WO2024101129A1 - 半導体装置 - Google Patents
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- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
Definitions
- Patent document 1 discloses a semiconductor device including a semiconductor substrate, a MOS gate, a p-type region, an interlayer insulating film, a gate polysilicon layer, a gate pad, and a contact electrode.
- the MOS gate includes a plurality of gate electrodes embedded in a plurality of trenches formed in the semiconductor substrate.
- the p-type region is formed in the surface layer of the semiconductor substrate at a distance from the MOS gate.
- the interlayer insulating film covers the MOS gate and the p-type region on the semiconductor substrate.
- the gate polysilicon layer is provided as a gate resistor.
- the gate polysilicon layer is disposed on a portion of the interlayer insulating film that covers the p-type region, at a distance from the MOS gate, and faces the p-type region across the interlayer insulating film.
- the gate pad is disposed on the gate polysilicon layer and is electrically connected to the gate polysilicon layer.
- the contact electrode is disposed on the gate polysilicon layer at a distance from the gate pad, and is electrically connected to the gate polysilicon layer.
- the present disclosure provides a semiconductor device having a novel layout associated with a resistor.
- the present disclosure provides a semiconductor device including a chip having a main surface, a trench electrode type resistor structure formed on the main surface, and a resistive film that covers the resistor structure as a single covering object and is electrically connected to the resistor structure.
- the present disclosure provides a semiconductor device including a chip having a main surface, a trench electrode type resistor structure formed on the main surface, and a trench electrode type electrode structure formed on the main surface adjacent to the resistor structure and having a potential different from that of the resistor structure.
- the present disclosure provides a semiconductor device including a chip having a main surface, a trench electrode type resistor structure formed on the main surface, a trench electrode type first electrode structure formed on the main surface at a distance in one direction from the resistor structure and to which a potential different from that of the resistor structure is applied, and a trench electrode type second electrode structure formed on the main surface at a distance in an orthogonal direction perpendicular to the one direction from the resistor structure and to which a potential different from that of the resistor structure is applied.
- the present disclosure provides a semiconductor device including a chip having a main surface, a first surface portion located inside the main surface, a second surface portion recessed in the thickness direction outside the first surface portion, and a mesa portion defined on the main surface by a connection surface portion connecting the first surface portion and the second surface portion, and a resistive film disposed on the first surface portion.
- the present disclosure provides a semiconductor device including a chip having a main surface, a first surface portion located inside the main surface, a second surface portion recessed in the thickness direction outside the first surface portion, and a mesa portion defined on the main surface by a connection surface portion connecting the first surface portion and the second surface portion, and a trench electrode type resistor structure formed on the first surface portion.
- the present disclosure provides a semiconductor device including a chip having a main surface, a trench electrode type resistor structure formed on the main surface, and a trench electrode type gate structure formed on the main surface adjacent to the resistor structure.
- the present disclosure provides a semiconductor device including a chip having a main surface, a trench electrode type gate structure formed on the main surface, and a resistive film disposed on the main surface adjacent to the gate structure and spaced apart from the gate structure.
- FIG. 1 is a plan view showing a semiconductor device according to a first embodiment.
- FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II shown in FIG.
- FIG. 3 is a plan view showing an example of the layout of the first main surface.
- FIG. 4 is an enlarged plan view showing an example of the layout of active regions.
- FIG. 5 is an enlarged plan view showing an example of the layout of the first side end region.
- FIG. 6 is an enlarged plan view showing an example layout of the first termination region.
- FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII shown in FIG.
- FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII shown in FIG.
- FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX shown in FIG.
- FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line X-X shown in FIG.
- FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line XI-XI shown in FIG.
- FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line XII-XII shown in FIG.
- FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the line XIII-XIII shown in FIG.
- FIG. 14 is a plan view showing an example of the layout of gate electrodes and source electrodes.
- FIG. 15 is an enlarged plan view showing a main portion of FIG.
- FIG. 16 is a further enlarged plan view of a main portion of FIG.
- FIG. 17 is an enlarged plan view showing a resistor region according to the first layout example.
- FIG. 15 is an enlarged plan view showing a main portion of FIG.
- FIG. 16 is a further enlarged plan view of a main portion of FIG.
- FIG. 17 is an enlarged plan view showing a resistor region according to the first
- FIG. 18 is an enlarged plan view showing an example of the layout of the inner part of the resistance region.
- FIG. 19 is an enlarged plan view showing an example of the layout of the peripheral portion of the resistance region.
- FIG. 20 is an enlarged plan view showing an example of the layout of the first dummy region.
- 21 is a cross-sectional view taken along line XXI-XXI shown in FIG. 18.
- FIG. 22 is a cross-sectional view taken along line XXII-XXII shown in FIG. 18.
- FIG. 23 is a cross-sectional view taken along line XXIII-XXIII shown in FIG. 18.
- FIG. 24 is a cross-sectional view taken along line XXIV-XXIV shown in FIG. 19.
- FIG. 19 is an enlarged plan view showing an example of the layout of the inner part of the resistance region.
- FIG. 19 is an enlarged plan view showing an example of the layout of the peripheral portion of the resistance region.
- FIG. 20 is an enlarged plan view
- FIG. 25 is a cross-sectional view taken along line XXV-XXV shown in FIG. 19.
- FIG. 26 is a cross-sectional view taken along line XXVI-XXVI shown in FIG. 20.
- FIG. 27 is a cross-sectional view taken along line XXVII-XXVII shown in FIG. 20.
- FIG. 28 is a cross-sectional view taken along line XXVIII-XXVIII shown in FIG. 20.
- FIG. FIG. 29 is a cross-sectional view showing the structure of the outer periphery region.
- FIG. 30 is a circuit diagram showing the electrical configuration of the gate resistor.
- FIG. 31 is an enlarged plan view showing a resistor region according to the second layout example.
- FIG. 32 is an enlarged plan view showing an example of the layout of the inner part of the resistance region.
- 33 is a cross-sectional view taken along line XXXIII-XXXIII shown in FIG. 32.
- FIG. 34 is a cross-sectional view taken along line XXXIV-XXXIV shown in FIG. 32.
- FIG. 35 is a cross-sectional view taken along line XXXV-XXXV shown in FIG. 32.
- FIG. FIG. 36 is an enlarged plan view showing a resistor region according to the third layout example.
- FIG. 37 is a circuit diagram showing the electrical configuration of the gate resistor.
- FIG. 38 is an enlarged plan view showing a resistor region according to the fourth layout example.
- FIG. 39 is an enlarged plan view showing a resistor region according to the fifth layout example.
- FIG. 40 is a plan view showing an example of the layout of a first main surface of a semiconductor device according to the second embodiment.
- FIG. 41 is an enlarged plan view showing the sub-resistor region according to the first layout example together with the resistor region according to the first layout example.
- FIG. 42 is an enlarged plan view showing an example of the layout of the peripheral portion of the resistance region.
- FIG. 45 is an enlarged plan view showing the sub-resistor region according to the second layout example together with the resistor region according to the second layout example.
- FIG. 46 is an enlarged plan view showing the sub-resistor region according to the third layout example together with the resistor region according to the third layout example.
- FIG. 47 is an enlarged plan view showing the sub-resistor region according to the fourth layout example together with the resistor region according to the fourth layout example.
- FIG. 48 is an enlarged plan view showing the sub-resistor region according to the fifth layout example together with the resistor region according to the fifth layout example.
- FIG. 49 is a cross-sectional view showing another example of the chip.
- FIG. 50 is a cross-sectional view showing another example of the chip.
- this phrase includes a numerical value (shape) that is equal to the numerical value (shape) of the comparison target, as well as a numerical error (shape error) within a range of ⁇ 10% based on the numerical value (shape) of the comparison target.
- shape a numerical value that is equal to the numerical value (shape) of the comparison target
- error a numerical error within a range of ⁇ 10% based on the numerical value (shape) of the comparison target.
- the words “first,” “second,” “third,” etc. are used, but these are symbols attached to the names of each structure to clarify the order of explanation, and are not used with the intention of limiting the names of each structure.
- the conductivity type of a semiconductor region is indicated using “p-type” or “n-type”, but “p-type” may also be referred to as the “first conductivity type” and “n-type” as the “second conductivity type”. Of course, “n-type” may also be referred to as the "first conductivity type” and “p-type” as the “second conductivity type”.
- P-type is a conductivity type resulting from a trivalent element
- n-type is a conductivity type resulting from a pentavalent element.
- the trivalent element is at least one of boron, aluminum, gallium, and indium.
- the pentavalent element is at least one of nitrogen, phosphorus, arsenic, antimony, and bismuth.
- FIG. 1 is a plan view showing a semiconductor device 1A according to a first embodiment.
- FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II shown in FIG. 1.
- FIG. 3 is a plan view showing an example layout of a first main surface 3.
- the semiconductor device 1A is a semiconductor switching device including an insulated gate type transistor structure.
- the transistor structure may be referred to as a MISFET structure (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor structure).
- semiconductor device 1A includes chip 2 that includes a single crystal of a wide bandgap semiconductor and is formed in a hexahedral shape (specifically, a rectangular parallelepiped shape).
- semiconductor device 1A is a "wide bandgap semiconductor device.”
- Chip 2 may be referred to as a “semiconductor chip,” a “wide bandgap semiconductor chip,” etc.
- a wide bandgap semiconductor is a semiconductor that has a bandgap that exceeds the bandgap of Si (silicon).
- Examples of wide bandgap semiconductors include GaN (gallium nitride), SiC (silicon carbide), and C (diamond).
- chip 2 is a "SiC chip” that includes hexagonal SiC single crystal as an example of a wide bandgap semiconductor.
- semiconductor device 1A is a "SiC semiconductor device.”
- the semiconductor device 1A may be referred to as a "SiC-MISFET.”
- the hexagonal SiC single crystal has multiple 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.
- the first main surface 3 and the second main surface 4 are formed in a quadrangular shape when viewed in a plan view from their normal direction Z (hereinafter simply referred to as "plan view").
- 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 by the c-plane of a SiC single crystal.
- the first main surface 3 is formed by the silicon surface ((0001) surface) of the SiC single crystal
- the second main surface 4 is formed by the carbon surface ((000-1) surface) of the SiC single crystal.
- the first main surface 3 and the second main surface 4 may have an off angle 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 less than or equal to 5°.
- the first side surface 5A and the second side surface 5B extend in a first direction X along the first main surface 3 and face a second direction Y that intersects (specifically, perpendicular to) the first direction X.
- 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 third side surface 5C side in the first direction X may be referred to as one side of the first direction X
- the fourth side surface 5D side in the first direction X may be referred to as the other side of the first direction X
- the first side surface 5A side in the second direction Y may be referred to as one side of the second direction Y
- the second side surface 5B side in the second direction Y may be referred to as the other side of the second direction Y.
- the chip 2 may have a thickness of 5 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
- the thickness of the chip 2 may be set to a value belonging to any one of the following ranges: 5 ⁇ m or more and 25 ⁇ m or less, 25 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, 50 ⁇ m or more and 75 ⁇ m or less, 75 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, 100 ⁇ m or more and 125 ⁇ m or less, 125 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less, 150 ⁇ m or more and 175 ⁇ m or less, and 175 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
- the thickness of the chip 2 is preferably 100 ⁇ m or less.
- the first to fourth sides 5A to 5D may have a length of 0.5 mm or more and 20 mm or less in plan view.
- the length of the first to fourth sides 5A to 5D may be set to a value that falls within any one of the following ranges: 0.5 mm or more and 5 mm or less, 5 mm or more and 10 mm or less, 10 mm or more and 15 mm or less, and 15 mm or more and 20 mm or less. It is preferable that the length of the first to fourth sides 5A to 5D is 5 mm or more.
- the semiconductor device 1A includes an n-type first semiconductor region 6 formed in a region (surface layer) on the first main surface 3 side of the chip 2.
- a drain potential as a high potential (first potential) is applied to the first semiconductor region 6.
- the first semiconductor region 6 may also be referred to as a "drain region", a “drift region”, etc.
- the first semiconductor region 6 is formed in a layer 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 1A includes an n-type second semiconductor region 7 formed in a region (surface layer) on the second main surface 4 side in the chip 2.
- a drain potential is applied to the second semiconductor region 7.
- the second semiconductor region 7 may also be referred to as a "drain region.”
- 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 in the chip 2.
- the second semiconductor region 7 is formed in a layer 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 is made of a semiconductor substrate (specifically, a SiC semiconductor substrate). That is, the chip 2 has a layered 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 thickness of the second semiconductor region 7 is greater than the thickness of the first semiconductor region 6.
- the semiconductor device 1A 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, outer surface 9, and first to fourth connecting surfaces 10A to 10D define an active plateau 11 on the first main surface 3.
- the active surface 8 may be referred to as the "first surface portion”
- the outer peripheral surface 9 may be referred to as the "second surface portion”
- the first to fourth connection surfaces 10A to 10D may be referred to as the "connection surface portion”
- the active plateau 11 may be referred to as the “mesa portion”.
- the active surface 8, the outer peripheral surface 9, and the first to fourth connection surfaces 10A to 10D may be considered to be components of the chip 2 (first main surface 3).
- the active surface 8 is formed at a distance inward from the periphery (first to fourth side surfaces 5A to 5D) of the first main surface 3.
- 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 in a quadrangle shape having four sides parallel to the first to fourth side surfaces 5A to 5D in a plan view.
- the outer peripheral surface 9 is located outside the active surface 8 and is recessed in the thickness direction of the chip 2 (towards the second main surface 4) relative to the active surface 8. 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 peripheral surface 9 extends in a band shape along the active surface 8 in a plan view and is formed in a ring shape (specifically a square ring 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 approximately parallel to the active surface 8.
- the outer peripheral surface 9 is formed by 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 a outer peripheral depth DO.
- the outer peripheral depth DO may be 0.1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less. It is preferable that the outer peripheral depth DO is 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 fourth side surface 5D side.
- the first connection surface 10A and the second connection surface 10B extend in the first direction X and face 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 vertically between the active surface 8 and the outer peripheral surface 9 so as to define a square-prism-shaped active plateau 11.
- the first to fourth connection surfaces 10A to 10D may be inclined obliquely downward from the active surface 8 toward the outer peripheral surface 9 so as to define a square-prism-shaped active plateau 11.
- the active plateau 11 is defined in a protruding shape in the first semiconductor region 6 on the first main surface 3.
- the active plateau 11 is formed only in the first semiconductor region 6, and is not formed in the second semiconductor region 7.
- the semiconductor device 1A includes an active region 12, a first side end region 13, a second side end region 14, a first termination region 15, a second termination region 16, a resistor region 17, a first dummy region 18, a second dummy region 19, and a peripheral region 20 on the first main surface 3.
- the active region 12 is the region where the output current (drain current) of the transistor is generated.
- the active region 12 is provided in the inner part of the active surface 8 and spaced from the periphery of the active surface 8 (the first to fourth connection surfaces 10A to 10D).
- the active region 12 is provided in a quadrilateral shape having four sides parallel to the first to fourth side surfaces 5A to 5D in a plan view.
- the proportion of the active region 12 in the active surface 8 is preferably 50% or more and 95% or less.
- the proportion of the active region 12 may be a value belonging to any one of the following ranges: 50% or more and 60% or more, 60% or more and 70% or less, 70% or more and 80% or less, 80% or more and 90% or less, and 90% or more and 95% or less.
- the proportion of the active region 12 is preferably 70% or more.
- the first side end region 13 is provided as a non-active region on one side of the active region 12 in the first direction X (the third connection surface 10C side) on the active surface 8.
- the first side end region 13 is provided in a band shape extending in the second direction Y in a plan view.
- the second side end region 14 is provided as a non-active region on the active surface 8 on the other side in the first direction X (the fourth connection surface 10D side) of the active region 12, and faces the first side end region 13 across the active region 12 in the first direction X.
- the second side end region 14 is provided in a band shape extending in the second direction Y in a plan view.
- the first termination region 15 is provided as an inactive region on one side of the active region 12 in the second direction Y (the side of the first connection surface 10A).
- the first termination region 15 is provided in a band shape extending in the first direction X in a plan view.
- the first termination region 15 faces the active region 12, the first side end region 13, and the second side end region 14 in the second direction Y.
- the second termination region 16 is provided as an inactive region on the other side in the second direction Y (the second connection surface 10B side) of the active region 12.
- the second termination region 16 is provided in a band shape extending in the first direction X in a plan view.
- the second termination region 16 faces the active region 12, the first side end region 13, and the second side end region 14 in the second direction Y.
- the resistive region 17 is provided as an inactive region on one side of the active region 12 in the second direction Y (the side of the first connection surface 10A). Specifically, the resistive region 17 is provided in the region between the active region 12 and the first termination region 15, and faces the active region 12 and the first termination region 15 in the second direction Y.
- the resistance region 17 is provided in a region on one side in the second direction Y of an imaginary line that crosses the center of the active surface 8 in the first direction X in a plan view.
- the resistance region 17 is located on an imaginary line that crosses the center of the active surface 8 in the second direction Y in a plan view. In other words, the resistance region 17 faces the center of the first side surface 5A (first connection surface 10A) in the second direction Y in a plan view.
- the resistance region 17 is provided in the inner part of the active surface 8 and spaced apart from the periphery of the active surface 8 (the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D) in the first direction X. Specifically, the resistance region 17 is provided in the inner part of the active surface 8 and spaced apart from both ends of the active region 12 in the first direction X (the first side end region 13 and the second side end region 14), and does not face the first side end region 13 and the second side end region 14 in the second direction Y.
- the resistive region 17 is provided in a band shape extending in the first direction X in a plan view.
- the resistive region 17 has a plan area less than the plan area of the active region 12.
- the plan area of the resistive region 17 may be 1/10,000 or more and 1/10 or less of the plan area of the active region 12.
- the plan area of the resistive region 17 may be 1/50 or less of the plan area of the active region 12.
- the plan area of the resistive region 17 may be 1/100 or less of the plan area of the active region 12.
- the proportion of the resistance region 17 in the active surface 8 is preferably greater than 0% and less than 10%.
- the proportion of the resistance region 17 may be a value belonging to any one of the following ranges: greater than 0% and less than 1%, 1% to 2.5%, 2.5% to 5%, 5% to 7.5%, and 7.5% to 10%.
- the proportion of the resistance region 17 is preferably less than 5%.
- the first dummy region 18 is provided as an inactive region on one side of the resistive region 17 in the first direction X (the third connection surface 10C side) on the active surface 8.
- the first dummy region 18 is provided in a band shape extending in the first direction X in a plan view, and faces the active region 12, the first side end region 13, and the first termination region 15 in the second direction Y.
- the second dummy region 19 is provided as an inactive region on the other side of the resistive region 17 in the first direction X (the fourth connection surface 10D side) on the active surface 8, and faces the first dummy region 18 across the resistive region 17 in the first direction X.
- the second dummy region 19 is provided in a band shape extending in the first direction X in a plan view, and faces the active region 12, the second side end region 14, and the second termination region 16 in the second direction Y.
- the peripheral region 20 is provided on the peripheral surface 9 as a non-active region.
- the peripheral region 20 is provided in a ring shape (specifically, a rectangular ring shape) surrounding the active surface 8 (active plateau 11) in a plan view.
- the peripheral region 20 surrounds the active region 12, the first side end region 13, the second side end region 14, the first termination region 15, the second termination region 16, the resistor region 17, the first dummy region 18, and the second dummy region 19 in a plan view.
- FIG. 4 is an enlarged plan view showing an example layout of the active region 12.
- FIG. 5 is an enlarged plan view showing an example layout of the first side end region 13.
- FIG. 6 is an enlarged plan view showing an example layout of the first termination region 15.
- Figure 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII shown in Figure 4.
- Figure 8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII shown in Figure 4.
- Figure 9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX shown in Figure 5.
- Figure 10 is a cross-sectional view taken along line X-X shown in Figure 5.
- Figure 11 is a cross-sectional view taken along line XI-XI shown in Figure 5.
- Figure 12 is a cross-sectional view taken along line XII-XII shown in Figure 5.
- Figure 13 is a cross-sectional view taken along line XIII-XIII shown in Figure 6.
- the semiconductor device 1A includes a p-type body region 21 (first impurity region) formed in a surface layer portion of the first main surface 3 (active surface 8).
- the body region 21 may also be referred to as a "channel region,” a "base region,” or the like.
- the body region 21 is formed at a distance from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8.
- the body region 21 is formed in a layer extending along the active surface 8.
- the body region 21 is preferably formed over the entire active surface 8 and exposed from the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
- the semiconductor device 1A includes an n-type source region 22 (second impurity region) formed in the surface layer of the body region 21 in the active region 12.
- the source region 22 is formed at a distance from the bottom of the body region 21 toward the active surface 8. In other words, the source region 22 is formed in a region on the active surface 8 side of the body region 21.
- the source region 22 has a higher n-type impurity concentration than the first semiconductor region 6.
- the source region 22 forms a transistor channel with the first semiconductor region 6 in the body region 21.
- the source region 22 is not formed in any region other than the active region 12.
- the source region 22 may be formed in at least one of the first side end region 13, the second side end region 14, the first termination region 15, the second termination region 16, the resistance region 17, the first dummy region 18, and the second dummy region 19, as long as it does not affect the electrical characteristics of the channel.
- the source region 22 may be formed over the entire active surface 8.
- the semiconductor device 1A includes a plurality of trench electrode type gate structures 25 formed on the first main surface 3 (active surface 8) in the active region 12.
- the gate structures 25 may be referred to as "trench gate structures.”
- a gate potential is applied to the plurality of gate structures 25 as a control potential.
- the plurality of gate structures 25 control the inversion and non-inversion of the channel in the body region 21 in response to the gate potential.
- the multiple gate structures 25 are arranged in the active region 12 at intervals inward from the periphery of the active surface 8 (first to fourth connection surfaces 10A to 10D), and define the active region 12 in the inner part of the active surface 8.
- the multiple gate structures 25 are each formed in a band shape extending in the first direction X in a plan view, and are arranged at intervals in the second direction Y.
- the multiple gate structures 25 are arranged in stripes extending in the first direction X in a plan view.
- the multiple gate structures 25 penetrate the body region 21 and the source region 22 to reach the first semiconductor region 6, and are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8.
- Each gate structure 25 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 peripheral 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.
- Each gate structure 25 includes a first trench 26, a first insulating film 27, and a first buried electrode 28.
- the first trench 26 is formed in the active surface 8 and defines the wall surface of the gate structure 25.
- the first insulating film 27 covers the wall surface of the first trench 26.
- the first insulating film 27 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
- the first insulating film 27 has a single-layer structure made of a silicon oxide film. It is particularly preferable that the first insulating film 27 includes a silicon oxide film made of an oxide of the chip 2.
- the first buried electrode 28 is embedded in the first trench 26 across the first insulating film 27, and faces the channel across the first insulating film 27.
- the first buried electrode 28 may include p-type or n-type conductive polysilicon.
- the semiconductor device 1A includes a plurality of trench electrode type source structures 30 formed on the first main surface 3 (active surface 8) in the active region 12.
- a source potential is applied to the plurality of source structures 30 as a low potential (a second potential lower than the drain potential).
- the source structures 30 may be referred to as a "trench source structure", a "first source structure”, a “first trench source structure”, etc.
- the multiple source structures 30 are formed on the active surface 8 so as to be adjacent to the multiple gate structures 25 in the second direction Y in the active region 12. Specifically, the multiple source structures 30 are respectively disposed in regions between pairs of adjacent gate structures 25 and face the multiple gate structures 25 in the second direction Y. In other words, the multiple source structures 30 are arranged alternately with the multiple gate structures 25 in the second direction Y.
- the multiple source structures 30 are each formed in a band shape extending in the first direction X in a plan view. In this embodiment, the multiple source structures 30 are drawn out from the active region 12 to either or both of the first side end region 13 and the second side end region 14 (both in this embodiment).
- the multiple source structures 30 face the gate structure 25 in the second direction Y in the active region 12, but do not face the gate structure 25 in the second direction Y in the first side end region 13 (second side end region 14).
- the multiple source structures 30 are exposed from at least one of the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D.
- the multiple source structures 30 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 multiple source structures 30 penetrate the body region 21 and the source region 22 to reach the first semiconductor region 6 in the active region 12, and penetrate the body region 21 to reach the first semiconductor region 6 in the first side end region 13.
- the multiple source structures 30 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8.
- Each source structure 30 has a second width W2 in the second direction Y and a second depth D2 in the normal direction Z.
- the second width W2 may be approximately equal to the first width W1 described above.
- the second width W2 may be greater than the first width W1.
- the second width W2 may be 0.1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less. It is preferable that the second width W2 is 0.5 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less.
- the second depth D2 is equal to or greater than the first depth D1 described above. In this embodiment, the second depth D2 is greater than the first depth D1. It is preferable that the second depth D2 is 1.5 to 3 times the first depth D1. In this embodiment, the second depth D2 is approximately equal to the outer circumferential depth DO described above.
- the second depth D2 may be 0.1 ⁇ m to 5 ⁇ m. It is particularly preferable that the second depth D2 is 2.5 ⁇ m or less.
- Each source structure 30 is disposed in the second direction Y at a first interval I1 from the gate structure 25. It is preferable that the first interval I1 is 0.5 to 2 times 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 to 2.5 ⁇ m. It is preferable that the first interval I1 is 0.5 ⁇ m to 1.5 ⁇ m.
- Each source structure 30 includes a second trench 31, a second insulating film 32, and a second buried electrode 33.
- the second trench 31 is formed in the active surface 8 and defines the wall surface of the source structure 30.
- the sidewall of the second trench 31 communicates with the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D.
- the bottom wall of the second trench 31 communicates with the outer peripheral surface 9.
- the second insulating film 32 covers the wall surface of the second trench 31.
- the second insulating film 32 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
- the second insulating film 32 has a single-layer structure made of a silicon oxide film. It is particularly preferable that the second insulating film 32 includes a silicon oxide film made of an oxide of the chip 2.
- the second buried electrode 33 is buried in the second trench 31 with the second insulating film 32 sandwiched therebetween.
- the second buried electrode 33 may include p-type or n-type conductive polysilicon.
- the semiconductor device 1A includes a plurality of trench electrode type side end structures 35 formed on the first main surface 3 (active surface 8) in the first side end region 13.
- a source potential is applied to the plurality of side end structures 35.
- the side end structures 35 may be referred to as “trench side end structures", “second source structures”, “second trench source structures”, etc.
- the plurality of side end structures 35 are also formed in the second side end region 14.
- the configuration on the second side end region 14 side is similar to the configuration on the first side end region 13 side.
- the description of the first side end region 13 side applies to the description of the second side end region 14 side.
- the multiple side end structures 35 are respectively arranged in the first side end region 13 on the periphery of the active surface 8 (third connection surface 10C) and in the region between the multiple gate structures 25.
- the multiple side end structures 35 face the multiple gate structures 25 in a one-to-one correspondence in the first direction X.
- the multiple side end structures 35 are respectively arranged in the regions between pairs of source structures 30 adjacent to each other in the second direction Y, and face the multiple source structures 30 in the second direction Y. In other words, the multiple side end structures 35 are arranged alternately with the multiple source structures 30 in the second direction Y.
- the multiple side end structures 35, together with the multiple gate structures 25, define multiple side end mesa portions ME.
- the multiple side end mesa portions ME are arranged in a line in the second direction Y.
- the multiple side end mesa portions ME may also be arranged offset from each other in the first direction X so as not to face at least one side end mesa portion ME in the second direction Y.
- the multiple side end structures 35 are each formed in a band shape extending in the first direction X in a plan view.
- the multiple side end structures 35 on the first side end region 13 side penetrate the third connection surface 10C and are exposed from the third connection surface 10C.
- the multiple side end structures 35 on the second side end region 14 side penetrate the fourth connection surface 10D and are exposed from the fourth connection surface 10D.
- the multiple side end structures 35 penetrate the body region 21 to reach the first semiconductor region 6, and are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8.
- Each side end structure 35 like the source structure 30, has a second width W2 in the second direction Y and a second depth D2 in the normal direction Z.
- Each side end structure 35 is disposed at a second distance I2 from the gate structure 25 in the first direction X, and at a third distance I3 from the source structure 30 in the second direction Y.
- the second interval I2 is preferably 0.5 to 2 times the first width W1 (second width W2).
- the second interval I2 is preferably 0.5 to 2 times the first interval I1. It is particularly preferable that the second interval I2 is 1.5 times or less the first interval I1.
- the second interval I2 may be approximately equal to the first interval I1.
- the second interval I2 may be 0.1 ⁇ m to 2.5 ⁇ m. It is preferable that the second interval I2 is 0.5 ⁇ m to 1.5 ⁇ m.
- the third interval I3 is preferably 0.5 to 2 times the first width W1 (second width W2).
- the third interval I3 may be less than the second width W2.
- the third interval I3 is preferably approximately equal to the aforementioned first interval I1.
- the third interval I3 may be 0.1 ⁇ m to 2.5 ⁇ m.
- the third interval I3 is preferably 0.5 ⁇ m to 1.5 ⁇ m.
- Each side end structure 35 includes a third trench 36, a third insulating film 37, and a third buried electrode 38.
- the third trench 36 is formed in the active surface 8 and defines the wall surface of the side end structure 35.
- the side wall of the third trench 36 is connected to the third connection surface 10C.
- the bottom wall of the third trench 36 is connected to the outer peripheral surface 9.
- the third insulating film 37 covers the wall surface of the third trench 36.
- the third insulating film 37 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
- the third insulating film 37 has a single-layer structure made of a silicon oxide film. It is particularly preferable that the third insulating film 37 includes a silicon oxide film made of an oxide of the chip 2.
- the third buried electrode 38 is buried in the third trench 36 with the third insulating film 37 in between.
- the third buried electrode 38 may include p-type or n-type conductive polysilicon.
- the semiconductor device 1A includes a plurality of trench electrode type termination structures 40 formed on the first main surface 3 (active surface 8) in the first termination region 15. A source potential is applied to the plurality of termination structures 40.
- the termination structures 40 may be referred to as “trench termination structures", “third source structures”, “third trench source structures”, etc.
- the plurality of termination structures 40 are also formed in the second termination region 16.
- the configuration on the second termination region 16 side is similar to the configuration on the first termination region 15 side.
- the description of the first termination region 15 side applies to the description of the second termination region 16 side.
- the multiple termination structures 40 are each formed in a band extending in the first direction X, and are arranged at intervals in the second direction Y.
- the multiple termination structures 40 are continuously arranged at equal intervals in the second direction Y so as to face each other with a part of the chip 2 in between. In other words, the multiple termination structures 40 face each other without sandwiching a gate structure 25 between them.
- the multiple termination structures 40 face the multiple gate structures 25 and the multiple source structures 30 in the second direction Y.
- the multiple termination structures 40 are exposed from at least one of the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D.
- the multiple termination structures 40 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 multiple termination structures 40 have portions facing the multiple side end structures 35 in the second direction Y on the first side end region 13 side.
- the multiple termination structures 40 penetrate the body region 21 to reach the first semiconductor region 6, and are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8.
- Each termination structure 40 like the source structure 30, has a second width W2 in the second direction Y and a second depth D2 in the normal direction Z.
- the multiple termination structures 40 are arranged with a fourth interval I4 between them.
- the fourth interval I4 is preferably 0.5 to 2 times the first width W1 (second width W2).
- the fourth interval I4 may be less than the first width W1 (second width W2). It is preferable that the fourth interval I4 is approximately equal to the above-mentioned first interval I1 (third interval I3).
- the fourth interval I4 may be 0.1 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less. It is preferable that the fourth interval I4 is 0.5 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
- Each termination structure 40 includes a fourth trench 41, a fourth insulating film 42, and a fourth buried electrode 43.
- the fourth trench 41 is formed in the active surface 8 and defines the wall surface of the termination structure 40.
- the side wall of the fourth trench 41 is connected to the third connection surface 10C.
- the bottom wall of the fourth trench 41 is connected to the outer peripheral surface 9.
- the fourth insulating film 42 covers the wall surface of the fourth trench 41.
- the fourth insulating film 42 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
- the fourth insulating film 42 has a single-layer structure made of a silicon oxide film. It is particularly preferable that the fourth insulating film 42 includes a silicon oxide film made of an oxide of the chip 2.
- the fourth buried electrode 43 is buried in the fourth trench 41 with the fourth insulating film 42 sandwiched therebetween.
- the fourth buried electrode 43 may include p-type or n-type conductive polysilicon.
- FIG. 14 is a plan view showing an example layout of the gate electrode 100 and the source electrode 120.
- FIG. 15 is an enlarged plan view showing a main part of FIG. 14.
- FIG. 16 is a further enlarged plan view of a main part of FIG. 15.
- FIG. 17 is an enlarged plan view showing the resistance region 17 according to a first layout example.
- FIG. 18 is an enlarged plan view showing an example layout of the inner part of the resistance region 17.
- FIG. 19 is an enlarged plan view showing an example layout of the peripheral part of the resistance region 17.
- FIG. 20 is an enlarged plan view showing an example layout of the first dummy region 18.
- Figure 21 is a cross-sectional view taken along line XXI-XXI shown in Figure 18.
- Figure 22 is a cross-sectional view taken along line XXII-XXII shown in Figure 18.
- Figure 23 is a cross-sectional view taken along line XXIII-XXIII shown in Figure 18.
- Figure 24 is a cross-sectional view taken along line XXIV-XXIV shown in Figure 19.
- Figure 25 is a cross-sectional view taken along line XXV-XXV shown in Figure 19.
- Figure 26 is a cross-sectional view taken along line XXVI-XXVI shown in Figure 20.
- Figure 27 is a cross-sectional view taken along line XXVII-XXVII shown in Figure 20.
- Figure 28 is a cross-sectional view taken along line XXVIII-XXVIII shown in Figure 20.
- the semiconductor device 1A includes at least one (in this embodiment, multiple) resistive structures 50 of a trench electrode type formed on the first main surface 3 (active surface 8) in the resistive region 17.
- the resistive structure 50 may be referred to as a "trench resistive structure.”
- the resistive structure 50 constitutes a part of a resistor (specifically, a gate resistor RG). A gate potential is applied to the multiple resistive structures 50, but the multiple resistive structures 50 do not contribute to channel control.
- the multiple resistor structures 50 are arranged at intervals inward from the periphery of the active surface 8 (the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D) in the resistor region 17, defining the resistor region 17 in the inner portion of the active surface 8.
- the multiple resistance structures 50 are arranged in a region on one side in the second direction Y of an imaginary line that crosses the center of the active surface 8 in the first direction X in a plan view.
- the multiple resistance structures 50 are located on an imaginary line that crosses the center of the active surface 8 in the second direction Y in a plan view. In other words, the multiple resistance structures 50 face the center of the first side surface 5A (first connection surface 10A) in the second direction Y in a plan view.
- the multiple resistance structures 50 are each formed in a band shape extending in the first direction X in a plan view, and are arranged at intervals in the second direction Y. In other words, the multiple resistance structures 50 are arranged in a stripe shape extending in the first direction X in a plan view.
- the multiple resistance structures 50 have one end on one side of the first direction X and the other end on the other side of the first direction X.
- Each resistance structure 50 has a length in the first direction X that is smaller than the length of each gate structure 25.
- the multiple resistance structures 50 are formed at intervals on the inside of the active surface 8 relative to the positions of the ends of the multiple gate structures 25 in the first direction X. In other words, the multiple resistance structures 50 face the inner parts of the multiple gate structures 25 in the second direction Y, but do not face both ends of the multiple gate structures 25 in the second direction Y.
- the multiple resistance structures 50 penetrate the body region 21 to reach the first semiconductor region 6, and are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8.
- Each resistor structure 50 has a third width W3 in the second direction Y and a third depth D3 in the normal direction Z.
- the third width W3 is preferably approximately equal to the first width W1 described above.
- the third width W3 may be greater than or equal to 0.1 ⁇ m and less than or equal to 3 ⁇ m.
- the third width W3 is preferably greater than or equal to 0.5 ⁇ m and less than or equal to 2 ⁇ m.
- the third depth D3 is less than the aforementioned outer peripheral depth DO (second depth D2). It is preferable that the third depth D3 is approximately equal to the aforementioned first depth D1.
- the third depth D3 may be 0.1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less. It is preferable that the third depth D3 is 0.5 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
- the multiple resistance structures 50 are arranged in the second direction Y at a trench pitch that is approximately equal to the trench pitch of the multiple gate structures 25.
- the trench pitch between adjacent gate structures 25 and resistance structures 50 is approximately equal to the trench pitch of the multiple gate structures 25 (multiple resistance structures 50).
- Each resistor structure 50 includes a fifth trench 51, a fifth insulating film 52, and a fifth buried electrode 53.
- the fifth trench 51 is formed in the active surface 8 and defines the wall surface of the resistor structure 50.
- the fifth insulating film 52 covers the wall surface of the fifth trench 51.
- the fifth insulating film 52 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
- the fifth insulating film 52 has a single-layer structure made of a silicon oxide film. It is particularly preferable that the fifth insulating film 52 includes a silicon oxide film made of an oxide of the chip 2.
- the fifth buried electrode 53 is embedded in the fifth trench 51 with the fifth insulating film 52 in between, and faces the channel with the fifth insulating film 52 in between.
- the fifth buried electrode 53 may include p-type or n-type conductive polysilicon.
- the semiconductor device 1A includes at least one (in this embodiment, multiple) first dummy structures 55 of a trench electrode type formed on the first main surface 3 (active surface 8) in the resistance region 17.
- a source potential is applied to the multiple first dummy structures 55.
- the first dummy structure 55 may be referred to as a "first dummy trench structure,” a “fourth source structure,” a “fourth trench source structure,” etc.
- the multiple first dummy structures 55 are formed on the active surface 8 so as to be adjacent to the multiple resistance structures 50 in the second direction Y in the resistance region 17. Specifically, the multiple first dummy structures 55 are each disposed in regions between adjacent pairs of resistance structures 50, and face the multiple resistance structures 50 in the second direction Y.
- the multiple first dummy structures 55 are arranged alternately with the multiple resistance structures 50 in the second direction Y.
- the multiple first dummy structures 55 face the multiple resistance structures 50, the multiple gate structures 25, the multiple source structures 30, and the multiple termination structures 40 in the second direction Y.
- the multiple first dummy structures 55 are each formed in a band shape extending in the first direction X in a plan view.
- the multiple first dummy structures 55 are extended from the resistance region 17 to either or both of the first dummy region 18 and the second dummy region 19 (both in this embodiment).
- the multiple first dummy structures 55 have a length in the first direction X that is greater than the length of the resistance structure 50, and face the active region 12 in the second direction Y in the first dummy region 18 (second dummy region 19).
- the multiple first dummy structures 55 are pulled out toward the peripheral side of the active surface 8 relative to the positions of the ends of the multiple gate structures 25 in the first direction X, and have portions that face the first side end region 13 (second side end region 14) in the second direction Y. In other words, the multiple first dummy structures 55 have portions that face the multiple side end structures 35 in the second direction Y.
- the multiple first dummy structures 55 are exposed from at least one of the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D.
- the multiple first dummy structures 55 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 multiple first dummy structures 55 penetrate the body region 21 to reach the first semiconductor region 6 and are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8.
- Each first dummy structure 55 has a fourth width W4 in the second direction Y and a fourth depth D4 in the normal direction Z.
- the fourth width W4 may be approximately equal to the aforementioned third width W3.
- the fourth width W4 may be greater than the third width W3. It is preferable that the fourth width W4 is approximately equal to the aforementioned second width W2.
- the fourth width W4 may be 0.1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less. It is preferable that the fourth width W4 is 0.5 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less.
- the fourth depth D4 is equal to or greater than the third depth D3 described above. In this embodiment, the fourth depth D4 is greater than the third depth D3. It is preferable that the fourth depth D4 is 1.5 to 3 times the third depth D3. In this embodiment, the fourth depth D4 is approximately equal to the outer circumferential depth DO (second depth D2) described above.
- the fourth depth D4 may be 0.1 ⁇ m to 5 ⁇ m. It is particularly preferable that the fourth depth D4 is 2.5 ⁇ m or less.
- Each first dummy structure 55 is disposed at a fifth interval I5 from the resistor structure 50 in the second direction Y.
- the fifth interval I5 is preferably 0.5 to 2 times the third width W3 (fourth width W4). It is particularly preferable that the fifth interval I5 is less than the third width W3 (fourth width W4). It is preferable that the fifth interval I5 is approximately equal to the first interval I1 (third interval I3) described above.
- the fifth interval I5 may be 0.1 ⁇ m to 2.5 ⁇ m. It is preferable that the fifth interval I5 is 0.5 ⁇ m to 1.5 ⁇ m.
- the first dummy structure 55 is disposed in the region between the gate structure 25 and the resistance structure 50 at a fifth interval I5 (first interval I1) from the gate structure 25 and the resistance structure 50 in the second direction Y.
- the first dummy structure 55 is disposed to face the source structure 30 across the resistance structure 50 in the second direction Y.
- the first dummy structure 55 is arranged at a fifth interval I5 (first interval I1) from the resistance structure 50 in the second direction Y.
- the first dummy structure 55 constitutes the outermost part on the first termination region 15 side in the resistance region 17.
- the outermost first termination region 15 is arranged at a fifth interval I5 (first interval I1) from the termination structure 40 in the second direction Y.
- Each first dummy structure 55 includes a sixth trench 56, a sixth insulating film 57, and a sixth buried electrode 58.
- the sixth trench 56 is formed in the active surface 8 and defines the wall surface of the first dummy structure 55.
- the sidewall of the sixth trench 56 is connected to the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D.
- the bottom wall of the sixth trench 56 is connected to the outer peripheral surface 9.
- the sixth insulating film 57 covers the wall surface of the sixth trench 56.
- the sixth insulating film 57 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
- the sixth insulating film 57 has a single-layer structure made of a silicon oxide film. It is particularly preferable that the sixth insulating film 57 includes a silicon oxide film made of an oxide of the chip 2.
- the sixth buried electrode 58 is buried in the sixth trench 56 with the sixth insulating film 57 in between.
- the sixth buried electrode 58 may include p-type or n-type conductive polysilicon.
- the semiconductor device 1A includes at least one (in this embodiment, multiple) second dummy structures 60 of a trench electrode type formed on the first main surface 3 (active surface 8) in the first dummy region 18.
- a source potential is applied to the multiple second dummy structures 60.
- the second dummy structure 60 may be referred to as a "second dummy trench structure,” a "fifth source structure,” a “fifth trench source structure,” or the like.
- the multiple second dummy structures 60 are also formed in the second dummy region 19.
- the configuration on the second dummy region 19 side is similar to the configuration on the first dummy region 18 side.
- the description of the first side end region 13 side applies to the description of the second dummy region 19 side.
- the second dummy structures 60 are each arranged in the first dummy region 18 on the periphery of the active surface 8 (third connection surface 10C) and in the region between the resistance structures 50.
- the second dummy structures 60 face the resistance structures 50 in a one-to-one correspondence in the first direction X.
- the second dummy structures 60 are each arranged in the regions between pairs of first dummy structures 55 adjacent to each other in the second direction Y, and face the first dummy structures 55 in the second direction Y.
- the second dummy structures 60 are arranged alternately with the first dummy structures 55 in the second direction Y.
- the dummy mesa portions MD are located on the inner side of the active surface 8 relative to the side end mesa portions ME in the first direction X.
- the multiple dummy mesa portions MD are arranged in a row in the second direction Y.
- the multiple dummy mesa portions MD may be arranged offset from one another in the first direction X so as not to face at least one dummy mesa portion MD in the second direction Y.
- the multiple dummy mesa portions MD face the multiple gate structures 25, the multiple source structures 30, the multiple termination structures 40, and the multiple first dummy structures 55 in the second direction Y.
- the second dummy structures 60 are each formed in a band shape extending in the first direction X in a plan view.
- the second dummy structures 60 are arranged in a region on the side of the resistance structures 50 relative to the end positions of the gate structures 25 in the first direction X, and face the active region 12 in the second direction Y.
- the second dummy structures 60 face the gate structures 25, the source structures 30, the termination structures 40, and the first dummy structures 55 in the second direction Y on the active region 12 side.
- the second dummy structures 60 are pulled out toward the periphery of the active surface 8 relative to the positions of the ends of the gate structures 25 in the first direction X, and have portions that face the first side end region 13 (second side end region 14) in the second direction Y. In other words, the second dummy structures 60 have portions that face the side end structures 35 in the second direction Y.
- the multiple second dummy structures 60 on the first dummy region 18 side penetrate the third connection surface 10C and are exposed from the third connection surface 10C.
- the multiple second dummy structures 60 on the second dummy region 19 side penetrate the fourth connection surface 10D and are exposed from the fourth connection surface 10D.
- the multiple second dummy structures 60 penetrate the body region 21 to reach the first semiconductor region 6, and are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8.
- Each second dummy structure 60 like the first dummy structure 55, has a fourth width W4 in the second direction Y and a fourth depth D4 in the normal direction Z.
- Each second dummy structure 60 is disposed at a sixth interval I6 from the resistor structure 50 in the first direction X, and at a seventh interval I7 from the first dummy structure 55 in the second direction Y.
- the sixth interval I6 is preferably 0.5 to 2 times the third width W3 (fourth width W4).
- the sixth interval I6 is preferably 0.5 to 2 times the fifth interval I5 (first interval I1). It is particularly preferable that the sixth interval I6 is 1.5 times or less the fifth interval I5 (first interval I1).
- the sixth interval I6 may be approximately equal to the fifth interval I5 (first interval I1).
- the sixth interval I6 may be 0.1 ⁇ m to 2.5 ⁇ m. It is preferable that the sixth interval I6 is 0.5 ⁇ m to 1.5 ⁇ m.
- the seventh interval I7 is preferably 0.5 to 2 times the third width W3 (fourth width W4).
- the seventh interval I7 may be less than the third width W3 (fourth width W4).
- the seventh interval I7 is preferably approximately equal to the aforementioned fifth interval I5 (first interval I1).
- the seventh interval I7 may be 0.1 ⁇ m to 2.5 ⁇ m.
- the seventh interval I7 is preferably 0.5 ⁇ m to 1.5 ⁇ m.
- Each second dummy structure 60 includes a seventh trench 61, a seventh insulating film 62, and a seventh buried electrode 63.
- the seventh trench 61 is formed in the active surface 8 and defines the wall surface of the second dummy structure 60.
- the side wall of the seventh trench 61 is connected to the third connection surface 10C.
- the bottom wall of the seventh trench 61 is connected to the outer peripheral surface 9.
- the seventh insulating film 62 covers the wall surface of the seventh trench 61.
- the seventh insulating film 62 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
- the seventh insulating film 62 has a single-layer structure made of a silicon oxide film. It is particularly preferable that the seventh insulating film 62 includes a silicon oxide film made of an oxide of the chip 2.
- the seventh buried electrode 63 is buried in the seventh trench 61 with the seventh insulating film 62 sandwiched therebetween.
- the seventh buried electrode 63 may include p-type or n-type conductive polysilicon.
- the semiconductor device 1A includes a plurality of p-type first well regions 65 formed in a region along the plurality of gate structures 25 in the surface layer portion of the active surface 8 of the active region 12.
- the first well regions 65 have a p-type impurity concentration higher than the p-type impurity concentration of the body region 21.
- the p-type impurity concentration of the first well regions 65 may be lower than the p-type impurity concentration of the body region 21.
- the multiple first well regions 65 cover the wall surfaces of the corresponding gate structures 25 at intervals from the adjacent source structures 30, and are electrically connected to the body region 21 at the surface portion of the active surface 8.
- the multiple first well regions 65 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8, and face the second semiconductor region 7 with a part of the first semiconductor region 6 in between.
- the multiple first well regions 65 form pn junctions with the first semiconductor region 6.
- the semiconductor device 1A includes a plurality of p-type second well regions 66 formed in a region along the plurality of source structures 30 in the surface layer portion of the active surface 8 of the active region 12.
- the second well regions 66 have a p-type impurity concentration higher than the p-type impurity concentration of the body region 21.
- the p-type impurity concentration of the second well regions 66 may be lower than the p-type impurity concentration of the body region 21. It is preferable that the p-type impurity concentration of the second well regions 66 is approximately equal to the p-type impurity concentration of the first well region 65.
- the second well regions 66 cover the wall surfaces of the corresponding source structures 30 at intervals from the adjacent gate structures 25, and are electrically connected to the body region 21 at the surface portion of the active surface 8.
- the second well regions 66 cover the wall surfaces of the corresponding source structures 30 in the active region 12, the first side end region 13, and the second side end region 14, and are exposed from the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D.
- the multiple second well regions 66 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8, and face the second semiconductor region 7 across a portion of the first semiconductor region 6.
- the bottoms of the multiple second well regions 66 are located on the bottom side of the first semiconductor region 6 relative to the depth positions of the bottoms of the multiple first well regions 65.
- the multiple second well regions 66 form pn junctions with the first semiconductor region 6.
- the semiconductor device 1A includes a plurality of p-type third well regions 67 formed in a region along the plurality of side end structures 35 in the surface layer portion of the active surface 8 of the first side end region 13 (second side end region 14).
- the third well regions 67 have a p-type impurity concentration higher than the p-type impurity concentration of the body region 21.
- the p-type impurity concentration of the third well regions 67 may be lower than the p-type impurity concentration of the body region 21. It is preferable that the p-type impurity concentration of the third well regions 67 is approximately equal to the p-type impurity concentration of the first well region 65 (second well region 66).
- the multiple third well regions 67 cover the wall surfaces of the corresponding side end structures 35 at intervals from the adjacent gate structures 25 and source structures 30, and are electrically connected to the body region 21 in the surface portion of the active surface 8.
- the third well regions 67 may be integrated with the first well region 65 in the region between the gate structures 25 and the side end structures 35.
- the multiple third well regions 67 are exposed from the third connection surface 10C.
- the multiple third well regions 67 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8, and face the second semiconductor region 7 across a portion of the first semiconductor region 6.
- the bottoms of the multiple third well regions 67 are located on the bottom side of the first semiconductor region 6 relative to the depth position of the bottoms of the multiple first well regions 65.
- the bottoms of the multiple third well regions 67 are formed at approximately the same depth as the bottoms of the multiple second well regions 66.
- the multiple third well regions 67 form pn junctions with the first semiconductor region 6.
- the semiconductor device 1A includes at least one (in this embodiment, multiple) fourth well region 68 of p-type formed in a region along the multiple termination structures 40 in the first termination region 15 (second termination region 16).
- the fourth well region 68 has a higher p-type impurity concentration than the body region 21.
