WO2024257527A1 - 半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置および半導体装置の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2024257527A1
WO2024257527A1 PCT/JP2024/017697 JP2024017697W WO2024257527A1 WO 2024257527 A1 WO2024257527 A1 WO 2024257527A1 JP 2024017697 W JP2024017697 W JP 2024017697W WO 2024257527 A1 WO2024257527 A1 WO 2024257527A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
region
film
electrode
semiconductor device
semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2024/017697
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
青木 研二
孝典 小澤
泰伸 林
幸平 冨永
誠悟 森
恭 坂爪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Priority to JP2025527565A priority Critical patent/JPWO2024257527A1/ja
Priority to DE112024002583.8T priority patent/DE112024002583T5/de
Priority to CN202480038144.8A priority patent/CN121336507A/zh
Publication of WO2024257527A1 publication Critical patent/WO2024257527A1/ja
Priority to US19/411,403 priority patent/US20260096137A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P30/00Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices
    • H10P30/20Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices into semiconductor materials, e.g. for doping
    • H10P30/22Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices into semiconductor materials, e.g. for doping using masks
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/01Manufacture or treatment
    • H10D30/021Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET]
    • H10D30/028Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of double-diffused metal oxide semiconductor [DMOS] FETs
    • H10D30/0291Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of double-diffused metal oxide semiconductor [DMOS] FETs of vertical DMOS [VDMOS] FETs
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/64Double-diffused metal-oxide semiconductor [DMOS] FETs
    • H10D30/66Vertical DMOS [VDMOS] FETs
    • H10D30/662Vertical DMOS [VDMOS] FETs having a drift region having a doping concentration that is higher between adjacent body regions relative to other parts of the drift region
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/64Double-diffused metal-oxide semiconductor [DMOS] FETs
    • H10D30/66Vertical DMOS [VDMOS] FETs
    • H10D30/665Vertical DMOS [VDMOS] FETs having edge termination structures
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/10Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
    • H10D62/102Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration
    • H10D62/103Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse-biased devices
    • H10D62/105Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse-biased devices by having particular doping profiles, shapes or arrangements of PN junctions; by having supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE] 
    • H10D62/106Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse-biased devices by having particular doping profiles, shapes or arrangements of PN junctions; by having supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE]  having supplementary regions doped oppositely to or in rectifying contact with regions of the semiconductor bodies, e.g. guard rings with PN or Schottky junctions
    • H10D62/107Buried supplementary regions, e.g. buried guard rings 
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/10Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
    • H10D62/124Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of semiconductor bodies or of junctions between the regions
    • H10D62/126Top-view geometrical layouts of the regions or the junctions
    • H10D62/127Top-view geometrical layouts of the regions or the junctions of cellular field-effect devices, e.g. multicellular DMOS transistors or IGBTs
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/10Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
    • H10D62/13Semiconductor regions connected to electrodes carrying current to be rectified, amplified or switched, e.g. source or drain regions
    • H10D62/149Source or drain regions of field-effect devices
    • H10D62/151Source or drain regions of field-effect devices of IGFETs 
    • H10D62/156Drain regions of DMOS transistors
    • H10D62/157Impurity concentrations or distributions
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/10Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
    • H10D62/17Semiconductor regions connected to electrodes not carrying current to be rectified, amplified or switched, e.g. channel regions
    • H10D62/393Body regions of DMOS transistors or IGBTs 
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/40Crystalline structures
    • H10D62/405Orientations of crystalline planes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/80Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials
    • H10D62/83Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials being Group IV materials, e.g. B-doped Si or undoped Ge
    • H10D62/832Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials being Group IV materials, e.g. B-doped Si or undoped Ge being Group IV materials comprising two or more elements, e.g. SiGe
    • H10D62/8325Silicon carbide
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P30/00Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices
    • H10P30/20Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices into semiconductor materials, e.g. for doping
    • H10P30/208Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices into semiconductor materials, e.g. for doping of electrically inactive species

Definitions

  • This disclosure relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same.
  • Patent Document 1 discloses a SiC semiconductor device including a plurality of p-type body regions formed on the surface portion of an n - type SiC semiconductor layer, each of which constitutes a unit cell, an n-type source region formed inside the p-type body region, a gate electrode facing the p-type body region via a gate insulating film, an n + type drain region and a p + type collector region formed adjacent to each other on the back surface portion of the SiC semiconductor layer, and an n - type drift region between the p-type body region and the n + type drain region, and the p + type collector region is formed so as to cover a region including at least two unit cells in the X-axis along the surface of the SiC semiconductor layer.
  • One embodiment of the present disclosure provides a semiconductor device and a method for manufacturing the same that can form impurity regions with high precision even in fine patterns.
  • One embodiment of the present disclosure provides a semiconductor device including a chip formed of a wide band gap semiconductor and having a main surface on which a semiconductor region of a first conductivity type is formed, a base impurity region of a second conductivity type formed in a surface layer portion of the semiconductor region, a first impurity region formed in a surface layer portion of the base impurity region, and a second impurity region of an opposite conductivity type to the first impurity region formed in the surface layer portion of the base impurity region, the second impurity region being adjacent to the first impurity region in a first direction, the second impurity region being formed in a band shape extending in a second direction perpendicular to the first direction, and having a protrusion that selectively protrudes into the first impurity region in the first direction.
  • One embodiment of the present disclosure includes a process for selectively forming a plurality of body regions spaced apart in a first direction in a surface layer of the semiconductor region by selectively injecting a second conductivity type impurity into the semiconductor region, and a process for forming a first mask that selectively covers each of the body regions, the first mask including a first portion that extends in a second direction perpendicular to the first direction and has a first width in the first direction, and a pair of protrusions that protrude from a center of the first portion in the second direction to both sides in the first direction, and a process for injecting the first conductivity type impurity into the body region through the first mask.
  • the semiconductor device and manufacturing method thereof according to one embodiment of the present disclosure can form impurity regions with high precision even in fine patterns.
  • FIG. 1 is a plan view showing a semiconductor device according to an 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 a main portion of the first main surface.
  • FIG. 5 is an enlarged plan view showing further essential parts of the first main surface.
  • FIG. 6 is an enlarged plan view showing the main part of FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII shown in FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII shown in FIG.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX shown in FIG.
  • FIG. 1 is a plan view showing a semiconductor device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II shown in FIG.
  • FIG. 3 is a plan view
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line X-X shown in FIG.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a wafer.
  • FIG. 12A is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device.
  • FIG. 12B is a cross-sectional view showing a step subsequent to that of FIG. 12A.
  • FIG. 12C is a cross-sectional view showing a step subsequent to FIG. 12B.
  • FIG. 12D is a cross-sectional view showing a step subsequent to FIG. 12C.
  • FIG. 12E is a cross-sectional view showing a step subsequent to FIG. 12D.
  • FIG. 12F is a cross-sectional view showing a step subsequent to FIG. 12E.
  • FIG. 12A is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device.
  • FIG. 12B is a cross-sectional view showing a step subsequent to that of FIG. 12A.
  • FIG. 12C is a cross-section
  • FIG. 12G is a cross-sectional view showing a step subsequent to FIG. 12F.
  • FIG. 12H is a cross-sectional view showing a step subsequent to FIG. 12G.
  • FIG. 12I is a cross-sectional view showing a step subsequent to FIG. 12H.
  • FIG. 12J is a cross-sectional view showing a step subsequent to FIG. 12I.
  • FIG. 12K is a cross-sectional view showing a step subsequent to FIG. 12J.
  • FIG. 12L is a cross-sectional view showing a step subsequent to FIG. 12K.
  • FIG. 12M is a cross-sectional view showing a step subsequent to FIG. 12L.
  • FIG. 12N is a cross-sectional view showing a step subsequent to FIG. 12M.
  • FIG. 12G is a cross-sectional view showing a step subsequent to FIG. 12F.
  • FIG. 12H is a cross-sectional view showing a step subsequent to FIG. 12G.
  • FIG. 12I
  • FIG. 12O is a cross-sectional view showing a step subsequent to FIG. 12N.
  • FIG. 12P is a cross-sectional view showing a step subsequent to that shown in FIG. 12O.
  • FIG. 13 is a diagram showing a plane pattern of the first mask shown in FIG. 12G.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing a modification of the source region and the body contact region of FIG.
  • FIG. 15 is a diagram showing a first modified example of the body contact region.
  • FIG. 16 is a diagram showing a second modified example of the body contact region.
  • FIG. 17 is a diagram showing a third modified example of the body contact region.
  • FIG. 18 is a diagram showing a fourth modification of the body contact region.
  • FIG. 19 is a diagram showing a fifth modification of the body contact region.
  • this term 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 conductivity type of a semiconductor 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 1 according to an 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.
  • FIG. 4 is an enlarged plan view showing a main portion of the first main surface 3.
  • FIG. 5 is an enlarged plan view showing further main portions of the first main surface 3.
  • FIG. 6 is an enlarged plan view showing the main parts of FIG. 5.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII shown in FIG. 5.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII shown in FIG. 5.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX shown in FIG. 5.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line X-X shown in FIG. 5.
