the outer peripheral surface 9 has an outer peripheral depth DO.
  • the outer circumferential depth DO may be 0.1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • the outer circumferential depth DO is preferably 2.5 ⁇ m or less.
  • the first to fourth connection surfaces 10A to 10D extend in the normal direction Z and connect the active surface 8 and the outer peripheral surface 9.
  • the first connection surface 10A is located on the first side surface 5A side
  • the second connection surface 10B is located on the second side surface 5B side
  • the third connection surface 10C is located on the third side surface 5C side
  • the fourth connection surface 10D is located on the third side surface 5C side. is located on the fourth side surface 5D side.
  • the first connection surface 10A and the second connection surface 10B extend in the first direction X and face each other in the second direction Y.
  • the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D extend in the second direction Y and face the first direction X.
  • the first to fourth connection surfaces 10A to 10D may extend approximately perpendicularly between the active surface 8 and the outer circumferential surface 9 so that a quadrangular prism-shaped active plateau 11 is defined.
  • the first to fourth connection surfaces 10A to 10D may be inclined downward from the active surface 8 toward the outer circumferential surface 9 so that a square pyramid-shaped active plateau 11 is defined.
  • the semiconductor device 1 includes the active plateau 11 that is partitioned into the first semiconductor region 6 in a protruding manner on the first main surface 3 .
  • the active plateau 11 is formed only in the first semiconductor region 6 and not in the second semiconductor region 7.
  • semiconductor device 1 includes an active region 12, an outer peripheral region 13, a peripheral region 14, and a termination region 15.
  • Active region 12 is provided on active surface 8 .
  • the active region 12 is provided in the inner part of the active surface 8 at a distance from the periphery of the active surface 8 (first to fourth connection surfaces 10A to 10D).
  • the active region 12 is provided in a rectangular shape having four sides parallel to the first to fourth side surfaces 5A to 5D in plan view.
  • the outer peripheral region 13 is provided on the outer peripheral surface 9.
  • the outer peripheral region 13 is provided in a ring shape (specifically, a square ring shape) surrounding the active surface 8 (active plateau 11) in plan view.
  • the peripheral region 14 is provided on the active surface 8 in a region between the active region 12 and the outer peripheral region 13.
  • the peripheral region 14 is provided so as to sandwich the active region 12 from both sides in the first direction X, and extends in a band shape in the second direction Y.
  • the peripheral area 14 includes a first peripheral area 14A and a second peripheral area 14B.
  • the first peripheral region 14A is provided on the third side surface 5C side (third connection surface 10C side) with respect to the active region 12, and the second peripheral region 14B is provided on the fourth side surface 5D side (fourth connection surface 10C side) with respect to the active region 12. 10D side).
  • the termination region 15 is provided on the active surface 8 in a region between the active region 12 and the outer peripheral region 13.
  • the termination region 15 is provided so as to sandwich the active region 12 from both sides in the second direction Y, and extends in the first direction X in a band shape.
  • the termination region 15 includes a first termination region 15A and a second termination region 15B.
  • the first termination region 15A is provided on the first side surface 5A side (first connection surface 10A side) with respect to the active region 12, and the second termination region 15B is provided on the second side surface 5B side (second connection surface 10A side) with respect to the active region 12. surface 10B side).
  • the semiconductor device 1 includes a main surface insulating film 16 that covers the first main surface 3.
  • the main surface insulating film 16 selectively covers the active surface 8, the outer peripheral surface 9, and the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
  • Main surface insulating film 16 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
  • the main surface insulating film 16 has a single layer structure made of a silicon oxide film. It is particularly preferable that the main surface insulating film 16 includes a silicon oxide film made of an oxide of the chip 2 . In this embodiment, the main surface insulating film 16 is continuous with the first to fourth side surfaces 5A to 5D. Of course, the wall portion of the main surface insulating film 16 may be formed at a distance inward from the periphery of the outer circumferential surface 9, and the first semiconductor region 6 may be exposed from the periphery of the outer circumferential surface 9.
  • FIG. 5 is an enlarged plan view showing the layout of the active region 12.
  • FIG. 6 is an enlarged plan view showing the layout of the peripheral area 14.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII shown in FIG.
  • FIG. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII shown in FIG. 5.
  • FIG. 9 is a sectional view taken along line IX-IX shown in FIG. 6.
  • FIG. 10 is a sectional view taken along the line XX shown in FIG. 6.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line XI-XI shown in FIG.
  • FIG. 12 is a sectional view taken along line XII-XII shown in FIG. 6.
  • FIG. 6 the layout on the first peripheral area 14A side is shown. Since the layout on the second peripheral area 14B side is almost the same as the layout on the first peripheral area 14A side, the layout on the first peripheral area 14A side will be mainly explained below.
  • the layout on the second peripheral region 14B side is obtained by replacing "third connection surface 10C" with “fourth connection surface 10D" in the following description.
  • semiconductor device 1 includes a p-type (second conductivity type) body region 17 formed in the surface layer of first main surface 3 (active surface 8).
  • the body region 17 is formed at a distance from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side.
  • the body region 17 is formed in a layer extending along the active surface 8 .
  • the body region 17 is formed over the entire area of the active surface 8 and may be exposed from the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
  • the semiconductor device 1 includes an n-type source region 18 formed in the surface layer of the first main surface 3 (active surface 8) in the active region 12. Specifically, source region 18 is formed in the surface layer of body region 17 at a distance from the bottom of body region 17 toward active surface 8 . Source region 18 is not formed in peripheral region 14 and termination region 15 .
  • the source region 18 may be formed in the peripheral region 14 and the termination region 15 as long as it does not affect the control of the channel.
  • Source region 18 has a higher n-type impurity concentration than first semiconductor region 6 .
  • Source region 18 forms a channel of the MISFET with first semiconductor region 6 within body region 17 .
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of trench gate structures 20 formed on the first main surface 3 (active surface 8) in the active region 12.
  • a gate potential VG as a first potential is applied to the plurality of trench gate structures 20.
  • a plurality of trench gate structures 20 control channel inversion and non-inversion within body region 17.
  • the plurality of trench gate structures 20 are each formed in a band shape extending in the first direction X when viewed from above, and are arranged at intervals in the second direction Y.
  • the plurality of trench gate structures 20 are arranged inwardly of the active surface 8 at intervals from the periphery of the active surface 8 . Specifically, the plurality of trench gate structures 20 are arranged at intervals in the first direction X and the second direction Y from the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
  • the plurality of trench gate structures 20 define an active region 12 in the inner part of the active surface 8 , and at the same time define a peripheral region 14 and a termination region 15 along with the periphery of the active surface 8 .
  • a plurality of trench gate structures 20 penetrate body region 17 and source region 18 to reach first semiconductor region 6 .
  • the plurality of trench gate structures 20 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side.
  • the trench gate structure 20 has a first width W1 in the second direction Y and a first depth D1 in the normal direction Z.
  • the first width W1 may be 0.1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less.
  • the first width W1 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less.
  • the first depth D1 is less than the aforementioned outer circumferential depth DO.
  • the first depth D1 may be 0.1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less.
  • the first depth D1 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
  • the trench gate structure 20 includes a gate trench 21, a gate insulating film 22, and a gate buried electrode 23.
  • Gate trenches 21 are formed in active surface 8 and define walls of trench gate structure 20 .
  • the gate insulating film 22 covers the wall surface of the gate trench 21 and is connected to the main surface insulating film 16 at the active surface 8 .
  • Gate insulating film 22 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
  • the gate insulating film 22 has a single layer structure made of a silicon oxide film. It is particularly preferable that the gate insulating film 22 includes a silicon oxide film made of the oxide of the chip 2 .
  • the gate buried electrode 23 is buried in the gate trench 21 with the gate insulating film 22 in between, and faces the channel with the gate insulating film 22 in between. Gate buried electrode 23 may include conductive polysilicon.
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of first trench source structures 25 formed on the first main surface 3 (active surface 8) in the active region 12.
  • a source potential VS as a second potential different from the first potential is applied to the plurality of first trench source structures 25 .
  • the source potential VS may be a reference potential (for example, a ground potential) serving as an operating reference.
  • the plurality of first trench source structures 25 are each arranged in a region between two adjacent trench gate structures 20.
  • the plurality of first trench source structures 25 are arranged alternately with the plurality of trench gate structures 20 in the second direction Y in plan view, and are each formed in a band shape extending in the first direction X.
  • a plurality of first trench source structures 25 are led out from the active region 12 into the peripheral region 14 in this embodiment.
  • the plurality of first trench source structures 25 are exposed from at least one of the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D.
  • the plurality of first trench source structures 25 penetrate both the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D, and are exposed from both the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D.
  • the plurality of first trench source structures 25 face the trench gate structure 20 in the second direction Y in the active region 12 and do not face the trench gate structure 20 in the second direction Y in the peripheral region 14 .
  • the plurality of first trench source structures 25 penetrate body region 17 and source region 18 in active region 12 to reach first semiconductor region 6 , and penetrate body region 17 in peripheral region 14 .
  • the plurality of first trench source structures 25 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side.
  • the first trench source structure 25 has a second width W2 in the second direction Y and a second depth D2 in the normal direction Z.
  • the second width W2 is preferably approximately equal to the first width W1 described above.
  • the second width W2 may be 0.1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less.
  • the second width W2 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less.
  • the second depth D2 is greater than or equal to the first depth D1.
  • the second depth D2 is greater than the first depth D1 described above.
  • the second depth D2 is preferably 1.5 times or more and 3 times or less the first depth D1.
  • the second depth D2 is approximately equal to the aforementioned outer circumferential depth DO.
  • the second depth D2 may be 0.1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less. It is particularly preferable that the second depth D2 is 2.5 ⁇ m or less.
  • the first trench source structure 25 is arranged at a first distance I1 from the trench gate structure 20 in the second direction Y.
  • the first interval I1 is preferably at least 0.5 times and at most twice the first width W1 (second width W2). It is particularly preferable that the first interval I1 is less than the first width W1 (second width W2).
  • the first interval I1 may be 0.1 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less.
  • the first interval I1 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
  • the first trench source structure 25 includes a first source trench 26, a first source insulating film 27, and a first source buried electrode 28.
  • a first source trench 26 is formed in the active surface 8 and defines the walls of the first trench source structure 25 .
  • the side wall of the first source trench 26 communicates with the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D.
  • the bottom wall of the first source trench 26 communicates with the outer peripheral surface 9.
  • the first source insulating film 27 covers the wall surface of the first source trench 26 and is connected to the main surface insulating film 16 at the active surface 8 .
  • the first source insulating film 27 is connected to the main surface insulating film 16 at the communication portion of the third connection surface 10C, the communication portion of the fourth connection surface 10D, and the communication portion of the outer peripheral surface 9.
  • the first source insulating film 27 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
  • the first source insulating film 27 has a single layer structure made of a silicon oxide film. It is particularly preferable that the first source insulating film 27 includes a silicon oxide film made of an oxide of the chip 2 .
  • the first source buried electrode 28 is buried in the first source trench 26 with the first source insulating film 27 interposed therebetween.
  • the first source buried electrode 28 may include conductive polysilicon.
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of second trench source structures 30 formed on the first main surface 3 (active surface 8) in the peripheral region 14.
  • a source potential VS is applied to the plurality of second trench source structures 30.
  • the plurality of second trench source structures 30 are arranged in a region between the periphery of the active surface 8 (third connection surface 10C) and the plurality of trench gate structures 20.
  • the plurality of second trench source structures 30 are arranged in a region between two adjacent first trench source structures 25 in the second direction Y, and have a one-to-one correspondence with the plurality of trench gate structures 20 in the first direction X. They are facing each other in a relationship.
  • the plurality of second trench source structures 30 are each formed in a band shape extending in the first direction X in plan view. In this form, the plurality of second trench source structures 30 penetrate through the third connection surface 10C and are exposed from the third connection surface 10C. A plurality of second trench source structures 30 penetrate body region 17 to reach first semiconductor region 6 . The plurality of second trench source structures 30 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side.
  • the second trench source structure 30 has a third width W3 in the second direction Y and a third depth D3 in the normal direction Z. It is preferable that the third width W3 is approximately equal to the first width W1 described above. It is preferable that the third width W3 is substantially equal to the second width W2 described above.
  • the third width W3 may be 0.1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less.
  • the third width W3 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less.
  • the third depth D3 is greater than or equal to the first depth D1 described above. In this embodiment, the third depth D3 is greater than the first depth D1.
  • the third depth D3 is preferably 1.5 times or more and 3 times or less the first depth D1. In this form, the third depth D3 is approximately equal to the second depth D2 described above.
  • the third depth D3 is approximately equal to the outer circumferential depth DO described above.
  • the third depth D3 may be 0.1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less. It is particularly preferable that the third depth D3 is 2.5 ⁇ m or less.
  • the second trench source structure 30 is arranged at a second distance I2 from the first trench source structure 25 in the second direction Y.
  • the second interval I2 is preferably at least 0.5 times and at most twice the second width W2 (third width W3). It is particularly preferable that the second interval I2 is less than the second width W2 (third width W3).
  • the second interval I2 is preferably approximately equal to the first interval I1 described above.
  • the second interval I2 may be 0.1 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less.
  • the second interval I2 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
  • the second trench source structure 30 is arranged at a third distance I3 from the trench gate structure 20 in the first direction X.
  • the third interval I3 is preferably at least 0.5 times and at most twice the first width W1 (third width W3).
  • the third interval I3 is preferably at least 0.5 times and at most twice the first interval I1 (second interval I2). It is particularly preferable that the third interval I3 is 1.5 times or less the first interval I1 (second interval I2).
  • the third interval I3 may be approximately equal to the first interval I1 (second interval I2).
  • the third interval I3 may be 0.1 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less.
  • the third interval I3 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
  • the second trench source structure 30 includes a second source trench 31, a second source insulating film 32, and a second source buried electrode 33.
  • a second source trench 31 is formed in the active surface 8 and defines a wall surface of the second trench source structure 30 .
  • a side wall of the second source trench 31 communicates with the third connection surface 10C.
  • the bottom wall of the second source trench 31 communicates with the outer peripheral surface 9.
  • the second source insulating film 32 covers the wall surface of the second source trench 31 and is connected to the main surface insulating film 16 at the active surface 8 .
  • the second source insulating film 32 is connected to the main surface insulating film 16 at the communication portion of the third connection surface 10C and the communication portion of the outer peripheral surface 9.
  • the second source insulating film 32 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
  • the second source insulating film 32 has a single layer structure made of a silicon oxide film. It is particularly preferable that the second source insulating film 32 includes a silicon oxide film made of an oxide of the chip 2 .
  • the second source buried electrode 33 is buried in the second source trench 31 with the second source insulating film 32 in between.
  • the second source buried electrode 33 may include conductive polysilicon.
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of p-type first well regions 35 formed in regions along the plurality of trench gate structures 20 in the active region 12 .
  • first well region 35 has a higher p-type impurity concentration than body region 17 .
  • the p-type impurity concentration of the first well region 35 may be lower than that of the body region 17.
  • the plurality of first well regions 35 are spaced apart from adjacent first trench source structures 25 , cover the wall surfaces of the corresponding trench gate structures 20 , and are electrically connected to the body region 17 at the surface layer of the active surface 8 . ing. The plurality of first well regions 35 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side, and face the second semiconductor region 7 with a part of the first semiconductor region 6 in between. . The plurality of first well regions 35 form a pn junction with the first semiconductor region 6.
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of p-type second well regions 36 formed in regions along the plurality of first trench source structures 25 in the active region 12 and the peripheral region 14 .
  • second well region 36 has a higher p-type impurity concentration than body region 17.
  • the p-type impurity concentration of the second well region 36 may be lower than that of the body region 17.
  • the p-type impurity concentration of the second well region 36 is preferably approximately equal to the p-type impurity concentration of the first well region 35.
  • the plurality of second well regions 36 are spaced apart from adjacent trench gate structures 20 and cover the walls of the corresponding first trench source structures 25, and are electrically connected to the body region 17 in the surface layer of the active surface 8. ing.
  • the plurality of second well regions 36 cover the wall surfaces of the corresponding first trench source structures 25 in the active region 12 and peripheral region 14, and are exposed from the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D.
  • the plurality of second well regions 36 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side, and face the second semiconductor region 7 with a part of the first semiconductor region 6 in between. .
  • the bottoms of the plurality of second well regions 36 are located on the bottom side of the first semiconductor region 6 with respect to the depth position of the bottoms of the plurality of first well regions 35 .
  • the plurality of second well regions 36 form a pn junction with the first semiconductor region 6.
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of p-type third well regions 37 formed in a region along the plurality of second trench source structures 30 in the peripheral region 14 .
  • third well region 37 has a higher p-type impurity concentration than body region 17.
  • the p-type impurity concentration of the third well region 37 may be lower than that of the body region 17.
  • the p-type impurity concentration of the third well region 37 is preferably approximately equal to the p-type impurity concentration of the first well region 35 (second well region 36).
  • the plurality of third well regions 37 are spaced apart from the adjacent trench gate structures 20 and first trench source structures 25 and cover the wall surfaces of the corresponding second trench source structures 30, and form body regions in the surface layer portion of the active surface 8. It is electrically connected to 17.
  • the third well region 37 may be integrated with the first well region 35 in the region between the trench gate structure 20 and the second trench source structure 30.
  • the plurality of third well regions 37 are exposed from the third connection surface 10C.
  • the plurality of third well regions 37 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side, and face the second semiconductor region 7 with a part of the first semiconductor region 6 in between. .
  • the bottoms of the plurality of third well regions 37 are located on the bottom side of the first semiconductor region 6 with respect to the depth position of the bottoms of the plurality of first well regions 35 .
  • the bottoms of the plurality of third well regions 37 are formed to have approximately the same depth as the bottoms of the plurality of second well regions 36.
  • the plurality of third well regions 37 form a pn junction with the first semiconductor region 6.
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of p-type first contact regions 38 formed in regions along the plurality of first trench source structures 25 in the active region 12 .
  • First contact region 38 has a higher p-type impurity concentration than body region 17 .
  • the p-type impurity concentration of the first contact region 38 is higher than that of the second well region 36.
  • the plurality of first contact regions 38 cover the wall surfaces of the corresponding first trench source structures 25 within the corresponding second well regions 36 .
  • the plurality of first contact regions 38 are formed in a one-to-many correspondence with each first trench source structure 25 .
  • the plurality of first contact regions 38 are formed at intervals along the corresponding first trench source structure 25 .
  • the plurality of first contact regions 38 are drawn out from within the corresponding second well region 36 to the surface layer portion of the body region 17 along the wall surface of the corresponding first trench source structure 25 and are exposed from the active surface 8 .
  • a plurality of first contact regions 38 are formed in the active region 12 and not in the peripheral region 14 . That is, the plurality of first contact regions 38 face the trench gate structure 20 in the second direction Y, but do not face the second trench source structure 30 in the second direction Y.
  • the first contact region 38 is not formed within the third well region 37.
  • the plurality of first contact regions 38 are each formed in a band shape extending in the first direction X in plan view. It is preferable that the length of the plurality of first contact regions 38 in the first direction X is equal to or greater than the above-mentioned second width W2. The length of the plurality of first contact regions 38 is preferably greater than the distance between two adjacent first contact regions 38 in the first direction X.
  • the plurality of first contact regions 38 along one first trench source structure 25 are arranged so as to face the region between the plurality of first contact regions 38 along the other first trench source structure 25 in the second direction Y.
  • the array may be shifted in the first direction X. That is, the plurality of first contact regions 38 may be arranged in a staggered manner as a whole at intervals in the first direction X and the second direction Y in plan view.
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of gate connection electrode films 39 covering the ends of the plurality of trench gate structures 20 on the first main surface 3 (active surface 8) in the active region 12, respectively. Specifically, the plurality of gate connection electrode films 39 are arranged on the main surface insulating film 16. The plurality of gate connection electrode films 39 are spaced from the inner parts of the plurality of trench gate structures 20, the plurality of first trench source structures 25 and the plurality of second trench source structures 30, and are arranged at the ends of the corresponding trench gate structures 20. Each part is covered.
  • the plurality of gate connection electrode films 39 are arranged alternately with the plurality of first trench source structures 25 in the second direction Y in plan view.
  • the plurality of gate connection electrode films 39 are each formed in a band shape extending in the first direction X.
  • the plurality of gate connection electrode films 39 do not face the plurality of second trench source structures 30 in the second direction Y in plan view.
  • One gate connection electrode film 39 will be explained below.
  • the gate connection electrode film 39 is connected to the corresponding gate buried electrode 23 in a portion covering the corresponding trench gate structure 20.
  • the gate connection electrode film 39 is formed integrally with the corresponding gate buried electrode 23 . That is, the gate connection electrode film 39 consists of a portion where a part of the gate buried electrode 23 is drawn out onto the active surface 8 (main surface insulating film 16) in the form of a film.
  • the gate connection electrode film 39 may be formed separately from the gate buried electrode 23.
  • the gate connection electrode film 39 has an electrode surface 39a extending along the active surface 8.
  • the gate connection electrode film 39 is formed in a tapered shape (a truncated quadrangular pyramid shape) from the active surface 8 toward the electrode surface 39a in cross-sectional view. It is preferable that the electrode surface 39a is formed wider than the trench gate structure 20 in the second direction Y. That is, the electrode surface 39a has a portion that faces the trench gate structure 20 in the normal direction Z, and a portion that faces the region outside the trench gate structure 20 (that is, the main surface insulating film 16) in the normal direction Z. It is preferable that
  • the gate connection electrode film 39 includes conductive polysilicon.
  • the gate connection electrode film 39 has an electrode thickness TE.
  • the electrode thickness TE is preferably 0.5 times or more the aforementioned first width W1 (second width W2). It is preferable that the electrode thickness TE is less than or equal to the outer circumferential depth DO described above. It is preferable that the electrode thickness TE is equal to or less than the second depth D2 described above. It is particularly preferable that the electrode thickness TE is less than the second depth D2 (outer circumferential depth DO).
  • the electrode thickness TE is preferably equal to or less than the first depth D1 described above. It is particularly preferred that the electrode thickness TE is less than the first depth D1.
  • the electrode thickness TE may be 0.05 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less.
  • the electrode thickness TE is preferably 0.5 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
  • the electrode thickness TE may be larger than the first depth D1.
  • the electrode thickness TE may be greater than or equal to the outer circumferential depth DO (second depth D2).
  • FIG. 13 is an enlarged plan view showing the layout of the termination area 15 (first termination area 15A).
  • FIG. 14 is an enlarged plan view showing the layout of the gate resistor 40.
  • FIG. 15 is an enlarged plan view showing the inner part of the gate resistor 40.
  • FIG. 16 is an enlarged plan view showing the peripheral portion of the gate resistor 40. As shown in FIG.
  • FIG. 17 is a sectional view taken along the line XVII-XVII shown in FIG. 15.
  • FIG. 18 is a sectional view taken along the line XVIII-XVIII shown in FIG. 15.
  • FIG. 19 is a sectional view taken along the line XIX-XIX shown in FIG. 16.
  • FIG. 20 is a sectional view taken along line XX-XX shown in FIG. 16.
  • FIG. 21 is a sectional view taken along the line XXI-XXI shown in FIG. 16.
  • FIG. 22 is a sectional view taken along the line XXII-XXII shown in FIG. 16.
  • FIG. 23 is an enlarged plan view showing a main part of the gate resistor 40. As shown in FIG.
  • semiconductor device 1 includes a gate resistor 40 formed on first main surface 3 (active surface 8) in first termination region 15A.
  • the gate resistor 40 is incorporated into the chip 2 (first termination region 15A) as a resistor electrically connected to the gate of the MISFET (trench gate structure 20).
  • the gate resistor 40 is arranged in a region on the first side surface 5A side (first connection surface 10A side) with respect to the active region 12, and faces the active region 12 in the second direction Y.
  • the gate resistor 40 is spaced from the peripheral region 14 in the first direction X so as not to face the peripheral region 14 in the second direction Y.
  • the gate resistor 40 is arranged between the center of the first side surface 5A (first connection surface 10A) and the active region 12.
  • the gate resistor 40 includes at least one (plurality in this form) trench resistor structure 41 formed on the first main surface 3 (active surface 8) in the first termination region 15A. Although a gate potential VG as a first potential is applied to the plurality of trench resistance structures 41, the plurality of trench resistance structures 41 do not contribute to channel control.
  • the plurality of trench resistance structures 41 are each formed in a band shape extending in the first direction X, and are arranged at intervals in the second direction Y. A plurality of trench resistance structures 41 penetrate body region 17 to reach first semiconductor region 6 . The plurality of trench resistance structures 41 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side.
  • the plurality of trench resistance structures 41 includes a plurality of first trench resistance structures 42 and a plurality of second trench resistance structures 43.
  • a plurality of first trench resistance structures 42 are formed on the active surface 8 at intervals from the periphery of the active surface 8 in the first termination region 15A.
  • the plurality of first trench resistance structures 42 are each formed in a band shape extending in the first direction X, and are arranged at intervals in the second direction Y.
  • the plurality of first trench resistance structures 42 face the first trench source structure 25 in the second direction Y.
  • the plurality of first trench resistance structures 42 are spaced from the second trench source structure 30 in the first direction X so as not to face the second trench source structure 30 in the second direction Y.
  • a plurality of first trench resistance structures 42 penetrate body region 17 to reach first semiconductor region 6 .
  • the plurality of first trench resistance structures 42 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side.
  • the first trench resistance structure 42 has a first resistance length L1 in the first direction X.
  • the first resistance length L1 is arbitrary and is adjusted as appropriate depending on the resistance value to be achieved.
  • the first trench resistance structure 42 has a fourth width W4 in the second direction Y and a fourth depth D4 in the normal direction Z. It is preferable that the fourth width W4 is approximately equal to the first width W1 described above.
  • the fourth width W4 may be 0.1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less.
  • the fourth width W4 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less.
  • the fourth depth D4 is less than the second depth D2 described above.
  • the fourth depth D4 is less than the aforementioned outer circumferential depth DO. It is preferable that the fourth depth D4 is approximately equal to the first depth D1 described above.
  • the fourth depth D4 may be 0.1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less.
  • the fourth depth D4 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
  • the outermost first trench resistance structure 42 on the side of the active region 12 is arranged from the outermost first trench source structure 25 to the outermost first trench source structure 25 so as to be adjacent to the outermost first trench source structure 25 in the second direction Y. They are arranged with a first interval I1 between them.
  • the outermost first trench resistance structure 42 is spaced in the first direction X from the outermost second trench source structure 30 such that it does not oppose the outermost second trench source structure 30 in the second direction Y. It is placed with a space between.
  • the first trench resistance structure 42 includes a first trench 44, a first insulating film 45, and a first buried electrode 46.
  • the first buried electrode 46 may be referred to as a "first buried resistor.”
  • a first trench 44 is formed in the active surface 8 and defines the walls of the first trench resistance structure 42 .
  • the first insulating film 45 covers the wall surface of the first trench 44 and is connected to the main surface insulating film 16 at the active surface 8 .
  • the first insulating film 45 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
  • the first insulating film 45 has a single layer structure made of a silicon oxide film. It is particularly preferable that the first insulating film 45 includes a silicon oxide film made of an oxide of the chip 2 .
  • the first buried electrode 46 is buried in the first trench 44 with the first insulating film 45 interposed therebetween.
  • the first buried electrode 46 may include conductive polysilicon.
  • a plurality of second trench resistance structures 43 are formed on the active surface 8 at intervals from the periphery of the active surface 8 in the first termination region 15A.
  • the plurality of second trench resistance structures 43 are each arranged in a region between two adjacent first trench resistance structures 42 .
  • the plurality of second trench resistance structures 43 are arranged alternately with the plurality of first trench resistance structures 42 in the second direction Y.
  • the plurality of second trench resistance structures 43 are each formed in a band shape extending in the first direction X in plan view.
  • the plurality of second trench resistance structures 43 face the trench gate structure 20 and the first trench source structure 25 in the second direction Y.
  • the plurality of second trench resistance structures 43 are spaced from the second trench source structure 30 in the first direction X so as not to face the second trench source structure 30 in the second direction Y.
  • a plurality of second trench resistance structures 43 penetrate body region 17 to reach first semiconductor region 6 .
  • the plurality of second trench resistance structures 43 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side.
  • the second trench resistance structure 43 has a second resistance length L2 in the first direction X.
  • the second resistance length L2 is arbitrary and is adjusted as appropriate depending on the resistance value to be achieved.
  • the second resistance length L2 is less than the first resistance length L1 described above. That is, both ends of the second trench resistance structure 43 are set back more inward than both ends of the first trench resistance structure 42 .
  • the second resistance length L2 may be approximately equal to the first resistance length L1. Further, the second resistance length L2 may be larger than the first resistance length L1.
  • the second trench resistance structure 43 has a fifth width W5 in the second direction Y and a fifth depth D5 in the normal direction Z. It is preferable that the fifth width W5 is substantially equal to the fourth width W4 described above.
  • the fifth width W5 is preferably substantially equal to the second width W2 (first width W1) described above.
  • the fifth width W5 may be 0.1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less.
  • the fifth width W5 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less.
  • the fifth depth D5 is greater than or equal to the fourth depth D4 (first depth D1) described above. In this form, the fifth depth D5 is larger than the fourth depth D4 (first depth D1).
  • the fifth depth D5 is preferably at least 1.5 times and at most 3 times the fourth depth D4 (first depth D1). It is preferable that the fifth depth D5 is approximately equal to the second depth D2 described above.
  • the fifth depth D5 is approximately equal to the outer circumferential depth DO described above.
  • the fifth depth D5 may be 0.1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less. It is particularly preferable that the fifth depth D5 is 2.5 ⁇ m or less.
  • the second trench resistance structure 43 is arranged at a fourth distance I4 from the first trench resistance structure 42 in the second direction Y.
  • the fourth interval I4 is preferably at least 0.5 times and at most twice the fourth width W4 (fifth width W5). It is particularly preferable that the fourth interval I4 is less than the fourth width W4 (fifth width W5).
  • the fourth interval I4 is preferably approximately equal to the first interval I1 described above.
  • the fourth interval I4 may be 0.1 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less.
  • the fourth interval I4 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
  • the second trench resistance structure 43 includes a second trench 47, a second insulating film 48, and a second buried electrode 49.
  • the second buried electrode 49 may be referred to as a "first buried resistor.”
  • a second trench 47 is formed in the active surface 8 and defines the walls of the second trench resistance structure 43 .
  • the second insulating film 48 covers the wall surface of the second trench 47 and is connected to the main surface insulating film 16 at the active surface 8 .
  • the second insulating film 48 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
  • the second insulating film 48 has a single layer structure made of a silicon oxide film. It is particularly preferable that the second insulating film 48 includes a silicon oxide film made of an oxide of the chip 2.
  • the second buried electrode 49 is buried in the second trench 47 with the second insulating film 48 in between.
  • the second buried electrode 49 may include conductive polysilicon.
  • the gate resistor 40 includes a resistive film 50 that covers at least one (in this embodiment, a plurality of) trench resistive structures 41 on the first main surface 3 (active surface 8).
  • Resistive film 50 includes at least one of a conductive polysilicon film and an alloy crystal film.
  • the alloy crystal film includes alloy crystals composed of metal elements and nonmetal elements.
  • the alloy crystal film may include at least one of a CrSi film, a CrSiN film, a CrSiO film, a TaN film, and a TiN film.
  • resistive film 50 includes conductive polysilicon.
  • the resistance film 50 is disposed on the main surface insulating film 16 and has a portion covering the active surface 8 and a portion covering the plurality of trench resistance structures 41.
  • the resistive film 50 covers all the trench resistive structures 41 in the lateral direction (second direction Y) of the plurality of trench resistive structures 41 .
  • the resistive film 50 is connected to the first buried electrode 46 and the second buried electrode 49 in a portion covering the plurality of trench resistive structures 41 .
  • the resistive film 50 is formed integrally with the first buried electrode 46 and the second buried electrode 49. That is, the resistive film 50 consists of a portion in which a portion of the first buried electrode 46 and a portion of the second buried electrode 49 are drawn out onto the active surface 8 (main surface insulating film 16) in the form of a film.
  • the resistive film 50 may be formed separately from the first buried electrode 46 and the second buried electrode 49.
  • the resistive film 50 faces the trench gate structure 20 and the first trench source structure 25 in the second direction Y.
  • the resistive film 50 is spaced from the second trench source structure 30 in the first direction X so as not to face the second trench source structure 30 in the second direction Y.
  • the resistive film 50 is formed in a band shape extending in the first direction X in plan view.
  • the planar shape of the resistive film 50 is arbitrary and adjusted as appropriate depending on the resistance value to be achieved.
  • the resistive film 50 may have a third resistive length L3 in the first direction X that is shorter than the first resistive length L1 of the first trench resistive structure 42 and the second resistive length L2 of the second trench resistive structure 43.
  • the resistive film 50 is spaced inwardly from both ends of the plurality of trench resistance structures 41 with respect to the longitudinal direction (first direction X) of the plurality of trench resistance structures 41. It is preferable that both sides be covered. That is, it is preferable that the resistive film 50 exposes both ends of the plurality of first trench resistance structures 42 and both ends of the plurality of second trench resistance structures 43.
  • the resistive film 50 By setting the resistive film 50 inward with respect to both ends of the plurality of trench resistive structures 41, the resistive film 50 is set back inward from both ends of the plurality of trench resistive structures 41, so that the resistive film 50 is set back in a region closer to the periphery of the active surface 8 than both ends of the plurality of trench resistive structures 41. It can be suppressed from facing the first main surface 3. Therefore, formation of an undesired potential difference (electric field) between the first main surface 3 and the resistive film 50 in the region outside both ends of the plurality of trench resistance structures 41 is suppressed.
  • the resistive film 50 may cover the entire area of the plurality of trench resistive structures 41. That is, the third resistance length L3 may be larger than the first resistance length L1. Further, the resistive film 50 may expose both ends of the plurality of first trench resistance structures 42 and cover both ends of the plurality of second trench resistance structures 43. That is, the third resistance length L3 may be smaller than the first resistance length L1 and larger than the second resistance length L2.
  • the resistive film 50 has a resistive thickness TR in the normal direction Z.
  • the resistor thickness TR is adjusted as appropriate depending on the resistance value to be achieved. That is, the resistance value of the resistive film 50 is adjusted by increasing/decreasing the resistor thickness TR and increasing/decreasing the third resistance length L3. It is preferable that the resistor thickness TR is 0.5 times or more the aforementioned fourth width W4 (fifth width W5).
  • the resistance thickness TR that satisfies this condition, when forming a conductive polysilicon film that fills the first trench 44 and the second trench 47 and covers the first main surface 3 (active surface 8) by the CVD method,
  • the first buried electrode 46, the second buried electrode 49, and the resistive film 50 can be formed using a portion of the conductive polysilicon film.
  • the resistor thickness TR is less than or equal to the outer circumferential depth DO described above. It is preferable that the resistance thickness TR is equal to or less than the fifth depth D5 (second depth D2) described above.
  • the resistance thickness TR is less than the fifth depth D5. It is preferable that the resistance thickness TR is equal to or less than the fourth depth D4 (first depth D1) described above. It is particularly preferable that the resistance thickness TR is less than the fourth depth D4.
  • the resistance thickness TR may be less than the aforementioned electrode thickness TE.
  • the resistance thickness TR may be larger than the electrode thickness TE.
  • the resistance thickness TR may be approximately equal to the electrode thickness TE.
  • the resistance thickness TR may be 0.05 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less.
  • the resistor thickness TR is preferably 0.5 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
  • the resistance thickness TR may be larger than the fourth depth D4. Further, the resistance thickness TR may be greater than or equal to the outer circumferential depth DO (fifth depth D5). Furthermore, when the resistance film 50 is made of an alloy crystal film, the resistance thickness TR may be less than the fourth depth D4. In this case, the resistance thickness TR may be 0.1 nm or more and 100 nm or less.
  • semiconductor device 1 includes a dummy structure 55 formed on first main surface 3 (active surface 8) in first termination region 15A.
  • the dummy structure 55 is incorporated into the active surface 8 (first termination region 15A) for the purpose of alleviating local electric field concentration near the gate resistor 40 and improving withstand voltage (for example, breakdown voltage).
  • withstand voltage for example, breakdown voltage
  • the presence or absence of the dummy structure 55 is arbitrary, and a form without the dummy structure 55 may be adopted.
  • the dummy structure 55 includes a first dummy structure 56 and a second dummy structure 57.
  • the first dummy structure 56 is arranged in a region on the third side surface 5C side (third connection surface 10C side) with respect to the gate resistor 40.
  • the first dummy structure 56 faces the gate resistor 40 in the first direction X, and faces the active region 12 and the first peripheral region 14A in the second direction Y.
  • the second dummy structure 57 is arranged in a region on the fourth side surface 5D side (fourth connection surface 10D side) with respect to the gate resistor 40.
  • the second dummy structure 57 faces the first dummy structure 56 in the first direction X with the gate resistor 40 in between, and faces the active region 12 and the second peripheral region 14B in the second direction Y. Since the layout of the second dummy structure 57 is substantially similar to the layout of the first dummy structure 56, the configuration of the first dummy structure 56 will be described below. The layout of the second dummy structure 57 is obtained by replacing "third connection surface 10C" with "fourth connection surface 10D" in the following description.
  • the first dummy structure 56 includes at least one (in this form, a plurality of) dummy trench structures 60 formed on the first main surface 3 (active surface 8) in the first termination region 15A.
  • a source potential VS as a second potential is applied to the plurality of dummy trench structures 60.
  • the plurality of dummy trench structures 60 are each formed in a band shape extending in the first direction X, and are arranged at intervals in the second direction Y.
  • the plurality of dummy trench structures 60 face the plurality of trench resistance structures 41 in a one-to-one correspondence in the first direction X.
  • the plurality of dummy trench structures 60 face the first trench source structure 25 and the second trench source structure 30 in the second direction Y.
  • a plurality of dummy trench structures 60 penetrate body region 17 to reach first semiconductor region 6 .
  • the plurality of dummy trench structures 60 penetrate through the third connection surface 10C and are exposed from the third connection surface 10C.
  • the plurality of trench gate structures 20 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side.
  • the plurality of dummy trench structures 60 include a plurality of first dummy trench structures 61 and a plurality of second dummy trench structures 62.
  • the plurality of first dummy trench structures 61 are arranged at the periphery of the active surface 8 and in the region between the plurality of first trench resistance structures 42 .
  • the plurality of first dummy trench structures 61 are each formed in a band shape extending in the first direction X, and are arranged at intervals in the second direction Y.
  • the plurality of first dummy trench structures 61 face the plurality of first trench resistance structures 42 in a one-to-one correspondence in the first direction X. That is, the first trench resistance structure 42 to which the gate potential VG is applied and the first dummy trench structure 61 to which the source potential VS is applied are opposed in the first direction X.
  • the plurality of first dummy trench structures 61 face the first trench source structure 25 and the second trench source structure 30 in the second direction Y.
  • the plurality of first dummy trench structures 61 penetrate through the third connection surface 10C and are exposed from the third connection surface 10C.
  • the plurality of first dummy trench structures 61 penetrate through the body region 17 to reach the first semiconductor region 6 .
  • the plurality of first dummy trench structures 61 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side.
  • the first dummy trench structure 61 has a sixth width W6 in the second direction Y and a sixth depth D6 in the normal direction Z.
  • the sixth width W6 is approximately equal to the fourth width W4 described above.
  • the sixth width W6 is approximately equal to the first width W1 described above.
  • the sixth width W6 may be 0.1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less.
  • the sixth width W6 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less.
  • the sixth depth D6 is less than the aforementioned fifth depth D5 (second depth D2).
  • the sixth depth D6 is less than the aforementioned outer circumferential depth DO. It is preferable that the sixth depth D6 is approximately equal to the fourth depth D4 (first depth D1) described above.
  • the sixth depth D6 may be 0.1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less.
  • the sixth depth D6 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
  • the first dummy trench structure 61 is arranged at a fifth distance I5 from the first trench resistance structure 42 in the first direction X.
  • the fifth interval I5 is preferably at least 0.5 times and at most twice the fourth width W4 (sixth width W6).
  • the fifth interval I5 is preferably at least 0.5 times and at most twice the fourth interval I4. It is particularly preferable that the fifth interval I5 is 1.5 times or less the fourth interval I4.
  • the fifth interval I5 may be approximately equal to the fourth interval I4.
  • the fifth interval I5 may be 0.1 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less.
  • the fifth interval I5 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
  • the outermost first dummy trench structure 61 on the side of the active region 12 is formed from the outermost first trench source structure 25 so as to be adjacent to the outermost first trench source structure 25 in the second direction Y. They are arranged with a first interval I1 between them.
  • the first dummy trench structure 61 includes a first dummy trench 63, a first dummy insulating film 64, and a first dummy buried electrode 65.
  • the first dummy trench 63 is formed on the active surface 8 and partitions the wall surface of the first dummy trench structure 61 .
  • the side wall and bottom wall of the first dummy trench 63 communicate with the third connection surface 10C.
  • the first dummy insulating film 64 covers the wall surface of the first dummy trench 63 and is connected to the main surface insulating film 16 at the active surface 8 .
  • the first dummy insulating film 64 is connected to the main surface insulating film 16 at the communication portion of the third connection surface 10C.
  • the first dummy insulating film 64 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
  • the first dummy insulating film 64 has a single layer structure made of a silicon oxide film. It is particularly preferable that the first dummy insulating film 64 includes a silicon oxide film made of an oxide of the chip 2 .
  • the first dummy buried electrode 65 is buried in the first dummy trench 63 with the first dummy insulating film 64 in between.
  • the first dummy buried electrode 65 may include conductive polysilicon.
  • the plurality of second dummy trench structures 62 are arranged in the region between the periphery of the active surface 8 and the plurality of second trench resistance structures 43.
  • the plurality of second dummy trench structures 62 are arranged in a region between two adjacent first dummy trench structures 61 in the second direction Y.
  • the plurality of second dummy trench structures 62 are arranged alternately with the plurality of first dummy trench structures 61 in the second direction Y, and in a one-to-one correspondence with the plurality of second trench resistance structures 43 in the first direction X. They are facing each other.
  • the second trench resistance structure 43 to which the gate potential VG is applied and the second dummy trench structure 62 to which the source potential VS is applied are opposed in the first direction X.
  • the plurality of second dummy trench structures 62 are each formed in a band shape extending in the first direction X in plan view.
  • the plurality of second dummy trench structures 62 face the first trench source structure 25 and the second trench source structure 30 in the second direction Y.