- the p-type impurity concentration of the fourth well region 68 may be lower than the body region 21. It is preferable that the p-type impurity concentration of the fourth well region 68 is approximately equal to the p-type impurity concentration of the first well region 65 (second well region 66).
- the multiple fourth well regions 68 cover the wall surfaces of the corresponding termination structures 40 at intervals from the adjacent termination structures 40, and are electrically connected to the body region 21 at the surface portion of the active surface 8.
- the multiple fourth well regions 68 extend in a strip shape along the corresponding termination structures 40 in a plan view, and are exposed from the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D.
- the multiple fourth well regions 68 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8, and face the second semiconductor region 7 across a portion of the first semiconductor region 6.
- the bottoms of the multiple fourth well regions 68 are located on the bottom side of the first semiconductor region 6 relative to the depth position of the bottoms of the multiple first well regions 65. It is preferable that the bottoms of the multiple fourth well regions 68 are formed at a depth approximately equal to the bottoms of the multiple second well regions 66.
- the multiple fourth well regions 68 form pn junctions with the first semiconductor region 6.
- the semiconductor device 1A includes a plurality of p-type fifth well regions 69 formed in a region along the plurality of resistor structures 50 in the surface layer portion of the active surface 8 of the resistor region 17.
- the fifth well regions 69 have a p-type impurity concentration higher than the p-type impurity concentration of the body region 21.
- the p-type impurity concentration of the fifth well regions 69 may be lower than the p-type impurity concentration of the body region 21. It is preferable that the p-type impurity concentration of the fifth well regions 69 is approximately equal to the p-type impurity concentration of the first well region 65.
- the multiple fifth well regions 69 cover the wall surfaces of the corresponding resistor structures 50 at intervals from the adjacent first dummy structures 55, and are electrically connected to the body region 21 at the surface layer of the active surface 8.
- the multiple fifth well regions 69 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8, 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 69 are located on the active surface 8 side relative to the depth position of the bottoms of the plurality of second well regions 66. It is preferable that the bottoms of the plurality of fifth well regions 69 are formed at a depth approximately equal to that of the bottoms of the plurality of first well regions 65.
- the plurality of fifth well regions 69 form pn junctions with the first semiconductor region 6.
- the semiconductor device 1A includes a plurality of sixth well regions 70 of p-type formed in a region along the plurality of first dummy structures 55 in the surface layer portion of the active surface 8 of the resistor region 17.
- the sixth well region 70 has a p-type impurity concentration higher than the p-type impurity concentration of the body region 21.
- the p-type impurity concentration of the sixth well region 70 may be lower than the p-type impurity concentration of the body region 21. It is preferable that the p-type impurity concentration of the sixth well region 70 is approximately equal to the p-type impurity concentration of the fifth well region 69 (first well region 65).
- the sixth well regions 70 cover the walls of the corresponding first dummy structures 55 at intervals from the adjacent resistor structures 50, and are electrically connected to the body region 21 in the surface portion of the active surface 8.
- the sixth well regions 70 cover the walls of the corresponding first dummy structures 55 in the resistor region 17, the first dummy region 18, and the second dummy region 19, and are exposed from the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D.
- the multiple sixth well regions 70 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8, and face the second semiconductor region 7 across a portion of the first semiconductor region 6.
- the bottoms of the multiple sixth well regions 70 are located on the bottom side of the first semiconductor region 6 relative to the depth position of the bottoms of the multiple fifth well regions 69 (first well regions 65).
- the multiple sixth well regions 70 form pn junctions with the first semiconductor region 6.
- the semiconductor device 1A includes a plurality of p-type seventh well regions 71 formed in a region along the plurality of second dummy structures 60 in the surface layer portion of the active surface 8 of the first dummy region 18 (second dummy region 19).
- the seventh well region 71 has a p-type impurity concentration higher than the p-type impurity concentration of the body region 21.
- the p-type impurity concentration of the seventh well region 71 may be lower than the p-type impurity concentration of the body region 21. It is preferable that the p-type impurity concentration of the seventh well region 71 is approximately equal to the p-type impurity concentration of the fifth well region 69 (sixth well region 70).
- the multiple seventh well regions 71 cover the wall surfaces of the corresponding second dummy structures 60 at intervals from the adjacent resistance structures 50 and first dummy structures 55, and are electrically connected to the body region 21 in the surface portion of the active surface 8.
- the seventh well regions 71 may be integrated with the fifth well region 69 in the region between the resistance structures 50 and the second dummy structures 60.
- the multiple seventh well regions 71 are exposed from the third connection surface 10C.
- the multiple seventh well regions 71 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8, and face the second semiconductor region 7 across a portion of the first semiconductor region 6.
- the bottoms of the multiple seventh well regions 71 are located on the bottom side of the first semiconductor region 6 relative to the depth position of the bottoms of the multiple fifth well regions 69 (first well regions 65).
- the bottoms of the multiple seventh well regions 71 are formed at a depth approximately equal to the bottoms of the multiple sixth well regions 70 (second well regions 66).
- the multiple seventh well regions 71 form pn junctions with the first semiconductor region 6.
- the semiconductor device 1A includes a plurality of p-type contact regions 72 formed in a region along the plurality of source structures 30 in the surface layer portion of the active surface 8 of the active region 12.
- the contact regions 72 may be referred to as "backgate regions.”
- the contact regions 72 have a p-type impurity concentration higher than the p-type impurity concentration of the body region 21.
- the p-type impurity concentration of the contact regions 72 is higher than the p-type impurity concentration of the first well region 65 (second well region 66).
- the multiple contact regions 72 are formed only in the multiple second well regions 66, and are not formed in the first well region 65, the third well region 67, the fourth well region 68, the fifth well region 69, the sixth well region 70, or the seventh well region 71.
- the multiple contact regions 72 cover the wall surfaces of the corresponding source structures 30 in the corresponding second well regions 66.
- the multiple contact regions 72 are formed in a one-to-many correspondence with each source structure 30.
- the multiple contact regions 72 are formed at intervals along the corresponding source structures 30.
- the multiple contact regions 72 are extended from within the corresponding second well region 66 along the wall surface of the corresponding source structure 30 to the surface layer of the body region 21 and exposed from the active surface 8.
- the multiple contact regions 72 are each formed in a band shape extending in the first direction X in a plan view.
- the multiple contact regions 72 face the gate structure 25 in the second direction Y, but do not face the side end structure 35 in the second direction Y.
- the length of the multiple contact regions 72 in the first direction X is preferably equal to or greater than the second width W2 described above.
- the length of the multiple contact regions 72 is preferably greater than the distance between two adjacent contact regions 72 in the first direction X.
- the contact regions 72 along one source structure 30 face the contact regions 72 along the other source structure 30 in the second direction Y.
- the contact regions 72 are arranged in a matrix with gaps in between in the first direction X and the second direction Y as a whole when viewed in a plane.
- the contact regions 72 along one source structure 30 may be arranged offset in the first direction X so as to face the second direction Y in the region between the contact regions 72 along the other source structure 30.
- the contact regions 72 may be arranged in a staggered manner overall in a plan view with intervals in the first direction X and the second direction Y.
- FIG. 29 is a cross-sectional view showing the structure of the peripheral region 20.
- the semiconductor device 1A includes a p-type outer well region 73 formed in the surface layer of the peripheral surface 9.
- the outer well region 73 has a p-type impurity concentration that is lower than the p-type impurity concentration of the contact region 72.
- the p-type impurity concentration of the outer well region 73 is higher than the p-type impurity concentration of the body region 21.
- the p-type impurity concentration of the outer well region 73 may be lower than the body region 21. It is preferable that the outer well region 73 has a p-type impurity concentration approximately equal to that of the first well region 65 (second well region 66).
- the outer well region 73 is formed at a distance from the periphery of the outer peripheral 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 73 is formed in a ring shape (specifically, a square ring shape) that surrounds the active surface 8 in a plan view.
- the outer well region 73 extends from the surface portion of the outer peripheral surface 9 toward the surface 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 73 is electrically connected to the body region 21 at the surface portion of the active surface 8.
- the outer well region 73 is connected to the second well region 66, the third well region 67, the fourth well region 68, the sixth well region 70, and the seventh well region 71 at the third connection surface 10C (fourth connection surface 10D).
- the outer well region 73 is formed at a distance from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the outer peripheral surface 9, and faces the second semiconductor region 7 across a portion of the first semiconductor region 6.
- the bottom of the outer well region 73 is located closer to the bottom of the first semiconductor region 6 than the bottom wall of the resistance structure 50 (gate structure 25).
- the bottom of the outer well region 73 is located closer to the bottom of the first semiconductor region 6 than the bottom wall of the first dummy structure 55 (source structure 30).
- the bottom of the outer well region 73 is located closer to the bottom of the first semiconductor region 6 than the bottom of the contact region 72. It is preferable that the bottom of the outer well region 73 is formed at a depth position approximately equal to the bottom of the sixth well region 70 (second well region 66). The outer well region 73 forms a pn junction with the first semiconductor region 6.
- the semiconductor device 1A includes a p-type outer contact region 74 formed in the surface layer of the outer peripheral surface 9.
- the outer contact region 74 has a higher p-type impurity concentration than the body region 21.
- the p-type impurity concentration of the outer contact region 74 is higher than the outer well region 73. It is preferable that the p-type impurity concentration of the outer contact region 74 is approximately equal to the p-type impurity concentration of the contact region 72.
- the outer contact region 74 is formed in the surface layer of the outer well region 73 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 a plan view, and is formed in a band shape extending along the active surface 8.
- the outer contact region 74 is formed in a ring shape (specifically, a square ring shape) surrounding the active surface 8 in a plan view.
- the outer contact region 74 is formed at a distance from the bottom of the outer well region 73 toward the outer peripheral surface 9, and faces the first semiconductor region 6 across a portion of the outer well region 73.
- the outer contact region 74 is located closer to the bottom of the first semiconductor region 6 than the bottom of the resistor structure 50 (gate structure 25).
- the outer contact region 74 is located closer to the bottom of the first semiconductor region 6 than the bottom wall of the first dummy structure 55 (source structure 30). It is preferable that the bottom of the outer contact region 74 is formed at a depth position approximately equal to the bottom of the contact region 72.
- the semiconductor device 1A includes at least one (preferably 2 to 20) p-type field region 75 formed in the surface layer of the outer peripheral surface 9.
- the semiconductor device 1A includes four field regions 75.
- the multiple field regions 75 are formed in an electrically floating state and reduce the electric field within the chip 2 at the outer peripheral surface 9.
- the number, width, depth, p-type impurity concentration, etc. of the field regions 75 are arbitrary and can take various values depending on the electric field to be relaxed.
- the field regions 75 may have a lower p-type impurity concentration than the outer contact region 74.
- the field regions 75 may have a higher p-type impurity concentration than the outer well region 73.
- the field regions 75 may have a lower p-type impurity concentration than the outer well region 73.
- the multiple field regions 75 are formed in the region between the periphery of the outer peripheral surface 9 and the outer well region 73.
- the multiple field regions 75 are arranged at intervals from the outer well region 73 side to the periphery of the outer peripheral surface 9.
- the multiple field regions 75 are formed in a band shape extending along the active surface 8 in a plan view.
- the multiple field regions 75 are formed in a ring shape (specifically, a square ring shape) surrounding the active surface 8 in a plan view.
- the multiple field regions 75 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the outer circumferential surface 9, and face the second semiconductor region 7 across a portion of the first semiconductor region 6.
- the multiple field regions 75 are located closer to the bottom of the first semiconductor region 6 than the bottom of the resistance structure 50 (gate structure 25).
- the multiple field regions 75 are located closer to the bottom of the first semiconductor region 6 than the bottom wall of the first dummy structure 55 (source structure 30).
- the bottoms of the multiple field regions 75 may be formed at a depth position approximately equal to the bottom of the sixth well region 70 (second well region 66).
- the semiconductor device 1A includes a main surface insulating film 80 that covers the first main surface 3.
- the main surface insulating film 80 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
- the main surface insulating film 80 has a single-layer structure made of a silicon oxide film. It is particularly preferable that the main surface insulating film 80 includes a silicon oxide film made of an oxide of the chip 2.
- the main surface insulating film 80 selectively covers the active surface 8, the outer peripheral surface 9, and the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
- the main surface insulating film 80 is connected to the first insulating film 27, the second insulating film 32, the third insulating film 37, the fourth insulating film 42, the fifth insulating film 52, the sixth insulating film 57, and the seventh insulating film 62 on the active surface 8, and exposes the first buried electrode 28, the second buried electrode 33, the third buried electrode 38, the fourth buried electrode 43, the fifth buried electrode 53, the sixth buried electrode 58, and the seventh buried electrode 63.
- the main surface insulating film 80 covers the outer well region 73, the outer contact region 74, and the multiple field regions 75 on the outer peripheral surface 9.
- the main surface insulating film 80 is continuous with the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
- the main surface insulating film 80 may be formed at a distance inward from the periphery of the outer peripheral surface 9, exposing the first semiconductor region 6 from the periphery of the outer peripheral surface 9.
- the main surface insulating film 80 is connected to the second insulating film 32, the third insulating film 37, the fourth insulating film 42, the sixth insulating film 57, and the seventh insulating film 62 at the first to fourth connection surfaces 10A to 10D, exposing the second buried electrode 33, the third buried electrode 38, the fourth buried electrode 43, the sixth buried electrode 58, and the seventh buried electrode 63.
- the semiconductor device 1A includes a sidewall wiring 81 formed 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 wiring 81 is disposed on the main surface insulating film 80.
- the sidewall wiring 81 also functions as a "sidewall structure" that reduces the step formed between the active surface 8 and the outer peripheral surface 9.
- the sidewall wiring 81 is preferably 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 81 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 a plan view.
- the portions of the sidewall wiring 81 that cover the four corners of the active surface 8 are formed in a curved shape toward the outer circumferential surface 9.
- the sidewall wiring 81 includes a portion that extends in a film-like manner along the outer peripheral surface 9, and a portion that extends in a film-like manner along the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
- the portion of the sidewall wiring 81 located on the outer peripheral surface 9 may cover the outer peripheral surface 9 in a film-like manner in the region on the outer peripheral surface 9 side relative to the active surface 8.
- the portion of the sidewall wiring 81 located on the outer peripheral surface 9 may have a thickness that is less than the thickness of the active plateau 11 (outer peripheral depth DO).
- the sidewall wiring 81 faces the outer well region 73 on the outer peripheral surface 9, sandwiching the main surface insulating film 80 therebetween.
- the sidewall wiring 81 may also face the outer contact region 74, sandwiching the main surface insulating film 80 therebetween.
- the sidewall wiring 81 is formed at a distance from the field region 75 toward the active surface 8 in a plan view.
- the sidewall wiring 81 covers the first to fourth connection surfaces 10A to 10D, sandwiching the main surface insulating film 80 between them.
- the sidewall wiring 81 faces the second well region 66, the third well region 67, the fourth well region 68, and the outer well region 73 at the first to fourth connection surfaces 10A to 10D, sandwiching the main surface insulating film 80 between them.
- the sidewall wiring 81 also faces the body region 21, sandwiching the main surface insulating film 80 between them.
- the sidewall wiring 81 covers the exposed portions (second buried electrodes 33) of the multiple source structures 30, the exposed portions (third buried electrodes 38) of the multiple side end structures 35, the exposed portions (fourth buried electrodes 43) of the multiple termination structures 40, the exposed portions (sixth buried electrodes 58) of the multiple first dummy structures 55, and the exposed portions (seventh buried electrodes 63) of the multiple second dummy structures 60 on the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
- the sidewall wiring 81 is electrically connected to the multiple source structures 30, the multiple side end structures 35, the multiple termination structures 40, the multiple first dummy structures 55, and the multiple second dummy structures 60.
- the sidewall wiring 81 applies a source potential to the connection target from the outer peripheral surface 9 side.
- the sidewall wiring 81 has an overlapping portion 82 that rides up from at least one of the first to fourth connection surfaces 10A to 10D onto the edge of the active surface 8.
- the overlapping portion 82 covers the active surface 8 like a film in a plan view, and is formed in a band shape that extends along the edge of the active surface 8.
- the overlapping portion 82 is formed in a ring shape (specifically, a square ring shape) that surrounds the inner part of the active surface 8 in a plan view.
- the overlapping portion 82 covers the peripheral portion of the active surface 8 at a distance from the gate structures 25 and the resistor structures 50.
- the overlapping portion 82 covers the exposed portions (second buried electrodes 33) of the source structures 30, the exposed portions (third buried electrodes 38) of the side end structures 35, the exposed portions (fourth buried electrodes 43) of the termination structures 40, the exposed portions (sixth buried electrodes 58) of the first dummy structures 55, and the exposed portions (seventh buried electrodes 63) of the second dummy structures 60 at the peripheral portion of the active surface 8.
- the sidewall wiring 81 is electrically connected to the multiple source structures 30, the multiple side end structures 35, the multiple termination structures 40, the multiple first dummy structures 55 and the multiple second dummy structures 60 on the active surface 8.
- the sidewall wiring 81 includes p-type or n-type conductive polysilicon, and is formed integrally with the second buried electrode 33, the third buried electrode 38, the fourth buried electrode 43, the sixth buried electrode 58, and the seventh buried electrode 63.
- the sidewall wiring 81 may be formed separately from the second buried electrode 33, the third buried electrode 38, and the fourth buried electrode 43.
- the semiconductor device 1A includes a plurality of gate connection electrodes 83 that cover the plurality of gate structures 25 in the active region 12 in a film-like manner.
- the gate connection electrodes 83 may be referred to as “connection electrodes,” “connection electrode films,” “gate connection electrode films,” etc.
- the gate connection electrodes 83 may be regarded as one component of the gate structures 25.
- a plurality of gate connection electrodes 83 are provided at intervals in a one-to-many corresponding relationship with each gate structure 25.
- the plurality of gate connection electrodes 83 selectively cover the inner portion and both ends of the corresponding gate structure 25.
- the plurality of gate connection electrodes 83 are each formed in a band shape extending in the first direction X.
- the multiple gate connection electrodes 83 are formed at intervals in the first direction X from the multiple side end structures 35 in a plan view, and are formed at intervals in the second direction Y from the multiple source structures 30.
- the multiple gate connection electrodes 83 expose the multiple source structures 30 and the multiple side end structures 35.
- the multiple gate connection electrodes 83 are arranged alternately with the multiple source structures 30 in the second direction Y in a plan view, and do not face the multiple side end structures 35 in the second direction Y.
- Each gate connection electrode 83 is connected to the first buried electrode 28 in a portion covering the corresponding gate structure 25, and has a portion that is extended from above the first buried electrode 28 onto the main surface insulating film 80.
- each gate connection electrode 83 is formed integrally with the corresponding first buried electrode 28.
- each gate connection electrode 83 includes a portion where a part of the first buried electrode 28 is extended in the form of a film to an area outside the gate structure 25 (above the main surface insulating film 80).
- the gate connection electrode 83 may be formed separately from the first buried electrode 28.
- Each gate connection electrode 83 has an electrode surface extending along the active surface 8.
- each gate connection electrode 83 is formed in a tapered shape (quadratic pyramid shape) from the active surface 8 toward the electrode surface in a cross-sectional view.
- the electrode surface is preferably formed to be wider than the gate structure 25 in the second direction Y.
- the electrode surface preferably has a portion facing the gate structure 25 in the normal direction Z, and a portion facing the area outside the gate structure 25 (i.e., the main surface insulating film 80) in the normal direction Z.
- each gate connection electrode 83 includes p-type or n-type conductive polysilicon.
- Each gate connection electrode 83 has an electrode thickness TE.
- the electrode thickness TE is preferably at least 0.5 times the aforementioned first width W1 (second width W2).
- the electrode thickness TE is preferably equal to or less than the aforementioned peripheral depth DO.
- the electrode thickness TE is preferably equal to or less than the aforementioned second depth D2. It is particularly preferable that the electrode thickness TE be less than the second depth D2 (peripheral depth DO).
- the electrode thickness TE is preferably equal to or less than the first depth D1 described above. Of course, the electrode thickness TE may be greater than the first depth D1. It is particularly preferable that the electrode thickness TE is less than the first depth D1.
- the electrode thickness TE may be equal to or greater than 0.05 ⁇ m and equal to or less than 2.5 ⁇ m. It is preferable that the electrode thickness TE is equal to or greater than 0.5 ⁇ m and equal to or less than 1.5 ⁇ m.
- the semiconductor device 1A includes at least one (in this embodiment, multiple) resistive film 85 arranged in the resistive region 17.
- the resistive film 85 may be referred to as a "resistance”, a “gate resistive film”, etc.
- Each resistive film 85 may be considered to be one component of each resistive structure 50.
- the resistive film 85 includes at least one of a conductive polysilicon film and an alloy crystal film.
- the alloy crystal film includes alloy crystals composed of a metal element and a nonmetal element.
- 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.
- the resistive film 85 includes p-type or n-type conductive polysilicon.
- the multiple resistive films 85 cover a corresponding one of the resistive structures 50 as a single covering object in the form of a film, and are electrically connected to the corresponding one of the resistive structures 50.
- each resistive film 85 is provided in a one-to-one correspondence with each of the resistive structures 50.
- the multiple resistive films 85 are each formed in a band shape extending in the first direction X in a planar view, and face each other in the second direction Y.
- the multiple resistive films 85 are arranged in a stripe shape extending along the multiple resistive structures 50 in a planar view.
- the multiple resistive films 85 are spaced apart in the second direction Y from the resistive structures 50 that are not to be covered, exposing the resistive structures 50 that are not to be covered.
- the multiple resistive films 85 are spaced apart in the second direction Y from the multiple first dummy structures 55, exposing the multiple first dummy structures 55.
- the multiple resistive films 85 are arranged alternately with the multiple first dummy structures 55 in the second direction Y in a plan view.
- the multiple resistive films 85 are arranged at intervals in the first direction X from the multiple second dummy structures 60, exposing the multiple second dummy structures 60. In other words, the multiple resistive films 85 face the multiple second dummy structures 60 in the first direction X in a plan view, but do not face the multiple second dummy structures 60 in the second direction Y.
- Each resistive film 85 selectively covers the resistive structure 50 so as to partially expose the resistive structure 50.
- each resistive film 85 covers the inner portion of the corresponding resistive structure 50 at a distance inward from both ends of the corresponding resistive structure 50 in the first direction X, exposing both ends of the corresponding resistive structure 50.
- the resistive film 85 may cover the entire area of the corresponding resistive structure 50.
- Each resistive film 85 covers the fifth buried electrode 53 of the corresponding resistive structure 50 so as to partially expose the fifth buried electrode 53.
- Each resistive film 85 is connected to the corresponding fifth buried electrode 53 and has a portion that is extended from above the fifth buried electrode 53 onto the main surface insulating film 80.
- each resistive film 85 is formed wider than the corresponding resistive structure 50 in the second direction Y.
- Each resistive film 85 faces the body region 21 and the fifth well region 69 in the stacking direction in an area outside the resistive structure 50. In this embodiment, each resistive film 85 does not face the source region 22 in the stacking direction.
- each resistive film 85 is made of the same conductive material as the corresponding fifth buried electrode 53, and is formed integrally with the fifth buried electrode 53.
- each resistive film 85 includes a portion of the fifth buried electrode 53 that is pulled out in the form of a film to an area outside the resistive structure 50 (above the main surface insulating film 80).
- each resistive film 85 may be formed separately from the fifth buried electrode 53.
- Each resistive film 85 has a resistive surface extending along the active surface 8.
- each resistive film 85 is formed in a tapered shape (quadratic pyramid shape) from the active surface 8 toward the resistive surface in a cross-sectional view.
- the resistive surface is preferably formed to be wider than the resistive structure 50 in the second direction Y.
- the resistive surface preferably has a portion facing the resistive structure 50 in the normal direction Z, and a portion facing an area outside the resistive structure 50 (i.e., the main surface insulating film 80) in the normal direction Z.
- the resistive film 85 has a resistive thickness TR.
- the resistive thickness TR is adjusted as appropriate depending on the resistance value to be achieved.
- the resistive thickness TR is preferably at least 0.5 times the aforementioned fourth width W4.
- the resistive thickness TR is preferably equal to or less than the aforementioned outer circumferential depth DO.
- the resistive thickness TR is preferably equal to or less than the aforementioned fourth depth D4 (second depth D2). It is particularly preferable that the resistive thickness TR be less than the outer circumferential depth DO (fourth depth D4).
- the resistor thickness TR is preferably equal to or less than the third depth D3 (first depth D1) described above. It is particularly preferable that the resistor thickness TR is less than the third depth D3 (first depth D1).
- the resistor thickness TR may be approximately equal to the electrode thickness TE described above.
- the resistor thickness TR may be equal to or greater than 0.05 ⁇ m and equal to or less than 2.5 ⁇ m. It is preferable that the resistor thickness TR is equal to or greater than 0.5 ⁇ m and equal to or less than 1.5 ⁇ m.
- the resistor thickness TR may be greater than the third depth D3 (first depth D1).
- the resistor thickness TR may be greater than the outer circumferential depth DO (fourth depth D4).
- the resistor thickness TR may be less than the fourth depth D4. In this case, the resistor thickness TR may be 0.1 nm or more and 100 nm or less.
- the semiconductor device 1A includes an insulating interlayer film 86 that covers the main surface insulating film 80.
- the interlayer film 86 may be called an "insulating film,” an "interlayer insulating film,” an “intermediate insulating film,” or the like.
- the interlayer film 86 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film. It is preferable that the interlayer film 86 include a silicon oxide film.
- the interlayer film 86 selectively covers the active surface 8, the outer peripheral surface 9, and the first to fourth connection surfaces 10A to 10D, sandwiching the main surface insulating film 80.
- the interlayer film 86 covers the gate structures 25 (first buried electrode 28), the source structures 30 (second buried electrode 33), the side end structures 35 (third buried electrode 38), the termination structures 40 (fourth buried electrode 43), the resistance structures 50 (fifth buried electrode 53), the first dummy structures 55 (sixth buried electrode 58), and the second dummy structures 60 (seventh buried electrode 63) on the active surface 8.
- the interlayer film 86 covers the gate connection electrodes 83 and the resistance films 85 on the active surface 8.
- the interlayer film 86 covers the outer well region 73, the outer contact region 74, and the multiple field regions 75 on the outer peripheral surface 9, sandwiching the main surface insulating film 80 therebetween.
- the interlayer film 86 covers the sidewall wiring 81 on the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
- the interlayer film 86 is continuous with the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
- the interlayer film 86 may be formed at a distance inward from the periphery of the outer peripheral surface 9, exposing the first semiconductor region 6 from the periphery of the outer peripheral surface 9.
- the semiconductor device 1A includes a plurality of gate openings 87 formed in an interlayer film 86.
- the plurality of gate openings 87 penetrate the interlayer film 86 so as to selectively expose the plurality of gate structures 25.
- the plurality of gate openings 87 are each formed in a portion of the interlayer film 86 that covers the plurality of gate connection electrodes 83, and each exposes the plurality of gate connection electrodes 83.
- the multiple gate openings 87 expose portions of the multiple gate structures 25 via the multiple gate connection electrodes 83.
- the multiple gate openings 87 are provided in a one-to-one correspondence with the multiple gate connection electrodes 83.
- the semiconductor device 1A includes a plurality of source openings 88 formed in an interlayer film 86.
- the plurality of source openings 88 penetrate the interlayer film 86 so as to selectively expose a plurality of source structures 30.
- the plurality of source openings 88 expose the corresponding source structures 30 and the source regions 22 and contact regions 72 located on both sides of the corresponding source structures 30.
- the multiple source openings 88 may be formed in a band shape extending along the corresponding source structures 30.
- the multiple source openings 88 may be formed in a one-to-many correspondence with the corresponding source structures 30.
- the multiple source openings 88 may be formed at intervals along the corresponding source structures 30.
- the semiconductor device 1A includes an outer opening 89 formed in the interlayer film 86.
- the outer opening 89 penetrates the main surface insulating film 80 and the interlayer film 86 so as to selectively expose the outer contact region 74 and the sidewall wiring 81.
- the outer opening 89 is formed in a strip or ring shape extending along the outer contact region 74 and the sidewall wiring 81 so as to surround the active surface 8 (active plateau 11) in a plan view.
- the semiconductor device 1A includes a plurality of resistor openings 90 formed in an interlayer film 86.
- the plurality of resistor openings 90 penetrate the interlayer film 86 so as to selectively expose the plurality of resistor structures 50.
- the plurality of resistor openings 90 are each formed in a portion of the interlayer film 86 that covers the plurality of resistor films 85, and each exposes the plurality of resistor films 85.
- the multiple resistor openings 90 are provided in a one-to-many correspondence with each resistor structure 50, and each resistor structure 50 (in this embodiment, each resistor film 85) is exposed from multiple locations. In other words, multiple resistor openings 90 are provided corresponding to one resistor structure 50. Specifically, the multiple resistor openings 90 include multiple first resistor openings 91, multiple second resistor openings 92, and multiple third resistor openings 93.
- the multiple first resistor openings 91 are provided in one-to-one correspondence with each resistor structure 50. That is, one first resistor opening 91 is provided corresponding to one resistor structure 50.
- the multiple first resistor openings 91 expose the inner parts of the multiple resistor structures 50 at intervals from both ends of the multiple resistor structures 50.
- the multiple first resistor openings 91 expose the inner parts of the multiple resistor films 85 at intervals from both ends of the multiple resistor films 85.
- the multiple first resistor openings 91 are arranged in a row at intervals in the second direction Y and face each other in the second direction Y.
- the multiple first resistor openings 91 may be arranged offset in the first direction X from at least one first resistor opening 91 so as not to face at least one first resistor opening 91 in the second direction Y.
- the multiple first resistor openings 91 are formed in a band shape extending in the first direction X in a plan view.
- the multiple first resistor openings 91 may be formed in a square, polygonal, circular, or other shape.
- the multiple first resistor openings 91 may be provided in a one-to-many correspondence with each resistor structure 50.
- the multiple first resistor openings 91 may be provided corresponding to one resistor structure 50.
- the multiple first resistor openings 91 are formed at intervals in the first direction X so as to expose the inner portion of the corresponding resistor structure 50 (resistance film 85) from multiple points.
- the multiple second resistor openings 92 are provided in one-to-one correspondence with each resistor structure 50. That is, one second resistor opening 92 is provided corresponding to one resistor structure 50.
- the multiple second resistor openings 92 are formed at intervals on one side of the first direction X from the multiple first resistor openings 91, and each exposes an area on one end side of the multiple resistor structures 50. Specifically, the multiple second resistor openings 92 each exposes an area on one end side of the multiple resistor films 85.
- the multiple second resistor openings 92 are arranged in a row at intervals in the second direction Y and face each other in the second direction Y.
- the multiple second resistor openings 92 may be arranged offset in the first direction X from at least one second resistor opening 92 so as not to face at least one second resistor opening 92 in the second direction Y.
- the multiple second resistor openings 92 are each formed in a band shape extending in the first direction X in a plan view and each faces one first resistor opening 91 corresponding to the first direction X.
- the multiple second resistor openings 92 may be formed in a square, polygonal, circular, or other shape.
- the multiple second resistor openings 92 may be provided in a one-to-many correspondence with each resistor structure 50.
- the multiple second resistor openings 92 may be provided corresponding to one resistor structure 50.
- the multiple second resistor openings 92 are formed at intervals in the first direction X so as to expose the area on one end side of the corresponding resistor structure 50 (resistance film 85) from multiple points.
- the multiple third resistor openings 93 are provided in one-to-one correspondence with each resistor structure 50. That is, one third resistor opening 93 is provided corresponding to one resistor structure 50.
- the multiple third resistor openings 93 are formed at intervals on the other side of the first direction X from the multiple first resistor openings 91, and each exposes an area on the other end side of the multiple resistor structures 50. Specifically, the multiple third resistor openings 93 each exposes an area on the other end side of the multiple resistor films 85.
- the multiple third resistor openings 93 are arranged in a row at intervals in the second direction Y and face each other in the second direction Y.
- the multiple third resistor openings 93 may be arranged offset in the first direction X from at least one third resistor opening 93 so as not to face at least one third resistor opening 93 in the second direction Y.
- the multiple third resistor openings 93 are each formed in a band shape extending in the first direction X in a plan view and each faces one corresponding second resistor opening 92 across one first resistor opening 91 corresponding to the first direction X.
- the multiple third resistor openings 93 may be formed in a square, polygonal, circular, or other shape.
- the multiple third resistor openings 93 may be provided in a one-to-many correspondence with each resistor structure 50.
- the multiple third resistor openings 93 may be provided corresponding to one resistor structure 50.
- the multiple third resistor openings 93 are formed at intervals in the first direction X so as to expose the area on the other end side of the corresponding resistor structure 50 (resistance film 85) from multiple points.
- the semiconductor device 1A includes a gate electrode 100 disposed on an interlayer film 86.
- the gate electrode 100 has a resistance value lower than the resistance values of the multiple resistance structures 50 and the multiple resistance films 85.
- the gate electrode 100 includes a gate pad 101 and a gate wiring 102.
- the gate pad 101 may be referred to as a "pad electrode,” a “gate pad electrode,” a “control pad electrode,” etc.
- the gate wiring 102 may be referred to as a "wiring electrode,” a "gate wiring electrode,” a "control wiring electrode,” etc.
- the gate pad 101 is an external terminal electrode to which a gate potential is applied from the outside.
- the gate pad 101 is disposed on the interlayer film 86 and is electrically connected to the multiple resistive films 85 through the interlayer film 86. In other words, the gate pad 101 is electrically connected to the multiple resistive structures 50 via the multiple resistive films 85.
- the gate pad 101 is electrically connected to the multiple gate structures 25, but does not have any mechanical connection to the multiple gate structures 25.
- the gate pad 101 does not have any electrical or mechanical connection to the multiple source structures 30.
- the gate pad 101 is disposed in an area on one side in the second direction Y of an imaginary line that crosses the center of the active surface 8 in the first direction X in a plan view.
- the gate pad 101 is located on an imaginary line that crosses the center of the active surface 8 in the second direction Y in a plan view. In other words, the gate pad 101 faces the center of the first side surface 5A (first connection surface 10A) in the second direction Y in a plan view.
- the gate pad 101 is disposed on the other side of the resistive region 17 (multiple resistive structures 50) in the second direction Y (the inner side of the active region 12) in a planar view. In this embodiment, the gate pad 101 is disposed on the active region 12 at a distance from the first side end region 13, the second side end region 14, the first termination region 15, and the second termination region 16 in a planar view.
- the gate pad 101 partially faces the multiple gate structures 25 and multiple source structures 30 across the interlayer film 86.
- the gate pad 101 is disposed at a distance inward from the ends of the multiple side end structures 35 in the first direction X in a plan view, toward the inside of the active surface 8, and faces the multiple side end structures 35 in the first direction X. In this embodiment, the gate pad 101 does not face the multiple side end structures 35 in the stacking direction.
- the gate pad 101 is disposed inward of the active surface 8 at a distance from both ends of the multiple gate structures 25 in the first direction X in a plan view.
- the gate pad 101 covers the inner parts of the multiple gate structures 25 with the interlayer film 86 in between, exposing both ends of the multiple gate structures 25.
- the gate pad 101 covers the inner parts of the multiple source structures 30 with the interlayer film 86 in between, exposing both ends of the multiple source structures 30.
- the gate pad 101 is spaced apart from the multiple termination structures 40 in the second direction Y in a plan view, and faces the multiple termination structures 40 in the second direction Y. In this embodiment, the gate pad 101 does not face the multiple termination structures 40 in the stacking direction.
- the gate pad 101 faces the body region 21, the source region 22, the multiple first well regions 65, the multiple second well regions 66, and the multiple contact regions 72 across the interlayer film 86.
- the gate pad 101 is disposed on the interlayer film 86 at a horizontal distance from the gate connection electrode 83, and does not face the gate connection electrode 83 in the stacking direction. In other words, the gate pad 101 faces the portion of the gate structure 25 exposed from the gate connection electrode 83.
- the gate pad 101 faces the first direction X in a region between at least two gate connection electrodes 83 arranged on both sides of the gate structure 25 in the first direction X in a plan view.
- the gate pad 101 faces at least one gate connection electrode 83 arranged on the inner side of the gate structure 25 in a second direction Y in a plan view.
- the gate pad 101 may be positioned offset to one side or the other side of the first direction X with respect to a virtual line that crosses in the second direction Y the gate connection electrode 83 arranged on the inner side of the gate structure 25 in a plan view.
- the gate pad 101 is disposed on the interlayer film 86 at a horizontal distance from the overlapping portion 82 of the sidewall wiring 81, and does not face the overlapping portion 82 in the stacking direction. In other words, the gate pad 101 is disposed on the area surrounded by the sidewall wiring 81 in a plan view.
- the planar area of the gate pad 101 is less than the planar area of the active region 12 and greater than the planar area of the resistor region 17.
- the proportion of the gate pad 101 in the active surface 8 is preferably 1% or more and 25% or less.
- the proportion of the gate pad 101 may be a value belonging to any one of the following ranges: 1% or more and 5% or more, 5% or more and 10% or less, 10% or more and 15% or less, 15% or more and 20% or less, and 20% or more and 25% or less.
- the proportion of the gate pad 101 is preferably 10% or less.
- the gate pad 101 has a pad body 103 (first portion) and an extraction portion 104 (second portion).
- the pad body 103 forms the main body of the gate pad 101, and is disposed in a region outside the resistance region 17 in a planar view.
- the pad body 103 is disposed in the active region 12 in a planar view, and faces the multiple gate structures 25 and the multiple source structures 30 with the interlayer film 86 in between.
- the pad body 103 has a pad width WP in the first direction X that is greater than the length of the multiple resistance structures 50.
- the pad width WP may be less than the length of the multiple resistance structures 50.
- the pad body 103 is formed in a quadrangular shape in a planar view.
- the pad body 103 may be formed in a polygonal shape other than a quadrangle, a circular shape, etc.
- the extension portion 104 is provided at the end of the pad body portion 103 on the resistor region 17 side, and is extended from the pad body portion 103 toward the region above the resistor region 17. As a result, the extension portion 104 covers the multiple resistor structures 50 and the multiple first dummy structures 55 with the interlayer film 86 in between.
- the pull-out portion 104 has a pull-out width WD in the first direction X that is less than the pad width WP of the pad body portion 103, and is formed in a band shape extending in the second direction Y.
- the pull-out portion 104 only needs to have a pull-out width WD that is greater than the opening width of the first resistor opening 91, and the value of the pull-out width WD is arbitrary.
- the draw-out portion 104 is formed at a distance inward from both ends of the multiple resistor structures 50 in a plan view, and covers the center of the multiple resistor structures 50.
- the draw-out portion 104 covers the multiple first resistor openings 91 at a distance from the multiple second resistor openings 92 and the multiple third resistor openings 93 in a plan view.
- the lead-out portion 104 enters the first resistor openings 91 from above the interlayer film 86, and is mechanically and electrically connected to the resistive films 85 within the first resistor openings 91.
- the gate pad 101 penetrates the interlayer film 86 and is mechanically and electrically connected to the inner parts of the resistive films 85.
- the lead-out portion 104 may partially cover the active region 12 and face at least one gate structure 25 and/or at least one source structure 30 across the interlayer film 86.
- the lead-out portion 104 may partially cover the first termination region 15 and face at least one termination structure 40 across the interlayer film 86.
- the gate wiring 102 is disposed on the interlayer film 86 at a distance from the gate pad 101.
- the gate wiring 102 is disposed on the inner portion of the active surface 8 at a distance from the periphery of the active surface 8, and is not disposed on the outer periphery 9.
- the gate wiring 102 is disposed on the portion of the interlayer film 86 that covers the active surface 8, and is selectively routed to the region between the active region 12 and the resistance region 17.
- the gate wiring 102 is electrically connected to the multiple gate structures 25 in the active region 12, and is electrically connected to the multiple resistance structures 50 (multiple resistance films 85) in the resistance region 17.
- the gate wiring 102 extends in a line shape so as to intersect (specifically, perpendicular to) the multiple gate structures 25 in the active region 12, and is electrically connected to the multiple gate structures 25 by penetrating the interlayer film 86.
- the gate wiring 102 is also electrically connected to the multiple gate structures 25 located directly below the gate pad 101.
- the gate wiring 102 penetrates the interlayer film 86 in the resistance region 17 and is electrically connected to the multiple resistance structures 50 (multiple resistance films 85).
- the gate wiring 102 is electrically connected to the gate pad 101 via the multiple resistance structures 50 (multiple resistance films 85), and transmits the gate potential applied to the gate pad 101 to the multiple gate structures 25.
- the gate wiring 102 includes a first resistive wiring 105, a second resistive wiring 106, a first line wiring 107, a second line wiring 108, a third line wiring 109, and a fourth line wiring 110.
- the first resistance wiring 105 is provided as an electrical connection portion for the multiple resistance structures 50 (multiple resistance films 85).
- the first resistance wiring 105 is arranged on the interlayer film 86 at a distance from the gate pad 101 on one side in the first direction X. Specifically, the first resistance wiring 105 is arranged at a distance from the pull-out portion 104 on one side in the first direction X, and faces the pull-out portion 104 in the first direction X.
- the first resistive wiring 105 is disposed on a portion of the interlayer film 86 that covers one end of the resistive region 17 (one end of the multiple resistive structures 50), and covers the multiple resistive structures 50 and the multiple first dummy structures 55 across the interlayer film 86.
- the first resistive wiring 105 may also have a portion that covers the multiple second dummy structures 60 across the interlayer film 86.
- the first resistance wiring 105 is disposed on the interlayer film 86 at a horizontal distance from the gate connection electrode 83, and does not face the gate connection electrode 83 in the stacking direction.
- the first resistance wiring 105 is disposed on the interlayer film 86 at a horizontal distance from the overlapping portion 82 of the sidewall wiring 81, and does not face the overlapping portion 82 in the stacking direction.
- the first resistive wiring 105 may partially cover the active region 12 and face at least one gate structure 25 and/or at least one source structure 30 across the interlayer film 86.
- the first resistive wiring 105 may partially cover the first termination region 15 and face at least one termination structure 40 across the interlayer film 86.
- the first resistive wiring 105 may have any planar shape.
- the first resistive wiring 105 is formed in a rectangular shape in a planar view.
- the first resistive wiring 105 enters the multiple second resistive openings 92 from above the interlayer film 86, and is mechanically and electrically connected to one end of the multiple resistive films 85 within the multiple second resistive openings 92.
- the first resistive wiring 105 is electrically connected to one end of the multiple resistive structures 50 via one end of the multiple resistive films 85.
- the first resistive wiring 105 is electrically connected to the gate pad 101 (drawing portion 104) via the multiple resistive films 85 (multiple resistive structures 50).
- the second resistive wiring 106 is provided as an electrical connection portion for the multiple resistive structures 50 (multiple resistive films 85).
- the second resistive wiring 106 is disposed on the interlayer film 86 at a distance from the gate pad 101 on the other side in the first direction X.
- the second resistive wiring 106 is disposed at a distance from the pull-out portion 104 on the other side in the first direction X, and faces the first resistive wiring 105 across the pull-out portion 104 in the first direction X.
- the second resistive wiring 106 is disposed on a portion of the interlayer film 86 that covers the other end of the resistive region 17 (the other ends of the multiple resistive structures 50), and covers the multiple resistive structures 50 and the multiple first dummy structures 55 across the interlayer film 86.
- the second resistive wiring 106 may have a portion that covers the multiple second dummy structures 60 across the interlayer film 86.
- the second resistance wiring 106 is disposed on the interlayer film 86 at a horizontal distance from the gate connection electrode 83, and does not face the gate connection electrode 83 in the stacking direction.
- the second resistance wiring 106 is disposed on the interlayer film 86 at a horizontal distance from the overlapping portion 82 of the sidewall wiring 81, and does not face the overlapping portion 82 in the stacking direction.
- the second resistive wiring 106 may partially cover the active region 12 and face at least one gate structure 25 and/or at least one source structure 30 across the interlayer film 86.
- the second resistive wiring 106 may partially cover the first termination region 15 and face at least one termination structure 40 across the interlayer film 86.
- the second resistive wiring 106 may have any planar shape.
- the second resistive wiring 106 is formed in a rectangular shape in a planar view.
- the second resistive wiring 106 enters the third resistive openings 93 from above the interlayer film 86, and is mechanically and electrically connected to the other ends of the resistive films 85 within the third resistive openings 93.
- the second resistive wiring 106 is electrically connected to the other ends of the multiple resistive structures 50 via the other ends of the multiple resistive films 85.
- the second resistive wiring 106 is electrically connected to the gate pad 101 via the multiple resistive films 85 (multiple resistive structures 50).
- the first line wiring 107 is pulled out from the first resistance wiring 105 to one side in the first direction X, and is electrically connected to one end of the multiple resistance structures 50 (multiple resistance films 85) via the first resistance wiring 105.
- the first line wiring 107 is pulled out from the resistance region 17 through the first dummy region 18 into the active region 12, and extends in a line along the periphery of the active region 12.
- the first line wiring 107 has a first extension portion 107a and a second extension portion 107b.
- the first extension portion 107a is drawn out in a line shape in the first direction X from the first resistance wiring 105 toward the region on the first dummy region 18, and faces the multiple first dummy structures 55 and the multiple second dummy structures 60 across the interlayer film 86.
- the tip of the first extension 107a is formed at a distance from the third connection surface 10C toward the inside of the active surface 8 in a plan view.
- the tip of the first extension 107a may be formed at a distance from the end positions of the multiple side end structures 35 in the first direction X toward the inside of the active surface 8.
- the second extension portion 107b is pulled out from the tip of the first extension portion 107a in the second direction Y and extends in a line along the third side surface 5C (third connection surface 10C).
- the second extension portion 107b intersects (specifically, perpendicular to) one end of the multiple gate structures 25 and one end of the multiple source structures 30 in the second direction Y in a plan view.
- the second extension portion 107b is formed at a distance inward from the end positions of the multiple side end structures 35 in the first direction X in a plan view, toward the active surface 8, and does not face the multiple side end structures 35 in the stacking direction.
- a portion of the second extension portion 107b may be drawn out from the active region 12 to the first side end region 13 and face the multiple side end structures 35.
- the tip portion of the second extension portion 107b may be located above the active region 12 or above the second termination region 16.
- the second extension 107b penetrates into the multiple gate openings 87 from above the interlayer film 86, and is electrically connected to one end of the multiple gate structures 25 within the multiple gate openings 87. Specifically, the second extension 107b is connected to the multiple gate connection electrodes 83 within the multiple gate openings 87.
- the first line wiring 107 is electrically connected to one end of the multiple gate structures 25 via the multiple gate connection electrodes 83.
- the first line wiring 107 (second extension 107b) is also electrically connected to one end of the multiple gate structures 25 located directly below the gate pad 101.
- the second line wiring 108 is pulled out from the second resistance wiring 106 to the other side in the first direction X, and is electrically connected to the other ends of the multiple resistance structures 50 (multiple resistance films 85) via the second resistance wiring 106.
- the second line wiring 108 is pulled out from the resistance region 17 via the second dummy region 19 into the active region 12, and extends in a line along the periphery of the active region 12.
- the second line wiring 108 has a third extension portion 108a and a fourth extension portion 108b.
- the third extension portion 108a is drawn out in a line shape in the first direction X from the second resistance wiring 106 toward the region on the second dummy region 19, and faces the multiple first dummy structures 55 and the multiple second dummy structures 60 across the interlayer film 86.
- the tip of the third extension 108a is formed at a distance from the fourth connection surface 10D inwardly of the active surface 8 in a plan view.
- the tip of the third extension 108a may be formed at a distance from the end positions of the multiple side end structures 35 in the first direction X inwardly of the active surface 8.
- the fourth extension portion 108b is pulled out from the tip of the third extension portion 108a in the second direction Y and extends in a line along the fourth side surface 5D (fourth connection surface 10D).
- the fourth extension portion 108b intersects (specifically, perpendicular to) the other ends of the multiple gate structures 25 and the other ends of the multiple source structures 30 in the second direction Y in a plan view.
- the fourth extension portion 108b is formed at a distance inward from the end positions of the multiple side end structures 35 in the first direction X in a plan view, toward the active surface 8, and does not face the multiple side end structures 35 in the stacking direction.
- a portion of the fourth extension portion 108b may be drawn out from the active region 12 to the second side end region 14 and face the multiple side end structures 35.
- the tip of the fourth extension portion 108b may be located above the active region 12 or above the second termination region 16.
- the fourth extension 108b penetrates into the multiple gate openings 87 from above the interlayer film 86, and is electrically connected to the other ends of the multiple gate structures 25 within the multiple gate openings 87. Specifically, the fourth extension 108b is connected to the multiple gate connection electrodes 83 within the multiple gate openings 87.
- the second line wiring 108 is electrically connected to the other ends of the multiple gate structures 25 via the multiple gate connection electrodes 83.
- the second line wiring 108 (fourth extension portion 108b) is also electrically connected to one end of the multiple gate structures 25 located directly below the gate pad 101.
- the third line wiring 109 is routed in a line shape around the gate pad 101 and is connected to the first resistance wiring 105 and the second resistance wiring 106.
- the third line wiring 109 is electrically connected to the multiple resistance structures 50 (multiple resistance films 85) via the first resistance wiring 105 and the second resistance wiring 106.
- the third line wiring 109 includes a first line portion 109a, a second line portion 109b, and a third line portion 109c.
- the first line portion 109a is drawn out in a line shape extending in the second direction Y from the first resistance wiring 105 on one side (the third side surface 5C side) of the gate pad 101 in the first direction X.
- the first line portion 109a intersects (specifically, perpendicularly) with the inner portions of the multiple gate structures 25 and the inner portions of the multiple source structures 30 in a plan view.
- the first line portion 109a enters the multiple gate openings 87 from above the interlayer film 86, and is electrically connected to the inner portions of the multiple gate structures 25 within the multiple gate openings 87.
- the first line portion 109a is connected to the multiple gate connection electrodes 83 within the multiple gate openings 87, and is electrically connected to the inner portions of the multiple gate structures 25 via the multiple gate connection electrodes 83.
- the first line portion 109a is also electrically connected to the portions of the multiple gate structures 25 located directly below the gate pad 101 that are exposed from the gate pad 101.
- the second line portion 109b is drawn out in a line shape extending in the second direction Y from the second resistance wiring 106 on the other side (the fourth side surface 5D side) of the first direction X with respect to the gate pad 101.
- the second line portion 109b intersects (specifically, perpendicularly) with the inner portions of the multiple gate structures 25 and the inner portions of the multiple source structures 30 in a plan view.
- the second line portion 109b enters the multiple gate openings 87 from above the interlayer film 86 and is electrically connected to the inner portions of the multiple gate structures 25 within the multiple gate openings 87.