  • semiconductor device 1 is a semiconductor switching device having an insulated gate type transistor structure Tr as an example of a device structure.
  • the transistor structure Tr has a vertical structure.
  • Semiconductor device 1 is a SiC semiconductor device having a chip 2 including a SiC single crystal. Chip 2 may be referred to as a "SiC chip” or a "semiconductor chip.”
  • the chip 2 is made of hexagonal SiC single crystal and is formed into a rectangular parallelepiped shape.
  • the hexagonal SiC single crystal has a number of polytypes including 2H (Hexagonal)-SiC single crystal, 4H-SiC single crystal, 6H-SiC single crystal, etc.
  • the chip 2 is made of 4H-SiC single crystal, but the chip 2 may be made of 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 in a plan view seen from the vertical direction Z (hereinafter simply referred to as "plan view").
  • the vertical direction Z is also the thickness direction of the chip 2 and the normal direction of the first main surface 3 (second main surface 4).
  • the first main surface 3 and the second main surface 4 may be formed in a square or rectangular shape in a plan view.
  • the first main surface 3 and the second main surface 4 are preferably formed by the c-plane of the 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 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 with the first direction X along the first main surface 3. Specifically, the second direction Y is 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.
  • first direction X refers to the third side surface 5C side
  • second direction Y refers to the first side surface 5A side
  • second side of the second direction Y refers to the second side surface 5B side.
  • first direction X is the m-axis direction ([1-100] direction) of the SiC single crystal
  • the second direction Y is the a-axis direction ([11-20] direction) of the SiC single crystal.
  • first direction X may be the a-axis direction of the SiC single crystal
  • second direction Y may be the m-axis direction of the SiC single crystal.
  • the chip 2 (first main surface 3 and second main surface 4) has an off angle that is inclined at a predetermined angle in a predetermined off direction with respect to the c-plane of the SiC single crystal.
  • the c-axis ((0001) axis) of the SiC single crystal is inclined from the vertical axis toward the off direction by the off angle.
  • the c-plane of the SiC single crystal is inclined by the off angle with respect to the horizontal plane.
  • the off-direction is preferably the a-axis direction of the SiC single crystal (i.e., the second direction Y).
  • the off-angle may be greater than 0° and less than or equal to 10°.
  • the off-angle may have a value that falls within at least one of the following ranges: greater than 0° and less than or equal to 1°, 1° or more and less than or equal to 2.5°, 2.5° or more and less than or equal to 5°, 5° or more and less than or equal to 7.5°, and 7.5° or more and less than or equal to 10°.
  • the off angle is preferably 5° or less. It is particularly preferable that the off angle be 2° or more and 4.5° or less.
  • the off angle is typically set in the range of 4° ⁇ 0.1°. This specification does not exclude a configuration in which the off angle is 0° (i.e., a configuration in which the first main surface 3 is a just plane relative to the c-plane).
  • the semiconductor device 1 includes an n-type first semiconductor region 6 formed in a region (surface layer) on the first main surface 3 side in the chip 2.
  • the first semiconductor region 6 may be referred to as a "drift region,” “drain drift region,” “drain region,” etc.
  • a drain potential is applied to the first semiconductor region 6 as a high potential (first potential).
  • 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 semiconductor device 1 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 be referred to as a "drain region” or the like.
  • 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 substrate).
  • the chip 2 has a layered structure including a semiconductor substrate and an epitaxial layer.
  • the second semiconductor region 7 has a thickness greater than that of the first semiconductor region 6.
  • the semiconductor device 1 includes an active region 8 set in the chip 2.
  • the active region 8 includes a device structure (transistor structure Tr) and is a region where an output current (drain current) is generated.
  • the active region 8 is set in the inner part of the chip 2 at a distance from the periphery (first to fourth side faces 5A to 5D) of the chip 2 in a plan view.
  • the active region 8 is set in a polygonal shape (a square shape in this embodiment) having four sides parallel to the periphery of the chip 2 in a plan view.
  • the planar area of the active region 8 is preferably 50% to 90% of the planar area of the first main surface 3.
  • the semiconductor device 1 includes a peripheral region 9 that is set outside the active region 8 in the chip 2.
  • the peripheral region 9 is provided in a region between the periphery of the chip 2 and the active region 8 in a planar view.
  • the peripheral region 9 extends in a band shape along the active region 8 in a planar view, and is set in a polygonal ring shape (a square ring in this embodiment) that surrounds the active region 8.
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of p-type body regions 20 formed in a surface layer portion of the first main surface 3 in the active region 8.
  • a source potential is applied to the plurality of body regions 20 as a low potential (second potential) different from a high potential (first potential).
  • the plurality of body regions 20 are arranged at intervals in the first direction X, and are each formed in a band shape extending in the second direction Y. In other words, the plurality of body regions 20 are arranged in a stripe shape extending in the second direction Y.
  • the multiple body regions 20 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the first main surface 3, and face the second semiconductor region 7 across a portion of the first semiconductor region 6. It is preferable that the multiple body regions 20 are formed at intervals from the middle of the first semiconductor region 6 toward the first main surface 3. The multiple body regions 20 are exposed from the first main surface 3.
  • the semiconductor device 1 includes a p-type outer body region 21 formed in the surface layer of the first main surface 3 in the peripheral region 9.
  • the outer body region 21 preferably has a p-type impurity concentration that is approximately equal to the p-type impurity concentration of the body region 20.
  • the p-type impurity concentration of the outer body region 21 may be less than the p-type impurity concentration of the body region 20, or may be higher than the p-type impurity concentration of the body region 20.
  • the outer body region 21 is formed at a distance from the periphery of the first main surface 3 (first to fourth side surfaces 5A to 5D) toward the active region 8, and extends in a band along the active region 8.
  • the outer body region 21 has a portion that extends in a band in the first direction X and a portion that extends in a band in the second direction Y in a plan view, and divides the active region 8 from multiple directions.
  • the outer body region 21 surrounds the active region 8 in a plan view and is partitioned into a polygonal ring (a square ring in this embodiment) having four sides parallel to the periphery of the first main surface 3.
  • the outer body region 21 forms the boundary between the active region 8 and the peripheral region 9.
  • the outer body region 21 may have an edge portion that connects the portion extending in the first direction X and the portion extending in the second direction Y in a circular arc shape (preferably a quadrant arc shape) in a plan view (see FIG. 4).
  • the outer body region 21 has an inner edge on the active region 8 side and an outer edge on the peripheral side of the first main surface 3.
  • the inner edge of the outer body region 21 is connected to the multiple body regions 20 in a portion extending in the first direction X. As a result, the outer body region 21 is fixed to the same potential as the multiple body regions 20.
  • the outer body region 21 preferably has a width greater than the width of the body region 20.
  • the width of the body region 20 is the width in a direction perpendicular to the extension direction (i.e., the first direction X).
  • the width of the outer body region 21 is the width in a direction perpendicular to the extension direction.
  • the width of the outer body region 21 may be approximately equal to the width of the body region 20, or may be less than the thickness of the body region 20.
  • the ratio of the width of the outer body region 21 to the width of the body region 20 may be greater than or equal to 10 and less than or equal to 50. It is preferable that the width ratio be greater than or equal to 20 and less than or equal to 40.
  • the outer body region 21 is formed at a distance from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the first main surface 3, and faces the second semiconductor region 7 across a portion of the first semiconductor region 6. It is preferable that the outer body region 21 is formed at a distance from the middle of the first semiconductor region 6 toward the first main surface 3. The outer body region 21 is exposed from the first main surface 3.
  • the outer body region 21 has a thickness (depth) that is approximately equal to the thickness (depth) of the body region 20.
  • the thickness of the outer body region 21 may be less than the thickness of the body region 20, or may be greater than the thickness of the body region 20.
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of n-type surface drift regions 22 formed in a surface portion of the first main surface 3.
  • the plurality of surface drift regions 22 each consist of a portion of the first semiconductor region 6.
  • the plurality of surface drift regions 22 may have an n-type impurity concentration higher than the n-type impurity concentration of the first semiconductor region 6, or may have an n-type impurity concentration lower than the n-type impurity concentration of the first semiconductor region 6.
  • the multiple surface drift regions 22 are each defined in a region between multiple adjacent body regions 20 in the first direction X. Specifically, the multiple surface drift regions 22 are each defined by multiple body regions 20 and outer body regions 21 in the surface portion of the first main surface 3. The multiple surface drift regions 22 are arranged at intervals in the first direction X, and are each formed in a band shape extending in the second direction Y. In other words, the multiple surface drift regions 22 are formed in a stripe shape extending in the second direction Y.
  • the semiconductor device 1 includes n-type source regions 23 formed in the surface layer of each of the body regions 20.
  • the source regions 23 have an n-type impurity concentration higher than the n-type impurity concentration of the first semiconductor region 6.
  • a source potential is applied to the source regions 23.
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of p-type contact regions 25 formed in the surface layer of each of the body regions 20 in the active region 8.
  • the contact regions 25 may be referred to as "backgate regions.”