  • the plurality of second dummy trench structures 62 have portions drawn out toward the end portions of the plurality of second trench resistance structures 43 with respect to the ends of the plurality of first trench resistance structures 42 .
  • the plurality of second dummy trench structures 62 are drawn out to the end side of the plurality of second trench resistance structures 43 with respect to the region between the first trench resistance structure 42 and the first dummy trench structure 61. ing. As a result, the ends of the plurality of second dummy trench structures 62 face the first trench resistance structure 42 in the second direction Y. That is, the plurality of second dummy trench structures 62 have a portion facing the first trench resistance structure 42 in the second direction Y, and a portion facing the first dummy trench structure 61 in the second direction Y. There is.
  • the plurality of second dummy trench structures 62 penetrate through the third connection surface 10C and are exposed from the third connection surface 10C.
  • the plurality of second dummy trench structures 62 penetrate the body region 17 to reach the first semiconductor region 6 .
  • the plurality of second dummy trench structures 62 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side.
  • the second dummy trench structure 62 has a seventh width W7 in the second direction Y and a seventh depth D7 in the normal direction Z. It is preferable that the seventh width W7 is substantially equal to the fifth width W5 described above. It is preferable that the seventh width W7 is substantially equal to the second width W2 (first width W1) described above.
  • the seventh width W7 may be 0.1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less.
  • the seventh width W7 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less.
  • the seventh depth D7 is greater than or equal to the aforementioned sixth depth D6 (fourth depth D4). In this form, the seventh depth D7 is larger than the sixth depth D6 (fourth depth D4). The seventh depth D7 is preferably 1.5 times or more and 3 times or less the sixth depth D6 (fourth depth D4). It is preferable that the seventh depth D7 is substantially equal to the fifth depth D5 (second depth D2) described above. In this form, the seventh depth D7 is approximately equal to the aforementioned outer circumferential depth DO.
  • the seventh depth D7 may be 0.1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less. It is particularly preferable that the seventh depth D7 is 2.5 ⁇ m or less.
  • the second dummy trench structure 62 is arranged at a sixth interval I6 from the first dummy trench structure 61 in the second direction Y.
  • the sixth interval I6 is preferably at least 0.5 times and at most twice the sixth width W6 (seventh width W7). It is particularly preferable that the sixth interval I6 is less than the sixth width W6 (seventh width W7).
  • the sixth interval I6 is approximately equal to the fourth interval I4 described above.
  • the sixth interval I6 is approximately equal to the first interval I1 described above.
  • the sixth interval I6 may be 0.1 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less.
  • the sixth interval I6 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
  • the second dummy trench structure 62 is arranged at a seventh distance I7 from the second trench resistance structure 43 in the first direction X.
  • the seventh interval I7 is preferably at least 0.5 times and at most twice the sixth width W6 (seventh width W7).
  • the seventh interval I7 is preferably at least 0.5 times and at most twice the sixth width W6 (seventh width W7).
  • the seventh interval I7 is 1.5 times or less the sixth interval I6 (fourth interval I4). It is preferable that the seventh interval I7 is approximately equal to the fifth interval I5 described above.
  • the seventh interval I7 may be approximately equal to the sixth interval I6 (fourth interval I4).
  • the seventh interval I7 may be 0.1 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less.
  • the seventh interval I7 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
  • the second dummy trench structure 62 includes a second dummy trench 66, a second dummy insulating film 67, and a second dummy buried electrode 68.
  • the second dummy trench 66 is formed on the active surface 8 and defines the wall surface of the second dummy trench structure 62 .
  • a side wall of the second dummy trench 66 communicates with the third connection surface 10C. Further, the bottom wall of the second dummy trench 66 communicates with the outer peripheral surface 9.
  • the second dummy insulating film 67 covers the wall surface of the second dummy trench 66 and is connected to the main surface insulating film 16 at the active surface 8 .
  • the second dummy insulating film 67 is connected to the main surface insulating film 16 at the communication portion of the third connection surface 10C and the communication portion of the outer peripheral surface 9.
  • the second dummy insulating film 67 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
  • the second dummy insulating film 67 has a single layer structure made of a silicon oxide film. It is particularly preferable that the second dummy insulating film 67 includes a silicon oxide film made of an oxide of the chip 2 .
  • the second dummy buried electrode 68 is buried in the second dummy trench 66 with the second dummy insulating film 67 interposed therebetween.
  • the second dummy buried electrode 68 may include conductive polysilicon.
  • semiconductor device 1 includes a plurality of main mesa portions 70, a plurality of first mesa portions 71, and a plurality of second mesa portions 72.
  • Each main mesa portion 70 is divided into a region between the first trench resistance structure 42 and the second trench resistance structure 43 and a region between the first dummy trench structure 61 and the second dummy trench structure 62.
  • Each main mesa portion 70 extends in the first direction X in a band shape.
  • the width of each main mesa portion 70 in the second direction Y is defined by the fourth interval I4 and the sixth interval I6 described above.
  • Each first mesa portion 71 is divided into a region between the first trench resistance structure 42 and the first dummy trench structure 61, and is connected to the main mesa portion 70.
  • Each first mesa portion 71 is a region where a voltage drop occurs between the gate potential VG and the source potential VS in the first direction X.
  • the width of each first mesa portion 71 in the first direction X is defined by the fifth interval I5 described above.
  • each first mesa portion 71 faces the second dummy trench structure 62 in the second direction Y, and is arranged so that the second trench resistance structure 43 does not face the second trench resistance structure 43 in the second direction Y. is shifted toward the second dummy trench structure 62 with respect to the end of the trench.
  • Each first mesa portion 71 is formed at intervals in the first direction X from the periphery of the resistive film 50, and does not face the resistive film 50 in the normal direction Z.
  • each first mesa portion 71 may face the resistive film 50 in the normal direction Z.
  • Each first mesa portion 71 partitions one main mesa portion 70 and a T-shaped mesa in plan view. From a different perspective, each first mesa portion 71 partitions the two main mesa portions 70 into an H-shaped mesa in a plan view.
  • the plurality of first mesa portions 71 are formed on the same straight line along the second direction Y.
  • the plurality of first mesa portions 71 may be formed offset from each other in the first direction X so as not to be located on the same straight line along the second direction Y.
  • Each second mesa portion 72 is divided into a region between the second trench resistance structure 43 and the second dummy trench structure 62, and is connected to the main mesa portion 70.
  • Each second mesa portion 72 is a region where a voltage drop occurs between the gate potential VG and the source potential VS in the first direction X.
  • the width of each second mesa portion 72 in the first direction X is defined by the aforementioned seventh interval I7.
  • Each second mesa portion 72 is formed at intervals in the first direction X from the first mesa portion 71 so as not to face the first mesa portion 71 in the second direction Y.
  • each second mesa portion 72 is arranged so that it faces the first trench resistance structure 42 in the second direction Y and does not face the first dummy trench structure 61 in the second direction Y. is shifted toward the first trench resistance structure 42 with respect to the end of the trench.
  • the second mesa portions 72 are formed at intervals in the first direction X from the periphery of the resistive film 50 in plan view, and do not face the resistive film 50 in the normal direction Z. Therefore, electrical interference of the resistive film 50 with each second mesa portion 72 is suppressed, and electrical interference of each second mesa portion 72 with the resistive film 50 is suppressed. Of course, if the resistive film 50 is wider than the plurality of trench resistive structures 41, each second mesa portion 72 may face the resistive film 50 in the normal direction Z.
  • Each second mesa portion 72 partitions one main mesa portion 70 and a T-shaped mesa in plan view. From another viewpoint, each second mesa portion 72 partitions the two main mesa portions 70 into an H-shaped mesa in a plan view. In this embodiment, the plurality of second mesa portions 72 are formed on the same straight line along the second direction Y.
  • the plurality of second mesa portions 72 may be formed offset from each other in the first direction X so as not to be located on the same straight line along the second direction Y. Also in this case, the plurality of second mesa portions 72 are formed at intervals in the first direction X from the first mesa portion 71 so as not to face the first mesa portion 71 in the second direction Y.
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of p-type fourth well regions 75 formed in a region along the plurality of first trench resistance structures 42 in the first termination region 15A.
  • fourth well region 75 has a higher p-type impurity concentration than body region 17.
  • the p-type impurity concentration of the fourth well region 75 may be lower than that of the body region 17.
  • the p-type impurity concentration of the fourth well region 75 is preferably approximately equal to the p-type impurity concentration of the first well region 35.
  • the plurality of fourth well regions 75 are spaced apart from the second trench resistance structure 43, the first dummy trench structure 61, and the second dummy trench structure 62, and cover the wall surfaces of the corresponding first trench resistance structures 42, and provide an active surface. 8 is electrically connected to the body region 17 at the surface layer portion.
  • Each fourth well region 75 includes a portion that covers the wall surface of each first trench resistance structure 42 in each first mesa portion 71, and faces each first dummy trench structure 61 in the first direction X.
  • each fourth well region 75 has a portion facing the second trench resistance structure 43 in the second direction Y, and a portion facing the second dummy trench structure 62 in the second direction Y.
  • the plurality of fourth well regions 75 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side, and face the second semiconductor region 7 with a part of the first semiconductor region 6 in between. .
  • the bottoms of the plurality of fourth well regions 75 are located on the active surface 8 side with respect to the depth position of the bottoms of the plurality of second well regions 36.
  • the bottoms of the plurality of fourth well regions 75 are formed to have approximately the same depth as the bottoms of the plurality of first well regions 35.
  • the plurality of fourth well regions 75 form a pn junction with the first semiconductor region 6.
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of p-type fifth well regions 76 formed in a region along the plurality of second trench resistance structures 43 in the first termination region 15A.
  • the fifth well region 76 has a higher p-type impurity concentration than the body region 17.
  • the p-type impurity concentration of the fifth well region 76 may be lower than that of the body region 17.
  • the p-type impurity concentration of the fifth well region 76 is preferably approximately equal to the p-type impurity concentration of the plurality of fourth well regions 75 (second well regions 36).
  • the plurality of fifth well regions 76 are spaced apart from the first trench resistance structure 42, the first dummy trench structure 61, and the second dummy trench structure 62, and cover the wall surfaces of the corresponding second trench resistance structures 43, and provide an active surface. 8 is electrically connected to the body region 17 at the surface layer portion.
  • Each fifth well region 76 includes a portion that covers the wall surface of each second trench resistance structure 43 within each second mesa portion 72, and faces the second dummy trench structure 62 in the first direction X. In this form, each fifth well region 76 faces the first trench resistance structure 42 in the second direction Y, and does not face the first dummy trench structure 61 in the second direction Y.
  • the plurality of fifth well regions 76 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side, and face the second semiconductor region 7 with a part of the first semiconductor region 6 in between. .
  • the bottoms of the plurality of fifth well regions 76 are located on the bottom side of the first semiconductor region 6 with respect to the depth position of the bottoms of the plurality of fourth well regions 75 (first well regions 35).
  • the bottoms of the plurality of fifth well regions 76 are formed to have approximately the same depth as the bottoms of the plurality of second well regions 36.
  • the plurality of fifth well regions 76 form a pn junction with the first semiconductor region 6.
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of p-type sixth well regions 77 formed in regions along the plurality of first dummy trench structures 61 in the first termination region 15A.
  • the sixth well region 77 has a higher p-type impurity concentration than the body region 17.
  • the p-type impurity concentration of the sixth well region 77 may be lower than that of the body region 17.
  • the p-type impurity concentration of the sixth well region 77 is preferably approximately equal to the p-type impurity concentration of the fourth well region 75 (first well region 35).
  • the plurality of sixth well regions 77 cover the walls of the first dummy trench structures 61 spaced apart from the first trench resistance structure 42, the second trench resistance structure 43, and the second dummy trench structure 62, and cover the walls of the corresponding first dummy trench structures 61. 8 is electrically connected to the body region 17 at the surface layer portion.
  • Each sixth well region 77 includes a portion that covers the wall surface of each first dummy trench structure 61 within each first mesa portion 71, and faces the first trench resistance structure 42 in the first direction X.
  • Each sixth well region 77 may be formed within each first mesa portion 71 at a distance from each fourth well region 75, or may be integrated with each fourth well region 75. Each sixth well region 77 faces the second dummy trench structure 62 in the second direction Y, and does not face the second trench resistance structure 43 in the second direction Y.
  • the plurality of sixth well regions 77 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side, and face the second semiconductor region 7 with a part of the first semiconductor region 6 in between. .
  • the bottoms of the plurality of sixth well regions 77 are located on the active surface 8 side with respect to the depth positions of the bottoms of the plurality of fifth well regions 76 (second well regions 36).
  • the bottoms of the plurality of sixth well regions 77 are formed to have approximately the same depth as the bottoms of the plurality of fourth well regions 75 (first well regions 35).
  • the plurality of sixth well regions 77 form a pn junction with the first semiconductor region 6.
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of p-type seventh well regions 78 formed in regions along the plurality of second dummy trench structures 62 in the first termination region 15A.
  • the seventh well region 78 has a higher p-type impurity concentration than the body region 17.
  • the p-type impurity concentration of the seventh well region 78 may be lower than that of the body region 17.
  • the p-type impurity concentration of the seventh well region 78 is preferably approximately equal to the p-type impurity concentration of the fifth well region 76 (second well region 36).
  • the plurality of seventh well regions 78 cover the walls of the second dummy trench structures 62 spaced apart from the first trench resistance structure 42, the second trench resistance structure 43, and the first dummy trench structure 61, and cover the walls of the second dummy trench structures 62, which correspond to the active surface. 8 is electrically connected to the body region 17 at the surface layer portion.
  • Each seventh well region 78 includes a portion that covers the wall surface of each second dummy trench structure 62 within each second mesa portion 72, and faces the second trench resistance structure 43 in the first direction X.
  • Each seventh well region 78 may be formed within each second mesa portion 72 at a distance from each fifth well region 76, or may be integrated with each fifth well region 76.
  • Each seventh well region 78 has a portion facing the first dummy trench structure 61 in the second direction Y, and a portion facing the first trench resistance structure 42 in the second direction Y.
  • the plurality of seventh well regions 78 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 to the active surface 8 side, and face the second semiconductor region 7 with a part of the first semiconductor region 6 in between. .
  • the bottoms of the plurality of seventh well regions 78 are located on the bottom side of the first semiconductor region 6 with respect to the depth position of the bottoms of the plurality of sixth well regions 77 (fourth well regions 75).
  • the bottoms of the plurality of seventh well regions 78 are formed to have approximately the same depth as the bottoms of the plurality of fifth well regions 76 (second well regions 36).
  • the plurality of seventh well regions 78 form a pn junction with the first semiconductor region 6.
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of p-type second contact regions 79 formed in regions along the plurality of second trench resistance structures 43 in the first termination region 15A.
  • Second contact region 79 has a higher p-type impurity concentration than body region 17 .
  • the p-type impurity concentration of the second contact region 79 is higher than that of the fifth well region 76.
  • the p-type impurity concentration of the second contact region 79 is preferably approximately equal to the p-type impurity concentration of the first contact region 38.
  • the plurality of second contact regions 79 cover the wall surfaces of the corresponding second trench resistance structures 43 within the corresponding fifth well regions 76 .
  • the plurality of second contact regions 79 are formed in a one-to-many correspondence with each second trench resistance structure 43 .
  • the plurality of second contact regions 79 are formed at intervals along the corresponding second trench resistance structures 43 .
  • the plurality of second contact regions 79 are drawn out from within the corresponding fifth well region 76 along the wall surface of the corresponding second trench resistance structure 43 to the surface layer portion of the body region 17 and exposed from the active surface 8 .
  • the plurality of second contact regions 79 are each formed in a band shape extending in the first direction X in plan view. It is preferable that the length of the plurality of second contact regions 79 in the first direction X is equal to or greater than the aforementioned fifth width W5.
  • the length of the plurality of second contact regions 79 is preferably greater than the distance between two second contact regions 79 adjacent to each other in the first direction X.
  • the length of the plurality of second contact regions 79 is preferably less than the distance between the first mesa portion 71 and the second mesa portion 72.
  • the length of the plurality of second contact regions 79 is approximately equal to the length of the plurality of first contact regions 38.
  • the plurality of second contact regions 79 include an outermost second contact region 79 that covers a region along the edge of each second trench resistance structure 43 . It is preferable that the outermost second contact region 79 be formed at a distance from the second mesa portion 72 . That is, the outermost second contact region 79 preferably faces the first trench resistance structure 42 in the second direction Y and does not face the first dummy trench structure 61 in the second direction Y.
  • the distance between the second mesa portion 72 and the outermost second contact region 79 may be less than the length of the second contact region 79.
  • the distance between the second mesa portion 72 and the outermost second contact region 79 may be less than the fifth width W5 described above. It is particularly preferable that the distance between the second mesa portion 72 and the outermost second contact region 79 be less than the width of the second mesa portion 72 (seventh interval I7).
  • a plurality of second contact regions 79 along one second trench resistance structure 43 face a plurality of second contact regions 79 along another second trench resistance structure 43 in the second direction Y. That is, in this embodiment, the plurality of second contact regions 79 are generally arranged in a matrix at intervals in the first direction X and the second direction Y when viewed from above. The plurality of second contact regions 79 may face the plurality of first contact regions 38 in the second direction Y. In this case, the plurality of second contact regions 79 may be arranged in a matrix along with the plurality of first contact regions 38.
  • the plurality of second contact regions 79 along one second trench resistance structure 43 are arranged so as to face in the second direction Y a region between the plurality of second contact regions 79 along another second trench resistance structure 43.
  • the array may be shifted in the first direction X. That is, the plurality of second contact regions 79 may be arranged in a staggered manner as a whole at intervals in the first direction X and the second direction Y in plan view.
  • the plurality of second contact regions 79 may face the region between the plurality of first contact regions 38 in the second direction Y. In this case, the plurality of second contact regions 79 may be arranged in a staggered manner together with the plurality of first contact regions 38.
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of p-type third contact regions 80 formed in regions along the plurality of second dummy trench structures 62 in the first termination region 15A.
  • Third contact region 80 has a higher p-type impurity concentration than body region 17 .
  • the p-type impurity concentration of the third contact region 80 is higher than that of the seventh well region 78.
  • the p-type impurity concentration of the third contact region 80 is preferably approximately equal to the p-type impurity concentration of the second contact region 79 (first contact region 38).
  • the plurality of third contact regions 80 cover the wall surfaces of the corresponding second dummy trench structures 62 within the corresponding seventh well regions 78 .
  • the plurality of third contact regions 80 are formed in a one-to-many correspondence with each second dummy trench structure 62.
  • the plurality of third contact regions 80 are formed at intervals along the corresponding second dummy trench structures 62.
  • the plurality of third contact regions 80 are drawn out from within the corresponding seventh well region 78 along the wall surface of the corresponding second dummy trench structure 62 to the surface layer portion of the body region 17 and are exposed from the active surface 8 .
  • the plurality of third contact regions 80 are each formed in a band shape extending in the first direction X in plan view. It is preferable that the length of the plurality of third contact regions 80 in the first direction X is equal to or greater than the aforementioned seventh width W7.
  • the length of the plurality of third contact regions 80 is preferably greater than the distance between two third contact regions 80 adjacent to each other in the first direction X.
  • the length of the plurality of third contact regions 80 is preferably less than the distance between the first mesa portion 71 and the second mesa portion 72.
  • the length of the plurality of third contact regions 80 is preferably approximately equal to the length of the plurality of second contact regions 79 (first contact regions 38).
  • the plurality of third contact regions 80 face the first dummy trench structure 61 in the second direction Y in a region on the third connection surface 10C side with respect to the first mesa portion 71.
  • the plurality of third contact regions 80 are formed at intervals along each second dummy trench structure 62 such that the first mesa portion 71 is located between two third contact regions 80 adjacent to each other.
  • the plurality of third contact regions 80 are preferably formed at intervals in the first direction X from the first mesa portion 71 so as not to face the first mesa portion 71 .
  • the distance between the first mesa portion 71 and the third contact region 80 is preferably less than the length of the third contact region 80.
  • the distance between the first mesa portion 71 and the third contact region 80 is preferably less than the aforementioned seventh width W7. It is particularly preferable that the distance between the first mesa portion 71 and the third contact region 80 is less than the width of the first mesa portion 71 (fifth interval I5).
  • the plurality of third contact regions 80 include at least one (one in this example) outermost third contact region 80 formed in the range between the first mesa portion 71 and the second mesa portion 72.
  • the outermost third contact region 80 faces the first trench resistance structure 42 in the second direction Y.
  • the outermost third contact region 80 and the outermost second contact region 79 sandwich the second mesa portion 72 .
  • the outermost third contact region 80 is formed with an interval in the first direction X from the first mesa portion 71 and the second mesa portion 72. That is, the outermost third contact region 80 preferably faces the first trench resistance structure 42 in the second direction Y and does not face the first dummy trench structure 61 in the second direction Y.
  • the distance between the second mesa portion 72 and the third contact region 80 is preferably less than the length of the third contact region 80.
  • the distance between the second mesa portion 72 and the third contact region 80 is preferably less than the aforementioned seventh width W7.
  • the distance between the second mesa portion 72 and the outermost third contact region 80 is less than the width of the second mesa portion 72 (seventh interval I7).
  • the distance between the outermost second contact region 79 and the outermost third contact region 80 that are adjacent to each other with the second mesa portion 72 in between is the distance between the two third contact regions 80 that are adjacent to each other with the first mesa portion 71 in between. It is preferable that the distance between
  • the plurality of third contact regions 80 along one second dummy trench structure 62 are arranged so as to face in the second direction Y a region between the plurality of third contact regions 80 along the other second dummy trench structure 62.
  • the array may be shifted in the first direction X. That is, the plurality of third contact regions 80 may be arranged in a staggered manner as a whole at intervals in the first direction X and the second direction Y in plan view. In this case, the plurality of third contact regions 80 may be arranged in a staggered manner together with the plurality of second contact regions 79. Further, the plurality of third contact regions 80 may be arranged in a staggered manner together with the plurality of first contact regions 38.
  • semiconductor device 1 includes a termination dummy structure 85 formed on first main surface 3 (active surface 8) in first termination region 15A.
  • the termination dummy structure 85 is incorporated into the active surface 8 (first termination region 15A) for the purpose of alleviating local electric field concentration in the vicinity of the gate resistor 40 and improving withstand voltage (for example, breakdown voltage). ing.
  • the presence or absence of the termination dummy structure 85 is optional, and a form without the termination dummy structure 85 may be adopted.
  • the termination dummy structure 85 is arranged in a region on the first side surface 5A side (first connection surface 10A side) with respect to the gate resistor 40.
  • a termination dummy structure 85 is formed at the termination edge of the active surface 8 .
  • the termination dummy structure 85 faces the gate resistor 40 and the dummy structure 55 in the second direction Y.
  • the termination dummy structure 85 faces the active region 12 across the gate resistor 40 in the second direction Y, faces the first peripheral region 14A across the first dummy structure 56 in the second direction Y, and faces the first peripheral region 14A across the first dummy structure 56 in the second direction Y. It faces the second peripheral region 14B with the second dummy structure 57 in between.
  • FIG. 24 is an enlarged plan view showing the layout of the termination dummy structure 85.
  • FIG. 25 is a further enlarged plan view showing the layout of the termination dummy structure 85.
  • FIG. 26 is a sectional view taken along the line XXVI-XXVI shown in FIG. 25.
  • termination dummy structure 85 includes at least one (in this form, plural) trench termination structure 86 formed in first termination region 15A.
  • a source potential VS as a second potential is applied to the plurality of trench termination structures 86.
  • the plurality of trench termination structures 86 are each formed in a band shape extending in the first direction X, and are arranged at intervals in the second direction Y.
  • the plurality of trench termination structures 86 face the second trench resistance structure 43 and the second dummy trench structure 62 in the second direction Y.
  • the plurality of trench termination structures 86 are exposed from at least one of the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D.
  • the trench termination structure 86 penetrates both the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D, and is exposed from both the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D.
  • a plurality of trench termination structures 86 penetrate body region 17 to reach first semiconductor region 6 .
  • the plurality of trench termination structures 86 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side.
  • Trench termination structure 86 has an eighth width W8 in the second direction Y and an eighth depth D8 in the normal direction Z. It is preferable that the eighth width W8 is substantially equal to the fifth width W5 (second width W2) described above.
  • the eighth width W8 may be 0.1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less.
  • the eighth width W8 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less.
  • the eighth depth D8 is greater than or equal to the fourth depth D4 (first depth D1) described above. In this form, the eighth depth D8 is larger than the fourth depth D4 (first depth D1).
  • the eighth depth D8 is preferably at least 1.5 times and at most 3 times the fourth depth D4 (first depth D1). In this embodiment, the eighth depth D8 is approximately equal to the fifth depth D5 (second depth D2) described above.
  • the eighth depth D8 is approximately equal to the outer circumferential depth DO described above.
  • the eighth depth D8 may be 0.1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less. It is particularly preferable that the eighth depth D8 is 2.5 ⁇ m or less.
  • the plurality of trench termination structures 86 are arranged at an eighth interval I8 from each other in the second direction Y.
  • the eighth interval I8 is preferably at least 0.5 times and at most twice the eighth width W8. It is particularly preferable that the eighth interval I8 is less than the eighth width W8.
  • the eighth width W8 is preferably substantially equal to the fourth interval I4 (first interval I1) described above.
  • the eighth width W8 may be 0.1 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less.
  • the eighth width W8 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
  • the outermost trench termination structure 86 on the gate resistor 40 side extends from the outermost second trench resistance structure 43 to the aforementioned second trench resistance structure 43 so as to be adjacent to the outermost second trench resistance structure 43 in the second direction Y. They are arranged at four intervals I4. Further, in this form, the outermost trench termination structure 86 is arranged at the above-mentioned sixth interval I6 from the outermost second dummy trench structure 62 so as to be adjacent to the outermost second dummy trench structure 62 in the second direction Y. It is placed with a space between.
  • the trench termination structure 86 includes a termination trench 87, a termination insulating film 88, and a termination buried electrode 89. Termination trenches 87 are formed in active surface 8 and define walls of trench termination structure 86 . A side wall of the termination trench 87 communicates with the third connection surface 10C. The bottom wall of the termination trench 87 communicates with the outer circumferential surface 9 .
  • the termination insulating film 88 covers the wall surface of the termination trench 87 and is connected to the main surface insulating film 16 at the active surface 8 .
  • the termination insulating film 88 is connected to the main surface insulating film 16 at the communication portion of the third connection surface 10C and the communication portion of the outer peripheral surface 9.
  • Termination insulating film 88 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
  • the termination insulating film 88 has a single layer structure made of a silicon oxide film. It is particularly preferable that the termination insulating film 88 includes a silicon oxide film made of the oxide of the chip 2.
  • the terminal buried electrode 89 is buried in the terminal trench 87 with the terminal insulating film 88 interposed therebetween.
  • the terminal buried electrode 89 may include conductive polysilicon.
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of p-type eighth well regions 90 formed in regions along the plurality of trench termination structures 86 in the first termination region 15A.
  • the eighth well region 90 has a higher p-type impurity concentration than the body region 17.
  • the p-type impurity concentration of the eighth well region 90 may be lower than that of the body region 17.
  • the p-type impurity concentration of the eighth well region 90 is preferably approximately equal to the p-type impurity concentration of the second well region 36 (first well region 35).
  • the plurality of eighth well regions 90 are spaced apart from adjacent trench termination structures 86 , cover the walls of the corresponding trench termination structures 86 , and are electrically connected to the body region 17 at the surface layer of the active surface 8 . .
  • the plurality of eighth well regions 90 extend in a band shape along the corresponding trench termination structure 86 in plan view, and are exposed from the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D.
  • the plurality of eighth well regions 90 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 to the active surface 8 side, and face the second semiconductor region 7 with a part of the first semiconductor region 6 in between. .
  • the bottoms of the plurality of eighth well regions 90 are located on the bottom side of the first semiconductor region 6 with respect to the depth position of the bottoms of the plurality of first well regions 35 .
  • the bottoms of the plurality of eighth well regions 90 are formed to have approximately the same depth as the bottoms of the plurality of second well regions 36.
  • the plurality of eighth well regions 90 form a pn junction with the first semiconductor region 6.
  • the semiconductor device 1 includes a dummy structure 55 and a termination dummy structure 85 formed on the first main surface 3 (active surface 8) in the second termination region 15B.
  • Semiconductor device 1 does not include gate resistor 40 in second termination region 15B.
  • the dummy structure 55 on the second termination region 15B side is arranged in a region on the fourth side surface 5D side (fourth connection surface 10D side) with respect to the active region 12, and is attached to the active region 12 and the peripheral region 14 in the second direction Y. They are facing each other.
  • the dummy structure 55 on the second termination region 15B side includes a plurality of dummy trench structures 60 (a plurality of first dummy trench structures 61 and a plurality of second dummy trench structures 62).
  • the plurality of dummy trench structures 60 on the second termination region 15B side penetrate both the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D, and are exposed from both the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D.
  • the configuration of the dummy structure 55 on the second termination region 15B side is the same as the configuration of the dummy structure 55 (first dummy structure 56) on the first termination region 15A side.
  • the termination dummy structure 85 on the second termination region 15B side has the same configuration as the termination dummy structure 85 on the first termination region 15A side.
  • the description of the termination dummy structure 85 on the first termination region 15A side applies.
  • the semiconductor device 1 also includes a plurality of sixth well regions 77, a plurality of seventh well regions 78, a plurality of second contact regions 79, and a plurality of eighth well regions in the second termination region 15B.
  • a well region 90 is included.
  • the sixth well region 77, seventh well region 78, second contact region 79, and eighth well region 90 on the second termination region 15B side the sixth well region 77, seventh well region 77 on the first termination region 15A side
  • the description of well region 78, second contact region 79 and eighth well region 90 applies.
  • semiconductor device 1 includes a p-type outer well region 91 formed in a surface layer portion of outer peripheral surface 9. Referring to FIG. Outer well region 91 has a lower p-type impurity concentration than first contact region 38 .
  • the p-type impurity concentration of the outer well region 91 is higher than that of the body region 17.
  • the p-type impurity concentration of outer well region 91 may be lower than that of body region 17. It is preferable that the outer well region 91 has approximately the same p-type impurity concentration as the first well region 35 (second well region 36).
  • the outer well region 91 is formed at a distance from the periphery of the outer circumferential surface 9 (first to fourth side surfaces 5A to 5D) toward the active surface 8 in a plan view, and extends in a band shape along the active surface 8.
  • the outer well region 91 is formed in an annular shape (specifically, a square annular shape) surrounding the active surface 8 in plan view.
  • the outer well region 91 extends from the surface layer of the outer peripheral surface 9 toward the surface layer portions of the first to fourth connection surfaces 10A to 10D, and covers the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
  • the outer well region 91 is electrically connected to the body region 17 at the surface layer of the active surface 8 .
  • the outer well region 91 is connected to the second well region 36 at a communication portion between the third connection surface 10C (fourth connection surface 10D) and the first trench source structure 25.
  • the outer well region 91 is connected to the third well region 37 at a communication portion between the third connection surface 10C (fourth connection surface 10D) and the second trench source structure 30.
  • the outer well region 91 is connected to the sixth well region 77 at a communication portion between the third connection surface 10C (fourth connection surface 10D) and the first dummy trench structure 61.
  • the outer well region 91 is connected to the seventh well region 78 at a communication portion between the third connection surface 10C (fourth connection surface 10D) and the second dummy trench structure 62.
  • Outer well region 91 is connected to eighth well region 90 at a communicating portion between third connection surface 10C (fourth connection surface 10D) and trench termination structure 86.
  • the outer well region 91 is formed at a distance from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the outer peripheral surface 9 side, and faces the second semiconductor region 7 with a part of the first semiconductor region 6 in between.
  • the outer well region 91 is located closer to the bottom of the first semiconductor region 6 than the bottom wall of the first trench source structure 25 (second trench resistance structure 43).
  • the bottom of the outer well region 91 is located closer to the bottom of the first semiconductor region 6 than the bottom of the first contact region 38 .
  • the bottom of the outer well region 91 is preferably formed at a depth approximately equal to the bottom of the second well region 36. Outer well region 91 forms a pn junction with first semiconductor region 6 .
  • the semiconductor device 1 includes a p-type outer contact region 92 formed in the surface layer of an outer well region 91.
  • Outer contact region 92 has a higher p-type impurity concentration than body region 17.
  • the p-type impurity concentration of outer contact region 92 is higher than that of outer well region 91.
  • the p-type impurity concentration of the outer contact region 92 is preferably approximately equal to the p-type impurity concentration of the first contact region 38 (second contact region 79).
  • the outer contact region 92 is located in the outer well at a distance from the periphery of the active surface 8 (first to fourth connection surfaces 10A to 10D) and the periphery of the outer peripheral surface 9 (first to fourth side surfaces 5A to 5D) in plan view. It is formed in the surface layer part of the region 91 and is formed in a band shape extending along the active surface 8 .
  • the outer contact region 92 is formed in an annular shape (specifically, a square annular shape) surrounding the active surface 8 in plan view.
  • the outer contact region 92 is formed at a distance from the bottom of the outer well region 91 toward the outer circumferential surface 9 and faces the first semiconductor region 6 with a part of the outer well region 91 in between.
  • the outer contact region 92 is located closer to the bottom of the first semiconductor region 6 than the bottom wall of the first trench source structure 25 (second trench resistance structure 43).
  • the bottom of the outer contact region 92 is preferably formed at a depth approximately equal to the bottom of the first contact region 38 (second contact region 79).
  • the semiconductor device 1 includes at least one (preferably 2 or more and 20 or less) p-type field regions 93 formed in the surface layer of the outer circumferential surface 9 in a region between the periphery of the outer circumferential surface 9 and the outer well region 91. including.
  • semiconductor device 1 includes four field regions 93.
  • the plurality of field regions 93 are formed in an electrically floating state and relieve the electric field within the chip 2 at the outer peripheral surface 9.
  • Field region 93 may have a lower p-type impurity concentration than outer contact region 92.
  • Field region 93 may have a higher p-type impurity concentration than outer well region 91.
  • Field region 93 may have a lower p-type impurity concentration than outer well region 91.
  • the plurality of field regions 93 are arranged at intervals from the outer well region 91 side to the peripheral edge side of the outer peripheral surface 9.
  • the plurality of field regions 93 are formed in a band shape extending along the active surface 8 in plan view.
  • the plurality of field regions 93 are formed in an annular shape (specifically, a square annular shape) surrounding the active surface 8 in plan view.
  • the plurality of field regions 93 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 to the outer peripheral surface 9 side, and face the second semiconductor region 7 with a part of the first semiconductor region 6 in between.
  • the plurality of field regions 93 are located closer to the bottom of the first semiconductor region 6 than the bottom wall of the first trench source structure 25 .
  • the bottoms of the plurality of field regions 93 are located closer to the bottom of the first semiconductor region 6 than the bottom of the first contact region 38 .
  • the bottoms of the plurality of field regions 93 may be formed at approximately the same depth as the bottom of the second well region 36 .
  • the semiconductor device 1 includes a sidewall wiring 95 formed on the outer peripheral surface 9 so as to cover at least one of the first to fourth connection surfaces 10A to 10D. Specifically, the sidewall wiring 95 is arranged on the main surface insulating film 16. The sidewall wiring 95 also functions as a sidewall structure that alleviates the step formed between the active surface 8 and the outer peripheral surface 9.
  • the sidewall wiring 95 is formed in a band shape extending along at least one of the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D.
  • the sidewall wiring 95 is formed in a ring shape (specifically, a square ring shape) extending along the first to fourth connection surfaces 10A to 10D so as to surround the active surface 8 in plan view. Portions of the sidewall wiring 95 that cover the four corners of the active surface 8 are formed in a curved shape toward the outer peripheral surface 9 side.
  • the sidewall wiring 95 includes a portion extending in a film shape along the outer peripheral surface 9 and a portion extending in a film shape along the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
  • a portion of the sidewall wiring 95 located above the outer circumferential surface 9 may cover the outer circumferential surface 9 in a region on the outer circumferential surface 9 side with respect to the active surface 8 .
  • a portion of the sidewall wiring 95 located above the outer peripheral surface 9 may have a thickness less than the thickness of the active plateau 11 (outer peripheral depth DO).
  • the sidewall wiring 95 faces the outer well region 91 on the outer peripheral surface 9 with the main surface insulating film 16 in between. Sidewall wiring 95 may face outer contact region 92 with main surface insulating film 16 in between. In this embodiment, the sidewall wiring 95 is formed at a distance from the field region 93 toward the active surface 8 in plan view.
  • the sidewall wiring 95 connects the second well region 36, the third well region 37, the sixth well region 77, the seventh well region 78, and the third well region 37 with the main surface insulating film 16 in between at the first to fourth connection surfaces 10A to 10D. It faces an 8-well region 90 and an outer well region 91. In this form, sidewall wiring 95 also faces body region 17 with main surface insulating film 16 in between.
  • the sidewall wiring 95 includes an exposed portion of the first trench source structure 25, an exposed portion of the second trench source structure 30, an exposed portion of the first dummy trench structure 61, and a second dummy trench structure 25 on the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
  • the exposed portions of trench structure 62 and trench termination structure 86 are covered.
  • the sidewall wiring 95 is electrically connected to the first trench source structure 25, the second trench source structure 30, the first dummy trench structure 61, the second dummy trench structure 62, and the trench termination structure 86.
  • the sidewall wiring 95 applies the source potential VS to the connection target from the outer peripheral surface 9 side.
  • the sidewall wiring 95 has an overlap portion 96 that rides on the edge of the active surface 8 from at least one of the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
  • the overlap portion 96 covers the active surface 8 in a film shape in a plan view and is formed in a band shape extending along the edge of the active surface 8.
  • the overlap portion 96 is formed in an annular shape (specifically, a square annular shape) surrounding the inner part of the active surface 8 in plan view.
  • the overlap portion 96 is electrically connected to the first trench source structure 25 , the second trench source structure 30 , the first dummy trench structure 61 , the second dummy trench structure 62 , and the trench termination structure 86 over the active surface 8 . has been done.
  • the sidewall wiring 95 includes conductive polysilicon, and includes a first buried source electrode 28 , a second buried source electrode 33 , a first dummy buried electrode 65 , a second dummy buried electrode 68 , and a terminal buried electrode 89 . It is integrally formed. Of course, the sidewall wiring 95 is formed separately from the first buried source electrode 28, the second buried source electrode 33, the first dummy buried electrode 65, the second dummy buried electrode 68, and the terminal buried electrode 89. Good too.
  • the semiconductor device 1 includes an interlayer insulating film 99 that covers the main surface insulating film 16.
  • the interlayer insulating film 99 covers the active surface 8, the outer peripheral surface 9, and the first to fourth connection surfaces 10A to 10D with the main surface insulating film 16 in between.
  • the interlayer insulating film 99 includes, on the active surface 8, a trench gate structure 20, a first trench source structure 25, a second trench source structure 30, a first trench resistance structure 42, a second trench resistance structure 43, a first dummy trench structure 61, The second dummy trench structure 62 and trench termination structure 86 are covered.
  • the interlayer insulating film 99 covers the resistive film 50 in the first termination region 15A, and covers the plurality of trench resistive structures 41 with the resistive film 50 in between.
  • the interlayer insulating film 99 covers the outer well region 91 , the outer contact region 92 , and the plurality of field regions 93 on the outer peripheral surface 9 with the main surface insulating film 16 interposed therebetween.
  • the interlayer insulating film 99 covers the sidewall wiring 95 at the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
  • the interlayer insulating film 99 is continuous with the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
  • the wall portion of the interlayer insulating film 99 may be formed at a distance inward from the periphery of the outer circumferential surface 9 to expose the first semiconductor region 6 from the periphery of the outer circumferential surface 9 .
  • Interlayer insulating film 99 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film. In this form, interlayer insulating film 99 includes a silicon oxide film.
  • semiconductor device 1 includes a gate electrode 100 disposed on interlayer insulating film 99.
  • the gate electrode 100 has a resistance value lower than the resistance value of the gate resistor 40.
  • gate electrode 100 has a resistance value lower than the resistance value of trench resistance structure 41.
  • the gate electrode 100 has a resistance value lower than the resistance value of the resistive film 50.
  • the gate electrode 100 is thicker than the resistive film 50. It is preferable that the gate electrode 100 is thicker than the interlayer insulating film 99.
  • the gate electrode 100 may have a thickness of 0.5 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less. The thickness of the gate electrode 100 is preferably 1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • the gate electrode 100 may include at least one of a Ti film, a TiN film, a W film, an Al film, a Cu film, an Al alloy film, a Cu alloy film, and a conductive polysilicon film.
  • the gate electrode 100 is made of at least one of a pure Cu film (a Cu film with a purity of 99% or more), a pure Al film (an Al film with a purity of 99% or more), an AlCu alloy film, an AlSi alloy film, and an AlSiCu alloy film. It may contain one.
  • the gate electrode 100 has a stacked structure including a Ti film and an Al alloy film (AlSiCu alloy film in this embodiment) stacked in this order from the chip 2 side. Gate electrode 100 may also be referred to as "gate metal.”
  • the gate electrode 100 includes a gate pad 101, a gate wiring 102, and a gate subpad 103.
  • a gate potential VG is applied to the gate pad 101 from the outside.
  • the gate pad 101 is arranged in a region along the center of the first connection surface 10A in plan view.
  • the gate pad 101 is arranged on the inner part of the active surface 8 at a distance from the periphery of the active surface 8 and is not arranged on the outer circumferential surface 9 .
  • Gate pad 101 is arranged in a region overlapping active region 12 and first termination region 15A in plan view.
  • the gate pad 101 covers the plurality of trench gate structures 20 and the plurality of first trench source structures 25 with an interlayer insulating film 99 in between in the active region 12 .
  • the gate pad 101 is arranged in a region overlapping the gate resistor 40 in plan view.
  • gate pad 101 is formed at a distance from dummy structure 55 and termination dummy structure 85 in plan view.
  • the gate pad 101 may be placed in a region overlapping either or both of the dummy structure 55 and the termination dummy structure 85 in plan view.
  • the gate pad 101 penetrates the interlayer insulating film 99 in the first termination region 15A and is electrically connected to the gate resistor 40. Specifically, gate pad 101 penetrates interlayer insulating film 99 and is connected to resistive film 50 . In this embodiment, gate pad 101 penetrates interlayer insulating film 99 and is connected to the center of resistive film 50 .