- the second line portion 109b is connected to the multiple gate connection electrodes 83 within the multiple gate openings 87, and is electrically connected to the inner portions of the multiple gate structures 25 via the multiple gate connection electrodes 83.
- the second line portion 109b is also electrically connected to the portions of the multiple gate structures 25 located directly below the gate pad 101 that are exposed from the gate pad 101.
- the third line portion 109c is formed in a line shape extending in the first direction X on the other side (the second side surface 5B side) of the gate pad 101 in the second direction Y, and is connected to the first line portion 109a and the second line portion 109b.
- the third line portion 109c (third line wiring 109) electrically connects the first resistance wiring 105 and the second resistance wiring 106.
- the third line portion 109c faces multiple gate structures 25 and multiple source structures 30 in the stacking direction.
- the fourth line wiring 110 is disposed in a region on the other side (second side surface 5B side) of the gate pad 101 in the second direction Y, 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. Specifically, the fourth line wiring 110 is drawn out from the third line wiring 109 (third line portion 109c) toward the inner portion of the active region 12, and is electrically connected to the multiple resistance structures 50 (multiple resistance films 85) via the first resistance wiring 105, the second resistance wiring 106, and the third line wiring 109.
- the fourth line wiring 110 intersects (specifically, perpendicularly) with the inner parts of the multiple gate structures 25 and the inner parts of the multiple source structures 30 in a plan view.
- the fourth line wiring 110 enters the multiple gate openings 87 from above the interlayer film 86, and is electrically connected to the inner parts of the multiple gate structures 25 within the multiple gate openings 87.
- the fourth line wiring 110 is connected to the multiple gate connection electrodes 83 within the multiple gate openings 87, and is electrically connected to the inner parts of the multiple gate structures 25 via the multiple gate connection electrodes 83.
- the gate electrode 100 includes a gate subpad 111 disposed on the interlayer film 86 at a distance from the gate pad 101.
- the gate subpad 111 may be referred to as a "subpad electrode" or the like.
- the presence or absence of the gate subpad 111 is optional, and may be omitted as necessary.
- the gate subpad 111 is an electrical test pad (dummy pad) for measuring the gate resistance RG during the manufacturing process, and is electrically connected to the gate pad 101 via multiple resistive structures 50 (multiple resistive films 85). In the electrical test, a test signal is applied between the gate pad 101 and the gate subpad 111.
- a gate potential may be applied to either the gate pad 101 or the gate subpad 111, and a ground potential may be applied to the other.
- the gate subpad 111 is a terminal to which a potential different from that of the gate pad 101 is applied.
- the gate subpad 111 is an open terminal after the manufacturing process, and is excluded from the targets for connection of conductive bonding members such as bonding wires.
- the entire gate subpad 111 is directly or indirectly covered with an insulator (e.g., a sealing resin containing multiple fillers and a matrix resin) and is electrically insulated from other structures.
- an insulator e.g., a sealing resin containing multiple fillers and a matrix resin
- the gate subpad 111 may be electrically connected to a lead terminal of the semiconductor package via a bonding wire or the like, and configured so that a test signal can be input even after the semiconductor device 1A is mounted on the semiconductor package.
- the gate subpad 111 may be placed at any position.
- the gate subpad 111 is placed in an area on one side in the second direction Y (the first side surface 5A side) of an imaginary line that crosses the center of the active surface 8 in the first direction X in a plan view.
- the gate subpad 111 is placed shifted to one side or the other in the first direction X with respect to an imaginary line that crosses the center of the active surface 8 in the second direction Y in a plan view.
- the gate subpad 111 may be disposed on at least one of the active region 12, the first side end region 13, the second side end region 14, the first termination region 15, the second termination region 16, the first dummy region 18, the second dummy region 19, and the peripheral region 20.
- the gate subpad 111 is disposed on the active region 12 at a distance from the first side end region 13, the second side end region 14, the first termination region 15, the second termination region 16, the resistor region 17, the first dummy region 18, and the second dummy region 19 in a plan view.
- the gate subpad 111 is disposed at a distance from the gate pad 101 on one side in the first direction X (the third connection surface 10C side) and faces the gate pad 101 in the first direction X.
- the gate subpad 111 has a planar area less than the planar area of the gate pad 101.
- the gate subpad 111 is formed narrower than the gate pad 101 and wider than the gate wiring 102 (first resistance wiring 105) in the second direction Y.
- the gate subpad 111 partially faces the multiple gate structures 25 and multiple source structures 30 across the interlayer film 86.
- the gate subpad 111 is disposed at a distance inward from the ends of the multiple side end structures 35 in the first direction X in a plan view, toward the inside of the active surface 8, and faces the multiple side end structures 35 in the first direction X.
- the gate subpad 111 does not face the multiple side end structures 35 in the stacking direction.
- the gate subpad 111 is disposed inward of the active surface 8 at a distance from both ends of the multiple gate structures 25 in the first direction X in a plan view.
- the gate subpad 111 covers the inner parts of the multiple gate structures 25 with the interlayer film 86 in between, exposing both ends of the multiple gate structures 25.
- the gate subpad 111 covers the inner parts of the multiple source structures 30 with the interlayer film 86 in between, exposing both ends of the multiple source structures 30.
- the gate subpad 111 faces the body region 21, the source region 22, the multiple first well regions 65, the multiple second well regions 66, and the multiple contact regions 72 across the interlayer film 86.
- the gate subpad 111 is disposed on the interlayer film 86 at a horizontal distance from the gate connection electrode 83, and does not face the gate connection electrode 83 in the stacking direction. In other words, the gate subpad 111 faces the portion of the gate structure 25 exposed from the gate connection electrode 83.
- the gate subpad 111 is disposed on the interlayer film 86 at a horizontal distance from the overlapping portion 82 of the sidewall wiring 81, and does not face the overlapping portion 82 in the stacking direction. In other words, the gate subpad 111 is disposed on the area surrounded by the sidewall wiring 81 in a plan view.
- the gate subpad 111 is connected to the gate wiring 102. That is, the gate subpad 111 is fixed to the same potential as the gate wiring 102, and is electrically connected to the multiple resistance structures 50 (multiple resistance films 85) via the gate wiring 102. In consideration of the wiring resistance of the gate wiring 102, it is preferable that the gate subpad 111 is connected to a portion of the gate wiring 102 that is located near the resistance region 17.
- the gate subpad 111 is preferably connected to the first resistive wiring 105, the second resistive wiring 106, the first extension 107a of the first line wiring 107, the third extension 108a of the second line wiring 108, the first line portion 109a of the third line wiring 109, the second line portion 109b of the third line wiring 109, etc.
- the gate subpad 111 is connected to the third line wiring 109 (first line portion 109a).
- the gate electrode 100 preferably has a thickness greater than that of the resistive film 85.
- the gate electrode 100 preferably has a thickness greater than that of the interlayer film 86.
- the gate electrode 100 may have a thickness of 0.5 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
- the gate electrode 100 preferably has a thickness of 1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
- the gate electrode 100 has a laminated structure including a first electrode film 112 and a second electrode film 113, which are laminated in this order from the interlayer film 86 side.
- the first electrode film 112 is formed as a barrier electrode.
- the first electrode film 112 includes at least one of a Ti film, a TiN film, and a W film. In this embodiment, the first electrode film 112 includes a Ti film.
- the second electrode film 113 has a thickness greater than that of the first electrode film 112, and forms the main body of the gate electrode 100.
- the second electrode film 113 includes at least one of an Al film, a Cu film, an Al alloy film, and a Cu alloy film.
- the second electrode film 113 may include at least one of a pure Cu film (a Cu film having a purity of 99% or more), a pure Al film (an Al film having a purity of 99% or more), an AlCu alloy film, an AlSi alloy film, and an AlSiCu alloy film.
- the second electrode film 113 includes an Al alloy film (an AlSiCu alloy film in this embodiment).
- the first electrode film 112 of the gate pad 101 covers the interlayer film 86 in the pad body 103 in a film-like shape, and penetrates into the multiple first resistor openings 91 from above the interlayer film 86 in the lead-out portion 104.
- the first electrode film 112 of the gate pad 101 covers the opening walls of the multiple first resistor openings 91 in a film-like shape, and covers the multiple resistor films 85 in a film-like shape.
- the second electrode film 113 of the gate pad 101 covers the first electrode film 112 in the pad body 103 in a film-like shape, and faces the interlayer film 86 across the first electrode film 112.
- the second electrode film 113 of the gate pad 101 covers the first electrode film 112 in the extension portion 104 in a film-like shape, and backfills the multiple first resistor openings 91.
- the second electrode film 113 of the gate pad 101 is electrically connected to the resistor film 85 via the first electrode film 112 within the multiple first resistor openings 91.
- the first electrode film 112 of the gate wiring 102 covers the interlayer film 86 in a film-like manner, and penetrates from above the interlayer film 86 into the multiple gate openings 87, the multiple second resistor openings 92, and the multiple third resistor openings 93.
- the first electrode film 112 of the gate wiring 102 covers the opening wall surfaces of the multiple gate openings 87 in a film-like manner, and covers the multiple gate connection electrodes 83 in a film-like manner.
- the first electrode film 112 of the gate wiring 102 covers the opening wall surfaces of the multiple second resistor openings 92 and the opening wall surfaces of the multiple third resistor openings 93 in a film-like manner, and covers the multiple resistor films 85 in a film-like manner.
- the second electrode film 113 of the gate wiring 102 backfills the gate openings 87, the second resistor openings 92, and the third resistor openings 93 across the first electrode film 112 of the gate wiring 102, and covers the first electrode film 112 in a film-like manner on the interlayer film 86.
- the second electrode film 113 of the gate wiring 102 is electrically connected to the gate connection electrodes 83 and the resistor films 85 via the first electrode film 112.
- the semiconductor device 1A includes a source electrode 120 disposed on the interlayer film 86 at a distance from the gate electrode 100.
- the source electrode 120 has a resistance value lower than the resistance value of the resistive film 85.
- the source electrode 120 includes at least one (in this embodiment, multiple) source pad 121 and source wiring 122.
- the source pad 121 may be referred to as a "low potential pad electrode", a “source pad electrode”, etc.
- the source wiring 122 may be referred to as a "low potential wiring electrode", a “source wiring electrode”, etc.
- the source pad 121 includes a first source pad 121A and a second source pad 121B.
- the first source pad 121A is disposed in an area on one side of the first direction X on the portion of the interlayer film 86 that covers the active region 12. Specifically, the first source pad 121A is disposed in an area partitioned by the first line wiring 107, the third line wiring 109, and the fourth line wiring 110.
- the first source pad 121A has a planar area that is larger than the planar area of the resistor region 17 and smaller than the planar area of the active region 12.
- the planar area of the first source pad 121A is larger than the planar area of the gate pad 101. It is preferable that the proportion of the first source pad 121A in the active surface 8 (first main surface 3) is 25% or more and 50% or less.
- the first source pad 121A is disposed on the active region 12 at a distance from the first side end region 13 in a plan view. In other words, the first source pad 121A is disposed at a distance inward from the ends of the multiple side end structures 35 in the first direction X in the plan view, facing the multiple side end structures 35 in the first direction X. The first source pad 121A does not face the multiple side end structures 35 in the stacking direction.
- the first source pad 121A partially faces the multiple gate structures 25 and the multiple source structures 30 across the interlayer film 86.
- the first source pad 121A is disposed at a distance inward from both ends of the multiple gate structures 25 in the first direction X in a plan view, toward the inside of the active surface 8.
- the first source pad 121A covers the inner parts of the multiple gate structures 25 with the interlayer film 86 in between, and exposes both ends of the multiple gate structures 25.
- the first source pad 121A covers the inner parts of the multiple source structures 30 with the interlayer film 86 in between, and exposes both ends of the multiple source structures 30.
- the first source pad 121A extends from above the interlayer film 86 into the multiple source openings 88 and is electrically connected to the multiple source structures 30, the source regions 22, and the multiple contact regions 72 within the multiple source openings 88.
- the first source pad 121A includes a first pad portion 121a and a second pad portion 121b.
- a source potential for the main source may be applied to the first pad portion 121a from the outside.
- a source potential for source sensing may be applied to the second pad portion 121b from the outside.
- a source potential for the main source may be applied to the second pad portion 121b.
- the first pad portion 121a is located in an area on the other side (second side surface 5B side) of the gate pad 101 in the second direction Y, and faces the gate pad 101 in the second direction Y.
- the second pad portion 121b is located in an area on one side (third side surface 5C side) of the gate pad 101 in the first direction X, and faces the gate pad 101 in the first direction X.
- the second pad portion 121b faces the gate pad 101 in the first direction X, sandwiching a part of the gate wiring 102 (the third line wiring 109).
- the second pad portion 121b may face at least one resistive structure 50 (at least one resistive film 85) in the first direction X in a plan view.
- the second pad portion 121b faces the gate pad 101 across the gate subpad 111 in a plan view.
- the portion of the second pad portion 121b that is aligned with the gate subpad 111 is recessed in a rectangular shape along the gate subpad 111 in a plan view.
- the second pad portion 121b may be extended from the active region 12 to the first dummy region 18 and cover at least one first dummy structure 55. Of course, the second pad portion 121b may also cover at least one second dummy structure 60.
- the second pad portion 121b is connected to a portion of at least one (in this embodiment, multiple) source structure 30 arranged directly below the gate pad 101 that is exposed from the gate pad 101 via at least one (in this embodiment, multiple) source opening 88.
- the second pad portion 121b is also connected to the source region 22 and contact region 72 along the multiple source structures 30 arranged directly below the gate pad 101.
- the second source pad 121B is disposed in a region on the other side of the first direction X on the portion of the interlayer film 86 that covers the active region 12. Specifically, the second source pad 121B is disposed in a region defined by the second line wiring 108, the third line wiring 109, and the fourth line wiring 110, and faces the first source pad 121A in the first direction X.
- the second source pad 121B has a planar area that is larger than the planar area of the resistor region 17 and smaller than the planar area of the active region 12.
- the planar area of the second source pad 121B is larger than the planar area of the gate pad 101. It is preferable that the proportion of the active surface 8 (first main surface 3) occupied by the second source pad 121B is 25% or more and 50% or less.
- the second source pad 121B is disposed on the active region 12 at a distance from the second side end region 14 in a plan view. In other words, the second source pad 121B is disposed at a distance inward from the ends of the multiple side end structures 35 in the first direction X in the plan view, facing the multiple side end structures 35 in the first direction X. The second source pad 121B does not face the multiple side end structures 35 in the stacking direction.
- the second source pad 121B partially faces the multiple gate structures 25 and the multiple source structures 30 across the interlayer film 86.
- the second source pad 121B is disposed at a distance inward from both ends of the multiple gate structures 25 in the first direction X in a plan view, toward the inside of the active surface 8.
- the second source pad 121B covers the inner parts of the multiple gate structures 25 with the interlayer film 86 in between, and exposes both ends of the multiple gate structures 25.
- the second source pad 121B covers the inner parts of the multiple source structures 30 with the interlayer film 86 in between, and exposes both ends of the multiple source structures 30.
- the second source pad 121B extends from above the interlayer film 86 into the multiple source openings 88 and is electrically connected to the multiple source structures 30, the source regions 22, and the multiple contact regions 72 within the multiple source openings 88.
- the second source pad 121B includes a third pad portion 121c and a fourth pad portion 121d.
- a source potential for the main source may be applied to the third pad portion 121c from the outside.
- a source potential for source sensing may be applied to the fourth pad portion 121d from the outside.
- a source potential for the main source may be applied to the fourth pad portion 121d.
- the third pad portion 121c is located in the region on the other side in the second direction Y (the second side surface 5B side) of the gate pad 101, faces the first pad portion 121a in the first direction X, and faces the gate pad 101 in the second direction Y.
- the fourth pad portion 121d is located in the region on the other side in the first direction X (the fourth side surface 5D side) of the gate pad 101, and faces the second pad portion 121b across the gate pad 101 in the first direction X.
- the fourth pad portion 121d faces the gate pad 101 in the first direction X, sandwiching a part of the gate wiring 102 (the third line wiring 109).
- the fourth pad portion 121d may face at least one resistive structure 50 (at least one resistive film 85) in the first direction X in a plan view.
- the fourth pad portion 121d may be extended from the active region 12 to the second dummy region 19 and cover at least one first dummy structure 55. Of course, the fourth pad portion 121d may also cover at least one second dummy structure 60.
- the fourth pad portion 121d is connected to a portion of at least one (in this embodiment, multiple) source structure 30 arranged directly below the gate pad 101 that is exposed from the gate pad 101 through at least one (in this embodiment, multiple) source opening 88.
- the second source pad 121B is also connected to the source region 22 and contact region 72 along the multiple source structures 30 arranged directly below the gate pad 101.
- the source wiring 122 transmits the source potential applied to the source pad 121 to other regions.
- the source wiring 122 is drawn out from the source pad 121 onto the interlayer film 86 so as to be located closer to the outer periphery region 20 than the gate wiring 102.
- the source wiring 122 is drawn out from the active surface 8 side to the outer periphery surface 9 side, passing through the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
- the source wiring 122 is formed in a strip shape extending along the first to fourth connection surfaces 10A to 10D, and faces the sidewall wiring 81 across the interlayer film 86.
- the source wiring 122 is formed in a ring shape (specifically, a square ring shape) extending along the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
- the source wiring 122 covers the first side end region 13, the second side end region 14, the first termination region 15, the second termination region 16, the first dummy region 18, and the second dummy region 19 on the active surface 8, and surrounds the active region 12. In other words, the source wiring 122 surrounds the resistive film 85, the gate pad 101, the gate wiring 102, and the multiple source pads 121.
- the source wiring 122 is disposed closer to the outer circumferential surface 9 than the resistive film 85, and has a portion that faces the resistive film 85 in the second direction Y.
- the source wiring 122 enters the outer opening 89 from above the interlayer film 86 in the peripheral region 20, and is electrically connected to the outer contact region 74 and the sidewall wiring 81 within the outer opening 89.
- the source potential applied to the source pad 121 is transmitted to the sidewall wiring 81 via the source wiring 122.
- the source potential applied to the sidewall wiring 81 is transmitted from the peripheral region 20 to the multiple source structures 30, the multiple side end structures 35, the multiple termination structures 40, the multiple first dummy structures 55, and the multiple second dummy structures 60.
- the source electrode 120 preferably has a thickness greater than that of the resistive film 85.
- the thickness of the source electrode 120 is preferably greater than that of the interlayer film 86.
- the thickness of the source electrode 120 is preferably approximately equal to that of the gate electrode 100.
- the thickness of the source electrode 120 may be 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 source electrode 120 has a laminated structure including a first electrode film 123 and a second electrode film 124 laminated in this order from the interlayer film 86 side.
- the first electrode film 123 is formed as a barrier electrode.
- the first electrode film 123 includes at least one of a Ti film, a TiN film, and a W film.
- the first electrode film 123 includes a Ti film. It is preferable that the first electrode film 123 has a thickness approximately equal to that of the first electrode film 112 of the gate electrode 100.
- the second electrode film 124 has a thickness greater than that of the first electrode film 123, and forms the body of the source electrode 120. It is preferable that the second electrode film 124 has a thickness approximately equal to that of the second electrode film 113 of the gate electrode 100.
- the second electrode film 124 includes at least one of an Al film, a Cu film, an Al alloy film, and a Cu alloy film.
- the second electrode film 124 may include at least one of a pure Cu film (a Cu film having a purity of 99% or more), a pure Al film (an Al film having a purity of 99% or more), an AlCu alloy film, an AlSi alloy film, and an AlSiCu alloy film.
- the second electrode film 124 includes an Al alloy film (an AlSiCu alloy film in this embodiment).
- the semiconductor device 1A includes a pad insulating film 130 that selectively covers the gate electrode 100, the source electrode 120, and the interlayer film 86. With respect to the gate electrode 100, the pad insulating film 130 covers the periphery of the gate pad 101, the periphery of the gate subpad 111, and the entire area of the gate wiring 102.
- the pad insulating film 130 covers the lead-out portion 104 of the gate pad 101. That is, the pad insulating film 130 covers the connection portion (i.e., lead-out portion 104) of the gate pad 101 to the multiple resistance structures 50 (multiple resistance films 85).
- the pad insulating film 130 covers the first resistance wiring 105 and the second resistance wiring 106. That is, the pad insulating film 130 covers the connection portion (i.e., the first resistance wiring 105 and the second resistance wiring 106) of the gate wiring 102 to the multiple resistance structures 50 (multiple resistance films 85).
- the pad insulating film 130 covers the gap portion of the interlayer film 86 exposed from the region between the gate pad 101 (drawing portion 104) and the gate wiring 102 (first resistive wiring 105 and second resistive wiring 106), and covers the multiple resistive structures 50 (multiple resistive films 85) across the gap portion. It is preferable that the pad insulating film 130 covers the entire area of the multiple resistive structures 50 (multiple resistive films 85) in a planar view.
- the pad insulating film 130 has a gate pad opening 131 that exposes the inner part of the gate pad 101, and a gate subpad opening 132 that exposes the inner part of the gate subpad 111.
- the gate pad opening 131 is formed in a rectangular shape in a plan view, and exposes the pad body portion 103 of the gate pad 101.
- the gate pad opening 131 may be formed in a polygonal shape other than a rectangular shape, a circular shape, etc. in a plan view.
- the gate subpad opening 132 is formed in a rectangular shape in a plan view, and has a plan area less than the plan area of the gate pad opening 131.
- the gate subpad opening 132 may be formed in a polygonal shape other than a rectangular shape, a circular shape, etc. in a plan view.
- the pad insulating film 130 covers the periphery of the first source pad 121A, the periphery of the second source pad 121B, and the entire area of the source wiring 122.
- the pad insulating film 130 includes a first source pad opening 133 exposing the first pad portion 121a, a second source pad opening 134 exposing the second pad portion 121b, a third source pad opening 135 exposing the third pad portion 121c, and a fourth source pad opening 136 exposing the fourth pad portion 121d.
- the second source pad opening 134 exposes the second pad portion 121b at a distance from the first source pad opening 133
- the fourth source pad opening 136 exposes the fourth pad portion 121d at a distance from the third source pad opening 135.
- the first to fourth source pad openings 133 to 136 preferably have a planar area larger than the planar area of the gate subpad opening 132.
- the planar areas of the first to fourth source pad openings 133 to 136 preferably are larger than the planar area of the gate pad opening 131.
- the planar area of the second source pad opening 134 and the planar area of the fourth source pad opening 136 may be smaller than the planar area of the gate pad opening 131.
- the planar area of the second source pad opening 134 is preferably less than the planar area of the first source pad opening 133.
- the planar area of the third source pad opening 135 is preferably greater than the planar area of the second source pad opening 134.
- the planar area of the third source pad opening 135 is preferably approximately equal to the planar area of the first source pad opening 133.
- the planar area of the fourth source pad opening 136 is preferably less than the planar area of the third source pad opening 135.
- the planar area of the fourth source pad opening 136 is preferably approximately equal to the planar area of the second source pad opening 134.
- the first to fourth source pad openings 133 to 136 are formed in a rectangular shape in a plan view.
- the first to fourth source pad openings 133 to 136 may be formed in a polygonal shape other than a rectangular shape, a circular shape, etc. in a plan view.
- the second source pad opening 134 is formed at a distance from the first source pad opening 133.
- the second source pad opening 134 may be connected to the first source pad opening 133 and form one pad opening together with the first source pad opening 133.
- the fourth source pad opening 136 may be connected to the third source pad opening 135 and form one pad opening together with the third source pad opening 135.
- the pad insulating film 130 covers the outer well region 73, the outer contact region 74, and the multiple field regions 75 in the peripheral region 20, sandwiching the interlayer film 86 between them.
- the pad insulating film 130 covers the sidewall wiring 81 at the first to fourth connection surfaces 10A to 10D, sandwiching the interlayer film 86 and the source wiring 122 between them.
- the pad insulating film 130 is formed in the outer peripheral region 20 at a distance inward from the periphery (first to fourth side surfaces 5A to 5D) of the chip 2, and defines a dicing street 137 between the periphery of the chip 2 and the pad insulating film 130.
- the dicing street 137 is formed in a band shape extending along the periphery of the chip 2 in a plan view.
- the dicing street 137 is formed in a ring shape (specifically, a square ring) surrounding the active surface 8 in a plan view.
- the dicing street 137 exposes the interlayer film 86.
- the dicing street 137 may also 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 a direction perpendicular to the extension 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 pad insulating film 130 preferably has a thickness greater than the thickness of the gate electrode 100 and the thickness of the source electrode 120.
- the thickness of the pad insulating film 130 is preferably greater than the total thickness of the gate electrode 100 and the source electrode 120.
- the thickness of the pad insulating film 130 is preferably less than the thickness of the chip 2.
- the thickness of the pad insulating film 130 may be 3 ⁇ m or more and 35 ⁇ m or less.
- the thickness of the pad insulating film 130 is preferably 25 ⁇ m or less.
- the pad insulating film 130 has a laminated structure including an inorganic insulating film 141 and an organic insulating film 142 laminated in this order from the chip 2 side (interlayer film 86 side).
- the pad insulating film 130 needs to include at least one of the inorganic insulating film 141 and the organic insulating film 142, and does not necessarily need to include both the inorganic insulating film 141 and the organic insulating film 142 at the same time.
- the inorganic insulating film 141 selectively covers the gate electrode 100, the source electrode 120, and the interlayer film 86, and defines a portion of the gate pad opening 131, a portion of the gate subpad opening 132, a portion of the first source pad opening 133, a portion of the second source pad opening 134, a portion of the third source pad opening 135, a portion of the fourth source pad opening 136, and a portion of the dicing street 137.
- the inorganic insulating film 141 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
- the inorganic insulating film 141 preferably includes an insulating material different from that of the interlayer film 86.
- the inorganic insulating film 141 preferably includes a silicon nitride film.
- the inorganic insulating film 141 preferably has a thickness less than that of the interlayer film 86. The thickness of the inorganic insulating film 141 may be 0.1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
- the organic insulating film 142 selectively covers the inorganic insulating film 141 and defines a portion of the gate pad opening 131, a portion of the gate subpad opening 132, a portion of the first source pad opening 133, a portion of the second source pad opening 134, a portion of the third source pad opening 135, a portion of the fourth source pad opening 136, and a portion of the dicing street 137.
- the organic insulating film 142 may expose the inorganic insulating film 141 on the wall surface of the gate pad opening 131.
- the organic insulating film 142 may expose the inorganic insulating film 141 on the wall surface of the gate subpad opening 132.
- the organic insulating film 142 may expose the inorganic insulating film 141 on the wall surface of the first source pad opening 133.
- the organic insulating film 142 may expose the inorganic insulating film 141 on the wall surface of the second source pad opening 134.
- the organic insulating film 142 may expose the inorganic insulating film 141 on the wall surface of the third source pad opening 135.
- the organic insulating film 142 may expose the inorganic insulating film 141 on the wall surface of the fourth source pad opening 136.
- the organic insulating film 142 may expose the inorganic insulating film 141 on the wall surface of the dicing street 137.
- the organic insulating film 142 may cover the entire inorganic insulating film 141 so that the inorganic insulating film 141 is not exposed.
- the organic insulating film 142 is preferably made of a resin film other than a thermosetting resin.
- the organic insulating film 142 may be made of a translucent resin or a transparent resin.
- the organic insulating film 142 may be made of a negative type or positive type photosensitive resin film.
- the organic insulating film 142 is preferably made of a polyimide film, a polyamide film, or a polybenzoxazole film.
- the organic insulating film 142 preferably has a thickness greater than that of the inorganic insulating film 141.
- the organic insulating film 142 preferably has a thickness greater than that of the interlayer film 86. It is particularly preferable that the organic insulating film 142 has a thickness greater than that of the gate electrode 100 and that of the source electrode 120.
- the thickness of the organic insulating film 142 may be 3 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less.
- the thickness of the organic insulating film 142 is preferably 20 ⁇ m or less.
- the semiconductor device 1A includes a drain electrode 145 covering the second main surface 4.
- the drain electrode 145 may be referred to as a "drain pad,” “drain pad electrode,” “high potential pad electrode,” etc.
- the drain electrode 145 forms an ohmic contact with the second semiconductor region 7 exposed from the second main surface 4.
- the drain electrode 145 may cover the entire second main surface 4 so as to be continuous with the periphery (first to fourth side surfaces 5A to 5D) of the chip 2.
- the drain electrode 145 may cover the second main surface 4 so as to partially expose the periphery of the chip 2.
- the breakdown voltage that can be applied between the source electrode 120 and the drain electrode 145 (between the first major surface 3 and the second major surface 4) may be 500V or more.
- the breakdown voltage may be 600V or more.
- the breakdown voltage may be 1000V or more.
- the breakdown voltage may be 3000V or more.
- the breakdown voltage may be 5000V or less. Of course, the breakdown voltage may be 3000V or less.
- FIG. 30 is a circuit diagram showing the electrical configuration of the gate resistor RG. As shown in FIG. 30, the gate wiring 102 is electrically connected to the gate pad 101 via the gate resistor RG.
- the gate resistor RG is composed of a parallel circuit of a first parallel resistor circuit RC1 and a second parallel resistor circuit RC2.
- the first parallel resistance circuit RC1 is electrically interposed between the gate pad 101 and the first resistance wiring 105 and is composed of a plurality of first resistance elements R1 connected in parallel.
- the plurality of first resistance elements R1 are formed in the region between the gate pad 101 and the first resistance wiring 105 by portions of the plurality of resistance structures 50 (each resistance film 85) that are located between the first resistance opening 91 and the second resistance opening 92.
- the plurality of first resistance elements R1 each have a layered structure that includes a portion of the plurality of resistance structures 50 and a portion of the plurality of resistance films 85.
- the multiple first resistance elements R1 may have the same resistance value or different resistance values.
- the resistance value of each first resistance element R1 can also be adjusted by adjusting the distance between the first resistance opening 91 and the second resistance opening 92.
- the second parallel resistance circuit RC2 is electrically interposed between the gate pad 101 and the first resistance wiring 105 and is composed of a plurality of second resistance elements R2 connected in parallel.
- the plurality of second resistance elements R2 are formed in the region between the gate pad 101 and the first resistance wiring 105 by portions of the plurality of resistance structures 50 (each resistance film 85) that are located between the first resistance opening 91 and the third resistance opening 93.
- the plurality of second resistance elements R2 each have a layered structure that includes a portion of the plurality of resistance structures 50 and a portion of the plurality of resistance films 85.
- the second resistance elements R2 may have the same resistance value as the first resistance elements R1, or may have a different resistance value from the first resistance elements R1.
- the resistance value of each second resistance element R2 can also be adjusted by adjusting the distance between the first resistance opening 91 and the third resistance opening 93.
- the resistance value of the gate resistor RG is determined by the combined resistance of the first parallel resistance circuit RC1 and the second parallel resistance circuit RC2.
- the resistance value of the first parallel resistance circuit RC1 is determined by the combined resistance of the multiple first resistance elements R1.
- the resistance value of the second parallel resistance circuit RC2 is determined by the combined resistance of the multiple second resistance elements R2.
- the gate resistor RG does not necessarily have both the first parallel resistance circuit RC1 and the second parallel resistance circuit RC2 at the same time, and may be composed of only one of the first parallel resistance circuit RC1 and the second parallel resistance circuit RC2. This configuration is realized by adjusting the presence or absence of the second resistance opening 92 and the third resistance opening 93, and the presence or absence of the first resistance wiring 105 and the second resistance wiring 106 at the layout level.
- the gate resistor RG consists only of the second parallel resistor circuit RC2
- either or both of the second resistor opening 92 and the first resistor wiring 105 can be removed, and the gate wiring 102 can be electrically disconnected from one end of the multiple resistor structures 50 (multiple resistor films 85). If only the second resistor opening 92 is removed, the first resistor wiring 105 becomes a dummy wiring.
- the gate resistor RG is composed only of the first parallel resistor circuit RC1
- the second resistor wiring 106 becomes a dummy wiring.
- the gate resistor RG slows down the switching speed during switching operations to suppress surge currents. In other words, the gate resistor RG suppresses noise caused by surge currents. Because the gate resistor RG is formed on the first main surface 3 (active surface 8), it is not externally connected to the semiconductor device 1A. This reduces the number of components mounted on the circuit board.
- the gate resistor RG includes multiple resistor structures 50 embedded in the thickness direction of the chip 2, the area occupied by the gate resistor RG on the first main surface 3 is limited. Therefore, the reduction in the area of the active region 12 caused by the introduction of the gate resistor RG is suppressed. In particular, since the gate resistor RG is disposed in the region between the active region 12 and the first termination region 15, the reduction in the area of the active region 12 is appropriately suppressed.
- the multiple resistance structures 50 arranged in the resistance region 17 have a configuration similar to the multiple gate structures 25 arranged in the active region 12, and are controlled by the gate potential.
- the multiple first dummy structures 55 arranged in the resistance region 17 have a configuration similar to the multiple source structures 30 arranged in the active region 12, and are controlled by the source potential. Therefore, the electric field distribution in the resistance region 17 is similar to the electric field distribution in the active region 12. This suppresses a decrease in breakdown voltage caused by the layout of the resistance region 17.
- the multiple first dummy structures 55 and multiple second dummy structures 60 arranged in the first dummy region 18 (second dummy region 19) have a configuration similar to the multiple source structures 30 and multiple side end structures 35 arranged in the active region 12 and first side end region 13 (second side end region 14), and are controlled by the source potential.
- the electric field distribution in the first dummy region 18 becomes similar to the electric field distribution in the active region 12 and the first side end region 13. This suppresses a decrease in breakdown voltage caused by the layout of the first dummy region 18 (second dummy region 19).
- the first dummy region 18 (second dummy region 19) also suppresses bias in the electric field distribution in the region between the active region 12 and the first termination region 15.
- the multiple gate structures 25 located directly below the gate pad 101 have a similar configuration to the multiple gate structures 25 located directly below and outside the gate pad 101, and are controlled by the gate potential.
- the multiple source structures 30 located directly below the gate pad 101 have a similar configuration to the multiple source structures 30 located directly below and outside the gate pad 101, and are controlled by the source potential.
- the electric field distribution directly below the gate pad 101 (gate subpad 111) inside the chip 2 is similar to the electric field distribution in the area outside directly below the gate pad 101 inside the chip 2. Therefore, the decrease in breakdown voltage caused by the layout of the gate pad 101 is suppressed.
- the semiconductor device 1A includes a chip 2, a trench electrode type resistive structure 50, and a resistive film 85.
- the chip 2 has a first main surface 3.
- the resistive structure 50 is formed on the first main surface 3.
- the resistive film 85 covers the resistive structure 50 as a single object to be covered, and is electrically connected to the resistive structure 50.
- This configuration makes it possible to provide a semiconductor device 1A having a novel layout associated with resistors.
- this configuration makes it possible to electrically isolate the resistive film 85 from structures other than the resistive structure 50, since the resistive film 85 is provided in a one-to-one correspondence with the resistive structure 50.
- This allows other structures to be designed in electrical isolation from the resistive film 85. This prevents the electrical characteristics of the resistive film 85 from fluctuating due to other structures, and prevents the electrical characteristics of other structures from fluctuating due to the resistive film 85.
- the semiconductor device 1A includes a chip 2, a trench electrode type resistance structure 50, and a trench electrode type first dummy structure 55 (electrode structure).
- the chip 2 has a first main surface 3.
- the resistance structure 50 is formed on the first main surface 3.
- the first dummy structure 55 is a structure to which a potential different from that of the resistance structure 50 is applied, and is formed on the first main surface 3 so as to be adjacent to the resistance structure 50.
- This configuration makes it possible to provide a semiconductor device 1A having a novel layout associated with resistors. For example, it is possible to form a first dummy structure 55 that is deeper than the resistor structure 50, and use the first dummy structure 55 as another resistor structure 50. In this case, since the first dummy structure 55 functions as the resistor structure 50, the first dummy structure 55 is required to have the same level of reliability as the resistor structure 50.
- the process difficulty of a relatively deep trench structure is higher than that of a relatively shallow trench structure. Therefore, the process error that may occur in the relatively deep first dummy structure 55 is larger than the process error that may occur in the relatively shallow resistance structure 50.
- process errors that may occur in the resistance structure 50 include process errors that may occur in the depth of the fifth trench 51 and the film thickness of the fifth insulating film 52.
- process errors that may occur in the first dummy structure 55 include process errors that may occur in the depth of the sixth trench 56 and the film thickness of the sixth insulating film 57.
- the first dummy structure 55 is used as another resistor structure 50, there is a possibility that the electrical characteristics of the first dummy structure 55 will be inferior to the electrical characteristics of the resistor structure 50 due to process errors. This problem may be solved by imposing strict process conditions on the first dummy structure 55. However, such a design change will further increase the difficulty of the process, leading to increased costs.
- the first dummy structure 55 is electrically separated from the resistance structure 50.
- the semiconductor device 1A includes a chip 2, a trench electrode type resistor structure 50, a trench electrode type first dummy structure 55 (first electrode structure), and a trench electrode type second dummy structure 60 (second electrode structure).
- the chip 2 has a first main surface 3.
- the resistor structure 50 is formed on the first main surface 3.
- the first dummy structure 55 is a structure to which a potential different from that of the resistance structure 50 is applied, and is formed on the first main surface 3 at a distance in one direction (second direction Y) from the resistance structure 50.
- the second dummy structure 60 is a structure to which a potential different from that of the resistance structure 50 is applied, and is formed on the first main surface 3 at a distance in a perpendicular direction (first direction X) perpendicular to the one direction (second direction Y) from the resistance structure 50.
- This configuration makes it possible to provide a semiconductor device 1A having a novel layout associated with resistors.
- this configuration makes it possible for the first dummy structure 55 and the second dummy structure 60 to be electrically isolated from the resistance structure 50.
- This allows the resistance structure 50 to be designed separately from the first dummy structure 55 and the second dummy structure 60, and the first dummy structure 55 and the second dummy structure 60 to be designed separately from the resistance structure 50.
- This makes it possible to suppress a decrease in the reliability of the resistance structure 50 caused by the first dummy structure 55 and the second dummy structure 60, and makes it possible to suppress a decrease in the reliability of the first dummy structure 55 and the second dummy structure 60 caused by the resistance structure 50.
- the semiconductor device 1A includes a chip 2, an active plateau 11 (mesa portion), and a resistive film 85.
- the chip 2 has a first main surface 3.
- the active plateau 11 is partitioned into the first main surface 3 by an active surface 8 (first surface portion), an outer peripheral surface 9 (second surface portion), and first to fourth connection surfaces 10A to 10D (connection surface portions).
- the active surface 8 is located inside the first main surface 3.
- the outer peripheral surface 9 is recessed in the thickness direction outside the active surface 8.
- the first to fourth connection surfaces 10A to 10D connect the active surface 8 and the outer peripheral surface 9.
- the resistive film 85 is disposed on the active surface 8.
- This configuration makes it possible to provide a semiconductor device 1A that has a new layout associated with resistors.
- this configuration makes it possible to prevent the electrical characteristics and layout on the outer peripheral surface 9 side from being restricted by the resistive film 85, since the resistive film 85 is disposed on the active surface 8.
- the semiconductor device 1A includes a chip 2, an active plateau 11 (mesa portion), and a trench electrode type resistor structure 50.
- the chip 2 has a first main surface 3.
- the active plateau 11 is partitioned on the first main surface 3 by an active surface 8 (first surface portion), an outer peripheral surface 9 (second surface portion), and first to fourth connection surfaces 10A to 10D (connection surface portions).
- the active surface 8 is located inside the first main surface 3.
- the outer peripheral surface 9 is recessed in the thickness direction outside the active surface 8.
- the first to fourth connection surfaces 10A to 10D connect the active surface 8 and the outer peripheral surface 9.
- the resistor structure 50 is formed on the active surface 8.
- This configuration makes it possible to provide a semiconductor device 1A having a new layout associated with resistors.
- this configuration makes it possible to prevent the electrical characteristics and layout on the outer peripheral surface 9 side from being restricted by the resistor structure 50, since the resistor structure 50 is formed on the active surface 8.
- the layout of semiconductor device 1A is particularly effective when chip 2 including SiC single crystal is employed.
- the layout of semiconductor device 1A provides various ideas that contribute to improving electrical characteristics from various perspectives for designs associated with resistors in SiC semiconductor devices (wide band gap semiconductor devices). Other layout examples of resistor region 17, etc. are shown below.
- FIG. 31 is an enlarged plan view showing a resistor region 17 according to a second layout example.
- FIG. 32 is an enlarged plan view showing a layout example of the inner part of resistor region 17.
- FIG. 33 is a cross-sectional view taken along line XXXIII-XXXIII shown in FIG. 32.
- FIG. 34 is a cross-sectional view taken along line XXXIV-XXXIV shown in FIG. 32.
- FIG. 35 is a cross-sectional view taken along line XXXV-XXXV shown in FIG. 32.
- one resistor film 85 is provided in a one-to-one correspondence with one resistor structure 50.
- multiple resistor films 85 are provided in a one-to-many correspondence with one resistor structure 50.
- the multiple resistive films 85 include multiple first resistive films 151, multiple second resistive films 152, and multiple third resistive films 153.
- the multiple first resistive films 151 cover the inner region of a corresponding one of the resistive structures 50 in a film-like manner as a single covering object.
- each first resistive film 151 is provided in a one-to-one correspondence with the inner part of each of the resistive structures 50, and is electrically connected to the corresponding one of the resistive structures 50.
- the multiple first resistive films 151 cover the inner parts of the corresponding resistive structures 50 with a space inward from both ends of the corresponding resistive structures 50.
- the multiple first resistive films 151 are each formed in a band shape extending in the first direction X in a plan view, and face each other in the second direction Y.
- the multiple first resistive films 151 are arranged in a stripe shape extending along the multiple resistive structures 50 in a plan view.
- the multiple first resistive films 151 are arranged at intervals in the second direction Y from the resistive structures 50 that are not to be covered, exposing the resistive structures 50 that are not to be covered.
- the multiple first resistive films 151 are arranged at intervals in the second direction Y from the multiple first dummy structures 55, exposing the multiple first dummy structures 55. In other words, the multiple first resistive films 151 are arranged alternately with the multiple first dummy structures 55 in the second direction Y in a plan view.
- the multiple first resistance films 151 are arranged at intervals in the first direction X from the multiple second dummy structures 60, exposing the multiple second dummy structures 60. In other words, the multiple first resistance films 151 face the multiple second dummy structures 60 in the first direction X in a plan view, but do not face the multiple second dummy structures 60 in the second direction Y in a plan view.
- the second resistive films 152 are spaced apart from the first resistive films 151 on one side in the first direction X and cover an area on one end side of a corresponding resistive structure 50 in a film-like manner as a single covering object.
- each second resistive film 152 is provided in one-to-one correspondence with one end of each resistive structure 50 and is electrically connected to the corresponding resistive structure 50.
- the second resistive films 152 expose a portion of the corresponding fifth buried electrode 53 from the region between the first resistive films 151.
- the second resistive films 152 are formed at intervals from one end of the resistive structures 50 toward the first resistive films 151, and expose a portion of the corresponding fifth buried electrode 53 from the region between the one end of the resistive structures 50.
- the second resistive films 152 may cover one end of the corresponding resistive structure 50.
- the second resistive films 152 are each formed in a strip shape extending in the first direction X in a plan view, and face each other in the second direction Y. In other words, the second resistive films 152 are arranged in a stripe shape extending along the resistive structures 50 in a plan view.
- the multiple second resistive films 152 are spaced apart in the second direction Y from the resistive structures 50 that are not to be covered, exposing the resistive structures 50 that are not to be covered.
- the multiple second resistive films 152 are spaced apart in the second direction Y from the multiple second dummy structures 60, exposing the multiple second dummy structures 60.
- the multiple second resistive films 152 are arranged alternately with the multiple first dummy structures 55 in the second direction Y in a plan view.
- the second resistive films 152 are spaced apart from the second dummy structures 60 in the first direction X, exposing the second dummy structures 60. In other words, the second resistive films 152 face the second dummy structures 60 in the first direction X in a plan view, but do not face the second dummy structures 60 in the second direction Y in a plan view.
- the multiple third resistive films 153 are spaced apart from the multiple first resistive films 151 on the other side of the first direction X and cover the area on the other end side of the corresponding one of the resistive structures 50 in a film-like manner as a single covering object.
- each third resistive film 153 is provided in one-to-one correspondence with the other end of each of the resistive structures 50 and is electrically connected to the corresponding one of the resistive structures 50.
- the multiple third resistive films 153 expose a portion of the corresponding fifth buried electrode 53 from the region between the multiple first resistive films 151.
- the multiple third resistive films 153 are formed at intervals from the other ends of the multiple resistive structures 50 toward the multiple first resistive films 151, and expose a portion of the corresponding fifth buried electrode 53 from the region between the other ends of the multiple resistive structures 50.
- the multiple third resistive films 153 may cover the other ends of the corresponding resistive structures 50.
- the multiple third resistive films 153 are each formed in a band shape extending in the first direction X in a plan view, and face each other in the second direction Y. In other words, the multiple third resistive films 153 are arranged in a stripe shape extending along the multiple resistive structures 50 in a plan view. The multiple third resistive films 153 face the multiple second resistive films 152 in the first direction X, sandwiching the multiple first resistive films 151 between them.
- the multiple third resistive films 153 are arranged at intervals in the second direction Y from the resistive structures 50 that are not to be covered, exposing the resistive structures 50 that are not to be covered.
- the multiple third resistive films 153 are arranged at intervals in the second direction Y from the multiple second dummy structures 60, exposing the multiple second dummy structures 60.
- the multiple third resistive films 153 are arranged alternately with the multiple first dummy structures 55 in the second direction Y in a plan view.
- the third resistive films 153 are spaced apart from the second dummy structures 60 in the first direction X, exposing the second dummy structures 60. In other words, the third resistive films 153 face the second dummy structures 60 in the first direction X in a plan view, but do not face the second dummy structures 60 in the second direction Y in a plan view.
- the multiple resistive films 85 (first to third resistive films 151 to 153) are connected to the fifth buried electrode 53 in the portion covering the corresponding resistive structure 50, and have a portion that is extended from above the fifth buried electrode 53 onto the main surface insulating film 80.
- the multiple resistive films 85 are formed wider than the corresponding resistive structure 50 in the second direction Y.
- the multiple resistive films 85 are made of the same conductive material as the corresponding fifth buried electrodes 53, and are formed integrally with the fifth buried electrodes 53.
- the multiple resistive films 85 include a portion of the fifth buried electrodes 53 that is drawn out in the form of a film to an area outside the resistive structure 50 (above the main surface insulating film 80).
- the multiple resistive films 85 may be formed separately from the fifth buried electrodes 53.
- the explanation of the resistive film 85 in the first layout example applies.
- the multiple first resistor openings 91 described above each expose a multiple number of first resistor films 151 in a one-to-one correspondence.
- the multiple second resistor openings 92 each expose a multiple number of second resistor films 152 in a one-to-one correspondence.
- the multiple third resistor openings 93 each expose a multiple number of third resistor films 153 in a one-to-one correspondence.
- the other configurations are the same as in the first layout example.
- the gate resistor RG in the second layout example is configured with a parallel circuit of a first parallel resistor circuit RC1 and a second parallel resistor circuit RC2, as in the first layout example (see also FIG. 30).
- each first resistive element R1 is formed by a portion of the fifth buried electrode 53 located in the region between the first resistive film 151 and the second resistive film 152.
- the resistance value of each first resistive element R1 is less susceptible to process errors that occur in the film thickness of the multiple resistive films 85. Therefore, the reliability of each first resistive element R1 is improved.
- each second resistive element R2 is formed by a portion of the fifth buried electrode 53 located in the region between the first resistive film 151 and the third resistive film 153.
- the resistance value of each second resistive element R2 is less susceptible to process errors that occur in the film thicknesses of the multiple resistive films 85. Therefore, the reliability of each second resistive element R2 is improved.
- FIG. 36 is an enlarged plan view showing the resistor region 17 according to the third layout example.
- a gate resistor RG including a first parallel resistor circuit RC1 and a second parallel resistor circuit RC2 is configured in the resistor region 17 according to the third layout example.
- a gate resistor RG including three or more parallel resistor circuits is configured in the resistor region 17 according to the third layout example.
- the multiple resistor openings 90 described above include multiple first resistor openings 155 and multiple second resistor openings 156.
- the multiple first resistor openings 155 are provided in a one-to-many correspondence with each resistor structure 50. In other words, the multiple first resistor openings 155 are provided in correspondence with one resistor structure 50.
- the multiple first resistor openings 155 are arranged at intervals in the first direction X, exposing one resistor film 85 from multiple locations.
- the multiple first resistor openings 155 are arranged in a row at intervals in the second direction Y.
- the multiple first resistor openings 155 are formed in a matrix shape with gaps in the first direction X and the second direction Y in a plan view, and each exposes a part of the corresponding resistor film 85.
- the planar shape of each first resistor opening 155 is arbitrary.
- Each first resistor opening 155 may be formed in a band shape extending in the first direction X in a plan view.
- each first resistor opening 155 may be formed in a square, polygonal, circular, etc. shape in a plan view.
- the second resistor openings 156 are spaced apart from the first resistor openings 155 and are arranged in a one-to-many correspondence with each resistor structure 50. In other words, the second resistor openings 156 are arranged in correspondence with one resistor structure 50.
- the multiple second resistor openings 156 are arranged alternately with the multiple first resistor openings 155 in the first direction X, exposing one resistor film 85 from multiple locations.
- the multiple second resistor openings 156 are arranged in a row at intervals in the second direction Y.
- the second resistor openings 156 are generally formed in a matrix shape spaced apart in the first direction X and the second direction Y in a plan view, and each exposes a portion of the corresponding resistor film 85.
- the planar shape of each second resistor opening 156 is arbitrary.
- Each second resistor opening 156 may be formed in a band shape extending in the first direction X in a plan view.
- each second resistor opening 156 may be formed in a square, polygonal, circular, or other shape in a plan view.
- the gate pad 101 has a pad body 103 and multiple lead-out portions 104.
- the multiple lead-out portions 104 are arranged at intervals in the first direction X at the end of the pad body 103 on the resistance region 17 side, are drawn out in strips from the pad body 103 toward the region above the resistance region 17, and cover the multiple resistance structures 50 with the interlayer film 86 in between.
- the gate pad 101 includes two outermost drawers 104 drawn from both ends of the pad body 103, and a plurality of drawers 104 drawn from the outermost drawer 104 at an inner portion of the pad body 103 at intervals in the first direction X.