  • a source potential is applied to the contact regions 25.
  • the contact regions 25 have a p-type impurity concentration higher than the p-type impurity concentration of the body regions 20.
  • each body region 20 has a plurality of first sections 10 and a plurality of second sections 11 alternating in the second direction Y. There need not be a clear boundary between the first sections 10 and the second sections 11. In Figures 5 and 6, for clarity, the boundary between the first section 10 and the second section 11 is shown by a dashed line. As shown in Figures 5 and 6, the first section 10 and the second section 11 may have the same length in the second direction Y or may have different lengths. For example, the first section 10 may be longer than the second section 11 in the second direction Y, and the first section 10 may be shorter than the second section 11.
  • the multiple contact regions 25 are arranged at intervals for each first section 10 so as to skip each second section 11 in the second direction Y.
  • the contact region 25 and the regions on both sides of the contact region 25 in the first direction X may be the first sections 10.
  • the second sections 11 may be the regions between the multiple contact regions 25 adjacent to each other in the second direction Y.
  • Each contact region 25 extends in a band shape along the extension direction (second direction Y) of the body region 20.
  • the contact region 25 is formed at a distance from the outer body region 21 in the second direction Y. In other words, the contact region 25 is not formed in the outer body region 21.
  • the contact region 25 is formed at a distance from the bottom of the body region 20 toward the first main surface 3, and faces the first semiconductor region 6 with a part of the body region 20 in between.
  • Each contact region 25 is formed at a distance from both the periphery on one side and the other side of the body region 20 in the first direction X. In this embodiment, the contact region 25 is formed in the center of the body region 20 in the first direction X.
  • the source region 23 is separated into a plurality of source regions 24A, 24B in the first section 10.
  • one contact region 25 is interposed in the region between the first source region 24A and the second source region 24B in the surface layer portion of the corresponding body region 20.
  • Each contact region 25 is sandwiched between the first source region 24A and the second source region 24B in the first direction X.
  • the multiple source regions 24A, 24B include a first source region 24A located on one side of the first direction X and a second source region 24B located on the other side of the first direction X in the surface layer portion of each body region 20.
  • one first source region 24A is formed on one end side of the body region 20 in the first direction X
  • one second source region 24B is formed on the other end side of the body region 20.
  • the contact region 25 includes a first portion 12 extending in a band shape in the second direction Y, and a plurality of protrusions 13 protruding outward in the first direction X from the first portion 12.
  • the first portion 12 crosses the first section 10 of the body region 20 in the second direction Y, and has an end at the boundary between the first section 10 and the second section 11.
  • the first portion 12 may be referred to by another name depending on its planar shape.
  • the first portion 12 when the shape assumed excluding the convex portion 13 (the shape in which the parts facing each other above and below the convex portion 13 in the second direction Y are connected by a dashed line 17) is a band in a planar view, the first portion 12 may be referred to as a band-shaped portion.
  • the width (first width W1) of the first portion 12 may be, for example, 0.2 ⁇ m or more and 0.6 ⁇ m or less.
  • the first width W1 may be constant or approximately constant in the second direction Y.
  • the multiple protrusions 13 may include a pair of protrusions 14A, 14B that protrude from the center of the first portion 12 in the second direction Y to both sides in the first direction X. That is, one protrusion 13 is formed on one side and one on the other side in the first direction X of the first portion 12.
  • the protrusion 13 that protrudes toward the first source region 24A is the first protrusion 14A
  • the protrusion 13 that protrudes toward the second source region 24B is the second protrusion 14B.
  • the first protrusion 14A and the second protrusion 14B protrude toward opposite sides from the same position on the first portion 12.
  • Each of the protrusions 14A, 14B may protrude from the first portion 12 and have a polygonal shape in a plan view having one or more apexes 49.
  • each of the protrusions 14A, 14B is formed in a triangular shape in a plan view.
  • the apexes 49 have a rounded shape.
  • the pair of protrusions 14A, 14B may have a diamond or circular overall shape in plan view, protruding evenly on both sides of the first portion 12.
  • the overall shape of the pair of protrusions 14A, 14B may be a shape defined by the outline 15 of the pair of protrusions 14A, 14B and an inner extension line 16 (virtual line) of the outline 15 toward the inside of the contact region 25 (first portion 12).
  • a diamond pattern is shown as the overall shape of the pair of protrusions 14A, 14B.
  • the overall width (second width W2) of the pair of protrusions 14A, 14B from the end of the first protrusion 14A in the first direction X to the end of the second protrusion 14B in the first direction X may be 1.2 ⁇ m or more and 1.6 ⁇ m or less.
  • the width WS of each of the first source region 24A and the second source region 24B on both sides of the first portion 12 in the first direction X may be greater than the overall width (second width W2) of the pair of protrusions 14A, 14B.
  • the width WS may be, for example, 2 ⁇ m or more and 4 ⁇ m or less.
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of p-type channel regions 26, 27 formed in a surface portion of the first main surface 3.
  • the plurality of channel regions 26, 27 are partitioned in the surface portion of the plurality of body regions 20 in regions between the ends of the plurality of body regions 20 (the plurality of surface drift regions 22) and the periphery of the source region 23.
  • the plurality of channel regions 26, 27 are arranged at intervals in the first direction X and are each formed in a band shape extending in the second direction Y.
  • the plurality of channel regions 26, 27 are arranged in stripes extending in the second direction Y.
  • the multiple channel regions 26, 27 include multiple first channel regions 26 and multiple second channel regions 27.
  • the multiple first channel regions 26 are formed in the region on the multiple first source regions 24A side, and form a current path extending in the horizontal direction.
  • the multiple second channel regions 27 are formed in the region on the multiple second source regions 24B side, and form a current path extending in the horizontal direction.
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of planar electrode type gate structures 30 arranged on the first main surface 3 in the active region 8.
  • the plurality of gate structures 30 are arranged at intervals in the first direction X, and are each formed in a band shape extending in the second direction Y. In other words, the plurality of gate structures 30 are arranged in stripes extending in the second direction Y.
  • the extension direction of the plurality of gate structures 30 coincides with the off-direction of the SiC single crystal.
  • Each gate structure 30 is disposed on at least one channel region 26, 27.
  • each gate structure 30 is disposed across one surface drift region 22 and straddles two adjacent body regions 20, covering a plurality of channel regions 26, 27.
  • each gate structure 30 is disposed across the source region 23 on one body region 20 side and the source region 23 on the other body region 20 side, covering the surface drift region 22, the source region 23 (first source region 24A and second source region 24B), the first channel region 26, and the second channel region 27.
  • the gate structure 30 has a stacked structure including an insulating film 31 and a gate electrode 32.
  • the gate structure 30 does not have an insulating sidewall structure (spacer) on the side of the gate electrode 32.
  • the insulating film 31 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
  • the insulating film 31 has a single layer structure made of a silicon oxide film. It is particularly preferable that the insulating film 31 includes a silicon oxide film made of an oxide of the chip 2.
  • the insulating film 31 covers the first main surface 3 in a film-like shape and is disposed on at least one of the channel regions 26, 27. In this embodiment, the insulating film 31 is disposed so as to cross one surface drift region 22 and straddle two adjacent body regions 20, covering multiple channel regions 26, 27.
  • the insulating film 31 is disposed across the source region 23 on one body region 20 side and the source region 23 on the other body region 20 side, and covers the surface drift region 22, the source region 23 (first source region 24A and second source region 24B), the first channel region 26, and the second channel region 27.
  • the insulating film 31 partially covers the first source region 24A at a distance from the contact region 25, and exposes a part of the first source region 24A and the contact region 25 from the first main surface 3.
  • the insulating film 31 partially covers the second source region 24B at a distance from the contact region 25, and exposes a part of the second source region 24B and the contact region 25 from the first main surface 3.
  • the insulating film 31 partially covers the source region 23, and exposes a part of the source region 23 from the first main surface 3.
  • the thickness of the insulating film 31 may be 10 nm or more and 150 nm or less.
  • the thickness of the insulating film 31 may be a value that belongs to at least one of the following ranges: 10 nm or more and 25 nm or less, 25 nm or more and 50 nm or less, 50 nm or more and 75 nm or less, 75 nm or more and 100 nm or less, 100 nm or more and 125 nm or less, and 125 nm or more and 150 nm or less.
  • the thickness of the insulating film 31 is preferably 25 nm or more and 75 nm or less.
  • the gate electrode 32 is disposed on the insulating film 31 and faces at least one of the channel regions 26, 27 across the insulating film 31.
  • a gate potential is applied to the gate electrode 32 as a control potential.
  • the gate electrode 32 controls the inversion and non-inversion of at least one of the channel regions 26, 27 in response to the gate potential.
  • the gate electrode 32 includes a conductive semiconductor polycrystal.
  • the gate electrode 32 may include either or both of p-type conductive polysilicon and n-type conductive polysilicon.
  • the conductivity type of the gate electrode 32 is adjusted according to the gate threshold voltage to be achieved.
  • the gate electrode 32 may be referred to as a "polysilicon gate", a “poly gate”, etc.