  • the gate pad 101 faces one or more (in this embodiment, more than one) trench resistance structures 41 with the resistance film 50 in between.
  • the gate pad 101 faces the plurality of first trench resistance structures 42 and the plurality of second trench resistance structures 43 with the resistance film 50 in between.
  • the gate pad 101 includes a pad main body portion 104 and a lead-out portion 105.
  • the pad main body portion 104 is a portion to which a gate potential VG is applied from the outside.
  • the pad body portion 104 is disposed on a portion of the interlayer insulating film 99 that covers the active region 12, and faces the gate resistor 40 in the second direction Y in plan view.
  • the pad body portion 104 covers the plurality of trench gate structures 20 and the plurality of first trench source structures 25 with an interlayer insulating film 99 in between. In this form, the pad body portion 104 is formed wider than the gate resistor 40 (trench gate structure 20) in the first direction X.
  • the pad main body portion 104 is formed into a rectangular shape in plan view. It is preferable that the pad main body portion 104 has a planar area that is 25% or less of the planar area of the first main surface 3. The planar area of the pad body 104 is preferably 10% or less of the planar area of the first main surface 3.
  • the lead portion 105 is a portion that electrically connects the pad main body portion 104 to the gate resistor 40.
  • the extended portion 105 is extended in a band shape from the pad main body portion 104 onto a portion of the interlayer insulating film 99 that covers the gate resistor 40 .
  • the drawer portion 105 is formed narrower than the pad body portion 104 in the first direction X.
  • the lead-out portion 105 is formed to be narrower than the gate resistor 40 (trench gate structure 20) in the first direction X.
  • the lead portion 105 is connected to the gate resistor 40 via a first resistor opening 106 formed in the interlayer insulating film 99. Specifically, the lead portion 105 is connected to the resistive film 50 within the first resistive opening 106 . That is, the lead portion 105 is electrically connected to the plurality of trench resistance structures 41 via the resistance film 50.
  • the pad main body part 104 is electrically connected to the plurality of trench resistance structures 41 and the resistance film 50 via the lead-out part 105.
  • the lead-out portion 105 faces one or more (in this embodiment, a plurality of) trench resistance structures 41 with the resistance film 50 in between.
  • the lead-out portion 105 faces the plurality of first trench resistance structures 42 and the plurality of second trench resistance structures 43 with the resistance film 50 in between.
  • the gate wiring 102 is selectively routed from the first termination region 15A toward the active region 12 so as to transmit the gate potential VG applied to the gate pad 101 to the plurality of trench gate structures 20.
  • the gate wiring 102 is arranged on the inner part of the active surface 8 at a distance from the periphery of the active surface 8 , and is not arranged on the outer peripheral surface 9 .
  • the gate wiring 102 is placed on the interlayer insulating film 99 at a distance from the gate pad 101 in the first termination region 15A. Gate wiring 102 penetrates interlayer insulating film 99 at a position different from gate pad 101 and is electrically connected to gate resistor 40 . Specifically, the gate wiring 102 passes through the interlayer insulating film 99 and is connected to the resistive film 50 . Thereby, the gate wiring 102 is electrically connected to the gate pad 101 via the plurality of trench resistance structures 41 and the resistance film 50.
  • the gate wiring 102 faces one or more (in this embodiment, more than one) trench resistance structures 41 with the resistance film 50 in between.
  • the gate wiring 102 faces the plurality of first trench resistance structures 42 and the plurality of second trench resistance structures 43 with the resistance film 50 in between.
  • the gate wiring 102 extends in a line shape so as to intersect (specifically, orthogonally) the plurality of trench gate structures 20 in the active region 12, and penetrates the interlayer insulating film 99 to electrically connect to the plurality of trench gate structures 20. It is connected.
  • the gate wiring 102 includes a first gate wiring 102A, a second gate wiring 102B, and a third gate wiring 102C.
  • the first gate wiring 102A is arranged in a region on the third connection surface 10C side with respect to the gate pad 101, and extends in a line along the first connection surface 10A and the third connection surface 10C.
  • the first gate wiring 102A is electrically connected to the gate pad 101 via the gate resistor 40 in the first termination region 15A, and is electrically connected to the plurality of trench gate structures 20 in the active region 12.
  • the first gate wiring 102A extends linearly in the first direction X so as to cover the gate resistor 40 and the dummy structure 55 (first dummy structure 56) in the first termination region 15A.
  • the first gate wiring 102A is placed on a portion of the interlayer insulating film 99 that covers the gate resistor 40, with a space therebetween from the gate pad 101.
  • the first gate wiring 102A is connected to the gate resistor 40 via a second resistor opening 107 formed in the interlayer insulating film 99 at a distance from the first resistor opening 106.
  • the first gate wiring 102A is connected to a region on one end side (on the third connection surface 10C side) of the gate resistor 40 at a distance from the connection position of the gate pad 101.
  • the first gate wiring 102A is connected to the resistive film 50 within the second resistive opening 107. That is, the first gate wiring 102A is electrically connected to the plurality of trench resistance structures 41 via the resistance film 50.
  • the first gate wiring 102A faces one or more (in this embodiment, more than one) trench resistance structures 41 with the resistance film 50 in between. In this embodiment, the first gate wiring 102A faces the plurality of first trench resistance structures 42 and the plurality of second trench resistance structures 43 with the resistance film 50 in between.
  • the first gate wiring 102A extends linearly in the second direction Y so as to intersect (specifically, orthogonally) the plurality of trench gate structures 20 in the active region 12.
  • the first gate wiring 102A is electrically connected to a plurality of gate connection electrode films 39 via a plurality of gate openings 108 formed in an interlayer insulating film 99. Thereby, the first gate wiring 102A is electrically connected to the plurality of trench gate structures 20 via the plurality of gate connection electrode films 39.
  • connection height position of the first gate wiring 102A to the gate connection electrode film 39 may be approximately equal to the connection height position of the first gate wiring 102A to the resistive film 50.
  • the connection height position of the first gate wiring 102A to the gate connection electrode film 39 may be located closer to the active surface 8 than the connection height position of the second gate wiring 102B to the resistive film 50.
  • the connection height position of the first gate wiring 102A to the gate connection electrode film 39 may be located above the connection height position of the second gate wiring 102B to the resistive film 50.
  • the second gate wiring 102B is arranged in a region on the fourth connection surface 10D side with respect to the gate pad 101, and extends in a line shape along the first connection surface 10A and the fourth connection surface 10D.
  • the second gate wiring 102B is electrically connected to the gate pad 101 via the gate resistor 40 in the first termination region 15A, and to the plurality of trench gate structures 20 in the active region 12.
  • the second gate wiring 102B is electrically connected to a plurality of trench gate structures 20 that are electrically connected to the first gate wiring 102A.
  • the second gate wiring 102B extends linearly in the first direction X so as to cover the gate resistor 40 and the dummy structure 55 (second dummy structure 57) in the first termination region 15A.
  • the second gate wiring 102B is placed on a portion of the interlayer insulating film 99 that covers the gate resistor 40 with a space therebetween from the gate pad 101.
  • the second gate wiring 102B is connected to the gate resistor 40 through a third resistor opening 109 formed in the interlayer insulating film 99 at a distance from the first resistor opening 106 and the second resistor opening 107.
  • the second gate wiring 102B is connected to a region on the other end side (fourth connection surface 10D side) of the gate resistor 40 at a distance from the connection position of the gate pad 101.
  • the second gate wiring 102B is connected to the resistive film 50 within the third resistive opening 109. That is, the second gate wiring 102B is electrically connected to the plurality of trench resistance structures 41 via the resistance film 50.
  • the second gate wiring 102B faces one or more (in this embodiment, a plurality of) trench resistance structures 41 with the resistance film 50 in between. In this embodiment, the second gate wiring 102B faces the plurality of first trench resistance structures 42 and the plurality of second trench resistance structures 43 with the resistance film 50 in between.
  • the second gate wiring 102B extends linearly in the second direction Y so as to intersect (specifically, orthogonally) the plurality of trench gate structures 20 in the active region 12.
  • the second gate wiring 102B is electrically connected to the plurality of gate connection electrode films 39 via the plurality of gate openings 108 formed in the interlayer insulating film 99. Thereby, the second gate wiring 102B is electrically connected to the plurality of trench gate structures 20 via the plurality of gate connection electrode films 39.
  • connection height position of the second gate wiring 102B to the gate connection electrode film 39 may be approximately equal to the connection height position of the second gate wiring 102B to the resistive film 50.
  • connection height position of the second gate wiring 102B to the gate connection electrode film 39 may be located closer to the active surface 8 than the connection height position of the second gate wiring 102B to the resistive film 50.
  • connection height position of the second gate wiring 102B to the gate connection electrode film 39 may be located above the connection height position of the second gate wiring 102B to the resistive film 50.
  • the third gate wiring 102C is arranged in a region on the second connection surface 10B side with respect to the gate pad 101, and extends in a line shape along the second direction Y in the region between the gate pad 101 and the second connection surface 10B. ing.
  • the third gate interconnect 102C is connected to the first gate interconnect 102A and the second gate interconnect 102B in the first termination region 15A, and is electrically connected to the plurality of trench gate structures 20 in the active region 12. .
  • the third gate wiring 102C is electrically connected to the gate resistor 40 via the first gate wiring 102A, and is electrically connected to the gate resistor 40 via the second gate wiring 102B.
  • a portion of the first gate wiring 102A connected to the gate resistor 40 and a portion of the second gate wiring 102B connected to the gate resistor 40 may be considered as part of the third gate wiring 102C.
  • the third gate interconnect 102C is electrically connected to a plurality of trench gate structures 20 that are electrically connected to the first gate interconnect 102A and the second gate interconnect 102B in the active region 12.
  • the third gate wiring 102C includes a line portion 110, a first branch portion 111, and a second branch portion 112.
  • the line portion 110 extends in a line shape along the second direction Y in a region between the gate pad 101 and the second connection surface 10B.
  • the line portion 110 has a first end on the gate pad 101 side and a second end on the second connection surface 10B side.
  • the first end portion is formed at a distance from the gate pad 101 toward the second connection surface 10B.
  • the second end portion is formed at a distance from the second connection surface 10B toward the gate pad 101 side.
  • the line portion 110 is electrically connected to the plurality of trench gate structures 20 via the plurality of gate openings 108 formed in the interlayer insulating film 99.
  • a plurality of gate connection electrode films 39 may be formed to cover the inner parts of the plurality of trench gate structures 20.
  • the line portion 110 is electrically connected to the plurality of trench gate structures 20 via the plurality of gate connection electrode films 39 .
  • connection height position of the line portion 110 to the gate connection electrode film 39 may be approximately equal to the connection height position of the first gate wiring 102A (second gate wiring 102B) to the resistive film 50.
  • connection height position of the line portion 110 to the gate connection electrode film 39 may be located closer to the active surface 8 than the connection height position of the second gate wiring 102B to the resistive film 50.
  • connection height position of the line portion 110 to the gate connection electrode film 39 may be located above the connection height position of the second gate wiring 102B to the resistive film 50.
  • the first branch portion 111 connects the line portion 110 and the first gate wiring 102A.
  • the first branch portion 111 is drawn out from the first end of the line portion 110 to one side (the third connection surface 10C side) and extends in a band shape along the gate pad 101.
  • the first branch portion 111 is connected to a portion of the first gate wiring 102A that covers the dummy structure 55 (first dummy structure 56).
  • the first branch portion 111 may be connected to the portion of the first gate wiring 102A that covers the gate resistor 40.
  • the first branch portion 111 is electrically connected to the plurality of trench gate structures 20 via the plurality of gate openings 108 formed in the interlayer insulating film 99 in a portion extending in the second direction Y.
  • the first branch portion 111 may be electrically connected to the plurality of trench gate structures 20 via the plurality of gate connection electrode films 39 .
  • the second branch portion 112 connects the line portion 110 and the second gate wiring 102B.
  • the second branch portion 112 is drawn out from the first end of the line portion 110 to the other side (fourth connection surface 10D side) and extends in a band shape along the periphery of the gate pad 101.
  • the second branch part 112 faces the first branch part 111 in the first direction X with the gate pad 101 interposed therebetween.
  • the second branch portion 112 is connected to a portion of the second gate wiring 102B that covers the dummy structure 55 (second dummy structure 57).
  • the second branch portion 112 may be connected to a portion of the second gate wiring 102B that covers the gate resistor 40.
  • the second branch portion 112 is electrically connected to the plurality of trench gate structures 20 via the plurality of gate openings 108 formed in the interlayer insulating film 99 in a portion extending in the second direction Y.
  • the second branch portion 112 may be electrically connected to the plurality of trench gate structures 20 via the plurality of gate connection electrode films 39 .
  • the gate subpad 103 is arranged on the interlayer insulating film 99 so as to be electrically connected to the gate pad 101 via the gate resistor 40.
  • the gate sub-pad 103 is arranged at a distance from the gate pad 101 toward the third connection surface 10C, and faces the gate pad 101 in the first direction X.
  • the gate subpad 103 is arranged on a portion of the interlayer insulating film 99 that covers the active region 12 with a distance from the first termination region 15A in plan view.
  • the gate subpad 103 faces the dummy structure 55 (first dummy structure 56) in the second direction Y in plan view.
  • the gate sub-pad 103 is formed narrower than the gate pad 101 and wider than the gate wiring 102. Gate subpad 103 faces multiple trench gate structures 20 and multiple first trench source structures 25 with interlayer insulating film 99 in between. Gate subpad 103 is electrically connected to gate wiring 102 in this form. In this form, the gate sub-pad 103 is connected to the third gate wiring 102C (first branch portion 111). The gate subpad 103 only needs to be connected to at least one of the first to third gate wirings 102A to 102C, and the location of the gate subpad 103 is arbitrary.
  • FIG. 27 is an electric circuit diagram showing a connection form of gate electrode 100 and gate resistor 40.
  • trench gate structure 20 is indicated by a circuit symbol indicating MISFET.
  • gate wiring 102 is electrically connected to gate pad 101 via gate resistor 40.
  • the gate resistor 40 includes a resistor parallel circuit 113 configured by a first resistor section R1 and a second resistor section R2.
  • the first resistance portion R1 is formed by a portion of the gate resistor 40 located between the connection portion of the gate pad 101 and the connection portion of the first gate wiring 102A.
  • the second resistance portion R2 is formed by a portion of the gate resistor 40 located between the connection portion of the gate pad 101 and the connection portion of the second gate wiring 102B.
  • the first gate wiring 102A is electrically connected to the gate pad 101 via the first resistance section R1
  • the second gate interconnection 102B is electrically connected to the gate pad 101 via the second resistance section R2.
  • the resistance value of the first resistance portion R1 is adjusted by increasing or decreasing the distance between the connection portion of the gate pad 101 and the connection portion of the first gate wiring 102A.
  • the resistance value of the second resistance portion R2 is adjusted by increasing or decreasing the distance between the connection portion of the gate pad 101 and the connection portion of the second gate wiring 102B.
  • the resistance value of the second resistance section R2 may be greater than or equal to the resistance value of the first resistance section R1, or may be less than the resistance value of the first resistance section R1. may be approximately equal to.
  • the second gate wiring 102B is electrically connected to the trench gate structure 20 that is electrically connected to the first gate wiring 102A. Therefore, the second resistance section R2 is connected in parallel to the first resistance section R1, thereby forming a resistance parallel circuit 113.
  • the third gate wiring 102C is electrically connected to a trench gate structure 20 that is electrically connected to the first gate wiring 102A and the second gate wiring 102B.
  • one gate wiring 102 including the first to third gate wirings 102A to 102C is electrically connected to the resistor parallel circuit 113 and the trench gate structure 20.
  • the resistance value of gate resistor 40 (that is, the resistance value between gate pad 101 and gate wiring 102) is indirectly measured by measuring the resistance value between gate pad 101 and gate subpad 103.
  • the gate resistor 40 delays the switching speed during switching operation and suppresses surge current. In other words, the gate resistor 40 suppresses noise caused by surge current. Since the gate resistor 40 is formed on the first main surface 3 (active surface 8), it is not externally connected to the semiconductor device 1. Therefore, by incorporating the gate resistor 40 into the first main surface 3, the number of components mounted on the circuit board is reduced.
  • the gate resistor 40 includes a trench resistor structure 41 incorporated in the thickness direction of the chip 2, the area occupied by the gate resistor 40 with respect to the first main surface 3 is limited. Therefore, reduction in the area of active region 12 due to introduction of gate resistor 40 is suppressed. In particular, since the gate resistor 40 is arranged in the termination region 15, reduction in the area of the active region 12 is appropriately suppressed.
  • the gate resistor 40 has a configuration similar to that on the active region 12 side. Therefore, the electrical influence of gate resistance 40 on active region 12 is suppressed, and the electrical influence of active region 12 on gate resistance 40 is suppressed. As a result, fluctuations in the electrical characteristics on the active region 12 side are suppressed, and fluctuations in the electrical characteristics on the gate resistor 40 side are suppressed.
  • the gate resistor 40 does not necessarily have to include the resistor parallel circuit 113 including the first resistor section R1 and the second resistor section R2. Therefore, the gate resistor 40 may be composed of only the first resistance section R1 or the second resistance section R2. Such a configuration is achieved by changing the connection configuration of the gate wiring 102 to the gate resistor 40.
  • the gate wiring 102 may be electrically separated from the gate resistor 40.
  • the gate wiring 102 may be electrically separated from the gate resistor 40.
  • the gate wiring 102 does not need to include all of the first to third gate wirings 102A to 102C at the same time, and only needs to include at least one of the first to third gate wirings 102A to 102C.
  • semiconductor device 1 includes a source electrode 120 disposed on interlayer insulating film 99 at a distance from gate electrode 100.
  • the source electrode 120 has a resistance value lower than the resistance value of the gate resistor 40.
  • the source electrode 120 is preferably thicker than the resistive film 50.
  • the source electrode 120 is preferably thicker than the interlayer insulating film 99.
  • the source electrode 120 may have a thickness of 0.5 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the thickness of the source electrode 120 is preferably 1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • the thickness of the source electrode 120 is approximately equal to the thickness of the gate electrode 100.
  • the source electrode 120 may include at least one of a Ti film, a TiN film, a W film, an Al film, a Cu film, an Al alloy film, a Cu alloy film, and a conductive polysilicon film.
  • the source electrode 120 is at least one of a pure Cu film (a Cu film with a purity of 99% or more), a pure Al film (an Al film with a purity of 99% or more), an AlCu alloy film, an AlSi alloy film, and an AlSiCu alloy film. It may contain one.
  • the source electrode 120 has a stacked structure including a Ti film and an Al alloy film (AlSiCu alloy film in this embodiment) stacked in this order from the chip 2 side. Source electrode 120 may be referred to as a "source metal.”
  • the source electrode 120 includes a first source pad 121, a second source pad 122, a first source subpad 123, a second source subpad 124, and a source wiring 125.
  • a source potential VS for the main source is applied to the first source pad 121 from the outside.
  • the first source pad 121 is arranged in a region between the first gate wiring 102A and the third gate wiring 102C on a portion of the interlayer insulating film 99 that covers the active region 12.
  • the first source pad 121 covers the active region 12 at a distance from the peripheral region 14 and the termination region 15 in plan view.
  • the first source pad 121 may be arranged in a region overlapping either or both of the peripheral region 14 and the termination region 15 in plan view.
  • the first source pad 121 faces the plurality of trench gate structures 20 with the interlayer insulating film 99 in between.
  • the first source pad 121 is electrically connected to the plurality of first trench source structures 25 , the source region 18 , and the plurality of first contact regions 38 through the plurality of source openings 126 formed in the interlayer insulating film 99 .
  • the first source pad 121 preferably has a larger planar area than the gate pad 101 .
  • a source potential VS for the main source is applied to the second source pad 122 from the outside.
  • the second source pad 122 is arranged on a portion of the interlayer insulating film 99 that covers the active region 12 in a region between the second gate wiring 102B and the third gate wiring 102C.
  • the second source pad 122 covers the active region 12 at a distance from the peripheral region 14 and the termination region 15 in plan view.
  • the second source pad 122 may be arranged in a region overlapping either or both of the peripheral region 14 and the termination region 15 in plan view.
  • the second source pad 122 faces the plurality of trench gate structures 20 with the interlayer insulating film 99 in between.
  • the second source pad 122 is electrically connected to the plurality of first trench source structures 25 , the source regions 18 , and the plurality of first contact regions 38 through the plurality of source openings 126 formed in the interlayer insulating film 99 . There is.
  • the second source pad 122 preferably has a larger planar area than the gate pad 101 .
  • the second source pad 122 may be formed integrally with the first source pad 121.
  • a source potential VS for source sensing is applied to the first source sub-pad 123 from the outside.
  • the first source sub-pad 123 is arranged in a region between the gate pad 101 and the first gate wiring 102A (third connection surface 10C) on a portion of the interlayer insulating film 99 that covers the active region 12. has been done.
  • the first source sub-pad 123 has a planar area less than the planar area of the first source pad 121 and is formed integrally with the first source pad 121.
  • the planar area of the first source subpad 123 is preferably larger than the planar area of the gate subpad 103. It is particularly preferable that the planar area of the first source subpad 123 is larger than the planar area of the gate pad 101.
  • the first source subpad 123 covers the active region 12 at a distance from the peripheral region 14 and the termination region 15 in plan view.
  • the first source sub-pad 123 may be arranged in a region overlapping either or both of the peripheral region 14 and the termination region 15 in plan view.
  • the first source sub-pad 123 faces the plurality of trench gate structures 20 with the interlayer insulating film 99 in between.
  • the first source subpads 123 are electrically connected to the plurality of first trench source structures 25 , the source regions 18 , and the plurality of first contact regions 38 through the plurality of source openings 126 formed in the interlayer insulating film 99 . There is.
  • a source potential VS for source sensing is applied to the second source subpad 124 from the outside.
  • the second source sub-pad 124 is arranged in a region between the gate pad 101 and the second gate wiring 102B (fourth connection surface 10D) on the portion of the interlayer insulating film 99 that covers the active region 12. has been done.
  • the second source sub-pad 124 has a planar area less than the planar area of the second source pad 122 and is formed integrally with the second source pad 122.
  • the planar area of the second source subpad 124 is preferably larger than the planar area of the gate subpad 103. It is particularly preferable that the planar area of the second source subpad 124 is larger than the planar area of the gate pad 101.
  • the second source subpad 124 covers the active region 12 at a distance from the peripheral region 14 and the termination region 15 in plan view.
  • the second source subpad 124 may be arranged in a region overlapping either or both of the peripheral region 14 and the termination region 15 in plan view.
  • the second source subpad 124 faces the plurality of trench gate structures 20 with an interlayer insulating film 99 in between.
  • the second source subpad 124 is electrically connected to the plurality of first trench source structures 25 , the source regions 18 , and the plurality of first contact regions 38 through the plurality of source openings 126 formed in the interlayer insulating film 99 . There is.
  • the total planar area of the first source pad 121, second source pad 122, first source subpad 123, and second source subpad 124 is preferably 50% or more and 90% or less of the planar area of the first main surface 3. It is particularly preferable that the total planar area is 75% or more of the planar area of the first main surface 3.
  • the source wiring 125 transmits the source potential VS applied to the first source pad 121 and the second source pad 122 to other regions.
  • the source wiring 125 is drawn out from the first source pad 121 and the second source pad 122 so as to be located closer to the outer peripheral region 13 than the gate wiring 102 .
  • the source wiring 125 is drawn out from the active surface 8 side to the outer peripheral surface 9 side through the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
  • the source wiring 125 is formed in a band shape extending along the first to fourth connection surfaces 10A to 10D. In other words, the source wiring 125 faces the sidewall wiring 95 with the interlayer insulating film 99 in between.
  • the source wiring 125 is formed in a ring shape (specifically, a square ring shape) extending along the first to fourth connection surfaces 10A to 10D, and surrounds the gate wiring 102.
  • the source wiring 125 is electrically connected to the sidewall wiring 95 and the outer contact region 92 via an outer opening 127 formed in the interlayer insulating film 99. Outer opening 127 is formed in a band or ring shape extending along sidewall wiring 95 and outer contact region 92 .
  • the source potential VS applied to the source wiring 125 is applied to the first trench source structure 25, the second trench source structure 30, the first dummy trench structure 61, the second dummy trench structure 62, and the trench termination structure via the sidewall wiring 95. 86.
  • the semiconductor device 1 includes an upper insulating film 130 that selectively covers the gate electrode 100, the source electrode 120, and the interlayer insulating film 99 on the first main surface 3.
  • Upper insulating film 130 includes a gate pad opening 131 that exposes the inner side of gate pad 101 and a gate subpad opening 132 that exposes the inner side of gate subpad 103 .
  • the upper insulating film 130 covers the peripheral edge of the gate pad 101, the peripheral edge of the gate sub-pad 103, and the entire area of the gate wiring 102.
  • the gate pad opening 131 is formed in a rectangular shape when viewed from above.
  • the gate subpad opening 132 is formed in a rectangular shape when viewed from above. Gate subpad opening 132 has a smaller planar area than gate pad opening 131 .
  • the upper insulating film 130 has a first source pad opening 133 that exposes the inner part of the first source pad 121 , a second source pad opening 134 that exposes the inner part of the second source pad 122 , and a second source pad opening 134 that exposes the inner part of the first source pad 123 .
  • a first source subpad opening 135 that exposes the inner portion of the second source subpad 124 and a second source subpad opening 136 that exposes the inner portion of the second source subpad 124 are included.
  • the upper insulating film 130 covers the periphery of the first source pad 121 , the periphery of the second source pad 122 , the periphery of the first source sub-pad 123 , the periphery of the second source sub-pad 124 , and the entire area of the source wiring 125 . ing.
  • the first source pad opening 133 is formed into a rectangular shape in plan view.
  • the first source pad opening 133 has a larger planar area than the gate subpad opening 132 .
  • the planar area of the first source pad opening 133 is preferably larger than the planar area of the gate pad opening 131.
  • the second source pad opening 134 is formed into a rectangular shape in plan view.
  • the second source pad opening 134 has a planar area larger than the planar area of the gate subpad opening 132.
  • the planar area of the second source pad opening 134 is preferably larger than the planar area of the gate pad opening 131.
  • the planar area of the second source pad opening 134 is approximately equal to the planar area of the first source pad opening 133.
  • the first source subpad opening 135 is formed into a rectangular shape in plan view.
  • the first source subpad opening 135 has a planar area smaller than the planar area of the first source pad opening 133.
  • the planar area of the first source subpad opening 135 is preferably larger than the planar area of the gate subpad opening 132.
  • the planar area of the first source subpad opening 135 is larger than the planar area of the gate pad opening 131 in this form.
  • the planar area of the first source subpad opening 135 may be less than the planar area of the gate pad opening 131.
  • the second source subpad opening 136 is formed into a rectangular shape in plan view.
  • the second source subpad opening 136 has a planar area smaller than the planar area of the second source pad opening 134.
  • the planar area of the second source subpad opening 136 is larger than the planar area of the gate subpad opening 132.
  • the planar area of the second source sub-pad opening 136 is larger than the planar area of the gate pad opening 131.
  • the planar area of the second source subpad opening 136 may be less than the planar area of the gate pad opening 131.
  • the planar area of the second source subpad opening 136 is approximately equal to the planar area of the first source subpad opening 135.
  • the upper insulating film 130 is formed spaced inward from the periphery of the chip 2 (first to fourth side surfaces 5A to 5D), and defines a dicing street 137 between it and the periphery of the chip 2.
  • the dicing street 137 is formed in a band shape extending along the periphery of the chip 2 in plan view.
  • the dicing street 137 is formed in an annular shape (specifically, a square annular shape) surrounding the active surface 8 in plan view.
  • the dicing street 137 exposes the interlayer insulating film 99.
  • the dicing streets 137 may expose the outer peripheral surface 9.
  • the dicing street 137 may have a width of 1 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the width of the dicing street 137 is the width in the direction perpendicular to the extending direction of the dicing street 137.
  • the width of the dicing street 137 is preferably 5 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the upper insulating film 130 preferably has a thickness that exceeds the thickness of the gate electrode 100 and the thickness of the source electrode 120.
  • the thickness of the upper insulating film 130 is preferably less than the thickness of the chip 2.
  • the thickness of the upper insulating film 130 may be 3 ⁇ m or more and 35 ⁇ m or less.
  • the thickness of the upper insulating film 130 is preferably 25 ⁇ m or less.
  • the upper insulating film 130 has a laminated structure including an inorganic insulating film 140 and an organic insulating film 141 laminated in this order from the chip 2 side.
  • the upper insulating film 130 only needs to include at least one of the inorganic insulating film 140 and the organic insulating film 141, and does not necessarily need to include the inorganic insulating film 140 and the organic insulating film 141 at the same time.
  • the inorganic insulating film 140 selectively covers the gate electrode 100, the source electrode 120, and the interlayer insulating film 99, and covers part of the gate pad opening 131, part of the gate sub-pad opening 132, and part of the first source pad opening 133. , a portion of the second source pad opening 134, a portion of the first source subpad opening 135, a portion of the second source subpad opening 136, and a portion of the dicing street 137.
  • the inorganic insulating film 140 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
  • the inorganic insulating film 140 includes an insulating material different from that of the interlayer insulating film 99.
  • the inorganic insulating film 140 includes a silicon nitride film. It is preferable that the inorganic insulating film 140 has a thickness less than the thickness of the interlayer insulating film 99. The thickness of the inorganic insulating film 140 may be 0.1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • the organic insulating film 141 selectively covers the inorganic insulating film 140 and covers a portion of the gate pad opening 131 , a portion of the gate sub-pad opening 132 , a portion of the first source pad opening 133 , and a portion of the second source pad opening 134 .
  • a portion of the first source sub-pad opening 135, a portion of the second source sub-pad opening 136, and a portion of the dicing street 137 are defined.
  • the organic insulating film 141 may expose the inorganic insulating film 140 on the wall surface of the gate pad opening 131.
  • the organic insulating film 141 may expose the inorganic insulating film 140 on the wall surface of the gate subpad opening 132.
  • the organic insulating film 141 may expose the inorganic insulating film 140 on the wall surface of the first source pad opening 133.
  • the organic insulating film 141 may expose the inorganic insulating film 140 on the wall surface of the second source pad opening 134.
  • the organic insulating film 141 may expose the inorganic insulating film 140 on the wall surface of the first source subpad opening 135.
  • the organic insulating film 141 may expose the inorganic insulating film 140 on the wall surface of the second source subpad opening 136.
  • the organic insulating film 141 may expose the inorganic insulating film 140 on the wall surface of the dicing street 137.
  • the organic insulating film 141 may cover the entire area of the inorganic insulating film 140 so as not to expose the inorganic insulating film 140.
  • the organic insulating film 141 is preferably made of a resin film other than thermosetting resin.
  • the organic insulating film 141 may be made of translucent resin or transparent resin.
  • the organic insulating film 141 may be made of a negative type or positive type photosensitive resin film.
  • the organic insulating film 141 is preferably made of a polyimide film, a polyamide film, or a polybenzoxazole film. In this form, the organic insulating film 141 includes a polybenzoxazole film.
  • the organic insulating film 141 has a thickness that exceeds the thickness of the inorganic insulating film 140. It is preferable that the thickness of the organic insulating film 141 exceeds the thickness of the interlayer insulating film 99. It is particularly preferable that the thickness of the organic insulating film 141 exceeds the thickness of the gate electrode 100 and the thickness of the source electrode 120.
  • the thickness of the organic insulating film 141 may be 3 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less.
  • the thickness of the organic insulating film 141 is preferably 20 ⁇ m or less.
  • the semiconductor device 1 includes a drain electrode 150 covering the second main surface 4.
  • the drain electrode 150 forms an ohmic contact with the second semiconductor region 7 exposed from the second main surface 4 .
  • the drain electrode 150 may cover the entire second main surface 4 so as to be continuous with the peripheral edge of the chip 2 (first to fourth side surfaces 5A to 5D).
  • the breakdown voltage that can be applied between the source electrode 120 and the drain electrode 150 (between the first main surface 3 and the second main surface 4) may be 500V or more and 3000V or less.
  • the semiconductor device 1 includes the chip 2, the gate resistor 40, the gate pad 101, and the gate wiring 102.
  • the chip 2 has a first main surface 3 .
  • Gate resistor 40 includes a trench resistor structure 41 formed on first main surface 3 .
  • the gate pad 101 has a lower resistance value than the trench resistance structure 41 and is arranged on the first main surface 3 so as to be electrically connected to the trench resistance structure 41 .
  • Gate wiring 102 has a lower resistance value than trench resistance structure 41 and is arranged on first main surface 3 so as to be electrically connected to gate pad 101 via trench resistance structure 41 .
  • the trench resistance structure 41 is built into the chip 2 in the region between the gate pad 101 and the gate wiring 102, the area occupied by the gate resistance 40 with respect to the first main surface 3 can be limited.
  • the resistance value of gate resistor 40 is adjusted by adjusting the depth and length of trench resistance structure 41. Therefore, an increase in the area occupied by the gate resistor 40 with respect to the first main surface 3 can be suppressed. Therefore, in the configuration including the gate resistor 40, it is possible to provide the semiconductor device 1 having a novel layout that contributes to miniaturization.
  • the gate pad 101 has a portion located directly above the trench resistance structure 41. According to this structure, since the gate resistor 40 is arranged in the region directly under the gate pad 101, an increase in the exclusive area of the gate resistor 40 with respect to the first main surface 3 can be suppressed. Further, it is preferable that the gate wiring 102 has a portion located directly above the trench resistance structure 41. According to this structure, since the gate resistor 40 is arranged in the region directly under the gate wiring 102, an increase in the exclusive area of the gate resistor 40 with respect to the first main surface 3 can be suppressed.
  • the trench resistance structure 41 does not contribute to channel control. According to this structure, malfunctions caused by the trench resistance structure 41 can be appropriately suppressed.
  • gate resistor 40 includes a resistive film 50 covering trench resistive structure 41 . According to this structure, the resistance value of the gate resistor 40 can be adjusted using both the trench resistance structure 41 and the resistive film 50.
  • the gate pad 101 be electrically connected to the trench resistance structure 41 via the resistance film 50.
  • the gate pad 101 can be appropriately electrically connected to the trench resistance structure 41 by the resistance film 50.
  • gate pad 101 has a portion facing trench resistance structure 41 with resistance film 50 in between.
  • the gate wiring 102 is electrically connected to the trench resistance structure 41 via the resistance film 50. According to this structure, the gate wiring 102 can be appropriately electrically connected to the trench resistance structure 41 by the resistance film 50. In this case, it is preferable that the gate wiring 102 has a portion facing the trench resistance structure 41 with the resistance film 50 interposed therebetween.
  • the resistance film 50 may have a portion covering the first main surface 3 and a portion covering the trench resistance structure 41. According to this structure, the resistance value of the resistive film 50 can be adjusted using the region on the first main surface 3 and the region on the trench resistance structure 41. Further, the influence caused by the alignment error of the gate pad 101 with respect to the resistive film 50 and the influence caused by the alignment error of the gate wiring 102 can be reduced.
  • the gate pad 101 may have a portion facing the first main surface 3 with the resistive film 50 interposed therebetween.
  • the gate wiring 102 may have a portion facing the first main surface 3 with the resistive film 50 interposed therebetween.
  • the semiconductor device 1 may include an interlayer insulating film 99 that covers the resistive film 50.
  • the gate pad 101 is preferably connected to the resistive film 50 through the interlayer insulating film 99. Further, it is preferable that the gate wiring 102 penetrates the interlayer insulating film 99 and is connected to the resistive film 50.
  • a plurality of trench resistance structures 41 are formed on the first main surface 3. According to this structure, the resistance value of the gate resistor 40 can be adjusted using the plurality of trench resistance structures 41.
  • the plurality of trench resistance structures 41 include a first trench resistance structure 42 and a second trench resistance structure 43 deeper than the first trench resistance structure 42 .
  • the resistance value of the gate resistor 40 can be adjusted using the first trench resistance structure 42 and the second trench 47 structure having mutually different depths.
  • the second trench resistance structure 43 it is possible to increase the resistance of the gate resistance 40 in the thickness direction of the chip 2. Therefore, for example, when the resistive film 50 is provided, the thickness of the resistive film 50 can also be reduced.
  • the semiconductor device 1 includes an active region 12, an outer peripheral region 13, and a termination region 15.
  • the active region 12 is provided inside the first main surface 3 .
  • the outer peripheral region 13 is provided at the peripheral edge of the first main surface 3 .
  • Termination region 15 is provided between active region 12 and outer peripheral region 13 .
  • the trench resistance structure 41 is preferably formed in the termination region 15. According to this layout, reduction in the area of the active region 12 due to the introduction of the gate resistor 40 can be appropriately suppressed.
  • the gate pad 101 is preferably electrically connected to the trench resistance structure 41 in the termination region 15. Furthermore, it is preferable that the gate wiring 102 be electrically connected to the gate pad 101 via the trench resistance structure 41 in the termination region 15 .
  • the semiconductor device 1 includes a trench gate structure 20 formed on the first main surface 3 in the active region 12.
  • gate wiring 102 is preferably electrically connected to trench gate structure 20 in active region 12 .
  • gate resistor 40 trench resistor structure 41
  • the semiconductor device 1 may include a first trench source structure 25 formed on the first main surface 3 so as to be adjacent to the trench gate structure 20 in the active region 12 and to which a source potential VS is applied.
  • the first trench source structure 25 may be formed deeper than the trench gate structure 20.
  • the plurality of trench resistance structures 41 include a first trench resistance structure 42 formed relatively shallowly corresponding to the trench gate structure 20 and a relatively deeply formed first trench resistance structure 42 corresponding to the first trench source structure 25.
  • a second trench resistance structure 43 is formed.
  • first trench resistance structure 42 preferably has approximately the same depth as trench gate structure 20 . Further, it is preferable that the second trench resistance structure 43 has a depth that is substantially equal to that of the first trench source structure 25 .
  • the semiconductor device 1 is formed on the first main surface 3 so as to be adjacent to the trench resistance structure 41 in the termination region 15, and further includes a dummy trench structure 60.
  • the dummy trench structure 60 does not contribute to channel control. According to this structure, malfunctions caused by the trench resistance structure 41 can be appropriately suppressed.
  • a source potential VS is applied to the dummy trench structure 60.
  • the electric field in the region near the trench resistance structure 41 can be relaxed by the dummy trench structure 60.
  • a plurality of dummy trench structures 60 be formed on the first main surface 3. According to this structure, the electric field near the trench resistance structure 41 in the termination region 15 can be relaxed by the plurality of dummy trench structures 60.
  • the plurality of dummy trench structures 60 include a first dummy trench structure 61 and a second dummy trench structure 62 deeper than the first dummy trench structure 61. According to this structure, the electric field near the trench resistance structure 41 can be relaxed by the first dummy trench structure 61 and the second dummy trench structure 62.
  • Such a structure is particularly effective when the first trench source structure 25 is formed in the active region 12, which is deeper than the trench gate structure 20. Further, such a structure is particularly effective when the second trench resistance structure 43 is formed deeper than the first trench resistance structure 42 in the termination region 15.
  • the semiconductor device 1 includes an active surface 8 formed on the inner side of the first main surface 3 and an outer circumferential surface 9 formed on the periphery of the first main surface 3 so as to be recessed from the active surface 8 in the thickness direction of the chip 2. , and an active plateau 11 defined on the first main surface 3 by first to fourth connection surfaces 10A to 10D that connect the active surface 8 and the outer circumferential surface 9.
  • the active region 12 is provided on the active surface 8
  • the peripheral region 13 is provided on the peripheral surface 9
  • the termination region 15 is provided on the active surface 8 .
  • the semiconductor device 1 includes an n-type first semiconductor region 6 formed in the surface layer portion of the first main surface 3.
  • trench resistance structure 41 is formed on first main surface 3 so as to be located within first semiconductor region 6 .
  • the semiconductor device 1 includes a p-type fourth well region formed in the first semiconductor region 6 in a region along the trench resistance structure 41 so as to form a pn junction with the first semiconductor region 6. 75 (fifth well region 76).
  • the withstand voltage for example, breakdown voltage
  • the depletion layer that spreads starting from the fourth well region 75 (fifth well region 76).
  • Semiconductor device 1 includes a gate subpad that has a lower resistance value than trench resistance structure 41 and is disposed on first main surface 3 so as to be electrically connected to gate pad 101 via trench resistance structure 41. 103 may be included.
  • the gate sub-pad 103 is formed narrower than the gate pad 101 and wider than the gate wiring 102.
  • Gate subpad 103 may be connected to gate wiring 102.
  • the semiconductor device 1 may include a p-type outer well region 91 formed in the surface layer portion of the first main surface 3 in the outer peripheral region 13. According to this structure, the electric field in the outer peripheral region 13 can be relaxed by the outer well region 91.
  • the semiconductor device 1 may include at least one p-type field region 93 formed in the surface layer portion of the first main surface 3 in the outer peripheral region 13 . According to this structure, the electric field in the outer peripheral region 13 can be relaxed by the field region 93.
  • the semiconductor device 1 includes a chip 2, a first trench resistance structure 42 (first trench structure), a first dummy trench structure 61 (second trench structure), and a second trench resistance structure 43 (third trench structure). , a second dummy trench structure 62 (fourth trench structure), a first mesa portion 71, and a second mesa portion 72.
  • the chip 2 has a first main surface 3 .
  • the first trench resistance structure 42 is formed on the first main surface 3 .
  • the first dummy trench structure 61 is formed on the first main surface 3 so as to be adjacent to the first trench resistance structure 42 in the first direction X.
  • the second trench resistance structure 43 is formed on the first main surface 3 so as to be adjacent to the first trench resistance structure 42 in the second direction Y perpendicular to the first direction X.
  • the second dummy trench structure 62 is formed on the first main surface 3 so as to be adjacent to the second trench resistance structure 43 in the first direction X.
  • the first mesa portion 71 is defined in a region between the first trench resistance structure 42 and the first dummy trench structure 61.
  • the second mesa portion 72 is defined in a region between the second trench resistance structure 43 and the second dummy trench structure 62 so as to be shifted in the first direction X with respect to the first mesa portion 71 .
  • an electric field due to a potential difference between the first dummy trench structure 61 and the first trench resistance structure 42 is generated in the first mesa portion 71, and the electric field is generated in the first mesa portion 71, and the electric field is generated in the first mesa portion 71.
  • This is particularly effective when an electric field is generated in the second mesa portion 72 due to a potential difference between the two mesa portions. Therefore, the first dummy trench structure 61 may be applied with a different potential than the first trench resistance structure 42 , and the second dummy trench structure 62 may be applied with a different potential than the second trench resistance structure 43 .