- either one or both of the two outermost drawers 104 may be formed at an interval in the first direction X from the end of the pad body 103.
- the multiple draw-out portions 104 each have a draw-out width WD that is less than the pad width WP of the pad body portion 103, and are formed in a band shape extending in the second direction Y.
- the multiple draw-out portions 104 only need to have a draw-out width WD that is greater than the opening width of the first resistor opening 155, and the value of the draw-out width WD is arbitrary.
- the multiple drawers 104 cover the multiple first resistor openings 155 at intervals from the multiple second resistor openings 156 in a plan view.
- the multiple drawers 104 enter the multiple first resistor openings 155 from above the interlayer film 86, and are mechanically and electrically connected to the multiple resistor films 85 within the multiple first resistor openings 155.
- the gate wiring 102 has a connection wiring portion 160 instead of the first resistance wiring 105 and the second resistance wiring 106.
- the connection wiring portion 160 is disposed in a region on one side (first side surface 5A side) of the gate pad 101 (plurality of lead-out portions 104) in the second direction Y in a plan view, and faces the gate pad 101 in the second direction Y.
- connection wiring portion 160 is disposed in a region on one side (first side surface 5A side) of the resistance region 17 in the second direction Y in a plan view, and has a portion facing the resistance region 17 in the second direction Y.
- the connection wiring portion 160 is disposed on a portion of the interlayer film 86 that covers the first termination region 15, and faces the multiple termination structures 40 across the interlayer film 86.
- the connection wiring portion 160 has a wiring main body 161 and multiple lead-out wiring portions 162.
- the wiring main body 161 is disposed in a region outside the resistance region 17 (multiple resistance structures 50) in a planar view. In this embodiment, the wiring main body 161 is disposed above the first termination region 15 and faces the multiple termination structures 40 in the stacking direction.
- the multiple pull-out wiring parts 162 are arranged at intervals in the first direction X at the end of the wiring main body 161 on the resistance region 17 side, and are pulled out in the first direction X from the wiring main body 161 toward the region above the resistance region 17. As a result, the multiple pull-out wiring parts 162 cover the multiple resistance structures 50 with the interlayer film 86 in between. The multiple pull-out wiring parts 162 are pulled out so as to be arranged alternately with the multiple pull-out parts 104 of the gate pad 101 in the first direction X in the region above the resistance region 17.
- the multiple pull-out wiring parts 162 each have a pull-out width WD2 that is less than the pad width WP of the pad body part 103, and are formed in a band shape extending in the second direction Y.
- the multiple pull-out wiring parts 162 only need to have a pull-out width WD2 that is greater than the opening width of the second resistor opening 156 and smaller than the distance between two adjacent pull-out parts 104, and the value of the pull-out width WD2 is arbitrary.
- the multiple pull-out wiring parts 162 enter the multiple second resistor openings 156 from above the interlayer film 86, and are mechanically and electrically connected to the multiple resistor films 85 within the multiple second resistor openings 156. In the region of the interlayer film 86 between the gate pad 101 and the gate wiring 102, a zigzag gap is defined by the multiple pull-out parts 104 and the multiple pull-out wiring parts 162.
- the pad insulating film 130 covers the multiple drawers 104 of the gate pad 101 and has a gate pad opening 131 that exposes the pad body 103 of the gate pad 101.
- the pad insulating film 130 covers the multiple resistor structures 50 (multiple resistor films 85) with the multiple drawers 104 and the interlayer film 86 sandwiched between them.
- the pad insulating film 130 covers the multiple pull-out wiring parts 162 of the gate wiring 102, and covers the multiple resistance structures 50 (multiple resistance films 85) sandwiching the multiple pull-out wiring parts 162 and the interlayer film 86.
- the pad insulating film 130 covers the zigzag gaps exposed from the regions of the interlayer film 86 between the multiple pull-out parts 104 and the multiple pull-out wiring parts 162, and covers the multiple resistance structures 50 (multiple resistance films 85) sandwiching the zigzag gaps. It is preferable that the pad insulating film 130 covers the entire area of the multiple resistance structures 50 (multiple resistance films 85) in a planar view.
- FIG. 37 is a circuit diagram showing the electrical configuration of the gate resistor RG.
- the gate resistor RG is configured by a parallel circuit of a plurality of (eight in this embodiment) parallel resistance circuits RC.
- the plurality of parallel resistance circuits RC are each electrically interposed in the regions between the adjacent draw-out portions 104 and draw-out wiring portions 162, and each is configured by a plurality of (four in this embodiment) resistance elements R connected in parallel.
- the multiple resistance elements R are each formed by a portion of the multiple resistance structures 50 (each resistance film 85) located between the first resistance opening 155 and the second resistance opening 156 in the region between the adjacent draw-out portions 104 and draw-out wiring portions 162.
- the multiple resistance elements R may have the same resistance value or different resistance values.
- the resistance value of each resistance element R can also be adjusted by adjusting the distance between the adjacent first resistance opening 155 and second resistance opening 156.
- the resistance value of the gate resistor RG is determined by the combined resistance of multiple parallel resistor circuits RC.
- the resistance value of each parallel resistor circuit RC is determined by the combined resistance of multiple (four in this embodiment) resistor elements R.
- the resistance value (composite resistance) of the gate resistor RG can be adjusted by changing the combined resistance of the parallel resistor circuit RC or the number of parallel resistor circuits RC.
- the resistance value (composite resistance) of the parallel resistor circuit RC can be adjusted by changing the resistance value of the resistive element R or the number of resistive elements R.
- Such a gate resistor RG is effective when realizing a relatively small resistance value or when precisely adjusting the resistance value within a relatively small range of values.
- the number of parallel resistance circuits RC may be one or more.
- the gate resistor RG may be composed of a single parallel resistance circuit RC.
- the single parallel resistance circuit RC is composed of one pull-out portion 104 and one pull-out wiring portion 162.
- the parallel resistance circuit RC may also be composed of a single resistance element R.
- FIG. 38 is an enlarged plan view showing the resistor region 17 according to the fourth layout example.
- the resistor region 17 according to the fourth layout example has a layout that is a modified version of the resistor region 17 according to the third layout example.
- all of the lead-out portions 104 are electrically connected to a plurality of resistor structures 50 (resistive films 85), and all of the lead-out wiring portions 162 are electrically connected to a plurality of resistor structures 50 (resistive films 85).
- either one or both of a portion of the multiple first resistor openings 155 and a portion of the multiple second resistor openings 156 are selectively thinned out.
- some of the multiple drawers 104 cover the interlayer film 86 at a distance from some or all (in this embodiment, all) of the multiple first resistor openings 155, and are electrically isolated from some or all (in this embodiment, all) of the multiple resistor structures 50 (resistance films 85).
- the multiple drawers 104 include dummy drawers 104D that are electrically isolated from some or all of the multiple resistor structures 50.
- the multiple pull-out wiring portions 162 cover the interlayer film 86 at a distance from some or all (in this embodiment, all) of the multiple second resistor openings 156, and are electrically isolated from some or all (in this embodiment, all) of the multiple resistor structures 50 (resistance films 85).
- the multiple pull-out wiring portions 162 include dummy pull-out wiring portions 162D that are electrically isolated from some or all of the multiple resistor structures 50.
- This configuration is formed by changing the layout of the resist mask used in the process of forming the multiple resistor openings 90. On the other hand, there is no need to change the layout of the resist mask used in the process of forming the gate electrodes 100, etc. Therefore, with the resistor region 17 of the fourth layout example, the number of parallel resistor circuits RC can be easily adjusted.
- the number of resistive elements R constituting the parallel resistive circuit RC may be adjusted by adjusting the number of first resistive openings 155. Also, the number of resistive elements R constituting the parallel resistive circuit RC may be adjusted by adjusting the number of second resistive openings 156.
- FIG. 39 is an enlarged plan view showing the resistor region 17 according to the fifth layout example.
- the resistor region 17 according to the fifth layout example has a layout that combines the technical idea of the resistor region 17 according to the third layout example with the resistor region 17 according to the second layout example.
- multiple resistor films 85 are formed in a one-to-many correspondence with one resistor structure 50.
- the multiple resistive films 85 include multiple first resistive films 165 and multiple second resistive films 166.
- the multiple first resistive films 165 are provided in a one-to-many correspondence with each resistive structure 50, and each first resistive film 165 covers one corresponding resistive structure 50 as a single covering target in the form of a film.
- the multiple first resistance films 165 are arranged at intervals in the first direction X so as to partially expose the fifth buried electrode 53, and cover one fifth buried electrode 53 at multiple locations.
- the multiple first resistance films 165 are arranged in a row at intervals in the second direction Y.
- the multiple first resistance films 165 are formed as a whole in a matrix shape at intervals in the first direction X and the second direction Y in a plan view, and each covers a portion of the corresponding fifth buried electrode 53.
- the multiple first resistive films 165 are each formed in a strip shape extending in the first direction X in a plan view, and face each other in the second direction Y. In other words, the multiple first resistive films 165 are arranged in a stripe shape extending along the multiple resistive structures 50 in a plan view.
- the multiple first resistive films 165 are spaced apart in the second direction Y from the resistive structures 50 that are not to be covered, exposing the resistive structures 50 that are not to be covered.
- the multiple first resistive films 165 are spaced apart in the second direction Y from the multiple first dummy structures 55, exposing the multiple first dummy structures 55.
- the multiple first resistive films 165 are arranged alternately with the multiple first dummy structures 55 in the second direction Y in a plan view.
- the multiple first resistance films 165 are arranged at intervals in the first direction X from the multiple second dummy structures 60, exposing the multiple second dummy structures 60. In other words, the multiple first resistance films 165 face the multiple second dummy structures 60 in the first direction X in a plan view, but do not face the multiple second dummy structures 60 in the second direction Y in a plan view.
- the second resistive films 166 are spaced apart from the first resistive films 165 and are provided in a one-to-many correspondence with each resistive structure 50, and each of them covers one corresponding resistive structure 50 as a single covering object in the form of a film. In other words, the second resistive films 166 are provided corresponding to one resistive structure 50.
- the multiple second resistance films 166 are arranged alternately with the multiple first resistance films 165 in the first direction X so as to partially expose the fifth buried electrode 53, and cover one fifth buried electrode 53 at multiple locations.
- the multiple second resistance films 166 are arranged in a row at intervals in the second direction Y.
- the multiple second resistance films 166 are formed as a whole in a matrix shape at intervals in the first direction X and the second direction Y in a plan view, and each covers a portion of the corresponding fifth buried electrode 53.
- the second resistive films 166 are each formed in a strip shape extending in the first direction X in a plan view, and face each other in the second direction Y. In other words, the second resistive films 166 are arranged in a stripe shape extending along the resistive structures 50 in a plan view.
- the multiple second resistive films 166 are spaced apart in the second direction Y from the resistive structures 50 that are not to be covered, exposing the resistive structures 50 that are not to be covered.
- the multiple second resistive films 166 are spaced apart in the second direction Y from the multiple first dummy structures 55, exposing the multiple first dummy structures 55.
- the multiple second resistive films 166 are arranged alternately with the multiple first dummy structures 55 in the second direction Y in a plan view.
- the second resistive films 166 are spaced apart from the second dummy structures 60 in the first direction X, exposing the second dummy structures 60. In other words, the second resistive films 166 face the second dummy structures 60 in the first direction X in a plan view, but do not face the second dummy structures 60 in the second direction Y in a plan view.
- the multiple first resistor openings 155 described above expose multiple first resistor films 165 in a one-to-one correspondence.
- the multiple second resistor openings 156 expose multiple second resistor films 166 in a one-to-one correspondence.
- the gate resistor RG in the fifth layout example is composed of multiple parallel resistance circuits RC, as in the third layout example (see also FIG. 37).
- each resistance element R is formed by a portion of the fifth buried electrode 53 located in the region between the adjacent first resistance film 165 and second resistance film 166. With this configuration, the resistance value of each resistance element R is less susceptible to process errors that occur in the film thickness of the multiple resistance films 85. Therefore, the reliability of each resistance element R is improved.
- FIG. 40 is a plan view showing a layout example of the first main surface 3 of the semiconductor device 1B according to the second embodiment.
- FIG. 41 is an enlarged plan view showing the sub-resistance region 170 according to the first layout example together with the resistance region 17 according to the first layout example.
- FIG. 42 is an enlarged plan view showing a layout example of the peripheral portion of the resistance region 17.
- FIG. 43 is an enlarged plan view showing a layout example of the first side end region 13.
- FIG. 44 is a cross-sectional view taken along the line XLIV-XLIV shown in FIG. 42.
- the semiconductor device 1B includes an active region 12, a first side end region 13, a second side end region 14, a first termination region 15, a second termination region 16, a resistor region 17, a first dummy region 18 and a second dummy region 19 on the first main surface 3.
- the configuration within these regions is similar to that of the first embodiment, and therefore a description thereof will be omitted.
- the semiconductor device 1B further includes a sub-resistance region 170, a first sub-active region 171, and a second sub-active region 172 on the first main surface 3.
- the sub-resistance region 170 is provided in a region between the active region 12 and the resistance region 17, and faces the active region 12 and the resistance region 17 in the second direction Y.
- the sub-resistance region 170 is spaced inward from both ends of the active region 12 in the first direction X. Therefore, the sub-resistance region 170 does not face the first side end region 13 and the second side end region 14 in the second direction Y.
- the sub-resistance region 170 is set in a band shape extending in the first direction X in a plan view.
- the sub-resistance region 170 has a planar area less than the planar area of the resistance region 17.
- the planar area of the active region 12 may be greater than or equal to the planar area of the resistance region 17.
- the first sub-active region 171 is provided on one side of the sub-resistance region 170 in the first direction X.
- the first sub-active region 171 is set in a band shape extending in the first direction X in a plan view.
- the first sub-active region 171 faces the first side end region 13 and the sub-resistance region 170 in the first direction X, and faces the active region 12 and the first dummy region 18 in the second direction Y.
- the first sub-active region 171 is provided within a region partitioned by the active region 12, the first side end region 13, the first dummy region 18, and the sub-resistance region 170.
- the second sub-active region 172 is provided on the other side of the sub-resistance region 170 in the first direction X, and faces the first sub-active region 171 across the sub-resistance region 170 in the first direction X.
- the second sub-active region 172 is set in a band shape extending in the first direction X in a plan view.
- the second sub-active region 172 faces the first side end region 13 and the sub-resistance region 170 in the first direction X, and faces the active region 12 and the first dummy region 18 in the second direction Y.
- the second sub-active region 172 is provided within a region partitioned by the active region 12, the second side end region 14, the second dummy region 19, and the sub-resistance region 170.
- the semiconductor device 1B includes at least one (in this embodiment, multiple) trench electrode type resistance structure 50 formed on the first main surface 3 (active surface 8) in the sub-resistance region 170.
- the resistance structure 50 on the sub-resistance region 170 side will be referred to as a "sub-resistance structure 175" to distinguish it from the resistance structure 50 on the resistance region 17 side.
- Each sub-resistance structure 175, like the resistance structure 50, has a third width W3 in the second direction Y and a third depth D3 in the normal direction Z.
- each sub-resistance structure 175 includes a fifth trench 51, a fifth insulating film 52, and a fifth buried electrode 53.
- the multiple sub-resistor structures 175 are arranged at intervals inward from the periphery of the active surface 8 (the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D) in the sub-resistor region 170, defining the sub-resistor region 170 in the inner portion of the active surface 8.
- the multiple sub-resistance structures 175 are arranged in a region on one side in the second direction Y of an imaginary line that crosses the center of the active surface 8 in the first direction X in a plan view.
- the multiple sub-resistance structures 175 are located on an imaginary line that crosses the center of the active surface 8 in the second direction Y in a plan view. In other words, the multiple sub-resistance structures 175 face the center of the first side surface 5A (first connection surface 10A) in the second direction Y in a plan view.
- the multiple sub-resistance structures 175 are each formed in a band shape extending in the first direction X in a plan view, and are arranged at intervals in the second direction Y. In other words, the multiple sub-resistance structures 175 are arranged in a stripe shape extending in the first direction X in a plan view. The multiple sub-resistance structures 175 have one end on one side of the first direction X and the other end on the other side of the first direction X.
- the multiple sub-resistance structures 175 are formed with a length in the first direction X that is smaller than the length of the multiple gate structures 25, and spaced apart inward of the active surface 8 relative to the positions of the ends of the multiple gate structures 25 in the first direction X. In other words, the multiple sub-resistance structures 175 face the inner parts of the multiple gate structures 25 in the second direction Y, but do not face both ends of the multiple gate structures 25 in the second direction Y.
- the length of the multiple sub-resistance structures 175 may be approximately equal to the length of the multiple resistance structures 50.
- the multiple sub-resistance structures 175 penetrate the body region 21 to reach the first semiconductor region 6, and are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8.
- the aforementioned source region 22 may be formed in the surface layer of the body region 21 in the sub-resistance region 170. In this case, the multiple sub-resistance structures 175 may penetrate both the body region 21 and the source region 22.
- the multiple sub-resistance structures 175 are arranged in the second direction Y at a trench pitch that is approximately equal to the trench pitch of the multiple resistance structures 50 (gate structures 25). It is preferable that the trench pitch between the gate structure 25 and the sub-resistance structure 175 is approximately equal to the trench pitch of the multiple gate structures 25. It is preferable that the trench pitch between the resistance structure 50 and the sub-resistance structure 175 is approximately equal to the trench pitch of the multiple gate structures 25.
- the semiconductor device 1B includes at least one (in this embodiment, multiple) trench electrode type source structure 30 formed on the first main surface 3 (active surface 8) in the sub-resistance region 170.
- the source structure 30 on the sub-resistance region 170 side will be referred to as a "sub-source structure 180" to distinguish it from the source structure 30 on the active region 12 side.
- Each sub-source structure 180 like the source structure 30, has a second width W2 in the second direction Y and a second depth D2 in the normal direction Z. Each sub-source structure 180 is disposed at a first interval I1 in the second direction Y from the sub-resistor structure 175. Each sub-source structure 180 includes a second trench 31, a second insulating film 32, and a second buried electrode 33.
- the multiple sub-source structures 180 are formed on the active surface 8 so as to be adjacent to the multiple sub-resistance structures 175 in the second direction Y in the sub-resistance region 170. Specifically, the multiple sub-source structures 180 are respectively disposed in regions between pairs of adjacent sub-resistance structures 175 and face the multiple sub-resistance structures 175 in the second direction Y. In other words, the multiple sub-source structures 180 are arranged alternately with the multiple sub-resistance structures 175 in the second direction Y.
- the multiple sub-source structures 180 are each formed in a band shape extending in the first direction X in a plan view. In this embodiment, the multiple sub-source structures 180 are drawn out from the sub-resistance region 170 to either or both of the first sub-active region 171 and the second sub-active region 172 (both in this embodiment).
- the multiple sub-source structures 180 face the multiple gate structures 25, the multiple source structures 30, the multiple first dummy structures 55, and the multiple second dummy structures 60 in the second direction Y in the first sub-active region 171 (second sub-active region 172).
- the multiple sub-source structures 180 are extended from the first sub-active region 171 to the first side end region 13, and extended from the second sub-active region 172 to the second side end region 14.
- the multiple sub-source structures 180 have portions that face the multiple source structures 30 and the multiple side end structures 35 in the first side end region 13 and the second side end region 14.
- the multiple sub-source structures 180 are each arranged in regions between pairs of side end structures 35 adjacent in the second direction Y in the first side end region 13 (second side end region 14), and face the multiple side end structures 35 in the second direction Y.
- the multiple sub-source structures 180 are arranged alternately with the multiple side end structures 35 in the second direction Y in the first side end region 13 (second side end region 14).
- the multiple sub-source structures 180 are exposed from at least one of the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D.
- the multiple sub-source structures 180 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 aforementioned sidewall wiring 81 is electrically connected to the sub-source structures 180 at the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D.
- the multiple sub-source structures 180 penetrate the body region 21 to reach the first semiconductor region 6 in the sub-resistance region 170, and are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8.
- the multiple sub-source structures 180 penetrate the body region 21 and the source region 22 to reach the first semiconductor region 6 in the active region 12.
- the multiple sub-source structures 180 penetrate the body region 21 to reach the first semiconductor region 6 in the first side end region 13 (second side end region 14).
- the multiple sub-resistor structures 175 may penetrate both the body region 21 and the source region 22.
- the semiconductor device 1B includes at least one (in this embodiment, multiple) gate structures 25 formed on the active surface 8 in the first sub-active region 171.
- a number of gate structures 25 are also formed in the second sub-active region 172.
- the configuration on the second sub-active region 172 side is similar to the configuration on the first sub-active region 171 side.
- the description of the first sub-active region 171 side applies to the description of the second sub-active region 172 side.
- the gate structure 25 on the first sub-active region 171 side will be referred to as a "sub-gate structure 185" to distinguish it from the gate structure 25 on the active region 12 side.
- Each sub-gate structure 185 like the gate structure 25, has a first width W1 in the second direction Y and a first depth D1 in the normal direction Z. Each sub-gate structure 185 is disposed at a first distance I1 from the sub-source structure 180 in the second direction Y. Each sub-gate structure 185 includes a first trench 26, a first insulating film 27, and a first buried electrode 28.
- the multiple sub-gate structures 185 are respectively arranged in the first sub-active region 171 on the periphery of the active surface 8 (third connection surface 10C) and in the region between the multiple sub-resistance structures 175, and face the multiple sub-resistance structures 175 in a one-to-one correspondence in the first direction X.
- the multiple sub-gate structures 185 are each formed in a band shape extending in the first direction X in a plan view, and are formed at intervals in the first direction X from the first side end region 13.
- the multiple sub-gate structures 185 are arranged in a region on the multiple sub-resistor structures 175 side with respect to the end positions of the multiple gate structures 25 in the first direction X, and face the multiple gate structures 25, the multiple source structures 30, the multiple termination structures 40, the multiple first dummy structures 55, and the multiple second dummy structures 60 in the second direction Y.
- the sub-gate structures 185 are formed in the first direction X at the second interval I2 (sixth interval I6) from the sub-resistance structures 175, and are formed in the first direction X at the second interval I2 (sixth interval I6) from the first side end regions 13.
- the sub-gate structures 185 are each disposed in a region between a pair of sub-source structures 180 adjacent to each other in the second direction Y, and face the sub-source structures 180 in the second direction Y. In other words, the sub-gate structures 185 are arranged alternately with the sub-source structures 180 in the second direction Y.
- the multiple sub-mesa portions MS are located on the inner side of the active surface 8 relative to the multiple side end mesa portions ME in the first direction X.
- the multiple sub-mesa portions MS are arranged in a line in the second direction Y.
- the multiple sub-mesa portions MS face the multiple dummy mesa portions MD in the second direction Y.
- the multiple sub-mesa portions MS may be arranged shifted to one side and/or the other side of at least one or all of the dummy mesa portions MD in the first direction X so as not to face at least one or all of the dummy mesa portions MD in the second direction Y.
- the multiple submesa portions MS may be arranged offset from one another in the first direction X so as not to face at least one submesa portion MS in the second direction Y.
- the multiple submesa portions MS face the multiple gate structures 25, the multiple source structures 30, the multiple termination structures 40, and the multiple first dummy structures 55 in the second direction Y.
- the multiple sub-gate structures 185 penetrate the body region 21 and the source region 22 to reach the first semiconductor region 6, and are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8.
- the multiple sub-gate structures 185 control the inversion and non-inversion of the channel in the body region 21 in response to the gate potential.
- the multiple gate connection electrodes 83 described above selectively cover the multiple gate structures 25 and the multiple sub-gate structures 185.
- the multiple gate connection electrodes 83 cover the ends of the multiple sub-gate structures 185 on the peripheral side of the active surface 8.
- the multiple gate connection electrodes 83 may also cover the ends of the multiple sub-gate structures 185 on the inner side of the active surface 8.
- the semiconductor device 1B includes at least one (in this embodiment, multiple) resistive film 85 that covers a corresponding sub-resistive structure 175 in a film-like manner as a single covering object.
- the resistive film 85 on the sub-resistive region 170 side will be referred to as a "sub-resistive film 190" to distinguish it from the resistive film 85 on the resistive region 17 side.
- Each sub-resistive film 190 is provided in one-to-one correspondence with each sub-resistive structure 175 and is electrically connected to the corresponding sub-resistive structure 175.
- Each sub-resistive film 190 may be considered as one component of each sub-resistive structure 175.
- the multiple sub-resistive films 190 are each formed in a band shape extending in the first direction X in a plan view, and face each other in the second direction Y.
- the multiple sub-resistive films 190 are arranged in a stripe shape extending along the multiple sub-resistive structures 175 in a plan view.
- the multiple sub-resistive films 190 face the multiple resistive films 85 in the second direction Y, and extend parallel to the multiple resistive films 85.
- the multiple sub-resistance films 190 are spaced apart in the second direction Y from the sub-resistance structures 175 that are not to be covered, exposing the sub-resistance structures 175 that are not to be covered.
- the multiple sub-resistance films 190 are spaced apart in the second direction Y from the multiple sub-source structures 180, exposing the multiple sub-source structures 180.
- the multiple sub-resistance films 190 are arranged alternately with the multiple sub-source structures 180 in the second direction Y in a plan view.
- the multiple sub-resistance films 190 are arranged at intervals in the first direction X from the multiple sub-gate structures 185, exposing the multiple sub-gate structures 185. In other words, the multiple sub-resistance films 190 face the multiple sub-gate structures 185 in the first direction X in a plan view, but do not face the multiple sub-gate structures 185 in the second direction Y in a plan view.
- Each sub-resistance film 190 selectively covers the sub-resistance structure 175 so as to partially expose the sub-resistance structure 175.
- each sub-resistance film 190 covers the inner portion of the corresponding sub-resistance structure 175 at a distance inward from both ends of the corresponding sub-resistance structure 175 in the first direction X, exposing both ends of the corresponding sub-resistance structure 175.
- the sub-resistance film 190 may cover the entire area of the corresponding sub-resistance structure 175.
- each sub-resistance film 190 selectively covers the fifth buried electrode 53 of the sub-resistance structure 175 so as to partially expose the fifth buried electrode 53.
- Each sub-resistance film 190 is connected to the fifth buried electrode 53 in the portion covering the corresponding sub-resistance structure 175, and has a portion that is extended from above the fifth buried electrode 53 onto the main surface insulating film 80.
- each sub-resistance film 190 is formed wider than the corresponding sub-resistance structure 175 in the second direction Y.
- Each sub-resistance film 190 faces the body region 21 and the fifth well region 69 in the stacking direction in an area outside the sub-resistance structure 175.
- each sub-resistance film 190 may penetrate both of the source regions 22 in the stacking direction.
- each sub-resistance film 190 is made of the same conductive material as the corresponding fifth buried electrode 53, and is formed integrally with the fifth buried electrode 53.
- each sub-resistance film 190 includes a portion of the fifth buried electrode 53 that is pulled out in the form of a film to an area outside the sub-resistance structure 175 (above the main surface insulating film 80).
- each sub-resistance film 190 may be formed separately from the fifth buried electrode 53.
- the aforementioned multiple resistor openings 90 include multiple first resistor openings 91, multiple second resistor openings 92, and multiple third resistor openings 93.
- the multiple first resistor openings 91 expose the inner parts of the multiple resistor structures 50 as well as the inner parts of the multiple sub-resistor structures 175.
- the multiple second resistor openings 92 expose one ends of the multiple resistor structures 50 as well as one ends of the multiple sub-resistor structures 175.
- the multiple third resistor openings 93 expose the other ends of the multiple resistor structures 50 as well as the other ends of the multiple sub-resistor structures 175.
- the aforementioned gate pad 101 is disposed on the active region 12 at a distance from the first sub-active region 171 and the second sub-active region 172. In other words, the gate pad 101 is disposed at a distance from the plurality of sub-gate structures 185.
- the gate pad 101 is electrically connected to the plurality of sub-gate structures 185, but does not have a mechanical connection to the plurality of sub-gate structures 185.
- the pad body 103 of the gate pad 101 is disposed in a region outside the resistance region 17 and the sub-resistance region 170 in a planar view.
- the pad body 103 is disposed in the active region 12 in a planar view, and faces the resistance region 17 across the sub-resistance region 170 in the second direction Y.
- the pad body 103 partially faces the multiple gate structures 25 and multiple source structures 30 across the interlayer film 86.
- the pad body 103 is disposed on the active region 12 at a distance from the first sub-active region 171 and the second sub-active region 172, and does not face the multiple sub-gate structures 185 in the stacking direction.
- the extension portion 104 of the gate pad 101 is provided at the end of the pad body portion 103 on the sub-resistance region 170 side, and is extended from the pad body portion 103 across the region on the sub-resistance region 170 to the region on the resistance region 17.
- the extension portion 104 covers the multiple resistance structures 50, the multiple first dummy structures 55, the multiple sub-resistance structures 175, and the multiple sub-source structures 180 with the interlayer film 86 in between.
- the lead-out portion 104 is formed at a distance from the first sub-active region 171 and the second sub-active region 172, and does not face the multiple sub-gate structures 185 in the stacking direction. In this embodiment, the lead-out portion 104 is formed at a distance inward from both ends of the multiple resistor structures 50 in a plan view, and covers the central portions of the multiple resistor structures 50. The lead-out portion 104 covers the multiple first resistor openings 91 at a distance from the multiple second resistor openings 92 and the multiple third resistor openings 93 in a plan view.
- the lead-out portion 104 enters the multiple first resistor openings 91 from above the interlayer film 86, and is mechanically and electrically connected to the multiple resistor films 85 and the multiple sub-resistance films 190 within the multiple first resistor openings 91.
- the gate pad 101 penetrates the interlayer film 86 and is mechanically and electrically connected to the inner parts of the multiple resistor films 85 and the inner parts of the multiple sub-resistance films 190.
- the aforementioned gate wiring 102 includes a first resistance wiring 105, a second resistance wiring 106, a first line wiring 107, a second line wiring 108, a third line wiring 109 and a fourth line wiring 110.
- the first resistance wiring 105 is disposed on a portion of the interlayer film 86 that covers one end of the resistance region 17 (one end of the multiple resistance structures 50) and one end of the sub-resistance region 170 (one end of the multiple sub-resistance structures 175).
- the first resistance wiring 105 covers the multiple resistance structures 50, the multiple first dummy structures 55, the multiple sub-resistance structures 175, and the multiple sub-source structures 180 with the interlayer film 86 in between.
- the first resistance wiring 105 may have a portion that covers the second dummy structures 60 and the sub-gate structures 185 across the interlayer film 86.
- the first resistance wiring 105 enters the second resistance openings 92 from above the interlayer film 86, and is mechanically and electrically connected to one end of the resistance films 85 and one end of the sub-resistance films 190 within the second resistance openings 92.
- the first resistive wiring 105 is electrically connected to one end of the multiple resistive structures 50 via one end of the multiple resistive films 85, and is electrically connected to one end of the multiple sub resistive structures 175 via one end of the multiple sub resistive films 190.
- the first resistive wiring 105 is electrically connected to the gate pad 101 via the multiple resistive films 85 (multiple resistive structures 50) and the multiple sub resistive films 190 (multiple sub resistive structures 175).
- the second resistance wiring 106 is disposed on a portion of the interlayer film 86 that covers the other end of the resistance region 17 (the other end of the multiple resistance structures 50) and the other end of the sub-resistance region 170 (the other end of the multiple sub-resistance structures 175).
- the second resistance wiring 106 covers the multiple resistance structures 50, the multiple first dummy structures 55, the multiple sub-resistance structures 175, and the multiple sub-source structures 180 with the interlayer film 86 in between.
- the second resistive wiring 106 may have a portion that covers the second dummy structures 60 and the sub-gate structures 185 across the interlayer film 86.
- the second resistive wiring 106 enters the third resistive openings 93 from above the interlayer film 86, and is mechanically and electrically connected to the other ends of the resistive films 85 and the other ends of the sub-resistive films 190 within the third resistive openings 93.
- the second resistive wiring 106 is electrically connected to the other ends of the multiple resistive structures 50 via the other ends of the multiple resistive films 85, and is electrically connected to the other ends of the multiple sub resistive structures 175 via the other ends of the multiple sub resistive films 190.
- the second resistive wiring 106 is electrically connected to the gate pad 101 via the multiple resistive films 85 (multiple resistive structures 50) and the multiple sub resistive films 190 (multiple sub resistive structures 175).
- the second extension 107b of the first line wiring 107 intersects (specifically, perpendicular to) one end of the multiple gate structures 25, one end of the multiple source structures 30, one end of the multiple sub-source structures 180, and one end of the multiple sub-gate structures 185 in the second direction Y when viewed in a plan view.
- the second extension 107b penetrates into the multiple gate openings 87 from above the interlayer film 86, and is electrically connected to one end of the multiple gate structures 25 and one end of the multiple sub-gate structures 185 within the multiple gate openings 87. Specifically, the second extension 107b is connected to the multiple gate connection electrodes 83 within the multiple gate openings 87. As a result, the first line wiring 107 is electrically connected to one end of the multiple gate structures 25 and one end of the multiple sub-gate structures 185 via the multiple gate connection electrodes 83.
- the fourth extension 108b of the second line wiring 108 intersects (specifically, perpendicular to) the other ends of the multiple gate structures 25, the other ends of the multiple source structures 30, the other ends of the multiple sub-source structures 180, and the other ends of the multiple sub-gate structures 185 in the second direction Y when viewed in a plan view.
- the fourth extension 108b penetrates into the multiple gate openings 87 from above the interlayer film 86, and is electrically connected to the other ends of the multiple gate structures 25 and the other ends of the multiple sub-gate structures 185 within the multiple gate openings 87. Specifically, the fourth extension 108b is connected to the multiple gate connection electrodes 83 within the multiple gate openings 87. As a result, the second line wiring 108 is electrically connected to the other ends of the multiple gate structures 25 and the other ends of the multiple sub-gate structures 185 via the multiple gate connection electrodes 83.
- the first source pad 121A (second pad portion 121b) described above covers the multiple sub-source structures 180 and the multiple sub-gate structures 185.
- the first source pad 121A penetrates the multiple source openings 88 from above the interlayer film 86, and is electrically connected to the multiple sub-source structures 180, the source region 22, and the multiple contact regions 72 in the multiple source openings 88.
- the second source pad 121B (fourth pad portion 121d) described above covers the multiple sub-source structures 180 and the multiple sub-gate structures 185.
- the second source pad 121B penetrates the multiple source openings 88 from above the interlayer film 86, and is electrically connected to the multiple sub-source structures 180, the source region 22, and the multiple contact regions 72 in the multiple source openings 88.
- the semiconductor device 1B includes a chip 2, a trench electrode type resistor structure 50, and a trench electrode type sub-gate structure 185 (gate structure 25).
- the chip 2 has a first main surface 3.
- the resistor structure 50 is formed on the first main surface 3.
- the sub-gate structure 185 (gate structure 25) is formed on the first main surface 3 so as to be adjacent to the resistor structure 50.
- This configuration makes it possible to provide a semiconductor device 1B having a novel layout associated with a resistor. In particular, this configuration makes it possible to form a channel in a region to the side of the resistor structure 50, which is effective in expanding the active region 12.
- the semiconductor device 1B includes a chip 2, a trench electrode type sub-gate structure 185 (gate structure 25), and a sub-resistance film 190 (resistance film 85).
- the chip 2 has a first main surface 3.
- the sub-gate structure 185 is formed on the first main surface 3.
- the sub-resistance film 190 is disposed on the first main surface 3 adjacent to the sub-gate structure 185 and spaced apart from the sub-gate structure 185.
- This configuration makes it possible to provide a semiconductor device 1B having a novel layout associated with a resistor. In particular, this configuration makes it possible to form a channel in a region to the side of the sub-resistance film 190, which is effective in expanding the active region 12.
- FIG. 45 is an enlarged plan view showing the sub-resistance region 170 according to the second layout example together with the resistance region 17 according to the second layout example.
- the sub-resistance region 170 according to the second layout example has a similar configuration to the resistance region 17 according to the second layout example.
- the multiple resistive films 85 (sub resistive film 190) associated with the sub resistive region 170 include multiple first resistive films 151, multiple second resistive films 152, and multiple third resistive films 153, similar to the multiple resistive films 85 associated with the resistive region 17.
- the explanation of the multiple first resistive films 151, multiple second resistive films 152, and multiple third resistive films 153 on the sub resistive region 170 side is the same as the explanation of the multiple first resistive films 151, multiple second resistive films 152, and multiple third resistive films 153 on the resistive region 17 side.
- FIG. 46 is an enlarged plan view showing the sub-resistance region 170 according to the third layout example together with the resistance region 17 according to the third layout example.
- the sub-resistance region 170 according to the third layout example has a similar configuration to the resistance region 17 according to the third layout example.
- the multiple resistor openings 90 in the sub-resistor region 170 include multiple first resistor openings 155 and multiple second resistor openings 156, similar to the multiple resistor openings 90 in the resistor region 17.
- the explanation of the multiple first resistor openings 155 and multiple second resistor openings 156 on the sub-resistor region 170 side applies to the explanation of the multiple first resistor openings 155 and multiple second resistor openings 156 on the resistor region 17 side.
- the multiple draw-out portions 104 are mechanically and electrically connected to the multiple resistive films 85 and the multiple sub-resistive films 190 within the multiple first resistor openings 155.
- the multiple draw-out wiring portions 162 are mechanically and electrically connected to the multiple resistive films 85 and the multiple sub-resistive films 190 within the multiple second resistor openings 156.
- FIG. 47 is an enlarged plan view showing the sub-resistance region 170 according to the fourth layout example together with the resistance region 17 according to the fourth layout example.
- the sub-resistance region 170 according to the fourth layout example has a similar layout and configuration to the resistance region 17 according to the fourth layout example.
- either a portion of the multiple first resistor openings 155 or a portion of the multiple second resistor openings 156, or both, are selectively thinned out.
- Some of the multiple pull-out portions 104 cover the interlayer film 86 at intervals from the multiple first resistor openings 155, and are electrically isolated from the multiple sub-resistor structures 175 (resistance film 85).
- some of the multiple pull-out wiring portions 162 cover the interlayer film 86 at intervals from the multiple second resistor openings 156, and are electrically isolated from the multiple sub-resistor structures 175 (resistance film 85).
- FIG. 48 is an enlarged plan view showing the sub-resistance region 170 according to the fifth layout example together with the resistance region 17 according to the fifth layout example.
- the sub-resistance region 170 according to the fifth layout example has a similar layout and configuration to the resistance region 17 according to the fifth layout example.
- the multiple resistive films 85 associated with the sub-resistive region 170 include multiple first resistive films 165 and multiple second resistive films 166.
- the explanation of the multiple first resistive films 165 and multiple second resistive films 166 on the sub-resistive region 170 side applies to the explanation of the multiple first resistive films 165 and multiple second resistive films 166 on the resistive region 17 side.
- Fig. 49 is a cross-sectional view showing another example of the chip 2.
- the semiconductor devices 1A and 1B may include a second semiconductor region 7 inside the chip 2 that is thinner than the first semiconductor region 6.
- the chip 2 may include an epitaxial layer that is thicker than the semiconductor substrate.
- the first semiconductor region 6 may have a thickness of 1 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less (preferably 5 ⁇ m or more and 25 ⁇ m or less).
- the second semiconductor region 7 may have a thickness of 0.1 ⁇ m or more and less than 50 ⁇ m.
- the thickness of the second semiconductor region 7 may be 5 ⁇ m or more (preferably 10 ⁇ m or more).
- FIG. 50 is a cross-sectional view showing another example of the chip 2.
- the semiconductor devices 1A and 1B may not have the second semiconductor region 7 inside the chip 2 and may include only the first semiconductor region 6.
- the first semiconductor region 6 is exposed from the first main surface 3, the second main surface 4, and the 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, but has a single-layer structure made of an epitaxial layer.
- the first semiconductor region 6 may have a thickness of 1 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less (preferably 5 ⁇ m or more and 25 ⁇ m or less).
- the above-described embodiment can be implemented in other forms.
- a layout having a resistive film 85 is shown.
- a layout not having a resistive film 85 may be adopted.
- the gate pad 101 is directly connected to the resistive structure 50
- the gate wiring 102 is directly connected to the resistive structure 50.
- the resistance region 17 is located on an imaginary line that crosses the center of the active surface 8 in the second direction Y in a plan view.
- the resistance region 17 may be positioned offset to one side or the other in the first direction X with respect to the imaginary line that crosses the center of the active surface 8 in the second direction Y in a plan view.
- the multiple resistive structures 50 may be arranged to be shifted to one side or the other side in the first direction X with respect to a virtual line that crosses the center of the active surface 8 in the second direction Y in a plan view.
- the gate pad 101 may be arranged to be shifted to one side or the other side in the first direction X with respect to a virtual line that crosses the center of the active surface 8 in the second direction Y in a plan view.
- the resistive region 17 may be located at any corner of the active surface 8 in a planar view.
- the gate pad 101 may be located at any corner of the active surface 8 in a planar view.
- the gate wiring 102 includes the first to fourth line wirings 107 to 110.
- the gate wiring 102 does not need to include all of the first to fourth line wirings 107 to 110 at the same time, and it is sufficient if the gate wiring 102 includes at least one of the first to fourth line wirings 107 to 110.
- a gate wiring 102 that does not have a fourth line wiring 110 may be used.
- the first source pad 121A and the second source pad 121B may be integrally formed.
- a gate wiring 102 that does not have a third line wiring 109 may be used.
- the gate pad 101 penetrates the interlayer film 86 (through the resistor opening 90) and is connected to the resistive film 85.
- the gate pad 101 may be connected to the resistive film 85 through a via electrode embedded in the interlayer film 86 (resistor opening 90).
- the gate wiring 102 penetrates the interlayer film 86 (through the resistor opening 90) and is connected to the resistive film 85.
- the gate wiring 102 may be connected to the resistive film 85 through a via electrode embedded in the interlayer film 86 (resistor opening 90).
- the gate wiring 102 may be connected to the gate structure 25 (gate connection electrode 83) through a via electrode embedded in the interlayer film 86 (gate opening 87).
- the source pad 121 is connected to the source structure 30 through the interlayer film 86 (through the source opening 88).
- the source pad 121 may be connected to the source structure 30 through a via electrode embedded in the interlayer film 86 (source opening 88).
- the via electrode may include a via body electrode (e.g., a W-based metal) embedded in the interlayer film 86 (resistor opening 90) through a barrier electrode film (e.g., a Ti-based metal film).
- a via body electrode e.g., a W-based metal
- a barrier electrode film e.g., a Ti-based metal film
- a structure may be adopted in which the conductivity type of the "n-type” semiconductor region is inverted to "p-type” and the conductivity type of the "p-type” semiconductor region is inverted to "n-type".
- a specific configuration in this case can be obtained by replacing “n-type” with “p-type” and at the same time replacing "p-type” with “n-type” in the above description and the attached drawings.
- an n-type second semiconductor region 7 is shown.
- a p-type second semiconductor region 7 may also be adopted.
- an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) structure is formed instead of the MISFET structure.
- the "source” of the MISFET structure is replaced with the "emitter” of the IGBT structure, and the "drain” of the MISFET structure is replaced with the "collector” of the IGBT structure.
- 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 semiconductor device (1A, 1B) including a chip (2) having a main surface (3), a trench electrode type resistor structure (50) formed on the main surface (3), and a resistor film (85) that covers the resistor structure (50) as a single object to be covered and is electrically connected to the resistor structure (50).
- the resistor structure (50) includes a trench (51) formed in the main surface (3), an insulating film (52) covering the wall surface of the trench (51), and a buried electrode (53) buried in the trench (51) via the insulating film (52), and the resistor film (85) is connected to the buried electrode (53).
- the semiconductor device (1A, 1B) according to A11 further includes a pad insulating film (130) that covers the connection portion of the pad electrode (101) and the resistive film (85) and has a pad opening (131) that exposes the inner portion of the pad electrode (101).
- the semiconductor device (1A, 1B) according to any one of A1 to A12, further including a trench electrode type electrode structure (55) formed on the main surface (3) adjacent to the resistance structure (50) and to which a potential different from that of the resistance structure (50) is applied, and the resistance film (85) covers the resistance structure (50) at a distance from the electrode structure (55).
- A14 The semiconductor device (1A, 1B) described in A13, in which the resistance structure (50) extends in a band shape in a first direction (X) in a planar view, and the electrode structure (55) is formed on the main surface (3) at a distance from the resistance structure (50) in a second direction (Y) perpendicular to the first direction (X) in a planar view, and extends in a band shape in the first direction (X).
- n-type first conductivity type
- p-type second conductivity type
- a semiconductor device (1A, 1B) including a chip (2) having a main surface (3), a trench electrode type resistor structure (50) formed on the main surface (3), and a trench electrode type electrode structure (55, 60) formed on the main surface (3) adjacent to the resistor structure (50) and to which a potential different from that of the resistor structure (50) is applied.
- the semiconductor device (1A, 1B) described in B6 or B7 further includes a sidewall structure (81) arranged on the second surface portion (9) so as to cover the connection surface portion (10A to 10D).
- a semiconductor device (1A, 1B) according to B10 further comprising a first surface portion (8) located inside the main surface (3), a second surface portion (9) recessed in the thickness direction outside the first surface portion (8), and a mesa portion (11) defined on the main surface (3) by connection surface portions (10A-10D) connecting the first surface portion (8) and the second surface portion (9), the resistor structure (50) is formed on the first surface portion (8) at a distance from the connection surface portions (10A-10D), and the electrode structure (60) is formed in a region on the first surface portion (8) between the resistor structure (50) and the connection surface portions (10A-10D).
- the semiconductor device (1A, 1B) described in B11 or B12 further includes a sidewall structure (81) arranged on the second surface portion (9) so as to cover the connection surface portion (10A to 10D).
- the semiconductor device (1A, 1B) described in B18 further includes a trench electrode type source structure (30) formed on the main surface (3) of the active region (12) adjacent to the gate structure (25).
- a semiconductor device (1A, 1B) including: a chip (2) having a main surface (3); a trench electrode type resistor structure (50) formed on the main surface (3); a trench electrode type first electrode structure (55) formed on the main surface (3) at a distance in one direction (Y) from the resistor structure (50) and to which a potential different from that of the resistor structure (50) is applied; and a trench electrode type second electrode structure (60) formed on the main surface (3) at a distance in an orthogonal direction (X) perpendicular to the one direction (Y) from the resistor structure (50) and to which a potential different from that of the resistor structure (50) is applied.
- [C10] A semiconductor device (1A, 1B) described in any one of C7 to C9, in which the second electrode structure (60) is formed on the first surface portion (8) so as to penetrate the connection surface portion (10A to 10D).
- the semiconductor device (1A, 1B) described in C18 further includes a trench electrode type source structure (30) formed on the main surface (3) adjacent to the gate structure (25) in the active region (12).
- a semiconductor device (1A, 1B) including a chip (2) having a main surface (3), a first surface portion (8) located inside the main surface (3), a second surface portion (9) recessed in the thickness direction outside the first surface portion (8), and a mesa portion (11) defined on the main surface (3) by connection surface portions (10A-10D) connecting the first surface portion (8) and the second surface portion (9), and a resistive film (85) arranged on the first surface portion (8).
- the semiconductor device (1A, 1B) described in D3 further includes a trench electrode type electrode structure (55) formed on the first surface portion (8) adjacent to the resistance structure (50) and to which a potential different from that of the resistance structure (50) is applied.
- a semiconductor device (1A, 1B) including a chip (2) having a main surface (3), a first surface portion (8) located inside the main surface (3), a second surface portion (9) recessed in the thickness direction outside the first surface portion (8), and a mesa portion (11) defined on the main surface (3) by connection surface portions (10A-10D) connecting the first surface portion (8) and the second surface portion (9), and a trench electrode type resistor structure (50) formed on the first surface portion (8).
- a semiconductor device (1B) according to any one of E1 to E15, further comprising a mesa portion (11) defined on the main surface (3) by a first surface portion (8) located inside the main surface (3), a second surface portion (9) recessed in the thickness direction outside the first surface portion (8), and a connection surface portion (10A-10D) connecting the first surface portion (8) and the second surface portion (9), the resistor structure (50, 175) being formed on the first surface portion (8), and the gate structure (25, 185) being formed on the first surface portion (8).
- a semiconductor device (1B) including a chip (2) having a main surface (3), a trench electrode type gate structure (25, 185) formed on the main surface (3), and a resistive film (85, 190) arranged on the main surface (3) adjacent to the gate structure (25, 185) and spaced apart from the gate structure (25, 185).