  • the gate electrode 32 is formed in a strip shape extending in the second direction Y. In other words, the extension direction of the gate electrode 32 coincides with the off-direction of the SiC single crystal. In this embodiment, the gate electrode 32 is formed spaced inward from both ends of the insulating film 31 in the first direction X, exposing both ends of the insulating film 31. The gate electrode 32 is disposed on the insulating film 31 so as to straddle two adjacent body regions 20 across one surface drift region 22, and faces multiple channel regions 26, 27 across the insulating film 31.
  • the gate electrode 32 is disposed so as to straddle the source region 23 on one body region 20 side and the source region 23 on the other body region 20 side, and faces the surface drift region 22, the source region 23 (first source region 24A and second source region 24B), the first channel region 26, and the second channel region 27 across the insulating film 31.
  • the gate electrode 32 has an electrode surface 33, a first sidewall 34 on one side in the first direction X, and a second sidewall 35 on the other side in the first direction X.
  • the electrode surface 33 extends along the insulating film 31 (first main surface 3).
  • the electrode surface 33 may extend approximately parallel to the insulating film 31 (first main surface 3).
  • the first side wall 34 is formed at a distance from one end of the insulating film 31 to the other end in the first direction X, and extends in the vertical direction Z.
  • the second side wall 35 is formed at a distance from the other end of the insulating film 31 to the one end in the first direction X, and extends in the vertical direction Z.
  • the first sidewall 34 and the second sidewall 35 may extend perpendicularly to the insulating film 31. That is, the gate electrode 32 may be formed in a quadrangular shape (flattened rectangular shape) in cross-sectional view. The first sidewall 34 and the second sidewall 35 may be inclined obliquely toward the electrode surface 33. That is, the gate electrode 32 may be formed in a tapered shape (preferably an isosceles trapezoidal shape) in cross-sectional view.
  • the width of the gate structure 30 may be 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the width of the gate structure 30 is the width in a direction perpendicular to the extension direction (i.e., the first direction X).
  • the width of the gate structure 30 is preferably 1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • the semiconductor device 1 includes a p-type termination region 45 formed on the first main surface 3 in the peripheral region 9.
  • the termination region 45 may be referred to as a "well region", a “termination well region”, etc.
  • the termination region 45 may have a p-type impurity concentration approximately equal to the p-type impurity concentration of the outer body region 21.
  • the p-type impurity concentration of the termination region 45 may be higher than the p-type impurity concentration of the outer body region 21, or may be lower than the p-type impurity concentration of the outer body region 21.
  • the termination region 45 is spaced inward from the periphery of the first main surface 3 and is formed in the region between the periphery of the first main surface 3 and the outer body region 21.
  • the termination region 45 extends in a band shape along the outer body region 21 in a plan view.
  • the termination region 45 has a portion that extends in a band shape in the first direction X and a portion that extends in a band shape in the second direction Y in a plan view, and divides the active region 8 from multiple directions.
  • the termination region 45 is formed at a distance from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the first main surface 3, and faces the second semiconductor region 7 across a portion of the first semiconductor region 6.
  • the termination region 45 is preferably formed at a distance from the middle of the first semiconductor region 6 toward the first main surface 3.
  • the termination region 45 may have a thickness (depth) approximately equal to the thickness (depth) of the outer body region 21.
  • the thickness of the termination region 45 may be greater than the thickness of the outer body region 21, or may be less than the thickness of the outer body region 21.
  • the termination region 45 (inner edge) has an overlap region 46 that overlaps the outer edge of the outer body region 21.
  • the overlap region 46 is a high-concentration region that includes the outer edge of the outer body region 21 and the inner edge of the termination region 45.
  • the overlap region 46 includes both the p-type impurities of the outer body region 21 and the p-type impurities of the termination region 45, and has a p-type impurity concentration that is higher than both the p-type impurity concentration of the outer body region 21 and the p-type impurity concentration of the termination region 45.
  • the overlap region 46 extends in a band shape along the outer body region 21 in a plan view.
  • the overlap region 46 has a portion that extends in a band shape in the first direction X and a portion that extends in a band shape in the second direction Y in a plan view, and divides the active region 8 from multiple directions.
  • the overlap region 46 is divided into a polygonal ring shape (a square ring shape in this embodiment) having four sides parallel to the periphery of the first main surface 3.
  • the width of the overlap region 46 is preferably greater than the width of the body region 20.
  • the width of the overlap region 46 may be less than or equal to the width of the body region 20.
  • the semiconductor device 1 may have a relatively high-concentration p-type well region (46) instead of the overlap region 46.
  • the well region (46) has a p-type impurity concentration higher than both the p-type impurity concentration of the outer body region 21 and the p-type impurity concentration of the termination region 45.
  • the well region (46) may be formed in either or both of the surface layer of the outer body region 21 and the surface layer of the termination region 45.
  • the field region 47 may have a p-type impurity concentration that is approximately equal to the p-type impurity concentration of the body region 20 (termination region 45).
  • the p-type impurity concentration of the field region 47 may be higher than the p-type impurity concentration of the body region 20 (termination region 45), or may be lower than the p-type impurity concentration of the body region 20 (termination region 45).
  • the multiple field regions 47 are formed in the region between the periphery of the first main surface 3 and the active region 8, with a gap inward from the periphery of the first main surface 3. Specifically, the multiple field regions 47 are formed in the region between the periphery of the first main surface 3 and the outer body region 21. More specifically, the multiple field regions 47 are arranged in the region between the periphery of the first main surface 3 and the termination region 45, with a gap from the termination region 45 to the periphery side of the first main surface 3.
  • the multiple field regions 47 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the first main surface 3, and face the second semiconductor region 7 across a portion of the first semiconductor region 6. It is preferable that the multiple field regions 47 are formed at intervals from the middle of the first semiconductor region 6 toward the first main surface 3.
  • the semiconductor device 1 includes a peripheral insulating film 51 that covers the first main surface 3 in the peripheral region 9.
  • the peripheral insulating film 51 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
  • the peripheral insulating film 51 has a single-layer structure made of a silicon oxide film. It is particularly preferable that the peripheral insulating film 51 includes a silicon oxide film made of an oxide of the chip 2.
  • the peripheral insulating film 51 is preferably made of the same type of insulating material as the insulating film 31.
  • the peripheral insulating film 51 preferably has a thickness approximately equal to that of the insulating film 31.
  • the peripheral insulating film 51 covers the first main surface 3 in the peripheral region 9 in the form of a film.
  • the peripheral insulating film 51 collectively covers the outer body region 21, the termination region 45, and the multiple field regions 47.
  • the peripheral insulating film 51 is connected to the multiple insulating films 31 on the active region 8 side. Specifically, the peripheral insulating film 51 is formed integrally with the multiple insulating films 31, and forms one insulating film together with the multiple insulating films 31.
  • the semiconductor device 1 includes a gate wiring 52 arranged on the first main surface 3 in the peripheral region 9.
  • the semiconductor device 1 does not have an insulating sidewall structure (spacer) on the side of the gate wiring 52.
  • the gate wiring 52 is selectively routed on the first main surface 3 and has a portion that extends in a different direction from the multiple gate electrodes 32.
  • the gate wiring 52 is connected to the multiple gate electrodes 32 and applies a gate signal to the multiple gate electrodes 32.
  • the gate wiring 52 may be referred to as a "polysilicon gate wiring", a "poly gate wiring", a "second gate electrode”, etc.
  • the gate wiring 52 includes a conductive semiconductor polycrystal.
  • the gate wiring 52 may include either or both of p-type conductive polysilicon and n-type conductive polysilicon. It is preferable that the gate wiring 52 has the same conductivity type as the gate electrode 32. The conductivity type of the gate wiring 52 is adjusted according to the conductivity type of the gate electrode 32.
  • the gate wiring 52 is disposed on the peripheral insulating film 51 in the peripheral region 9. Specifically, the gate wiring 52 is disposed on a portion of the peripheral insulating film 51 that covers the outer body region 21, and faces the outer body region 21 across the peripheral insulating film 51.
  • the gate wiring 52 is formed at a distance from the periphery of the first main surface 3 toward the active region 8, and extends in a strip along the active region 8.
  • the gate wiring 52 has a portion that extends in a strip in the first direction X and a portion that extends in a strip in the second direction Y in a plan view, and defines the active region 8 from multiple directions.
  • the gate wiring 52 surrounds the active region 8 in a plan view and is partitioned into a polygonal ring (a square ring in this embodiment) having four sides parallel to the periphery of the first main surface 3.
  • the gate wiring 52 may be end-shaped or endless.
  • the gate wiring 52 extends in a strip shape (ring shape in this embodiment) along the outer body region 21 in a plan view and faces the outer body region 21 across the outer insulating film 51 over the entire area in the stacking direction.
  • the gate wiring 52 may have an edge portion that connects the portion extending in the first direction X and the portion extending in the second direction Y in a plan view in an arc shape (preferably a quadrant arc shape) (see FIG. 4).