  • a first potential is applied to the first trench resistance structure 42 and the second trench resistance structure 43, and a second potential different from the first potential is applied to the first dummy trench structure 61 and the second dummy trench structure 62.
  • the first potential may be the gate potential VG
  • the second potential may be the source potential VS.
  • the second dummy trench structure 62 is preferably formed on the first main surface 3 so as to be adjacent to the first dummy trench structure 61 in the second direction Y.
  • the second trench resistance structure 43 may be formed deeper than the first trench resistance structure 42.
  • the second dummy trench structure 62 is preferably formed deeper than the first dummy trench structure 61.
  • the bias in the electric field caused by the difference in depth between the first trench resistance structure 42 and the second trench resistance structure 43 can be alleviated.
  • the first dummy trench structure 61 is preferably formed to have approximately the same depth as the first trench resistance structure 42 .
  • the second dummy trench structure 62 is formed to have approximately the same depth as the second trench resistance structure 43.
  • the semiconductor device 1 includes a main mesa section 70 partitioned between a first trench resistance structure 42 and a second trench resistance structure 43.
  • the first mesa section 71 and the second mesa section 72 are connected to the main mesa section 70.
  • the width of the first mesa portion 71 in the first direction X is preferably 0.5 times or more and not more than twice the width of the main mesa portion 70 in the second direction Y.
  • the width of the second mesa portion 72 in the first direction X is preferably at least 0.5 times and at most twice the width of the main mesa portion 70 in the second direction Y.
  • the first trench resistance structure 42 extends in the first direction X in a band shape.
  • the second trench resistance structure 43 extends in the first direction X in a band shape.
  • the first dummy trench structure 61 extends in the first direction X in a band shape.
  • the second dummy trench structure 62 extends in the first direction X in a band shape.
  • the semiconductor device 1 includes an active surface 8 formed on the inner side of the first main surface 3 and an outer circumferential surface 9 formed on the periphery of the first main surface 3 so as to be recessed from the active surface 8 in the thickness direction of the chip 2. , and an active plateau 11 defined on the first main surface 3 by first to fourth connection surfaces 10A to 10D that connect the active surface 8 and the outer circumferential surface 9.
  • the first trench resistance structure 42, the second trench resistance structure 43, the first dummy trench structure 61, and the second dummy trench structure 62 are preferably formed on the active surface 8.
  • the first trench resistance structure 42 and the second trench resistance structure 43 are preferably formed on the active surface 8 at a distance from the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
  • the first dummy trench structure 61 may be formed on the active surface 8 so as to be exposed from the third connection surface 10C (fourth connection surface 10D).
  • the second dummy trench structure 62 may be formed on the active surface 8 so as to be exposed from the third connection surface 10C (fourth connection surface 10D).
  • the semiconductor device 1 may include a sidewall structure disposed on the outer peripheral surface 9 so as to cover at least one of the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
  • the sidewall structure preferably includes a sidewall wiring 95 electrically connected to the first dummy trench structure 61 and the second dummy trench structure 62.
  • the sidewall wiring 95 applies a potential different from the potential to the first trench resistance structure 42 and the second trench resistance structure 43 from the outer peripheral surface 9 side to the first dummy trench structure 61 and the second dummy trench structure 62.
  • the semiconductor device 1 may include an n-type first semiconductor region 6 formed in the surface layer portion of the first main surface 3.
  • the semiconductor device 1 may include a p-type body region 17 formed in the surface layer portion of the first semiconductor region 6.
  • the first trench resistance structure 42, the second trench resistance structure 43, the first dummy trench structure 61, and the second dummy trench structure 62 penetrate the body region 17 so as to reach the first semiconductor region 6. is preferred.
  • the first trench resistance structure 42 and the second trench resistance structure 43 do not contribute to channel control. According to this structure, malfunctions caused by the first trench resistance structure 42 and the second trench resistance structure 43 can be appropriately suppressed.
  • the first dummy trench structure 61 and the second dummy trench structure 62 do not contribute to channel control. According to this structure, malfunctions caused by the first dummy trench structure 61 and the second dummy trench structure 62 can be appropriately suppressed.
  • the semiconductor device 1 may include a p-type second contact region 79 formed in the first semiconductor region 6 in a region along the second trench resistance structure 43.
  • the second contact region 79 is preferably formed in a region along the second trench resistance structure 43 and spaced apart from the second mesa portion 72 .
  • the second contact region 79 is formed offset in the first direction X with respect to the first mesa portion 71. In this case, it is preferable that the second contact region 79 does not face the first mesa portion 71 in the second direction Y. According to this structure, the electric field related to the first mesa portion 71 and the electric field related to the second mesa portion 72 can be appropriately relaxed.
  • the semiconductor device 1 may include a p-type third contact region 80 formed in the first semiconductor region 6 in a region along the second dummy trench structure 62.
  • the third contact region 80 is formed in a region along the second dummy trench structure 62 and spaced apart from the second mesa portion 72 .
  • the third contact region 80 is formed offset in the first direction X with respect to the first mesa portion 71. In this case, it is preferable that the third contact region 80 does not face the first mesa portion 71 in the second direction Y.
  • the chip 2 includes a single crystal of a wide bandgap semiconductor.
  • Single crystal wide bandgap semiconductors are effective in improving electrical properties.
  • the chip 2 may have a first main surface 3 having an area of 1 mm square or more in plan view.
  • the chip 2 may have a thickness of 200 ⁇ m or less. It is preferable that the chip 2 has a thickness of 100 ⁇ m or less in cross-sectional view.
  • FIG. 29 is a cross-sectional view showing a trench resistance structure 41 according to a first modification.
  • the trench resistance structure 41 according to the embodiment described above includes a second trench resistance structure 43 having a fifth depth D5 that is larger than a fourth depth D4 (first depth D1) of the first trench resistance structure 42.
  • the trench resistance structure 41 according to the first modification includes a second trench resistance structure 43 having a fifth depth D5 substantially equal to the fourth depth D4 of the first trench resistance structure 42.
  • the trench resistance structure 41 according to the first modification has a structure that can be considered to include only the plurality of first trench resistance structures 42 and not include the plurality of second trench resistance structures 43.
  • the second contact region 79 is not formed in the region along the second trench resistance structure 43, but the second contact region 79 may be formed in the region along the second trench resistance structure 43.
  • FIG. 30 is a cross-sectional view showing a trench resistance structure 41 according to a second modification.
  • the trench resistance structure 41 according to the embodiment described above includes a first trench resistance structure 42 having a fourth depth D4 approximately equal to the first depth D1 of the trench gate structure 20.
  • the trench resistance structure 41 according to the second modification includes a first trench resistance structure 42 having a fourth depth D4 substantially equal to the second depth D2 of the first trench source structure 25.
  • the trench resistance structure 41 according to the second modification has a structure that can be considered to include only the plurality of second trench resistance structures 43 and not include the plurality of first trench resistance structures 42.
  • the second contact region 79 is formed in the region along the first trench resistance structure 42, but the second contact region 79 does not need to be formed in the region along the first trench resistance structure 42.
  • FIG. 31 is an enlarged plan view showing a trench resistance structure 41 according to a third modification.
  • the trench resistance structure 41 according to the embodiment described above includes a second trench resistance structure 43 having both ends set back inwardly with respect to both ends of the first trench resistance structure 42 .
  • the trench resistance structure 41 according to the third modification includes a second trench resistance structure 43 having a second resistance length L2 larger than the first resistance length L1. Both ends of the second trench resistance structure 43 protrude further toward the outer circumferential surface 9 than both ends of the first trench resistance structure 42 .
  • the resistive film 50 has a third resistive length shorter than the first resistive length L1 of the first trench resistive structure 42 and the second resistive length L2 of the second trench resistive structure 43 in the first direction X. It has L3.
  • the resistive film 50 may cover the entire area of the plurality of trench resistive structures 41.
  • the third resistance length L3 may be larger than the second resistance length L2.
  • the resistive film 50 may cover both ends of the plurality of first trench resistance structures 42 and expose both ends of the plurality of second trench resistance structures 43. That is, the third resistance length L3 may be larger than the first resistance length L1 and smaller than the second resistance length L2.
  • the first dummy trench structure 61 has a portion drawn out toward the end of the first trench resistance structure 42 with respect to the end of the second trench resistance structure 43. Thereby, the end portion of the first dummy trench structure 61 faces the first trench resistance structure 42 in the first direction X, and faces the second trench resistance structure 43 in the second direction Y.
  • the second dummy trench structure 62 is arranged in a region between two first dummy trench structures 61 adjacent in the second direction Y, faces the second trench resistance structure 43 in the first direction It faces the first dummy trench structure 61 in the Y direction.
  • each first mesa portion 71 is arranged so that the second dummy trench structure 62 faces the second trench resistance structure 43 in the second direction Y and does not face the second dummy trench structure 62 in the second direction Y. is shifted toward the second trench resistance structure 43 with respect to the end of the trench.
  • Each first mesa portion 71 is formed at intervals in the first direction X from the periphery of the resistive film 50, and does not face the resistive film 50 in the normal direction Z.
  • each first mesa portion 71 may face the resistive film 50 in the normal direction Z.
  • Each first mesa portion 71 defines a T-shaped mesa together with the main mesa portion 70 in plan view. From a different perspective, each first mesa portion 71 partitions the two main mesa portions 70 into an H-shaped mesa in a plan view. In this embodiment, the plurality of first mesa portions 71 are formed on the same straight line along the second direction Y. Of course, the plurality of first mesa portions 71 may be formed offset from each other in the first direction X so as not to be located on the same straight line along the second direction Y.
  • each of the second mesa parts 72 is arranged so that it faces the first dummy trench structure 61 in the second direction Y and does not face the first trench resistance structure 42 in the second direction Y. It is shifted toward the first dummy trench structure 61 with respect to the end of the structure 42 .
  • Each second mesa portion 72 is formed at intervals in the first direction X from the periphery of the resistive film 50 in plan view, and does not face the resistive film 50 in the normal direction Z.
  • each second mesa portion 72 may face the resistive film 50 in the normal direction Z.
  • Each second mesa portion 72 partitions one main mesa portion 70 and a T-shaped mesa in plan view. From another viewpoint, each second mesa portion 72 partitions the two main mesa portions 70 into an H-shaped mesa in a plan view. In this embodiment, the plurality of second mesa portions 72 are formed on the same straight line along the second direction Y.
  • the plurality of second mesa portions 72 may be formed offset from each other in the first direction X so as not to be located on the same straight line along the second direction Y. Also in this case, the plurality of second mesa portions 72 are formed at intervals in the first direction X from the first mesa portion 71 so as not to face the first mesa portion 71 in the second direction Y.
  • the plurality of second contact regions 79 are formed at intervals along each second trench resistance structure 43, as in the embodiment.
  • the plurality of second contact regions 79 are formed at intervals along each second trench resistance structure 43 such that the first mesa portion 71 is located between two second contact regions 79 adjacent to each other.
  • the plurality of second contact regions 79 are formed at intervals in the first direction X from the first mesa portion 71 so as not to face the first mesa portion 71 .
  • the distance between the first mesa portion 71 and the second contact region 79 is preferably less than the length of the second contact region 79.
  • the distance between the first mesa portion 71 and the second contact region 79 is preferably less than the fifth width W5 of the second trench resistance structure 43. It is particularly preferable that the distance between the first mesa portion 71 and the second contact region 79 be less than the width of the first mesa portion 71 (fifth interval I5).
  • the plurality of second contact regions 79 include at least one (one in this example) outermost second contact region 79 formed in the range between the first mesa portion 71 and the second mesa portion 72.
  • the outermost second contact region 79 faces the first dummy trench structure 61 in the second direction Y.
  • the outermost second contact region 79 is formed at a distance from the first mesa portion 71 and the second mesa portion 72 in the first direction X. That is, the outermost second contact region 79 preferably faces the first dummy trench structure 61 in the second direction Y and does not face the first trench resistance structure 42 in the second direction Y.
  • the distance between the second mesa portion 72 and the outermost second contact region 79 is preferably less than the length of the outermost second contact region 79.
  • the distance between the second mesa portion 72 and the outermost second contact region 79 is preferably less than the fifth width W5 of the second trench resistance structure 43. It is particularly preferable that the distance between the second mesa portion 72 and the outermost second contact region 79 be less than the width of the second mesa portion 72 (seventh interval I7).
  • the plurality of third contact regions 80 are formed at intervals in the region along each second dummy trench structure 62.
  • the plurality of third contact regions 80 face the first dummy trench structure 61 in the second direction Y, and do not face the first trench resistance structure 42 in the second direction Y.
  • the plurality of third contact regions 80 include an outermost third contact region 80 that covers a region along the edge of the second dummy trench structure 62.
  • the outermost third contact region 80 and the outermost second contact region 79 are formed to sandwich the second mesa portion 72 . It is preferable that the outermost third contact region 80 is formed at a distance from the second mesa portion 72 in the first direction X.
  • the distance between the second mesa portion 72 and the outermost third contact region 80 is preferably less than the length of the outermost third contact region 80. It is particularly preferable that the distance between the second mesa portion 72 and the outermost third contact region 80 is less than the seventh width W7 of the dummy trench structure 60.
  • the distance between the second mesa portion 72 and the outermost third contact region 80 is less than the width of the second mesa portion 72 (seventh interval I7).
  • the distance between the outermost second contact region 79 and the outermost third contact region 80 that are adjacent to each other with the second mesa portion 72 in between is the distance between the two second contact regions 79 that are adjacent to each other with the first mesa portion 71 in between. It is preferable that the distance between
  • FIG. 32 is an enlarged plan view showing a gate pad 101 according to a modification.
  • the gate pad 101 according to the embodiment described above has a pad main body portion 104 that is wider than the gate resistor 40 (trench gate structure 20) in the first direction It includes a drawer portion 105 that is narrower than the drawer portion 105.
  • the gate pad 101 has a pad main body portion 104 narrower than the gate resistor 40 (trench gate structure 20) in the first direction It includes a lead-out portion 105 that is narrower than the gate structure 20).
  • the drawer portion 105 has approximately the same width in the first direction X as the pad body portion 104 .
  • FIG. 33 is a cross-sectional view showing the chip 2 according to the first modification.
  • semiconductor device 1 may include second semiconductor region 7 having a thickness smaller than first semiconductor region 6 inside chip 2.
  • the chip 2 may include an epitaxial layer that is thicker than the semiconductor substrate.
  • FIG. 34 is a cross-sectional view showing a chip 2 according to a second modification.
  • semiconductor device 1 may include only first semiconductor region 6 without second semiconductor region 7 inside chip 2.
  • the first semiconductor region 6 is exposed from the first main surface 3, second main surface 4, and first to fourth side surfaces 5A to 5D of the chip 2. That is, in this form, the chip 2 does not have a semiconductor substrate and has a single layer structure made of an epitaxial layer.
  • the embodiments described above can be implemented in other forms.
  • the "first conductivity type” is “n type” and the “second conductivity type” is “p type”.
  • a configuration may be adopted in which the "first conductivity type” is the "p type” and the “second conductivity type” is the "n type”.
  • the specific configuration in this case can be obtained by replacing “n type” with “p type” and simultaneously replacing “p type” with “n type” in the above description and accompanying drawings.
  • the n-type second semiconductor region 7 was shown. However, a p-type second semiconductor region 7 may also be used. In this case, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) is formed in place of the MISFET. In this case, in the above description, the "source” of the MISFET is replaced with the “emitter” of the IGBT, and the “drain” of the MISFET is replaced with the "collector” of the IGBT.
  • the p-type second semiconductor region 7 may be an impurity region containing p-type impurities introduced into the surface layer of the second main surface 4 of the chip 2 by ion implantation.
  • a chip (2) having a main surface (3), a gate resistor (40) including a trench resistance structure (41-43) formed on the main surface (3), and a gate resistor (40) including a trench resistance structure (41-43) formed on the main surface (3).
  • the gate pad (101) is arranged on the main surface (3) so as to be electrically connected to the trench resistance structure (41-43);
  • the main surface (3) has a resistance value lower than that of the resistance structure (41-43) and is electrically connected to the gate pad (101) via the trench resistance structure (41-43).
  • a semiconductor device (1) including a gate wiring (102) arranged above.
  • the gate pad (101) has a portion located directly above the trench resistance structure (41 to 43), and the gate wiring (102) has a portion located directly above the trench resistance structure (41 to 43).
  • the gate resistor (40) includes a resistive film (50) covering the trench resistive structure (41 to 43), and the gate pad (101) is electrically connected to the resistive film (50).
  • the semiconductor device (1) according to any one of A1 to A3, wherein the gate wiring (102) is electrically connected to the resistive film (50).
  • the gate pad (101) faces the trench resistance structure (41 to 43) with the resistance film (50) in between, and the gate wiring (102) faces the trench resistance structure (41 to 43) with the resistance film (50) in between.
  • the gate pad (101) further includes an insulating film (99) covering the resistive film (50), and the gate pad (101) is connected to the resistive film (50) through the insulating film (99).
  • the semiconductor device (1) according to any one of A4 to A6, wherein the gate wiring (102) penetrates the insulating film (99) and is connected to the resistive film (50).
  • the plurality of trench resistance structures (41 to 43) include a first trench resistance structure (42) and a second trench resistance structure (43) deeper than the first trench resistance structure (42).
  • A10 An active region (12) provided on the inner side of the main surface (3), an outer peripheral region (13) provided on the periphery of the main surface (3), and the active region (12) and a termination region (15) provided between the outer peripheral region (13), wherein the trench resistance structure (41 to 43) is formed on the main surface (3) in the termination region (15).
  • the gate pad (101) is electrically connected to the trench resistance structure (41-43) in the termination region (15)
  • the gate wiring (102) is connected to the trench resistance structure (41-43) in the termination region (15).
  • the semiconductor device (1) according to any one of A1 to A9, which is electrically connected to the gate pad (101) via a resistance structure (41 to 43).
  • the active region (12) further includes a trench gate structure (20) formed on the main surface (3), and the gate wiring (102) is connected to the trench gate structure (20) in the active region (12).
  • the semiconductor device (1) according to A10 which is electrically connected to the semiconductor device (1).
  • A12 The semiconductor device according to A11, further comprising a trench source structure (25, 30) formed on the main surface (3) so as to be adjacent to the trench gate structure (20) in the active region (12). (1).