- Active plateau (mesa) 12 active region 17 resistor region 21 body region (impurity region) 25 Gate structure 30 Source structure 50 Resistor structure 51 Fifth trench 52 Fifth insulating film 53 Fifth buried electrode 55 First dummy structure (electrode structure) 60 Second dummy structure (electrode structure) 80: Main surface insulating film 81: Sidewall wiring (sidewall structure) 85 Resistive film 86 Interlayer film 101 Gate pad (pad electrode) 102 Gate wiring (wiring electrode) 121 source pad (pad electrode) 130 Pad insulating film 131 Gate pad opening 175 Sub-resistor structure (resistor structure) 180 Sub-source structure (source structure) 185 Sub-gate structure (gate structure) 190 Sub-resistive film (resistive film) D1 First depth D2 Second depth D3 Third depth D4 Fourth depth W1 First width W2 Second width W3 Third width W4 Fourth width X First direction Y Second direction Z Normal direction
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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電極型の抵抗構造と、前記抵抗構造を単一の被覆対象として被覆し、前記抵抗構造に電気的に接続された抵抗膜と、を含む。
Description
この出願は、2022年11月8日に日本国特許庁に提出された特願2022-178809号に基づく優先権を主張しており、この出願の全内容はここに引用により組み込まれるものとする。本開示は、半導体装置に関する。
特許文献1(US2020/0294989A1)は、半導体基板、MOSゲート、p型領域、層間絶縁膜、ゲートポリシリコン層、ゲートパッドおよびコンタクト電極を含む半導体装置を開示している。MOSゲートは、半導体基板に形成された複数のトレンチにそれぞれ埋設された複数のゲート電極を含む。p型領域は、MOSゲートから間隔を空けて半導体基板の表層部に形成されている。層間絶縁膜は、半導体基板の上においてMOSゲートおよびp型領域を被覆している。
ゲートポリシリコン層は、ゲート抵抗として設けられている。ゲートポリシリコン層は、層間絶縁膜のうちp型領域を被覆する部分の上にMOSゲートから間隔を空けて配置され、層間絶縁膜を挟んでp型領域に対向している。ゲートパッドは、ゲートポリシリコン層の上に配置され、ゲートポリシリコン層に電気的に接続されている。コンタクト電極は、ゲートパッドから間隔を空けてゲートポリシリコン層の上に配置され、ゲートポリシリコン層に電気的に接続されている。
[概要]
本開示は、抵抗に付随する新規なレイアウトを有する半導体装置を提供する。
本開示は、抵抗に付随する新規なレイアウトを有する半導体装置を提供する。
本開示は、主面を有するチップと、前記主面に形成されたトレンチ電極型の抵抗構造と、前記抵抗構造を単一の被覆対象として被覆し、前記抵抗構造に電気的に接続された抵抗膜と、を含む、半導体装置を提供する。
本開示は、主面を有するチップと、前記主面に形成されたトレンチ電極型の抵抗構造と、前記抵抗構造に隣り合うように前記主面に形成され、前記抵抗構造とは異なる電位が付与されるトレンチ電極型の電極構造と、を含む、半導体装置を提供する。
本開示は、主面を有するチップと、前記主面に形成されたトレンチ電極型の抵抗構造と、前記抵抗構造から一方方向に間隔を空けて前記主面に形成され、前記抵抗構造とは異なる電位が付与されるトレンチ電極型の第1電極構造と、前記抵抗構造から前記一方方向に直交する直交方向に間隔を空けて前記主面に形成され、前記抵抗構造とは異なる電位が付与されるトレンチ電極型の第2電極構造と、を含む、半導体装置を提供する。
本開示は、主面を有するチップと、前記主面の内方に位置する第1面部、前記第1面部外において厚さ方向に窪んだ第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メサ部と、前記第1面部の上に配置された抵抗膜と、を含む、半導体装置を提供する。
本開示は、主面を有するチップと、前記主面の内方に位置する第1面部、前記第1面部外において厚さ方向に窪んだ第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メサ部と、前記第1面部に形成されたトレンチ電極型の抵抗構造と、を含む、半導体装置を提供する。
本開示は、主面を有するチップと、前記主面に形成されたトレンチ電極型の抵抗構造と、前記抵抗構造に隣り合うように前記主面に形成されたトレンチ電極型のゲート構造と、を含む、半導体装置を提供する。
本開示は、主面を有するチップと、前記主面に形成されたトレンチ電極型のゲート構造と、前記ゲート構造に隣り合うように前記ゲート構造から間隔を空けて前記主面の上に配置された抵抗膜と、を含む、半導体装置を提供する。
上述のまたはさらに他の目的、特徴および効果は、添付図面を参照する詳細な説明により明らかにされる。
[詳細な説明]
以下、添付図面を参照して、具体的な形態が詳細に説明される。添付図面は、いずれも模式図であり、厳密に図示されたものではなく、相対的な位置関係、縮尺、比率、角度等は必ずしも一致しない。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。
以下、添付図面を参照して、具体的な形態が詳細に説明される。添付図面は、いずれも模式図であり、厳密に図示されたものではなく、相対的な位置関係、縮尺、比率、角度等は必ずしも一致しない。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。以下の説明では「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。
以下の説明では、「p型」または「n型」を用いて半導体領域(不純物領域)の導電型が示されるが、「p型」が「第1導電型」と称され、「n型」が「第2導電型」と称されてもよい。むろん、「n型」が「第1導電型」と称され、「p型」が「第2導電型」と称されてもよい。「p型」は3価元素に起因する導電型であり、「n型」は5価元素に起因する導電型である。3価元素は、特に言及されない限り、ホウ素、アルミニウム、ガリウムおよびインジウムのうちの少なくとも1つである。5価元素は、特に言及されない限り、窒素、リン、ヒ素、アンチモンおよびビスマスのうちの少なくとも1つである。
図1は、第1形態に係る半導体装置1A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、第1主面3のレイアウト例を示す平面図である。半導体装置1Aは、絶縁ゲート型のトランジスタ構造を含む半導体スイッチング装置である。トランジスタ構造は、MISFET構造(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor structure)と称されてもよい。
図1~図3を参照して、半導体装置1A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1A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」、「ワイドバンドギャップ半導体チップ」等と称されてもよい。
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)、C(ダイアモンド)等が、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1Aは、「SiC半導体装置」である。
半導体装置1A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。
以下では、第1方向Xのうち第3側面5C側が第1方向Xの一方側と称され、第1方向Xのうち第4側面5D側が第1方向Xの他方側と称されることがある。第2方向Yのうち第1側面5A側が第2方向Yの一方側と称され、第2方向Yのうち第2側面5B側が第2方向Yの他方側と称されることがある。
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1A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には、高電位(第1電位)としてのドレイン電位が付与される。第1半導体領域6は、「ドレイン領域」、「ドリフト領域」等と称されてもよい。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1A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には、ドレイン電位が付与される。第2半導体領域7は、「ドレイン領域」と称されてもよい。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、チップ2内において第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、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、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の厚さは、この形態では、第1半導体領域6の厚さよりも大きい。
半導体装置1A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、活性台地11が「メサ部」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に対してチップ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、活性台地11は、第1主面3において第1半導体領域6に突状に区画されている。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3を参照して、半導体装置1Aは、第1主面3において活性領域12、第1側端領域13、第2側端領域14、第1終端領域15、第2終端領域16、抵抗領域17、第1ダミー領域18、第2ダミー領域19および外周領域20を含む。
活性領域12は、トランジスタの出力電流(ドレイン電流)が生成される領域である。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。
活性面8に占める活性領域12の割合は、50%以上95%以下であることが好ましい。活性領域12の割合は、50%以上60%以上、60%以上70%以下、70%以上80%以下、80%以上90%以下、および、90%以上95%以下のいずれか1つの範囲に属する値であってもよい。活性領域12の割合は、70%以上であることが好ましい。
第1側端領域13は、非活性領域として活性面8において活性領域12に対して第1方向Xの一方側(第3接続面10C側)に設けられている。第1側端領域13は、平面視において第2方向Yに延びる帯状に設けられている。
第2側端領域14は、非活性領域として活性面8において活性領域12に対して第1方向Xの他方側(第4接続面10D側)に設けられ、第1方向Xに活性領域12を挟んで第1側端領域13に対向している。第2側端領域14は、平面視において第2方向Yに延びる帯状に設けられている。
第1終端領域15は、非活性領域として活性領域12に対して第2方向Yの一方側(第1接続面10A側)に設けられている。第1終端領域15は、この形態では、平面視において第1方向Xに延びる帯状に設けられている。第1終端領域15は、第2方向Yに活性領域12、第1側端領域13および第2側端領域14に対向している。
第2終端領域16は、非活性領域として活性領域12に対して第2方向Yの他方側(第2接続面10B側)に設けられている。第2終端領域16は、この形態では、平面視において第1方向Xに延びる帯状に設けられている。第2終端領域16は、第2方向Yに活性領域12、第1側端領域13および第2側端領域14に対向している。
抵抗領域17は、非活性領域として活性領域12に対して第2方向Yの一方側(第1接続面10A側)に設けられている。具体的には、抵抗領域17は、活性領域12および第1終端領域15の間の領域に設けられ、第2方向Yに活性領域12および第1終端領域15に対向している。
抵抗領域17は、平面視において活性面8の中央部を第1方向Xに横切る仮想ラインに対して第2方向Yの一方側の領域に設けられている。抵抗領域17は、平面視において活性面8の中央部を第2方向Yに横切る仮想ライン上に位置している。つまり、抵抗領域17は、平面視において第2方向Yに第1側面5A(第1接続面10A)の中央部に対向している。
抵抗領域17は、第1方向Xに関して活性面8の周縁(第3接続面10Cおよび第4接続面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。具体的には、抵抗領域17は、活性領域12の第1方向Xの両端部(第1側端領域13および第2側端領域14)から間隔を空けて活性面8の内方部に設けられ、第2方向Yに第1側端領域13および第2側端領域14に対向していない。
抵抗領域17は、平面視において第1方向Xに延びる帯状に設けられている。抵抗領域17は、活性領域12の平面積未満の平面積を有している。抵抗領域17の平面積は、活性領域12の平面積の1/10000以上1/10以下であってもよい。抵抗領域17の平面積は、活性領域12の平面積の1/50以下であってもよい。抵抗領域17の平面積は、活性領域12の平面積の1/100以下であってもよい。
活性面8に占める抵抗領域17の割合は、0%を超えて10%以下であることが好ましい。抵抗領域17の割合は、0%を超えて1%以下、1%以上2.5%以下、2.5%以上5%以下、5%以上7.5%以下、および、7.5%以上10%以下のいずれか1つの範囲に属する値であってもよい。抵抗領域17の割合は、5%以下であることが好ましい。
第1ダミー領域18は、非活性領域として活性面8において抵抗領域17に対して第1方向Xの一方側(第3接続面10C側)に設けられている。第1ダミー領域18は、平面視において第1方向Xに延びる帯状に設けられ、第2方向Yに活性領域12、第1側端領域13および第1終端領域15に対向している。
第2ダミー領域19は、非活性領域として活性面8において抵抗領域17に対して第1方向Xの他方側(第4接続面10D側)に設けられ、第1方向Xに抵抗領域17を挟んで第1ダミー領域18に対向している。第2ダミー領域19は、平面視において第1方向Xに延びる帯状に設けられ、第2方向Yに活性領域12、第2側端領域14および第2終端領域16に対向している。
外周領域20は、非活性領域として外周面9に設けられている。外周領域20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。つまり、外周領域20は、平面視において活性領域12、第1側端領域13、第2側端領域14、第1終端領域15、第2終端領域16、抵抗領域17、第1ダミー領域18および第2ダミー領域19を取り囲んでいる。
図4は、活性領域12のレイアウト例を示す拡大平面図である。図5は、第1側端領域13のレイアウト例を示す拡大平面図である。図6は、第1終端領域15のレイアウト例を示す拡大平面図である。
図7は、図4に示すVII-VII線に沿う断面図である。図8は、図4に示すVIII-VIII線に沿う断面図である。図9は、図5に示すIX-IX線に沿う断面図である。図10は、図5に示すX-X線に沿う断面図である。図11は、図5に示すXI-XI線に沿う断面図である。図12は、図5に示すXII-XII線に沿う断面図である。図13は、図6に示すXIII-XIII線に沿う断面図である。
図4~図13では、第3接続面10C側(第3側面5C側)のレイアウトが主に示されている。第4接続面10D側(第4側面5D側)のレイアウトは第3側面5Cのレイアウトとほぼ同様であるため、以下では、第3接続面10C側が主に説明される。第4接続面10Dのレイアウトは、以下の説明において「第1側端領域13」を「第2側端領域14」に置き換え、「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4~図13を参照して、半導体装置1Aは、第1主面3(活性面8)の表層部に形成されたp型のボディ領域21(第1不純物領域)を含む。ボディ領域21は、「チャネル領域」、「ベース領域」等と称されてもよい。ボディ領域21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21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21は、活性面8の全域に形成され、第1~第4接続面10A~10Dから露出していていることが好ましい。
半導体装置1Aは、活性領域12においてボディ領域21の表層部に形成されたn型のソース領域22(第2不純物領域)を含む。ソース領域22は、ボディ領域21の底部から活性面8側に間隔を空けて形成されている。つまり、ソース領域22は、ボディ領域21に対して活性面8側の領域に形成されている。ソース領域22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22は、ボディ領域21内において第1半導体領域6とトランジスタのチャネルを形成する。
ソース領域22は、この形態では、活性領域12以外の領域には形成されていない。むろん、ソース領域22は、チャネルの電気的特性に影響を与えない範囲において、第1側端領域13、第2側端領域14、第1終端領域15、第2終端領域16、抵抗領域17、第1ダミー領域18および第2ダミー領域19のうちの少なくとも1つの領域に形成されていてもよい。ソース領域22は、活性面8の全面に形成されていてもよい。
半導体装置1Aは、活性領域12において第1主面3(活性面8)に形成されたトレンチ電極型の複数のゲート構造25を含む。ゲート構造25は、「トレンチゲート構造」と称されてもよい。複数のゲート構造25には、制御電位としてのゲート電位が付与される。複数のゲート構造25は、ゲート電位に応答してボディ領域21内におけるチャネルの反転および非反転を制御する。
複数のゲート構造25は、活性領域12において活性面8の周縁(第1~第4接続面10A~10D)から内方に間隔を空けて配置され、活性面8の内方部に活性領域12を区画している。複数のゲート構造25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。
つまり、複数のゲート構造25は、平面視において第1方向Xに延びるストライプ状に配列されている。複数のゲート構造25は、第1半導体領域6に至るようにボディ領域21およびソース領域22を貫通し、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。
各ゲート構造25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。
各ゲート構造25は、第1トレンチ26、第1絶縁膜27および第1埋設電極28を含む。第1トレンチ26は、活性面8に形成され、ゲート構造25の壁面を区画している。第1絶縁膜27は、第1トレンチ26の壁面を被覆している。第1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埋設電極28は、第1絶縁膜27を挟んで第1トレンチ26に埋設され、第1絶縁膜27を挟んでチャネルに対向している。第1埋設電極28は、p型またはn型の導電性ポリシリコンを含んでいてもよい。
半導体装置1Aは、活性領域12において第1主面3(活性面8)に形成されたトレンチ電極型の複数のソース構造30を含む。複数のソース構造30には、低電位(ドレイン電位よりも低い第2電位)としてのソース電位が付与される。ソース構造30は、「トレンチソース構造」、「第1ソース構造」、「第1トレンチソース構造」等と称されてもよい。
複数のソース構造30は、活性領域12において第2方向Yに複数のゲート構造25に隣り合うように活性面8に形成されている。具体的には、複数のソース構造30は、隣り合う一対(pairs)のゲート構造25の間の領域(regions)にそれぞれ配置され、第2方向Yに複数のゲート構造25に対向している。つまり、複数のソース構造30は、第2方向Yに複数のゲート構造25と交互に配列されている。
複数のソース構造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。複数のソース構造30は、この形態では、活性領域12から第1側端領域13および第2側端領域14のいずれか一方または双方(この形態では双方)に引き出されている。複数のソース構造30は、活性領域12において第2方向Yにゲート構造25に対向し、第1側端領域13(第2側端領域14)において第2方向Yにゲート構造25に対向していない。
複数のソース構造30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。複数のソース構造30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。
複数のソース構造30は、活性領域12において第1半導体領域6に至るようにボディ領域21およびソース領域22を貫通し、第1側端領域13において第1半導体領域6に至るようにボディ領域21を貫通している。複数のソース構造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。
各ソース構造30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とほぼ等しくてもよい。第2幅W2は、第1幅W1よりも大きくてもよい。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、前述の第1深さD1以上である。第2深さD2は、この形態では、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。
各ソース構造30は、ゲート構造25から第2方向Yに第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。
各ソース構造30は、第2トレンチ31、第2絶縁膜32および第2埋設電極33を含む。第2トレンチ31は、活性面8に形成され、ソース構造30の壁面を区画している。第2トレンチ31の側壁は、この形態では、第3接続面10Cおよび第4接続面10Dに連通している。第2トレンチ31の底壁は、外周面9に連通している。
第2絶縁膜32は、第2トレンチ31の壁面を被覆している。第2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埋設電極33は、第2絶縁膜32を挟んで第2トレンチ31に埋設されている。第2埋設電極33は、p型またはn型の導電性ポリシリコンを含んでいてもよい。
半導体装置1Aは、第1側端領域13において第1主面3(活性面8)に形成されたトレンチ電極型の複数の側端構造35を含む。複数の側端構造35には、ソース電位が付与される。側端構造35は、「トレンチ側端構造」、「第2ソース構造」、「第2トレンチソース構造」等と称されてもよい。複数の側端構造35は、第2側端領域14にも形成されている。第2側端領域14側の構成は、第1側端領域13側の構成と同様である。第2側端領域14側の説明については、第1側端領域13側の説明が適用される。
複数の側端構造35は、第1側端領域13において活性面8の周縁(第3接続面10C)および複数のゲート構造25の間の領域にそれぞれ配置されている。複数の側端構造35は、第1方向Xに複数のゲート構造25に1対1の対応関係で対向している。複数の側端構造35は、第2方向Yに隣り合う一対(pairs)のソース構造30の間の領域(regions)にそれぞれ配置され、第2方向Yに複数のソース構造30に対向している。つまり、複数の側端構造35は、第2方向Yに複数のソース構造30と交互に配列されている。
これにより、複数の側端構造35は、複数のゲート構造25と共に複数の側端メサ部MEを区画している。複数の側端メサ部MEは、第2方向Yに一列に配列されている。むろん、複数の側端メサ部MEは、第2方向Yに少なくとも1つの側端メサ部MEに対向しないように第1方向Xに互いにずれて配列されていてもよい。
複数の側端構造35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。第1側端領域13側の複数の側端構造35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。第2側端領域14側の複数の側端構造35は、第4接続面10Dを貫通し、第4接続面10Dから露出している。複数の側端構造35は、第1半導体領域6に至るようにボディ領域21を貫通し、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。
各側端構造35は、ソース構造30と同様、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。各側端構造35は、ゲート構造25から第1方向Xに第2間隔I2を空けて配置され、ソース構造30から第2方向Yに第3間隔I3を空けて配置されている。
第2間隔I2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2間隔I2は、第1間隔I1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1間隔I1の1.5倍以下であることが特に好ましい。第2間隔I2は、第1間隔I1とほぼ等しくてもよい。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3間隔I3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3間隔I3は、第2幅W2未満であってもよい。第3間隔I3は、前述の第1間隔I1とほぼ等しいことが好ましい。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。
各側端構造35は、第3トレンチ36、第3絶縁膜37および第3埋設電極38を含む。第3トレンチ36は、活性面8に形成され、側端構造35の壁面を区画している。第3トレンチ36の側壁は、第3接続面10Cに連通している。第3トレンチ36の底壁は、外周面9に連通している。
第3絶縁膜37は、第3トレンチ36の壁面を被覆している。第3絶縁膜37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3絶縁膜37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3絶縁膜37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3埋設電極38は、第3絶縁膜37を挟んで第3トレンチ36に埋設されている。第3埋設電極38は、p型またはn型の導電性ポリシリコンを含んでいてもよい。
半導体装置1Aは、第1終端領域15において第1主面3(活性面8)に形成されたトレンチ電極型の複数の終端構造40を含む。複数の終端構造40には、ソース電位が付与される。終端構造40は、「トレンチ終端構造」、「第3ソース構造」、「第3トレンチソース構造」等と称されてもよい。複数の終端構造40は、第2終端領域16にも形成されている。第2終端領域16側の構成は、第1終端領域15側の構成と同様である。第2終端領域16側の説明については、第1終端領域15側の説明が適用される。
複数の終端構造40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。複数の終端構造40は、チップ2の一部を挟んで互いに対向するように第2方向Yに連続的に等間隔に配列されている。つまり、複数の終端構造40は、ゲート構造25を挟まずに互いに対向している。
複数の終端構造40は、第2方向Yに複数のゲート構造25および複数のソース構造30に対向している。複数の終端構造40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。複数の終端構造40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。
つまり、複数の終端構造40は、第1側端領域13側において第2方向Yに複数の側端構造35に対向する部分を有している。複数の終端構造40は、第1半導体領域6に至るようにボディ領域21を貫通し、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。
各終端構造40は、ソース構造30等と同様、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。複数の終端構造40は、第4間隔I4を空けて配列されている。第4間隔I4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4間隔I4は、第1幅W1(第2幅W2)未満であってもよい。第4間隔I4は、前述の第1間隔I1(第3間隔I3)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。
各終端構造40は、第4トレンチ41、第4絶縁膜42および第4埋設電極43を含む。第4トレンチ41は、活性面8に形成され、終端構造40の壁面を区画している。第4トレンチ41の側壁は、第3接続面10Cに連通している。第4トレンチ41の底壁は、外周面9に連通している。
第4絶縁膜42は、第4トレンチ41の壁面を被覆している。第4絶縁膜42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4絶縁膜42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4絶縁膜42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4埋設電極43は、第4絶縁膜42を挟んで第4トレンチ41に埋設されている。第4埋設電極43は、p型またはn型の導電性ポリシリコンを含んでいてもよい。
図14は、ゲート電極100およびソース電極120のレイアウト例を示す平面図である。図15は、図14の一要部を示す拡大平面図である。図16は、図15の一要部をさらに拡大した平面図である。図17は、第1レイアウト例に係る抵抗領域17を示す拡大平面図である。図18は、抵抗領域17の内方部のレイアウト例を示す拡大平面図である。図19は、抵抗領域17の周縁部のレイアウト例を示す拡大平面図である。図20は、第1ダミー領域18のレイアウト例を示す拡大平面図である。
図21は、図18に示すXXI-XXI線に沿う断面図である。図22は、図18に示すXXII-XXII線に沿う断面図である。図23は、図18に示すXXIII-XXIII線に沿う断面図である。図24は、図19に示すXXIV-XXIV線に沿う断面図である。図25は、図19に示すXXV-XXV線に沿う断面図である。図26は、図20に示すXXVI-XXVI線に沿う断面図である。図27は、図20に示すXXVII-XXVII線に沿う断面図である。図28は、図20に示すXXVIII-XXVIII線に沿う断面図である。
図14~図28を参照して、半導体装置1Aは、抵抗領域17において第1主面3(活性面8)に形成されたトレンチ電極型の少なくとも1つ(この形態では複数)の抵抗構造50を含む。抵抗構造50は、「トレンチ抵抗構造」と称されてもよい。抵抗構造50は、抵抗(具体的にはゲート抵抗RG)の一部を構成する。複数の抵抗構造50にはゲート電位が付与されるが、複数の抵抗構造50はチャネルの制御に寄与しない。
複数の抵抗構造50は、抵抗領域17において活性面8の周縁(第3接続面10Cおよび第4接続面10D)から内方に間隔を空けて配置され、活性面8の内方部に抵抗領域17を区画している。
複数の抵抗構造50は、平面視において活性面8の中央部を第1方向Xに横切る仮想ラインに対して第2方向Yの一方側の領域に配置されている。複数の抵抗構造50は、平面視において活性面8の中央部を第2方向Yに横切る仮想ライン上に位置している。つまり、複数の抵抗構造50は、平面視において第2方向Yに第1側面5A(第1接続面10A)の中央部に対向している。
複数の抵抗構造50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。つまり、複数の抵抗構造50は、平面視において第1方向Xに延びるストライプ状に配列されている。複数の抵抗構造50は、第1方向Xの一方側の一端部および第1方向Xの他方側の他端部を有している。各抵抗構造50は、第1方向Xに関して各ゲート構造25の長さよりも小さい長さを有している。
複数の抵抗構造50は、複数のゲート構造25の第1方向Xの端部の位置に対して活性面8の内方に間隔を空けて形成されている。つまり、複数の抵抗構造50は、第2方向Yに複数のゲート構造25の内方部に対向し、第2方向Yに複数のゲート構造25の両端部に対向していない。複数の抵抗構造50は、第1半導体領域6に至るようにボディ領域21を貫通し、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。
各抵抗構造50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、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、前述の外周深さDO(第2深さD2)未満である。第3深さD3は、前述の第1深さD1とほぼ等しいことが好ましい。第3深さD3は、0.1μm以上3μm以下であってもよい。第3深さD3は、0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。
複数の抵抗構造50は、第2方向Yに関して、複数のゲート構造25のトレンチピッチとほぼ等しいトレンチピッチで配列されている。隣り合うゲート構造25および抵抗構造50の間のトレンチピッチは、複数のゲート構造25(複数の抵抗構造50)のトレンチピッチとほぼ等しい。
各抵抗構造50は、第5トレンチ51、第5絶縁膜52および第5埋設電極53を含む。第5トレンチ51は、活性面8に形成され、抵抗構造50の壁面を区画している。第5絶縁膜52は、第5トレンチ51の壁面を被覆している。第5絶縁膜52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5絶縁膜52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5絶縁膜52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5埋設電極53は、第5絶縁膜52を挟んで第5トレンチ51に埋設され、第5絶縁膜52を挟んでチャネルに対向している。第5埋設電極53は、p型またはn型の導電性ポリシリコンを含んでいてもよい。
半導体装置1Aは、抵抗領域17において第1主面3(活性面8)に形成されたトレンチ電極型の少なくとも1つ(この形態では複数)の第1ダミー構造55を含む。複数の第1ダミー構造55には、ソース電位が付与される。第1ダミー構造55は、「第1ダミートレンチ構造」、「第4ソース構造」、「第4トレンチソース構造」等と称されてもよい。
複数の第1ダミー構造55は、抵抗領域17において第2方向Yに複数の抵抗構造50に隣り合うように活性面8に形成されている。具体的には、複数の第1ダミー構造55は、隣り合う一対(pairs)の抵抗構造50の間の領域(regions)にそれぞれ配置され、第2方向Yに複数の抵抗構造50に対向している。
つまり、複数の第1ダミー構造55は、第2方向Yに複数の抵抗構造50と交互に配列されている。複数の第1ダミー構造55は、第2方向Yに複数の抵抗構造50、複数のゲート構造25、複数のソース構造30および複数の終端構造40に対向している。複数の第1ダミー構造55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ダミー構造55は、抵抗領域17から第1ダミー領域18および第2ダミー領域19のいずれか一方または双方(この形態では双方)に引き出されている。つまり、複数の第1ダミー構造55は、第1方向Xに抵抗構造50の長さよりも大きい長さを有し、第1ダミー領域18(第2ダミー領域19)において第2方向Yに活性領域12に対向している。
複数の第1ダミー構造55は、複数のゲート構造25の第1方向Xの端部の位置に対して活性面8の周縁側に引き出され、第2方向Yに第1側端領域13(第2側端領域14)に対向する部分を有している。つまり、複数の第1ダミー構造55は、第2方向Yに複数の側端構造35に対向する部分を有している。
複数の第1ダミー構造55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ダミー構造55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ダミー構造55は、第1半導体領域6に至るようにボディ領域21を貫通し、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。
各第1ダミー構造55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3幅W3とほぼ等しくてもよい。第4幅W4は、第3幅W3よりも大きくてもよい。第4幅W4は、前述の第2幅W2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3深さD3以上である。第4深さD4は、この形態では、第3深さD3よりも大きい。第4深さD4は、第3深さD3の1.5倍以上3倍以下であることが好ましい。第4深さD4は、この形態では、前述の外周深さDO(第2深さD2)とほぼ等しい。第4深さD4は、0.1μm以上5μm以下であってもよい。第4深さD4は、2.5μm以下であることが特に好ましい。
各第1ダミー構造55は、抵抗構造50から第2方向Yに第5間隔I5を空けて配置されている。第5間隔I5は、第3幅W3(第4幅W4)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3幅W3(第4幅W4)未満であることが特に好ましい。第5間隔I5は、前述の第1間隔I1(第3間隔I3)とほぼ等しいことが好ましい。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の最外部がゲート構造25によって形成されている場合、第1ダミー構造55は、ゲート構造25および抵抗構造50から第2方向Yに第5間隔I5(第1間隔I1)を空けてゲート構造25および抵抗構造50の間の領域に配置される。活性領域12の最外部がソース構造30によって形成されている場合、第1ダミー構造55は、第2方向Yに抵抗構造50を挟んでソース構造30に対向するように配置される。
この場合、第1ダミー構造55は、抵抗構造50から第2方向Yに第5間隔I5(第1間隔I1)を空けて配置される。第1ダミー構造55は、抵抗領域17において第1終端領域15側の最外部を構成している。最外の第1終端領域15は、終端構造40から第2方向Yに第5間隔I5(第1間隔I1)を空けて配置される。
各第1ダミー構造55は、第6トレンチ56、第6絶縁膜57および第6埋設電極58を含む。第6トレンチ56は、活性面8に形成され、第1ダミー構造55の壁面を区画している。第6トレンチ56の側壁は、この形態では、第3接続面10Cおよび第4接続面10Dに連通している。第6トレンチ56の底壁は、外周面9に連通している。
第6絶縁膜57は、第6トレンチ56の壁面を被覆している。第6絶縁膜57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6絶縁膜57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6絶縁膜57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6埋設電極58は、第6絶縁膜57を挟んで第6トレンチ56に埋設されている。第6埋設電極58は、p型またはn型の導電性ポリシリコンを含んでいてもよい。
半導体装置1Aは、第1ダミー領域18において第1主面3(活性面8)に形成されたトレンチ電極型の少なくとも1つ(この形態では複数)の複数の第2ダミー構造60を含む。複数の第2ダミー構造60には、ソース電位が付与される。第2ダミー構造60は、「第2ダミートレンチ構造」、「第5ソース構造」、「第5トレンチソース構造」等と称されてもよい。複数の第2ダミー構造60は、第2ダミー領域19にも形成されている。第2ダミー領域19側の構成は、第1ダミー領域18側の構成と同様である。第2ダミー領域19側の説明については、第1側端領域13側の説明が適用される。
複数の第2ダミー構造60は、第1ダミー領域18において活性面8の周縁(第3接続面10C)および複数の抵抗構造50の間の領域にそれぞれ配置されている。複数の第2ダミー構造60は、第1方向Xに複数の抵抗構造50に1対1の対応関係で対向している。複数の第2ダミー構造60は、第2方向Yに隣り合う一対(pairs)の第1ダミー構造55の間の領域(regions)にそれぞれ配置され、第2方向Yに複数の第1ダミー構造55に対向している。
つまり、複数の第2ダミー構造60は、第2方向Yに複数の第1ダミー構造55と交互に配列されている。複数の第2ダミー構造60は、複数の抵抗構造50と共に複数のダミーメサ部MDを区画している。複数のダミーメサ部MDは、第1方向Xに関して、複数の側端メサ部MEよりも活性面8の内方部側に位置している。
複数のダミーメサ部MDは、第2方向Yに一列に配列されている。むろん、複数のダミーメサ部MDは、第2方向Yに少なくとも1つのダミーメサ部MDに対向しないように第1方向Xに互いにずれて配列されていてもよい。複数のダミーメサ部MDは、第2方向Yに複数のゲート構造25、複数のソース構造30、複数の終端構造40および複数の第1ダミー構造55に対向している。
複数の第2ダミー構造60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ダミー構造60は、複数のゲート構造25の第1方向Xの端部の位置に対して複数の抵抗構造50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。つまり、複数の第2ダミー構造60は、活性領域12側において、第2方向Yに複数のゲート構造25、複数のソース構造30、複数の終端構造40および複数の第1ダミー構造55に対向している。
複数の第2ダミー構造60は、複数のゲート構造25の第1方向Xの端部の位置に対して活性面8の周縁側に引き出され、第2方向Yに第1側端領域13(第2側端領域14)に対向する部分を有している。つまり、複数の第2ダミー構造60は、第2方向Yに複数の側端構造35に対向する部分を有している。
第1ダミー領域18側の複数の第2ダミー構造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。第2ダミー領域19側の複数の第2ダミー構造60は、第4接続面10Dを貫通し、第4接続面10Dから露出している。複数の第2ダミー構造60は、第1半導体領域6に至るようにボディ領域21を貫通し、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。
各第2ダミー構造60は、第1ダミー構造55と同様、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。各第2ダミー構造60は、抵抗構造50から第1方向Xに第6間隔I6を空けて配置され、第1ダミー構造55から第2方向Yに第7間隔I7を空けて配置されている。
第6間隔I6は、第3幅W3(第4幅W4)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5間隔I5(第1間隔I1)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5間隔I5(第1間隔I1)の1.5倍以下であることが特に好ましい。第6間隔I6は、第5間隔I5(第1間隔I1)とほぼ等しくてもよい。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7間隔I7は、第3幅W3(第4幅W4)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3幅W3(第4幅W4)未満であってもよい。第7間隔I7は、前述の第5間隔I5(第1間隔I1)とほぼ等しいことが好ましい。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。
各第2ダミー構造60は、第7トレンチ61、第7絶縁膜62および第7埋設電極63を含む。第7トレンチ61は、活性面8に形成され、第2ダミー構造60の壁面を区画している。第7トレンチ61の側壁は、第3接続面10Cに連通している。第7トレンチ61の底壁は、外周面9に連通している。
第7絶縁膜62は、第7トレンチ61の壁面を被覆している。第7絶縁膜62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7絶縁膜62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7絶縁膜62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7埋設電極63は、第7絶縁膜62挟んで第7トレンチ61に埋設されている。第7埋設電極63は、p型またはn型の導電性ポリシリコンを含んでいてもよい。
半導体装置1Aは、活性領域12の活性面8の表層部において複数のゲート構造25に沿う領域に形成されたp型の複数の第1ウェル領域65を含む。第1ウェル領域65は、ボディ領域21のp型不純物濃度よりも高いp型不純物濃度を有している。むろん、第1ウェル領域65のp型不純物濃度は、ボディ領域21のp型不純物濃度よりも低くてもよい。
複数の第1ウェル領域65は、隣り合うソース構造30から間隔を空けて対応するゲート構造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21に電気的に接続されている。複数の第1ウェル領域65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65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1Aは、活性領域12の活性面8の表層部において複数のソース構造30に沿う領域に形成されたp型の複数の第2ウェル領域66を含む。第2ウェル領域66は、ボディ領域21のp型不純物濃度よりも高いp型不純物濃度を有している。むろん、第2ウェル領域66のp型不純物濃度は、ボディ領域21のp型不純物濃度よりも低くてもよい。第2ウェル領域66のp型不純物濃度は、第1ウェル領域65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66は、隣り合うゲート構造25から間隔を空けて対応するソース構造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21に電気的に接続されている。複数の第2ウェル領域66は、活性領域12、第1側端領域13および第2側端領域14において対応するソース構造30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66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66の底部は、複数の第1ウェル領域65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66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1Aは、第1側端領域13(第2側端領域14)の活性面8の表層部において複数の側端構造35に沿う領域に形成されたp型の複数の第3ウェル領域67を含む。第3ウェル領域67は、ボディ領域21のp型不純物濃度よりも高いp型不純物濃度を有している。むろん、第3ウェル領域67のp型不純物濃度は、ボディ領域21のp型不純物濃度よりも低くてもよい。第3ウェル領域67のp型不純物濃度は、第1ウェル領域65(第2ウェル領域66)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67は、隣り合うゲート構造25およびソース構造30から間隔を空けて対応する側端構造35の壁面を被覆し、活性面8の表層部においてボディ領域21に電気的に接続されている。むろん、第3ウェル領域67は、ゲート構造25および側端構造35の間の領域において第1ウェル領域65と一体化していてもよい。複数の第3ウェル領域67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67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67の底部は、複数の第1ウェル領域65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67の底部は、複数の第2ウェル領域66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67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1Aは、第1終端領域15(第2終端領域16)において複数の終端構造40に沿う領域に形成されたp型の少なくとも1つ(この形態では複数)の第4ウェル領域68を含む。第4ウェル領域68は、この形態では、ボディ領域21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68のp型不純物濃度は、ボディ領域21よりも低くてもよい。第4ウェル領域68のp型不純物濃度は、第1ウェル領域65(第2ウェル領域66)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68は、隣り合う終端構造40から間隔を空けて対応する終端構造40の壁面を被覆し、活性面8の表層部においてボディ領域21に電気的に接続されている。複数の第4ウェル領域68は、平面視において対応する終端構造40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4ウェル領域68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68の底部は、複数の第1ウェル領域65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4ウェル領域68の底部は、複数の第2ウェル領域66の底部とほぼ等しい深さに形成されていることが好ましい。複数の第4ウェル領域68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1Aは、抵抗領域17の活性面8の表層部において複数の抵抗構造50に沿う領域に形成されたp型の複数の第5ウェル領域69を含む。第5ウェル領域69は、ボディ領域21のp型不純物濃度よりも高いp型不純物濃度を有している。むろん、第5ウェル領域69のp型不純物濃度は、ボディ領域21のp型不純物濃度よりも低くてもよい。第5ウェル領域69のp型不純物濃度は、第1ウェル領域65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69は、隣り合う第1ダミー構造55から間隔を空けて対応する抵抗構造50の壁面を被覆し、活性面8の表層部においてボディ領域21に電気的に接続されている。複数の第5ウェル領域69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69の底部は、複数の第2ウェル領域66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5ウェル領域69の底部は、複数の第1ウェル領域65の底部とほぼ等しい深さに形成されていることが好ましい。複数の第5ウェル領域69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1Aは、抵抗領域17の活性面8の表層部において複数の第1ダミー構造55に沿う領域に形成されたp型の複数の第6ウェル領域70を含む。第6ウェル領域70は、ボディ領域21のp型不純物濃度よりも高いp型不純物濃度を有している。むろん、第6ウェル領域70のp型不純物濃度は、ボディ領域21のp型不純物濃度よりも低くてもよい。第6ウェル領域70のp型不純物濃度は、第5ウェル領域69(第1ウェル領域65)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70は、隣り合う抵抗構造50から間隔を空けて対応する第1ダミー構造55の壁面を被覆し、活性面8の表層部においてボディ領域21に電気的に接続されている。複数の第6ウェル領域70は、抵抗領域17、第1ダミー領域18および第2ダミー領域19において対応する第1ダミー構造55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6ウェル領域70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70の底部は、複数の第5ウェル領域69(第1ウェル領域65)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6ウェル領域70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1Aは、第1ダミー領域18(第2ダミー領域19)の活性面8の表層部において複数の第2ダミー構造60に沿う領域に形成されたp型の複数の第7ウェル領域71を含む。第7ウェル領域71は、ボディ領域21のp型不純物濃度よりも高いp型不純物濃度を有している。むろん、第7ウェル領域71のp型不純物濃度は、ボディ領域21のp型不純物濃度よりも低くてもよい。第7ウェル領域71のp型不純物濃度は、第5ウェル領域69(第6ウェル領域70)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71は、隣り合う抵抗構造50および第1ダミー構造55から間隔を空けて対応する第2ダミー構造60の壁面を被覆し、活性面8の表層部においてボディ領域21に電気的に接続されている。むろん、第7ウェル領域71は、抵抗構造50および第2ダミー構造60の間の領域において第5ウェル領域69と一体化していてもよい。複数の第7ウェル領域71は、第3接続面10Cから露出している。
複数の第7ウェル領域71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71の底部は、複数の第5ウェル領域69(第1ウェル領域65)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71の底部は、複数の第6ウェル領域70(第2ウェル領域66)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71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1Aは、活性領域12の活性面8の表層部において複数のソース構造30に沿う領域に形成されたp型の複数のコンタクト領域72を含む。コンタクト領域72は、「バックゲート領域」と称されてもよい。コンタクト領域72は、ボディ領域21のp型不純物濃度よりも高いp型不純物濃度を有している。コンタクト領域72のp型不純物濃度は、第1ウェル領域65(第2ウェル領域66)のp型不純物濃度よりも高い。
複数のコンタクト領域72は、複数の第2ウェル領域66内のみに形成され、第1ウェル領域65、第3ウェル領域67、第4ウェル領域68、第5ウェル領域69、第6ウェル領域70、第7ウェル領域71内には形成されていない。複数のコンタクト領域72は、対応する第2ウェル領域66内で対応するソース構造30の壁面を被覆している。
複数のコンタクト領域72は、各ソース構造30に対して1対多の対応関係で形成されている。複数のコンタクト領域72は、対応するソース構造30に沿って間隔を空けて形成されている。複数のコンタクト領域72は、対応する第2ウェル領域66内から対応するソース構造30の壁面に沿ってボディ領域21の表層部に引き出され、活性面8から露出している。
複数のコンタクト領域72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。複数のコンタクト領域72は、第2方向Yにゲート構造25に対向し、第2方向Yに側端構造35に対向していない。複数のコンタクト領域72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。複数のコンタクト領域72の長さは、第1方向Xに隣り合う2つのコンタクト領域72の間の距離よりも大きいことが好ましい。
1つのソース構造30に沿う複数のコンタクト領域72は、他のソース構造30に沿う複数のコンタクト領域72に第2方向Yに対向している。つまり、複数のコンタクト領域72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つのソース構造30に沿う複数のコンタクト領域72は、他のソース構造30に沿う複数のコンタクト領域72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、複数のコンタクト領域72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。
図29は、外周領域20の構造を示す断面図である。図29を参照して、半導体装置1A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73を含む。アウターウェル領域73は、コンタクト領域72のp型不純物濃度よりも低いp型不純物濃度を有している。
アウターウェル領域73のp型不純物濃度は、ボディ領域21のp型不純物濃度よりも高い。むろん、アウターウェル領域73のp型不純物濃度は、ボディ領域21よりも低くてもよい。アウターウェル領域73は、第1ウェル領域65(第2ウェル領域66)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73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73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73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73は、活性面8の表層部においてボディ領域21に電気的に接続されている。アウターウェル領域73は、第3接続面10C(第4接続面10D)において第2ウェル領域66、第3ウェル領域67、第4ウェル領域68、第6ウェル領域70および第7ウェル領域71に接続されている。