  • the gate wiring 52 is formed narrower than the outer body region 21 in a plan view, and is disposed above the outer body region 21 at a distance from the inner and outer edges of the outer body region 21.
  • the multiple gate electrodes 32 are extended up to above the outer body region 21, and the gate wiring 52 is connected to the multiple gate electrodes 32 above the outer body region 21.
  • the width of the gate wiring 52 is preferably greater than the width of the gate electrode 32.
  • the width of the gate wiring 52 is the width in a direction perpendicular to the extension direction.
  • the width of the gate wiring 52 may be less than or equal to the width of the gate electrode 32.
  • the width of the gate wiring 52 may be greater than the width of the outer body region 21.
  • the thickness of the gate wiring 52 is preferably approximately equal to the thickness of the gate electrode 32.
  • the gate wiring 52 has a wiring surface 53, a first wiring sidewall 54 on the inner edge side, and a second wiring sidewall 55 on the outer edge side.
  • the wiring surface 53 extends along the peripheral insulating film 51 (first main surface 3).
  • the wiring surface 53 may extend approximately parallel to the peripheral insulating film 51 (first main surface 3).
  • the first wiring sidewall 54 extends in the vertical direction Z on the peripheral insulating film 51, and the second wiring sidewall 55 extends in the vertical direction Z on the peripheral insulating film 51.
  • the first wiring sidewall 54 is connected to the multiple gate electrodes 32 (the first sidewall 34 and the second sidewall 35) in the portion extending in the first direction X.
  • the gate wiring 52 has multiple portions connected in a T-shape to the multiple gate electrodes 32. As a result, the gate wiring 52 is fixed to the same potential as the multiple gate electrodes 32.
  • the first wiring sidewall 54 and the second wiring sidewall 55 may extend perpendicularly to the peripheral insulating film 51. That is, the gate wiring 52 may be formed in a quadrangular shape (flattened rectangular shape) in cross section. The first wiring sidewall 54 and the second wiring sidewall 55 may be inclined obliquely toward the wiring surface 53. That is, the gate wiring 52 may be formed in a tapered shape (preferably an isosceles trapezoidal shape) in cross section.
  • the semiconductor device 1 includes an insulating interlayer film 70 that covers the first main surface 3.
  • the interlayer film 70 may also be called an "interlayer insulating film,” an “intermediate insulating film,” or the like.
  • the interlayer film 70 has an insulating surface 71 that extends along the first main surface 3.
  • the interlayer film 70 collectively covers the active region 8 and the peripheral region 9 on the first main surface 3.
  • the interlayer film 70 covers the multiple gate structures 30 in the active region 8. For each gate structure 30, the interlayer film 70 directly covers both the insulating film 31 and the gate electrode 32. In other words, the interlayer film 70 has a portion that directly covers the electrode surface 33, the first sidewall 34, and the second sidewall 35 of the gate electrode 32.
  • the interlayer film 70 collectively covers the outer body region 21, the termination region 45, and the multiple field regions 47 in the peripheral region 9, sandwiching the peripheral insulating film 51 therebetween.
  • the interlayer film 70 directly covers both the peripheral insulating film 51 and the gate wiring 52. That is, the interlayer film 70 has a portion that directly covers the wiring surface 53, the first wiring sidewall 54, and the second wiring sidewall 55 of the gate wiring 52.
  • the interlayer film 70 is continuous with the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
  • the interlayer film 70 may be formed at a distance inward from the first to fourth side surfaces 5A to 5D, exposing the peripheral portion of the first main surface 3 (first semiconductor region 6).
  • the interlayer film 70 has a layered structure including a first oxide film 72 (first insulating film) and a second oxide film 73 (second insulating film) that are layered in this order from the first main surface 3 side.
  • the interlayer film 70 has an insulating surface 71 formed by the second oxide film 73.
  • the first oxide film 72 has a single layer structure made of a silicon oxide film with no added impurities.
  • the first oxide film 72 may be referred to as an NSG film (Nondoped Silicate Glass film).
  • the first oxide film 72 collectively covers the active region 8 and the peripheral region 9.
  • the first oxide film 72 collectively covers the multiple gate structures 30 in the active region 8.
  • the first oxide film 72 covers both the insulating film 31 and the gate electrode 32 of each gate structure 30 in a film-like manner.
  • the first oxide film 72 has a first covering portion 74, a second covering portion 75, and a third covering portion 76.
  • the first covering portion 74 extends horizontally in a film shape along the insulating film 31 (first main surface 3), and has a portion that contacts the first sidewall 34 (second sidewall 35) of the gate electrode 32.
  • the first covering portion 74 (first oxide film 72) has a thickness less than the thickness of the gate electrode 32, and covers the insulating film 31 with a gap from the height position of the electrode surface 33 of the gate electrode 32 toward the insulating film 31.
  • the second covering portion 75 is extended from the first covering portion 74 toward the electrode surface 33 in the stacking direction, and directly covers the first side wall 34 (second side wall 35) in a film-like manner.
  • the third covering portion 76 is pulled out from the second covering portion 75 toward the electrode surface 33 and extends horizontally along the electrode surface 33 in the form of a film.
  • the third covering portion 76 directly covers the entire area of the electrode surface 33 between the first side wall 34 and the second side wall 35. It is preferable that the third covering portion 76 forms an arc corner portion curved in an arc shape together with the second covering portion 75 in the portion covering the corner portion of the gate electrode 32.
  • the arc corner portion may have a center of curvature on the gate electrode 32 side.
  • the first oxide film 72 collectively covers the outer body region 21, the termination region 45, and the multiple field regions 47 in the peripheral region 9, sandwiching the peripheral insulating film 51 therebetween.
  • the first oxide film 72 covers the gate wiring 52 in the peripheral region 9.
  • the second oxide film 73 may have a single layer structure made of a silicon oxide film containing phosphorus, or a multilayer structure including a silicon oxide film containing phosphorus.
  • the silicon oxide film containing phosphorus may contain boron.
  • the silicon oxide film containing phosphorus may be called a PSG film (Phosphorus Silicon Glass film).
  • the silicon oxide film containing both phosphorus and boron may be called a BPSG film (Boron Phosphorus Silicon Glass film).
  • the second oxide film 73 may have a single layer structure made of a PSG film or a BPSG film laminated on the first oxide film 72.
  • the second oxide film 73 may have a laminate structure including a PSG film laminated on the first oxide film 72 and a BPSG film laminated on the PSG film.
  • the second oxide film 73 may have a laminate structure including a BPSG film laminated on the first oxide film 72 and a PSG film laminated on the BPSG film.
  • the second oxide film 73 has a single layer structure made of a PSG film, as an example.
  • the second oxide film 73 covers the first oxide film 72 in a film-like manner, and collectively covers the active region 8 and the peripheral region 9 with the first oxide film 72 in between.
  • the second oxide film 73 collectively covers the multiple gate structures 30 in the active region 8 with the first oxide film 72 in between.
  • the second oxide film 73 covers both the insulating film 31 and the gate electrode 32 in a film-like manner with the first oxide film 72 in between.
  • the second oxide film 73 includes a first upper coating portion 80 and a second upper coating portion 81.
  • the first upper coating portion 80 covers the first coating portion 74 of the first oxide film 72.
  • the first upper coating portion 80 covers the insulating film 31 in the portion located above the first coating portion 74, sandwiching the first coating portion 74.
  • the first upper covering portion 80 extends in a film-like shape in the stacking direction from above the first covering portion 74 along the second covering portion 75, and covers the first side wall 34 (second side wall 35) of the gate structure 30 with the second covering portion 75 in between.
  • the second upper covering portion 81 covers the third covering portion 76 of the first oxide film 72.
  • the second upper covering portion 81 extends horizontally in a film shape from the first upper covering portion 80 along the third covering portion 76, and covers the electrode surface 33 of the gate structure 30 with the third covering portion 76 in between.
  • the second upper covering portion 81 covers the entire electrode surface 33 with the third covering portion 76 in between the first side wall 34 and the second side wall 35. It is preferable that the second upper covering portion 81 forms an arc corner portion curved in an arc shape together with the first upper covering portion 80 in the portion covering the corner portion of the gate wiring 52.
  • the arc corner portion may have a center of curvature on the gate wiring 52 side.
  • the second oxide film 73 collectively covers the outer body region 21, the termination region 45, and the multiple field regions 47 in the peripheral region 9, sandwiching the peripheral insulating film 51 and the first oxide film 72 between them.
  • the second oxide film 73 covers the gate wiring 52 in the peripheral region 9, sandwiching the first oxide film 72 between them.
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of source openings 90 formed in the interlayer film 70 in the active region 8.
  • the plurality of source openings 90 are formed in regions to the sides of the plurality of gate electrodes 32 at intervals from the plurality of gate electrodes 32, respectively, and expose the first main surface 3 (chip 2).
  • the plurality of source openings 90 are formed in regions between the plurality of gate electrodes 32, respectively, and penetrate the insulating film 31 and the interlayer film 70.
  • the multiple source openings 90 penetrate both the first oxide film 72 and the second oxide film 73, and have wall surfaces defined by both the first oxide film 72 and the second oxide film 73.