  • the plurality of dummy trench structures (60 to 62) include a first dummy trench structure (61) and a second dummy trench structure (62) deeper than the first dummy trench structure (61).
  • the main surface (3) is divided by a second surface (9) formed on the peripheral edge of the main surface (3) and connection surfaces (10A to 10D) that connect the first surface (8) and the second surface (9).
  • the active region (12) is provided on the first surface (8), the outer peripheral region (13) is provided on the second surface (9), and the active plateau (11) is provided on the second surface (9).
  • the semiconductor device (1) according to any one of A10 to A16, wherein the termination region (15) is provided on the first surface (8).
  • the semiconductor device (1) according to any one of A1 to A17, further comprising a second conductivity type (p-type) well region (75, 76) formed in the semiconductor device (1).
  • the main structure has a resistance value lower than that of the trench resistance structure (41 to 43) and is electrically connected to the gate pad (101) via the trench resistance structure (41 to 43).
  • Semiconductor device (1) according to any one of A1 to A18, further comprising a gate subpad (103) arranged on the surface (3).
  • a chip (2) having a main surface (3), a first groove structure (42) formed on the main surface (3), and a first groove structure (42) in a first direction (X).
  • a second groove structure (61) formed in the main surface (3) so as to be adjacent to each other; and a second groove structure (42) formed in the first groove structure (42) in a second direction (Y) orthogonal to the first direction (X).
  • a third groove structure (43) formed on the main surface (3) adjacent to each other; and a third groove structure (43) formed on the main surface (3) adjacent to the third groove structure (43) in the first direction (X).
  • a semiconductor device (1) comprising:
  • a potential different from that of the first groove structure (42) is applied to the second groove structure (61), and a potential different from that of the third groove structure (43) is applied to the fourth groove structure (62).
  • a first potential is applied to the first groove structure (42), a second potential different from the first potential is applied to the second groove structure (61), and the third groove structure ( The semiconductor device (1) according to B2, wherein the first potential is applied to 43), and the second potential is applied to the fourth groove structure (62).
  • the fourth groove structure (62) is formed on the main surface (3) so as to be adjacent to the second groove structure (61) in the second direction (Y).
  • the semiconductor device (1) according to any one of the above.
  • the third groove structure (43) is formed deeper than the first groove structure (42), and the fourth groove structure (62) is formed deeper than the second groove structure (61).
  • the semiconductor device (1) according to any one of B1 to B5.
  • the second groove structure (61) is formed at approximately the same depth as the first groove structure (42), and the fourth groove structure (62) is formed at approximately the same depth as the third groove structure (43).
  • [B8] Divided into a region between the first groove structure (42) and the third groove structure (43) and a region between the second groove structure (61) and the fourth groove structure (62).
  • the first mesa part (71) is connected to the main mesa part (70)
  • the second mesa part (72) is connected to the main mesa part (70).
  • the semiconductor device (1) according to any one of B1 to B7.
  • the width of the first mesa portion (71) in the first direction (X) is not less than 0.5 times and not more than 2 times the width of the main mesa portion (70) in the second direction (Y).
  • the width of the second mesa portion (72) in the first direction (X) is 0.5 times or more and not more than 2 times the width of the main mesa portion (70) in the second direction (Y)
  • B8 The semiconductor device (1) described in (1).
  • the first groove structure (42) extends in a strip shape in the first direction (X)
  • the second groove structure (61) extends in a strip shape in the first direction (X)
  • the third groove structure (42) extends in a strip shape in the first direction (X).
  • the groove structure (43) extends in a strip shape in the first direction (X)
  • the fourth groove structure (62) extends in a strip shape in the first direction (X).
  • the main surface (3) is divided by a second surface (9) formed on the peripheral edge of the main surface (3) and connection surfaces (10A to 10D) that connect the first surface (8) and the second surface (9).
  • the first groove structure (42) is formed on the first surface (8), and the second groove structure (61) is formed on the first surface (8).
  • the third groove structure (43) is formed on the first surface (8), and the fourth groove structure (62) is formed on the first surface (8).
  • a semiconductor device (1) according to any one of the above.
  • the first groove structure (42) is formed on the first surface section (8) at a distance from the connection surface section (10A to 10D), and the second groove structure (61) is formed on the first surface section (8) at a distance from the connection surface section (10A to 10D).
  • the third groove structure (43) is formed in the first surface portion (8) so as to be exposed from the connection surface portions (10A to 10D), and the third groove structure (43) is spaced apart from the connection surface portions (10A to 10D).
  • the fourth groove structure (62) is formed in the first surface portion (8) so as to be exposed from the connection surface portions (10A to 10D) (1).
  • the second trench structure (61) penetrates the body region (17) so as to reach the semiconductor region (6)
  • the third groove structure (43) extends through the body region (17) so as to reach the semiconductor region (6).
  • the fourth groove structure (62) penetrates the body region (17) so as to reach the semiconductor region (6), the semiconductor device according to any one of B1 to B14. (1).
  • the first contact region (79) is formed in a region along the third groove structure (43) at a distance from the second mesa portion (72), and the second contact region (80) is , the semiconductor device (1) according to B16, wherein the semiconductor device (1) is formed in a region along the fourth groove structure (62) at a distance from the second mesa portion (72).
  • the first contact region (79) is formed to be shifted in the first direction (X) with respect to the first mesa portion (71), and the second contact region (80) is formed to be offset from the first mesa portion (71).

Abstract

半導体装置は、主面を有するチップと、前記主面に形成されたトレンチ抵抗構造を含むゲート抵抗と、前記トレンチ抵抗構造よりも低い抵抗値を有し、前記トレンチ抵抗構造に電気的に接続されるように前記主面の上に配置されたゲートパッドと、前記トレンチ抵抗構造よりも低い抵抗値を有し、前記トレンチ抵抗構造を介して前記ゲートパッドに電気的に接続されるように前記主面の上に配置されたゲート配線と、を含む。

Description

半導体装置
 この出願は、2022年3月31日提出の日本国特許出願2022-061314号、および、2022年3月31日提出の日本国特許出願2022-061316号に基づく優先権を主張しており、これらの出願の全内容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、半導体基板、複数のトレンチ構造およびゲートパッド部を含む半導体装置を開示している。複数のトレンチ構造は、半導体基板の表面に形成されている。ゲートパッド部は、複数のトレンチ構造を被覆するように半導体基板の上に配置されている。
米国特許出願公開第2017/0040423号明細書
 一実施形態は、新規なレイアウトを有する半導体装置を提供する。
 一実施形態は、主面を有するチップと、前記主面に形成されたトレンチ抵抗構造を含むゲート抵抗と、前記トレンチ抵抗構造よりも低い抵抗値を有し、前記トレンチ抵抗構造に電気的に接続されるように前記主面の上に配置されたゲートパッドと、前記トレンチ抵抗構造よりも低い抵抗値を有し、前記トレンチ抵抗構造を介して前記ゲートパッドに電気的に接続されるように前記主面の上に配置されたゲート配線と、を含む、半導体装置を提供する。
 一実施形態は、主面を有するチップと、前記主面に形成された第1溝構造と、第1方向に前記第1溝構造に隣り合うように前記主面に形成された第2溝構造と、前記第1方向に直交する第2方向に前記第1溝構造に隣り合うように前記主面に形成された第3溝構造と、前記第1方向に前記第3溝構造に隣り合うように前記主面に形成された第4溝構造と、前記第1溝構造および前記第2溝構造の間の領域に区画された第1メサ部と、前記第3溝構造および前記第4溝構造の間の領域において前記第1メサ部に対して前記第1方向にずれて区画された第2メサ部と、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、添付図面の参照によって説明される実施形態により明らかにされる。
図1は、一実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。 図2は、図1に示すII-II線に沿う断面図である。 図3は、ゲート電極およびソース電極のレイアウトを示す平面図である。 図4は、第1主面のレイアウトを示す平面図である。 図5は、活性領域のレイアウトを示す拡大平面図である。 図6は、周縁領域のレイアウトを示す拡大平面図である。 図7は、図5に示すVII-VII線に沿う断面図である。 図8は、図5に示すVIII-VIII線に沿う断面図である。 図9は、図6に示すIX-IX線に沿う断面図である。 図10は、図6に示すX-X線に沿う断面図である。 図11は、図6に示すXI-XI線に沿う断面図である。 図12は、図6に示すXII-XII線に沿う断面図である。 図13は、終端領域のレイアウトを示す拡大平面図である。 図14は、ゲート抵抗のレイアウトを示す拡大平面図である。 図15は、ゲート抵抗の内方部を示す拡大平面図である。 図16は、ゲート抵抗の周縁部を示す拡大平面図である。 図17は、図15に示すXVII-XVII線に沿う断面図である。 図18は、図15に示すXVIII-XVIII線に沿う断面図である。 図19は、図16に示すXIX-XIX線に沿う断面図である。 図20は、図16に示すXX-XX線に沿う断面図である。 図21は、図16に示すXXI-XXI線に沿う断面図である。 図22は、図16に示すXXII-XXII線に沿う断面図である。 図23は、ゲート抵抗の一要部を示す拡大平面図である。 図24は、終端ダミー構造のレイアウトを示す拡大平面図である。 図25は、終端ダミー構造のレイアウトを示す更なる拡大平面図である。 図26は、図25に示すXXVI-XXVI線に沿う断面図である。 図27は、ゲート電極およびゲート抵抗の接続形態を示す電気回路図である。 図28は、外周領域の構造を示す断面図である。 図29は、第1変形例に係るトレンチ抵抗構造を示す断面図である。 図30は、第2変形例に係るトレンチ抵抗構造を示す断面図である。 図31は、第3変形例に係るトレンチ抵抗構造を示す拡大平面図である。 図32は、変形例に係るゲートパッドを示す拡大平面図である。 図33は、第1変形例に係るチップを示す断面図である。 図34は、第2変形例に係るチップを示す断面図である。
 以下、添付図面を参照して、実施形態が詳細に説明される。添付図面は、模式図であり、厳密に図示されたものではなく、縮尺等は必ずしも一致しない。また、添付図面の間で対応する構造には同一の参照符号が付され、重複する説明は省略または簡略化される。説明が省略または簡略化された構造については、省略または簡略化される前になされた説明が適用される。
 比較対象(comparison target)が存する説明において「ほぼ(substantially)等しい」の文言が使用される場合、この文言は、比較対象の数値(形態)と等しい数値(形態)を含む他、比較対象の数値(形態)を基準とする±10%の範囲の数値誤差(形態誤差)も含む。実施形態では「第1」、「第2」、「第3」等の文言が使用されるが、これらは説明順序を明確にするために各構造の名称に付された記号であり、各構造の名称を限定する趣旨で付されていない。
 図1は、一実施形態に係る半導体装置1を示す平面図である。図2は、図1に示すII-II線に沿う断面図である。図3は、ゲート電極100およびソース電極120のレイアウトを示す平面図である。図4は、第1主面3のレイアウトを示す平面図である。図1~図4を参照して、半導体装置1は、MISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)を含む半導体スイッチング装置である。
 半導体装置1は、この形態(this embodiment)では、ワイドバンドギャップ半導体の単結晶を含み、六面体形状(具体的には直方体形状)に形成されたチップ2を含む。つまり、半導体装置1は、「ワイドバンドギャップ半導体装置」である。チップ2は、「半導体チップ」または「ワイドバンドギャップ半導体チップ」と称されてもよい。ワイドバンドギャップ半導体は、Si(シリコン)のバンドギャップを超えるバンドギャップを有する半導体である。GaN(窒化ガリウム)、SiC(炭化シリコン)およびC(ダイアモンド)が、ワイドバンドギャップ半導体として例示される。
 チップ2は、この形態では、ワイドバンドギャップ半導体の一例として六方晶のSiC単結晶を含む「SiCチップ」である。つまり、半導体装置1は、「SiC半導体装置」である。半導体装置1は、「SiC-MISFET」と称されてもよい。六方晶のSiC単結晶は、2H(Hexagonal)-SiC単結晶、4H-SiC単結晶、6H-SiC単結晶等を含む複数種のポリタイプを有している。この形態では、チップ2が4H-SiC単結晶を含む例が示されるが、チップ2は他のポリタイプを含んでいてもよい。
 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(以下、単に「平面視」という。)において四角形状に形成されている。法線方向Zは、チップ2の厚さ方向でもある。第1主面3および第2主面4は、SiC単結晶のc面によって形成されていることが好ましい。
 この場合、第1主面3はSiC単結晶のシリコン面((0001)面)によって形成され、第2主面4はSiC単結晶のカーボン面((000ー1)面)によって形成されていることが好ましい。第1主面3および第2主面4は、c面に対して所定のオフ方向に所定の角度で傾斜したオフ角を有していてもよい。オフ方向は、SiC単結晶のa軸方向([11-20]方向)であることが好ましい。オフ角は、0°を超えて10°以下であってもよい。オフ角は、5°以下であることが好ましい。
 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。第1方向XがSiC単結晶のm軸方向([1-100]方向)であり、第2方向YがSiC単結晶のa軸方向であってもよい。むろん、第1方向XがSiC単結晶のa軸方向であり、第2方向YがSiC単結晶のm軸方向であってもよい。
 チップ2は、5μm以上200μm以下の厚さを有していてもよい。チップ2の厚さは、5μm以上25μm以下、25μm以上50μm以下、50μm以上75μm以下、75μm以上100μm以下、100μm以上125μm以下、125μm以上150μm以下、150μm以上175μm以下、および、175μm以上200μm以下のいずれか1つの範囲に属する値に設定されていてもよい。チップ2の厚さは、100μm以下であることが好ましい。
 第1~第4側面5A~5Dは、平面視において0.5mm以上20mm以下の長さを有していてもよい。第1~第4側面5A~5Dの長さは、0.5mm以上5mm以下、5mm以上10mm以下、10mm以上15mm以下、および、15mm以上20mm以下のいずれか1つの範囲に属する値に設定されていてもよい。第1~第4側面5A~5Dの長さは、5mm以上であることが好ましい。
 半導体装置1は、チップ2内において第1主面3側の領域(表層部)に形成されたn型の第1半導体領域6を含む。第1半導体領域6は、第1主面3に沿って延びる層状に形成され、第1主面3および第1~第4側面5A~5Dから露出している。第1半導体領域6は、この形態では、エピタキシャル層(具体的にはSiCエピタキシャル層)からなる。第1半導体領域6は、1μm以上50μm以下の厚さを有していてもよい。第1半導体領域6の厚さは、3μm以上30μm以下であることが好ましい。第1半導体領域6の厚さは、5μm以上25μm以下であることが特に好ましい。
 半導体装置1は、チップ2内において第2主面4側の領域(表層部)に形成されたn型の第2半導体領域7を含む。第2半導体領域7は、第2主面4に沿って延びる層状に形成され、第2主面4および第1~第4側面5A~5Dから露出している。第2半導体領域7は、第1半導体領域6よりも高いn型不純物濃度を有し、第1半導体領域6に電気的に接続されている。
 第2半導体領域7は、この形態では、半導体基板(具体的にはSiC半導体基板)からなる。つまり、チップ2は、半導体基板およびエピタキシャル層を含む積層構造を有している。第2半導体領域7は、1μm以上200μm以下の厚さを有していてもよい。第2半導体領域7の厚さは、150μm以下、100μm以下、50μm以下または40μm以下であってもよい。第2半導体領域7の厚さは、5μm以上であってもよい。第2半導体領域7の厚さは、10μm以上であることが好ましい。第2半導体領域7は、この形態では、第1半導体領域6の厚さを超える厚さを有している。
 半導体装置1は、第1主面3に形成された活性面8(active surface)、外周面9(outer surface)および第1~第4接続面10A~10D(connecting surface)を含む。活性面8、外周面9および第1~第4接続面10A~10Dは、第1主面3において活性台地11を区画している。活性面8が「第1面部」と称され、外周面9が「第2面部」と称され、第1~第4接続面10A~10Dが「接続面部」と称されてもよい。活性面8、外周面9および第1~第4接続面10A~10D(つまり活性台地11)は、チップ2(第1主面3)の構成要素と見なされてもよい。
 活性面8は、第1主面3の周縁(第1~第4側面5A~5D)から内方に間隔を空けて形成されている。活性面8は、第1方向Xおよび第2方向Yに延びる平坦面を有している。活性面8は、この形態では、c面(Si面)によって形成されている。活性面8は、この形態では、平面視において第1~第4側面5A~5Dに平行な4辺を有する四角形状に形成されている。
 外周面9は、活性面8外に位置し、活性面8からチップ2の厚さ方向(第2主面4側)に窪んでいる。具体的には、外周面9は、第1半導体領域6を露出させるように第1半導体領域6の厚さ未満の深さで窪んでいる。外周面9は、平面視において活性面8に沿って帯状に延び、活性面8を取り囲む環状(具体的には四角環状)に形成されている。
 外周面9は、第1方向Xおよび第2方向Yに延びる平坦面を有し、活性面8に対してほぼ平行に形成されている。外周面9は、この形態では、c面(Si面)によって形成されている。外周面9は、第1~第4側面5A~5Dに連なっている。外周面9は、外周深さDOを有している。外周深さDOは、0.1μm以上5μm以下であってもよい。外周深さDOは、2.5μm以下であることが好ましい。
 第1~第4接続面10A~10Dは、法線方向Zに延び、活性面8および外周面9を接続している。第1接続面10Aは第1側面5A側に位置し、第2接続面10Bは第2側面5B側に位置し、第3接続面10Cは第3側面5C側に位置し、第4接続面10Dは第4側面5D側に位置している。第1接続面10Aおよび第2接続面10Bは、第1方向Xに延び、第2方向Yに対向している。第3接続面10Cおよび第4接続面10Dは、第2方向Yに延び、第1方向Xに対向している。
 第1~第4接続面10A~10Dは、四角柱状の活性台地11が区画されるように活性面8および外周面9の間をほぼ垂直に延びていてもよい。第1~第4接続面10A~10Dは、四角錘台状の活性台地11が区画されるように活性面8から外周面9に向かって斜め下り傾斜していてもよい。このように、半導体装置1は、第1主面3において第1半導体領域6に突状に区画された活性台地11を含む。活性台地11は、第1半導体領域6のみに形成され、第2半導体領域7には形成されていない。
 図4を参照して、半導体装置1は、活性領域12、外周領域13、周縁領域14および終端領域15を含む。活性領域12は、活性面8に設けられている。具体的には、活性領域12は、活性面8の周縁(第1~第4接続面10A~10D)から間隔を空けて活性面8の内方部に設けられている。活性領域12は、この形態では、平面視において第1~第4側面5A~5Dに平行な4辺を有する四角形状に設けられている。外周領域13は、外周面9に設けられている。外周領域13は、この形態では、平面視において活性面8(活性台地11)を取り囲む環状(具体的に四角環状)に設けられている。
 周縁領域14は、活性領域12および外周領域13の間の領域において活性面8に設けられている。周縁領域14は、第1方向Xの両サイドから活性領域12を挟み込むように設けられ、第2方向Yに帯状に延びている。周縁領域14は、第1周縁領域14Aおよび第2周縁領域14Bを含む。第1周縁領域14Aは活性領域12に対して第3側面5C側(第3接続面10C側)に設けられ、第2周縁領域14Bは活性領域12に対して第4側面5D側(第4接続面10D側)に設けられている。
 終端領域15は、活性領域12および外周領域13の間の領域において活性面8に設けられている。終端領域15は、第2方向Yの両サイドから活性領域12を挟み込むように設けられ、第1方向Xに帯状に延びている。終端領域15は、第1終端領域15Aおよび第2終端領域15Bを含む。第1終端領域15Aは活性領域12に対して第1側面5A側(第1接続面10A側)に設けられ、第2終端領域15Bは活性領域12に対して第2側面5B側(第2接続面10B側)に設けられている。
 半導体装置1は、第1主面3を被覆する主面絶縁膜16を含む。主面絶縁膜16は、活性面8、外周面9および第1~第4接続面10A~10Dを選択的に被覆している。主面絶縁膜16は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および酸窒化シリコン膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。
 主面絶縁膜16は、この形態では、酸化シリコン膜からなる単層構造を有している。主面絶縁膜16は、チップ2の酸化物からなる酸化シリコン膜を含むことが特に好ましい。主面絶縁膜16は、この形態では、第1~第4側面5A~5Dに連なっている。むろん、主面絶縁膜16の壁部は、外周面9の周縁から内方に間隔を空けて形成され、外周面9の周縁部から第1半導体領域6を露出させていてもよい。
 図5は、活性領域12のレイアウトを示す拡大平面図である。図6は、周縁領域14のレイアウトを示す拡大平面図である。図7は、図5に示すVII-VII線に沿う断面図である。図8は、図5に示すVIII-VIII線に沿う断面図である。図9は、図6に示すIX-IX線に沿う断面図である。図10は、図6に示すX-X線に沿う断面図である。図11は、図6に示すXI-XI線に沿う断面図である。図12は、図6に示すXII-XII線に沿う断面図である。
 図6では、第1周縁領域14A側のレイアウトが示されている。第2周縁領域14B側のレイアウトは第1周縁領域14A側のレイアウトとほぼ同様であるため、以下では、第1周縁領域14A側のレイアウトが主に説明される。第2周縁領域14B側のレイアウトは、以下の説明において「第3接続面10C」を「第4接続面10D」に置き換えることによって得られる。
 図5~図12を参照して、半導体装置1は、第1主面3(活性面8)の表層部に形成されたp型(第2導電型)のボディ領域17を含む。ボディ領域17は、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成されている。ボディ領域17は、活性面8に沿って延びる層状に形成されている。ボディ領域17は、活性面8の全域に形成され、第1~第4接続面10A~10Dから露出していてもよい。
 半導体装置1は、活性領域12において第1主面3(活性面8)の表層部に形成されたn型のソース領域18を含む。具体的には、ソース領域18は、ボディ領域17の底部から活性面8側に間隔を空けてボディ領域17の表層部に形成されている。ソース領域18は、周縁領域14および終端領域15には形成されていない。
 むろん、ソース領域18は、チャネルの制御に影響を与えない範囲において、周縁領域14および終端領域15に形成されていてもよい。ソース領域18は、第1半導体領域6よりも高いn型不純物濃度を有している。ソース領域18は、ボディ領域17内において第1半導体領域6とMISFETのチャネルを形成する。
 半導体装置1は、活性領域12において第1主面3(活性面8)に形成された複数のトレンチゲート構造20を含む。複数のトレンチゲート構造20には、第1電位としてのゲート電位VGが付与される。複数のトレンチゲート構造20は、ボディ領域17内におけるチャネルの反転および非反転を制御する。複数のトレンチゲート構造20は、平面視において第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成され、第2方向Yに間隔を空けて配列されている。
 複数のトレンチゲート構造20は、この形態では、活性面8の周縁から間隔を空けて活性面8の内方部に配置されている。具体的には、複数のトレンチゲート構造20は、第1~第4接続面10A~10Dから第1方向Xおよび第2方向Yに間隔を空けて配置されている。
 複数のトレンチゲート構造20は、活性面8の内方部に活性領域12を区画すると同時に、活性面8の周縁と共に周縁領域14および終端領域15を区画している。複数のトレンチゲート構造20は、第1半導体領域6に至るようにボディ領域17およびソース領域18を貫通している。複数のトレンチゲート構造20は、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成されている。
 以下、1つのトレンチゲート構造20が説明される。トレンチゲート構造20は、第2方向Yに第1幅W1を有し、法線方向Zに第1深さD1を有している。第1幅W1は、0.1μm以上3μm以下であってもよい。第1幅W1は、0.5μm以上2μm以下であることが好ましい。第1深さD1は、前述の外周深さDO未満である。第1深さD1は、0.1μm以上3μm以下であってもよい。第1深さD1は、0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。
 トレンチゲート構造20は、ゲートトレンチ21、ゲート絶縁膜22およびゲート埋設電極23を含む。ゲートトレンチ21は、活性面8に形成され、トレンチゲート構造20の壁面を区画している。ゲート絶縁膜22は、ゲートトレンチ21の壁面を被覆し、活性面8において主面絶縁膜16に接続されている。ゲート絶縁膜22は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および酸窒化シリコン膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。
 ゲート絶縁膜22は、この形態では、酸化シリコン膜からなる単層構造を有している。ゲート絶縁膜22は、チップ2の酸化物からなる酸化シリコン膜を含むことが特に好ましい。ゲート埋設電極23は、ゲート絶縁膜22を挟んでゲートトレンチ21に埋設され、ゲート絶縁膜22を挟んでチャネルに対向している。ゲート埋設電極23は、導電性ポリシリコンを含んでいてもよい。
 半導体装置1は、活性領域12において第1主面3(活性面8)に形成された複数の第1トレンチソース構造25を含む。複数の第1トレンチソース構造25には、第1電位とは異なる第2電位としてのソース電位VSが付与される。ソース電位VSは、動作基準となる基準電位(たとえばグランド電位)であってもよい。
 複数の第1トレンチソース構造25は、隣り合う2つのトレンチゲート構造20の間の領域にそれぞれ配置されている。複数の第1トレンチソース構造25は、平面視において第2方向Yに複数のトレンチゲート構造20と交互に配列され、第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成されている。複数の第1トレンチソース構造25は、この形態では、活性領域12から周縁領域14に引き出されている。複数の第1トレンチソース構造25は、第3接続面10Cおよび第4接続面10Dのうちの少なくとも一方から露出している。
 複数の第1トレンチソース構造25は、この形態では、第3接続面10Cおよび第4接続面10Dの双方を貫通し、第3接続面10Cおよび第4接続面10Dの双方から露出している。複数の第1トレンチソース構造25は、活性領域12において第2方向Yにトレンチゲート構造20に対向し、周縁領域14において第2方向Yにトレンチゲート構造20に対向していない。
 複数の第1トレンチソース構造25は、第1半導体領域6に至るように活性領域12においてボディ領域17およびソース領域18を貫通し、周縁領域14においてボディ領域17を貫通している。複数の第1トレンチソース構造25は、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成されている。
 以下、1つの第1トレンチソース構造25が説明される。第1トレンチソース構造25は、第2方向Yに第2幅W2を有し、法線方向Zに第2深さD2を有している。第2幅W2は、前述の第1幅W1とほぼ等しいことが好ましい。第2幅W2は、0.1μm以上3μm以下であってもよい。第2幅W2は、0.5μm以上2μm以下であることが好ましい。
 第2深さD2は、第1深さD1以上である。第2深さD2は、この形態では、前述の第1深さD1よりも大きい。第2深さD2は、第1深さD1の1.5倍以上3倍以下であることが好ましい。第2深さD2は、この形態では、前述の外周深さDOとほぼ等しい。第2深さD2は、0.1μm以上5μm以下であってもよい。第2深さD2は、2.5μm以下であることが特に好ましい。
 第1トレンチソース構造25は、第2方向Yにトレンチゲート構造20から第1間隔I1を空けて配置されている。第1間隔I1は、第1幅W1(第2幅W2)の0.5倍以上2倍以下であることが好ましい。第1間隔I1は、第1幅W1(第2幅W2)未満であることが特に好ましい。第1間隔I1は、0.1μm以上2.5μm以下であってもよい。第1間隔I1は、0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。
 第1トレンチソース構造25は、第1ソーストレンチ26、第1ソース絶縁膜27および第1ソース埋設電極28を含む。第1ソーストレンチ26は、活性面8に形成され、第1トレンチソース構造25の壁面を区画している。第1ソーストレンチ26の側壁は、第3接続面10Cおよび第4接続面10Dに連通している。第1ソーストレンチ26の底壁は、外周面9に連通している。
 第1ソース絶縁膜27は、第1ソーストレンチ26の壁面を被覆し、活性面8において主面絶縁膜16に接続されている。第1ソース絶縁膜27は、第3接続面10Cの連通部、第4接続面10Dの連通部および外周面9の連通部において主面絶縁膜16に接続されている。第1ソース絶縁膜27は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および酸窒化シリコン膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。
 第1ソース絶縁膜27は、この形態では、酸化シリコン膜からなる単層構造を有している。第1ソース絶縁膜27は、チップ2の酸化物からなる酸化シリコン膜を含むことが特に好ましい。第1ソース埋設電極28は、第1ソース絶縁膜27を挟んで第1ソーストレンチ26に埋設されている。第1ソース埋設電極28は、導電性ポリシリコンを含んでいてもよい。
 半導体装置1は、周縁領域14において第1主面3(活性面8)に形成された複数の第2トレンチソース構造30を含む。複数の第2トレンチソース構造30には、ソース電位VSが付与される。複数の第2トレンチソース構造30は、活性面8の周縁(第3接続面10C)および複数のトレンチゲート構造20の間の領域に配置されている。複数の第2トレンチソース構造30は、第2方向Yに隣り合う2つの第1トレンチソース構造25の間の領域に配置され、第1方向Xに複数のトレンチゲート構造20に1対1の対応関係で対向している。
 複数の第2トレンチソース構造30は、平面視において第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成されている。複数の第2トレンチソース構造30は、この形態では、第3接続面10Cを貫通し、第3接続面10Cから露出している。複数の第2トレンチソース構造30は、第1半導体領域6に至るようにボディ領域17を貫通している。複数の第2トレンチソース構造30は、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成されている。
 以下、1つの第2トレンチソース構造30が説明される。第2トレンチソース構造30は、第2方向Yに第3幅W3を有し、法線方向Zに第3深さD3を有している。第3幅W3は、前述の第1幅W1とほぼ等しいことが好ましい。第3幅W3は、前述の第2幅W2とほぼ等しいことが好ましい。第3幅W3は、0.1μm以上3μm以下であってもよい。第3幅W3は、0.5μm以上2μm以下であることが好ましい。
 第3深さD3は、前述の第1深さD1以上である。第3深さD3は、この形態では、第1深さD1よりも大きい。第3深さD3は、第1深さD1の1.5倍以上3倍以下であることが好ましい。第3深さD3は、この形態では、前述の第2深さD2とほぼ等しい。第3深さD3は、前述の外周深さDOとほぼ等しい。第3深さD3は、0.1μm以上5μm以下であってもよい。第3深さD3は、2.5μm以下であることが特に好ましい。
 第2トレンチソース構造30は、第2方向Yに第1トレンチソース構造25から第2間隔I2を空けて配置されている。第2間隔I2は、第2幅W2(第3幅W3)の0.5倍以上2倍以下であることが好ましい。第2間隔I2は、第2幅W2(第3幅W3)未満であることが特に好ましい。第2間隔I2は、前述の第1間隔I1とほぼ等しいことが好ましい。第2間隔I2は、0.1μm以上2.5μm以下であってもよい。第2間隔I2は、0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。
 第2トレンチソース構造30は、第1方向Xにトレンチゲート構造20から第3間隔I3を空けて配置されている。第3間隔I3は、第1幅W1(第3幅W3)の0.5倍以上2倍以下であることが好ましい。第3間隔I3は、第1間隔I1(第2間隔I2)の0.5倍以上2倍以下であることが好ましい。第3間隔I3は、第1間隔I1(第2間隔I2)の1.5倍以下であることが特に好ましい。第3間隔I3は、第1間隔I1(第2間隔I2)とほぼ等しくてもよい。第3間隔I3は、0.1μm以上2.5μm以下であってもよい。第3間隔I3は、0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。
 第2トレンチソース構造30は、第2ソーストレンチ31、第2ソース絶縁膜32および第2ソース埋設電極33を含む。第2ソーストレンチ31は、活性面8に形成され、第2トレンチソース構造30の壁面を区画している。第2ソーストレンチ31の側壁は、第3接続面10Cに連通している。第2ソーストレンチ31の底壁は、外周面9に連通している。
 第2ソース絶縁膜32は、第2ソーストレンチ31の壁面を被覆し、活性面8において主面絶縁膜16に接続されている。第2ソース絶縁膜32は、第3接続面10Cの連通部および外周面9の連通部において主面絶縁膜16に接続されている。第2ソース絶縁膜32は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および酸窒化シリコン膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。
 第2ソース絶縁膜32は、この形態では、酸化シリコン膜からなる単層構造を有している。第2ソース絶縁膜32は、チップ2の酸化物からなる酸化シリコン膜を含むことが特に好ましい。第2ソース埋設電極33は、第2ソース絶縁膜32を挟んで第2ソーストレンチ31に埋設されている。第2ソース埋設電極33は、導電性ポリシリコンを含んでいてもよい。
 半導体装置1は、活性領域12において複数のトレンチゲート構造20に沿う領域に形成されたp型の複数の第1ウェル領域35を含む。第1ウェル領域35は、この形態では、ボディ領域17よりも高いp型不純物濃度を有している。むろん、第1ウェル領域35のp型不純物濃度は、ボディ領域17よりも低くてもよい。
 複数の第1ウェル領域35は、隣り合う第1トレンチソース構造25から間隔を空けて対応するトレンチゲート構造20の壁面を被覆し、活性面8の表層部においてボディ領域17に電気的に接続されている。複数の第1ウェル領域35は、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成され、第1半導体領域6の一部を挟んで第2半導体領域7に対向している。複数の第1ウェル領域35は、第1半導体領域6とpn接合部を形成している。
 半導体装置1は、活性領域12および周縁領域14において複数の第1トレンチソース構造25に沿う領域に形成されたp型の複数の第2ウェル領域36を含む。第2ウェル領域36は、この形態では、ボディ領域17よりも高いp型不純物濃度を有している。むろん、第2ウェル領域36のp型不純物濃度は、ボディ領域17よりも低くてもよい。第2ウェル領域36のp型不純物濃度は、第1ウェル領域35のp型不純物濃度とほぼ等しいことが好ましい。
 複数の第2ウェル領域36は、隣り合うトレンチゲート構造20から間隔を空けて対応する第1トレンチソース構造25の壁面を被覆し、活性面8の表層部においてボディ領域17に電気的に接続されている。複数の第2ウェル領域36は、活性領域12および周縁領域14において対応する第1トレンチソース構造25の壁面を被覆し、第3接続面10Cおよび第4接続面10Dから露出している。
 複数の第2ウェル領域36は、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成され、第1半導体領域6の一部を挟んで第2半導体領域7に対向している。複数の第2ウェル領域36の底部は、複数の第1ウェル領域35の底部の深さ位置に対して第1半導体領域6の底部側に位置している。複数の第2ウェル領域36は、第1半導体領域6とpn接合部を形成している。
 半導体装置1は、周縁領域14において複数の第2トレンチソース構造30に沿う領域に形成されたp型の複数の第3ウェル領域37を含む。第3ウェル領域37は、この形態では、ボディ領域17よりも高いp型不純物濃度を有している。むろん、第3ウェル領域37のp型不純物濃度は、ボディ領域17よりも低くてもよい。第3ウェル領域37のp型不純物濃度は、第1ウェル領域35(第2ウェル領域36)のp型不純物濃度とほぼ等しいことが好ましい。
 複数の第3ウェル領域37は、隣り合うトレンチゲート構造20および第1トレンチソース構造25から間隔を空けて対応する第2トレンチソース構造30の壁面を被覆し、活性面8の表層部においてボディ領域17に電気的に接続されている。むろん、第3ウェル領域37は、トレンチゲート構造20および第2トレンチソース構造30の間の領域において第1ウェル領域35と一体化していてもよい。複数の第3ウェル領域37は、第3接続面10Cから露出している。
 複数の第3ウェル領域37は、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成され、第1半導体領域6の一部を挟んで第2半導体領域7に対向している。複数の第3ウェル領域37の底部は、複数の第1ウェル領域35の底部の深さ位置に対して第1半導体領域6の底部側に位置している。複数の第3ウェル領域37の底部は、複数の第2ウェル領域36の底部とほぼ等しい深さに形成されている。複数の第3ウェル領域37は、第1半導体領域6とpn接合部を形成している。
 半導体装置1は、活性領域12において複数の第1トレンチソース構造25に沿う領域に形成されたp型の複数の第1コンタクト領域38を含む。第1コンタクト領域38は、ボディ領域17よりも高いp型不純物濃度を有している。第1コンタクト領域38のp型不純物濃度は、この形態では、第2ウェル領域36よりも高い。
 複数の第1コンタクト領域38は、対応する第2ウェル領域36内において対応する第1トレンチソース構造25の壁面を被覆している。複数の第1コンタクト領域38は、各第1トレンチソース構造25に対して1対多の対応関係で形成されている。複数の第1コンタクト領域38は、対応する第1トレンチソース構造25に沿って間隔を空けて形成されている。
 複数の第1コンタクト領域38は、対応する第2ウェル領域36内から対応する第1トレンチソース構造25の壁面に沿ってボディ領域17の表層部に引き出され、活性面8から露出している。複数の第1コンタクト領域38は、活性領域12に形成され、周縁領域14には形成されていない。つまり、複数の第1コンタクト領域38は、第2方向Yにトレンチゲート構造20に対向し、第2方向Yに第2トレンチソース構造30に対向していない。第1コンタクト領域38は、第3ウェル領域37内に形成されていない。
 複数の第1コンタクト領域38は、この形態では、平面視において第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成されている。複数の第1コンタクト領域38の第1方向Xの長さは、前述の第2幅W2以上であることが好ましい。複数の第1コンタクト領域38の長さは、第1方向Xに隣り合う2つの第1コンタクト領域38の間の距離よりも大きいことが好ましい。
 1つの第1トレンチソース構造25に沿う複数の第1コンタクト領域38は、他の第1トレンチソース構造25に沿う複数の第1コンタクト領域38に第2方向Yに対向している。つまり、複数の第1コンタクト領域38は、この形態では、平面視において全体として第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。
 1つの第1トレンチソース構造25に沿う複数の第1コンタクト領域38は、他の第1トレンチソース構造25に沿う複数の第1コンタクト領域38の間の領域に第2方向Yに対向するように第1方向Xにずれて配列されていてもよい。つまり、複数の第1コンタクト領域38は、平面視において全体として第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てもよい。
 半導体装置1は、活性領域12において第1主面3(活性面8)の上で複数のトレンチゲート構造20の端部をそれぞれ被覆する複数のゲート接続電極膜39を含む。複数のゲート接続電極膜39は、具体的には、主面絶縁膜16の上に配置されている。複数のゲート接続電極膜39は、複数のトレンチゲート構造20の内方部、複数の第1トレンチソース構造25および複数の第2トレンチソース構造30から間隔を空けて対応するトレンチゲート構造20の端部をそれぞれ被覆している。
 複数のゲート接続電極膜39は、平面視において第2方向Yに複数の第1トレンチソース構造25と交互に配列されている。複数のゲート接続電極膜39は、この形態では、第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成されている。複数のゲート接続電極膜39は、平面視において第2方向Yに複数の第2トレンチソース構造30に対向していない。以下、1つのゲート接続電極膜39が説明される。
 ゲート接続電極膜39は、対応するトレンチゲート構造20を被覆する部分において対応するゲート埋設電極23に接続されている。ゲート接続電極膜39は、この形態では、対応するゲート埋設電極23と一体的に形成されている。つまり、ゲート接続電極膜39は、ゲート埋設電極23の一部が活性面8(主面絶縁膜16)の上に膜状に引き出された部分からなる。むろん、ゲート接続電極膜39は、ゲート埋設電極23とは別体的に形成されていてもよい。
 ゲート接続電極膜39は、活性面8に沿って延びる電極面39aを有している。ゲート接続電極膜39は、この形態では、断面視において活性面8から電極面39aに向けて先細り形状(四角錐台状)に形成されている。電極面39aは、第2方向Yに関してトレンチゲート構造20よりも幅広に形成されていることが好ましい。つまり、電極面39aは、法線方向Zにトレンチゲート構造20に対向する部分、および、法線方向Zにトレンチゲート構造20外の領域(つまり主面絶縁膜16)に対向する部分を有していることが好ましい。