アウターウェル領域73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73の底部は、抵抗構造50(ゲート構造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。具体的には、アウターウェル領域73の底部は、第1ダミー構造55(ソース構造30)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73の底部は、コンタクト領域72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73の底部は、第6ウェル領域70(第2ウェル領域66)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73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1Aは、外周面9の表層部に形成されたp型のアウターコンタクト領域74を含む。アウターコンタクト領域74は、ボディ領域21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74のp型不純物濃度は、アウターウェル領域73よりも高い。アウターコンタクト領域74のp型不純物濃度は、コンタクト領域72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74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73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74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74は、アウターウェル領域73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73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74は、抵抗構造50(ゲート構造25)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。アウターコンタクト領域74は、第1ダミー構造55(ソース構造30)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74の底部は、コンタクト領域72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1Aは、外周面9の表層部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75を含む。半導体装置1Aは、この形態では、4個のフィールド領域75を含む。複数のフィールド領域75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75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75は、アウターコンタクト領域74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75は、アウターウェル領域73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75は、アウターウェル領域73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75は、外周面9の周縁およびアウターウェル領域73の間の領域に形成されている。複数のフィールド領域75は、アウターウェル領域73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75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75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75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75は、抵抗構造50(ゲート構造25)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75は、第1ダミー構造55(ソース構造30)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75の底部は、第6ウェル領域70(第2ウェル領域66)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1Aは、第1主面3を被覆する主面絶縁膜80を含む。主面絶縁膜80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80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80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80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80は、活性面8において第1絶縁膜27、第2絶縁膜32、第3絶縁膜37、第4絶縁膜42、第5絶縁膜52、第6絶縁膜57および第7絶縁膜62に接続され、第1埋設電極28、第2埋設電極33、第3埋設電極38、第4埋設電極43、第5埋設電極53、第6埋設電極58および第7埋設電極63を露出させている。
主面絶縁膜80は、外周面9においてアウターウェル領域73、アウターコンタクト領域74および複数のフィールド領域75を被覆している。主面絶縁膜80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80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。
主面絶縁膜80は、第1~第4接続面10A~10Dにおいて第2絶縁膜32、第3絶縁膜37、第4絶縁膜42、第6絶縁膜57および第7絶縁膜62に接続され、第2埋設電極33、第3埋設電極38、第4埋設電極43、第6埋設電極58および第7埋設電極63を露出させている。
図11~図13および図26~図29を参照して、半導体装置1A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81を含む。具体的には、サイドウォール配線81は、主面絶縁膜80の上に配置されている。サイドウォール配線81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81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81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81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81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81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を膜状に被覆していてもよい。つまり、サイドウォール配線81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81は、外周面9において主面絶縁膜80を挟んでアウターウェル領域73に対向している。サイドウォール配線81は、主面絶縁膜80を挟んでアウターコンタクト領域74に対向していてもよい。サイドウォール配線81は、この形態では、平面視においてフィールド領域75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81は、主面絶縁膜80を挟んで第1~第4接続面10A~10Dを被覆している。サイドウォール配線81は、第1~第4接続面10A~10Dにおいて主面絶縁膜80を挟んで第2ウェル領域66、第3ウェル領域67、第4ウェル領域68およびアウターウェル領域73に対向している。サイドウォール配線81は、この形態では、主面絶縁膜80を挟んでボディ領域21にも対向している。
サイドウォール配線81は、第1~第4接続面10A~10Dにおいて複数のソース構造30の露出部(第2埋設電極33)、複数の側端構造35の露出部(第3埋設電極38)、複数の終端構造40の露出部(第4埋設電極43)、複数の第1ダミー構造55の露出部(第6埋設電極58)および複数の第2ダミー構造60(第7埋設電極63)を被覆している。
これにより、サイドウォール配線81は、複数のソース構造30、複数の側端構造35、複数の終端構造40、複数の第1ダミー構造55および複数の第2ダミー構造60に電気的に接続されている。つまり、サイドウォール配線81は、外周面9側から接続対象にソース電位を付与する。
サイドウォール配線81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82を有している。オーバラップ部82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82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82は、複数のゲート構造25および複数の抵抗構造50から間隔を空けて活性面8の周縁部を被覆している。オーバラップ部82は、活性面8の周縁部において複数のソース構造30の露出部(第2埋設電極33)、複数の側端構造35の露出部(第3埋設電極38)、複数の終端構造40の露出部(第4埋設電極43)、複数の第1ダミー構造55の露出部(第6埋設電極58)および複数の第2ダミー構造60(第7埋設電極63)を被覆している。
これにより、サイドウォール配線81は、活性面8において複数のソース構造30、複数の側端構造35、複数の終端構造40、複数の第1ダミー構造55および複数の第2ダミー構造60に電気的に接続されている。
サイドウォール配線81は、この形態では、p型またはn型の導電性ポリシリコンを含み、第2埋設電極33、第3埋設電極38、第4埋設電極43、第6埋設電極58および第7埋設電極63と一体的に形成されている。むろん、サイドウォール配線81は、第2埋設電極33、第3埋設電極38および第4埋設電極43とは別体的に形成されていてもよい。
図5および図9等を再度参照して、半導体装置1Aは、活性領域12において複数のゲート構造25をそれぞれ膜状に被覆する複数のゲート接続電極83を含む。ゲート接続電極83は、「接続電極」、「接続電極膜」、「ゲート接続電極膜」等と称されてもよい。ゲート接続電極83は、ゲート構造25の一構成要素と見做されてもよい。
この形態では、複数のゲート接続電極83が各ゲート構造25に対して1対多の対応関係で間隔を空けて設けられている。複数のゲート接続電極83は、この形態では、対応するゲート構造25の内方部および両端部を選択的に被覆している。複数のゲート接続電極83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83は、平面視において複数の側端構造35から第1方向Xに間隔を空けて形成され、複数のソース構造30から第2方向Yに間隔を空けて形成されている。複数のゲート接続電極83は、複数のソース構造30および複数の側端構造35を露出させている。複数のゲート接続電極83は、平面視において第2方向Yに複数のソース構造30と交互に配列され、第2方向Yに複数の側端構造35に対向していない。
各ゲート接続電極83は、対応するゲート構造25を被覆する部分において第1埋設電極28に接続され、当該第1埋設電極28の上から主面絶縁膜80の上に引き出された部分を有している。各ゲート接続電極83は、この形態では、対応する第1埋設電極28と一体的に形成されている。つまり、各ゲート接続電極83は、第1埋設電極28の一部がゲート構造25外の領域(主面絶縁膜80の上)に膜状に引き出された部分を含む。むろん、ゲート接続電極83は、第1埋設電極28とは別体的に形成されていてもよい。
各ゲート接続電極83は、活性面8に沿って延びる電極面を有している。各ゲート接続電極83は、この形態では、断面視において活性面8から電極面に向けて先細り形状(四角錐台状)に形成されている。電極面は、第2方向Yに関してゲート構造25よりも幅広に形成されていることが好ましい。つまり、電極面は、法線方向Zにゲート構造25に対向する部分、および、法線方向Zにゲート構造25外の領域(つまり主面絶縁膜80)に対向する部分を有していることが好ましい。
各ゲート接続電極83は、この形態では、p型またはn型の導電性ポリシリコンを含む。各ゲート接続電極83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。むろん、電極厚さTEは、第1深さD1よりも大きくてもよい。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。
図14~図28等を再度参照して、半導体装置1Aは、抵抗領域17に配置された少なくとも1つ(この形態では複数)の抵抗膜85を含む。抵抗膜85は、「抵抗」、「ゲート抵抗膜」等と称されてもよい。複数の抵抗膜85は、複数の抵抗構造50と共に抵抗(具体的にはゲート抵抗RG)の一部を構成する。各抵抗膜85は、各抵抗構造50の一構成要素と見做されてもよい。
抵抗膜85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85は、この形態では、p型またはn型の導電性ポリシリコンを含む。
複数の抵抗膜85は、対応する1つの抵抗構造50を単一の被覆対象として膜状に被覆し、対応する1つの抵抗構造50に電気的に接続されている。換言すると、各抵抗膜85は、各抵抗構造50に対して1対1の対応関係で設けられている。複数の抵抗膜85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、第2方向Yに互いに対向している。つまり、複数の抵抗膜85は、平面視において複数の抵抗構造50に沿って延びるストライプ状に配列されている。
複数の抵抗膜85は、被覆対象外の抵抗構造50から第2方向Yに間隔を空けて配置され、被覆対象外の抵抗構造50を露出させている。複数の抵抗膜85は、複数の第1ダミー構造55から第2方向Yに間隔を空けて配置され、複数の第1ダミー構造55を露出させている。つまり、複数の抵抗膜85は、平面視において第2方向Yに複数の第1ダミー構造55と交互に配列されている。
複数の抵抗膜85は、複数の第2ダミー構造60から第1方向Xに間隔を空けて配置され、複数の第2ダミー構造60を露出させている。つまり、複数の抵抗膜85は、平面視において第1方向Xに複数の第2ダミー構造60に対向し、第2方向Yに複数の第2ダミー構造60に対向していない。
各抵抗膜85は、抵抗構造50を部分的に露出させるように抵抗構造50を選択的に被覆している。各抵抗膜85は、この形態では、対応する抵抗構造50の第1方向Xの両端部から内方に間隔を空けて対応する抵抗構造50の内方部を被覆し、対応する抵抗構造50の両端部を露出させている。むろん、抵抗膜85は、対応する抵抗構造50の全域を被覆していてもよい。
各抵抗膜85は、対応する抵抗構造50の第5埋設電極53を部分的に露出させるように第5埋設電極53を被覆している。各抵抗膜85は、対応する第5埋設電極53に接続され、当該第5埋設電極53の上から主面絶縁膜80の上に引き出された部分を有している。
つまり、各抵抗膜85は、第2方向Yに関して、対応する抵抗構造50よりも幅広に形成されている。各抵抗膜85は、抵抗構造50外の領域において積層方向にボディ領域21および第5ウェル領域69に対向している。各抵抗膜85は、この形態では、積層方向にソース領域22に対向していない。
各抵抗膜85は、この形態では、対応する第5埋設電極53と同一の導電材料からなり、当該第5埋設電極53と一体的に形成されている。つまり、各抵抗膜85は、第5埋設電極53の一部が抵抗構造50外の領域(主面絶縁膜80の上)に膜状に引き出された部分を含む。むろん、各抵抗膜85は、第5埋設電極53とは別体的に形成されていてもよい。
各抵抗膜85は、活性面8に沿って延びる抵抗面を有している。各抵抗膜85は、この形態では、断面視において活性面8から抵抗面に向けて先細り形状(四角錐台状)に形成されている。抵抗面は、第2方向Yに関して抵抗構造50よりも幅広に形成されていることが好ましい。つまり、抵抗面は、法線方向Zに抵抗構造50に対向する部分、および、法線方向Zに抵抗構造50外の領域(つまり主面絶縁膜80)に対向する部分を有していることが好ましい。
抵抗膜85は、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。抵抗厚さTRは、前述の第4幅W4の0.5倍以上であることが好ましい。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4深さD4(第2深さD2)以下であることが好ましい。抵抗厚さTRは、外周深さDO(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、前述の第3深さD3(第1深さD1)以下であることが好ましい。抵抗厚さTRは、第3深さD3(第1深さD1)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3深さD3(第1深さD1)よりも大きくてもよい。抵抗厚さTRは、外周深さDO(第4深さD4)よりも大きくてもよい。抵抗膜85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。
半導体装置1Aは、主面絶縁膜80を被覆する絶縁性の層間膜86を含む。層間膜86は、「絶縁膜」、「層間絶縁膜」、「中間絶縁膜」等と称されてもよい。層間膜86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。層間膜86は、酸化シリコン膜を含むことが好ましい。
層間膜86は、主面絶縁膜80を挟んで活性面8、外周面9および第1~第4接続面10A~10Dを選択的に被覆している。層間膜86は、活性面8において複数のゲート構造25(第1埋設電極28)、複数のソース構造30(第2埋設電極33)、複数の側端構造35(第3埋設電極38)、複数の終端構造40(第4埋設電極43)、複数の抵抗構造50(第5埋設電極53)、複数の第1ダミー構造55(第6埋設電極58)および複数の第2ダミー構造60(第7埋設電極63)を被覆している。層間膜86は、活性面8において複数のゲート接続電極83および複数の抵抗膜85を被覆している。
層間膜86は、外周面9において主面絶縁膜80を挟んでアウターウェル領域73、アウターコンタクト領域74および複数のフィールド領域75を被覆している。層間膜86は、第1~第4接続面10A~10Dにおいてサイドウォール配線81を被覆している。層間膜86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、層間膜86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4~図13等を参照して、半導体装置1Aは、層間膜86に形成された複数のゲート開口87を含む。複数のゲート開口87は、複数のゲート構造25を選択的に露出させるように層間膜86を貫通している。具体的には、複数のゲート開口87は、層間膜86のうち複数のゲート接続電極83を被覆する部分にそれぞれ形成され、複数のゲート接続電極83をそれぞれ露出させている。
つまり、複数のゲート開口87は、複数のゲート接続電極83を介して複数のゲート構造25の一部をそれぞれ露出させている。複数のゲート開口87は、複数のゲート接続電極83に対して1対1の対応関係で設けられている。
半導体装置1Aは、層間膜86に形成された複数のソース開口88を含む。複数のソース開口88は、複数のソース構造30を選択的に露出させるように層間膜86を貫通している。具体的には、複数のソース開口88は、対応するソース構造30、および、当該ソース構造30の両サイドに位置するソース領域22およびコンタクト領域72を露出させている。
複数のソース開口88は、対応するソース構造30に沿って延びる帯状に形成されていてもよい。むろん、複数のソース開口88は、対応するソース構造30に対して1対多の対応関係で形成されていてもよい。この場合、複数のソース開口88は、対応するソース構造30に沿って間隔を空けて形成されていてもよい。
半導体装置1Aは、層間膜86に形成されたアウター開口89を含む。アウター開口89は、アウターコンタクト領域74およびサイドウォール配線81を選択的に露出させるように主面絶縁膜80および層間膜86を貫通している。アウター開口89は、平面視において活性面8(活性台地11)を取り囲むようにアウターコンタクト領域74およびサイドウォール配線81に沿って延びる帯状または環状に形成されている。
図14~図28等を参照して、半導体装置1Aは、層間膜86に形成された複数の抵抗開口90を含む。複数の抵抗開口90は、複数の抵抗構造50を選択的に露出させるように層間膜86を貫通している。具体的には、複数の抵抗開口90は、層間膜86のうち複数の抵抗膜85を被覆する部分にそれぞれ形成され、複数の抵抗膜85をそれぞれ露出させている。
複数の抵抗開口90は、各抵抗構造50に対して1対多の対応関係で設けられ、各抵抗構造50(この形態では各抵抗膜85)を複数個所から露出させている。つまり、複数の抵抗開口90が1つの抵抗構造50に対応して設けられている。具体的には、複数の抵抗開口90は、複数の第1抵抗開口91、複数の第2抵抗開口92および複数の第3抵抗開口93を含む。
複数の第1抵抗開口91は、この形態では、各抵抗構造50に対して1対1の対応関係で設けられている。つまり、1つの第1抵抗開口91が1つの抵抗構造50に対応して設けられている。複数の第1抵抗開口91は、複数の抵抗構造50の両端部から間隔を空けて複数の抵抗構造50の内方部をそれぞれ露出させている。具体的には、複数の第1抵抗開口91は、複数の抵抗膜85の両端部から間隔を空けて複数の抵抗膜85の内方部をそれぞれ露出させている。
複数の第1抵抗開口91は、この形態では、第2方向Yに間隔を空けて一列に配列され、第2方向Yに互いに対向している。むろん、複数の第1抵抗開口91は、少なくとも1つの第1抵抗開口91に第2方向Yに対向しないように少なくとも1つの第1抵抗開口91から第1方向Xにずれて配列されていてもよい。複数の第1抵抗開口91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。
むろん、複数の第1抵抗開口91は、四角形状、多角形状、円形状等に形成されていてもよい。複数の第1抵抗開口91が各抵抗構造50に対して1対多の対応関係で設けられていてもよい。つまり、複数の第1抵抗開口91が1つの抵抗構造50に対応して設けられていてもよい。この場合、複数の第1抵抗開口91は、対応する1つの抵抗構造50(抵抗膜85)の内方部を複数個所から露出させるように第1方向Xに間隔を空けて形成される。
複数の第2抵抗開口92は、この形態では、各抵抗構造50に対して1対1の対応関係で設けられている。つまり、1つの第2抵抗開口92が1つの抵抗構造50に対応して設けられている。複数の第2抵抗開口92は、複数の第1抵抗開口91から第1方向Xの一方側に間隔を空けて形成され、複数の抵抗構造50の一端部側の領域をそれぞれ露出させている。具体的には、複数の第2抵抗開口92は、複数の抵抗膜85の一端部側の領域をそれぞれ露出させている。
複数の第2抵抗開口92は、この形態では、第2方向Yに間隔を空けて一列に配列され、第2方向Yに互いに対向している。むろん、複数の第2抵抗開口92は、少なくとも1つの第2抵抗開口92に第2方向Yに対向しないように少なくとも1つの第2抵抗開口92から第1方向Xにずれて配列されていてもよい。複数の第2抵抗開口92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、第1方向Xに対応する1つの第1抵抗開口91にそれぞれ対向している。
むろん、複数の第2抵抗開口92は、四角形状、多角形状、円形状等に形成されていてもよい。複数の第2抵抗開口92が各抵抗構造50に対して1対多の対応関係で設けられていてもよい。つまり、複数の第2抵抗開口92が1つの抵抗構造50に対応して設けられていてもよい。この場合、複数の第2抵抗開口92は、対応する1つの抵抗構造50(抵抗膜85)の一端部側の領域を複数個所から露出させるように第1方向Xに間隔を空けて形成される。
複数の第3抵抗開口93は、この形態では、各抵抗構造50に対して1対1の対応関係で設けられている。つまり、1つの第3抵抗開口93が1つの抵抗構造50に対応して設けられている。複数の第3抵抗開口93は、複数の第1抵抗開口91から第1方向Xの他方側に間隔を空けて形成され、複数の抵抗構造50の他端部側の領域をそれぞれ露出させている。具体的には、複数の第3抵抗開口93は、複数の抵抗膜85の他端部側の領域をそれぞれ露出させている。
複数の第3抵抗開口93は、この形態では、第2方向Yに間隔を空けて一列に配列され、第2方向Yに互いに対向している。むろん、複数の第3抵抗開口93は、少なくとも1つの第3抵抗開口93に第2方向Yに対向しないように少なくとも1つの第3抵抗開口93から第1方向Xにずれて配列されていてもよい。複数の第3抵抗開口93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、第1方向Xに対応する1つの第1抵抗開口91を挟んで対応する1つの第2抵抗開口92にそれぞれ対向している。
むろん、複数の第3抵抗開口93は、四角形状、多角形状、円形状等に形成されていてもよい。複数の第3抵抗開口93が各抵抗構造50に対して1対多の対応関係で設けられていてもよい。つまり、複数の第3抵抗開口93が1つの抵抗構造50に対応して設けられていてもよい。この場合、複数の第3抵抗開口93は、対応する1つの抵抗構造50(抵抗膜85)の他端部側の領域を複数個所から露出させるように第1方向Xに間隔を空けて形成される。
半導体装置1Aは、層間膜86の上に配置されたゲート電極100を含む。ゲート電極100は、複数の抵抗構造50の抵抗値および複数の抵抗膜85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、ゲートパッド101およびゲート配線102を含む。ゲートパッド101は「パッド電極」、「ゲートパッド電極」、「制御パッド電極」等と称されてもよい。ゲート配線102は「配線電極」、「ゲート配線電極」、「制御配線電極」等と称されてもよい。
ゲートパッド101は、外部からゲート電位が付与される外部端子電極である。ゲートパッド101は、層間膜86の上に配置され、層間膜86を貫通して複数の抵抗膜85に電気的に接続されている。つまり、ゲートパッド101は、複数の抵抗膜85を介して複数の抵抗構造50に電気的に接続されている。ゲートパッド101は、複数のゲート構造25に電気的に接続されるが、複数のゲート構造25に対する機械的接続部を有さない。ゲートパッド101は、複数のソース構造30に対する電気的接続部および機械的接続部を有さない。
ゲートパッド101は、平面視において活性面8の中央部を第1方向Xに横切る仮想ラインに対して第2方向Yの一方側の領域に配置されている。ゲートパッド101は、平面視において活性面8の中央部を第2方向Yに横切る仮想ライン上に位置している。つまり、ゲートパッド101は、平面視において第2方向Yに第1側面5A(第1接続面10A)の中央部に対向している。
ゲートパッド101は、この形態では、平面視において抵抗領域17(複数の抵抗構造50)に対して第2方向Yの他方側(活性領域12の内方部側)に配置されている。ゲートパッド101は、この形態では、平面視において第1側端領域13、第2側端領域14、第1終端領域15および第2終端領域16から間隔を空けて活性領域12の上に配置されている。
ゲートパッド101は、層間膜86を挟んで複数のゲート構造25および複数のソース構造30に部分的に対向している。ゲートパッド101は、平面視において複数の側端構造35の第1方向Xの端部の位置から活性面8の内方に間隔を空けて配置され、第1方向Xに複数の側端構造35に対向している。ゲートパッド101は、この形態では、積層方向に複数の側端構造35に対向していない。
ゲートパッド101は、平面視において複数のゲート構造25の第1方向Xの両端部の位置から活性面8の内方に間隔を空けて配置されている。ゲートパッド101は、層間膜86を挟んで複数のゲート構造25の内方部を被覆し、複数のゲート構造25の両端部を露出させている。ゲートパッド101は、層間膜86を挟んで複数のソース構造30の内方部を被覆し、複数のソース構造30の両端部を露出させている。
ゲートパッド101は、平面視において複数の終端構造40から第2方向Yに間隔を空けて配置され、第2方向Yに複数の終端構造40に対向している。ゲートパッド101は、この形態では、積層方向に複数の終端構造40に対向していない。
ゲートパッド101は、層間膜86を挟んでボディ領域21、ソース領域22、複数の第1ウェル領域65、複数の第2ウェル領域66および複数のコンタクト領域72に対向している。ゲートパッド101は、この形態では、ゲート接続電極83から水平方向に間隔を空けて層間膜86の上に配置され、積層方向にゲート接続電極83に対向していない。つまり、ゲートパッド101は、ゲート構造25のうちゲート接続電極83から露出した部分に対向している。
ゲートパッド101は、この形態では、平面視においてゲート構造25の第1方向Xの両サイドに配置された少なくとも2つのゲート接続電極83の間の領域に第1方向Xに対向している。ゲートパッド101は、平面視においてゲート構造25の内方部に配置された少なくとも1つのゲート接続電極83に第2方向Yに対向している。むろん、ゲートパッド101は、平面視においてゲート構造25の内方部に配置されたゲート接続電極83を第2方向Yに横切る仮想ラインに対して第1方向Xの一方側または他方側にずれて配置されていてもよい。
ゲートパッド101は、サイドウォール配線81のオーバラップ部82から水平方向に間隔を空けて層間膜86の上に配置され、積層方向にオーバラップ部82に対向していない。つまり、ゲートパッド101は、平面視においてサイドウォール配線81によって取り囲まれた領域の上に配置されている。
ゲートパッド101の平面積は、活性領域12の平面積未満であり、抵抗領域17の平面積よりも大きい。活性面8に占めるゲートパッド101の割合は、1%以上25%以下であることが好ましい。ゲートパッド101の割合は、1%以上5%以上、5%以上10%以下、10%以上15%以下、15%以上20%以下、および、20%以上25%以下のいずれか1つの範囲に属する値であってもよい。ゲートパッド101の割合は、10%以下であることが好ましい。
ゲートパッド101は、パッド本体部103(第1部分)および引き出し部104(第2部分)を有している。パッド本体部103は、ゲートパッド101の本体部を形成し、平面視において抵抗領域17外の領域に配置されている。パッド本体部103は、この形態では、平面視において活性領域12に配置され、層間膜86を挟んで複数のゲート構造25および複数のソース構造30に対向している。
パッド本体部103は、この形態では、第1方向Xに複数の抵抗構造50の長さよりも大きいパッド幅WPを有している。むろん、パッド幅WPは、複数の抵抗構造50の長さ未満であってもよい。パッド本体部103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。むろん、パッド本体部103は、四角形状以外の多角形状、円形状等に形成されていてもよい。
引き出し部104は、パッド本体部103の抵抗領域17側の端部に設けられ、パッド本体部103から抵抗領域17上の領域に向けて引き出されている。これにより、引き出し部104は、層間膜86を挟んで複数の抵抗構造50および複数の第1ダミー構造55を被覆している。
引き出し部104は、第1方向Xにパッド本体部103のパッド幅WP未満の引き出し幅WDを有し、第2方向Yに延びる帯状に形成されている。引き出し部104は、第1抵抗開口91の開口幅よりも大きい引き出し幅WDを有していればよく、引き出し幅WDの値は任意である。
引き出し部104は、この形態では、平面視において複数の抵抗構造50の両端部から内方に間隔を空けて形成され、複数の抵抗構造50の中央部を被覆している。引き出し部104は、平面視において複数の第2抵抗開口92および複数の第3抵抗開口93から間隔を空けて複数の第1抵抗開口91を被覆している。
引き出し部104は、層間膜86の上から複数の第1抵抗開口91に入り込み、複数の第1抵抗開口91内において複数の抵抗膜85に機械的および電気的に接続されている。つまり、ゲートパッド101は、層間膜86を貫通して複数の抵抗膜85の内方部に機械的および電気的に接続されている。
引き出し部104は、活性領域12を部分的に被覆し、層間膜86を挟んで少なくとも1つのゲート構造25、および/または、少なくとも1つのソース構造30に対向していてもよい。引き出し部104は、第1終端領域15を部分的に被覆し、層間膜86を挟んで少なくとも1つの終端構造40に対向していてもよい。
ゲート配線102は、ゲートパッド101から間隔を空けて層間膜86の上に配置されている。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、層間膜86のうち活性面8を被覆する部分の上に配置され、活性領域12および抵抗領域17の間の領域に選択的に引き回されている。ゲート配線102は、活性領域12において複数のゲート構造25に電気的に接続され、抵抗領域17において複数の抵抗構造50(複数の抵抗膜85)に電気的に接続されている。
ゲート配線102は、活性領域12において複数のゲート構造25に交差(具体的には直交)するようにライン状に延び、層間膜86を貫通して複数のゲート構造25に電気的に接続されている。ゲート配線102は、ゲートパッド101の直下に位置する複数のゲート構造25にも電気的に接続されている。
ゲート配線102は、抵抗領域17において層間膜86を貫通して複数の抵抗構造50(複数の抵抗膜85)に電気的に接続されている。ゲート配線102は、複数の抵抗構造50(複数の抵抗膜85)を介してゲートパッド101に電気的に接続され、ゲートパッド101に付与されたゲート電位を複数のゲート構造25に伝達する。
ゲート配線102は、この形態では、第1抵抗配線105、第2抵抗配線106、第1ライン配線107、第2ライン配線108、第3ライン配線109および第4ライン配線110を含む。
第1抵抗配線105は、複数の抵抗構造50(複数の抵抗膜85)に対する電気的接続部として設けられている。第1抵抗配線105は、ゲートパッド101から第1方向Xの一方側に間隔を空けて層間膜86の上に配置されている。具体的には、第1抵抗配線105は、引き出し部104から第1方向Xの一方側に間隔を空けて配置され、第1方向Xに引き出し部104に対向している。
第1抵抗配線105は、層間膜86のうち抵抗領域17の一端部(複数の抵抗構造50の一端部)を被覆する部分の上に配置され、層間膜86を挟んで複数の抵抗構造50および複数の第1ダミー構造55を被覆している。第1抵抗配線105は、層間膜86を挟んで複数の第2ダミー構造60を被覆する部分を有していてもよい。
第1抵抗配線105は、この形態では、ゲート接続電極83から水平方向に間隔を空けて層間膜86の上に配置され、積層方向にゲート接続電極83に対向していない。第1抵抗配線105は、サイドウォール配線81のオーバラップ部82から水平方向に間隔を空けて層間膜86の上に配置され、積層方向にオーバラップ部82に対向していない。
第1抵抗配線105は、活性領域12を部分的に被覆し、層間膜86を挟んで少なくとも1つのゲート構造25、および/または、少なくとも1つのソース構造30に対向していてもよい。第1抵抗配線105は、第1終端領域15を部分的に被覆し、層間膜86を挟んで少なくとも1つの終端構造40に対向していてもよい。
第1抵抗配線105の平面形状は任意である。第1抵抗配線105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。第1抵抗配線105は、層間膜86の上から複数の第2抵抗開口92に入り込み、複数の第2抵抗開口92内において複数の抵抗膜85の一端部に機械的および電気的に接続されている。
つまり、第1抵抗配線105は、複数の抵抗膜85の一端部を介して複数の抵抗構造50の一端部に電気的に接続されている。第1抵抗配線105は、複数の抵抗膜85(複数の抵抗構造50)を介してゲートパッド101(引き出し部104)に電気的に接続されている。
第2抵抗配線106は、複数の抵抗構造50(複数の抵抗膜85)に対する電気的接続部として設けられている。第2抵抗配線106は、ゲートパッド101から第1方向Xの他方側に間隔を空けて層間膜86の上に配置されている。具体的には、第2抵抗配線106は、引き出し部104から第1方向Xの他方側に間隔を空けて配置され、第1方向Xに引き出し部104を挟んで第1抵抗配線105に対向している。
第2抵抗配線106は、層間膜86のうち抵抗領域17の他端部(複数の抵抗構造50の他端部)を被覆する部分の上に配置され、層間膜86を挟んで複数の抵抗構造50および複数の第1ダミー構造55を被覆している。第2抵抗配線106は、層間膜86を挟んで複数の第2ダミー構造60を被覆する部分を有していてもよい。
第2抵抗配線106は、この形態では、ゲート接続電極83から水平方向に間隔を空けて層間膜86の上に配置され、積層方向にゲート接続電極83に対向していない。第2抵抗配線106は、サイドウォール配線81のオーバラップ部82から水平方向に間隔を空けて層間膜86の上に配置され、積層方向にオーバラップ部82に対向していない。
第2抵抗配線106は、活性領域12を部分的に被覆し、層間膜86を挟んで少なくとも1つのゲート構造25、および/または、少なくとも1つのソース構造30に対向していてもよい。第2抵抗配線106は、第1終端領域15を部分的に被覆し、層間膜86を挟んで少なくとも1つの終端構造40に対向していてもよい。
第2抵抗配線106の平面形状は任意である。第2抵抗配線106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。第2抵抗配線106は、層間膜86の上から複数の第3抵抗開口93に入り込み、複数の第3抵抗開口93内において複数の抵抗膜85の他端部に機械的および電気的に接続されている。
つまり、第2抵抗配線106は、複数の抵抗膜85の他端部を介して複数の抵抗構造50の他端部に電気的に接続されている。第2抵抗配線106は、複数の抵抗膜85(複数の抵抗構造50)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ライン配線107は、第1抵抗配線105から第1方向Xの一方側に引き出され、第1抵抗配線105を介して複数の抵抗構造50(複数の抵抗膜85)の一端部に電気的に接続されている。第1ライン配線107は、平面視において抵抗領域17から第1ダミー領域18を介して活性領域12内に引き出され、活性領域12の周縁に沿ってライン状に延びている。
第1ライン配線107は、第1延部107aおよび第2延部107bを有している。第1延部107aは、第1抵抗配線105から第1ダミー領域18上の領域に向けて第1方向Xにライン状に引き出され、層間膜86を挟んで複数の第1ダミー構造55および複数の第2ダミー構造60に対向している。
第1延部107aの先端部は、平面視において第3接続面10Cから活性面8の内方に間隔を空けて形成されている。第1延部107aの先端部は、複数の側端構造35の第1方向Xの端部の位置から活性面8の内方に間隔を空けて形成されていてもよい。
第2延部107bは、第1延部107aの先端部から第2方向Yに引き出され、第3側面5C(第3接続面10C)に沿ってライン状に延びている。第2延部107bは、平面視において第2方向Yに複数のゲート構造25の一端部および複数のソース構造30の一端部に交差(具体的には直交)している。
第2延部107bは、平面視において複数の側端構造35の第1方向Xの端部の位置から活性面8の内方に間隔を空けて形成され、積層方向に複数の側端構造35に対向していない。むろん、第2延部107bの一部は、活性領域12から第1側端領域13に引き出され、複数の側端構造35に対向していてもよい。第2延部107bの先端部は、活性領域12の上に位置していてもよいし、第2終端領域16の上に位置していてもよい。
第2延部107bは、層間膜86の上から複数のゲート開口87内に入り込み、複数のゲート開口87内において複数のゲート構造25の一端部に電気的に接続されている。具体的には、第2延部107bは、複数のゲート開口87内において複数のゲート接続電極83に接続されている。
これにより、第1ライン配線107は、複数のゲート接続電極83を介して複数のゲート構造25の一端部に電気的に接続されている。第1ライン配線107(第2延部107b)は、この形態では、ゲートパッド101の直下に位置する複数のゲート構造25の一端部にも電気的に接続されている。
第2ライン配線108は、第2抵抗配線106から第1方向Xの他方側に引き出され、第2抵抗配線106を介して複数の抵抗構造50(複数の抵抗膜85)の他端部に電気的に接続されている。第2ライン配線108は、平面視において抵抗領域17から第2ダミー領域19を介して活性領域12内に引き出され、活性領域12の周縁に沿ってライン状に延びている。
第2ライン配線108は、第3延部108aおよび第4延部108bを有している。第3延部108aは、第2抵抗配線106から第2ダミー領域19上の領域に向けて第1方向Xにライン状に引き出され、層間膜86を挟んで複数の第1ダミー構造55および複数の第2ダミー構造60に対向している。
第3延部108aの先端部は、平面視において第4接続面10Dから活性面8の内方に間隔を空けて形成されている。第3延部108aの先端部は、複数の側端構造35の第1方向Xの端部の位置から活性面8の内方に間隔を空けて形成されていてもよい。
第4延部108bは、第3延部108aの先端部から第2方向Yに引き出され、第4側面5D(第4接続面10D)に沿ってライン状に延びている。第4延部108bは、平面視において第2方向Yに複数のゲート構造25の他端部および複数のソース構造30の他端部に交差(具体的には直交)している。
第4延部108bは、平面視において複数の側端構造35の第1方向Xの端部の位置から活性面8の内方に間隔を空けて形成され、積層方向に複数の側端構造35に対向していない。むろん、第4延部108bの一部は、活性領域12から第2側端領域14に引き出され、複数の側端構造35に対向していてもよい。第4延部108bの先端部は、活性領域12の上に位置していてもよいし、第2終端領域16の上に位置していてもよい。
第4延部108bは、層間膜86の上から複数のゲート開口87内に入り込み、複数のゲート開口87内において複数のゲート構造25の他端部に電気的に接続されている。具体的には、第4延部108bは、複数のゲート開口87内において複数のゲート接続電極83に接続されている。
これにより、第2ライン配線108は、複数のゲート接続電極83を介して複数のゲート構造25の他端部に電気的に接続されている。第2ライン配線108(第4延部108b)は、この形態では、ゲートパッド101の直下に位置する複数のゲート構造25の一端部にも電気的に接続されている。
第3ライン配線109は、ゲートパッド101の周囲にライン状に引き回され、第1抵抗配線105および第2抵抗配線106に接続されている。第3ライン配線109は、第1抵抗配線105および第2抵抗配線106を介して複数の抵抗構造50(複数の抵抗膜85)に電気的に接続されている。
具体的には、第3ライン配線109は、第1ライン部109a、第2ライン部109bおよび第3ライン部109cを含む。第1ライン部109aは、ゲートパッド101に対して第1方向Xの一方側(第3側面5C側)において第1抵抗配線105から第2方向Yに延びるライン状に引き出されている。
第1ライン部109aは、平面視において複数のゲート構造25の内方部および複数のソース構造30の内方部に交差(具体的には直交)している。第1ライン部109aは、層間膜86の上から複数のゲート開口87内に入り込み、複数のゲート開口87内において複数のゲート構造25の内方部に電気的に接続されている。
具体的には、第1ライン部109aは、複数のゲート開口87内において複数のゲート接続電極83に接続され、複数のゲート接続電極83を介して複数のゲート構造25の内方部に電気的に接続されている。第1ライン部109aは、この形態では、ゲートパッド101の直下に位置する複数のゲート構造25のうちゲートパッド101から露出した部分にも電気的に接続されている。
第2ライン部109bは、ゲートパッド101に対して第1方向Xの他方側(第4側面5D側)において第2抵抗配線106から第2方向Yに延びるライン状に引き出されている。第2ライン部109bは、平面視において複数のゲート構造25の内方部および複数のソース構造30の内方部に交差(具体的には直交)している。第2ライン部109bは、層間膜86の上から複数のゲート開口87内に入り込み、複数のゲート開口87内において複数のゲート構造25の内方部に電気的に接続されている。
具体的には、第2ライン部109bは、複数のゲート開口87内において複数のゲート接続電極83に接続され、複数のゲート接続電極83を介して複数のゲート構造25の内方部に電気的に接続されている。第2ライン部109bは、この形態では、ゲートパッド101の直下に位置する複数のゲート構造25のうちゲートパッド101から露出した部分にも電気的に接続されている。
第3ライン部109cは、ゲートパッド101に対して第2方向Yの他方側(第2側面5B側)において第1方向Xに延びるライン状に形成され、第1ライン部109aおよび第2ライン部109bに接続されている。つまり、第3ライン部109c(第3ライン配線109)は、第1抵抗配線105および第2抵抗配線106を電気的に接続させている。第3ライン部109cは、積層方向に複数のゲート構造25および複数のソース構造30に対向している。
第4ライン配線110は、ゲートパッド101に対して第2方向Yの他方側(第2側面5B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。具体的には、第4ライン配線110は、第3ライン配線109(第3ライン部109c)から活性領域12の内方部に向けて引き出され、第1抵抗配線105、第2抵抗配線106および第3ライン配線109を介して複数の抵抗構造50(複数の抵抗膜85)に電気的に接続されている。
第4ライン配線110は、平面視において複数のゲート構造25の内方部および複数のソース構造30の内方部に交差(具体的には直交)している。第4ライン配線110は、層間膜86の上から複数のゲート開口87内に入り込み、複数のゲート開口87内において複数のゲート構造25の内方部に電気的に接続されている。具体的には、第4ライン配線110は、複数のゲート開口87内において複数のゲート接続電極83に接続され、複数のゲート接続電極83を介して複数のゲート構造25の内方部に電気的に接続されている。
図14および図15を参照して、ゲート電極100は、この形態では、ゲートパッド101から間隔を空けて層間膜86の上に配置されたゲートサブパッド111を含む。ゲートサブパッド111は、「サブパッド電極」等と称されてもよい。ゲートサブパッド111の有無は任意であり、必要に応じて省略されてもよい。
ゲートサブパッド111は、製造工程中にゲート抵抗RGを測定するための電気テスト用のパッド(ダミーパッド)であり、複数の抵抗構造50(複数の抵抗膜85)を介してゲートパッド101に電気的に接続されている。電気テストでは、ゲートパッド101およびゲートサブパッド111の間にテスト信号が付与される。
たとえば、ゲート電位がゲートパッド101およびゲートサブパッド111のいずれか一方に付与され、グランド電位が他方に付与されてもよい。つまり、ゲートサブパッド111は、ゲートパッド101とは異なる電位が付与される端子である。ゲートサブパッド111は、製造工程後においては開放端子であり、ボンディングワイヤ等の導電接合部材の接続対象から外される。
たとえば、半導体装置1Aが半導体パッケージに搭載される場合、ゲートサブパッド111の全域は絶縁体(たとえば複数のフィラーおよびマトリクス樹脂を含む封止樹脂)によって直接的にまたは間接的に被覆され、他の構造物から電気的に絶縁される。むろん、ゲートサブパッド111は、ボンディングワイヤ等を介して半導体パッケージのリード端子に電気的に接続され、半導体パッケージへの搭載後においてもテスト信号が入力されるように構成されてもよい。
ゲートサブパッド111の配置箇所は任意である。ゲートサブパッド111は、平面視において活性面8の中央部を第1方向Xに横切る仮想ラインに対して第2方向Yの一方側(第1側面5A側)の領域に配置されている。ゲートサブパッド111は、この形態では、平面視において活性面8の中央部を第2方向Yに横切る仮想ラインに対して第1方向Xの一方側または他方側にずれて配置されている。
ゲートサブパッド111は、活性領域12、第1側端領域13、第2側端領域14、第1終端領域15、第2終端領域16、第1ダミー領域18、第2ダミー領域19および外周領域20のうちの少なくとも1つの領域の上に配置されていてもよい。ゲートサブパッド111は、この形態では、平面視において第1側端領域13、第2側端領域14、第1終端領域15、第2終端領域16、抵抗領域17、第1ダミー領域18および第2ダミー領域19から間隔を空けて活性領域12の上に配置されている。
ゲートサブパッド111は、この形態では、ゲートパッド101から第1方向Xの一方側(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111は、ゲートパッド101の平面積未満の平面積を有している。ゲートサブパッド111は、第2方向Yに関して、ゲートパッド101よりも幅狭に形成され、ゲート配線102(第1抵抗配線105)よりも幅広に形成されている。
ゲートサブパッド111は、層間膜86を挟んで複数のゲート構造25および複数のソース構造30に部分的に対向している。ゲートサブパッド111は、平面視において複数の側端構造35の第1方向Xの端部の位置から活性面8の内方に間隔を空けて配置され、第1方向Xに複数の側端構造35に対向している。ゲートサブパッド111は、積層方向に複数の側端構造35に対向していない。
ゲートサブパッド111は、平面視において複数のゲート構造25の第1方向Xの両端部の位置から活性面8の内方に間隔を空けて配置されている。ゲートサブパッド111は、層間膜86を挟んで複数のゲート構造25の内方部を被覆し、複数のゲート構造25の両端部を露出させている。ゲートサブパッド111は、層間膜86を挟んで複数のソース構造30の内方部を被覆し、複数のソース構造30の両端部を露出させている。
ゲートサブパッド111は、層間膜86を挟んでボディ領域21、ソース領域22、複数の第1ウェル領域65、複数の第2ウェル領域66および複数のコンタクト領域72に対向している。ゲートサブパッド111は、この形態では、ゲート接続電極83から水平方向に間隔を空けて層間膜86の上に配置され、積層方向にゲート接続電極83に対向していない。つまり、ゲートサブパッド111は、ゲート構造25のうちゲート接続電極83から露出した部分に対向している。
ゲートサブパッド111は、サイドウォール配線81のオーバラップ部82から水平方向に間隔を空けて層間膜86の上に配置され、積層方向にオーバラップ部82に対向していない。つまり、ゲートサブパッド111は、平面視においてサイドウォール配線81によって取り囲まれた領域の上に配置されている。
ゲートサブパッド111は、この形態では、ゲート配線102に接続されている。つまり、ゲートサブパッド111は、ゲート配線102と同電位に固定され、ゲート配線102を介して複数の抵抗構造50(複数の抵抗膜85)に電気的に接続されている。ゲート配線102の配線抵抗を鑑みると、ゲートサブパッド111はゲート配線102のうちの抵抗領域17の近傍に位置する部分に接続されることが好ましい。
たとえば、ゲートサブパッド111は、第1抵抗配線105、第2抵抗配線106、第1ライン配線107の第1延部107a、第2ライン配線108の第3延部108a、第3ライン配線109の第1ライン部109a、第3ライン配線109の第2ライン部109b等に接続されることが好ましい。ゲートサブパッド111は、この形態では、第3ライン配線109(第1ライン部109a)に接続されている。
ゲート電極100は、抵抗膜85の厚さよりも大きい厚さを有していることが好ましい。ゲート電極100の厚さは、層間膜86の厚さよりも大きいことが好ましい。ゲート電極100の厚さは、0.5μm以上10μm以下であってもよい。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、この形態では、層間膜86側からこの順に積層された第1電極膜112および第2電極膜113を含む積層構造を有している。第1電極膜112は、バリア電極として形成されている。第1電極膜112は、Ti膜、TiN膜およびW膜のうちの少なくとも1つを含む。第1電極膜112は、この形態では、Ti膜を含む。
第2電極膜113は、第1電極膜112の厚さよりも大きい厚さを有し、ゲート電極100の本体を形成している。第2電極膜113は、Al膜、Cu膜、Al合金膜およびCu合金膜のうちの少なくとも1種を含む。第2電極膜113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。第2電極膜113は、この形態では、Al合金膜(この形態ではAlSiCu合金膜)を含む。
ゲートパッド101の第1電極膜112は、パッド本体部103において層間膜86を膜状に被覆し、引き出し部104において層間膜86の上から複数の第1抵抗開口91内に入り込んでいる。ゲートパッド101の第1電極膜112は、複数の第1抵抗開口91の開口壁面を膜状に被覆し、複数の抵抗膜85を膜状に被覆している。
ゲートパッド101の第2電極膜113は、パッド本体部103において第1電極膜112を膜状に被覆し、第1電極膜112を挟んで層間膜86に対向している。ゲートパッド101の第2電極膜113は、引き出し部104において第1電極膜112を膜状に被覆し、複数の第1抵抗開口91を埋め戻している。ゲートパッド101の第2電極膜113は、複数の第1抵抗開口91内において第1電極膜112を介して抵抗膜85に電気的に接続されている。
ゲート配線102の第1電極膜112は、層間膜86を膜状に被覆し、層間膜86の上から複数のゲート開口87、複数の第2抵抗開口92および複数の第3抵抗開口93に入り込んでいる。ゲート配線102の第1電極膜112は、複数のゲート開口87の開口壁面を膜状に被覆し、複数のゲート接続電極83を膜状に被覆している。ゲート配線102の第1電極膜112は、複数の第2抵抗開口92の開口壁面および複数の第3抵抗開口93の開口壁面を膜状に被覆し、複数の抵抗膜85を膜状に被覆している。
ゲート配線102の第2電極膜113は、ゲート配線102の第1電極膜112を挟んで複数のゲート開口87、複数の第2抵抗開口92および複数の第3抵抗開口93を埋め戻し、層間膜86の上において第1電極膜112を膜状に被覆している。ゲート配線102の第2電極膜113は、第1電極膜112を介して複数のゲート接続電極83および複数の抵抗膜85に電気的に接続されている。
半導体装置1Aは、ゲート電極100から間隔を空けて層間膜86の上に配置されたソース電極120を含む。ソース電極120は、抵抗膜85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、この形態では、少なくとも1つ(この形態では複数)のソースパッド121およびソース配線122を含む。ソースパッド121は「低電位パッド電極」、「ソースパッド電極」等と称されてもよい。ソース配線122は「低電位配線電極」、「ソース配線電極」等と称されてもよい。
ソースパッド121は、第1ソースパッド121Aおよび第2ソースパッド121Bを含む。第1ソースパッド121Aは、層間膜86のうち活性領域12を被覆する部分の上において、第1方向Xの一方側の領域に配置されている。具体的には、第1ソースパッド121Aは、第1ライン配線107、第3ライン配線109および第4ライン配線110によって区画された領域に配置されている。
第1ソースパッド121Aは、抵抗領域17の平面積よりも大きく、活性領域12の平面積よりも小さい平面積を有している。第1ソースパッド121Aの平面積は、ゲートパッド101の平面積よりも大きい。活性面8(第1主面3)に占める第1ソースパッド121Aの割合は、25%以上50%以下であることが好ましい。
第1ソースパッド121Aは、平面視において第1側端領域13から間隔を空けて活性領域12の上に配置されている。つまり、第1ソースパッド121Aは、平面視において複数の側端構造35の第1方向Xの端部の位置から活性面8の内方に間隔を空けて配置され、第1方向Xに複数の側端構造35に対向している。第1ソースパッド121Aは、積層方向に複数の側端構造35に対向していない。
第1ソースパッド121Aは、層間膜86を挟んで複数のゲート構造25および複数のソース構造30に部分的に対向している。第1ソースパッド121Aは、平面視において複数のゲート構造25の第1方向Xの両端部の位置から活性面8の内方に間隔を空けて配置されている。
第1ソースパッド121Aは、層間膜86を挟んで複数のゲート構造25の内方部を被覆し、複数のゲート構造25の両端部を露出させている。第1ソースパッド121Aは、層間膜86を挟んで複数のソース構造30の内方部を被覆し、複数のソース構造30の両端部を露出させている。
第1ソースパッド121Aは、層間膜86の上から複数のソース開口88に入り込み、複数のソース開口88内において複数のソース構造30、ソース領域22および複数のコンタクト領域72に電気的に接続されている。
第1ソースパッド121Aは、この形態では、第1パッド部121aおよび第2パッド部121bを含む。第1パッド部121aには、外部からメインソース用のソース電位が付与されてもよい。第2パッド部121bには、外部からソースセンス用のソース電位が付与されてもよい。むろん、第2パッド部121bには、メインソース用のソース電位が付与されてもよい。
第1パッド部121aは、ゲートパッド101に対して第2方向Yの他方側(第2側面5B側)の領域に位置し、第2方向Yにゲートパッド101に対向している。第2パッド部121bは、ゲートパッド101に対して第1方向Xの一方側(第3側面5C側)の領域に位置し、第1方向Xにゲートパッド101に対向している。
具体的には、第2パッド部121bは、ゲート配線102の一部(第3ライン配線109)を挟んで第1方向Xにゲートパッド101に対向している。第2パッド部121bは、平面視において第1方向Xに少なくとも1つの抵抗構造50(少なくとも1つの抵抗膜85)に対向していてもよい。
第2パッド部121bは、この形態では、平面視においてゲートサブパッド111を挟んでゲートパッド101に対向している。第2パッド部121bのうちゲートサブパッド111に沿う部分は、平面視においてゲートサブパッド111に沿って四角形状に窪んでいる。
第2パッド部121bは、活性領域12から第1ダミー領域18に引き出され、少なくとも1つの第1ダミー構造55を被覆していてもよい。むろん、第2パッド部121bは、少なくとも1つの第2ダミー構造60を被覆していてもよい。
第2パッド部121bは、この形態では、少なくとも1つ(この形態では複数)のソース開口88を介して、ゲートパッド101の直下に配置された少なくとも1つ(この形態では複数)のソース構造30のうちゲートパッド101から露出した部分に接続されている。第2パッド部121bは、ゲートパッド101の直下に配置された複数のソース構造30に沿うソース領域22およびコンタクト領域72にも接続されている。
第2ソースパッド121Bは、層間膜86のうち活性領域12を被覆する部分の上において、第1方向Xの他方側の領域に配置されている。具体的には、第2ソースパッド121Bは、第2ライン配線108、第3ライン配線109および第4ライン配線110によって区画された領域に配置され、第1方向Xに第1ソースパッド121Aに対向している。
第2ソースパッド121Bは、抵抗領域17の平面積よりも大きく、活性領域12の平面積よりも小さい平面積を有している。第2ソースパッド121Bの平面積は、ゲートパッド101の平面積よりも大きい。活性面8(第1主面3)に占める第2ソースパッド121Bの割合は、25%以上50%以下であることが好ましい。
第2ソースパッド121Bは、平面視において第2側端領域14から間隔を空けて活性領域12の上に配置されている。つまり、第2ソースパッド121Bは、平面視において複数の側端構造35の第1方向Xの端部の位置から活性面8の内方に間隔を空けて配置され、第1方向Xに複数の側端構造35に対向している。第2ソースパッド121Bは、積層方向に複数の側端構造35に対向していない。
第2ソースパッド121Bは、層間膜86を挟んで複数のゲート構造25および複数のソース構造30に部分的に対向している。第2ソースパッド121Bは、平面視において複数のゲート構造25の第1方向Xの両端部の位置から活性面8の内方に間隔を空けて配置されている。
第2ソースパッド121Bは、層間膜86を挟んで複数のゲート構造25の内方部を被覆し、複数のゲート構造25の両端部を露出させている。第2ソースパッド121Bは、層間膜86を挟んで複数のソース構造30の内方部を被覆し、複数のソース構造30の両端部を露出させている。
第2ソースパッド121Bは、層間膜86の上から複数のソース開口88に入り込み、複数のソース開口88内において複数のソース構造30、ソース領域22および複数のコンタクト領域72に電気的に接続されている。
第2ソースパッド121Bは、この形態では、第3パッド部121cおよび第4パッド部121dを含む。第3パッド部121cには、外部からメインソース用のソース電位が付与されてもよい。第4パッド部121dには、外部からソースセンス用のソース電位が付与されてもよい。むろん、第4パッド部121dには、メインソース用のソース電位が付与されてもよい。
第3パッド部121cは、ゲートパッド101に対して第2方向Yの他方側(第2側面5B側)の領域に位置し、第1方向Xに第1パッド部121aに対向し、第2方向Yにゲートパッド101に対向している。第4パッド部121dは、ゲートパッド101に対して第1方向Xの他方側(第4側面5D側)の領域に位置し、第1方向Xにゲートパッド101を挟んで第2パッド部121bに対向している。
具体的には、第4パッド部121dは、ゲート配線102の一部(第3ライン配線109)を挟んで第1方向Xにゲートパッド101に対向している。第4パッド部121dは、平面視において第1方向Xに少なくとも1つの抵抗構造50(少なくとも1つの抵抗膜85)に対向していてもよい。