  • the multiple source openings 90 have opening ends defined by arc corners of the interlayer film 70.
  • the multiple source openings 90 expose the corresponding multiple source regions 23 (first source region 24A and second source region 24B) and contact region 25, respectively.
  • a plurality of source openings 90 may be formed in a region between two gate structures 30 adjacent in the first direction X.
  • the plurality of source openings 90 may be formed in a line in the second direction Y with a space therebetween.
  • each source opening 90 may be formed in a quadrilateral shape (square shape) in a plan view, a rectangular shape extending in the first direction X, a rectangular shape extending in the second direction Y, a hexagonal shape, a circular shape, or the like.
  • the source opening 90 may have a width W of 0.2 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less.
  • the width W of the source opening 90 is preferably 0.3 ⁇ m or more and 1 ⁇ m or less.
  • the source opening 90 may have a depth D of 0.2 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less.
  • the depth D of the source opening 90 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 1 ⁇ m or less.
  • the source opening 90 preferably has an aspect ratio D/W of 0.3 or more and 3 or less.
  • the aspect ratio D/W is defined by the ratio of the depth D of the source opening 90 to the width W of the source opening 90.
  • the aspect ratio D/W is preferably 0.5 or more and 2 or less. It is particularly preferable that the aspect ratio D/W is greater than 1. With this configuration, the multiple gate structures 30 are arranged at a narrow pitch.
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of source recesses 91 formed in the first main surface 3 in the portions exposed from the plurality of source openings 90.
  • the semiconductor device 1 does not necessarily have to have the source recesses 91. Therefore, a configuration that does not have the source recesses 91 may be adopted.
  • the multiple source recesses 91 each have a planar shape that matches the planar shape of the corresponding source opening 90, and are recessed from the first main surface 3 toward the second main surface 4.
  • the multiple source recesses 91 are formed at intervals from the bottoms of the corresponding body regions 20 toward the first main surface 3, exposing the corresponding multiple source regions 23 and contact regions 25.
  • the multiple source recesses 91 are formed at intervals from the bottoms of the corresponding multiple source regions 23 (contact regions 25) toward the first main surface 3.
  • the semiconductor device 1 includes at least one (in this embodiment, multiple) outer openings 92 formed in the interlayer film 70 in the peripheral region 9.
  • the multiple outer openings 92 are formed in a portion of the interlayer film 70 that covers the termination region 45.
  • the multiple outer openings 92 penetrate the interlayer film 70 and expose the termination region 45.
  • the multiple outer openings 92 are formed in a portion of the interlayer film 70 that covers the overlap region 46 of the termination region 45 and expose the overlap region 46.
  • the outer openings 92 may expose the outer body region 21 instead of or in addition to the termination region 45 (overlapping region 46).
  • the outer openings 92 penetrate both the first oxide film 72 and the second oxide film 73, and have wall surfaces defined by both the first oxide film 72 and the second oxide film 73.
  • the outer openings 92 have opening ends defined by arc corners of the interlayer film 70.
  • the multiple outer openings 92 are formed at intervals along the termination region 45 (overlap region 46) (see Figures 4 and 5).
  • the multiple outer openings 92 may be formed in a quadrangular (square), rectangular, hexagonal, circular, or other shape in a plan view.
  • the multiple outer openings 92 may be formed in a band shape extending along the termination region 45 (overlap region 46) in a plan view.
  • the outer openings 92 may have an aspect ratio D/W (preferably greater than 1) similar to the source openings 90.
  • the semiconductor device 1 may have a single outer opening 92.
  • the single outer opening 92 may be formed in a band shape extending along the termination region 45 (overlapping region 46).
  • the single outer opening 92 may have a portion extending in a band shape in the first direction X and a portion extending in a band shape in the second direction Y in a plan view.
  • the single outer opening 92 may be formed in a polygonal ring shape (a square ring in this embodiment) with four sides parallel to the periphery of the first main surface 3, either with or without ends.
  • the single outer opening 92 may have an edge portion that connects the portion extending in the first direction X and the portion extending in the second direction Y in an arc shape (preferably a quadrant arc shape) following the termination region 45 (overlapping region 46) in a plan view (see FIG. 4).
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of outer recesses 93 formed in the portions of the first main surface 3 exposed from the plurality of outer openings 92.
  • the semiconductor device 1 does not necessarily have to have the outer recesses 93. Therefore, a configuration that does not have the outer recesses 93 may be adopted.
  • the multiple outer recesses 93 each have a planar shape that matches the planar shape of the corresponding outer opening 92, and are recessed from the first main surface 3 toward the second main surface 4.
  • the multiple outer recesses 93 are formed at intervals from the bottom of the termination region 45 (overlap region 46) toward the first main surface 3, and each exposes the termination region 45 (overlap region 46).
  • the semiconductor device 1 includes at least one (in this embodiment, multiple) gate openings 94 formed in the interlayer film 70 in the peripheral region 9.
  • the multiple gate openings 94 are formed in a portion of the interlayer film 70 that covers the gate wiring 52.
  • the multiple gate openings 94 penetrate the interlayer film 70 and expose the wiring surface 53 of the gate wiring 52.
  • the multiple gate openings 94 penetrate both the first oxide film 72 and the second oxide film 73, and have wall surfaces defined by both the first oxide film 72 and the second oxide film 73.
  • the multiple gate openings 94 have opening ends defined by arc corners of the interlayer film 70.
  • the semiconductor device 1 may have a single gate opening 94.
  • the single gate opening 94 may be formed in a strip shape extending along the gate wiring 52.
  • the single gate opening 94 may have a portion extending in a strip shape in the first direction X and a portion extending in a strip shape in the second direction Y in a plan view.
  • the single gate opening 94 may be formed in a polygonal ring shape (a square ring in this embodiment) with or without ends, having four sides parallel to the periphery of the first main surface 3.
  • the single gate opening 94 may have an edge portion that connects the portion extending in the first direction X and the portion extending in the second direction Y in an arc shape (preferably a quadrant arc shape) in a plan view following the gate wiring 52 (see FIG. 4).
  • the semiconductor device 1 includes a source pad electrode 95 disposed on the interlayer film 70.
  • the source pad electrode 95 is a terminal electrode to which a source potential is applied from the outside.
  • the source pad electrode 95 may also be referred to as a "first pad electrode,” a “first main surface electrode,” a “first terminal electrode,” etc.
  • the source pad electrode 95 is disposed on a portion of the interlayer film 70 that covers the active region 8.
  • the source pad electrode 95 covers the multiple gate electrodes 32 with the interlayer film 70 in between, and is electrically isolated from the multiple gate electrodes 32 by the interlayer film 70.
  • the source pad electrode 95 is electrically connected to the multiple body regions 20, the outer body region 21, the multiple source regions 23 (first source region 24A and second source region 24B), the contact region 25, etc. through the multiple source openings 90.
  • the source pad electrode 95 has a first pad portion 96, a second pad portion 97, and a third pad portion 98.
  • the first pad portion 96 has a relatively large planar area and forms the main body of the source pad electrode 95.
  • the first pad portion 96 is formed in a polygonal shape (a square shape in this embodiment) having four sides parallel to the periphery of the chip 2 in a plan view, and is biased toward the fourth side surface 5D relative to the center of the active region 8.
  • the first pad portion 96 covers the multiple gate electrodes 32 with the interlayer film 70 in between, and is electrically connected to the multiple body regions 20, etc. via the multiple source openings 90.
  • the second pad portion 97 has a planar area less than that of the first pad portion 96, and is pulled out in a strip shape (rectangular shape) from one end of the first pad portion 96 in the second direction Y (the end on the first side surface 5A side) toward the third side surface 5C.
  • the second pad portion 97 covers the multiple gate electrodes 32 with the interlayer film 70 in between, and is electrically connected to the multiple body regions 20, etc. via the multiple source openings 90.
  • the third pad portion 98 has a planar area less than that of the first pad portion 96, and is pulled out in a strip shape (rectangular shape) from the other end of the first pad portion 96 in the second direction Y (the end on the second side surface 5B side) toward the third side surface 5C, and faces the second pad portion 97 in the second direction Y.
  • the third pad portion 98 covers the multiple gate electrodes 32 with the interlayer film 70 in between, and is electrically connected to the multiple body regions 20 etc. via the multiple source openings 90.
  • the plane area of the third pad portion 98 may be approximately equal to the plane area of the second pad portion 97. Of course, the plane area of the third pad portion 98 may be greater than the plane area of the second pad portion 97, or may be less than the plane area of the second pad portion 97. Either or both of the second pad portion 97 and the third pad portion 98 may be used as a terminal portion for monitoring a current.
  • the source pad electrode 95 does not necessarily have to have both the second pad portion 97 and the third pad portion 98 at the same time.
  • the source pad electrode 95 may have only one of the second pad portion 97 and the third pad portion 98.
  • the source pad electrode 95 may be composed of only the first pad portion 96, and may not have the second pad portion 97 or the third pad portion 98.
  • the source pad electrode 95 includes a first underlying electrode film 100 and a first main electrode film 102.