 ゲート接続電極膜39は、この形態では、導電性ポリシリコンを含む。ゲート接続電極膜39は、電極厚さTEを有している。電極厚さTEは、前述の第1幅W1(第2幅W2)の0.5倍以上であることが好ましい。電極厚さTEは、前述の外周深さDO以下であることが好ましい。電極厚さTEは、前述の第2深さD2以下であることが好ましい。電極厚さTEは、第2深さD2(外周深さDO)未満であること特に好ましい。
 電極厚さTEは、前述の第1深さD1以下であることが好ましい。電極厚さTEは、第1深さD1未満であることが特に好ましい。電極厚さTEは、0.05μm以上2.5μm以下であってもよい。電極厚さTEは、0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。むろん、電極厚さTEは、第1深さD1よりも大きくてもよい。また、電極厚さTEは、外周深さDO(第2深さD2)以上であってもよい。
 図13は、終端領域15(第1終端領域15A)のレイアウトを示す拡大平面図である。図14は、ゲート抵抗40のレイアウトを示す拡大平面図である。図15は、ゲート抵抗40の内方部を示す拡大平面図である。図16は、ゲート抵抗40の周縁部を示す拡大平面図である。
 図17は、図15に示すXVII-XVII線に沿う断面図である。図18は、図15に示すXVIII-XVIII線に沿う断面図である。図19は、図16に示すXIX-XIX線に沿う断面図である。図20は、図16に示すXX-XX線に沿う断面図である。図21は、図16に示すXXI-XXI線に沿う断面図である。図22は、図16に示すXXII-XXII線に沿う断面図である。図23は、ゲート抵抗40の一要部を示す拡大平面図である。
 図13~図23を参照して、半導体装置1は、第1終端領域15Aにおいて第1主面3(活性面8)に形成されたゲート抵抗40を含む。ゲート抵抗40は、MISFETのゲート(トレンチゲート構造20)に電気的に接続される抵抗としてチップ2(第1終端領域15A)に組み込まれている。
 ゲート抵抗40は、活性領域12に対して第1側面5A側(第1接続面10A側)の領域に配置され、第2方向Yに活性領域12に対向している。ゲート抵抗40は、第2方向Yに周縁領域14に対向しないように周縁領域14から第1方向Xに間隔を空けて配置されている。ゲート抵抗40は、この形態では、第1側面5A(第1接続面10A)の中央部および活性領域12の間に配置されている。
 ゲート抵抗40は、第1終端領域15Aにおいて第1主面3(活性面8)に形成された少なくとも1つ(この形態では複数)のトレンチ抵抗構造41を含む。複数のトレンチ抵抗構造41には第1電位としてのゲート電位VGが付与されるが、複数のトレンチ抵抗構造41はチャネルの制御には寄与しない。
 複数のトレンチ抵抗構造41は、第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成され、第2方向Yに間隔を空けて配列されている。複数のトレンチ抵抗構造41は、第1半導体領域6に至るようにボディ領域17を貫通している。複数のトレンチ抵抗構造41は、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成されている。
 複数のトレンチ抵抗構造41は、この形態では、複数の第1トレンチ抵抗構造42および複数の第2トレンチ抵抗構造43を含む。複数の第1トレンチ抵抗構造42は、第1終端領域15Aにおいて活性面8の周縁から間隔を空けて活性面8に形成されている。複数の第1トレンチ抵抗構造42は、第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成され、第2方向Yに間隔を空けて配列されている。
 複数の第1トレンチ抵抗構造42は、第2方向Yに第1トレンチソース構造25に対向している。複数の第1トレンチ抵抗構造42は、第2方向Yに第2トレンチソース構造30に対向しないように第2トレンチソース構造30から第1方向Xに間隔を空けて配置されている。複数の第1トレンチ抵抗構造42は、第1半導体領域6に至るようにボディ領域17を貫通している。複数の第1トレンチ抵抗構造42は、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成されている。
 以下、1つの第1トレンチ抵抗構造42が説明される。第1トレンチ抵抗構造42は、第1方向Xに第1抵抗長L1を有している。第1抵抗長L1は、任意であり、達成すべき抵抗値に応じて適宜調整される。第1トレンチ抵抗構造42は、第2方向Yに第4幅W4を有し、法線方向Zに第4深さD4を有している。第4幅W4は、前述の第1幅W1とほぼ等しいことが好ましい。第4幅W4は、0.1μm以上3μm以下であってもよい。第4幅W4は、0.5μm以上2μm以下であることが好ましい。
 第4深さD4は、前述の第2深さD2未満である。第4深さD4は、前述の外周深さDO未満である。第4深さD4は、前述の第1深さD1とほぼ等しいことが好ましい。第4深さD4は、0.1μm以上3μm以下であってもよい。第4深さD4は、0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。
 活性領域12側の最外の第1トレンチ抵抗構造42は、この形態では、第2方向Yに最外の第1トレンチソース構造25に隣り合うように最外の第1トレンチソース構造25から前述の第1間隔I1を空けて配置されている。最外の第1トレンチ抵抗構造42は、この形態では、第2方向Yに最外の第2トレンチソース構造30に対向しないように最外の第2トレンチソース構造30から第1方向Xに間隔を空けて配置されている。
 第1トレンチ抵抗構造42は、第1トレンチ44、第1絶縁膜45および第1埋設電極46を含む。第1埋設電極46は、「第1埋設抵抗」と称されてもよい。第1トレンチ44は、活性面8に形成され、第1トレンチ抵抗構造42の壁面を区画している。第1絶縁膜45は、第1トレンチ44の壁面を被覆し、活性面8において主面絶縁膜16に接続されている。第1絶縁膜45は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および酸窒化シリコン膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。
 第1絶縁膜45は、この形態では、酸化シリコン膜からなる単層構造を有している。第1絶縁膜45は、チップ2の酸化物からなる酸化シリコン膜を含むことが特に好ましい。第1埋設電極46は、第1絶縁膜45を挟んで第1トレンチ44に埋設されている。第1埋設電極46は、導電性ポリシリコンを含んでいてもよい。
 複数の第2トレンチ抵抗構造43は、第1終端領域15Aにおいて活性面8の周縁から間隔を空けて活性面8に形成されている。複数の第2トレンチ抵抗構造43は、隣り合う2つの第1トレンチ抵抗構造42の間の領域にそれぞれ配置されている。複数の第2トレンチ抵抗構造43は、第2方向Yに複数の第1トレンチ抵抗構造42と交互に配列されている。複数の第2トレンチ抵抗構造43は、平面視において第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成されている。
 複数の第2トレンチ抵抗構造43は、第2方向Yにトレンチゲート構造20および第1トレンチソース構造25に対向している。複数の第2トレンチ抵抗構造43は、第2方向Yに第2トレンチソース構造30に対向しないように第2トレンチソース構造30から第1方向Xに間隔を空けて配置されている。複数の第2トレンチ抵抗構造43は、第1半導体領域6に至るようにボディ領域17を貫通している。複数の第2トレンチ抵抗構造43は、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成されている。
 以下、1つの第2トレンチ抵抗構造43が説明される。第2トレンチ抵抗構造43は、第1方向Xに第2抵抗長L2を有している。第2抵抗長L2は、任意であり、達成すべき抵抗値に応じて適宜調整される。第2抵抗長L2は、この形態では、前述の第1抵抗長L1未満である。つまり、第2トレンチ抵抗構造43の両端部は、第1トレンチ抵抗構造42の両端部よりも内方にセットバックされている。むろん、第2抵抗長L2は、第1抵抗長L1とほぼ等しくてもよい。また、第2抵抗長L2は、第1抵抗長L1よりも大きくてもよい。
 第2トレンチ抵抗構造43は、第2方向Yに第5幅W5を有し、法線方向Zに第5深さD5を有している。第5幅W5は、前述の第4幅W4とほぼ等しいことが好ましい。第5幅W5は、前述の第2幅W2(第1幅W1)とほぼ等しいことが好ましい。第5幅W5は、0.1μm以上3μm以下であってもよい。第5幅W5は、0.5μm以上2μm以下であることが好ましい。
 第5深さD5は、前述の第4深さD4(第1深さD1)以上である。第5深さD5は、この形態では、第4深さD4(第1深さD1)よりも大きい。第5深さD5は、第4深さD4(第1深さD1)の1.5倍以上3倍以下であることが好ましい。第5深さD5は、前述の第2深さD2とほぼ等しいことが好ましい。第5深さD5は、前述の外周深さDOとほぼ等しい。第5深さD5は、0.1μm以上5μm以下であってもよい。第5深さD5は、2.5μm以下であることが特に好ましい。
 第2トレンチ抵抗構造43は、第2方向Yに第1トレンチ抵抗構造42から第4間隔I4を空けて配置されている。第4間隔I4は、第4幅W4(第5幅W5)の0.5倍以上2倍以下であることが好ましい。第4間隔I4は、第4幅W4(第5幅W5)未満であることが特に好ましい。第4間隔I4は、前述の第1間隔I1とほぼ等しいことが好ましい。第4間隔I4は、0.1μm以上2.5μm以下であってもよい。第4間隔I4は、0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。
 第2トレンチ抵抗構造43は、第2トレンチ47、第2絶縁膜48および第2埋設電極49を含む。第2埋設電極49は、「第1埋設抵抗」と称されてもよい。第2トレンチ47は、活性面8に形成され、第2トレンチ抵抗構造43の壁面を区画している。第2絶縁膜48は、第2トレンチ47の壁面を被覆し、活性面8において主面絶縁膜16に接続されている。第2絶縁膜48は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および酸窒化シリコン膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。
 第2絶縁膜48は、この形態では、酸化シリコン膜からなる単層構造を有している。第2絶縁膜48は、チップ2の酸化物からなる酸化シリコン膜を含むことが特に好ましい。第2埋設電極49は、第2絶縁膜48を挟んで第2トレンチ47に埋設されている。第2埋設電極49は、導電性ポリシリコンを含んでいてもよい。
 ゲート抵抗40は、第1主面3(活性面8)の上において少なくとも1つ(この形態では複数)のトレンチ抵抗構造41を被覆する抵抗膜50を含む。抵抗膜50は、導電性ポリシリコン膜および合金結晶膜のうちの少なくとも1つを含む。合金結晶膜は、金属元素および非金属元素によって構成された合金結晶を含む。合金結晶膜は、CrSi膜、CrSiN膜、CrSiO膜、TaN膜およびTiN膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。抵抗膜50は、この形態では、導電性ポリシリコンを含む。
 抵抗膜50は、主面絶縁膜16の上に配置され、活性面8を被覆する部分および複数のトレンチ抵抗構造41を被覆する部分を有している。抵抗膜50は、この形態では、複数のトレンチ抵抗構造41の短手方向(第2方向Y)に関して全てのトレンチ抵抗構造41を被覆している。抵抗膜50は、複数のトレンチ抵抗構造41を被覆する部分において第1埋設電極46および第2埋設電極49に接続されている。
 抵抗膜50は、この形態では、第1埋設電極46および第2埋設電極49と一体的に形成されている。つまり、抵抗膜50は、第1埋設電極46の一部および第2埋設電極49の一部が活性面8(主面絶縁膜16)の上に膜状に引き出された部分からなる。むろん、抵抗膜50は、第1埋設電極46および第2埋設電極49とは別体的に形成されていてもよい。
 抵抗膜50は、第2方向Yにトレンチゲート構造20および第1トレンチソース構造25に対向している。抵抗膜50は、第2方向Yに第2トレンチソース構造30に対向しないように第2トレンチソース構造30から第1方向Xに間隔を空けて配置されている。抵抗膜50は、この形態では、平面視において第1方向Xに延びる帯状に形成されている。抵抗膜50の平面形状は任意であり、達成すべき抵抗値に応じて適宜調整される。
 抵抗膜50は、第1方向Xに第1トレンチ抵抗構造42の第1抵抗長L1および第2トレンチ抵抗構造43の第2抵抗長L2よりも短い第3抵抗長L3を有していることが好ましい。この場合、抵抗膜50は、複数のトレンチ抵抗構造41の長手方向(第1方向X)に関して、複数のトレンチ抵抗構造41の両端部から内方に間隔を空けて複数のトレンチ抵抗構造41の内方部を被覆していることが好ましい。つまり、抵抗膜50は、複数の第1トレンチ抵抗構造42の両端部および複数の第2トレンチ抵抗構造43の両端部を露出させていることが好ましい。
 抵抗膜50を複数のトレンチ抵抗構造41の両端部に対して内方側にセットバックさせることにより、複数のトレンチ抵抗構造41の両端部よりも活性面8の周縁側の領域において抵抗膜50が第1主面3に対向することを抑制できる。したがって、複数のトレンチ抵抗構造41の両端部外の領域において、第1主面3および抵抗膜50の間に不所望な電位差(電界)が形成されることが抑制される。
 むろん、抵抗膜50は、複数のトレンチ抵抗構造41の全域を被覆していてもよい。つまり、第3抵抗長L3は、第1抵抗長L1よりも大きくてもよい。また、抵抗膜50は、複数の第1トレンチ抵抗構造42の両端部を露出させ、複数の第2トレンチ抵抗構造43の両端部を被覆していてもよい。つまり、第3抵抗長L3は、第1抵抗長L1よりも小さく、第2抵抗長L2よりも大きくてもよい。
 抵抗膜50は、法線方向Zに抵抗厚さTRを有している。抵抗厚さTRは、達成すべき抵抗値に応じて適宜調整される。つまり、抵抗膜50の抵抗値は、抵抗厚さTRの増減および第3抵抗長L3の増減によって調節される。抵抗厚さTRは、前述の第4幅W4(第5幅W5)の0.5倍以上であることが好ましい。
 この条件を満たす抵抗厚さTRによれば、CVD法によって第1トレンチ44および第2トレンチ47を埋めて第1主面3(活性面8)を被覆する導電性ポリシリコン膜を形成する場合、当該導電性ポリシリコン膜の一部を利用して第1埋設電極46、第2埋設電極49および抵抗膜50を形成できる。抵抗厚さTRは、前述の外周深さDO以下であることが好ましい。抵抗厚さTRは、前述の第5深さD5(第2深さD2)以下であることが好ましい。
 抵抗厚さTRは、第5深さD5未満であること特に好ましい。抵抗厚さTRは、前述の第4深さD4(第1深さD1)以下であることが好ましい。抵抗厚さTRは、第4深さD4未満であることが特に好ましい。抵抗厚さTRは、前述の電極厚さTE未満であってもよい。抵抗厚さTRは、電極厚さTEよりも大きくてもよい。抵抗厚さTRは、電極厚さTEとほぼ等しくてもよい。抵抗厚さTRは、0.05μm以上2.5μm以下であってもよい。抵抗厚さTRは、0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。
 むろん、抵抗厚さTRは、第4深さD4よりも大きくてもよい。また、抵抗厚さTRは、外周深さDO(第5深さD5)以上であってもよい。また、抵抗膜50が合金結晶膜からなる場合、抵抗厚さTRは第4深さD4未満であってもよい。この場合、抵抗厚さTRは、0.1nm以上100nm以下であってもよい。
 図13~図23を参照して、半導体装置1は、第1終端領域15Aにおいて第1主面3(活性面8)に形成されたダミー構造55を含む。ダミー構造55は、ゲート抵抗40の近傍における局所的な電界集中を緩和し、耐圧(たとえばブレークダウン電圧)を向上させることを1つの目的として活性面8(第1終端領域15A)に組み込まれている。ダミー構造55の有無は任意であり、ダミー構造55を備えない形態が採用されてもよい。
 ダミー構造55は、第1ダミー構造56および第2ダミー構造57を含む。第1ダミー構造56は、ゲート抵抗40に対して第3側面5C側(第3接続面10C側)の領域に配置されている。第1ダミー構造56は、第1方向Xにゲート抵抗40に対向し、第2方向Yに活性領域12および第1周縁領域14Aに対向している。第2ダミー構造57は、ゲート抵抗40に対して第4側面5D側(第4接続面10D側)の領域に配置されている。
 第2ダミー構造57は、第1方向Xにゲート抵抗40を挟んで第1ダミー構造56に対向し、第2方向Yに活性領域12および第2周縁領域14Bに対向している。第2ダミー構造57のレイアウトは第1ダミー構造56のレイアウトとほぼ同様であるため、以下では第1ダミー構造56の構成が説明される。第2ダミー構造57のレイアウトは、以下の説明において「第3接続面10C」を「第4接続面10D」に置き換えることによって得られる。
 第1ダミー構造56は、第1終端領域15Aにおいて第1主面3(活性面8)に形成された少なくとも1つ(この形態では複数)のダミートレンチ構造60を含む。複数のダミートレンチ構造60には、第2電位としてのソース電位VSが付与される。複数のダミートレンチ構造60は、第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成され、第2方向Yに間隔を空けて配列されている。
 複数のダミートレンチ構造60は、第1方向Xに複数のトレンチ抵抗構造41に1対1の対応関係で対向している。複数のダミートレンチ構造60は、第2方向Yに第1トレンチソース構造25および第2トレンチソース構造30に対向している。複数のダミートレンチ構造60は、第1半導体領域6に至るようにボディ領域17を貫通している。複数のダミートレンチ構造60は、この形態では、第3接続面10Cを貫通し、第3接続面10Cから露出している。複数のトレンチゲート構造20は、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成されている。
 複数のダミートレンチ構造60は、この形態では、複数の第1ダミートレンチ構造61および複数の第2ダミートレンチ構造62を含む。複数の第1ダミートレンチ構造61は、活性面8の周縁および複数の第1トレンチ抵抗構造42の間の領域に配置されている。複数の第1ダミートレンチ構造61は、第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成され、第2方向Yに間隔を空けて配列されている。
 複数の第1ダミートレンチ構造61は、第1方向Xに複数の第1トレンチ抵抗構造42に1対1の対応関係で対向している。つまり、ゲート電位VGが印加される第1トレンチ抵抗構造42およびソース電位VSが印加される第1ダミートレンチ構造61が第1方向Xに対向している。複数の第1ダミートレンチ構造61は、第2方向Yに第1トレンチソース構造25および第2トレンチソース構造30に対向している。
 複数の第1ダミートレンチ構造61は、この形態では、第3接続面10Cを貫通し、第3接続面10Cから露出している。複数の第1ダミートレンチ構造61は、第1半導体領域6に至るようにボディ領域17を貫通している。複数の第1ダミートレンチ構造61は、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成されている。
 以下、1つの第1ダミートレンチ構造61が説明される。第1ダミートレンチ構造61は、第2方向Yに第6幅W6を有し、法線方向Zに第6深さD6を有している。第6幅W6は、前述の第4幅W4とほぼ等しいことが好ましい。第6幅W6は、前述の第1幅W1とほぼ等しいことが好ましい。第6幅W6は、0.1μm以上3μm以下であってもよい。第6幅W6は、0.5μm以上2μm以下であることが好ましい。
 第6深さD6は、前述の第5深さD5(第2深さD2)未満である。第6深さD6は、前述の外周深さDO未満である。第6深さD6は、前述の第4深さD4(第1深さD1)とほぼ等しいことが好ましい。第6深さD6は、0.1μm以上3μm以下であってもよい。第6深さD6は、0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。
 第1ダミートレンチ構造61は、第1方向Xに第1トレンチ抵抗構造42から第5間隔I5を空けて配置されている。第5間隔I5は、第4幅W4(第6幅W6)の0.5倍以上2倍以下であることが好ましい。第5間隔I5は、前述の第4間隔I4の0.5倍以上2倍以下であることが好ましい。第5間隔I5は、第4間隔I4の1.5倍以下であることが特に好ましい。第5間隔I5は、第4間隔I4とほぼ等しくてもよい。第5間隔I5は、0.1μm以上2.5μm以下であってもよい。第5間隔I5は、0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。
 活性領域12側の最外の第1ダミートレンチ構造61は、この形態では、第2方向Yに最外の第1トレンチソース構造25に隣り合うように最外の第1トレンチソース構造25から前述の第1間隔I1を空けて配置されている。
 第1ダミートレンチ構造61は、第1ダミートレンチ63、第1ダミー絶縁膜64および第1ダミー埋設電極65を含む。第1ダミートレンチ63は、活性面8に形成され、第1ダミートレンチ構造61の壁面を区画している。第1ダミートレンチ63の側壁および底壁は、第3接続面10Cに連通している。
 第1ダミー絶縁膜64は、第1ダミートレンチ63の壁面を被覆し、活性面8において主面絶縁膜16に接続されている。第1ダミー絶縁膜64は、第3接続面10Cの連通部において主面絶縁膜16に接続されている。第1ダミー絶縁膜64は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および酸窒化シリコン膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。
 第1ダミー絶縁膜64は、この形態では、酸化シリコン膜からなる単層構造を有している。第1ダミー絶縁膜64は、チップ2の酸化物からなる酸化シリコン膜を含むことが特に好ましい。第1ダミー埋設電極65は、第1ダミー絶縁膜64を挟んで第1ダミートレンチ63に埋設されている。第1ダミー埋設電極65は、導電性ポリシリコンを含んでいてもよい。
 複数の第2ダミートレンチ構造62は、活性面8の周縁および複数の第2トレンチ抵抗構造43の間の領域に配置されている。複数の第2ダミートレンチ構造62は、第2方向Yに隣り合う2つの第1ダミートレンチ構造61の間の領域に配置されている。複数の第2ダミートレンチ構造62は、第2方向Yに複数の第1ダミートレンチ構造61と交互に配列され、第1方向Xに複数の第2トレンチ抵抗構造43に1対1の対応関係で対向している。
 つまり、ゲート電位VGが印加される第2トレンチ抵抗構造43およびソース電位VSが印加される第2ダミートレンチ構造62が第1方向Xに対向している。複数の第2ダミートレンチ構造62は、平面視において第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成されている。
 複数の第2ダミートレンチ構造62は、第2方向Yに第1トレンチソース構造25および第2トレンチソース構造30に対向している。複数の第2ダミートレンチ構造62は、複数の第1トレンチ抵抗構造42の端部に対して複数の第2トレンチ抵抗構造43の端部側に引き出された部分を有している。
 具体的には、複数の第2ダミートレンチ構造62は、第1トレンチ抵抗構造42および第1ダミートレンチ構造61の間の領域に対して複数の第2トレンチ抵抗構造43の端部側に引き出されている。これにより、複数の第2ダミートレンチ構造62の端部は、第2方向Yに第1トレンチ抵抗構造42に対向している。つまり、複数の第2ダミートレンチ構造62は、第2方向Yに第1トレンチ抵抗構造42に対向する部分を有し、第2方向Yに第1ダミートレンチ構造61に対向する部分を有している。
 複数の第2ダミートレンチ構造62は、この形態では、第3接続面10Cを貫通し、第3接続面10Cから露出している。複数の第2ダミートレンチ構造62は、第1半導体領域6に至るようにボディ領域17を貫通している。複数の第2ダミートレンチ構造62は、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成されている。
 以下、1つの第2ダミートレンチ構造62が説明される。第2ダミートレンチ構造62は、第2方向Yに第7幅W7を有し、法線方向Zに第7深さD7を有している。第7幅W7は、前述の第5幅W5とほぼ等しいことが好ましい。第7幅W7は、前述の第2幅W2(第1幅W1)とほぼ等しいことが好ましい。第7幅W7は、0.1μm以上3μm以下であってもよい。第7幅W7は、0.5μm以上2μm以下であることが好ましい。
 第7深さD7は、前述の第6深さD6(第4深さD4)以上である。第7深さD7は、この形態では、第6深さD6(第4深さD4)よりも大きい。第7深さD7は、第6深さD6(第4深さD4)の1.5倍以上3倍以下であることが好ましい。第7深さD7は、前述の第5深さD5(第2深さD2)とほぼ等しいことが好ましい。第7深さD7は、この形態では、前述の外周深さDOとほぼ等しい。第7深さD7は、0.1μm以上5μm以下であってもよい。第7深さD7は、2.5μm以下であることが特に好ましい。
 第2ダミートレンチ構造62は、第2方向Yに第1ダミートレンチ構造61から第6間隔I6を空けて配置されている。第6間隔I6は、第6幅W6(第7幅W7)の0.5倍以上2倍以下であることが好ましい。第6間隔I6は、第6幅W6(第7幅W7)未満であることが特に好ましい。
 第6間隔I6は、前述の第4間隔I4とほぼ等しいことが好ましい。第6間隔I6は、前述の第1間隔I1とほぼ等しいことが好ましい。第6間隔I6は、0.1μm以上2.5μm以下であってもよい。第6間隔I6は、0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。
 第2ダミートレンチ構造62は、第1方向Xに第2トレンチ抵抗構造43から第7間隔I7を空けて配置されている。第7間隔I7は、第6幅W6(第7幅W7)の0.5倍以上2倍以下であることが好ましい。第7間隔I7は、第6幅W6(第7幅W7)の0.5倍以上2倍以下であることが好ましい。
 第7間隔I7は、第6間隔I6(第4間隔I4)の1.5倍以下であることが特に好ましい。第7間隔I7は、前述の第5間隔I5とほぼ等しいことが好ましい。第7間隔I7は、第6間隔I6(第4間隔I4)とほぼ等しくてもよい。第7間隔I7は、0.1μm以上2.5μm以下であってもよい。第7間隔I7は、0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。
 第2ダミートレンチ構造62は、第2ダミートレンチ66、第2ダミー絶縁膜67および第2ダミー埋設電極68を含む。第2ダミートレンチ66は、活性面8に形成され、第2ダミートレンチ構造62の壁面を区画している。第2ダミートレンチ66の側壁は、第3接続面10Cに連通している。また、第2ダミートレンチ66の底壁は、外周面9に連通している。
 第2ダミー絶縁膜67は、第2ダミートレンチ66の壁面を被覆し、活性面8において主面絶縁膜16に接続されている。第2ダミー絶縁膜67は、第3接続面10Cの連通部および外周面9の連通部において主面絶縁膜16に接続されている。第2ダミー絶縁膜67は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および酸窒化シリコン膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。
 第2ダミー絶縁膜67は、この形態では、酸化シリコン膜からなる単層構造を有している。第2ダミー絶縁膜67は、チップ2の酸化物からなる酸化シリコン膜を含むことが特に好ましい。第2ダミー埋設電極68は、第2ダミー絶縁膜67を挟んで第2ダミートレンチ66に埋設されている。第2ダミー埋設電極68は、導電性ポリシリコンを含んでいてもよい。
 図23を参照して、半導体装置1は、複数のメインメサ部70、複数の第1メサ部71および複数の第2メサ部72を含む。各メインメサ部70は、第1トレンチ抵抗構造42および第2トレンチ抵抗構造43の間の領域、ならびに、第1ダミートレンチ構造61および第2ダミートレンチ構造62の間の領域に区画されている。各メインメサ部70は、第1方向Xに帯状に延びている。各メインメサ部70の第2方向Yの幅は、前述の第4間隔I4および第6間隔I6によって規定される。
 各第1メサ部71は、第1トレンチ抵抗構造42および第1ダミートレンチ構造61の間の領域に区画され、メインメサ部70に接続されている。各第1メサ部71は、第1方向Xにゲート電位VGおよびソース電位VSの間の電圧降下が生じる領域である。各第1メサ部71の第1方向Xの幅は、前述の第5間隔I5によって規定される。
 各第1メサ部71は、この形態では、第2方向Yに第2ダミートレンチ構造62に対向し、第2方向Yに第2トレンチ抵抗構造43に対向しないように、第2トレンチ抵抗構造43の端部に対して第2ダミートレンチ構造62側にずれている。各第1メサ部71は、抵抗膜50の周縁から第1方向Xに間隔を空けて形成され、法線方向Zに抵抗膜50に対向していない。
 したがって、各第1メサ部71に対する抵抗膜50の電気的な干渉が抑制され、抵抗膜50に対する各第1メサ部71の電気的な干渉が抑制されている。むろん、複数のトレンチ抵抗構造41よりも幅広な抵抗膜50が形成された場合、各第1メサ部71は法線方向Zに抵抗膜50に対向していてもよい。
 各第1メサ部71は、平面視において1つのメインメサ部70とT字状のメサを区画している。別視点において、各第1メサ部71は、平面視において2つのメインメサ部70とH字状のメサを区画している。複数の第1メサ部71は、この形態では、第2方向Yに沿って同一直線上に形成されている。むろん、複数の第1メサ部71は、第2方向Yに沿って同一直線上に位置しないように第1方向Xに互いにずれて形成されていてもよい。
 各第2メサ部72は、第2トレンチ抵抗構造43および第2ダミートレンチ構造62の間の領域に区画され、メインメサ部70に接続されている。各第2メサ部72は、第1方向Xにゲート電位VGおよびソース電位VSの間の電圧降下が生じる領域である。各第2メサ部72の第1方向Xの幅は、前述の第7間隔I7によって規定される。
 各第2メサ部72は、第2方向Yに第1メサ部71に対向しないように、第1メサ部71から第1方向Xに間隔を空けて形成されている。各第2メサ部72は、この形態では、第2方向Yに第1トレンチ抵抗構造42に対向し、第2方向Yに第1ダミートレンチ構造61に対向しないように、第1ダミートレンチ構造61の端部に対して第1トレンチ抵抗構造42側にずれている。
 各第2メサ部72は、平面視において抵抗膜50の周縁から第1方向Xに間隔を空けて形成され、法線方向Zに抵抗膜50に対向していない。したがって、各第2メサ部72に対する抵抗膜50の電気的な干渉が抑制され、抵抗膜50に対する各第2メサ部72の電気的な干渉が抑制されている。むろん、複数のトレンチ抵抗構造41よりも幅広な抵抗膜50が形成された場合、各第2メサ部72は法線方向Zに抵抗膜50に対向していてもよい。
 各第2メサ部72は、平面視において1つのメインメサ部70とT字状のメサを区画している。別視点において、各第2メサ部72は、平面視において2つのメインメサ部70とH字状のメサを区画している。複数の第2メサ部72は、この形態では、第2方向Yに沿って同一直線上に形成されている。
 むろん、複数の第2メサ部72は、第2方向Yに沿って同一直線上に位置しないように第1方向Xに互いにずれて形成されていてもよい。この場合においても、複数の第2メサ部72は、第2方向Yに第1メサ部71に対向しないように、第1メサ部71から第1方向Xに間隔を空けて形成される。
 半導体装置1は、第1終端領域15Aにおいて複数の第1トレンチ抵抗構造42に沿う領域に形成されたp型の複数の第4ウェル領域75を含む。第4ウェル領域75は、この形態では、ボディ領域17よりも高いp型不純物濃度を有している。むろん、第4ウェル領域75のp型不純物濃度は、ボディ領域17よりも低くてもよい。第4ウェル領域75のp型不純物濃度は、第1ウェル領域35のp型不純物濃度とほぼ等しいことが好ましい。
 複数の第4ウェル領域75は、第2トレンチ抵抗構造43、第1ダミートレンチ構造61および第2ダミートレンチ構造62から間隔を空けて対応する第1トレンチ抵抗構造42の壁面を被覆し、活性面8の表層部においてボディ領域17に電気的に接続されている。
 各第4ウェル領域75は、各第1メサ部71内において各第1トレンチ抵抗構造42の壁面を被覆する部分を含み、第1方向Xに各第1ダミートレンチ構造61に対向している。各第4ウェル領域75は、この形態では、第2方向Yに第2トレンチ抵抗構造43に対向する部分を有し、第2方向Yに第2ダミートレンチ構造62に対向する部分を有している。
 複数の第4ウェル領域75は、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成され、第1半導体領域6の一部を挟んで第2半導体領域7に対向している。複数の第4ウェル領域75の底部は、複数の第2ウェル領域36の底部の深さ位置に対して活性面8側に位置している。複数の第4ウェル領域75の底部は、複数の第1ウェル領域35の底部とほぼ等しい深さに形成されている。複数の第4ウェル領域75は、第1半導体領域6とpn接合部を形成している。
 半導体装置1は、第1終端領域15Aにおいて複数の第2トレンチ抵抗構造43に沿う領域に形成されたp型の複数の第5ウェル領域76を含む。第5ウェル領域76は、この形態では、ボディ領域17よりも高いp型不純物濃度を有している。むろん、第5ウェル領域76のp型不純物濃度は、ボディ領域17よりも低くてもよい。第5ウェル領域76のp型不純物濃度は、複数の第4ウェル領域75(第2ウェル領域36)のp型不純物濃度とほぼ等しいことが好ましい。
 複数の第5ウェル領域76は、第1トレンチ抵抗構造42、第1ダミートレンチ構造61および第2ダミートレンチ構造62から間隔を空けて対応する第2トレンチ抵抗構造43の壁面を被覆し、活性面8の表層部においてボディ領域17に電気的に接続されている。各第5ウェル領域76は、各第2メサ部72内において各第2トレンチ抵抗構造43の壁面を被覆する部分を含み、第1方向Xに第2ダミートレンチ構造62に対向している。各第5ウェル領域76は、この形態では、第2方向Yに第1トレンチ抵抗構造42に対向し、第2方向Yに第1ダミートレンチ構造61に対向していない。
 複数の第5ウェル領域76は、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成され、第1半導体領域6の一部を挟んで第2半導体領域7に対向している。複数の第5ウェル領域76の底部は、複数の第4ウェル領域75(第1ウェル領域35)の底部の深さ位置に対して第1半導体領域6の底部側に位置している。複数の第5ウェル領域76の底部は、複数の第2ウェル領域36の底部とほぼ等しい深さに形成されている。複数の第5ウェル領域76は、第1半導体領域6とpn接合部を形成している。
 半導体装置1は、第1終端領域15Aにおいて複数の第1ダミートレンチ構造61に沿う領域に形成されたp型の複数の第6ウェル領域77を含む。第6ウェル領域77は、この形態では、ボディ領域17よりも高いp型不純物濃度を有している。むろん、第6ウェル領域77のp型不純物濃度は、ボディ領域17よりも低くてもよい。第6ウェル領域77のp型不純物濃度は、第4ウェル領域75(第1ウェル領域35)のp型不純物濃度とほぼ等しいことが好ましい。
 複数の第6ウェル領域77は、第1トレンチ抵抗構造42、第2トレンチ抵抗構造43および第2ダミートレンチ構造62から間隔を空けて対応する第1ダミートレンチ構造61の壁面を被覆し、活性面8の表層部においてボディ領域17に電気的に接続されている。各第6ウェル領域77は、各第1メサ部71内において各第1ダミートレンチ構造61の壁面を被覆する部分を含み、第1方向Xに第1トレンチ抵抗構造42に対向している。
 各第6ウェル領域77は、各第1メサ部71内において各第4ウェル領域75から間隔を空けて形成されていてもよいし、各第4ウェル領域75と一体化していてもよい。各第6ウェル領域77は、第2方向Yに第2ダミートレンチ構造62に対向し、第2方向Yに第2トレンチ抵抗構造43に対向していない。
 複数の第6ウェル領域77は、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成され、第1半導体領域6の一部を挟んで第2半導体領域7に対向している。複数の第6ウェル領域77の底部は、複数の第5ウェル領域76(第2ウェル領域36)の底部の深さ位置に対して活性面8側に位置している。複数の第6ウェル領域77の底部は、複数の第4ウェル領域75(第1ウェル領域35)の底部とほぼ等しい深さに形成されている。複数の第6ウェル領域77は、第1半導体領域6とpn接合部を形成している。
 半導体装置1は、第1終端領域15Aにおいて複数の第2ダミートレンチ構造62に沿う領域に形成されたp型の複数の第7ウェル領域78を含む。第7ウェル領域78は、この形態では、ボディ領域17よりも高いp型不純物濃度を有している。むろん、第7ウェル領域78のp型不純物濃度は、ボディ領域17よりも低くてもよい。第7ウェル領域78のp型不純物濃度は、第5ウェル領域76(第2ウェル領域36)のp型不純物濃度とほぼ等しいことが好ましい。
 複数の第7ウェル領域78は、第1トレンチ抵抗構造42、第2トレンチ抵抗構造43および第1ダミートレンチ構造61から間隔を空けて対応する第2ダミートレンチ構造62の壁面を被覆し、活性面8の表層部においてボディ領域17に電気的に接続されている。各第7ウェル領域78は、各第2メサ部72内において各第2ダミートレンチ構造62の壁面を被覆する部分を含み、第1方向Xに第2トレンチ抵抗構造43に対向している。
 各第7ウェル領域78は、各第2メサ部72内において各第5ウェル領域76から間隔を空けて形成されていてもよいし、各第5ウェル領域76と一体化していてもよい。各第7ウェル領域78は、第2方向Yに第1ダミートレンチ構造61に対向する部分を有し、第2方向Yに第1トレンチ抵抗構造42に対向する部分を有している。
 複数の第7ウェル領域78は、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成され、第1半導体領域6の一部を挟んで第2半導体領域7に対向している。複数の第7ウェル領域78の底部は、複数の第6ウェル領域77(第4ウェル領域75)の底部の深さ位置に対して第1半導体領域6の底部側に位置している。複数の第7ウェル領域78の底部は、複数の第5ウェル領域76(第2ウェル領域36)の底部とほぼ等しい深さに形成されている。複数の第7ウェル領域78は、第1半導体領域6とpn接合部を形成している。
 半導体装置1は、第1終端領域15Aにおいて複数の第2トレンチ抵抗構造43に沿う領域に形成されたp型の複数の第2コンタクト領域79を含む。第2コンタクト領域79は、ボディ領域17よりも高いp型不純物濃度を有している。第2コンタクト領域79のp型不純物濃度は、第5ウェル領域76よりも高い。第2コンタクト領域79のp型不純物濃度は、第1コンタクト領域38のp型不純物濃度とほぼ等しいことが好ましい。
 複数の第2コンタクト領域79は、対応する第5ウェル領域76内において対応する第2トレンチ抵抗構造43の壁面を被覆している。複数の第2コンタクト領域79は、各第2トレンチ抵抗構造43に対して1対多の対応関係で形成されている。複数の第2コンタクト領域79は、対応する第2トレンチ抵抗構造43に沿って間隔を空けて形成されている。複数の第2コンタクト領域79は、対応する第5ウェル領域76内から対応する第2トレンチ抵抗構造43の壁面に沿ってボディ領域17の表層部に引き出され、活性面8から露出している。
 複数の第2コンタクト領域79は、この形態では、平面視において第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成されている。複数の第2コンタクト領域79の第1方向Xの長さは、前述の第5幅W5以上であることが好ましい。複数の第2コンタクト領域79の長さは、第1方向Xに隣り合う2つの第2コンタクト領域79の間の距離よりも大きいことが好ましい。複数の第2コンタクト領域79の長さは、第1メサ部71および第2メサ部72の間の距離未満であることが好ましい。複数の第2コンタクト領域79の長さは、複数の第1コンタクト領域38の長さとほぼ等しいことが好ましい。
 複数の第2コンタクト領域79は、各第2トレンチ抵抗構造43の端部に沿う領域を被覆する最外の第2コンタクト領域79を含む。最外の第2コンタクト領域79は、第2メサ部72から間隔を空けて形成されていることが好ましい。つまり、最外の第2コンタクト領域79は、第2方向Yに第1トレンチ抵抗構造42に対向し、第2方向Yに第1ダミートレンチ構造61に対向していないことが好ましい。
 たとえば、第1方向Xに関して、第2メサ部72および最外の第2コンタクト領域79の間の距離は、第2コンタクト領域79の長さ未満であってもよい。第2メサ部72および最外の第2コンタクト領域79の間の距離は、前述の第5幅W5未満であってもよい。第2メサ部72および最外の第2コンタクト領域79の間の距離は、第2メサ部72の幅(第7間隔I7)未満であることが特に好ましい。
 1つの第2トレンチ抵抗構造43に沿う複数の第2コンタクト領域79は、他の第2トレンチ抵抗構造43に沿う複数の第2コンタクト領域79に第2方向Yに対向している。つまり、複数の第2コンタクト領域79は、この形態では、平面視において全体として第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。複数の第2コンタクト領域79は、第2方向Yに複数の第1コンタクト領域38に対向していてもよい。この場合、複数の第2コンタクト領域79は、複数の第1コンタクト領域38と共に行列状に配列されていてもよい。
 1つの第2トレンチ抵抗構造43に沿う複数の第2コンタクト領域79は、他の第2トレンチ抵抗構造43に沿う複数の第2コンタクト領域79の間の領域に第2方向Yに対向するように第1方向Xにずれて配列されていてもよい。つまり、複数の第2コンタクト領域79は、平面視において全体として第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てもよい。複数の第2コンタクト領域79は、第2方向Yに複数の第1コンタクト領域38の間の領域に対向していてもよい。この場合、複数の第2コンタクト領域79は、複数の第1コンタクト領域38と共に千鳥状に配列されていてもよい。
 半導体装置1は、第1終端領域15Aにおいて複数の第2ダミートレンチ構造62に沿う領域に形成されたp型の複数の第3コンタクト領域80を含む。第3コンタクト領域80は、ボディ領域17よりも高いp型不純物濃度を有している。第3コンタクト領域80のp型不純物濃度は、第7ウェル領域78よりも高い。第3コンタクト領域80のp型不純物濃度は、第2コンタクト領域79(第1コンタクト領域38)のp型不純物濃度とほぼ等しいことが好ましい。
 複数の第3コンタクト領域80は、対応する第7ウェル領域78内において対応する第2ダミートレンチ構造62の壁面を被覆している。複数の第3コンタクト領域80は、各第2ダミートレンチ構造62に対して1対多の対応関係で形成されている。複数の第3コンタクト領域80は、対応する第2ダミートレンチ構造62に沿って間隔を空けて形成されている。複数の第3コンタクト領域80は、対応する第7ウェル領域78内から対応する第2ダミートレンチ構造62の壁面に沿ってボディ領域17の表層部に引き出され、活性面8から露出している。
 複数の第3コンタクト領域80は、この形態では、平面視において第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成されている。複数の第3コンタクト領域80の第1方向Xの長さは、前述の第7幅W7以上であることが好ましい。複数の第3コンタクト領域80の長さは、第1方向Xに隣り合う2つの第3コンタクト領域80の間の距離よりも大きいことが好ましい。複数の第3コンタクト領域80の長さは、第1メサ部71および第2メサ部72の間の距離未満であることが好ましい。複数の第3コンタクト領域80の長さは、複数の第2コンタクト領域79(第1コンタクト領域38)の長さとほぼ等しいことが好ましい。
 複数の第3コンタクト領域80は、第1メサ部71に対して第3接続面10C側の領域において、第2方向Yに第1ダミートレンチ構造61に対向している。複数の第3コンタクト領域80は、互いに隣り合う2つの第3コンタクト領域80の間に第1メサ部71が位置するように各第2ダミートレンチ構造62に沿って間隔を空けて形成されている。複数の第3コンタクト領域80は、第1メサ部71に対向しないように第1メサ部71から第1方向Xに間隔を空けて形成されていることが好ましい。
 たとえば、第1方向Xに関して、第1メサ部71および第3コンタクト領域80の間の距離は、第3コンタクト領域80の長さ未満であることが好ましい。第1メサ部71および第3コンタクト領域80の間の距離は、前述の第7幅W7未満であることが好ましい。第1メサ部71および第3コンタクト領域80の間の距離は、第1メサ部71の幅(第5間隔I5)未満であることが特に好ましい。
 複数の第3コンタクト領域80は、第1メサ部71および第2メサ部72の間の範囲に形成された少なくとも1つ(この例では1つ)の最外の第3コンタクト領域80を含む。最外の第3コンタクト領域80は、第2方向Yに第1トレンチ抵抗構造42に対向している。最外の第3コンタクト領域80は、最外の第2コンタクト領域79と共に第2メサ部72を挟み込んでいる。
 最外の第3コンタクト領域80は、第1メサ部71および第2メサ部72から第1方向Xに間隔を空けて形成されていることが好ましい。つまり、最外の第3コンタクト領域80は、第2方向Yに第1トレンチ抵抗構造42に対向し、第2方向Yに第1ダミートレンチ構造61に対向していないことが好ましい。
 たとえば、第1方向Xに関して、第2メサ部72および第3コンタクト領域80の間の距離は、第3コンタクト領域80の長さ未満であることが好ましい。第2メサ部72および第3コンタクト領域80の間の距離は、前述の第7幅W7未満であることが好ましい。
 第2メサ部72および最外の第3コンタクト領域80の間の距離は、第2メサ部72の幅(第7間隔I7)未満であることが特に好ましい。第2メサ部72を挟んで隣り合う最外の第2コンタクト領域79および最外の第3コンタクト領域80の間の距離は、第1メサ部71を挟んで隣り合う2つの第3コンタクト領域80の間の距離とほぼ等しいことが好ましい。
 1つの第2ダミートレンチ構造62に沿う複数の第3コンタクト領域80は、他の第2ダミートレンチ構造62に沿う複数の第3コンタクト領域80に第2方向Yに対向している。つまり、複数の第3コンタクト領域80は、この形態では、平面視において全体として第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。この場合、複数の第3コンタクト領域80は、複数の第2コンタクト領域79と共に行列状に配列されていてもよい。また、複数の第3コンタクト領域80は、複数の第1コンタクト領域38と共に行列状に配列されていてもよい。
 1つの第2ダミートレンチ構造62に沿う複数の第3コンタクト領域80は、他の第2ダミートレンチ構造62に沿う複数の第3コンタクト領域80の間の領域に第2方向Yに対向するように第1方向Xにずれて配列されていてもよい。つまり、複数の第3コンタクト領域80は、平面視において全体として第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てもよい。この場合、複数の第3コンタクト領域80は、複数の第2コンタクト領域79と共に千鳥状に配列されていてもよい。また、複数の第3コンタクト領域80は、複数の第1コンタクト領域38と共に千鳥状に配列されていてもよい。
 図13を参照して、半導体装置1は、第1終端領域15Aにおいて第1主面3(活性面8)に形成された終端ダミー構造85を含む。終端ダミー構造85は、ゲート抵抗40の近傍における局所的な電界集中を緩和し、耐圧(たとえばブレークダウン電圧)を向上させることを1つの目的として活性面8(第1終端領域15A)に組み込まれている。終端ダミー構造85の有無は任意であり、終端ダミー構造85を備えない形態が採用されてもよい。
 終端ダミー構造85は、ゲート抵抗40に対して第1側面5A側(第1接続面10A側)の領域に配置されている。終端ダミー構造85は、活性面8の終縁部に形成されている。終端ダミー構造85は、第2方向Yにゲート抵抗40およびダミー構造55に対向している。終端ダミー構造85は、第2方向Yにゲート抵抗40を挟んで活性領域12に対向し、第2方向Yに第1ダミー構造56を挟んで第1周縁領域14Aに対向し、第2方向Yに第2ダミー構造57を挟んで第2周縁領域14Bに対向している。
 以下、図24~図26を参照して、終端ダミー構造85が具体的に説明される。図24は、終端ダミー構造85のレイアウトを示す拡大平面図である。図25は、終端ダミー構造85のレイアウトを示す更なる拡大平面図である。図26は、図25に示すXXVI-XXVI線に沿う断面図である。
 図24~図26を参照して、終端ダミー構造85は、第1終端領域15Aに形成された少なくとも1つ(この形態では複数)のトレンチ終端構造86を含む。複数のトレンチ終端構造86には、第2電位としてのソース電位VSが付与される。複数のトレンチ終端構造86は、第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成され、第2方向Yに間隔を空けて配列されている。複数のトレンチ終端構造86は、第2方向Yに第2トレンチ抵抗構造43および第2ダミートレンチ構造62に対向している。
 複数のトレンチ終端構造86は、第3接続面10Cおよび第4接続面10Dのうちの少なくとも一方から露出している。トレンチ終端構造86は、この形態では、第3接続面10Cおよび第4接続面10Dの双方を貫通し、第3接続面10Cおよび第4接続面10Dの双方から露出している。複数のトレンチ終端構造86は、第1半導体領域6に至るようにボディ領域17を貫通している。複数のトレンチ終端構造86は、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成されている。
 以下、1つのトレンチ終端構造86が説明される。トレンチ終端構造86は、第2方向Yに第8幅W8を有し、法線方向Zに第8深さD8を有している。第8幅W8は、前述の第5幅W5(第2幅W2)とほぼ等しいことが好ましい。第8幅W8は、0.1μm以上3μm以下であってもよい。第8幅W8は、0.5μm以上2μm以下であることが好ましい。
 第8深さD8は、前述の第4深さD4(第1深さD1)以上である。第8深さD8は、この形態では、第4深さD4(第1深さD1)よりも大きい。第8深さD8は、第4深さD4(第1深さD1)の1.5倍以上3倍以下であることが好ましい。第8深さD8は、この形態では、前述の第5深さD5(第2深さD2)とほぼ等しい。第8深さD8は、前述の外周深さDOとほぼ等しい。第8深さD8は、0.1μm以上5μm以下であってもよい。第8深さD8は、2.5μm以下であることが特に好ましい。
 複数のトレンチ終端構造86は、第2方向Yに互いに第8間隔I8を空けて配置されている。第8間隔I8は、第8幅W8の0.5倍以上2倍以下であることが好ましい。第8間隔I8は、第8幅W8未満であることが特に好ましい。第8幅W8は、前述の第4間隔I4(第1間隔I1)とほぼ等しいことが好ましい。第8幅W8は、0.1μm以上2.5μm以下であってもよい。第8幅W8は、0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。
 ゲート抵抗40側の最外のトレンチ終端構造86は、この形態では、第2方向Yに最外の第2トレンチ抵抗構造43に隣り合うように最外の第2トレンチ抵抗構造43から前述の第4間隔I4を空けて配置されている。また、最外のトレンチ終端構造86は、この形態では、第2方向Yに最外の第2ダミートレンチ構造62に隣り合うように最外の第2ダミートレンチ構造62から前述の第6間隔I6を空けて配置されている。
 トレンチ終端構造86は、終端トレンチ87、終端絶縁膜88および終端埋設電極89を含む。終端トレンチ87は、活性面8に形成され、トレンチ終端構造86の壁面を区画している。終端トレンチ87の側壁は、第3接続面10Cに連通している。終端トレンチ87の底壁は、外周面9に連通している。
 終端絶縁膜88は、終端トレンチ87の壁面を被覆し、活性面8において主面絶縁膜16に接続されている。終端絶縁膜88は、第3接続面10Cの連通部および外周面9の連通部において主面絶縁膜16に接続されている。終端絶縁膜88は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および酸窒化シリコン膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。
 終端絶縁膜88は、この形態では、酸化シリコン膜からなる単層構造を有している。終端絶縁膜88は、チップ2の酸化物からなる酸化シリコン膜を含むことが特に好ましい。終端埋設電極89は、終端絶縁膜88を挟んで終端トレンチ87に埋設されている。終端埋設電極89は、導電性ポリシリコンを含んでいてもよい。
 半導体装置1は、第1終端領域15Aにおいて複数のトレンチ終端構造86に沿う領域に形成されたp型の複数の第8ウェル領域90を含む。第8ウェル領域90は、この形態では、ボディ領域17よりも高いp型不純物濃度を有している。むろん、第8ウェル領域90のp型不純物濃度は、ボディ領域17よりも低くてもよい。第8ウェル領域90のp型不純物濃度は、第2ウェル領域36(第1ウェル領域35)のp型不純物濃度とほぼ等しいことが好ましい。