第4パッド部121dは、活性領域12から第2ダミー領域19に引き出され、少なくとも1つの第1ダミー構造55を被覆していてもよい。むろん、第4パッド部121dは、少なくとも1つの第2ダミー構造60を被覆していてもよい。
第4パッド部121dは、この形態では、少なくとも1つ(この形態では複数)のソース開口88を介して、ゲートパッド101の直下に配置された少なくとも1つ(この形態では複数)のソース構造30のうちゲートパッド101から露出した部分に接続されている。第2ソースパッド121Bは、ゲートパッド101の直下に配置された複数のソース構造30に沿うソース領域22およびコンタクト領域72にも接続されている。
ソース配線122は、ソースパッド121に付与されたソース電位を他の領域に伝達する。ソース配線122は、この形態では、ゲート配線102よりも外周領域20側に位置するようにソースパッド121から層間膜86の上に引き出されている。ソース配線122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122は、第1~第4接続面10A~10Dに沿って延びる帯状に形成され、層間膜86を挟んでサイドウォール配線81に対向している。ソース配線122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)に形成されている。
ソース配線122は、活性面8において第1側端領域13、第2側端領域14、第1終端領域15、第2終端領域16、第1ダミー領域18および第2ダミー領域19を被覆し、活性領域12を取り囲んでいる。つまり、ソース配線122は、抵抗膜85、ゲートパッド101、ゲート配線102、複数のソースパッド121を取り囲んでいる。ソース配線122は、抵抗膜85よりも外周面9側に配置され、第2方向Yに抵抗膜85に対向する部分を有している。
ソース配線122は、外周領域20において層間膜86の上からアウター開口89に入り込み、アウター開口89内においてアウターコンタクト領域74およびサイドウォール配線81に電気的に接続されている。ソースパッド121に付与されたソース電位は、ソース配線122を介してサイドウォール配線81に伝達される。サイドウォール配線81に付与されたソース電位は、外周領域20から複数のソース構造30、複数の側端構造35、複数の終端構造40、複数の第1ダミー構造55および複数の第2ダミー構造60に伝達される。
ソース電極120は、抵抗膜85の厚さよりも大きい厚さを有していることが好ましい。ソース電極120の厚さは、層間膜86の厚さよりも大きいことが好ましい。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の厚さは、0.5μm以上10μm以下であってもよい。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は、この形態では、層間膜86側からこの順に積層された第1電極膜123および第2電極膜124を含む積層構造を有している。第1電極膜123は、バリア電極として形成されている。第1電極膜123は、Ti膜、TiN膜およびW膜のうちの少なくとも1つを含む。第1電極膜123は、この形態では、Ti膜を含む。第1電極膜123は、ゲート電極100の第1電極膜112とほぼ等しい厚さを有していることが好ましい。
第2電極膜124は、第1電極膜123の厚さよりも大きい厚さを有し、ソース電極120の本体を形成している。第2電極膜124は、ゲート電極100の第2電極膜113とほぼ等しい厚さを有していることが好ましい。第2電極膜124は、Al膜、Cu膜、Al合金膜およびCu合金膜のうちの少なくとも1種を含む。
第2電極膜124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。第2電極膜124は、この形態では、Al合金膜(この形態ではAlSiCu合金膜)を含む。
半導体装置1Aは、ゲート電極100、ソース電極120および層間膜86を選択的に被覆するパッド絶縁膜130を含む。ゲート電極100に関して、パッド絶縁膜130は、ゲートパッド101の周縁部、ゲートサブパッド111の周縁部およびゲート配線102の全域を被覆している。
パッド絶縁膜130は、この形態では、ゲートパッド101の引き出し部104を被覆している。つまり、パッド絶縁膜130は、ゲートパッド101のうちの複数の抵抗構造50(複数の抵抗膜85)に対する接続部(つまり引き出し部104)を被覆している。パッド絶縁膜130は、第1抵抗配線105および第2抵抗配線106を被覆している。つまり、パッド絶縁膜130は、ゲート配線102のうちの複数の抵抗構造50(複数の抵抗膜85)に対する接続部(つまり第1抵抗配線105および第2抵抗配線106)を被覆している。
パッド絶縁膜130は、層間膜86のうちゲートパッド101(引き出し部104)およびゲート配線102(第1抵抗配線105および第2抵抗配線106)の間の領域から露出した間隙部を被覆し、当該間隙部を挟んで複数の抵抗構造50(複数の抵抗膜85)を被覆している。パッド絶縁膜130は、平面視において複数の抵抗構造50(複数の抵抗膜85)の全域を被覆していることが好ましい。
パッド絶縁膜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111の内方部を露出させるゲートサブパッド開口132を有している。
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、ゲートパッド101のパッド本体部103を露出させている。ゲートパッド開口131は、平面視において四角形状以外の多角形状、円形状等に形成されていてもよい。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、ゲートパッド開口131の平面積未満の平面積を有している。ゲートサブパッド開口132は、平面視において四角形状以外の多角形状、円形状等に形成されていてもよい。
ソース電極120に関して、パッド絶縁膜130は、第1ソースパッド121Aの周縁部、第2ソースパッド121Bの周縁部およびソース配線122の全域を被覆している。パッド絶縁膜130は、第1パッド部121aを露出させる第1ソースパッド開口133、第2パッド部121bを露出させる第2ソースパッド開口134、第3パッド部121cを露出させる第3ソースパッド開口135、および、第4パッド部121dを露出させる第4ソースパッド開口136を含む。
第2ソースパッド開口134は第1ソースパッド開口133から間隔を空けて第2パッド部121bを露出させ、第4ソースパッド開口136は、第3ソースパッド開口135から間隔を空けて第4パッド部121dを露出させている。
第1~第4ソースパッド開口133~136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ことが好ましい。第1~第4ソースパッド開口133~136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。むろん、第2ソースパッド開口134の平面積および第4ソースパッド開口136の平面積は、ゲートパッド開口131の平面積よりも小さくてもよい。
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の平面積未満であることが好ましい。第3ソースパッド開口135の平面積は、第2ソースパッド開口134の平面積よりも大きいことが好ましい。第3ソースパッド開口135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4ソースパッド開口136の平面積は、第3ソースパッド開口135の平面積未満であることが好ましい。第4ソースパッド開口136の平面積は、第2ソースパッド開口134の平面積とほぼ等しいことが好ましい。第1~第4ソースパッド開口133~136は、平面視において四角形状に形成されている。第1~第4ソースパッド開口133~136は、平面視において四角形状以外の多角形状、円形状等に形成されていてもよい。
この形態では、第2ソースパッド開口134が第1ソースパッド開口133から間隔を空けて形成された例が示された。しかし、第2ソースパッド開口134は、第1ソースパッド開口133に接続され、第1ソースパッド開口133と1つのパッド開口を形成していてもよい。同様に、第4ソースパッド開口136は、第3ソースパッド開口135に接続され、第3ソースパッド開口135と1つのパッド開口を形成していてもよい。
パッド絶縁膜130は、外周領域20において層間膜86を挟んでアウターウェル領域73、アウターコンタクト領域74および複数のフィールド領域75を被覆している。パッド絶縁膜130は、第1~第4接続面10A~10Dにおいて層間膜86およびソース配線122を挟んでサイドウォール配線81を被覆している。
パッド絶縁膜130は、外周領域20においてチップ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、層間膜86を露出させている。
むろん、主面絶縁膜80および層間膜86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。
パッド絶縁膜130は、ゲート電極100の厚さおよびソース電極120の厚さよりも大きい厚さを有していることが好ましい。パッド絶縁膜130の厚さは、ゲート電極100の厚さおよびソース電極120の厚さの総厚さよりも大きいことが好ましい。パッド絶縁膜130の厚さは、チップ2の厚さ未満であることが好ましい。パッド絶縁膜130の厚さは、3μm以上35μm以下であってもよい。パッド絶縁膜130の厚さは、25μm以下であることが好ましい。
パッド絶縁膜130は、この形態では、チップ2側(層間膜86側)からこの順に積層された無機絶縁膜141および有機絶縁膜142を含む積層構造を有している。パッド絶縁膜130は、無機絶縁膜141および有機絶縁膜142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141および有機絶縁膜142を同時に含む必要はない。
無機絶縁膜141は、ゲート電極100、ソース電極120および層間膜86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3ソースパッド開口135の一部、第4ソースパッド開口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141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141は、層間膜86とは異なる絶縁材料を含むことが好ましい。無機絶縁膜141は、窒化シリコン膜を含むことが好ましい。無機絶縁膜141は、層間膜86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141の厚さは、0.1μm以上5μm以下であってもよい。
有機絶縁膜142は、無機絶縁膜141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3ソースパッド開口135の一部、第4ソースパッド開口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142は、ゲートパッド開口131の壁面において無機絶縁膜141を露出させていてもよい。有機絶縁膜142は、ゲートサブパッド開口132の壁面において無機絶縁膜141を露出させていてもよい。有機絶縁膜142は、第1ソースパッド開口133の壁面において無機絶縁膜141を露出させていてもよい。有機絶縁膜142は、第2ソースパッド開口134の壁面において無機絶縁膜141を露出させていてもよい。
有機絶縁膜142は、第3ソースパッド開口135の壁面において無機絶縁膜141を露出させていてもよい。有機絶縁膜142は、第4ソースパッド開口136の壁面において無機絶縁膜141を露出させていてもよい。有機絶縁膜142は、ダイシングストリート137の壁面において無機絶縁膜141を露出させていてもよい。むろん、有機絶縁膜142は、無機絶縁膜141を露出させないように無機絶縁膜141の全域を被覆していてもよい。
有機絶縁膜142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142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142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142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142は、無機絶縁膜141の厚さよりも大きい厚さを有していることが好ましい。有機絶縁膜142の厚さは、層間膜86の厚さよりも大きいことが好ましい。有機絶縁膜142の厚さは、ゲート電極100の厚さおよびソース電極120の厚さよりも大きいことが特に好ましい。有機絶縁膜142の厚さは、3μm以上30μm以下であってもよい。有機絶縁膜142の厚さは、20μm以下であることが好ましい。
半導体装置1Aは、第2主面4を被覆するドレイン電極145を含む。ドレイン電極145は「ドレインパッド」、「ドレインパッド電極」、「高電位パッド電極」等と称されてもよい。ドレイン電極145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145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。ドレイン電極145は、チップ2の周縁部を部分的に露出させるように第2主面4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145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以上であってもよい。ブレークダウン電圧は、600V以上であってもよい。ブレークダウン電圧は、1000V以上であってもよい。ブレークダウン電圧は、3000V以上であってもよい。ブレークダウン電圧は、5000V以下であってもよい。むろん、ブレークダウン電圧は、3000V以下であってもよい。
図30は、ゲート抵抗RGの電気的構成を示す回路図である。図30に示されるように、ゲート配線102は、ゲート抵抗RG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RGは、第1並列抵抗回路RC1および第2並列抵抗回路RC2の並列回路によって構成されている。
第1並列抵抗回路RC1は、ゲートパッド101および第1抵抗配線105の間に電気的に介在され、並列接続された複数の第1抵抗要素R1によって構成されている。複数の第1抵抗要素R1は、ゲートパッド101および第1抵抗配線105の間の領域において、複数の抵抗構造50(各抵抗膜85)のうち第1抵抗開口91および第2抵抗開口92の間に位置する部分によって形成される。つまり、複数の第1抵抗要素R1は、複数の抵抗構造50の一部および複数の抵抗膜85の一部を含む積層構造をそれぞれ有している。
複数の第1抵抗要素R1は、互いに等しい抵抗値を有していてもよいし、互いに異なる抵抗値を有していてもよい。各第1抵抗要素R1の抵抗値は、第1抵抗開口91および第2抵抗開口92の間の距離を調節することによっても調整可能である。
第2並列抵抗回路RC2は、ゲートパッド101および第1抵抗配線105の間に電気的に介在され、並列接続された複数の第2抵抗要素R2によって構成されている。複数の第2抵抗要素R2は、ゲートパッド101および第1抵抗配線105の間の領域において、複数の抵抗構造50(各抵抗膜85)のうち第1抵抗開口91および第3抵抗開口93の間に位置する部分によって形成される。つまり、複数の第2抵抗要素R2は、複数の抵抗構造50の一部および複数の抵抗膜85の一部を含む積層構造をそれぞれ有している。
複数の第2抵抗要素R2は、互いに等しい抵抗値を有していてもよいし、互いに異なる抵抗値を有していてもよい。複数の第2抵抗要素R2は、複数の第1抵抗要素R1と等しい抵抗値を有していてもよいし、複数の第1抵抗要素R1とは異なる抵抗値を有していてもよい。各第2抵抗要素R2の抵抗値は、第1抵抗開口91および第3抵抗開口93の間の距離を調節することによっても調整可能である。
ゲート抵抗RGの抵抗値は、第1並列抵抗回路RC1および第2並列抵抗回路RC2の合成抵抗によって定まる。第1並列抵抗回路RC1の抵抗値は、複数の第1抵抗要素R1の合成抵抗によって定まる。第2並列抵抗回路RC2の抵抗値は、複数の第2抵抗要素R2の合成抵抗によって定まる。
ゲート抵抗RGは、必ずしも第1並列抵抗回路RC1および第2並列抵抗回路RC2の双方を同時に有している必要はなく、第1並列抵抗回路RC1および第2並列抵抗回路RC2のいずれか一方のみによって構成されていてもよい。このような形態は、第2抵抗開口92および第3抵抗開口93の有無や、第1抵抗配線105および第2抵抗配線106の有無をレイアウトレベルで調節することによって実現される。
たとえば、ゲート抵抗RGが第2並列抵抗回路RC2のみからなる場合には、第2抵抗開口92および第1抵抗配線105のいずれか一方または双方を取り除き、ゲート配線102を複数の抵抗構造50(複数の抵抗膜85)の一端部から電気的に切り離せばよい。第2抵抗開口92のみを取り除いた場合、第1抵抗配線105はダミー配線となる。
同様に、ゲート抵抗RGが第1並列抵抗回路RC1のみからなる場合には、第3抵抗開口93および第2抵抗配線106のいずれか一方または双方を取り除き、ゲート配線102を複数の抵抗構造50(複数の抵抗膜85)の他端部から電気的に切り離せばよい。第3抵抗開口93のみを取り除いた場合、第2抵抗配線106はダミー配線となる。
ゲート抵抗RG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RGは、サージ電流に起因するノイズを抑制する。ゲート抵抗RG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1Aに外付け接続されない。したがって、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RGはチップ2の厚さ方向に組み込まれた複数の抵抗構造50を含むため、第1主面3に対するゲート抵抗RGの専有面積は限定的になる。したがって、ゲート抵抗RG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RGは活性領域12および第1終端領域15の間の領域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。
抵抗領域17に配置された複数の抵抗構造50は、活性領域12に配置された複数のゲート構造25と同様の構成を有し、ゲート電位によって制御される。抵抗領域17に配置された複数の第1ダミー構造55は、活性領域12に配置された複数のソース構造30と同様の構成を有し、ソース電位によって制御される。したがって、抵抗領域17内の電界分布は、活性領域12内の電界分布と同様になる。これにより、抵抗領域17のレイアウトに起因する耐圧低下が抑制される。
第1ダミー領域18(第2ダミー領域19)に配置された複数の第1ダミー構造55および複数の第2ダミー構造60は、活性領域12および第1側端領域13(第2側端領域14)に配置された複数のソース構造30および複数の側端構造35と同様の構成を有し、ソース電位によって制御される。
したがって、第1ダミー領域18内の電界分布は、活性領域12および第1側端領域13内の電界分布と同様になる。これにより、第1ダミー領域18(第2ダミー領域19)のレイアウトに起因する耐圧低下が抑制される。第1ダミー領域18(第2ダミー領域19)は、活性領域12および第1終端領域15の間の領域における電界分布の偏りも抑制する。
ゲートパッド101(ゲートサブパッド111)の直下に位置する複数のゲート構造25は、ゲートパッド101の直下外に位置する複数のゲート構造25と同様の構成を有し、ゲート電位によって制御される。ゲートパッド101の直下に位置する複数のソース構造30は、ゲートパッド101の直下外に位置する複数のソース構造30と同様の構成を有し、ソース電位によって制御される。
したがって、チップ2内部におけるゲートパッド101(ゲートサブパッド111)の直下の電界分布は、チップ2内部におけるゲートパッド101の直下外の領域の電界分布と同様になる。したがって、ゲートパッド101のレイアウトに起因する耐圧低下が抑制される。
以上、半導体装置1Aは、チップ2、トレンチ電極型の抵抗構造50および抵抗膜85を含む。チップ2は、第1主面3を有している。抵抗構造50は、第1主面3に形成されている。抵抗膜85は、抵抗構造50を単一の被覆対象として被覆し、抵抗構造50に電気的に接続されている。
この構成によれば、抵抗に付随する新規なレイアウトを有する半導体装置1Aを提供できる。特に、この構成によれば、抵抗膜85が抵抗構造50に対して1対1の対応関係で設けられるため、抵抗膜85を抵抗構造50以外の構造物から電気的に切り離すことができる。これにより、抵抗膜85から電気的に切り離して他の構造物を設計できる。よって、抵抗膜85の電気的特性が他の構造物に起因して変動することが抑制され、他の構造物の電気的特性が抵抗膜85に起因して変動することが抑制される。
別視点において、半導体装置1Aは、チップ2、トレンチ電極型の抵抗構造50、トレンチ電極型の第1ダミー構造55(電極構造)を含む。チップ2は、第1主面3を有している。抵抗構造50は、第1主面3に形成されている。第1ダミー構造55は、抵抗構造50とは異なる電位が付与される構造物であり、抵抗構造50に隣り合うように第1主面3に形成されている。
この構成によれば、抵抗に付随する新規なレイアウトを有する半導体装置1Aを提供できる。たとえば、抵抗構造50よりも深い第1ダミー構造55を形成し、当該第1ダミー構造55を別の抵抗構造50として利用することも考えられる。この場合、第1ダミー構造55は抵抗構造50として機能することから、第1ダミー構造55に対しては抵抗構造50に対する信頼性と同レベルの信頼性が要求される。
一般的に、比較的深いトレンチ構造のプロセス難易度は、比較的浅いトレンチ構造のプロセス難易度よりも高い。そのため、比較的深い第1ダミー構造55に対して生じ得るプロセス誤差は、比較的浅い抵抗構造50に生じ得るプロセス誤差よりも大きい。抵抗構造50に生じ得るプロセス誤差としては、第5トレンチ51の深さや第5絶縁膜52の膜厚等に生じ得るプロセス誤差が例示される。第1ダミー構造55に生じ得るプロセス誤差としては、第6トレンチ56の深さや第6絶縁膜57の膜厚等に生じ得るプロセス誤差が例示される。
したがって、第1ダミー構造55を別の抵抗構造50として利用した場合、第1ダミー構造55の電気的特性がプロセス誤差に起因して抵抗構造50の電気的特性よりも劣る可能性が生じる。このような問題は、第1ダミー構造55に対して厳密なプロセス条件を課すことによって解消できるかもしれない。しかし、このような設計変更は、プロセス難易度をさらに高めるため、コスト負担の増大につながる。
この点、別視点に係る構成によれば、第1ダミー構造55が抵抗構造50から電気的に切り離されている。これにより、第1ダミー構造55から切り離して抵抗構造50を設計でき、抵抗構造50から切り離して第1ダミー構造55を設計できる。よって、第1ダミー構造55に起因する抵抗構造50の信頼性の低下を抑制でき、抵抗構造50に起因する第1ダミー構造55の信頼性の低下を抑制できる。
別視点において、半導体装置1Aは、チップ2、トレンチ電極型の抵抗構造50、トレンチ電極型の第1ダミー構造55(第1電極構造)およびトレンチ電極型の第2ダミー構造60(第2電極構造)を含む。チップ2は、第1主面3を有している。抵抗構造50は、第1主面3に形成されている。
第1ダミー構造55は、抵抗構造50とは異なる電位が付与される構造物であり、抵抗構造50から一方方向(第2方向Y)に間隔を空けて第1主面3に形成されている。第2ダミー構造60は、抵抗構造50とは異なる電位が付与される構造物であり、抵抗構造50から一方方向(第2方向Y)に直行する直行方向(第1方向X)に間隔を空けて第1主面3に形成されている。
この構成によれば、抵抗に付随する新規なレイアウトを有する半導体装置1Aを提供できる。特に、この構成によれば、第1ダミー構造55および第2ダミー構造60が抵抗構造50から電気的に切り離されている。これにより、第1ダミー構造55および第2ダミー構造60から切り離して抵抗構造50を設計でき、抵抗構造50から切り離して第1ダミー構造55および第2ダミー構造60を設計できる。第1ダミー構造55および第2ダミー構造60に起因する抵抗構造50の信頼性の低下を抑制でき、抵抗構造50に起因する第1ダミー構造55および第2ダミー構造60の信頼性の低下を抑制できる。
別視点において、半導体装置1Aは、チップ2、活性台地11(メサ部)および抵抗膜85を含む。チップ2は、第1主面3を有している。活性台地11は、活性面8(第1面部)、外周面9(第2面部)および第1~第4接続面10A~10D(接続面部)によって第1主面3に区画されている。活性面8は、第1主面3の内方に位置している。外周面9は、活性面8外において厚さ方向に窪んでいる。第1~第4接続面10A~10Dは、活性面8および外周面9を接続している。抵抗膜85は、活性面8の上に配置されている。
この構成によれば、抵抗に付随する新規なレイアウトを有する半導体装置1Aを提供できる。特に、この構成によれば、活性面8の上に抵抗膜85が配置されているため、外周面9側の電気的特性やレイアウトが抵抗膜85によって制限されることを抑制できる。
別視点において、半導体装置1Aは、チップ2、活性台地11(メサ部)およびトレンチ電極型の抵抗構造50を含む。チップ2は、第1主面3を有している。活性台地11は、活性面8(第1面部)、外周面9(第2面部)および第1~第4接続面10A~10D(接続面部)によって第1主面3に区画されている。活性面8は、第1主面3の内方に位置している。外周面9は、活性面8外において厚さ方向に窪んでいる。第1~第4接続面10A~10Dは、活性面8および外周面9を接続している。抵抗構造50は、活性面8に形成されている。
この構成によれば、抵抗に付随する新規なレイアウトを有する半導体装置1Aを提供できる。特に、この構成によれば、活性面8に抵抗構造50が形成されているため、外周面9側の電気的特性やレイアウトが抵抗構造50によって制限されることを抑制できる。
半導体装置1Aに係るレイアウトは、とりわけ、SiC単結晶を含むチップ2が採用される場合において有効である。半導体装置1Aに係るレイアウトは、SiC半導体装置(ワイドバンドギャップ半導体装置)における抵抗に付随したデザインに対して種々の観点から電気的特性の向上に寄与する種々の着想を提供する。以下、抵抗領域17等の他のレイアウト例が示される。
図31は、第2レイアウト例に係る抵抗領域17を示す拡大平面図である。図32は、抵抗領域17の内方部のレイアウト例を示す拡大平面図である。図33は、図32に示すXXXIII-XXXIII線に沿う断面図である。図34は、図32に示すXXXIV-XXXIV線に沿う断面図である。図35は、図32に示すXXXV-XXXV線に沿う断面図である。
前述の第1レイアウト例に係る抵抗領域17では、1つの抵抗構造50に対して1対1の対応関係で1つの抵抗膜85が設けられていた。これに対して、第2レイアウト例に係る抵抗領域17では、1つの抵抗構造50に対して1対多の対応関係で複数の抵抗膜85が設けられている。
具体的には、複数の抵抗膜85は、複数の第1抵抗膜151、複数の第2抵抗膜152および複数の第3抵抗膜153を含む。複数の第1抵抗膜151は、対応する1つの抵抗構造50の内方側の領域を単一の被覆対象として膜状に被覆している。換言すると、各第1抵抗膜151は、各抵抗構造50の内方部に対して1対1の対応関係で設けられ、対応する1つの抵抗構造50に電気的に接続されている。
複数の第1抵抗膜151は、対応する抵抗構造50の両端部から内方に間隔を空けて対応する抵抗構造50の内方部を被覆している。複数の第1抵抗膜151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、第2方向Yに互いに対向している。つまり、複数の第1抵抗膜151は、平面視において複数の抵抗構造50に沿って延びるストライプ状に配列されている。
複数の第1抵抗膜151は、被覆対象外の抵抗構造50から第2方向Yに間隔を空けて配置され、被覆対象外の抵抗構造50を露出させている。複数の第1抵抗膜151は、複数の第1ダミー構造55から第2方向Yに間隔を空けて配置され、複数の第1ダミー構造55を露出させている。つまり、複数の第1抵抗膜151は、平面視において第2方向Yに複数の第1ダミー構造55と交互に配列されている。
複数の第1抵抗膜151は、複数の第2ダミー構造60から第1方向Xに間隔を空けて配置され、複数の第2ダミー構造60を露出させている。つまり、複数の第1抵抗膜151は、平面視において第1方向Xに複数の第2ダミー構造60に対向し、平面視において第2方向Yに複数の第2ダミー構造60に対向していない。
複数の第2抵抗膜152は、複数の第1抵抗膜151から第1方向Xの一方側に間隔を空けて対応する1つの抵抗構造50の一端側の領域を単一の被覆対象として膜状に被覆している。換言すると、各第2抵抗膜152は、各抵抗構造50の一端部に対して1対1の対応関係で設けられ、対応する1つの抵抗構造50に電気的に接続されている。
複数の第2抵抗膜152は、複数の第1抵抗膜151との間の領域から対応する第5埋設電極53の一部を露出させている。複数の第2抵抗膜152は、この形態では、複数の抵抗構造50の一端部から複数の第1抵抗膜151側に間隔を空けて形成され、複数の抵抗構造50の一端部との間の領域から対応する第5埋設電極53の一部を露出させている。むろん、複数の第2抵抗膜152は、対応する抵抗構造50の一端部を被覆していてもよい。
複数の第2抵抗膜152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、第2方向Yに互いに対向している。つまり、複数の第2抵抗膜152は、平面視において複数の抵抗構造50に沿って延びるストライプ状に配列されている。
複数の第2抵抗膜152は、被覆対象外の抵抗構造50から第2方向Yに間隔を空けて配置され、被覆対象外の抵抗構造50を露出させている。複数の第2抵抗膜152は、複数の第2ダミー構造60から第2方向Yに間隔を空けて配置され、複数の第2ダミー構造60を露出させている。つまり、複数の第2抵抗膜152は、平面視において第2方向Yに複数の第1ダミー構造55と交互に配列されている。
複数の第2抵抗膜152は、複数の第2ダミー構造60から第1方向Xに間隔を空けて配置され、複数の第2ダミー構造60を露出させている。つまり、複数の第2抵抗膜152は、平面視において第1方向Xに複数の第2ダミー構造60に対向し、平面視において第2方向Yに複数の第2ダミー構造60に対向していない。
複数の第3抵抗膜153は、複数の第1抵抗膜151から第1方向Xの他方側に間隔を空けて対応する1つの抵抗構造50の他端側の領域を単一の被覆対象として膜状に被覆している。換言すると、各第3抵抗膜153は、各抵抗構造50の他端部に対して1対1の対応関係で設けられ、対応する1つの抵抗構造50に電気的に接続されている。
複数の第3抵抗膜153は、複数の第1抵抗膜151との間の領域から対応する第5埋設電極53の一部を露出させている。複数の第3抵抗膜153は、この形態では、複数の抵抗構造50の他端部から複数の第1抵抗膜151側に間隔を空けて形成され、複数の抵抗構造50の他端部との間の領域から対応する第5埋設電極53の一部を露出させている。むろん、複数の第3抵抗膜153は、対応する抵抗構造50の他端部を被覆していてもよい。
複数の第3抵抗膜153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、第2方向Yに互いに対向している。つまり、複数の第3抵抗膜153は、平面視において複数の抵抗構造50に沿って延びるストライプ状に配列されている。複数の第3抵抗膜153は、第1方向Xに複数の第1抵抗膜151を挟んで複数の第2抵抗膜152に対向している。
複数の第3抵抗膜153は、被覆対象外の抵抗構造50から第2方向Yに間隔を空けて配置され、被覆対象外の抵抗構造50を露出させている。複数の第3抵抗膜153は、複数の第2ダミー構造60から第2方向Yに間隔を空けて配置され、複数の第2ダミー構造60を露出させている。つまり、複数の第3抵抗膜153は、平面視において第2方向Yに複数の第1ダミー構造55と交互に配列されている。
複数の第3抵抗膜153は、複数の第2ダミー構造60から第1方向Xに間隔を空けて配置され、複数の第2ダミー構造60を露出させている。つまり、複数の第3抵抗膜153は、平面視において第1方向Xに複数の第2ダミー構造60に対向し、平面視において第2方向Yに複数の第2ダミー構造60に対向していない。
複数の抵抗膜85(第1~第3抵抗膜151~153)は、第1レイアウト例の場合と同様、対応する抵抗構造50を被覆する部分において第5埋設電極53に接続され、当該第5埋設電極53の上から主面絶縁膜80の上に引き出された部分を有している。つまり、複数の抵抗膜85は、第2方向Yに関して、対応する抵抗構造50よりも幅広に形成されている。
複数の抵抗膜85(第1~第3抵抗膜151~153)は、対応する第5埋設電極53と同一の導電材料からなり、当該第5埋設電極53と一体的に形成されている。つまり、複数の抵抗膜85は、第5埋設電極53の一部が抵抗構造50外の領域(主面絶縁膜80の上)に膜状に引き出された部分を含む。むろん、複数の抵抗膜85は、第5埋設電極53とは別体的に形成されていてもよい。その他、複数の抵抗膜85(第1~第3抵抗膜151~153)に係る他の説明は、第1レイアウト例に係る抵抗膜85の説明が適用される。
前述の複数の第1抵抗開口91は、この形態では、1対1の対応関係で複数の第1抵抗膜151をそれぞれ露出させている。複数の第2抵抗開口92は、この形態では、1対1の対応関係で複数の第2抵抗膜152をそれぞれ露出させている。複数の第3抵抗開口93は、この形態では、1対1の対応関係で複数の第3抵抗膜153をそれぞれ露出させている。その他の構成は、第1レイアウト例の場合と同様である。
第2レイアウト例に係るゲート抵抗RGは、第1レイアウト例の場合と同様、第1並列抵抗回路RC1および第2並列抵抗回路RC2の並列回路によって構成される(図30も併せて参照)。
第2レイアウト例の場合、各第1抵抗要素R1は、第5埋設電極53のうち第1抵抗膜151および第2抵抗膜152の間の領域に位置する部分によって形成される。この構成によれば、各第1抵抗要素R1の抵抗値は、複数の抵抗膜85の膜厚に生じるプロセス誤差を受け難い。したがって、各第1抵抗要素R1の信頼性が向上される。
同様に、各第2抵抗要素R2は、第5埋設電極53のうち第1抵抗膜151および第3抵抗膜153の間の領域に位置する部分によって形成される。この構成によれば、各第2抵抗要素R2の抵抗値は、複数の抵抗膜85の膜厚に生じるプロセス誤差を受け難い。したがって、各第2抵抗要素R2の信頼性が向上される。
図36は、第3レイアウト例に係る抵抗領域17を示す拡大平面図である。前述の第1レイアウト例に係る抵抗領域17では、第1並列抵抗回路RC1および第2並列抵抗回路RC2を含むゲート抵抗RGが構成されていた。これに対して、第3レイアウト例に係る抵抗領域17では、3つ以上の並列抵抗回路を含むゲート抵抗RGが構成されている。
複数の抵抗構造50および複数の抵抗膜85のレイアウトは、第1レイアウト例の場合と同様である。前述の複数の抵抗開口90は、この形態では、複数の第1抵抗開口155および複数の第2抵抗開口156を含む。複数の第1抵抗開口155は、各抵抗構造50に対して1対多の対応関係で設けられている。つまり、複数の第1抵抗開口155が1つの抵抗構造50に対応して設けられている。
1つの抵抗構造50に関して、複数の第1抵抗開口155は、第1方向Xに間隔を空けて配列され、1つの抵抗膜85を複数個所から露出させている。複数の抵抗構造50(抵抗膜85)に関して、複数の第1抵抗開口155は、第2方向Yに間隔を空けて一列に配列されている。
つまり、複数の第1抵抗開口155は、全体として、平面視において第1方向Xおよび第2方向Yに間隔を空けて行列状に形成され、対応する抵抗膜85の一部をそれぞれ露出させている。各第1抵抗開口155の平面形状は任意である。各第1抵抗開口155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てもよい。むろん、各第1抵抗開口155は、平面視において四角形状、多角形状、円形状等に形成されていてもよい。
複数の第2抵抗開口156は、複数の第1抵抗開口155から間隔を空けて各抵抗構造50に対して1対多の対応関係で設けられている。つまり、複数の第2抵抗開口156が1つの抵抗構造50に対応して設けられている。
1つの抵抗構造50に関して、複数の第2抵抗開口156は、第1方向Xに複数の第1抵抗開口155と交互に配列され、1つの抵抗膜85を複数個所から露出させている。複数の抵抗構造50(抵抗膜85)に関して、複数の第2抵抗開口156は、第2方向Yに間隔を空けて一列に配列されている。
つまり、複数の第2抵抗開口156は、全体として、平面視において第1方向Xおよび第2方向Yに間隔を空けて行列状に形成され、対応する抵抗膜85の一部をそれぞれ露出させている。各第2抵抗開口156の平面形状は任意である。各第2抵抗開口156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てもよい。むろん、各第2抵抗開口156は、平面視において四角形状、多角形状、円形状等に形成されていてもよい。
ゲートパッド101は、この形態では、パッド本体部103および複数の引き出し部104を有している。複数の引き出し部104は、パッド本体部103の抵抗領域17側の端部において第1方向Xに間隔を空けて配列され、パッド本体部103から抵抗領域17上の領域に向けて帯状に引き出され、層間膜86を挟んで複数の抵抗構造50を被覆している。
ゲートパッド101は、この形態では、パッド本体部103の両端部から引き出された2つの最外の引き出し部104、および、パッド本体部103の内方部において最外の引き出し部104から第1方向Xに間隔を空けて引き出された複数の引き出し部104を含む。むろん、2つの最外の引き出し部104のいずれか一方または双方は、パッド本体部103の端部から第1方向Xに間隔を空けて形成されていてもよい。
複数の引き出し部104は、パッド本体部103のパッド幅WP未満の引き出し幅WDをそれぞれ有し、第2方向Yに延びる帯状に形成されている。複数の引き出し部104は、第1抵抗開口155の開口幅よりも大きい引き出し幅WDを有していればよく、引き出し幅WDの値は任意である。
複数の引き出し部104は、平面視において複数の第2抵抗開口156から間隔を空けて複数の第1抵抗開口155を被覆している。複数の引き出し部104は、層間膜86の上から複数の第1抵抗開口155に入り込み、複数の第1抵抗開口155内において複数の抵抗膜85に機械的および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抵抗配線105および第2抵抗配線106に代えて接続配線部160を有している。接続配線部160は、平面視においてゲートパッド101(複数の引き出し部104)に対して第2方向Yの一方側(第1側面5A側)の領域に配置され、第2方向Yにゲートパッド101に対向している。
つまり、接続配線部160は、平面視において抵抗領域17に対して第2方向Yの一方側(第1側面5A側)の領域に配置され、第2方向Yに抵抗領域17に対向する部分を有している。接続配線部160は、この形態では、層間膜86のうち第1終端領域15を被覆する部分の上に配置され、層間膜86を挟んで複数の終端構造40に対向している。
接続配線部160は、配線本体部161および複数の引き出し配線部162を有している。配線本体部161は、平面視において抵抗領域17(複数の抵抗構造50)外の領域に配置されている。配線本体部161は、この形態では、第1終端領域15の上に配置され、積層方向に複数の終端構造40に対向している。
複数の引き出し配線部162は、配線本体部161の抵抗領域17側の端部において第1方向Xに間隔を空けて配列され、複数の第1方向Xに配線本体部161から抵抗領域17上の領域に向けて引き出されている。これにより、複数の引き出し配線部162は、層間膜86を挟んで複数の抵抗構造50を被覆している。複数の引き出し配線部162は、抵抗領域17上の領域において第1方向Xにゲートパッド101の複数の引き出し部104と交互に配列されるように引き出されている。
複数の引き出し配線部162は、パッド本体部103のパッド幅WP未満の引き出し幅WD2をそれぞれ有し、第2方向Yに延びる帯状に形成されている。複数の引き出し配線部162は、第2抵抗開口156の開口幅よりも大きく、隣り合う2つの引き出し部104の間の距離よりも小さい引き出し幅WD2を有していればよく、引き出し幅WD2の値は任意である。
複数の引き出し配線部162は、層間膜86の上から複数の第2抵抗開口156に入り込み、複数の第2抵抗開口156内において複数の抵抗膜85に機械的および電気的に接続されている。層間膜86においてゲートパッド101およびゲート配線102の間の領域には、複数の引き出し部104および複数の引き出し配線部162によってジグザグ状の間隙部が区画されている。
パッド絶縁膜130は、この形態では、ゲートパッド101の複数の引き出し部104を被覆し、ゲートパッド101のパッド本体部103を露出させるゲートパッド開口131を有している。つまり、パッド絶縁膜130は、複数の引き出し部104および層間膜86を挟んで複数の抵抗構造50(複数の抵抗膜85)を被覆している。
パッド絶縁膜130は、ゲート配線102の複数の引き出し配線部162を被覆し、複数の引き出し配線部162および層間膜86を挟んで複数の抵抗構造50(複数の抵抗膜85)を被覆している。パッド絶縁膜130は、層間膜86のうち複数の引き出し部104および複数の引き出し配線部162の間の領域から露出したジグザグ状の間隙部を被覆し、当該ジグザグ状の間隙部を挟んで複数の抵抗構造50(複数の抵抗膜85)を被覆している。パッド絶縁膜130は、平面視において複数の抵抗構造50(複数の抵抗膜85)の全域を被覆していることが好ましい。
図37は、ゲート抵抗RGの電気的構成を示す回路図である。図37を参照して、ゲート抵抗RGは、この形態では、複数(この形態では8個)の並列抵抗回路RCの並列回路によって構成されている。複数の並列抵抗回路RCは、互いに隣り合う引き出し部104および引き出し配線部162の間の領域(regions)にそれぞれ電気的に介在され、並列接続された複数(この形態では4つ)の抵抗要素Rによってそれぞれ構成されている。
複数の抵抗要素Rは、互いに隣り合う引き出し部104および引き出し配線部162の間の領域において、複数の抵抗構造50(各抵抗膜85)のうち第1抵抗開口155および第2抵抗開口156の間に位置する部分によってそれぞれ形成される。複数の抵抗要素Rは、互いに等しい抵抗値を有していてもよいし、互いに異なる抵抗値を有していてもよい。各抵抗要素Rの抵抗値は、隣り合う第1抵抗開口155および第2抵抗開口156の間の距離を調節することによっても調整可能である。
ゲート抵抗RGの抵抗値は、複数の並列抵抗回路RCの合成抵抗によって定まる。各並列抵抗回路RCの抵抗値は、複数(この形態では4つ)の抵抗要素Rの合成抵抗によって定まる。
ゲート抵抗RGの抵抗値(合成抵抗)は、並列抵抗回路RCの合成抵抗や並列抵抗回路RCの個数を変更することによって調節可能である。並列抵抗回路RCの抵抗値(合成抵抗)は、抵抗要素Rの抵抗値や抵抗要素Rの個数を変更することによって調節可能である。このようなゲート抵抗RGは、比較的小さい抵抗値を実現する場合や、比較的小さい値の範囲において抵抗値を精密に調節する場合において有効である。
並列抵抗回路RCの個数は、1つ以上であればよい。つまり、ゲート抵抗RGは、単一の並列抵抗回路RCによって構成されていてもよい。この場合、単一の並列抵抗回路RCは、1つの引き出し部104および1つの引き出し配線部162によって構成される。むろん、並列抵抗回路RCは、単一の抵抗要素Rによって構成されもよい。
図38は、第4レイアウト例に係る抵抗領域17を示す拡大平面図である。第4レイアウト例に係る抵抗領域17は、第3レイアウト例に係る抵抗領域17を変形させたレイアウトを有している。第3レイアウト例に係る抵抗領域17では、全ての引き出し部104が複数の抵抗構造50(抵抗膜85)に電気的に接続され、全ての引き出し配線部162が複数の抵抗構造50(抵抗膜85)に電気的に接続されていた。
これに対して、第4レイアウト例に係る抵抗領域17では、複数の第1抵抗開口155の一部および複数の第2抵抗開口156の一部のいずれか一方または双方(この形態では双方)が選択的に間引かれている。
すなわち、複数の引き出し部104のうちの一部の引き出し部104は、複数の第1抵抗開口155の一部または全部(この形態では全部)から間隔を空けて層間膜86を被覆し、複数の抵抗構造50(抵抗膜85)の一部または全部(この形態では全部)から電気的に切り離されている。つまり、複数の引き出し部104は、複数の抵抗構造50の一部または全部から電気的に切り離されたダミー引き出し部104Dを含む。
同様に、複数の引き出し配線部162のうちの一部の引き出し配線部162は、複数の第2抵抗開口156の一部または全部(この形態では全部)から間隔を空けて層間膜86を被覆し、複数の抵抗構造50(抵抗膜85)の一部または全部(この形態では全部)から電気的に切り離されている。つまり、複数の引き出し配線部162は、複数の抵抗構造50の一部または全部から電気的に切り離されたダミー引き出し配線部162Dを含む。
このような構成は、複数の抵抗開口90の形成工程時に使用されるレジストマスクのレイアウトを変更することによって形成される。この一方、ゲート電極100等の形成工程に使用されるレジストマスクのレイアウトを変更する必要はない。したがって、第4レイアウト例に係る抵抗領域17によれば、並列抵抗回路RCの個数を容易に調節できる。
むろん、第1抵抗開口155の個数を調節することによって、並列抵抗回路RCを構成する抵抗要素Rの個数が調節されてもよい。また、第2抵抗開口156の個数を調節することによって、並列抵抗回路RCを構成する抵抗要素Rの個数が調節されてもよい。
図39は、第5レイアウト例に係る抵抗領域17を示す拡大平面図である。第5レイアウト例に係る抵抗領域17は、第3レイアウト例に係る抵抗領域17に第2レイアウト例に係る抵抗領域17の技術的思想を組み合わせたレイアウトを有している。つまり、第5レイアウト例に係る抵抗領域17では、1つの抵抗構造50に対して1対多の対応関係で複数の抵抗膜85が形成されている。
複数の抵抗膜85は、この形態では、複数の第1抵抗膜165および複数の第2抵抗膜166を含む。複数の第1抵抗膜165は、各抵抗構造50に対して1対多の対応関係で設けられ、対応する1つの抵抗構造50を単一の被覆対象として膜状にそれぞれ被覆している。
1つの抵抗構造50に関して、複数の第1抵抗膜165は、第5埋設電極53を部分的に露出させるように第1方向Xに間隔を空けて配列され、1つの第5埋設電極53を複数個所で被覆している。複数の抵抗構造50に関して、複数の第1抵抗膜165は、第2方向Yに間隔を空けて一列に配列されている。つまり、複数の第1抵抗膜165は、全体として、平面視において第1方向Xおよび第2方向Yに間隔を空けて行列状に形成され、対応する第5埋設電極53の一部をそれぞれ被覆している。
複数の第1抵抗膜165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、第2方向Yに互いに対向している。つまり、複数の第1抵抗膜165は、平面視において複数の抵抗構造50に沿って延びるストライプ状に配列されている。
複数の第1抵抗膜165は、被覆対象外の抵抗構造50から第2方向Yに間隔を空けて配置され、被覆対象外の抵抗構造50を露出させている。複数の第1抵抗膜165は、複数の第1ダミー構造55から第2方向Yに間隔を空けて配置され、複数の第1ダミー構造55を露出させている。つまり、複数の第1抵抗膜165は、平面視において第2方向Yに複数の第1ダミー構造55と交互に配列されている。
複数の第1抵抗膜165は、複数の第2ダミー構造60から第1方向Xに間隔を空けて配置され、複数の第2ダミー構造60を露出させている。つまり、複数の第1抵抗膜165は、平面視において第1方向Xに複数の第2ダミー構造60に対向し、平面視において第2方向Yに複数の第2ダミー構造60に対向していない。
複数の第2抵抗膜166は、複数の第1抵抗膜165から間隔を空けて各抵抗構造50に対して1対多の対応関係で設けられ、対応する1つの抵抗構造50を単一の被覆対象として膜状にそれぞれ被覆している。つまり、複数の第2抵抗膜166が1つの抵抗構造50に対応して設けられている。
1つの抵抗構造50に関して、複数の第2抵抗膜166は、第5埋設電極53を部分的に露出させるように第1方向Xに複数の第1抵抗膜165と交互に配列され、1つの第5埋設電極53を複数個所で被覆している。複数の抵抗構造50に関して、複数の第2抵抗膜166は、第2方向Yに間隔を空けて一列に配列されている。まり、複数の第2抵抗膜166は、全体として、平面視において第1方向Xおよび第2方向Yに間隔を空けて行列状に形成され、対応する第5埋設電極53の一部をそれぞれ被覆している。
複数の第2抵抗膜166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、第2方向Yに互いに対向している。つまり、複数の第2抵抗膜166は、平面視において複数の抵抗構造50に沿って延びるストライプ状に配列されている。
複数の第2抵抗膜166は、被覆対象外の抵抗構造50から第2方向Yに間隔を空けて配置され、被覆対象外の抵抗構造50を露出させている。複数の第2抵抗膜166は、複数の第1ダミー構造55から第2方向Yに間隔を空けて配置され、複数の第1ダミー構造55を露出させている。つまり、複数の第2抵抗膜166は、平面視において第2方向Yに複数の第1ダミー構造55と交互に配列されている。
複数の第2抵抗膜166は、複数の第2ダミー構造60から第1方向Xに間隔を空けて配置され、複数の第2ダミー構造60を露出させている。つまり、複数の第2抵抗膜166は、平面視において第1方向Xに複数の第2ダミー構造60に対向し、平面視において第2方向Yに複数の第2ダミー構造60に対向していない。
前述の複数の第1抵抗開口155は、この形態では、1対1の対応関係で複数の第1抵抗膜165をそれぞれ露出させている。複数の第2抵抗開口156は、この形態では、1対1の対応関係で複数の第2抵抗膜166をそれぞれ露出させている。
第5レイアウト例に係るゲート抵抗RGは、第3レイアウト例の場合と同様、複数の並列抵抗回路RCによって構成される(図37も併せて参照)。第5レイアウト例の場合、各抵抗要素Rは、第5埋設電極53のうち互いに隣り合う第1抵抗膜165および第2抵抗膜166の間の領域に位置する部分によって形成される。この構成によれば、各抵抗要素Rの抵抗値は、複数の抵抗膜85の膜厚に生じるプロセス誤差を受け難い。したがって、各抵抗要素Rの信頼性が向上される。
図40は、第2形態に係る半導体装置1Bの第1主面3のレイアウト例を示す平面図である。図41は、第1レイアウト例に係るサブ抵抗領域170を第1レイアウト例に係る抵抗領域17と共に示す拡大平面図である。図42は、抵抗領域17の周縁部のレイアウト例を示す拡大平面図である。図43は、第1側端領域13のレイアウト例を示す拡大平面図である。図44は、図42に示すXLIV-XLIV線に沿う断面図である。
半導体装置1Bは、第1形態に係る半導体装置1Aの場合と同様、第1主面3において活性領域12、第1側端領域13、第2側端領域14、第1終端領域15、第2終端領域16、抵抗領域17、第1ダミー領域18および第2ダミー領域19を含む。これらの領域内の構成は、第1形態の場合と同様であるため、これらの説明は省略される。
半導体装置1Bは、第1主面3においてサブ抵抗領域170、第1サブ活性領域171および第2サブ活性領域172をさらに含む。サブ抵抗領域170は、活性領域12および抵抗領域17の間の領域に設けられ、第2方向Yに活性領域12および抵抗領域17に対向している。
サブ抵抗領域170は、第1方向Xに関して活性領域12の両端部から内方に間隔を空けて設けられている。したがって、サブ抵抗領域170は、第2方向Yに第1側端領域13および第2側端領域14に対向していない。サブ抵抗領域170は、この形態では、平面視において第1方向Xに延びる帯状に設定されている。サブ抵抗領域170は、この形態では、抵抗領域17の平面積未満の平面積を有している。むろん、活性領域12の平面積は、抵抗領域17の平面積以上であってもよい。
第1サブ活性領域171は、サブ抵抗領域170に対して第1方向Xの一方側に設けられている。第1サブ活性領域171は、平面視において第1方向Xに延びる帯状に設定されている。第1サブ活性領域171は、第1方向Xに第1側端領域13およびサブ抵抗領域170に対向し、第2方向Yに活性領域12および第1ダミー領域18に対向している。つまり、第1サブ活性領域171は、活性領域12、第1側端領域13、第1ダミー領域18およびサブ抵抗領域170によって区画された領域内に設けられている。
第2サブ活性領域172は、サブ抵抗領域170に対して第1方向Xの他方側に設けられ、第1方向Xにサブ抵抗領域170を挟んで第1サブ活性領域171に対向している。第2サブ活性領域172は、この形態では、平面視において第1方向Xに延びる帯状に設定されている。第2サブ活性領域172は、第1方向Xに第1側端領域13およびサブ抵抗領域170に対向し、第2方向Yに活性領域12および第1ダミー領域18に対向している。つまり、第2サブ活性領域172は、活性領域12、第2側端領域14、第2ダミー領域19およびサブ抵抗領域170によって区画された領域内に設けられている。
半導体装置1Bは、サブ抵抗領域170において第1主面3(活性面8)に形成されたトレンチ電極型の少なくとも1つ(この形態では複数)の抵抗構造50を含む。以下、抵抗領域17側の抵抗構造50と区別するため、サブ抵抗領域170側の抵抗構造50が「サブ抵抗構造175」と称される。各サブ抵抗構造175は、抵抗構造50と同様、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。各サブ抵抗構造175は、抵抗構造50と同様、第5トレンチ51、第5絶縁膜52および第5埋設電極53を含む。
複数のサブ抵抗構造175は、サブ抵抗領域170において活性面8の周縁(第3接続面10Cおよび第4接続面10D)から内方に間隔を空けて配置され、活性面8の内方部にサブ抵抗領域170を区画している。
複数のサブ抵抗構造175は、平面視において活性面8の中央部を第1方向Xに横切る仮想ラインに対して第2方向Yの一方側の領域に配置されている。複数のサブ抵抗構造175は、平面視において活性面8の中央部を第2方向Yに横切る仮想ライン上に位置している。つまり、複数のサブ抵抗構造175は、平面視において第2方向Yに第1側面5A(第1接続面10A)の中央部に対向している。
複数のサブ抵抗構造175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。つまり、複数のサブ抵抗構造175は、平面視において第1方向Xに延びるストライプ状に配列されている。複数のサブ抵抗構造175は、第1方向Xの一方側の一端部および第1方向Xの他方側の他端部を有している。
複数のサブ抵抗構造175は、第1方向Xに関して複数のゲート構造25の長さよりも小さい長さ、複数のゲート構造25の第1方向Xの端部の位置に対して活性面8の内方に間隔を空けて形成されている。つまり、複数のサブ抵抗構造175は、第2方向Yに複数のゲート構造25の内方部に対向し、第2方向Yに複数のゲート構造25の両端部に対向していない。複数のサブ抵抗構造175の長さは、複数の抵抗構造50の長さとほぼ等しくてもよい。
複数のサブ抵抗構造175は、第1半導体領域6に至るようにボディ領域21を貫通し、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。前述のソース領域22はサブ抵抗領域170においてボディ領域21の表層部に形成されていてもよい。この場合、複数のサブ抵抗構造175は、ボディ領域21およびソース領域22の双方を貫通していてもよい。
複数のサブ抵抗構造175は、第2方向Yに関して、複数の抵抗構造50(ゲート構造25)のトレンチピッチとほぼ等しいトレンチピッチで配列されている。ゲート構造25およびサブ抵抗構造175の間のトレンチピッチは、複数のゲート構造25のトレンチピッチとほぼ等しいことが好ましい。抵抗構造50およびサブ抵抗構造175の間のトレンチピッチは、複数のゲート構造25のトレンチピッチとほぼ等しいことが好ましい。
半導体装置1Bは、サブ抵抗領域170において第1主面3(活性面8)に形成されたトレンチ電極型の少なくとも1つ(この形態では複数)のソース構造30を含む。以下、活性領域12側のソース構造30と区別するため、サブ抵抗領域170側のソース構造30が「サブソース構造180」と称される。
各サブソース構造180は、ソース構造30と同様、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。各サブソース構造180は、サブ抵抗構造175から第2方向Yに第1間隔I1を空けて配置されている。各サブソース構造180は、第2トレンチ31、第2絶縁膜32および第2埋設電極33を含む。
複数のサブソース構造180は、サブ抵抗領域170において第2方向Yに複数のサブ抵抗構造175に隣り合うように活性面8に形成されている。具体的には、複数のサブソース構造180は、隣り合う一対(pairs)のサブ抵抗構造175の間の領域(regions)にそれぞれ配置され、第2方向Yに複数のサブ抵抗構造175に対向している。つまり、複数のサブソース構造180は、第2方向Yに複数のサブ抵抗構造175と交互に配列されている。
複数のサブソース構造180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。複数のサブソース構造180は、この形態では、サブ抵抗領域170から第1サブ活性領域171および第2サブ活性領域172のいずれか一方または双方(この形態では双方)に引き出されている。複数のサブソース構造180は、第1サブ活性領域171(第2サブ活性領域172)において第2方向Yに複数のゲート構造25、複数のソース構造30および複数の第1ダミー構造55および複数の第2ダミー構造60に対向している。
複数のサブソース構造180は、第1サブ活性領域171から第1側端領域13に引き出され、第2サブ活性領域172から第2側端領域14に引き出されている。複数のサブソース構造180は、第1側端領域13および第2側端領域14において複数のソース構造30および複数の側端構造35に対向する部分を有している。
つまり、複数のサブソース構造180は、第1側端領域13(第2側端領域14)において第2方向Yに隣り合う一対(pairs)の側端構造35の間の領域(regions)にそれぞれ配置され、第2方向Yに複数の側端構造35に対向している。複数のサブソース構造180は、第1側端領域13(第2側端領域14)において第2方向Yに複数の側端構造35と交互に配列されている。
複数のサブソース構造180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。複数のサブソース構造180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。前述のサイドウォール配線81は、第3接続面10Cおよび第4接続面10Dにおいてサブソース構造180に電気的に接続されている。
複数のサブソース構造180は、サブ抵抗領域170において第1半導体領域6に至るようにボディ領域21を貫通し、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。複数のサブソース構造180は、活性領域12において第1半導体領域6に至るようにボディ領域21およびソース領域22を貫通している。
複数のサブソース構造180は、第1側端領域13(第2側端領域14)において第1半導体領域6に至るようにボディ領域21を貫通している。前述のソース領域22がサブ抵抗領域170に形成されている場合、複数のサブ抵抗構造175はボディ領域21およびソース領域22の双方を貫通していてもよい。
半導体装置1Bは、第1サブ活性領域171において活性面8に形成された少なくとも1つ(この形態では複数)のゲート構造25を含む。数のゲート構造25は、第2サブ活性領域172にも形成されている。第2サブ活性領域172側の構成は、第1サブ活性領域171側の構成と同様である。第2サブ活性領域172側の説明については、第1サブ活性領域171側の説明が適用される。以下、活性領域12側のゲート構造25と区別するため、第1サブ活性領域171側のゲート構造25が「サブゲート構造185」と称される。
各サブゲート構造185は、ゲート構造25と同様、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。各サブゲート構造185は、サブソース構造180から第2方向Yに第1間隔I1を空けて配置されている。各サブゲート構造185は、第1トレンチ26、第1絶縁膜27および第1埋設電極28を含む。