  • the first underlying electrode film 100 may be referred to as the "source underlying electrode film,” and the first main electrode film 102 may be referred to as the "source main electrode film.”
  • the first underlying electrode film 100 forms the lower layer of the source pad electrode 95 (first pad portion 96, second pad portion 97, and third pad portion 98) and covers the interlayer film 70 in the active region 8.
  • the first underlying electrode film 100 collectively covers the region of the interlayer film 70 in which the multiple source openings 90 are formed. In other words, the first underlying electrode film 100 penetrates into the multiple source openings 90 from above the insulating surface 71.
  • the first underlying electrode film 100 has a portion that covers the insulating surface 71 of the interlayer film 70 in a film-like manner, and a portion that covers the wall surfaces of the multiple source openings 90 in a film-like manner.
  • the first underlying electrode film 100 defines recesses in each of the multiple source openings 90.
  • the first underlying electrode film 100 may have a portion that partially covers the gate wiring 52 with the interlayer film 70 in between.
  • the first underlying electrode film 100 may be formed spaced inward from the gate wiring 52 in a plan view.
  • the first base electrode film 100 has a layered structure including a first electrode film 103 layered on the interlayer film 70, and a second electrode film 104 layered on the first electrode film 103.
  • the first electrode film 103 includes a Ti film
  • the second electrode film 104 includes a TiN film.
  • the first base electrode film 100 does not necessarily have to have a laminated structure, and may have a single layer structure consisting of either the first electrode film 103 (Ti film) or the second electrode film 104 (TiN film).
  • the thickness of the first electrode film 103 may be 10 nm or more and 100 nm or less.
  • the thickness of the second electrode film 104 may be 50 nm or more and 200 nm or less.
  • the first electrode film 103 collectively covers the region of the interlayer film 70 in which the multiple source openings 90 are formed, and extends into the multiple source openings 90 from above the insulating surface 71.
  • the first electrode film 103 has a portion that covers the insulating surface 71 of the interlayer film 70 in a film-like manner, and a portion that covers the wall surfaces of the multiple source openings 90 in a film-like manner.
  • the first electrode film 103 directly covers the insulating surface 71.
  • the first electrode film 103 directly covers the second oxide film 73 on the insulating surface 71.
  • the first oxide film 72 faces the multiple gate electrodes 32 across the interlayer film 70 in the portion covering the insulating surface 71.
  • the first electrode film 103 covers the arc corner of the interlayer film 70 (second oxide film 73) in a film-like manner, following the arc corner of the interlayer film 70 (second oxide film 73), and extends into the source opening 90.
  • the first electrode film 103 has a portion that extends in an arc shape at the arc corner. This improves the film-forming property of the first electrode film 103 on the interlayer film 70 (the wall surface of the source opening 90).
  • the first electrode film 103 extends along the wall surface of the source opening 90 and covers the insulating film 31, the first oxide film 72, and the second oxide film 73.
  • the first electrode film 103 faces the first sidewall 34 (second sidewall 35) of the gate electrode 32 with the interlayer film 70 in between.
  • the first electrode film 103 covers the first main surface 3 at the bottom of each source opening 90 in a film-like manner, and is electrically connected to the first main surface 3. Specifically, the first electrode film 103 has a portion that covers the bottom of each source opening 90 in a film-like manner, and is electrically connected to the multiple source regions 23 (first source region 24A and second source region 24B) and contact region 25.
  • the second electrode film 104 covers the area of the interlayer film 70 on the first electrode film 103 where the multiple source openings 90 are formed.
  • the second electrode film 104 has a portion that covers the insulating surface 71 of the interlayer film 70 in a film-like manner, sandwiching the first electrode film 103, and a portion that covers the wall surfaces of the multiple source openings 90 in a film-like manner, sandwiching the first electrode film 103.
  • the second electrode film 104 faces the multiple gate electrodes 32 across the first electrode film 103 and the interlayer film 70 in the portion covering the insulating surface 71.
  • the second electrode film 104 covers the arc corners of the interlayer film 70 (second oxide film 73) in a film-like manner and extends into the source opening 90.
  • the second electrode film 104 has a portion that extends in an arc shape at the arc corners of the interlayer film 70. This improves the film-forming properties of the second electrode film 104 on the interlayer film 70 (the wall surface of the source opening 90).
  • the second electrode film 104 extends along the wall surface of the source opening 90, and covers the insulating film 31, the first oxide film 72, and the second oxide film 73 with the first electrode film 103 in between.
  • the second electrode film 104 faces the first sidewall 34 (second sidewall 35) of the gate electrode 32 with the first electrode film 103 and the interlayer film 70 in between.
  • the second electrode film 104 has a portion that covers the bottom of each source opening 90 in a film-like manner, sandwiching the first electrode film 103 therebetween, and is electrically connected to the multiple source regions 23 (first source region 24A and second source region 24B) and the contact region 25.
  • the first main electrode film 102 forms the upper layer of the source pad electrode 95 (first pad portion 96, second pad portion 97, and third pad portion 98) and covers the first base electrode film 100 in a film form.
  • the first main electrode film 102 contains a conductive material different from the conductive material of the first base electrode film 100.
  • the first main electrode film 102 may include at least one of an Al film, an Al alloy film, a Cu film, and a Cu alloy film.
  • the Al alloy film may include at least one of an AlSi alloy film, an AlCu alloy film, and an AlSiCu alloy film.
  • the first main electrode film 102 has a thickness greater than the thickness (total thickness) of the first base electrode film 100.
  • the thickness of the first main electrode film 102 may be 0.5 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • the thickness of the first main electrode film 102 may have a value that belongs to at least one of the following ranges: 0.5 ⁇ m or more and 1 ⁇ m or less, 1 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less, 1.5 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less, 2 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less, 2.5 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less, 3 ⁇ m or more and 3.5 ⁇ m or less, 3.5 ⁇ m or more and 4 ⁇ m or less, 4 ⁇ m or more and 4.5 ⁇ m or less, and 4.5 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • the first main electrode film 102 is mechanically and electrically connected to the first underlying electrode film 100 in the portion covering the insulating surface 71. As a result, the first main electrode film 102 faces the multiple gate electrodes 32 with the first underlying electrode film 100 and the interlayer film 70 in between.
  • the semiconductor device 1 includes a source finger electrode 110 that is extended from the source pad electrode 95 onto the peripheral region 9.
  • the source finger electrode 110 transmits the source potential applied to the source pad electrode 95 to the peripheral region 9.
  • the source finger electrode 110 is extended from the portion of the source pad electrode 95 (first pad portion 96) on the fourth side surface 5D side onto the portion of the interlayer film 70 that covers the peripheral region 9.
  • the source finger electrodes 110 are extended to above the termination region 45 and are electrically connected to the termination region 45 via a plurality of outer openings 92. Specifically, the source finger electrodes 110 are electrically connected to the overlap region 46 of the termination region 45 via a plurality of outer openings 92.
  • the source finger electrode 110 extends in a strip shape along the termination region 45 (overlapping region 46).
  • the source finger electrode 110 has a portion extending in a strip shape in the first direction X in a plan view and a portion extending in a strip shape in the second direction Y.
  • the source finger electrode 110 is formed in a polygonal ring shape (a square ring shape in this embodiment) having four sides parallel to the periphery of the first main surface 3, and surrounds the source pad electrode 95.
  • the source finger electrode 110 may have an edge portion that connects the portion extending in the first direction X and the portion extending in the second direction Y in a plan view in an arc shape (preferably a quadrant arc shape) (see FIG. 4).
  • the source finger electrode 110 like the source pad electrode 95, includes a first underlying electrode film 100 and a first main electrode film 102.
  • the first underlying electrode film 100 forms the lower layer of the source finger electrode 110 and covers the interlayer film 70 in the peripheral region 9.
  • the first underlying electrode film 100 collectively covers the region of the interlayer film 70 where the multiple outer openings 92 are formed. In other words, the first underlying electrode film 100 extends into the multiple outer openings 92 from above the insulating surface 71.
  • the first underlying electrode film 100 has a portion that covers the insulating surface 71 of the interlayer film 70 in a film-like manner, and a portion that covers the wall surfaces of the multiple outer openings 92 in a film-like manner.
  • the first underlying electrode film 100 defines recesses in each of the multiple outer openings 92.
  • the first underlying electrode film 100 has a layered structure including a first electrode film 103 and a second electrode film 104, similar to the source pad electrode 95.
  • the first main electrode film 102 forms the upper layer of the source finger electrode 110 and covers the first underlying electrode film 100 in a film-like manner.
  • the first main electrode film 102 is mechanically and electrically connected to the first underlying electrode film 100 in the portion covering the insulating surface 71.
  • the first main electrode film 102 is electrically connected to the termination region 45 (overlap region 46) via the first underlying electrode film 100.
  • the semiconductor device 1 includes a gate finger electrode 115 selectively routed over the interlayer film 70.
  • the gate finger electrode 115 transmits a gate potential to the gate wiring 52.