 複数の第8ウェル領域90は、隣り合うトレンチ終端構造86から間隔を空けて対応するトレンチ終端構造86の壁面を被覆し、活性面8の表層部においてボディ領域17に電気的に接続されている。複数の第8ウェル領域90は、平面視において対応するトレンチ終端構造86に沿って帯状に延び、第3接続面10Cおよび第4接続面10Dから露出している。
 複数の第8ウェル領域90は、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成され、第1半導体領域6の一部を挟んで第2半導体領域7に対向している。複数の第8ウェル領域90の底部は、複数の第1ウェル領域35の底部の深さ位置に対して第1半導体領域6の底部側に位置している。複数の第8ウェル領域90の底部は、複数の第2ウェル領域36の底部とほぼ等しい深さに形成されている。複数の第8ウェル領域90は、第1半導体領域6とpn接合部を形成している。
 図4を再度参照して、半導体装置1は、第2終端領域15Bにおいて第1主面3(活性面8)に形成されたダミー構造55および終端ダミー構造85を含む。半導体装置1は、第2終端領域15Bにおいてゲート抵抗40を含まない。第2終端領域15B側のダミー構造55は、活性領域12に対して第4側面5D側(第4接続面10D側)の領域に配置され、第2方向Yに活性領域12および周縁領域14に対向している。
 第2終端領域15B側のダミー構造55は、第1終端領域15A側の第1ダミー構造56と同様、複数のダミートレンチ構造60(複数の第1ダミートレンチ構造61および複数の第2ダミートレンチ構造62)を含む。第2終端領域15B側の複数のダミートレンチ構造60は、第3接続面10Cおよび第4接続面10Dの双方を貫通し、第3接続面10Cおよび第4接続面10Dの双方から露出している。その他、第2終端領域15B側のダミー構造55の構成は、第1終端領域15A側のダミー構造55(第1ダミー構造56)の構成と同様である。
 第2終端領域15B側の終端ダミー構造85は、第1終端領域15A側の終端ダミー構造85の構成と同様の構成を有している。第2終端領域15B側の終端ダミー構造85の他の説明については第1終端領域15A側の終端ダミー構造85の説明が適用される。
 具体的な図示は省略されるが、半導体装置1は、第2終端領域15Bにおいても複数の第6ウェル領域77、複数の第7ウェル領域78、複数の第2コンタクト領域79および複数の第8ウェル領域90を含む。第2終端領域15B側の第6ウェル領域77、第7ウェル領域78、第2コンタクト領域79および第8ウェル領域90の説明については、第1終端領域15A側の第6ウェル領域77、第7ウェル領域78、第2コンタクト領域79および第8ウェル領域90の説明が適用される。
 次に、図28の断面図を参照して、外周領域13の構造が説明される。図28を参照して、半導体装置1は、外周面9の表層部に形成されたp型のアウターウェル領域91を含む。アウターウェル領域91は、第1コンタクト領域38よりも低いp型不純物濃度を有している。
 アウターウェル領域91のp型不純物濃度は、この形態では、ボディ領域17よりも高い。むろん、アウターウェル領域91のp型不純物濃度は、ボディ領域17よりも低くてもよい。アウターウェル領域91は、第1ウェル領域35(第2ウェル領域36)とほぼ等しいp型不純物濃度を有していることが好ましい。
 アウターウェル領域91は、平面視において外周面9の周縁(第1~第4側面5A~5D)から活性面8側に間隔を空けて形成され、活性面8に沿って帯状に延びている。アウターウェル領域91は、この形態では、平面視において活性面8を取り囲む環状(具体的には四角環状)に形成されている。アウターウェル領域91は、外周面9の表層部から第1~第4接続面10A~10Dの表層部に向けて延び、第1~第4接続面10A~10Dを被覆している。
 アウターウェル領域91は、活性面8の表層部においてボディ領域17に電気的に接続されている。アウターウェル領域91は、第3接続面10C(第4接続面10D)および第1トレンチソース構造25の連通部において第2ウェル領域36に接続されている。アウターウェル領域91は、第3接続面10C(第4接続面10D)および第2トレンチソース構造30の連通部において第3ウェル領域37に接続されている。
 アウターウェル領域91は、第3接続面10C(第4接続面10D)および第1ダミートレンチ構造61の連通部において第6ウェル領域77に接続されている。アウターウェル領域91は、第3接続面10C(第4接続面10D)および第2ダミートレンチ構造62の連通部において第7ウェル領域78に接続されている。アウターウェル領域91は、第3接続面10C(第4接続面10D)およびトレンチ終端構造86の連通部において第8ウェル領域90に接続されている。
 アウターウェル領域91は、第1半導体領域6の底部から外周面9側に間隔を空けて形成され、第1半導体領域6の一部を挟んで第2半導体領域7に対向している。アウターウェル領域91は、第1トレンチソース構造25(第2トレンチ抵抗構造43)の底壁よりも第1半導体領域6の底部側に位置している。アウターウェル領域91の底部は、第1コンタクト領域38の底部よりも第1半導体領域6の底部側に位置している。アウターウェル領域91の底部は、第2ウェル領域36の底部とほぼ等しい深さ位置に形成されていることが好ましい。アウターウェル領域91は、第1半導体領域6とpn接合部を形成している。
 半導体装置1は、アウターウェル領域91の表層部に形成されたp型のアウターコンタクト領域92を含む。アウターコンタクト領域92は、ボディ領域17よりも高いp型不純物濃度を有している。アウターコンタクト領域92のp型不純物濃度は、アウターウェル領域91よりも高い。アウターコンタクト領域92のp型不純物濃度は、第1コンタクト領域38(第2コンタクト領域79)のp型不純物濃度とほぼ等しいことが好ましい。
 アウターコンタクト領域92は、平面視において活性面8の周縁(第1~第4接続面10A~10D)および外周面9の周縁(第1~第4側面5A~5D)から間隔を空けてアウターウェル領域91の表層部に形成され、活性面8に沿って延びる帯状に形成されている。アウターコンタクト領域92は、この形態では、平面視において活性面8を取り囲む環状(具体的には四角環状)に形成されている。
 アウターコンタクト領域92は、アウターウェル領域91の底部から外周面9側に間隔を空けて形成され、アウターウェル領域91の一部を挟んで第1半導体領域6に対向している。アウターコンタクト領域92は、第1トレンチソース構造25(第2トレンチ抵抗構造43)の底壁よりも第1半導体領域6の底部側に位置している。アウターコンタクト領域92の底部は、第1コンタクト領域38(第2コンタクト領域79)の底部とほぼ等しい深さ位置に形成されていることが好ましい。
 半導体装置1は、外周面9の表層部において外周面9の周縁およびアウターウェル領域91の間の領域に形成された少なくとも1つ(好ましくは2個以上20個以下)のp型のフィールド領域93を含む。半導体装置1は、この形態では、4個のフィールド領域93を含む。複数のフィールド領域93は、電気的に浮遊状態に形成され、外周面9においてチップ2内の電界を緩和する。
 フィールド領域93の個数、幅、深さ、p型不純物濃度等は任意であり、緩和すべき電界に応じて種々の値を取り得る。フィールド領域93は、アウターコンタクト領域92よりも低いp型不純物濃度を有していてもよい。フィールド領域93は、アウターウェル領域91よりも高いp型不純物濃度を有していてもよい。フィールド領域93は、アウターウェル領域91よりも低いp型不純物濃度を有していてもよい。
 複数のフィールド領域93は、アウターウェル領域91側から外周面9の周縁側に間隔を空けて配列されている。複数のフィールド領域93は、平面視において活性面8に沿って延びる帯状に形成されている。複数のフィールド領域93は、この形態では、平面視において活性面8を取り囲む環状(具体的には四角環状)に形成されている。
 複数のフィールド領域93は、第1半導体領域6の底部から外周面9側に間隔を空けて形成され、第1半導体領域6の一部を挟んで第2半導体領域7に対向している。複数のフィールド領域93は、第1トレンチソース構造25の底壁よりも第1半導体領域6の底部側に位置している。複数のフィールド領域93の底部は、第1コンタクト領域38の底部よりも第1半導体領域6の底部側に位置している。複数のフィールド領域93の底部は、第2ウェル領域36の底部とほぼ等しい深さ位置に形成されていてもよい。
 半導体装置1は、第1~第4接続面10A~10Dのうちの少なくとも1つを被覆するように外周面9の上に形成されたサイドウォール配線95を含む。サイドウォール配線95は、具体的には、主面絶縁膜16の上に配置されている。サイドウォール配線95は、活性面8および外周面9の間に形成された段差を緩和するサイドウォール構造としても機能する。
 サイドウォール配線95は、少なくとも第3接続面10Cおよび第4接続面10Dのいずれか一方に沿って延びる帯状に形成されていることが好ましい。サイドウォール配線95は、この形態では、平面視において活性面8を取り囲むように第1~第4接続面10A~10Dに沿って延びる環状(具体的には四角環状)に形成されている。サイドウォール配線95のうち活性面8の四隅を被覆する部分は、外周面9側に向かう湾曲状に形成されている。
 サイドウォール配線95は、外周面9に沿って膜状に延びる部分、および、第1~第4接続面10A~10Dに沿って膜状に延びる部分を含む。サイドウォール配線95のうち外周面9の上に位置する部分は、活性面8に対して外周面9側の領域において外周面9を被覆していてもよい。サイドウォール配線95のうち外周面9の上に位置する部分は、活性台地11の厚さ(外周深さDO)未満の厚さを有していてもよい。
 サイドウォール配線95は、外周面9において主面絶縁膜16を挟んでアウターウェル領域91に対向している。サイドウォール配線95は、主面絶縁膜16を挟んでアウターコンタクト領域92に対向していてもよい。サイドウォール配線95は、この形態では、平面視においてフィールド領域93から活性面8側に間隔を空けて形成されている。
 サイドウォール配線95は、第1~第4接続面10A~10Dにおいて主面絶縁膜16を挟んで第2ウェル領域36、第3ウェル領域37、第6ウェル領域77、第7ウェル領域78、第8ウェル領域90およびアウターウェル領域91に対向している。サイドウォール配線95は、この形態では、主面絶縁膜16を挟んでボディ領域17にも対向している。
 サイドウォール配線95は、第1~第4接続面10A~10Dにおいて第1トレンチソース構造25の露出部、第2トレンチソース構造30の露出部、第1ダミートレンチ構造61の露出部、第2ダミートレンチ構造62の露出部およびトレンチ終端構造86の露出部を被覆している。
 これにより、サイドウォール配線95は、第1トレンチソース構造25、第2トレンチソース構造30、第1ダミートレンチ構造61、第2ダミートレンチ構造62およびトレンチ終端構造86に電気的に接続されている。つまり、サイドウォール配線95は、外周面9側から接続対象にソース電位VSを付与する。
 サイドウォール配線95は、第1~第4接続面10A~10Dのうちの少なくとも1つから活性面8の縁部の上に乗り上げたオーバラップ部96を有している。オーバラップ部96は、平面視において活性面8を膜状に被覆し、活性面8の縁部に沿って延びる帯状に形成されている。オーバラップ部96は、この形態では、平面視において活性面8の内方部を取り囲む環状(具体的には四角環状)に形成されている。
 オーバラップ部96は、活性面8の上おいて第1トレンチソース構造25、第2トレンチソース構造30、第1ダミートレンチ構造61、第2ダミートレンチ構造62およびトレンチ終端構造86に電気的に接続されている。
 サイドウォール配線95は、この形態では、導電性ポリシリコンを含み、第1ソース埋設電極28、第2ソース埋設電極33、第1ダミー埋設電極65、第2ダミー埋設電極68および終端埋設電極89と一体的に形成されている。むろん、サイドウォール配線95は、第1ソース埋設電極28、第2ソース埋設電極33、第1ダミー埋設電極65、第2ダミー埋設電極68および終端埋設電極89とは別体的に形成されていてもよい。
 半導体装置1は、主面絶縁膜16を被覆する層間絶縁膜99を含む。層間絶縁膜99は、主面絶縁膜16を挟んで活性面8、外周面9および第1~第4接続面10A~10Dを被覆している。層間絶縁膜99は、活性面8においてトレンチゲート構造20、第1トレンチソース構造25、第2トレンチソース構造30、第1トレンチ抵抗構造42、第2トレンチ抵抗構造43、第1ダミートレンチ構造61、第2ダミートレンチ構造62およびトレンチ終端構造86を被覆している。
 層間絶縁膜99は、第1終端領域15Aにおいて抵抗膜50を被覆し、抵抗膜50を挟んで複数のトレンチ抵抗構造41を被覆している。層間絶縁膜99は、外周面9において主面絶縁膜16を挟んでアウターウェル領域91、アウターコンタクト領域92および複数のフィールド領域93を被覆している。層間絶縁膜99は、第1~第4接続面10A~10Dにおいてサイドウォール配線95を被覆している。
 層間絶縁膜99は、この形態では、第1~第4側面5A~5Dに連なっている。むろん、層間絶縁膜99の壁部は、外周面9の周縁から内方に間隔を空けて形成され、外周面9の周縁部から第1半導体領域6を露出させていてもよい。層間絶縁膜99は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および酸窒化シリコン膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。層間絶縁膜99は、この形態では、酸化シリコン膜を含む。
 図1~図13を参照して、半導体装置1は、層間絶縁膜99の上に配置されたゲート電極100を含む。ゲート電極100は、ゲート抵抗40の抵抗値よりも低い抵抗値を有している。具体的には、ゲート電極100は、トレンチ抵抗構造41の抵抗値よりも低い抵抗値を有している。また、ゲート電極100は、抵抗膜50の抵抗値よりも低い抵抗値を有している。
 ゲート電極100は、抵抗膜50よりも厚いことが好ましい。ゲート電極100は、層間絶縁膜99よりも厚いことが好ましい。ゲート電極100は、0.5μm以上10μm以下の厚さを有していてもよい。ゲート電極100の厚さは、1μm以上5μm以下であることが好ましい。
 ゲート電極100は、Ti膜、TiN膜、W膜、Al膜、Cu膜、Al合金膜、Cu合金膜および導電性ポリシリコン膜のうちの少なくとも1種を含んでいてもよい。ゲート電極100は、純Cu膜(純度が99%以上のCu膜)、純Al膜(純度が99%以上のAl膜)、AlCu合金膜、AlSi合金膜、および、AlSiCu合金膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。ゲート電極100は、この形態では、チップ2側からこの順に積層されたTi膜およびAl合金膜(この形態ではAlSiCu合金膜)を含む積層構造を有している。ゲート電極100は、「ゲートメタル」と称されてもよい。
 ゲート電極100は、この形態では、ゲートパッド101、ゲート配線102およびゲートサブパッド103を含む。ゲートパッド101には、外部からゲート電位VGが付与される。ゲートパッド101は、この形態では、平面視において第1接続面10Aの中央部に沿う領域に配置されている。
 ゲートパッド101は、この形態では、活性面8の周縁から間隔を空けて活性面8の内方部の上に配置され、外周面9の上に配置されていない。ゲートパッド101は、平面視において活性領域12および第1終端領域15Aに重なる領域に配置されている。ゲートパッド101は、活性領域12において層間絶縁膜99を挟んで複数のトレンチゲート構造20および複数の第1トレンチソース構造25を被覆している。
 ゲートパッド101は、平面視においてゲート抵抗40に重なる領域に配置されている。ゲートパッド101は、この形態では、平面視においてダミー構造55および終端ダミー構造85から間隔を空けて形成されている。むろん、ゲートパッド101は、平面視においてダミー構造55および終端ダミー構造85のいずれか一方または双方に重なる領域に配置されていてもよい。
 ゲートパッド101は、第1終端領域15Aにおいて層間絶縁膜99を貫通してゲート抵抗40に電気的に接続されている。具体的には、ゲートパッド101は、層間絶縁膜99を貫通して抵抗膜50に接続されている。ゲートパッド101は、この形態では、層間絶縁膜99を貫通して抵抗膜50の中央部に接続されている。
 ゲートパッド101は、抵抗膜50を挟んで1つまたは複数(この形態では複数)のトレンチ抵抗構造41に対向している。ゲートパッド101は、この形態では、抵抗膜50を挟んで複数の第1トレンチ抵抗構造42および複数の第2トレンチ抵抗構造43に対向している。
 ゲートパッド101は、この形態では、パッド本体部104および引き出し部105を含む。パッド本体部104は、外部からゲート電位VGが付与される部分である。パッド本体部104は、この形態では、層間絶縁膜99のうち活性領域12を被覆する部分の上に配置され、平面視において第2方向Yにゲート抵抗40に対向している。
 パッド本体部104は、層間絶縁膜99を挟んで複数のトレンチゲート構造20および複数の第1トレンチソース構造25を被覆している。パッド本体部104は、この形態では、第1方向Xに関してゲート抵抗40(トレンチゲート構造20)よりも幅広に形成されている。
 パッド本体部104は、この形態では、平面視において四角形状に形成されている。パッド本体部104は、第1主面3の平面積の25%以下の平面積を有していることが好ましい。パッド本体部104の平面積は、第1主面3の平面積の10%以下であることが好ましい。
 引き出し部105は、パッド本体部104をゲート抵抗40に電気的に接続する部分である。引き出し部105は、パッド本体部104から層間絶縁膜99のうちゲート抵抗40を被覆する部分の上に帯状に引き出されている。引き出し部105は、この形態では、第1方向Xに関してパッド本体部104よりも幅狭に形成されている。具体的には、引き出し部105は、第1方向Xに関してゲート抵抗40(トレンチゲート構造20)よりも幅狭に形成されている。
 引き出し部105は、層間絶縁膜99に形成された第1抵抗開口106を介してゲート抵抗40に接続されている。具体的には、引き出し部105は、第1抵抗開口106内において抵抗膜50に接続されている。つまり、引き出し部105は、抵抗膜50を介して複数のトレンチ抵抗構造41に電気的に接続されている。
 これにより、パッド本体部104は、引き出し部105を介して複数のトレンチ抵抗構造41および抵抗膜50に電気的に接続されている。引き出し部105は、抵抗膜50を挟んで1つまたは複数(この形態では複数)のトレンチ抵抗構造41に対向している。引き出し部105は、この形態では、抵抗膜50を挟んで複数の第1トレンチ抵抗構造42および複数の第2トレンチ抵抗構造43に対向している。
 ゲート配線102は、ゲートパッド101に付与されたゲート電位VGを複数のトレンチゲート構造20に伝達するように第1終端領域15Aから活性領域12に向けて選択的に引き回されている。ゲート配線102は、この形態では、活性面8の周縁から間隔を空けて活性面8の内方部の上に配置され、外周面9の上に配置されていない。
 ゲート配線102は、この形態では、第1終端領域15Aにおいてゲートパッド101から間隔を空けて層間絶縁膜99の上に配置されている。ゲート配線102は、ゲートパッド101とは異なる位置で層間絶縁膜99を貫通してゲート抵抗40に電気的に接続されている。具体的には、ゲート配線102は、層間絶縁膜99を貫通して抵抗膜50に接続されている。これにより、ゲート配線102は、複数のトレンチ抵抗構造41および抵抗膜50を介してゲートパッド101に電気的に接続されている。
 ゲート配線102は、抵抗膜50を挟んで1つまたは複数(この形態では複数)のトレンチ抵抗構造41に対向している。ゲート配線102は、この形態では、抵抗膜50を挟んで複数の第1トレンチ抵抗構造42および複数の第2トレンチ抵抗構造43に対向している。ゲート配線102は、活性領域12において複数のトレンチゲート構造20に交差(具体的には直交)するようにライン状に延び、層間絶縁膜99を貫通して複数のトレンチゲート構造20に電気的に接続されている。
 ゲート配線102は、この形態では、第1ゲート配線102A、第2ゲート配線102Bおよび第3ゲート配線102Cを含む。第1ゲート配線102Aは、ゲートパッド101に対して第3接続面10C側の領域に配置され、第1接続面10Aおよび第3接続面10Cに沿ってライン状に延びている。第1ゲート配線102Aは、第1終端領域15Aにおいてゲート抵抗40を介してゲートパッド101に電気的に接続され、活性領域12において複数のトレンチゲート構造20に電気的に接続されている。
 具体的には、第1ゲート配線102Aは、第1終端領域15Aにおいてゲート抵抗40およびダミー構造55(第1ダミー構造56)を被覆するように第1方向Xにライン状に延びている。第1ゲート配線102Aは、ゲートパッド101から間隔を空けて層間絶縁膜99のうちゲート抵抗40を被覆する部分の上に配置されている。
 第1ゲート配線102Aは、第1抵抗開口106から間隔を空けて層間絶縁膜99に形成された第2抵抗開口107を介してゲート抵抗40に接続されている。第1ゲート配線102Aは、ゲートパッド101の接続位置から間隔を空けてゲート抵抗40の一端部側(第3接続面10C側)の領域に接続されている。
 第1ゲート配線102Aは、第2抵抗開口107内において抵抗膜50に接続されている。つまり、第1ゲート配線102Aは、抵抗膜50を介して複数のトレンチ抵抗構造41に電気的に接続されている。第1ゲート配線102Aは、抵抗膜50を挟んで1つまたは複数(この形態では複数)のトレンチ抵抗構造41に対向している。第1ゲート配線102Aは、この形態では、抵抗膜50を挟んで複数の第1トレンチ抵抗構造42および複数の第2トレンチ抵抗構造43に対向している。
 第1ゲート配線102Aは、活性領域12において複数のトレンチゲート構造20に交差(具体的には直交)するように第2方向Yにライン状に延びている。第1ゲート配線102Aは、層間絶縁膜99に形成された複数のゲート開口108を介して複数のゲート接続電極膜39に電気的に接続されている。これにより、第1ゲート配線102Aは、複数のゲート接続電極膜39を介して複数のトレンチゲート構造20に電気的に接続されている。
 ゲート接続電極膜39に対する第1ゲート配線102Aの接続高さ位置は、抵抗膜50に対する第1ゲート配線102Aの接続高さ位置とほぼ等しくてもよい。むろん、ゲート接続電極膜39に対する第1ゲート配線102Aの接続高さ位置は、抵抗膜50に対する第2ゲート配線102Bの接続高さ位置よりも活性面8側に位置していてもよい。また、ゲート接続電極膜39に対する第1ゲート配線102Aの接続高さ位置は、抵抗膜50に対する第2ゲート配線102Bの接続高さ位置よりも上方に位置していてもよい。
 
 第2ゲート配線102Bは、ゲートパッド101に対して第4接続面10D側の領域に配置され、第1接続面10Aおよび第4接続面10Dに沿ってライン状に延びている。第2ゲート配線102Bは、第1終端領域15Aにおいてゲート抵抗40を介してゲートパッド101に電気的に接続され、活性領域12において複数のトレンチゲート構造20に電気的に接続されている。第2ゲート配線102Bは、この形態では、第1ゲート配線102Aに電気的に接続された複数のトレンチゲート構造20に電気的に接続されている。
 具体的には、第2ゲート配線102Bは、第1終端領域15Aにおいてゲート抵抗40およびダミー構造55(第2ダミー構造57)を被覆するように第1方向Xにライン状に延びている。第2ゲート配線102Bは、ゲートパッド101から間隔を空けて層間絶縁膜99のうちゲート抵抗40を被覆する部分の上に配置されている。
 第2ゲート配線102Bは、第1抵抗開口106および第2抵抗開口107から間隔を空けて層間絶縁膜99に形成された第3抵抗開口109を介してゲート抵抗40に接続されている。第2ゲート配線102Bは、ゲートパッド101の接続位置から間隔を空けてゲート抵抗40の他端部側(第4接続面10D側)の領域に接続されている。
 第2ゲート配線102Bは、第3抵抗開口109内において抵抗膜50に接続されている。つまり、第2ゲート配線102Bは、抵抗膜50を介して複数のトレンチ抵抗構造41に電気的に接続されている。第2ゲート配線102Bは、抵抗膜50を挟んで1つまたは複数(この形態では複数)のトレンチ抵抗構造41に対向している。第2ゲート配線102Bは、この形態では、抵抗膜50を挟んで複数の第1トレンチ抵抗構造42および複数の第2トレンチ抵抗構造43に対向している。
 第2ゲート配線102Bは、活性領域12において複数のトレンチゲート構造20に交差(具体的には直交)するように第2方向Yにライン状に延びている。第2ゲート配線102Bは、層間絶縁膜99に形成された複数のゲート開口108を介して複数のゲート接続電極膜39に電気的に接続されている。これにより、第2ゲート配線102Bは、複数のゲート接続電極膜39を介して複数のトレンチゲート構造20に電気的に接続されている。
 ゲート接続電極膜39に対する第2ゲート配線102Bの接続高さ位置は、抵抗膜50に対する第2ゲート配線102Bの接続高さ位置とほぼ等しくてもよい。むろん、ゲート接続電極膜39に対する第2ゲート配線102Bの接続高さ位置は、抵抗膜50に対する第2ゲート配線102Bの接続高さ位置よりも活性面8側に位置していてもよい。また、ゲート接続電極膜39に対する第2ゲート配線102Bの接続高さ位置は、抵抗膜50に対する第2ゲート配線102Bの接続高さ位置よりも上方に位置していてもよい。
 第3ゲート配線102Cは、ゲートパッド101に対して第2接続面10B側の領域に配置され、ゲートパッド101および第2接続面10Bの間の領域を第2方向Yに沿ってライン状に延びている。第3ゲート配線102Cは、この形態では、第1終端領域15Aにおいて第1ゲート配線102Aおよび第2ゲート配線102Bに接続され、活性領域12において複数のトレンチゲート構造20に電気的に接続されている。
 つまり、第3ゲート配線102Cは、第1ゲート配線102Aを介してゲート抵抗40に電気的に接続され、第2ゲート配線102Bを介してゲート抵抗40に電気的に接続されている。第1ゲート配線102Aのうちゲート抵抗40に接続された部分および第2ゲート配線102Bのうちゲート抵抗40に接続された部分は、第3ゲート配線102Cの一部とみなされてもよい。第3ゲート配線102Cは、この形態では、活性領域12において第1ゲート配線102Aおよび第2ゲート配線102Bに電気的に接続された複数のトレンチゲート構造20に電気的に接続されている。
 第3ゲート配線102Cは、ライン部110、第1分岐部111および第2分岐部112を含む。ライン部110は、ゲートパッド101および第2接続面10Bの間の領域を第2方向Yに沿ってライン状に延びている。ライン部110は、ゲートパッド101側の第1端部および第2接続面10B側の第2端部を有している。第1端部は、ゲートパッド101から第2接続面10B側に間隔を空けて形成されている。第2端部は、第2接続面10Bからゲートパッド101側に間隔を空けて形成されている。
 ライン部110は、層間絶縁膜99に形成された複数のゲート開口108を介して複数のトレンチゲート構造20に電気的に接続されている。複数のトレンチゲート構造20の内方部を被覆する複数のゲート接続電極膜39が形成されていてもよい。この場合、ライン部110は、複数のゲート接続電極膜39を介して複数のトレンチゲート構造20に電気的に接続される。
 この場合、ゲート接続電極膜39に対するライン部110の接続高さ位置は、抵抗膜50に対する第1ゲート配線102A(第2ゲート配線102B)の接続高さ位置とほぼ等しくてもよい。むろん、ゲート接続電極膜39に対するライン部110の接続高さ位置は、抵抗膜50に対する第2ゲート配線102Bの接続高さ位置よりも活性面8側に位置していてもよい。また、ゲート接続電極膜39に対するライン部110の接続高さ位置は、抵抗膜50に対する第2ゲート配線102Bの接続高さ位置よりも上方に位置していてもよい。
 第1分岐部111は、ライン部110および第1ゲート配線102Aを接続している。第1分岐部111は、ライン部110の第1端部から一方側(第3接続面10C側)に引き出され、ゲートパッド101に沿って帯状に延びている。第1分岐部111は、第1ゲート配線102Aのうちダミー構造55(第1ダミー構造56)を被覆する部分に接続されている。
 むろん、第1分岐部111は、第1ゲート配線102Aのうちゲート抵抗40を被覆する部分に接続されていてもよい。第1分岐部111は、第2方向Yに延びる部分において、層間絶縁膜99に形成された複数のゲート開口108を介して複数のトレンチゲート構造20に電気的に接続されている。第1分岐部111は、複数のゲート接続電極膜39を介して複数のトレンチゲート構造20に電気的に接続されてもよい。
 第2分岐部112は、ライン部110および第2ゲート配線102Bを接続している。第2分岐部112は、ライン部110の第1端部から他方側(第4接続面10D側)に引き出され、ゲートパッド101の周縁に沿って帯状に延びている。第2分岐部112は、第1方向Xにゲートパッド101を挟んで第1分岐部111に対向している。第2分岐部112は、第2ゲート配線102Bのうちダミー構造55(第2ダミー構造57)を被覆する部分に接続されている。
 むろん、第2分岐部112は、第2ゲート配線102Bのうちゲート抵抗40を被覆する部分に接続されていてもよい。第2分岐部112は、第2方向Yに延びる部分において、層間絶縁膜99に形成された複数のゲート開口108を介して複数のトレンチゲート構造20に電気的に接続されている。第2分岐部112は、複数のゲート接続電極膜39を介して複数のトレンチゲート構造20に電気的に接続されてもよい。
 ゲートサブパッド103は、ゲート抵抗40を介してゲートパッド101に電気的に接続されるように層間絶縁膜99の上に配置されている。ゲートサブパッド103は、この形態では、ゲートパッド101から第3接続面10C側に間隔を空けて配置され、第1方向Xにゲートパッド101に対向している。
 ゲートサブパッド103は、平面視において第1終端領域15Aから間隔を空けて層間絶縁膜99のうち活性領域12を被覆する部分の上に配置されている。ゲートサブパッド103は、平面視において第2方向Yにダミー構造55(第1ダミー構造56)に対向している。
 ゲートサブパッド103は、ゲートパッド101よりも幅狭に形成され、ゲート配線102よりも幅広に形成されている。ゲートサブパッド103は、層間絶縁膜99を挟んで複数のトレンチゲート構造20および複数の第1トレンチソース構造25に対向している。ゲートサブパッド103は、この形態では、ゲート配線102に電気的に接続されている。ゲートサブパッド103は、この形態では、第3ゲート配線102C(第1分岐部111)に接続されている。ゲートサブパッド103は、第1~第3ゲート配線102A~102Cの少なくとも1つに接続されていればよく、ゲートサブパッド103の配置箇所は任意である。
 以下、図13に加えて図27を参照して、ゲート電極100およびゲート抵抗40の接続形態が説明される。図27は、ゲート電極100およびゲート抵抗40の接続形態を示す電気回路図である。図27では、トレンチゲート構造20がMISFETを示す回路記号によって示されている。
 図13および図27を参照して、ゲート配線102は、ゲート抵抗40を介してゲートパッド101に電気的に接続されている。ゲート抵抗40は、この形態では、第1抵抗部R1および第2抵抗部R2によって構成された抵抗並列回路113を含む。第1抵抗部R1は、ゲート抵抗40のうちゲートパッド101の接続部および第1ゲート配線102Aの接続部の間に位置する部分によって形成されている。一方、第2抵抗部R2は、ゲート抵抗40のうちゲートパッド101の接続部および第2ゲート配線102Bの接続部の間に位置する部分によって形成されている。
 つまり、第1ゲート配線102Aは第1抵抗部R1を介してゲートパッド101に電気的に接続され、第2ゲート配線102Bは第2抵抗部R2を介してゲートパッド101に電気的に接続されている。第1抵抗部R1の抵抗値は、ゲートパッド101の接続部および第1ゲート配線102Aの接続部の間の距離を増減させることにより調節される。
 第2抵抗部R2の抵抗値は、ゲートパッド101の接続部および第2ゲート配線102Bの接続部の間の距離を増減させることにより調節される。第2抵抗部R2の抵抗値は、第1抵抗部R1の抵抗値以上であってもよいし、第1抵抗部R1の抵抗値未満であってもよいし、第1抵抗部R1の抵抗値とほぼ等しくてもよい。
 第2ゲート配線102Bは、この形態では、第1ゲート配線102Aに電気的に接続されたトレンチゲート構造20に電気的に接続されている。したがって、第2抵抗部R2が第1抵抗部R1に対して並列接続され、これによって抵抗並列回路113が形成される。この形態では、第3ゲート配線102Cが、第1ゲート配線102Aおよび第2ゲート配線102Bに電気的に接続されたトレンチゲート構造20に電気的に接続されている。
 したがって、第1~第3ゲート配線102A~102Cを含む1つのゲート配線102が、抵抗並列回路113およびトレンチゲート構造20に電気的に接続されている。ゲート抵抗40の抵抗値(つまり、ゲートパッド101およびゲート配線102の間の抵抗値)は、ゲートパッド101およびゲートサブパッド103の間の抵抗値を測定することによって間接的に測定される。
 ゲート抵抗40は、スイッチング動作時におけるスイッチング速度を遅延させて、サージ電流を抑制する。つまり、ゲート抵抗40は、サージ電流に起因するノイズを抑制する。ゲート抵抗40は、第1主面3(活性面8)に形成されているため、半導体装置1に外付け接続されない。したがって、ゲート抵抗40が第1主面3に組み込まれることによって、回路基板に実装される部品点数が削減される。
 ゲート抵抗40はチップ2の厚さ方向に組み込まれたトレンチ抵抗構造41を含むため、第1主面3に対するゲート抵抗40の専有面積は限定的になる。したがって、ゲート抵抗40の導入に起因する活性領域12の面積の縮小は抑制される。特に、ゲート抵抗40は終端領域15に配置されているため、活性領域12の面積の縮小が適切に抑制される。
 ゲート抵抗40は、この形態では、活性領域12側の構成と同様の構成を有している。したがって、活性領域12に対するゲート抵抗40の電気的な影響が抑制され、ゲート抵抗40に対する活性領域12の電気的な影響が抑制される。これにより、活性領域12側の電気的特性の変動が抑制され、ゲート抵抗40側の電気的特性の変動が抑制される。
 ゲート抵抗40は、必ずしも第1抵抗部R1および第2抵抗部R2を含む抵抗並列回路113を有している必要はない。したがって、ゲート抵抗40は、第1抵抗部R1または第2抵抗部R2のみによって構成されていてもよい。このような形態は、ゲート抵抗40に対するゲート配線102の接続形態を変更することによって達成される。
 たとえば、ゲート抵抗40が第1抵抗部R1のみからなる場合には、ゲート配線102(第2ゲート配線102B)をゲート抵抗40から電気的に切り離せばよい。また、ゲート抵抗40が第2抵抗部R2のみからなる場合には、ゲート配線102(第1ゲート配線102A)をゲート抵抗40から電気的に切り離せばよい。ゲート配線102は、第1~第3ゲート配線102A~102Cの全てを同時に含む必要はなく、第1~第3ゲート配線102A~102Cのうちの少なくとも1つを含んでいればよい。
 図1~図13を参照して、半導体装置1は、ゲート電極100から間隔を空けて層間絶縁膜99の上に配置されたソース電極120を含む。ソース電極120は、ゲート抵抗40の抵抗値よりも低い抵抗値を有している。ソース電極120は、抵抗膜50よりも厚いことが好ましい。ソース電極120は、層間絶縁膜99よりも厚いことが好ましい。ソース電極120は、0.5μm以上10μm以下の厚さを有していてもよい。ソース電極120の厚さは、1μm以上5μm以下であることが好ましい。ソース電極120の厚さは、ゲート電極100の厚さとほぼ等しいことが好ましい。
 ソース電極120は、Ti膜、TiN膜、W膜、Al膜、Cu膜、Al合金膜、Cu合金膜および導電性ポリシリコン膜のうちの少なくとも1種を含んでいてもよい。ソース電極120は、純Cu膜(純度が99%以上のCu膜)、純Al膜(純度が99%以上のAl膜)、AlCu合金膜、AlSi合金膜、および、AlSiCu合金膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。ソース電極120は、この形態では、チップ2側からこの順に積層されたTi膜およびAl合金膜(この形態ではAlSiCu合金膜)を含む積層構造を有している。ソース電極120は、「ソースメタル」と称されてもよい。
 ソース電極120は、この形態では、第1ソースパッド121、第2ソースパッド122、第1ソースサブパッド123、第2ソースサブパッド124およびソース配線125を含む。第1ソースパッド121には、外部からメインソース用のソース電位VSが付与される。第1ソースパッド121は、層間絶縁膜99のうち活性領域12を被覆する部分の上において、第1ゲート配線102Aおよび第3ゲート配線102Cの間の領域に配置されている。
 第1ソースパッド121は、この形態では、平面視において周縁領域14および終端領域15から間隔を空けて活性領域12を被覆している。むろん、第1ソースパッド121は、平面視において周縁領域14および終端領域15のいずれか一方または双方に重なる領域に配置されていてもよい。
 第1ソースパッド121は、層間絶縁膜99を挟んで複数のトレンチゲート構造20に対向している。第1ソースパッド121は、層間絶縁膜99に形成された複数のソース開口126を介して複数の第1トレンチソース構造25、ソース領域18および複数の第1コンタクト領域38に電気的に接続されている。第1ソースパッド121は、ゲートパッド101の平面積よりも大きい平面積を有していることが好ましい。
 第2ソースパッド122には、外部からメインソース用のソース電位VSが付与される。第2ソースパッド122は、層間絶縁膜99のうち活性領域12を被覆する部分の上において、第2ゲート配線102Bおよび第3ゲート配線102Cの間の領域に配置されている。
 第2ソースパッド122は、この形態では、平面視において周縁領域14および終端領域15から間隔を空けて活性領域12を被覆している。むろん、第2ソースパッド122は、平面視において周縁領域14および終端領域15のいずれか一方または双方に重なる領域に配置されていてもよい。第2ソースパッド122は、層間絶縁膜99を挟んで複数のトレンチゲート構造20に対向している。
 第2ソースパッド122は、層間絶縁膜99に形成された複数のソース開口126を介して複数の第1トレンチソース構造25、ソース領域18および複数の第1コンタクト領域38に電気的に接続されている。第2ソースパッド122は、ゲートパッド101の平面積よりも大きい平面積を有していることが好ましい。第3ゲート配線102Cが形成されていない場合、第2ソースパッド122は、第1ソースパッド121と一体的に形成されていてもよい。
 第1ソースサブパッド123には、外部からソースセンス用のソース電位VSが付与される。第1ソースサブパッド123は、この形態では、層間絶縁膜99のうち活性領域12を被覆する部分の上において、ゲートパッド101および第1ゲート配線102A(第3接続面10C)の間の領域に配置されている。
 第1ソースサブパッド123は、第1ソースパッド121の平面積未満の平面積を有し、第1ソースパッド121と一体的に形成されている。第1ソースサブパッド123の平面積は、ゲートサブパッド103の平面積よりも大きいことが好ましい。第1ソースサブパッド123の平面積は、ゲートパッド101の平面積よりも大きいことが特に好ましい。
 第1ソースサブパッド123は、平面視において周縁領域14および終端領域15から間隔を空けて活性領域12を被覆している。むろん、第1ソースサブパッド123は、平面視において周縁領域14および終端領域15のいずれか一方または双方に重なる領域に配置されていてもよい。
 第1ソースサブパッド123は、層間絶縁膜99を挟んで複数のトレンチゲート構造20に対向している。第1ソースサブパッド123は、層間絶縁膜99に形成された複数のソース開口126を介して複数の第1トレンチソース構造25、ソース領域18および複数の第1コンタクト領域38に電気的に接続されている。
 第2ソースサブパッド124には、外部からソースセンス用のソース電位VSが付与される。第2ソースサブパッド124は、この形態では、層間絶縁膜99のうち活性領域12を被覆する部分の上において、ゲートパッド101および第2ゲート配線102B(第4接続面10D)の間の領域に配置されている。
 第2ソースサブパッド124は、この形態では、第2ソースパッド122の平面積未満の平面積を有し、第2ソースパッド122と一体的に形成されている。第2ソースサブパッド124の平面積は、ゲートサブパッド103の平面積よりも大きいことが好ましい。第2ソースサブパッド124の平面積は、ゲートパッド101の平面積よりも大きいことが特に好ましい。
 第2ソースサブパッド124は、平面視において周縁領域14および終端領域15から間隔を空けて活性領域12を被覆している。むろん、第2ソースサブパッド124は、平面視において周縁領域14および終端領域15のいずれか一方または双方に重なる領域に配置されていてもよい。第2ソースサブパッド124は、層間絶縁膜99を挟んで複数のトレンチゲート構造20に対向している。第2ソースサブパッド124は、層間絶縁膜99に形成された複数のソース開口126を介して複数の第1トレンチソース構造25、ソース領域18および複数の第1コンタクト領域38に電気的に接続されている。
 第1ソースパッド121、第2ソースパッド122、第1ソースサブパッド123、第2ソースサブパッド124の総平面積は、第1主面3の平面積の50%以上90%以下であることが好ましい。総平面積は、第1主面3の平面積の75%以上であることが特に好ましい。
 ソース配線125は、第1ソースパッド121および第2ソースパッド122に付与されたソース電位VSを他の領域に伝達する。ソース配線125は、この形態では、ゲート配線102よりも外周領域13側に位置するように第1ソースパッド121および第2ソースパッド122から引き出されている。
 ソース配線125は、活性面8側から第1~第4接続面10A~10Dを通過して外周面9側に引き出されている。ソース配線125は、第1~第4接続面10A~10Dに沿って延びる帯状に形成されている。つまり、ソース配線125は、層間絶縁膜99を挟んでサイドウォール配線95に対向している。ソース配線125は、この形態では、第1~第4接続面10A~10Dに沿って延びる環状(具体的には四角環状)に形成され、ゲート配線102を取り囲んでいる。
 ソース配線125は、層間絶縁膜99に形成されたアウター開口127を介してサイドウォール配線95およびアウターコンタクト領域92に電気的に接続されている。アウター開口127は、サイドウォール配線95およびアウターコンタクト領域92に沿って延びる帯状または環状に形成されている。ソース配線125に付与されたソース電位VSは、サイドウォール配線95を介して第1トレンチソース構造25、第2トレンチソース構造30、第1ダミートレンチ構造61、第2ダミートレンチ構造62およびトレンチ終端構造86に伝達される。
 半導体装置1は、第1主面3の上でゲート電極100、ソース電極120および層間絶縁膜99を選択的に被覆するアッパー絶縁膜130を含む。アッパー絶縁膜130は、ゲートパッド101の内方部を露出させるゲートパッド開口131およびゲートサブパッド103の内方部を露出させるゲートサブパッド開口132を含む。
 アッパー絶縁膜130は、ゲートパッド101の周縁部、ゲートサブパッド103の周縁部およびゲート配線102の全域を被覆している。ゲートパッド開口131は、平面視において四角形状に形成されている。ゲートサブパッド開口132は、平面視において四角形状に形成されている。ゲートサブパッド開口132は、ゲートパッド開口131の平面積よりも小さい平面積を有している。
 アッパー絶縁膜130は、第1ソースパッド121の内方部を露出させる第1ソースパッド開口133、第2ソースパッド122の内方部を露出させる第2ソースパッド開口134、第1ソースサブパッド123の内方部を露出させる第1ソースサブパッド開口135、および、第2ソースサブパッド124の内方部を露出させる第2ソースサブパッド開口136を含む。アッパー絶縁膜130は、第1ソースパッド121の周縁部、第2ソースパッド122の周縁部、第1ソースサブパッド123の周縁部、第2ソースサブパッド124の周縁部およびソース配線125の全域を被覆している。
 第1ソースパッド開口133は、平面視において四角形状に形成されている。第1ソースパッド開口133は、ゲートサブパッド開口132の平面積よりも大きい平面積を有している。第1ソースパッド開口133の平面積は、ゲートパッド開口131の平面積よりも大きいことが好ましい。
 第2ソースパッド開口134は、平面視において四角形状に形成されている。第2ソースパッド開口134は、ゲートサブパッド開口132の平面積よりも大きい平面積を有している。第2ソースパッド開口134の平面積は、ゲートパッド開口131の平面積よりも大きいことが好ましい。第2ソースパッド開口134の平面積は、第1ソースパッド開口133の平面積とほぼ等しいことが好ましい。
 第1ソースサブパッド開口135は、平面視において四角形状に形成されている。第1ソースサブパッド開口135は、第1ソースパッド開口133の平面積よりも小さい平面積を有している。第1ソースサブパッド開口135の平面積は、ゲートサブパッド開口132の平面積よりも大きいことが好ましい。第1ソースサブパッド開口135の平面積は、この形態では、ゲートパッド開口131の平面積よりも大きい。むろん、第1ソースサブパッド開口135の平面積は、ゲートパッド開口131の平面積未満であってもよい。
 第2ソースサブパッド開口136は、平面視において四角形状に形成されている。第2ソースサブパッド開口136は、第2ソースパッド開口134の平面積よりも小さい平面積を有している。第2ソースサブパッド開口136の平面積は、ゲートサブパッド開口132の平面積よりも大きいことが好ましい。
 第2ソースサブパッド開口136の平面積は、この形態では、ゲートパッド開口131の平面積よりも大きい。むろん、第2ソースサブパッド開口136の平面積は、ゲートパッド開口131の平面積未満であってもよい。第2ソースサブパッド開口136の平面積は、第1ソースサブパッド開口135の平面積とほぼ等しいことが好ましい。
 アッパー絶縁膜130は、チップ2の周縁(第1~第4側面5A~5D)から内方に間隔を空けて形成され、チップ2の周縁との間でダイシングストリート137を区画している。ダイシングストリート137は、平面視においてチップ2の周縁に沿って延びる帯状に形成されている。ダイシングストリート137は、この形態では、平面視において活性面8を取り囲む環状(具体的には四角環状)に形成されている。ダイシングストリート137は、この形態では、層間絶縁膜99を露出させている。
 むろん、主面絶縁膜16および層間絶縁膜99が外周面9を露出させている場合、ダイシングストリート137は、外周面9を露出させていてもよい。ダイシングストリート137は、1μm以上200μm以下の幅を有していてもよい。ダイシングストリート137の幅は、ダイシングストリート137の延在方向に直交する方向の幅である。ダイシングストリート137の幅は、5μm以上50μm以下であることが好ましい。
 アッパー絶縁膜130は、ゲート電極100の厚さおよびソース電極120の厚さを超える厚さを有していることが好ましい。アッパー絶縁膜130の厚さは、チップ2の厚さ未満であることが好ましい。アッパー絶縁膜130の厚さは、3μm以上35μm以下であってもよい。アッパー絶縁膜130の厚さは、25μm以下であることが好ましい。
 アッパー絶縁膜130は、この形態では、チップ2側からこの順に積層された無機絶縁膜140および有機絶縁膜141を含む積層構造を有している。アッパー絶縁膜130は、無機絶縁膜140および有機絶縁膜141のうちの少なくとも1つを含んでいればよく、必ずしも無機絶縁膜140および有機絶縁膜141を同時に含む必要はない。
 無機絶縁膜140は、ゲート電極100、ソース電極120および層間絶縁膜99を選択的に被覆し、ゲートパッド開口131の一部、ゲートサブパッド開口132の一部、第1ソースパッド開口133の一部、第2ソースパッド開口134の一部、第1ソースサブパッド開口135の一部、第2ソースサブパッド開口136の一部およびダイシングストリート137の一部を区画している。
 無機絶縁膜140は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および酸窒化シリコン膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。無機絶縁膜140は、層間絶縁膜99とは異なる絶縁材料を含むことが好ましい。無機絶縁膜140は、窒化シリコン膜を含むことが好ましい。無機絶縁膜140は、層間絶縁膜99の厚さ未満の厚さを有していることが好ましい。無機絶縁膜140の厚さは、0.1μm以上5μm以下であってもよい。
 有機絶縁膜141は、無機絶縁膜140を選択的に被覆し、ゲートパッド開口131の一部、ゲートサブパッド開口132の一部、第1ソースパッド開口133の一部、第2ソースパッド開口134の一部、第1ソースサブパッド開口135の一部、第2ソースサブパッド開口136の一部およびダイシングストリート137の一部を区画している。
 有機絶縁膜141は、ゲートパッド開口131の壁面において無機絶縁膜140を露出させていてもよい。有機絶縁膜141は、ゲートサブパッド開口132の壁面において無機絶縁膜140を露出させていてもよい。有機絶縁膜141は、第1ソースパッド開口133の壁面において無機絶縁膜140を露出させていてもよい。有機絶縁膜141は、第2ソースパッド開口134の壁面において無機絶縁膜140を露出させていてもよい。
 有機絶縁膜141は、第1ソースサブパッド開口135の壁面において無機絶縁膜140を露出させていてもよい。有機絶縁膜141は、第2ソースサブパッド開口136の壁面において無機絶縁膜140を露出させていてもよい。有機絶縁膜141は、ダイシングストリート137の壁面において無機絶縁膜140を露出させていてもよい。むろん、有機絶縁膜141は、無機絶縁膜140を露出させないように無機絶縁膜140の全域を被覆していてもよい。
 有機絶縁膜141は、熱硬化性樹脂以外の樹脂膜からなることが好ましい。有機絶縁膜141は、透光性樹脂または透明樹脂からなっていてもよい。有機絶縁膜141は、ネガティブタイプまたはポジティブタイプの感光性樹脂膜からなっていてもよい。有機絶縁膜141は、ポリイミド膜、ポリアミド膜またはポリベンゾオキサゾール膜からなることが好ましい。有機絶縁膜141は、この形態では、ポリベンゾオキサゾール膜を含む。
 有機絶縁膜141は、無機絶縁膜140の厚さを超える厚さを有していることが好ましい。有機絶縁膜141の厚さは、層間絶縁膜99の厚さを超えていることが好ましい。有機絶縁膜141の厚さは、ゲート電極100の厚さおよびソース電極120の厚さを超えていることが特に好ましい。有機絶縁膜141の厚さは、3μm以上30μm以下であってもよい。有機絶縁膜141の厚さは、20μm以下であることが好ましい。
 半導体装置1は、第2主面4を被覆するドレイン電極150を含む。ドレイン電極150は、第2主面4から露出した第2半導体領域7とオーミック接触を形成している。ドレイン電極150は、チップ2の周縁(第1~第4側面5A~5D)に連なるように第2主面4の全域を被覆していてもよい。ソース電極120およびドレイン電極150の間(第1主面3および第2主面4の間)に印加可能なブレークダウン電圧は、500V以上3000V以下であってもよい。
 以上、半導体装置1は、チップ2、ゲート抵抗40、ゲートパッド101およびゲート配線102を含む。チップ2は、第1主面3を有している。ゲート抵抗40は、第1主面3に形成されたトレンチ抵抗構造41を含む。ゲートパッド101は、トレンチ抵抗構造41よりも低い抵抗値を有し、トレンチ抵抗構造41に電気的に接続されるように第1主面3の上に配置されている。ゲート配線102は、トレンチ抵抗構造41よりも低い抵抗値を有し、トレンチ抵抗構造41を介してゲートパッド101に電気的に接続されるように第1主面3の上に配置されている。
 この構造によれば、ゲートパッド101およびゲート配線102の間の領域においてトレンチ抵抗構造41がチップ2内に組み込まれているため、第1主面3に対するゲート抵抗40の専有面積を制限できる。ゲート抵抗40の抵抗値は、トレンチ抵抗構造41の深さや長さを調整することによって調節される。したがって、第1主面3に対するゲート抵抗40の専有面積の増加を抑制できる。よって、ゲート抵抗40を備えた構成において、小型化に寄与する新規なレイアウトを有する半導体装置1を提供できる。
 このような構造において、ゲートパッド101は、トレンチ抵抗構造41の直上に位置する部分を有していることが好ましい。この構造によれば、ゲートパッド101の直下の領域にゲート抵抗40が配置されるため、第1主面3に対するゲート抵抗40の専有面積の増加を抑制できる。また、ゲート配線102は、トレンチ抵抗構造41の直上に位置する部分を有していることが好ましい。この構造によれば、ゲート配線102の直下の領域にゲート抵抗40が配置されるため、第1主面3に対するゲート抵抗40の専有面積の増加を抑制できる。