複数のサブゲート構造185は、第1サブ活性領域171において活性面8の周縁(第3接続面10C)および複数のサブ抵抗構造175の間の領域にそれぞれ配置され、第1方向Xに複数のサブ抵抗構造175に1対1の対応関係で対向している。複数のサブゲート構造185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1側端領域13から第1方向Xに間隔を空けて形成されている。
つまり、複数のサブゲート構造185は、複数のゲート構造25の第1方向Xの端部の位置に対して複数のサブ抵抗構造175側の領域に配置され、第2方向Yに第2方向Yに複数のゲート構造25、複数のソース構造30、複数の終端構造40。複数の第1ダミー構造55および複数の第2ダミー構造60に対向している。
複数のサブゲート構造185は、第1方向Xに複数のサブ抵抗構造175から前述の第2間隔I2(第6間隔I6)を空けて形成され、第1方向Xに複数の第1側端領域13から前述の第2間隔I2(第6間隔I6)を空けて形成されている。
複数のサブゲート構造185は、第2方向Yに隣り合う一対(pairs)のサブソース構造180の間の領域(regions)にそれぞれ配置され、第2方向Yに複数のサブソース構造180に対向している。つまり、複数のサブゲート構造185は、第2方向Yに複数のサブソース構造180と交互に配列されている。
複数のサブゲート構造185は、複数のサブ抵抗構造175と共に複数のサブメサ部MSを区画している。複数のサブメサ部MSは、第1方向Xに関して、複数の側端メサ部MEよりも活性面8の内方部側に位置している。複数のサブメサ部MSは、第2方向Yに一列に配列されている。
複数のサブメサ部MSは、この形態では、第2方向Yに複数のダミーメサ部MDに対向している。むろん、複数のサブメサ部MSは、第2方向Yに少なくとも1つまた全部のダミーメサ部MDに対向しないように、少なくとも1つまた全部のダミーメサ部MDから第1方向Xの一方側および/または他方側にずれて配列されていてもよい。
むろん、複数のサブメサ部MSは、第2方向Yに少なくとも1つのサブメサ部MSに対向しないように第1方向Xに互いにずれて配列されていてもよい。複数のサブメサ部MSは、第2方向Yに複数のゲート構造25、複数のソース構造30、複数の終端構造40および複数の第1ダミー構造55に対向している。
複数のサブゲート構造185は、第1半導体領域6に至るようにボディ領域21およびソース領域22を貫通し、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。複数のサブゲート構造185は、ゲート電位に応答してボディ領域21内におけるチャネルの反転および非反転を制御する。
前述の複数のゲート接続電極83は、複数のゲート構造25および複数のサブゲート構造185を選択的に被覆している。複数のゲート接続電極83は、この形態では、活性面8の周縁側において複数のサブゲート構造185の端部を被覆している。むろん、複数のゲート接続電極83は、活性面8の内方側において複数のサブゲート構造185の端部を被覆していてもよい。
半導体装置1Bは、この形態では、対応する1つのサブ抵抗構造175を単一の被覆対象として膜状に被覆する少なくとも1つ(この形態では複数)の抵抗膜85を含む。以下、抵抗領域17側の抵抗膜85と区別するため、サブ抵抗領域170側の抵抗膜85が「サブ抵抗膜190」と称される。各サブ抵抗膜190は、各サブ抵抗構造175に対して1対1の対応関係で設けられ、対応する1つのサブ抵抗構造175に電気的に接続されている。各サブ抵抗膜190は、各サブ抵抗構造175の一構成要素と見做されてもよい。
複数のサブ抵抗膜190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、第2方向Yに互いに対向している。つまり、複数のサブ抵抗膜190は、平面視において複数のサブ抵抗構造175に沿って延びるストライプ状に配列されている。複数のサブ抵抗膜190は、第2方向Yに複数の抵抗膜85に対向し、複数の抵抗膜85に対して平行に延びている。
複数のサブ抵抗膜190は、被覆対象外のサブ抵抗構造175から第2方向Yに間隔を空けて配置され、被覆対象外のサブ抵抗構造175を露出させている。複数のサブ抵抗膜190は、複数のサブソース構造180から第2方向Yに間隔を空けて配置され、複数のサブソース構造180を露出させている。つまり、複数のサブ抵抗膜190は、平面視において第2方向Yに複数のサブソース構造180と交互に配列されている。
複数のサブ抵抗膜190は、複数のサブゲート構造185から第1方向Xに間隔を空けて配置され、複数のサブゲート構造185を露出させている。つまり、複数のサブ抵抗膜190は、平面視において第1方向Xに複数のサブゲート構造185に対向し、平面視において第2方向Yに複数のサブゲート構造185に対向していない。
各サブ抵抗膜190は、サブ抵抗構造175を部分的に露出させるようにサブ抵抗構造175を選択的に被覆している。各サブ抵抗膜190は、この形態では、対応するサブ抵抗構造175の第1方向Xの両端部から内方に間隔を空けて対応するサブ抵抗構造175の内方部を被覆し、対応するサブ抵抗構造175の両端部を露出させている。むろん、サブ抵抗膜190は、対応するサブ抵抗構造175の全域を被覆していてもよい。
各サブ抵抗膜190は、この形態では、サブ抵抗構造175の第5埋設電極53を部分的に露出させるように当該第5埋設電極53を選択的に被覆している。各サブ抵抗膜190は、対応するサブ抵抗構造175を被覆する部分において第5埋設電極53に接続され、当該第5埋設電極53の上から主面絶縁膜80の上に引き出された部分を有している。
つまり、各サブ抵抗膜190は、第2方向Yに関して、対応するサブ抵抗構造175よりも幅広に形成されている。各サブ抵抗膜190は、サブ抵抗構造175外の領域において積層方向にボディ領域21および第5ウェル領域69に対向している。前述のソース領域22がサブ抵抗領域170に形成されている場合、各サブ抵抗膜190は積層方向にソース領域22の双方を貫通していてもよい。
各サブ抵抗膜190は、この形態では、対応する第5埋設電極53と同一の導電材料からなり、当該第5埋設電極53と一体的に形成されている。つまり、各サブ抵抗膜190は、第5埋設電極53の一部がサブ抵抗構造175外の領域(主面絶縁膜80の上)に膜状に引き出された部分を含む。むろん、各サブ抵抗膜190は、第5埋設電極53とは別体的に形成されていてもよい。
前述の複数の抵抗開口90は、複数の第1抵抗開口91、複数の第2抵抗開口92および複数の第3抵抗開口93を含む。複数の第1抵抗開口91は、複数の抵抗構造50の内方部に加えて、複数のサブ抵抗構造175の内方部をそれぞれ露出させている。複数の第2抵抗開口92は、複数の抵抗構造50の一端部に加えて、複数のサブ抵抗構造175の一端部をそれぞれ露出させている。複数の第3抵抗開口93は、複数の抵抗構造50の他端部に加えて、複数のサブ抵抗構造175の他端部をそれぞれ露出させている。
前述のゲートパッド101は、第1サブ活性領域171および第2サブ活性領域172から間隔を空けて活性領域12の上に配置されている。つまり、ゲートパッド101は、複数のサブゲート構造185から間隔を空けて配置されている。ゲートパッド101は、複数のサブゲート構造185に電気的に接続されるが、複数のサブゲート構造185に対する機械的接続部を有さない。
ゲートパッド101のパッド本体部103は、この形態では、平面視において抵抗領域17およびサブ抵抗領域170外の領域に配置されている。パッド本体部103は、この形態では、平面視において活性領域12に配置され、第2方向Yにサブ抵抗領域170を挟んで抵抗領域17に対向している。
パッド本体部103は、層間膜86を挟んで複数のゲート構造25および複数のソース構造30に部分的に対向している。パッド本体部103は、第1サブ活性領域171および第2サブ活性領域172から間隔を空けて活性領域12の上に配置され、積層方向に複数のサブゲート構造185に対向していない。
ゲートパッド101の引き出し部104は、この形態では、パッド本体部103のサブ抵抗領域170側の端部に設けられ、パッド本体部103からサブ抵抗領域170上の領域を横切って抵抗領域17上の領域に引き出されている。これにより、引き出し部104は、層間膜86を挟んで複数の抵抗構造50、複数の第1ダミー構造55、複数のサブ抵抗構造175および複数のサブソース構造180を被覆している。
引き出し部104は、第1サブ活性領域171および第2サブ活性領域172から間隔を空けて形成され、積層方向に複数のサブゲート構造185に対向していない。引き出し部104は、この形態では、平面視において複数の抵抗構造50の両端部から内方に間隔を空けて形成され、複数の抵抗構造50の中央部を被覆している。引き出し部104は、平面視において複数の第2抵抗開口92および複数の第3抵抗開口93から間隔を空けて複数の第1抵抗開口91を被覆している。
引き出し部104は、層間膜86の上から複数の第1抵抗開口91に入り込み、複数の第1抵抗開口91内において複数の抵抗膜85および複数のサブ抵抗膜190に機械的および電気的に接続されている。つまり、ゲートパッド101は、層間膜86を貫通して複数の抵抗膜85の内方部および複数のサブ抵抗膜190の内方部に機械的および電気的に接続されている。
前述のゲート配線102は、第1抵抗配線105、第2抵抗配線106、第1ライン配線107、第2ライン配線108、第3ライン配線109および第4ライン配線110を含む。
第1抵抗配線105は、この形態では、層間膜86のうち抵抗領域17の一端部(複数の抵抗構造50の一端部)およびサブ抵抗領域170の一端部(複数のサブ抵抗構造175の一端部)を被覆する部分の上に配置されている。第1抵抗配線105は、層間膜86を挟んで複数の抵抗構造50、複数の第1ダミー構造55、複数のサブ抵抗構造175および複数のサブソース構造180を被覆している。
第1抵抗配線105は、層間膜86を挟んで複数の第2ダミー構造60および複数のサブゲート構造185を被覆する部分を有していてもよい。第1抵抗配線105は、層間膜86の上から複数の第2抵抗開口92に入り込み、複数の第2抵抗開口92内において複数の抵抗膜85の一端部および複数のサブ抵抗膜190の一端部に機械的および電気的に接続されている。
つまり、第1抵抗配線105は、複数の抵抗膜85の一端部を介して複数の抵抗構造50の一端部に電気的に接続され、複数のサブ抵抗膜190の一端部を介して複数のサブ抵抗構造175の一端部に電気的に接続されている。第1抵抗配線105は、複数の抵抗膜85(複数の抵抗構造50)および複数のサブ抵抗膜190(複数のサブ抵抗構造175)を介してゲートパッド101に電気的に接続されている。
第2抵抗配線106は、この形態では、層間膜86のうち抵抗領域17の他端部(複数の抵抗構造50の他端部)およびサブ抵抗領域170の他端部(複数のサブ抵抗構造175の他端部)を被覆する部分の上に配置されている。第2抵抗配線106は、層間膜86を挟んで複数の抵抗構造50、複数の第1ダミー構造55、複数のサブ抵抗構造175および複数のサブソース構造180を被覆している。
第2抵抗配線106は、層間膜86を挟んで複数の第2ダミー構造60および複数のサブゲート構造185を被覆する部分を有していてもよい。第2抵抗配線106は、層間膜86の上から複数の第3抵抗開口93に入り込み、複数の第3抵抗開口93内において複数の抵抗膜85の他端部および複数のサブ抵抗膜190の他端部に機械的および電気的に接続されている。
つまり、第2抵抗配線106は、複数の抵抗膜85の他端部を介して複数の抵抗構造50の他端部に電気的に接続され、複数のサブ抵抗膜190の他端部を介して複数のサブ抵抗構造175の他端部に電気的に接続されている。第2抵抗配線106は、複数の抵抗膜85(複数の抵抗構造50)および複数のサブ抵抗膜190(複数のサブ抵抗構造175)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ライン配線107の第2延部107bは、この形態では、平面視において第2方向Yに複数のゲート構造25の一端部、複数のソース構造30の一端部、複数のサブソース構造180の一端部および複数のサブゲート構造185の一端部に交差(具体的には直交)している。
第2延部107bは、層間膜86の上から複数のゲート開口87内に入り込み、複数のゲート開口87内において複数のゲート構造25の一端部および複数のサブゲート構造185の一端部に電気的に接続されている。具体的には、第2延部107bは、複数のゲート開口87内において複数のゲート接続電極83に接続されている。これにより、第1ライン配線107は、複数のゲート接続電極83を介して複数のゲート構造25の一端部および複数のサブゲート構造185の一端部に電気的に接続されている。
第2ライン配線108の第4延部108bは、この形態では、平面視において第2方向Yに複数のゲート構造25の他端部、複数のソース構造30の他端部、複数のサブソース構造180の他端部および複数のサブゲート構造185の他端部に交差(具体的には直交)している。
第4延部108bは、層間膜86の上から複数のゲート開口87内に入り込み、複数のゲート開口87内において複数のゲート構造25の他端部および複数のサブゲート構造185の他端部に電気的に接続されている。具体的には、第4延部108bは、複数のゲート開口87内において複数のゲート接続電極83に接続されている。これにより、第2ライン配線108は、複数のゲート接続電極83を介して複数のゲート構造25の他端部および複数のサブゲート構造185の他端部に電気的に接続されている。
前述の第1ソースパッド121A(第2パッド部121b)は、この形態では、複数のサブソース構造180および複数のサブゲート構造185を被覆している。第1ソースパッド121Aは、層間膜86の上から複数のソース開口88に入り込み、複数のソース開口88において複数のサブソース構造180、ソース領域22および複数のコンタクト領域72に電気的に接続されている。
前述の第2ソースパッド121B(第4パッド部121d)は、この形態では、複数のサブソース構造180および複数のサブゲート構造185を被覆している。第2ソースパッド121Bは、層間膜86の上から複数のソース開口88に入り込み、複数のソース開口88において複数のサブソース構造180、ソース領域22および複数のコンタクト領域72に電気的に接続されている。
以上、半導体装置1Bは、チップ2、トレンチ電極型の抵抗構造50およびトレンチ電極型のサブゲート構造185(ゲート構造25)を含む。チップ2は、第1主面3を有している。抵抗構造50は、第1主面3に形成されている。サブゲート構造185(ゲート構造25)は、抵抗構造50に隣り合うように第1主面3に形成されている。この構成によれば、抵抗に付随する新規なレイアウトを有する半導体装置1Bを提供できる。特に、この構成によれば、抵抗構造50の側方の領域にチャネルを形成できるため、活性領域12を拡張する上で有効である。
別視点、半導体装置1Bは、チップ2、トレンチ電極型のサブゲート構造185(ゲート構造25)およびサブ抵抗膜190(抵抗膜85)を含む。チップ2は、第1主面3を有している。サブゲート構造185は、第1主面3に形成されている。サブ抵抗膜190は、サブゲート構造185に隣り合うようにサブゲート構造185から間隔を空けて第1主面3の上に配置されている。この構成によれば、抵抗に付随する新規なレイアウトを有する半導体装置1Bを提供できる。特に、この構成によれば、サブ抵抗膜190の側方の領域にチャネルを形成できるため、活性領域12を拡張する上で有効である。
図45は、第2レイアウト例に係るサブ抵抗領域170を第2レイアウト例に係る抵抗領域17と共に示す拡大平面図である。第2レイアウト例に係るサブ抵抗領域170は、第2レイアウト例に係る抵抗領域17と同様の構成を有している。
つまり、サブ抵抗領域170に係る複数の抵抗膜85(サブ抵抗膜190)は、抵抗領域17に係る複数の抵抗膜85と同様、複数の第1抵抗膜151、複数の第2抵抗膜152および複数の第3抵抗膜153を含む。サブ抵抗領域170側の複数の第1抵抗膜151、複数の第2抵抗膜152および複数の第3抵抗膜153の説明については、抵抗領域17側の複数の第1抵抗膜151、複数の第2抵抗膜152および複数の第3抵抗膜153の説明が適用される。
図46は、第3レイアウト例に係るサブ抵抗領域170を第3レイアウト例に係る抵抗領域17と共に示す拡大平面図である。第3レイアウト例に係るサブ抵抗領域170は、第3レイアウト例に係る抵抗領域17と同様の構成を有している。
つまり、サブ抵抗領域170に係る複数の抵抗開口90は、抵抗領域17に係る複数の抵抗開口90と同様、複数の第1抵抗開口155および複数の第2抵抗開口156を含む。サブ抵抗領域170側の複数の第1抵抗開口155および複数の第2抵抗開口156の説明については、抵抗領域17側の複数の第1抵抗開口155および複数の第2抵抗開口156の説明が適用される。
複数の引き出し部104は、この形態では、複数の第1抵抗開口155内において複数の抵抗膜85および複数のサブ抵抗膜190に機械的および電気的に接続されている。複数の引き出し配線部162は、この形態では、複数の第2抵抗開口156内において複数の抵抗膜85および複数のサブ抵抗膜190に機械的および電気的に接続されている。
図47は、第4レイアウト例に係るサブ抵抗領域170を第4レイアウト例に係る抵抗領域17と共に示す拡大平面図である。第4レイアウト例に係るサブ抵抗領域170は、第4レイアウト例に係る抵抗領域17と同様のレイアウトと同様の構成を有している。
つまり、第4レイアウト例に係るサブ抵抗領域170では、複数の第1抵抗開口155の一部および複数の第2抵抗開口156の一部のいずれか一方または双方が選択的に間引かれている。
複数の引き出し部104のうちの一部の引き出し部104(ダミー引き出し部104D)は、複数の第1抵抗開口155から間隔を空けて層間膜86を被覆し、複数のサブ抵抗構造175(抵抗膜85)から電気的に切り離されている。同様に、複数の引き出し配線部162のうちの一部の引き出し配線部162(ダミー引き出し配線部162D)は、複数の第2抵抗開口156から間隔を空けて層間膜86を被覆し、複数のサブ抵抗構造175(抵抗膜85)から電気的に切り離されている。
図48は、第5レイアウト例に係るサブ抵抗領域170を第5レイアウト例に係る抵抗領域17と共に示す拡大平面図である。第5レイアウト例に係るサブ抵抗領域170は、第5レイアウト例に係る抵抗領域17と同様のレイアウトと同様の構成を有している。
つまり、サブ抵抗領域170に係る複数の抵抗膜85は、複数の第1抵抗膜165および複数の第2抵抗膜166を含む。サブ抵抗領域170側の複数の第1抵抗膜165および複数の第2抵抗膜166の説明については、抵抗領域17側の複数の第1抵抗膜165および複数の第2抵抗膜166の説明が適用される。
以下、チップ2の他の形態例が示される。図49は、チップ2の他の形態例を示す断面図である。図49を参照して、半導体装置1A、1Bは、チップ2の内部において第1半導体領域6よりも薄い第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。
第1半導体領域6は、1μm以上50μm以下(好ましくは5μm以上25μm以下)の厚さを有していてもよい。第2半導体領域7は、0.1μm以上50μm未満の厚さを有していてもよい。第2半導体領域7の厚さは、5μm以上(好ましくは10μm以上)であってもよい。
図50は、チップ2の他の形態例を示す断面図である。図50を参照して、半導体装置1A、1B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。第1半導体領域6は、1μm以上50μm以下(好ましくは5μm以上25μm以下)の厚さを有していてもよい。
前述の形態はさらに他の形態で実施できる。たとえば、前述の形態では、抵抗膜85を有するレイアウトが示された。しかし、抵抗膜85を有さないレイアウトが採用されてもよい。この場合、ゲートパッド101は抵抗構造50に直接接続され、ゲート配線102は抵抗構造50に直接接続される。
前述の形態では、抵抗領域17が、平面視において活性面8の中央部を第2方向Yに横切る仮想ライン上に位置する形態が示された。しかし、抵抗領域17は、平面視において活性面8の中央部を第2方向Yに横切る仮想ラインに対して第1方向Xの一方側または他方側にずれて配置されていてもよい。
つまり、複数の抵抗構造50(複数の抵抗膜85)は、平面視において活性面8の中央部を第2方向Yに横切る仮想ラインに対して第1方向Xの一方側または他方側にずれて配置されていてもよい。ゲートパッド101は、平面視において活性面8の中央部を第2方向Yに横切る仮想ラインに対して第1方向Xの一方側または他方側にずれて配置されていてもよい。
この場合、抵抗領域17(複数の抵抗構造50)は、平面視において活性面8の任意の角部に配置されていてもよい。ゲートパッド101は、平面視において活性面8の任意の角部に配置されていてもよい。
前述の形態では、ゲート配線102が第1~第4ライン配線107~110を含む例が示された。しかし、ゲート配線102は、第1~第4ライン配線107~110の全てを同時に含む必要はなく、第1~第4ライン配線107~110のうちの少なくとも1つを含んでいればよい。
たとえば、第4ライン配線110を有さないゲート配線102が採用されてもよい。この場合、第1ソースパッド121Aおよび第2ソースパッド121Bは、一体的に形成されていてもよい。これらの場合、第3ライン配線109を有さないゲート配線102が採用されてもよい。
前述の形態では、ゲートパッド101が層間膜86を貫通して(抵抗開口90を介して)抵抗膜85に接続された例が示された。たとえば、このような接続形態の他の例として、ゲートパッド101は、層間膜86(抵抗開口90)に埋設されたビア電極を介して抵抗膜85に接続されていてもよい。
前述の形態では、ゲート配線102が層間膜86を貫通して(抵抗開口90を介して)抵抗膜85に接続された例が示された。たとえば、このような接続形態の他の例として、ゲート配線102は、層間膜86(抵抗開口90)に埋設されたビア電極を介して抵抗膜85に接続されていてもよい。同様に、ゲート配線102は、層間膜86(ゲート開口87)に埋設されたビア電極を介してゲート構造25(ゲート接続電極83)に接続されていてもよい。
前述の形態では、ソースパッド121が層間膜86を貫通して(ソース開口88を介して)ソース構造30に接続された例が示された。たとえば、このような接続形態の他の例として、ソースパッド121は、層間膜86(ソース開口88)に埋設されたビア電極を介してソース構造30に接続されていてもよい。
たとえば、これらの接続例において、ビア電極は、バリア電極膜(たとえばTi系金属膜)を介して層間膜86(抵抗開口90)に埋設されたビア本体電極(たとえばW系金属)を含んでいてもよい。
前述の形態では、「n型」の半導体領域の導電型が「p型」に反転され、「p型」の半導体領域の導電型が「n型」に反転された構造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構造に代えてIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)構造が形成される。この場合、前述の説明において、MISFET構造の「ソース」がIGBT構造の「エミッタ」に置き換えられ、MISFET構造の「ドレイン」がIGBT構造の「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各形態における対応構成要素等を表すが、各項目(Clause)の範囲を前述の各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」、「MISFET装置」、「IGBT装置」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電極型の抵抗構造(50)と、前記抵抗構造(50)を単一の被覆対象として被覆し、前記抵抗構造(50)に電気的に接続された抵抗膜(85)と、を含む、半導体装置(1A、1B)。
[A2]前記抵抗膜(85)は、前記抵抗構造(50)の一部を被覆し、前記抵抗構造(50)の一部を露出させている、A1に記載の半導体装置(1A、1B)。
[A3]前記抵抗構造(50)は、平面視で一方方向に帯状に延び、前記抵抗膜(85)は、平面視で前記一方方向に帯状に延びている、A1またはA2に記載の半導体装置(1A、1B)。
[A4]前記抵抗膜(85)は、前記抵抗構造(50)の内方部を被覆し、前記抵抗構造(50)の前記一方方向の端部を露出させている、A3に記載の半導体装置(1A、1B)。
[A5]複数の前記抵抗構造(50)が、前記主面(3)に間隔を空けて形成され、複数の前記抵抗膜(85)が、対応する1つの前記抵抗構造(50)を単一の前記被覆対象としてそれぞれ被覆し、対応する1つの前記抵抗構造(50)にそれぞれ電気的に接続されている、A1~A4のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。
[A6]1つの前記抵抗膜(85)が、1対1の対応関係で1つの前記抵抗構造(50)を被覆している、A1~A5のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。
[A7]複数の前記抵抗膜(85)が、1対多の対応関係で1つの前記抵抗構造(50)を被覆している、A1~A5のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。
[A8]前記抵抗構造(50)は、前記主面(3)に形成されたトレンチ(51)、前記トレンチ(51)の壁面を被覆する絶縁膜(52)、および、前記絶縁膜(52)を介して前記トレンチ(51)に埋設された埋設電極(53)を含み、前記抵抗膜(85)は、前記埋設電極(53)に接続されている、A1~A7のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。
[A9]前記抵抗膜(85)は、前記埋設電極(53)と一体的に形成されている、A8に記載の半導体装置(1A、1B)。
[A10]前記主面(3)を被覆し、前記絶縁膜(52)に接続された主面絶縁膜(80)をさらに含み、前記抵抗膜(85)は、前記埋設電極(53)の上から前記主面絶縁膜(80)の上に引き出された部分を有している、A8またはA9に記載の半導体装置(1A、1B)。
[A11]前記主面(3)の上に配置され、前記抵抗膜(85)に電気的に接続されたパッド電極(101)と、前記パッド電極(101)から間隔を空けて前記主面(3)の上に配置され、前記抵抗膜(85)に電気的に接続されるように前記主面(3)の上に配置された配線電極(102)と、をさらに含む、A1~A10のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。
[A12]前記パッド電極(101)および前記抵抗膜(85)の接続部を被覆し、前記パッド電極(101)の内方部を露出させるパッド開口(131)を有するパッド絶縁膜(130)をさらに含む、A11に記載の半導体装置(1A、1B)。
[A13]前記抵抗構造(50)に隣り合うように前記主面(3)に形成され、前記抵抗構造(50)とは異なる電位が付与されるトレンチ電極型の電極構造(55)をさらに含み、前記抵抗膜(85)は、前記電極構造(55)から間隔を空けて前記抵抗構造(50)を被覆している、A1~A12のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。
[A14]前記抵抗構造(50)は、平面視で第1方向(X)に帯状に延び、前記電極構造(55)は、平面視で前記抵抗構造(50)から前記第1方向(X)に直交する第2方向(Y)に間隔を空けて前記主面(3)に形成され、前記第1方向(X)に帯状に延びている、A13に記載の半導体装置(1A、1B)。
[A15]前記抵抗構造(50)は、前記第1方向(X)に第1長さを有し、前記電極構造(55)は、前記第1方向(X)に前記第1長さよりも大きい第2長さを有している、A14に記載の半導体装置(1A、1B)。
[A16]前記抵抗構造(50)は、第1深さ(D3)を有し、前記電極構造(55)は、前記第1深さ(D3)よりも大きい第2深さ(D4)を有している、A13~A15のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。
[A17]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)の不純物領域(21)と、をさらに含み、前記抵抗構造(50)は、前記半導体領域(6)に至るように前記不純物領域(21)を貫通している、A1~A16のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。
[A18]前記主面(3)の内方に位置する第1面部(8)、前記第1面部(8)外において厚さ方向に窪んだ第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)に区画されたメサ部(11)をさらに含み、前記抵抗構造(50)は、前記第1面部(8)に形成されている、A1~A17のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。
[A19]前記チップ(2)は、ワイドバンドギャップ半導体チップである、A1~A18のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。
[A20]前記チップ(2)は、SiCチップである、A19に記載の半導体装置(1A、1B)。
[B1]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電極型の抵抗構造(50)と、前記抵抗構造(50)に隣り合うように前記主面(3)に形成され、前記抵抗構造(50)とは異なる電位が付与されるトレンチ電極型の電極構造(55、60)と、を含む、半導体装置(1A、1B)。
[B2]前記電極構造(55、60)には、ソース電位が付与される、B1に記載の半導体装置(1A、1B)。
[B3]前記抵抗構造(50)は、第1深さ(D3)を有し、前記電極構造(55、60)は、前記第1深さ(D3)以上の第2深さ(D4)を有している、B1またはB2に記載の半導体装置(1A、1B)。
[B4]前記抵抗構造(50)は、平面視で第1方向(X)に帯状に延び、前記電極構造(55)は、平面視で前記抵抗構造(50)から前記第1方向(X)に直交する第2方向(Y)に間隔を空けて前記主面(3)に形成され、前記第1方向(X)に帯状に延びている、B1~B3のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。
[B5]前記抵抗構造(50)は、前記第1方向(X)に第1長さを有し、前記電極構造(55)は、前記第1方向(X)に前記第1長さよりも大きい第2長さを有している、B4に記載の半導体装置(1A、1B)。
[B6]前記主面(3)の内方に位置する第1面部(8)、前記第1面部(8)外において厚さ方向に窪んだ第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)に区画されたメサ部(11)をさらに含み、前記抵抗構造(50)は、前記第1面部(8)に形成され、前記電極構造(55)は、前記第1面部(8)に形成されている、B4またはB5に記載の半導体装置(1A、1B)。
[B7]前記抵抗構造(50)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、前記電極構造(55)は、前記接続面部(10A~10D)を貫通するように前記第1面部(8)に形成されている、B6に記載の半導体装置(1A、1B)。
[B8]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(81)をさらに含む、B6またはB7に記載の半導体装置(1A、1B)。
[B9]前記サイドウォール構造(81)は、前記電極構造(55、60)に電気的に接続された配線からなる、B8に記載の半導体装置(1A、1B)。
[B10]前記抵抗構造(50)は、平面視で第1方向(X)に帯状に延び、前記電極構造(60)は、平面視で前記抵抗構造(50)から前記第1方向(X)に間隔を空けて前記主面(3)に形成され、前記第1方向(X)に帯状に延びている、B1~B3のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。
[B11]前記主面(3)の内方に位置する第1面部(8)、前記第1面部(8)外において厚さ方向に窪んだ第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)に区画されたメサ部(11)をさらに含み、前記抵抗構造(50)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、前記電極構造(60)は、前記第1面部(8)において前記抵抗構造(50)および前記接続面部(10A~10D)の間の領域に形成されている、B10に記載の半導体装置(1A、1B)。
[B12]前記電極構造(60)は、前記接続面部(10A~10D)を貫通している、B11に記載の半導体装置(1A、1B)。
[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(81)をさらに含む、B11またはB12に記載の半導体装置(1A、1B)。
[B14]前記サイドウォール構造(81)は、前記電極構造(60)に電気的に接続された配線からなる、B13に記載の半導体装置(1A、1B)。
[B15]前記電極構造(55、60)から間隔を空けて前記抵抗構造(50)を被覆する抵抗膜(85)をさらに含む、B1~B14のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。
[B16]前記主面(3)の上に配置され、前記抵抗構造(50)に電気的に接続されたパッド電極(101)と、前記主面(3)の上に配置され、前記抵抗構造(50)に電気的に接続された配線電極(102)と、をさらに含む、B1~B15のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。
[B17]前記配線電極(102)は、平面視で前記抵抗構造(50)および前記電極構造(55、60)の双方に対向している、B16に記載の半導体装置(1A、1B)。
[B18]前記主面(3)に設定された活性領域(12)と、前記主面(3)に設定された抵抗領域(17)と、前記活性領域(12)の前記主面(3)に形成されたトレンチ電極型のゲート構造(25)と、をさらに含み、前記抵抗構造(50)は、前記抵抗領域(17)の前記主面(3)に形成され、前記配線電極(102)は、前記活性領域(12)において前記ゲート構造(25)に電気的に接続され、前記抵抗領域(17)において前記抵抗構造(50)に電気的に接続されている、B16またはB17に記載の半導体装置(1A、1B)。
[B19]前記ゲート構造(25)に隣り合うように前記活性領域(12)の前記主面(3)に形成されたトレンチ電極型のソース構造(30)をさらに含む、B18に記載の半導体装置(1A、1B)。
[B20]前記チップ(2)は、ワイドバンドギャップ半導体チップである、B1~B19のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。
[C1]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電極型の抵抗構造(50)と、前記抵抗構造(50)から一方方向(Y)に間隔を空けて前記主面(3)に形成され、前記抵抗構造(50)とは異なる電位が付与されるトレンチ電極型の第1電極構造(55)と、前記抵抗構造(50)から前記一方方向(Y)に直交する直交方向(X)に間隔を空けて前記主面(3)に形成され、前記抵抗構造(50)とは異なる電位が付与されるトレンチ電極型の第2電極構造(60)と、を含む、半導体装置(1A、1B)。
[C2]前記第2電極構造(60)は、前記直交方向(X)に前記抵抗構造(50)に対向し、前記一方方向(Y)に前記第1電極構造(55)に対向している、C1に記載の半導体装置(1A、1B)。
[C3]前記第1電極構造(55)には、ソース電位が付与され、前記第2電極構造(60)には、前記ソース電位が付与される、C1またはC2に記載の半導体装置(1A、1B)。
[C4]前記抵抗構造(50)は、第1深さ(D3)を有し、前記第1電極構造(55)は、前記第1深さ(D3)以上の第2深さ(D4)を有し、前記第2電極構造(60)は、前記第1深さ(D3)以上の第3深さ(D4)を有している、C1~C3のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。
[C5]前記抵抗構造(50)は、前記直交方向(X)に帯状に延び、前記第1電極構造(55)は、前記直交方向(X)に帯状に延び、前記第2電極構造(60)は、前記直交方向(X)に帯状に延びている、C1~C4のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。
[C6]前記抵抗構造(50)は、前記直交方向(X)に第1長さを有し、前記第1電極構造(55)は、前記直交方向(X)に前記第1長さよりも大きい第2長さを有している、C5に記載の半導体装置(1A、1B)。
[C7]前記主面(3)の内方に位置する第1面部(8)、前記第1面部(8)外において厚さ方向に窪んだ第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)に区画されたメサ部(11)をさらに含み、前記抵抗構造(50)は、前記第1面部(8)に形成され、前記第1電極構造(55)は、前記第1面部(8)に形成され、前記第2電極構造(60)は、前記第1面部(8)に形成されている、C1~C6のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。
[C8]前記抵抗構造(50)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電極構造(60)は、前記第1面部(8)において前記抵抗構造(50)および前記接続面部(10A~10D)の間の領域に形成されている、C7に記載の半導体装置(1A、1B)。
[C9]前記第1電極構造(55)は、前記接続面部(10A~10D)を貫通するように前記第1面部(8)に形成されている、C7またはC8に記載の半導体装置(1A、1B)。
[C10]前記第2電極構造(60)は、前記接続面部(10A~10D)を貫通するように前記第1面部(8)に形成されている、C7~C9のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。
[C11]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(81)をさらに含む、C7~C10のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。
[C12]前記サイドウォール構造(81)は、前記第2電極構造(60)に電気的に接続された配線からなる、C11に記載の半導体装置(1A、1B)。
[C13]前記抵抗構造(50)を被覆する抵抗膜(85)をさらに含む、C1~C12のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。
[C14]前記抵抗膜(85)は、前記第1電極構造(55)および前記第2電極構造(60)のいずれか一方または双方から間隔を空けて前記抵抗構造(50)を被覆している、C13に記載の半導体装置(1A、1B)。
[C15]前記主面(3)の上に配置され、前記抵抗構造(50)に電気的に接続されたパッド電極(101)と、前記主面(3)の上に配置され、前記抵抗構造(50)に電気的に接続された配線電極(102)と、をさらに含む、C1~C14のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。
[C16]前記パッド電極(101)は、平面視で前記抵抗構造(50)および前記第1電極構造(55)に対向し、前記配線電極(102)は、平面視で前記抵抗構造(50)および前記第1電極構造(55)に対向している、C15に記載の半導体装置(1A、1B)。
[C17]前記パッド電極(101)は、平面視で前記第2電極構造(60)から間隔を空けて配置され、前記配線電極(102)は、平面視で前記第2電極構造(60)に対向している、C15またはC16に記載の半導体装置(1A、1B)。
[C18]前記主面(3)に設定された活性領域(12)と、前記主面(3)に設定された抵抗領域(17)と、前記活性領域(12)の前記主面(3)に形成されたトレンチ電極型のゲート構造(25)と、をさらに含み、前記抵抗構造(50)は、前記抵抗領域(17)の前記主面(3)に形成され、前記第1電極構造(55)は、前記抵抗領域(17)の前記主面(3)に形成されている、C1~C17のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。
[C19]前記活性領域(12)において前記ゲート構造(25)に隣り合うように前記主面(3)に形成されたトレンチ電極型のソース構造(30)をさらに含む、C18に記載の半導体装置(1A、1B)。
[C20]前記チップ(2)は、ワイドバンドギャップ半導体チップである、C1~C19のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。
[D1]主面(3)を有するチップ(2)と、前記主面(3)の内方に位置する第1面部(8)、前記第1面部(8)外において厚さ方向に窪んだ第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)に区画されたメサ部(11)と、前記第1面部(8)の上に配置された抵抗膜(85)と、を含む、半導体装置(1A、1B)。
[D2]前記抵抗膜(85)は、前記接続面部(10A~10D)から間隔を空けて前記第1面部(8)の上に配置されている、D1に記載の半導体装置(1A、1B)。
[D3]前記第1面部(8)に形成されたトレンチ電極型の抵抗構造(50)をさらに含み、前記抵抗膜(85)は、前記抵抗構造(50)を被覆している、D1またはD2に記載の半導体装置(1A、1B)。
[D4]前記抵抗構造(50)に隣り合うように前記第1面部(8)に形成され、前記抵抗構造(50)とは異なる電位が付与されるトレンチ電極型の電極構造(55)をさらに含む、D3に記載の半導体装置(1A、1B)。
[D5]前記主面(3)の上に配置され、前記抵抗膜(85)に電気的に接続されたパッド電極(101)と、前記主面(3)の上に配置され、前記抵抗膜(85)に電気的に接続された配線電極(102)と、をさらに含む、D1~D4いずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。
[D6]前記抵抗膜(85)を被覆する層間膜(86)をさらに含み、前記パッド電極(101)は、前記層間膜(86)の上に配置され、前記配線電極(102)は、前記層間膜(86)の上に配置されている、D5に記載の半導体装置(1A、1B)。
[D7]前記パッド電極(101)を選択的に被覆し、前記パッド電極(101)を部分的に露出させるパッド開口(131)を有するパッド絶縁膜(130)をさらに含む、D5またはD6に記載の半導体装置(1A、1B)。
[D8]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(81)をさらに含む、D1~D7のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。
[D9]前記チップ(2)は、ワイドバンドギャップ半導体チップである、D1~D8のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。
[D10]前記チップ(2)は、SiCチップである、D9に記載の半導体装置(1A、1B)。
[D11]主面(3)を有するチップ(2)と、前記主面(3)の内方に位置する第1面部(8)、前記第1面部(8)外において厚さ方向に窪んだ第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)に区画されたメサ部(11)と、前記第1面部(8)に形成されたトレンチ電極型の抵抗構造(50)と、を含む、半導体装置(1A、1B)。
[D12]前記抵抗構造(50)は、前記接続面部(10A~10D)から間隔を空けて前記第1面部(8)に形成されている、D11に記載の半導体装置(1A、1B)。
[D13]前記抵抗構造(50)を被覆する抵抗膜(85)をさらに含む、D11またはD12に記載の半導体装置(1A、1B)。
[D14]前記抵抗構造(50)に隣り合うように前記第1面部(8)に形成され、前記抵抗構造(50)とは異なる電位が付与される電極構造(55、60)をさらに含む、D11~D13のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。
[D15]前記主面(3)の上に配置され、前記抵抗構造(50)に電気的に接続されたパッド電極(101)と、前記主面(3)の上に配置され、前記抵抗構造(50)に電気的に接続された配線電極(102)と、をさらに含む、D11~D14いずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。
[D16]前記抵抗構造(50)を被覆する層間膜(86)をさらに含み、前記パッド電極(101)は、前記層間膜(86)の上に配置され、前記配線電極(102)は、前記層間膜(86)の上に配置されている、D15に記載の半導体装置(1A、1B)。
[D17]前記パッド電極(101)を選択的に被覆し、前記パッド電極(101)を部分的に露出させるパッド開口(131)を有するパッド絶縁膜(130)をさらに含む、D15またはD16に記載の半導体装置(1A、1B)。
[D18]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(81)をさらに含む、D11~D17のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。
[D19]前記チップ(2)は、ワイドバンドギャップ半導体チップである、D11~D18のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。
[D20]前記チップ(2)は、SiCチップである、D19に記載の半導体装置(1A、1B)。
[E1]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電極型の抵抗構造(50、175)と、前記抵抗構造(50、175)に隣り合うように前記主面(3)に形成されたトレンチ電極型のゲート構造(25、185)と、を含む、半導体装置(1B)。
[E2]前記ゲート構造(25、185)は、前記抵抗構造(50、175)の深さ(D3)とほぼ等しい深さ(D1)を有している、E1に記載の半導体装置(1B)。
[E3]前記ゲート構造(25、185)は、前記抵抗構造(50、175)の幅(W3)とほぼ等しい幅(W1)を有している、E1またはE2に記載の半導体装置(1B)。
[E4]前記抵抗構造(50、175)は、平面視で一方方向(X)に延びる帯状に形成され、前記ゲート構造(25、185)は、平面視で前記一方方向(X)に延びる帯状に形成されている、E1~E3のいずれか一つに記載の半導体装置(1B)。
[E5]前記ゲート構造(25、185)は、前記抵抗構造(50、175)から前記一方方向(X)に間隔を空けて形成され、前記一方方向(X)に前記抵抗構造(50、175)に対向している、E4に記載の半導体装置(1B)。
[E6]前記抵抗構造(50、175)を被覆する少なくとも1つの抵抗膜(85)をさらに含む、E1~E5のいずれか一つに記載の半導体装置(1B)。
[E7]前記抵抗膜(85)は、前記ゲート構造(25、185)から間隔を空けて前記抵抗構造(50、175)を被覆している、E6に記載の半導体装置(1B)。
[E8]前記抵抗構造(50、175)に電気的に接続されるように前記主面(3)の上に配置されたパッド電極(101)をさらに含む、E1~E7のいずれか一つに記載の半導体装置(1B)。
[E9]前記パッド電極(101)は、前記ゲート構造(25、185)から前記主面(3)に沿う水平方向に間隔を空けて配置され、前記ゲート構造(25、185)に対する電気的接続部を有さない、E8に記載の半導体装置(1B)。
[E10]前記主面(3)の上に配置され、前記抵抗構造(50、175)に電気的に接続された配線電極(102)をさらに含む、E1~E9のいずれか一つに記載の半導体装置(1B)。
[E11]前記配線電極(102)は、前記抵抗構造(50、175)上の領域から前記ゲート構造(25、185)上の領域に引き回され、前記ゲート構造(25、185)に電気的に接続されている、E10に記載の半導体装置(1B)。
[E12]前記抵抗構造(50、175)に隣り合うように前記主面(3)に形成されたトレンチゲート型のソース構造(30、180)をさらに含む、E1~E11のいずれか一つに記載の半導体装置(1B)。
[E13]前記ゲート構造(25、185)は、平面視で前記抵抗構造(50、175)から第1方向(X)に間隔を空けて前記主面(3)に形成され、前記ソース構造(30、180)は、前記抵抗構造(50、175)から前記第1方向(X)に直交する第2方向(Y)に間隔を空けて前記主面(3)に形成されている、E12に記載の半導体装置(1B)。
[E14]前記ソース構造(30、180)は、前記第2方向(Y)に前記抵抗構造(50、175)および前記ゲート構造(25、185)に対向している、E12またはE13に記載の半導体装置(1B)。
[E15]前記抵抗構造(50、175)から前記主面(3)に沿う水平方向に間隔を空けて前記主面(3)の上に配置され、前記ソース構造(30、180)に電気的に接続されたソースパッド電極(121)をさらに含む、E12~E14のいずれか一つに記載の半導体装置(1B)。
[E16]前記主面(3)の内方に位置する第1面部(8)、前記第1面部(8)外において厚さ方向に窪んだ第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)に区画されたメサ部(11)をさらに含み、前記抵抗構造(50、175)は、前記第1面部(8)に形成され、前記ゲート構造(25、185)は、前記第1面部(8)に形成されている、E1~E15のいずれか一つに記載の半導体装置(1B)。
[E17]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電極型のゲート構造(25、185)と、前記ゲート構造(25、185)に隣り合うように前記ゲート構造(25、185)から間隔を空けて前記主面(3)の上に配置された抵抗膜(85、190)と、を含む、半導体装置(1B)。
[E18]前記ゲート構造(25、185)は、第1方向(X)に帯状に延び、前記抵抗膜(85、190)は、前記ゲート構造(25、185)から前記第1方向(X)に間隔を空けて配置され、前記第1方向(X)に帯状に延びている、E17に記載の半導体装置(1B)。
[E19]前記抵抗膜(85、190)は、前記ゲート構造(25、185)に電気的に接続されている一方で前記ゲート構造(25、185)に対する機械接続部を有さない、E17またはE18に記載の半導体装置(1B)。
[E20]前記主面(3)の上で前記抵抗膜(85、190)に電気的に接続されたパッド電極(101)と、前記主面(3)の上で前記抵抗膜(85、190)および前記ゲート構造(25、185)に電気的に接続された配線電極(102)と、をさらに含む、E17~E19のいずれか一つに記載の半導体装置(1B)。
上記項目に係る要素や特徴等は、それらの間で適宜組み合わせ可能である。以上、具体的な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形態例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。
1A 半導体装置
1B 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(メサ部)
12 活性領域
17 抵抗領域
21 ボディ領域(不純物領域)
25 ゲート構造
30 ソース構造
50 抵抗構造
51 第5トレンチ
52 第5絶縁膜
53 第5埋設電極
55 第1ダミー構造(電極構造)
60 第2ダミー構造(電極構造)
80 主面絶縁膜
81 サイドウォール配線(サイドウォール構造)
85 抵抗膜
86 層間膜
101 ゲートパッド(パッド電極)
102 ゲート配線(配線電極)
121 ソースパッド(パッド電極)
130 パッド絶縁膜
131 ゲートパッド開口
175 サブ抵抗構造(抵抗構造)
180 サブソース構造(ソース構造)
185 サブゲート構造(ゲート構造)
190 サブ抵抗膜(抵抗膜)
D1 第1深さ
D2 第2深さ
D3 第3深さ
D4 第4深さ
W1 第1幅
W2 第2幅
W3 第3幅
W4 第4幅
X 第1方向
Y 第2方向
Z 法線方向
1B 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(メサ部)
12 活性領域
17 抵抗領域
21 ボディ領域(不純物領域)
25 ゲート構造
30 ソース構造
50 抵抗構造
51 第5トレンチ
52 第5絶縁膜
53 第5埋設電極
55 第1ダミー構造(電極構造)
60 第2ダミー構造(電極構造)
80 主面絶縁膜
81 サイドウォール配線(サイドウォール構造)
85 抵抗膜
86 層間膜
101 ゲートパッド(パッド電極)
102 ゲート配線(配線電極)
121 ソースパッド(パッド電極)
130 パッド絶縁膜
131 ゲートパッド開口
175 サブ抵抗構造(抵抗構造)
180 サブソース構造(ソース構造)
185 サブゲート構造(ゲート構造)
190 サブ抵抗膜(抵抗膜)
D1 第1深さ
D2 第2深さ
D3 第3深さ
D4 第4深さ
W1 第1幅
W2 第2幅
W3 第3幅
W4 第4幅
X 第1方向
Y 第2方向
Z 法線方向
Claims (20)
- 主面を有するチップと、
前記主面に形成されたトレンチ電極型の抵抗構造と、
前記抵抗構造を単一の被覆対象として被覆し、前記抵抗構造に電気的に接続された抵抗膜と、を含む、半導体装置。 - 前記抵抗膜は、前記抵抗構造の一部を被覆し、前記抵抗構造の一部を露出させている、請求項1に記載の半導体装置。
- 前記抵抗構造は、平面視で一方方向に帯状に延び、
前記抵抗膜は、平面視で前記一方方向に帯状に延びている、請求項1または2に記載の半導体装置。 - 前記抵抗膜は、前記抵抗構造の内方部を被覆し、前記抵抗構造の前記一方方向の端部を露出させている、請求項3に記載の半導体装置。
- 複数の前記抵抗構造が、前記主面に間隔を空けて形成され、
複数の前記抵抗膜が、対応する1つの前記抵抗構造を単一の前記被覆対象としてそれぞれ被覆し、対応する1つの前記抵抗構造にそれぞれ電気的に接続されている、請求項1~4のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 1つの前記抵抗膜が、1対1の対応関係で1つの前記抵抗構造を被覆している、請求項1~5のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 複数の前記抵抗膜が、1対多の対応関係で1つの前記抵抗構造を被覆している、請求項1~5のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記抵抗構造は、前記主面に形成されたトレンチ、前記トレンチの壁面を被覆する絶縁膜、および、前記絶縁膜を介して前記トレンチに埋設された埋設電極を含み、
前記抵抗膜は、前記埋設電極に接続されている、請求項1~7のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記抵抗膜は、前記埋設電極と一体的に形成されている、請求項8に記載の半導体装置。
- 前記主面を被覆し、前記絶縁膜に接続された主面絶縁膜をさらに含み、
前記抵抗膜は、前記埋設電極の上から前記主面絶縁膜の上に引き出された部分を有している、請求項8または9に記載の半導体装置。 - 前記チップは、ワイドバンドギャップ半導体チップである、請求項1~10のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記抵抗膜を被覆する層間膜と、
前記層間膜の上に配置され、前記抵抗膜に電気的に接続されたパッド電極と、
前記層間膜の上に配置され、前記抵抗膜に電気的に接続された配線電極と、をさらに含む、請求項1~11のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記抵抗構造に隣り合うように前記主面に形成され、前記抵抗構造とは異なる電位が付与されるトレンチ電極型の電極構造をさらに含み、
前記抵抗膜は、前記電極構造から間隔を空けて前記抵抗構造を被覆している、請求項1~12のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記抵抗構造は、平面視で第1方向に帯状に延び、
前記電極構造は、平面視で前記抵抗構造から前記第1方向に直交する第2方向に間隔を空けて前記主面に形成され、前記第1方向に帯状に延びている、請求項13に記載の半導体装置。 - 前記抵抗構造は、前記第1方向に第1長さを有し、
前記電極構造は、前記第1方向に前記第1長さよりも大きい第2長さを有している、請求項14に記載の半導体装置。 - 前記抵抗構造は、第1深さを有し、
前記電極構造は、前記第1深さよりも大きい第2深さを有している、請求項13~15のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 主面を有するチップと、
前記主面に形成されたトレンチ電極型の抵抗構造と、
前記抵抗構造に隣り合うように前記主面に形成され、前記抵抗構造とは異なる電位が付与されるトレンチ電極型の電極構造と、を含む、半導体装置。 - 前記電極構造から間隔を空けて前記抵抗構造を被覆する抵抗膜をさらに含む、請求項17に記載の半導体装置。
- 主面を有するチップと、
前記主面の内方に位置する第1面部、前記第1面部外において厚さ方向に窪んだ第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メサ部と、
前記第1面部に形成されたトレンチ電極型の抵抗構造と、を含む、半導体装置。 - 前記第1面部の上において前記抵抗構造を被覆する抵抗膜をさらに含む、請求項19に記載の半導体装置。
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
JP2022-178809 | 2022-11-08 | ||
JP2022178809 | 2022-11-08 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2024101129A1 true WO2024101129A1 (ja) | 2024-05-16 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
PCT/JP2023/038173 WO2024101129A1 (ja) | 2022-11-08 | 2023-10-23 | 半導体装置 |
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---|---|
WO (1) | WO2024101129A1 (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080035988A1 (en) * | 2006-08-08 | 2008-02-14 | Force-Mos Technology Corp., Ltd. | Trenched MOSFET device with trenched contacts |
WO2020031971A1 (ja) * | 2018-08-07 | 2020-02-13 | ローム株式会社 | SiC半導体装置 |
WO2020213603A1 (ja) * | 2019-04-19 | 2020-10-22 | ローム株式会社 | SiC半導体装置 |
WO2020235629A1 (ja) * | 2019-05-22 | 2020-11-26 | ローム株式会社 | SiC半導体装置 |
-
2023
- 2023-10-23 WO PCT/JP2023/038173 patent/WO2024101129A1/ja unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080035988A1 (en) * | 2006-08-08 | 2008-02-14 | Force-Mos Technology Corp., Ltd. | Trenched MOSFET device with trenched contacts |
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WO2020235629A1 (ja) * | 2019-05-22 | 2020-11-26 | ローム株式会社 | SiC半導体装置 |
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