 トレンチ抵抗構造41は、チャネルの制御に寄与しないことが好ましい。この構造によれば、トレンチ抵抗構造41に起因する誤動作を適切に抑制できる。ゲート抵抗40は、トレンチ抵抗構造41を被覆する抵抗膜50を含むことが好ましい。この構造によれば、トレンチ抵抗構造41および抵抗膜50の双方を利用してゲート抵抗40の抵抗値を調節できる。
 この場合、ゲートパッド101は、抵抗膜50を介してトレンチ抵抗構造41に電気的に接続されることが好ましい。この構造によれば、抵抗膜50によってゲートパッド101をトレンチ抵抗構造41に適切に電気的に接続させることができる。ゲートパッド101は、抵抗膜50を挟んでトレンチ抵抗構造41に対向する部分を有していることが好ましい。
 ゲート配線102は、抵抗膜50を介してトレンチ抵抗構造41に電気的に接続されることが好ましい。この構造によれば、抵抗膜50によってゲート配線102をトレンチ抵抗構造41に適切に電気的に接続させることができる。この場合、ゲート配線102は、抵抗膜50を挟んでトレンチ抵抗構造41に対向する部分を有していることが好ましい。
 抵抗膜50は、第1主面3を被覆する部分、および、トレンチ抵抗構造41を被覆する部分を有していてもよい。この構造によれば、第1主面3上の領域およびトレンチ抵抗構造41上の領域を利用して抵抗膜50の抵抗値を調節できる。また、抵抗膜50に対するゲートパッド101のアライメント誤差に起因する影響、および、ゲート配線102のアライメント誤差に起因する影響を低減できる。この場合、ゲートパッド101は、抵抗膜50を挟んで第1主面3に対向する部分を有していてもよい。また、ゲート配線102は、抵抗膜50を挟んで第1主面3に対向する部分を有していてもよい。
 半導体装置1は、抵抗膜50を被覆する層間絶縁膜99を含んでいてもよい。この場合、ゲートパッド101は、層間絶縁膜99を貫通して抵抗膜50に接続されることが好ましい。また、ゲート配線102は、層間絶縁膜99を貫通して抵抗膜50に接続されることが好ましい。
 複数のトレンチ抵抗構造41が、第1主面3に形成されていることが好ましい。この構造によれば、複数のトレンチ抵抗構造41を利用してゲート抵抗40の抵抗値を調節できる。複数のトレンチ抵抗構造41は、第1トレンチ抵抗構造42、および、第1トレンチ抵抗構造42よりも深い第2トレンチ抵抗構造43を含むことが好ましい。
 この構造によれば、互いに異なる深さを有する第1トレンチ抵抗構造42および第2トレンチ47構造を利用してゲート抵抗40の抵抗値を調節できる。特に、第2トレンチ抵抗構造43によればチップ2の厚さ方向にゲート抵抗40の高抵抗化を図ることができる。したがって、たとえば、抵抗膜50が設けられる場合には、抵抗膜50の膜厚を削減することもできる。
 半導体装置1は、活性領域12、外周領域13および終端領域15を含むことが好ましい。活性領域12は、第1主面3の内方部に設けられる。外周領域13は、第1主面3の周縁部に設けられる。終端領域15は、活性領域12および外周領域13の間に設けられる。このようなレイアウトにおいて、トレンチ抵抗構造41は、終端領域15に形成されることが好ましい。このレイアウトによれば、ゲート抵抗40の導入に伴う活性領域12の面積の縮小を適切に抑制できる。
 この場合、ゲートパッド101は、終端領域15においてトレンチ抵抗構造41に電気的に接続されることが好ましい。また、ゲート配線102は、終端領域15においてトレンチ抵抗構造41を介してゲートパッド101に電気的に接続されることが好ましい。
 半導体装置1は、活性領域12において第1主面3に形成されたトレンチゲート構造20を含むことが好ましい。この場合、ゲート配線102は、活性領域12においてトレンチゲート構造20に電気的に接続されることが好ましい。この構造によれば、ゲートパッド101およびトレンチゲート構造20の間にゲート抵抗40(トレンチ抵抗構造41)を電気的に介在させることができる。
 半導体装置1は、活性領域12においてトレンチゲート構造20に隣り合うように第1主面3に形成され、ソース電位VSが付与される第1トレンチソース構造25を含んでいてもよい。この場合、第1トレンチソース構造25は、トレンチゲート構造20よりも深く形成されていてもよい。このような構造において、複数のトレンチ抵抗構造41は、トレンチゲート構造20に対応して比較的浅く形成された第1トレンチ抵抗構造42、および、第1トレンチソース構造25に対応して比較的深く形成された第2トレンチ抵抗構造43を含むことが好ましい。
 この構造によれば、活性領域12および終端領域15の間で対応する構造が形成されるため、活性領域12および終端領域15の間で電界の偏りを抑制できる。したがって、活性領域12に対するゲート抵抗40の電気的な影響が抑制され、ゲート抵抗40に対する活性領域12の電気的な影響が抑制される。この場合、第1トレンチ抵抗構造42は、トレンチゲート構造20とほぼ等しい深さを有していることが好ましい。また、第2トレンチ抵抗構造43は、第1トレンチソース構造25とほぼ等しい深さを有していることが好ましい。
 半導体装置1は、終端領域15においてトレンチ抵抗構造41に隣り合うように第1主面3に形成され、ダミートレンチ構造60をさらに含むことが好ましい。ダミートレンチ構造60は、チャネルの制御に寄与しないことが好ましい。この構造によれば、トレンチ抵抗構造41に起因する誤動作を適切に抑制できる。
 ダミートレンチ構造60には、ソース電位VSが付与されることが好ましい。この構造によれば、トレンチ抵抗構造41の近傍の領域における電界をダミートレンチ構造60によって緩和できる。この場合、複数のダミートレンチ構造60が第1主面3に形成されていることが好ましい。この構造によれば、終端領域15においてトレンチ抵抗構造41の近傍の電界を複数のダミートレンチ構造60によって緩和できる。
 複数のダミートレンチ構造60は、第1ダミートレンチ構造61、および、第1ダミートレンチ構造61よりも深い第2ダミートレンチ構造62を含むことが好ましい。この構造によれば、トレンチ抵抗構造41の近傍の電界を第1ダミートレンチ構造61および第2ダミートレンチ構造62によって緩和できる。
 このような構造は、活性領域12においてトレンチゲート構造20よりも深い第1トレンチソース構造25が形成されている場合に特に有効である。また、このような構造は、終端領域15において第1トレンチ抵抗構造42よりも深い第2トレンチ抵抗構造43が形成されている場合に特に有効である。
 半導体装置1は、第1主面3の内方部に形成された活性面8、活性面8からチップ2の厚さ方向に窪むように第1主面3の周縁部に形成された外周面9、ならびに、活性面8および外周面9を接続する第1~第4接続面10A~10Dによって第1主面3に区画された活性台地11を含んでいてもよい。この場合、活性領域12は活性面8に設けられ、外周領域13は外周面9に設けられ、終端領域15は、活性面8に設けられる。
 半導体装置1は、第1主面3の表層部に形成されたn型の第1半導体領域6を含むことが好ましい。この場合、トレンチ抵抗構造41は、第1半導体領域6内に位置するように第1主面3に形成される。
 このような構造において、半導体装置1は、第1半導体領域6とpn接合部を形成するように第1半導体領域6内においてトレンチ抵抗構造41に沿う領域に形成されたp型の第4ウェル領域75(第5ウェル領域76)を含むことが好ましい。この構造によれば、第4ウェル領域75(第5ウェル領域76)を起点に拡がる空乏層によって耐圧(たとえばブレークダウン電圧)を向上できる。
 半導体装置1は、トレンチ抵抗構造41よりも低い抵抗値を有し、トレンチ抵抗構造41を介してゲートパッド101に電気的に接続されるように第1主面3の上に配置されたゲートサブパッド103を含んでいてもよい。
 この構造によれば、ゲートパッド101およびゲートサブパッド103の間の抵抗値を測定することによって、ゲートパッド101およびゲート配線102の間の抵抗値を間接的に測定できる。ゲートサブパッド103は、ゲートパッド101よりも幅狭に形成され、ゲート配線102よりも幅広に形成されていることが好ましい。ゲートサブパッド103は、ゲート配線102に接続されていてもよい。
 半導体装置1は、外周領域13において第1主面3の表層部に形成されたp型のアウターウェル領域91を含んでいてもよい。この構造によれば、アウターウェル領域91によって外周領域13の電界を緩和できる。半導体装置1は、外周領域13において第1主面3の表層部に形成された少なくとも1つのp型のフィールド領域93を含んでいてもよい。この構造によれば、フィールド領域93によって外周領域13の電界を緩和できる。
 別視点において、半導体装置1は、チップ2、第1トレンチ抵抗構造42(第1溝構造)、第1ダミートレンチ構造61(第2溝構造)、第2トレンチ抵抗構造43(第3溝構造)、第2ダミートレンチ構造62(第4溝構造)、第1メサ部71および第2メサ部72を含む。チップ2は、第1主面3を有している。第1トレンチ抵抗構造42は、第1主面3に形成されている。第1ダミートレンチ構造61は、第1方向Xに第1トレンチ抵抗構造42に隣り合うように第1主面3に形成されている。
 第2トレンチ抵抗構造43は、第1方向Xに直交する第2方向Yに第1トレンチ抵抗構造42に隣り合うように第1主面3に形成されている。第2ダミートレンチ構造62は、第1方向Xに第2トレンチ抵抗構造43に隣り合うように第1主面3に形成されている。第1メサ部71は、第1トレンチ抵抗構造42および第1ダミートレンチ構造61の間の領域に区画されている。第2メサ部72は、第2トレンチ抵抗構造43および第2ダミートレンチ構造62の間の領域において第1メサ部71に対して第1方向Xにずれて区画されている。
 この構造によれば、第2メサ部72に生じる電界が第1メサ部71に生じる電界に干渉することを抑制できる。これにより、第1メサ部71に対する電界集中および第2メサ部72に対する電界集中を抑制できる。よって、耐圧(たとえばブレークダウン電圧)を向上できる新規なレイアウトを有する半導体装置1を提供できる。
 このような構造は、第1ダミートレンチ構造61および第1トレンチ抵抗構造42の間の電位差に起因する電界が第1メサ部71に生じ、第2ダミートレンチ構造62および第2トレンチ抵抗構造43の間の電位差に起因する電界が第2メサ部72に生じる場合において特に有効である。したがって、第1ダミートレンチ構造61には第1トレンチ抵抗構造42とは異なる電位が印加され、第2ダミートレンチ構造62には第2トレンチ抵抗構造43とは異なる電位が印加されてもよい。
 第1トレンチ抵抗構造42および第2トレンチ抵抗構造43には第1電位が印加され、第1ダミートレンチ構造61および第2ダミートレンチ構造62には第1電位とは異なる第2電位が印加されてもよい。第1電位はゲート電位VGであってもよく、第2電位はソース電位VSであってもよい。
 第2ダミートレンチ構造62は、第2方向Yに第1ダミートレンチ構造61に隣り合うように第1主面3に形成されていることが好ましい。第2トレンチ抵抗構造43は、第1トレンチ抵抗構造42よりも深く形成されていてもよい。この場合、第2ダミートレンチ構造62は、第1ダミートレンチ構造61よりも深く形成されていることが好ましい。
 この構造によれば、第1トレンチ抵抗構造42および第2トレンチ抵抗構造43の間の深度の違いに起因した電界の偏りを緩和できる。この場合、第1ダミートレンチ構造61は、第1トレンチ抵抗構造42とほぼ等しい深さで形成されていることが好ましい。また、第2ダミートレンチ構造62は、第2トレンチ抵抗構造43とほぼ等しい深さで形成されていることが好ましい。
 半導体装置1は、第1トレンチ抵抗構造42および第2トレンチ抵抗構造43の間に区画されたメインメサ部70を含む。この場合、第1メサ部71および第2メサ部72は、メインメサ部70に接続される。第1メサ部71の第1方向Xの幅は、メインメサ部70の第2方向Yの幅の0.5倍以上2倍以下であることが好ましい。また、第2メサ部72の第1方向Xの幅は、メインメサ部70の第2方向Yの幅の0.5倍以上2倍以下であることが好ましい。
 第1トレンチ抵抗構造42は、第1方向Xに帯状に延びていることが好ましい。第2トレンチ抵抗構造43は、第1方向Xに帯状に延びていることが好ましい。第1ダミートレンチ構造61は、第1方向Xに帯状に延びていることが好ましい。第2ダミートレンチ構造62は、第1方向Xに帯状に延びていることが好ましい。
 半導体装置1は、第1主面3の内方部に形成された活性面8、活性面8からチップ2の厚さ方向に窪むように第1主面3の周縁部に形成された外周面9、ならびに、活性面8および外周面9を接続する第1~第4接続面10A~10Dによって第1主面3に区画された活性台地11を含んでいてもよい。この場合、第1トレンチ抵抗構造42、第2トレンチ抵抗構造43、第1ダミートレンチ構造61および第2ダミートレンチ構造62は、活性面8に形成されていることが好ましい。
 第1トレンチ抵抗構造42および第2トレンチ抵抗構造43は、第1~第4接続面10A~10Dから間隔を空けて活性面8に形成されていることが好ましい。第1ダミートレンチ構造61は、第3接続面10C(第4接続面10D)から露出するように活性面8に形成されていてもよい。また、第2ダミートレンチ構造62は、第3接続面10C(第4接続面10D)から露出するように活性面8に形成されていてもよい。
 半導体装置1は、第1~第4接続面10A~10Dの少なくとも1つを被覆するように外周面9の上に配置されたサイドウォール構造を含んでいてもよい。この場合、サイドウォール構造は、第1ダミートレンチ構造61および第2ダミートレンチ構造62に電気的に接続されたサイドウォール配線95からなることが好ましい。この構造によれば、サイドウォール配線95によって、第1トレンチ抵抗構造42および第2トレンチ抵抗構造43に対する電位とは異なる電位を外周面9側から第1ダミートレンチ構造61および第2ダミートレンチ構造62に付与できる。
 半導体装置1は、第1主面3の表層部に形成されたn型の第1半導体領域6を含んでいてもよい。半導体装置1は、第1半導体領域6の表層部に形成されたp型のボディ領域17を含んでいてもよい。この場合、第1トレンチ抵抗構造42、第2トレンチ抵抗構造43、第1ダミートレンチ構造61および第2ダミートレンチ構造62は、第1半導体領域6に至るようにボディ領域17を貫通していることが好ましい。
 第1トレンチ抵抗構造42および第2トレンチ抵抗構造43は、チャネルの制御に寄与しないことが好ましい。この構造によれば、この構造によれば、第1トレンチ抵抗構造42および第2トレンチ抵抗構造43に起因する誤動作を適切に抑制できる。第1ダミートレンチ構造61および第2ダミートレンチ構造62は、チャネルの制御に寄与しないことが好ましい。この構造によれば、この構造によれば、第1ダミートレンチ構造61および第2ダミートレンチ構造62に起因する誤動作を適切に抑制できる。
 半導体装置1は、第1半導体領域6内において第2トレンチ抵抗構造43に沿う領域に形成されたp型の第2コンタクト領域79を含んでいてもよい。この場合、第2コンタクト領域79は、第2メサ部72から間隔を空けて第2トレンチ抵抗構造43に沿う領域に形成されていることが好ましい。
 第2コンタクト領域79は、第1メサ部71に対して第1方向Xにずれて形成されていることが特に好ましい。この場合、第2コンタクト領域79は、第2方向Yに第1メサ部71に対向しないことが好ましい。この構造によれば、第1メサ部71に係る電界および第2メサ部72に係る電界を適切に緩和できる。
 半導体装置1は、第1半導体領域6内において第2ダミートレンチ構造62に沿う領域に形成されたp型の第3コンタクト領域80を含んでいてもよい。この場合、第3コンタクト領域80は、第2メサ部72から間隔を空けて第2ダミートレンチ構造62に沿う領域に形成されていることが好ましい。第3コンタクト領域80は、第1メサ部71に対して第1方向Xにずれて形成されていることが特に好ましい。この場合、第3コンタクト領域80は、第2方向Yに第1メサ部71に対向しないことが好ましい。
 チップ2は、ワイドバンドギャップ半導体の単結晶を含むことが好ましい。ワイドバンドギャップ半導体の単結晶は、電気的特性を向上させる上で有効である。また、ワイドバンドギャップ半導体の単結晶によれば、比較的高い硬度によってチップ2の変形を抑制しながら、チップ2の薄化およびチップ2の平面積の増加を達成できる。
 チップ2の薄化およびチップ2の平面積の拡張は、電気的特性を向上させる上でも有効である。たとえば、チップ2は、平面視において1mm角以上の面積を有する第1主面3を有していてもよい。たとえば、チップ2は、200μm以下の厚さを有していてもよい。チップ2は、断面視において100μm以下の厚さを有していることが好ましい。
 以下、図29~図34を参照して、実施形態に適用される種々の変形例が説明される。図29は、第1変形例に係るトレンチ抵抗構造41を示す断面図である。前述の実施形態に係るトレンチ抵抗構造41は、第1トレンチ抵抗構造42の第4深さD4(第1深さD1)よりも大きい第5深さD5を有する第2トレンチ抵抗構造43を含む。これに対して、第1変形例に係るトレンチ抵抗構造41は、第1トレンチ抵抗構造42の第4深さD4とほぼ等しい第5深さD5を有する第2トレンチ抵抗構造43を含む。
 つまり、第1変形例に係るトレンチ抵抗構造41は、複数の第1トレンチ抵抗構造42のみを含み、複数の第2トレンチ抵抗構造43を含まないと見なせる構造を有している。この例では、第2トレンチ抵抗構造43に沿う領域に第2コンタクト領域79が形成されていないが、第2コンタクト領域79は第2トレンチ抵抗構造43に沿う領域に形成されていてもよい。
 図30は、第2変形例に係るトレンチ抵抗構造41を示す断面図である。前述の実施形態に係るトレンチ抵抗構造41は、トレンチゲート構造20の第1深さD1とほぼ等しい第4深さD4を有する第1トレンチ抵抗構造42を含む。これに対して、第2変形例に係るトレンチ抵抗構造41は、第1トレンチソース構造25の第2深さD2とほぼ等しい第4深さD4を有する第1トレンチ抵抗構造42を含む。
 つまり、第2変形例に係るトレンチ抵抗構造41は、複数の第2トレンチ抵抗構造43のみを含み、複数の第1トレンチ抵抗構造42を含まないと見なせる構造を有している。この例では、第1トレンチ抵抗構造42に沿う領域に第2コンタクト領域79が形成されているが、第2コンタクト領域79は第1トレンチ抵抗構造42に沿う領域に形成されていなくてもよい。
 図31は、第3変形例に係るトレンチ抵抗構造41を示す拡大平面図である。前述の実施形態に係るトレンチ抵抗構造41は、第1トレンチ抵抗構造42の両端部に対して内方にセットバックされた両端部を有する第2トレンチ抵抗構造43を含む。これに対して、第3変形例に係るトレンチ抵抗構造41は、第1抵抗長L1よりも大きい第2抵抗長L2を有する第2トレンチ抵抗構造43を含む。第2トレンチ抵抗構造43の両端部は、第1トレンチ抵抗構造42の両端部よりも外周面9側に張り出している。
 抵抗膜50は、前述の実施形態と同様、第1方向Xに関して、第1トレンチ抵抗構造42の第1抵抗長L1および第2トレンチ抵抗構造43の第2抵抗長L2よりも短い第3抵抗長L3を有している。むろん、抵抗膜50は、複数のトレンチ抵抗構造41の全域を被覆していてもよい。
 つまり、第3抵抗長L3は、第2抵抗長L2よりも大きくてもよい。また、抵抗膜50は、複数の第1トレンチ抵抗構造42の両端部を被覆し、複数の第2トレンチ抵抗構造43の両端部を露出させていてもよい。つまり、第3抵抗長L3は、第1抵抗長L1よりも大きく、第2抵抗長L2よりも小さくてもよい。
 第1ダミートレンチ構造61は、この例では、第2トレンチ抵抗構造43の端部に対して第1トレンチ抵抗構造42の端部側に引き出された部分を有している。これにより、第1ダミートレンチ構造61の端部は、第1方向Xに第1トレンチ抵抗構造42に対向し、第2方向Yに第2トレンチ抵抗構造43に対向している。一方、第2ダミートレンチ構造62は、第2方向Yに隣り合う2つの第1ダミートレンチ構造61の間の領域に配置され、第1方向Xに第2トレンチ抵抗構造43に対向し、第2方向Yに第1ダミートレンチ構造61に対向している。
 各第1メサ部71は、この例では、第2方向Yに第2トレンチ抵抗構造43に対向し、第2方向Yに第2ダミートレンチ構造62に対向しないように、第2ダミートレンチ構造62の端部に対して第2トレンチ抵抗構造43側にずれている。各第1メサ部71は、抵抗膜50の周縁から第1方向Xに間隔を空けて形成され、法線方向Zに抵抗膜50に対向していない。
 したがって、各第1メサ部71に対する抵抗膜50の電気的な干渉が抑制され、抵抗膜50に対する各第1メサ部71の電気的な干渉が抑制されている。むろん、複数のトレンチ抵抗構造41よりも幅広な抵抗膜50が形成された場合、各第1メサ部71は法線方向Zに抵抗膜50に対向していてもよい。
 各第1メサ部71は、平面視においてメインメサ部70と共にT字状のメサを区画している。別視点において、各第1メサ部71は、平面視において2つのメインメサ部70とH字状のメサを区画している。複数の第1メサ部71は、この形態では、第2方向Yに沿って同一直線上に形成されている。むろん、複数の第1メサ部71は、第2方向Yに沿って同一直線上に位置しないように第1方向Xに互いにずれて形成されていてもよい。
 一方、各第2メサ部72は、この例では、第2方向Yに第1ダミートレンチ構造61に対向し、第2方向Yに第1トレンチ抵抗構造42に対向しないように、第1トレンチ抵抗構造42の端部に対して第1ダミートレンチ構造61側にずれている。各第2メサ部72は、平面視において抵抗膜50の周縁から第1方向Xに間隔を空けて形成され、法線方向Zに抵抗膜50に対向していない。
 したがって、各第2メサ部72に対する抵抗膜50の電気的な干渉が抑制され、抵抗膜50に対する各第2メサ部72の電気的な干渉が抑制されている。むろん、複数のトレンチ抵抗構造41よりも幅広な抵抗膜50が形成された場合、各第2メサ部72は法線方向Zに抵抗膜50に対向していてもよい。
 各第2メサ部72は、平面視において1つのメインメサ部70とT字状のメサを区画している。別視点において、各第2メサ部72は、平面視において2つのメインメサ部70とH字状のメサを区画している。複数の第2メサ部72は、この形態では、第2方向Yに沿って同一直線上に形成されている。
 むろん、複数の第2メサ部72は、第2方向Yに沿って同一直線上に位置しないように第1方向Xに互いにずれて形成されていてもよい。この場合においても、複数の第2メサ部72は、第2方向Yに第1メサ部71に対向しないように、第1メサ部71から第1方向Xに間隔を空けて形成される。
 複数の第2コンタクト領域79は、実施形態の場合と同様、各第2トレンチ抵抗構造43に沿う領域に間隔を空けて形成されている。複数の第2コンタクト領域79は、互いに隣り合う2つの第2コンタクト領域79の間に第1メサ部71が位置するように各第2トレンチ抵抗構造43に沿って間隔を空けて形成されている。複数の第2コンタクト領域79は、この例では、第1メサ部71に対向しないように第1メサ部71から第1方向Xに間隔を空けて形成されている。
 たとえば、第1方向Xに関して、第1メサ部71および第2コンタクト領域79の間の距離は、第2コンタクト領域79の長さ未満であることが好ましい。第1メサ部71および第2コンタクト領域79の間の距離は、第2トレンチ抵抗構造43の第5幅W5未満であることが好ましい。第1メサ部71および第2コンタクト領域79の間の距離は、第1メサ部71の幅(第5間隔I5)未満であることが特に好ましい。
 複数の第2コンタクト領域79は、第1メサ部71および第2メサ部72の間の範囲に形成された少なくとも1つ(この例では1つ)の最外の第2コンタクト領域79を含む。最外の第2コンタクト領域79は、第2方向Yに第1ダミートレンチ構造61に対向している。
 最外の第2コンタクト領域79は、第1メサ部71および第2メサ部72から第1方向Xに間隔を空けて形成されていることが好ましい。つまり、最外の第2コンタクト領域79は、第2方向Yに第1ダミートレンチ構造61に対向し、第2方向Yに第1トレンチ抵抗構造42に対向していないことが好ましい。
 たとえば、第1方向Xに関して、第2メサ部72および最外の第2コンタクト領域79の間の距離は、最外の第2コンタクト領域79の長さ未満であることが好ましい。第2メサ部72および最外の第2コンタクト領域79の間の距離は、第2トレンチ抵抗構造43の第5幅W5未満であることが好ましい。第2メサ部72および最外の第2コンタクト領域79の間の距離は、第2メサ部72の幅(第7間隔I7)未満であることが特に好ましい。
 複数の第3コンタクト領域80は、実施形態の場合と同様、各第2ダミートレンチ構造62に沿う領域に間隔を空けて形成されている。複数の第3コンタクト領域80は、この形態では、第2方向Yに第1ダミートレンチ構造61に対向し、第2方向Yに第1トレンチ抵抗構造42に対向していない。
 複数の第3コンタクト領域80は、第2ダミートレンチ構造62の端部に沿う領域を被覆する最外の第3コンタクト領域80を含む。最外の第3コンタクト領域80は、最外の第2コンタクト領域79と共に第2メサ部72を挟み込むように形成されている。最外の第3コンタクト領域80は、第2メサ部72から第1方向Xに間隔を空けて形成されていることが好ましい。
 たとえば、第1方向Xに関して、第2メサ部72および最外の第3コンタクト領域80の間の距離は、最外の第3コンタクト領域80の長さ未満であることが好ましい。第2メサ部72および最外の第3コンタクト領域80の間の距離は、ダミートレンチ構造60の第7幅W7未満であることが特に好ましい。
 第2メサ部72および最外の第3コンタクト領域80の間の距離は、第2メサ部72の幅(第7間隔I7)未満であることが特に好ましい。第2メサ部72を挟んで隣り合う最外の第2コンタクト領域79および最外の第3コンタクト領域80の間の距離は、第1メサ部71を挟んで隣り合う2つの第2コンタクト領域79の間の距離とほぼ等しいことが好ましい。
 図32は、変形例に係るゲートパッド101を示す拡大平面図である。前述の実施形態に係るゲートパッド101は、第1方向Xに関してゲート抵抗40(トレンチゲート構造20)よりも幅広なパッド本体部104、および、第1方向Xに関してゲート抵抗40(トレンチゲート構造20)よりも幅狭な引き出し部105を含む。
 これに対して、変形例に係るゲートパッド101は、第1方向Xに関してゲート抵抗40(トレンチゲート構造20)よりも幅狭なパッド本体部104、および、第1方向Xに関してゲート抵抗40(トレンチゲート構造20)よりも幅狭な引き出し部105を含む。引き出し部105は、この例では、第1方向Xにパッド本体部104とほぼ等しい幅を有している。
 図33は、第1変形例に係るチップ2を示す断面図である。図33を参照して、半導体装置1は、チップ2の内部において第1半導体領域6の厚さよりも小さい厚さを有する第2半導体領域7を含んでいてもよい。つまり、チップ2は、半導体基板よりも厚いエピタキシャル層を含んでいてもよい。
 図34は、第2変形例に係るチップ2を示す断面図である。図34を参照して、半導体装置1は、チップ2の内部において第2半導体領域7を有さず、第1半導体領域6のみを含んでいてもよい。この場合、第1半導体領域6は、チップ2の第1主面3、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、チップ2は、この形態では、半導体基板を有さず、エピタキシャル層からなる単層構造を有している。
 前述の実施形態はさらに他の形態で実施できる。前述の各実施形態では、「第1導電型」が「n型」であり、「第2導電型」が「p型」である形態が示された。しかし、前述の各実施形態において、「第1導電型」が「p型」であり、「第2導電型」が「n型」である形態が採用されてもよい。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」を「p型」に置き換えると同時に、「p型」を「n型」に置き換えることによって得られる。
 前述の実施形態では、n型の第2半導体領域7が示された。しかし、p型の第2半導体領域7が採用されてもよい。この場合、MISFETに代えてIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)が形成される。この場合、前述の説明において、MISFETの「ソース」がIGBTの「エミッタ」に置き換えられ、MISFETの「ドレイン」がIGBTの「コレクタ」に置き換えられる。p型の第2半導体領域7はイオン注入法によってチップ2の第2主面4の表層部に導入されたp型不純物を含む不純物領域であってもよい。
 以下、この明細書および図面から抽出される特徴例が示される。以下、括弧内の英数字等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(Clause)の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。以下の項目に係る「半導体装置」は、必要に応じて「ワイドバンドギャップ半導体装置」、「SiC半導体装置」、「半導体スイッチング装置」、「SiC-MISFET」等に置き換えられてもよい。
 [A1]主面(3)を有するチップ(2)と、前記主面(3)に形成されたトレンチ抵抗構造(41~43)を含むゲート抵抗(40)と、前記トレンチ抵抗構造(41~43)よりも低い抵抗値を有し、前記トレンチ抵抗構造(41~43)に電気的に接続されるように前記主面(3)の上に配置されたゲートパッド(101)と、前記トレンチ抵抗構造(41~43)よりも低い抵抗値を有し、前記トレンチ抵抗構造(41~43)を介して前記ゲートパッド(101)に電気的に接続されるように前記主面(3)の上に配置されたゲート配線(102)と、を含む、半導体装置(1)。
 [A2]前記ゲートパッド(101)は、前記トレンチ抵抗構造(41~43)の直上に位置する部分を有し、前記ゲート配線(102)は、前記トレンチ抵抗構造(41~43)の直上に位置する部分を有している、A1に記載の半導体装置(1)。
 [A3]前記トレンチ抵抗構造(41~43)は、チャネルの制御に寄与しない、A1またはA2に記載の半導体装置(1)。
 [A4]前記ゲート抵抗(40)は、前記トレンチ抵抗構造(41~43)を被覆する抵抗膜(50)を含み、前記ゲートパッド(101)は、前記抵抗膜(50)に電気的に接続され、前記ゲート配線(102)は、前記抵抗膜(50)に電気的に接続されている、A1~A3のいずれか一つに記載の半導体装置(1)。
 [A5]前記抵抗膜(50)は、前記主面(3)を被覆する部分、および、前記トレンチ抵抗構造(41~43)を被覆する部分を有している、A4に記載の半導体装置(1)。
 [A6]前記ゲートパッド(101)は、前記抵抗膜(50)を挟んで前記トレンチ抵抗構造(41~43)に対向し、前記ゲート配線(102)は、前記抵抗膜(50)を挟んで前記トレンチ抵抗構造(41~43)に対向している、A4またはA5に記載の半導体装置(1)。
 [A7]前記抵抗膜(50)を被覆する絶縁膜(99)をさらに含み、前記ゲートパッド(101)は、前記絶縁膜(99)を貫通して前記抵抗膜(50)に接続され、前記ゲート配線(102)は、前記絶縁膜(99)を貫通して前記抵抗膜(50)に接続されている、A4~A6のいずれか一つに記載の半導体装置(1)。
 [A8]複数の前記トレンチ抵抗構造(41~43)が前記主面(3)に形成されている、A1~A7のいずれか一つに記載の半導体装置(1)。
 [A9]複数の前記トレンチ抵抗構造(41~43)は、第1トレンチ抵抗構造(42)、および、前記第1トレンチ抵抗構造(42)よりも深い第2トレンチ抵抗構造(43)を含む、A8に記載の半導体装置(1)。
 [A10]前記主面(3)の内方部に設けられた活性領域(12)と、前記主面(3)の周縁部に設けられた外周領域(13)と、前記活性領域(12)および前記外周領域(13)の間に設けられた終端領域(15)と、をさらに含み、前記トレンチ抵抗構造(41~43)は、前記終端領域(15)において前記主面(3)に形成され、前記ゲートパッド(101)は、前記終端領域(15)において前記トレンチ抵抗構造(41~43)に電気的に接続され、前記ゲート配線(102)は、前記終端領域(15)において前記トレンチ抵抗構造(41~43)を介して前記ゲートパッド(101)に電気的に接続されている、A1~A9のいずれか一つに記載の半導体装置(1)。
 [A11]前記活性領域(12)において前記主面(3)に形成されたトレンチゲート構造(20)をさらに含み、前記ゲート配線(102)は、前記活性領域(12)において前記トレンチゲート構造(20)に電気的に接続されている、A10に記載の半導体装置(1)。
 [A12]前記活性領域(12)において前記トレンチゲート構造(20)に隣り合うように前記主面(3)に形成されたトレンチソース構造(25、30)をさらに含む、A11に記載の半導体装置(1)。
 [A13]前記トレンチソース構造(25、30)は、前記トレンチゲート構造(20)よりも深い、A12に記載の半導体装置(1)。
 [A14]前記終端領域(15)において前記トレンチ抵抗構造(41~43)に隣り合うように前記主面(3)に形成されたダミートレンチ構造(60~62)をさらに含む、A10~A13のいずれか一つに記載の半導体装置(1)。
 [A15]複数の前記ダミートレンチ構造(60~62)が前記主面(3)に形成されている、A14に記載の半導体装置(1)。
 [A16]複数の前記ダミートレンチ構造(60~62)は、第1ダミートレンチ構造(61)、および、前記第1ダミートレンチ構造(61)よりも深い第2ダミートレンチ構造(62)を含む、A15に記載の半導体装置(1)。
 [A17]前記主面(3)の内方部に形成された第1面部(8)、前記第1面部(8)から前記チップ(2)の厚さ方向に窪むように前記主面(3)の周縁部に形成された第2面部(9)、ならびに、前記第1面部(8)および前記第2面部(9)を接続する接続面部(10A~10D)によって前記主面(3)に区画された活性台地(11)をさらに含み、前記活性領域(12)は、前記第1面部(8)に設けられ、前記外周領域(13)は、前記第2面部(9)に設けられ、前記終端領域(15)は、前記第1面部(8)に設けられている、A10~A16のいずれか一つ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(6)と、前記半導体領域(6)内に位置するように前記主面(3)に形成された前記トレンチ抵抗構造(41~43)と、前記半導体領域(6)とpn接合部を形成するように前記半導体領域(6)内において前記トレンチ抵抗構造(41~43)に沿う領域に形成された第2導電型(p型)のウェル領域(75、76)と、をさらに含む、A1~A17のいずれか一つに記載の半導体装置(1)。
 [A19]前記トレンチ抵抗構造(41~43)よりも低い抵抗値を有し、前記トレンチ抵抗構造(41~43)を介して前記ゲートパッド(101)に電気的に接続されるように前記主面(3)の上に配置されたゲートサブパッド(103)をさらに含む、A1~A18のいずれか一つに記載の半導体装置(1)。
 [A20]前記ゲートサブパッド(103)は、前記ゲートパッド(101)よりも幅狭に形成され、前記ゲート配線(102)よりも幅広に形成されている、A19に記載の半導体装置(1)。
 [B1]主面(3)を有するチップ(2)と、前記主面(3)に形成された第1溝構造(42)と、第1方向(X)に前記第1溝構造(42)に隣り合うように前記主面(3)に形成された第2溝構造(61)と、前記第1方向(X)に直交する第2方向(Y)に前記第1溝構造(42)に隣り合うように前記主面(3)に形成された第3溝構造(43)と、前記第1方向(X)に前記第3溝構造(43)に隣り合うように前記主面(3)に形成された第4溝構造(62)と、前記第1溝構造(42)および前記第2溝構造(61)の間の領域に区画された第1メサ部(71)と、前記第3溝構造(43)および前記第4溝構造(62)の間の領域において前記第1メサ部(71)に対して前記第1方向(X)にずれて区画された第2メサ部(72)と、を含む、半導体装置(1)。
 [B2]前記第2溝構造(61)には前記第1溝構造(42)とは異なる電位が印加され、前記第4溝構造(62)には前記第3溝構造(43)とは異なる電位が印加される、B1に記載の半導体装置(1)。
 [B3]前記第1溝構造(42)には第1電位が印加され、前記第2溝構造(61)には前記第1電位とは異なる第2電位が印加され、前記第3溝構造(43)には前記第1電位が印加され、前記第4溝構造(62)には前記第2電位が印加される、B2に記載の半導体装置(1)。
 [B4]前記第1電位はゲート電位(VG)であり、前記第2電位はソース電位(VS)である、B3に記載の半導体装置(1)。
 [B5]前記第4溝構造(62)は、前記第2方向(Y)に前記第2溝構造(61)に隣り合うように前記主面(3)に形成されている、B1~B4のいずれか一つに記載の半導体装置(1)。
 [B6]前記第3溝構造(43)は、前記第1溝構造(42)よりも深く形成され、前記第4溝構造(62)は、前記第2溝構造(61)よりも深く形成されている、B1~B5のいずれか一つに記載の半導体装置(1)。
 [B7]前記第2溝構造(61)は、前記第1溝構造(42)とほぼ等しい深さで形成され、前記第4溝構造(62)は、前記第3溝構造(43)とほぼ等しい深さで形成されている、B6に記載の半導体装置(1)。
 [B8]前記第1溝構造(42)および前記第3溝構造(43)の間の領域、ならびに、前記第2溝構造(61)および前記第4溝構造(62)の間の領域に区画されたメインメサ部(70)をさらに含み、前記第1メサ部(71)は、前記メインメサ部(70)に接続され、前記第2メサ部(72)は、前記メインメサ部(70)に接続されている、B1~B7のいずれか一つに記載の半導体装置(1)。
 [B9]前記第1メサ部(71)の前記第1方向(X)の幅は、前記メインメサ部(70)の前記第2方向(Y)の幅の0.5倍以上2倍以下であり、前記第2メサ部(72)の前記第1方向(X)の幅は、前記メインメサ部(70)の前記第2方向(Y)の幅の0.5倍以上2倍以下である、B8に記載の半導体装置(1)。
 [B10]前記第1溝構造(42)は、前記第1方向(X)に帯状に延び、前記第2溝構造(61)は、前記第1方向(X)に帯状に延び、前記第3溝構造(43)は、前記第1方向(X)に帯状に延び、前記第4溝構造(62)は、前記第1方向(X)に帯状に延びている、B1~B9のいずれか一つに記載の半導体装置(1)。
 [B11]前記主面(3)の内方部に形成された第1面部(8)、前記第1面部(8)から前記チップ(2)の厚さ方向に窪むように前記主面(3)の周縁部に形成された第2面部(9)、ならびに、前記第1面部(8)および前記第2面部(9)を接続する接続面部(10A~10D)によって前記主面(3)に区画された活性台地(11)をさらに含み、前記第1溝構造(42)は、前記第1面部(8)に形成され、前記第2溝構造(61)は、前記第1面部(8)に形成され、前記第3溝構造(43)は、前記第1面部(8)に形成され、前記第4溝構造(62)は、前記第1面部(8)に形成されている、B1~B10のいずれか一つに記載の半導体装置(1)。
 [B12]前記第1溝構造(42)は、前記接続面部(10A~10D)から間隔を空けて前記第1面部(8)に形成され、前記第2溝構造(61)は、前記接続面部(10A~10D)から露出するように前記第1面部(8)に形成され、前記第3溝構造(43)は、前記接続面部(10A~10D)から間隔を空けて前記第1面部(8)に形成され、前記第4溝構造(62)は、前記接続面部(10A~10D)から露出するように前記第1面部(8)に形成されている、B11に記載の半導体装置(1)。
 [B13]前記接続面部(10A~10D)を被覆するように前記第2面部(9)の上に配置されたサイドウォール構造をさらに含む、B11またはB12に記載の半導体装置(1)。
 [B14]前記サイドウォール構造は、前記第2溝構造(61)および前記第4溝構造(62)に電気的に接続されたサイドウォール配線(95)からなる、B13に記載の半導体装置(1)。
 [B15]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(6)と、前記半導体領域(6)の表層部に形成された第2導電型(p型)のボディ領域(17)と、をさらに含み、前記第1溝構造(42)は、前記半導体領域(6)に至るように前記ボディ領域(17)を貫通し、前記第2溝構造(61)は、前記半導体領域(6)に至るように前記ボディ領域(17)を貫通し、前記第3溝構造(43)は、前記半導体領域(6)に至るように前記ボディ領域(17)を貫通し、前記第4溝構造(62)は、前記半導体領域(6)に至るように前記ボディ領域(17)を貫通している、B1~B14のいずれか一つに記載の半導体装置(1)。
 [B16]前記半導体領域(6)内において前記第3溝構造(43)に沿う領域に形成された第2導電型(p型)の第1コンタクト領域(79)と、前記半導体領域(6)内において前記第4溝構造(62)に沿う領域に形成された第2導電型(p型)の第2コンタクト領域(80)と、をさらに含む、B15に記載の半導体装置(1)。
 [B17]前記第1コンタクト領域(79)は、前記第2メサ部(72)から間隔を空けて前記第3溝構造(43)に沿う領域に形成され、前記第2コンタクト領域(80)は、前記第2メサ部(72)から間隔を空けて前記第4溝構造(62)に沿う領域に形成されている、B16に記載の半導体装置(1)。
 [B18]前記第1コンタクト領域(79)は、前記第1メサ部(71)に対して前記第1方向(X)にずれて形成され、前記第2コンタクト領域(80)は、前記第1メサ部(71)に対して前記第1方向(X)にずれて形成されている、B16またはB17に記載の半導体装置(1)。
 [B19]前記第1溝構造(42)を被覆する絶縁膜(99)と、前記絶縁膜(99)を挟んで前記第1溝構造(42)に対向するように前記絶縁膜(99)の上に配置されたゲート電極(100)と、をさらに含む、B1~B18のいずれか一つに記載の半導体装置(1)。
 [B20]前記チップ(2)は、ワイドバンドギャップ半導体を含む、B1~B19のいずれか一つに記載の半導体装置(1)。
 以上、実施形態が詳細に説明されたが、これらは技術的内容を明示する具体例に過ぎない。この明細書から抽出される種々の技術的思想は、明細書内の説明順序や実施形態の順序等に制限されずにそれらの間で適宜組み合わせ可能である。
1   半導体装置
2   チップ
3   第1主面
6   第1半導体領域
8   活性面(第1面部)
9   外周面(第2面部)
10A 第1接続面(接続面部)
10B 第2接続面(接続面部)
10C 第3接続面(接続面部)
10D 第4接続面(接続面部)
11  活性台地
12  活性領域
13  外周領域
15  終端領域
17  ボディ領域
20  トレンチゲート構造
25  第1トレンチソース構造
30  第2トレンチソース構造
40  ゲート抵抗
41  トレンチ抵抗構造
42  第1トレンチ抵抗構造(第1溝構造)
43  第2トレンチ抵抗構造(第3溝構造)
50  抵抗膜
60  ダミートレンチ構造
61  第1ダミートレンチ構造(第2溝構造)
62  第2ダミートレンチ構造(第4溝構造)
70  メインメサ部
71  第1メサ部
72  第2メサ部
75  第4ウェル領域
76  第5ウェル領域
79  第2コンタクト領域
80  第3コンタクト領域
95  サイドウォール配線
99  層間絶縁膜
101 ゲートパッド
102 ゲート配線
103 ゲートサブパッド
X   第1方向
Y   第2方向

Claims (20)

  1.  主面を有するチップと、
     前記主面に形成されたトレンチ抵抗構造を含むゲート抵抗と、
     前記トレンチ抵抗構造よりも低い抵抗値を有し、前記トレンチ抵抗構造に電気的に接続されるように前記主面の上に配置されたゲートパッドと、
     前記トレンチ抵抗構造よりも低い抵抗値を有し、前記トレンチ抵抗構造を介して前記ゲートパッドに電気的に接続されるように前記主面の上に配置されたゲート配線と、を含む、半導体装置。
  2.  前記ゲートパッドは、前記トレンチ抵抗構造の直上に位置する部分を有し、
     前記ゲート配線は、前記トレンチ抵抗構造の直上に位置する部分を有している、請求項1に記載の半導体装置。
  3.  前記トレンチ抵抗構造は、チャネルの制御に寄与しない、請求項1または2に記載の半導体装置。
  4.  前記ゲート抵抗は、前記トレンチ抵抗構造を被覆する抵抗膜を含み、
     前記ゲートパッドは、前記抵抗膜に電気的に接続され、
     前記ゲート配線は、前記抵抗膜に電気的に接続されている、請求項1~3のいずれか一項に記載の半導体装置。
  5.  前記抵抗膜は、前記主面を被覆する部分、および、前記トレンチ抵抗構造を被覆する部分を有している、請求項4に記載の半導体装置。
  6.  前記ゲートパッドは、前記抵抗膜を挟んで前記トレンチ抵抗構造に対向し、
     前記ゲート配線は、前記抵抗膜を挟んで前記トレンチ抵抗構造に対向している、請求項4または5に記載の半導体装置。
  7.  前記抵抗膜を被覆する絶縁膜をさらに含み、
     前記ゲートパッドは、前記絶縁膜を貫通して前記抵抗膜に接続され、
     前記ゲート配線は、前記絶縁膜を貫通して前記抵抗膜に接続されている、請求項4~6のいずれか一項に記載の半導体装置。
  8.  複数の前記トレンチ抵抗構造が前記主面に形成されている、請求項1~7のいずれか一項に記載の半導体装置。
  9.  複数の前記トレンチ抵抗構造は、第1トレンチ抵抗構造、および、前記第1トレンチ抵抗構造よりも深い第2トレンチ抵抗構造を含む、請求項8に記載の半導体装置。
  10.  前記主面の内方部に設けられた活性領域と、
     前記主面の周縁部に設けられた外周領域と、
     前記活性領域および前記外周領域の間に設けられた終端領域と、をさらに含み、
     前記トレンチ抵抗構造は、前記終端領域において前記主面に形成され、
     前記ゲートパッドは、前記終端領域において前記トレンチ抵抗構造に電気的に接続され、
     前記ゲート配線は、前記終端領域において前記トレンチ抵抗構造を介して前記ゲートパッドに電気的に接続されている、請求項1~9のいずれか一項に記載の半導体装置。
  11.  前記活性領域において前記主面に形成されたトレンチゲート構造をさらに含み、
     前記ゲート配線は、前記活性領域において前記トレンチゲート構造に電気的に接続されている、請求項10に記載の半導体装置。
  12.  前記活性領域において前記トレンチゲート構造に隣り合うように前記主面に形成されたトレンチソース構造をさらに含む、請求項11に記載の半導体装置。
  13.  前記トレンチソース構造は、前記トレンチゲート構造よりも深い、請求項12に記載の半導体装置。
  14.  前記終端領域において前記トレンチ抵抗構造に隣り合うように前記主面に形成されたダミートレンチ構造をさらに含む、請求項10~13のいずれか一項に記載の半導体装置。
  15.  複数の前記ダミートレンチ構造が前記主面に形成されている、請求項14に記載の半導体装置。
  16.  複数の前記ダミートレンチ構造は、第1ダミートレンチ構造、および、前記第1ダミートレンチ構造よりも深い第2ダミートレンチ構造を含む、請求項15に記載の半導体装置。
  17.  前記主面の内方部に形成された第1面部、前記第1面部から前記チップの厚さ方向に窪むように前記主面の周縁部に形成された第2面部、ならびに、前記第1面部および前記第2面部を接続する接続面部によって前記主面に区画された活性台地をさらに含み、
     前記活性領域は、前記第1面部に設けられ、
     前記外周領域は、前記第2面部に設けられ、
     前記終端領域は、前記第1面部に設けられている、請求項10~16のいずれか一項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、
     前記半導体領域内に位置するように前記主面に形成された前記トレンチ抵抗構造と、
     前記半導体領域とpn接合部を形成するように前記半導体領域内において前記トレンチ抵抗構造に沿う領域に形成された第2導電型のウェル領域と、をさらに含む、請求項1~17のいずれか一項に記載の半導体装置。
  19.  前記トレンチ抵抗構造よりも低い抵抗値を有し、前記トレンチ抵抗構造を介して前記ゲートパッドに電気的に接続されるように前記主面の上に配置されたゲートサブパッドをさらに含む、請求項1~18のいずれか一項に記載の半導体装置。
  20.  前記ゲートサブパッドは、前記ゲートパッドよりも幅狭に形成され、前記ゲート配線よりも幅広に形成されている、請求項19に記載の半導体装置。
PCT/JP2023/006633 2022-03-31 2023-02-24 半導体装置 WO2023189054A1 (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022061316 2022-03-31
JP2022-061316 2022-03-31
JP2022061314 2022-03-31
JP2022-061314 2022-03-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023189054A1 true WO2023189054A1 (ja) 2023-10-05

Family

ID=88200448

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/006633 WO2023189054A1 (ja) 2022-03-31 2023-02-24 半導体装置

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023189054A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016047438A1 (ja) * 2014-09-26 2016-03-31 三菱電機株式会社 半導体装置
WO2020031971A1 (ja) * 2018-08-07 2020-02-13 ローム株式会社 SiC半導体装置
JP2020150179A (ja) * 2019-03-14 2020-09-17 富士電機株式会社 半導体装置
JP2021077914A (ja) * 2013-08-28 2021-05-20 ローム株式会社 半導体装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021077914A (ja) * 2013-08-28 2021-05-20 ローム株式会社 半導体装置
WO2016047438A1 (ja) * 2014-09-26 2016-03-31 三菱電機株式会社 半導体装置
WO2020031971A1 (ja) * 2018-08-07 2020-02-13 ローム株式会社 SiC半導体装置
JP2020150179A (ja) * 2019-03-14 2020-09-17 富士電機株式会社 半導体装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230112583A1 (en) Semiconductor device and semiconductor package
US7825474B2 (en) Insulated-gate semiconductor device and PN junction diodes
US9041098B2 (en) Semiconductor device
US7732869B2 (en) Insulated-gate semiconductor device
US20070262390A1 (en) Insulated gate semiconductor device
US11469318B2 (en) Superjunction semiconductor device having parallel PN structure with column structure and method of manufacturing the same
US11189703B2 (en) Semiconductor device with trench structure having differing widths
WO2023189054A1 (ja) 半導体装置
WO2023189053A1 (ja) 半導体装置
JP7376516B2 (ja) 半導体装置
WO2021065740A1 (ja) 半導体装置
US20220216313A1 (en) Semiconductor device
WO2024070164A1 (ja) 半導体装置
WO2023013200A1 (ja) 半導体装置
WO2023223590A1 (ja) 半導体チップ
WO2023223588A1 (ja) 半導体チップ
WO2023223589A1 (ja) 半導体チップ
WO2021261397A1 (ja) 半導体装置
US20240014313A1 (en) Semiconductor device
WO2024014362A1 (ja) 半導体装置
WO2023203894A1 (ja) 半導体装置
WO2024053485A1 (ja) 半導体装置
WO2024070392A1 (ja) 半導体装置および半導体装置の製造方法
WO2024053486A1 (ja) 半導体装置
JP2023013277A (ja) 半導体装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23779084

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1