  • the gate finger electrode 115 is routed over a portion of the interlayer film 70 that covers the gate wiring 52 (i.e., over the outer peripheral region 9), and is electrically connected to the gate wiring 52 through a plurality of gate openings 94.
  • the gate finger electrode 115 is disposed in a region between the source pad electrode 95 and the source finger electrode 110 and spaced apart from the source pad electrode 95 and the source finger electrode 110.
  • the gate finger electrode 115 is disposed on the gate wiring 52 and extends in a strip shape along the gate wiring 52.
  • the gate finger electrode 115 has a portion that extends in a strip shape in the first direction X and a portion that extends in a strip shape in the second direction Y in a plan view.
  • the gate finger electrode 115 is formed in a band shape with four sides parallel to the periphery of the first main surface 3, and surrounds the source pad electrode 95.
  • the gate finger electrode 115 may have an edge portion that connects the portion extending in the first direction X and the portion extending in the second direction Y in a circular arc shape (preferably a quadrant arc shape) in a plan view (see FIG. 4).
  • the gate finger electrode 115 has a pair of open ends on the fourth side surface 5D side through which the source finger electrode 110 passes.
  • the gate finger electrode 115 includes a second underlying electrode film 120 and a second main electrode film 122.
  • the second underlying electrode film 120 may be referred to as the "gate underlying electrode film,” and the second main electrode film 122 may be referred to as the "gate main electrode film.”
  • the second underlying electrode film 120 forms a lower layer of the gate finger electrode 115, and covers the interlayer film 70 in the peripheral region 9.
  • the second underlying electrode film 120 collectively covers the region of the interlayer film 70 in which the multiple gate openings 94 are formed. In other words, the second underlying electrode film 120 penetrates into the multiple gate openings 94 from above the insulating surface 71.
  • the second underlying electrode film 120 has a portion that covers the insulating surface 71 of the interlayer film 70 in a film-like manner, and a portion that covers the wall surfaces of the multiple gate openings 94 in a film-like manner.
  • the second underlying electrode film 120 defines multiple recesses within the multiple gate openings 94.
  • the second underlying electrode film 120 has a layered structure similar to that of the first electrode film 103 and the second electrode film 104 of the first underlying electrode film 100.
  • the layered structure of the second underlying electrode film 120 is similar to that of the first electrode film 103 and the second electrode film 104 of the first underlying electrode film 100, so a description thereof will be omitted.
  • the second main electrode film 122 forms the upper layer of the gate finger electrode 115 and covers the second base electrode film 120 in a film form.
  • the second main electrode film 122 contains a conductive material different from the conductive material of the second base electrode film 120.
  • the second main electrode film 122 may include at least one of an Al film, an Al alloy film, a Cu film, and a Cu alloy film.
  • the Al alloy film may include at least one of an AlSi alloy film, an AlCu alloy film, and an AlSiCu alloy film.
  • the second main electrode film 122 preferably includes the same type of conductive material as the conductive material of the first main electrode film 102.
  • the second main electrode film 122 may have a thickness approximately equal to that of the first main electrode film 102.
  • the second main electrode film 122 is mechanically and electrically connected to the second base electrode film 120 in the portion covering the insulating surface 71.
  • the semiconductor device 1 includes a gate pad electrode 130 disposed on the interlayer film 70.
  • the gate pad electrode 130 is a terminal electrode to which a gate potential is applied from the outside.
  • the gate pad electrode 130 may also be referred to as a "second pad electrode,” a “second main surface electrode,” a “second terminal electrode,” etc.
  • the gate pad electrode 130 is disposed in a region between the source pad electrode 95 and the source finger electrode 110 and spaced apart from the source pad electrode 95 and the source finger electrode 110.
  • the gate pad electrode 130 is disposed in a region on the third side surface 5C side relative to the first pad portion 96, and is sandwiched between the second pad portion 97 and the third pad portion 98. In other words, the gate pad electrode 130 faces the first pad portion 96 in the first direction X, and faces the second pad portion 97 and the third pad portion 98 in the second direction Y.
  • the gate pad electrode 130 is formed in a polygonal shape (a square shape in this embodiment) with four sides parallel to the periphery of the chip 2 in a plan view.
  • the gate pad electrode 130 has a planar area less than that of the source pad electrode 95 (first pad portion 96).
  • the gate pad electrode 130 may have a planar area less than that of the second pad portion 97 (third pad portion 98).
  • the gate pad electrode 130 is disposed on the portion covering the active region 8 and the peripheral region 9, and is connected to the gate finger electrode 115.
  • the gate pad electrode 130 may cover multiple gate electrodes 32 with the interlayer film 70 in between, or may cover the gate wiring 52 with the interlayer film 70 in between.
  • the gate pad electrode 130 like the gate finger electrode 115, includes a second base electrode film 120 and a second main electrode film 122.
  • the second base electrode film 120 forms the lower layer of the gate pad electrode 130 and covers the interlayer film 70 in a film-like manner.
  • the second main electrode film 122 forms the upper layer of the gate pad electrode 130 and covers the second base electrode film 120 in a film-like manner.
  • the gate potential applied to the gate pad electrode 130 is applied to the gate wiring 52 via the gate finger electrode 115.
  • the gate potential is transmitted to the multiple gate electrodes 32 via a wiring path (current path) along the gate wiring 52. This causes the multiple gate electrodes 32 to be turned on, controlling the on/off of the multiple channel regions 26, 27.
  • the semiconductor device 1 includes a drain pad electrode 140 covering the second main surface 4.
  • the drain pad electrode 140 is a terminal electrode to which a drain potential is applied from the outside.
  • the drain pad electrode 140 may be referred to as a "third pad electrode,” a "third main surface electrode,” a “third terminal electrode,” or the like.
  • the drain pad electrode 140 is electrically connected to the second semiconductor region 7.
  • the drain pad electrode 140 may cover the entire second main surface 4 so as to be continuous with the periphery of the second main surface 4 (first to fourth side surfaces 5A to 5D).
  • the drain pad electrode 140 may partially cover the second main surface 4 so as to expose the periphery of the second main surface 4.
  • the breakdown voltage that can be applied between the source pad electrode 95 and the drain pad electrode 140 (between the first main surface 3 and the second main surface 4) may be 500 V or more and 3000 V or less.
  • the breakdown voltage may have a value that belongs to at least one of the following ranges: 500 V or more and 1000 V or less, 1000 V or more and 1500 V or less, 1500 V or more and 2000 V or less, 2000 V or more and 2500 V or less, and 2500 V or more and 3000 V or less.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a wafer 150 used in the manufacture of a semiconductor device 1.
  • the wafer 150 is the base material of the chip 2 and contains a SiC single crystal.
  • the wafer 150 is formed in a flat disk shape. Of course, the wafer 150 may also be formed in a flat rectangular parallelepiped shape.
  • the wafer 150 has a first wafer main surface 151 on one side, a second wafer main surface 152 on the other side, and a wafer side surface 153 connecting the first wafer main surface 151 and the second wafer main surface 152.
  • the first wafer main surface 151 corresponds to the first main surface 3 of the chip 2
  • the second wafer main surface 152 corresponds to the second main surface 4 of the chip 2.
  • the first wafer main surface 151 and the second wafer main surface 152 are formed by the c-plane of the SiC single crystal.
  • the first wafer main surface 151 is formed by the silicon surface of the SiC single crystal
  • the second wafer main surface 152 is formed by the carbon surface of the SiC single crystal.
  • the wafer 150 (the first wafer main surface 151 and the second wafer main surface 152) has the off-direction and off-angle described above.
  • the wafer 150 has a mark 154 on the wafer side surface 153 that indicates the crystal orientation of the SiC single crystal.
  • the mark 154 may include either or both of an orientation flat and an orientation notch.
  • the orientation flat is a cutout that is cut in a straight line in a plan view.
  • the orientation notch is a cutout that is cut in a concave shape (e.g., a tapered shape) toward the center of the first wafer main surface 151 in a plan view.
  • the mark 154 may include either or both of a first orientation flat extending in the m-axis direction and a second orientation flat extending in the a-axis direction.
  • the mark 154 may include either or both of an orientation notch recessed in the m-axis direction and an orientation notch recessed in the a-axis direction.
  • the wafer 150 includes a first semiconductor region 6 in a region (surface layer) on the first wafer main surface 151 side.
  • the first semiconductor region 6 is formed in a layer extending along the first wafer main surface 151.
  • the first semiconductor region 6 is made of an epitaxial layer (specifically, a SiC epitaxial layer).
  • the wafer 150 includes a second semiconductor region 7 in the region (surface layer) on the second wafer main surface 152 side.
  • the second semiconductor region 7 is formed in a layer extending along the second wafer main surface 4, and is electrically connected to the first semiconductor region 6.
  • the second semiconductor region 7 is made of the wafer main body (specifically, a SiC wafer). That is, in this embodiment, the wafer 150 is made of an epitaxial wafer (so-called epiwafer) having a layered structure including the wafer main body and an epitaxial layer.
  • a plurality of device regions 155 and a plurality of cutting lines 156 are set on the wafer 150 by alignment marks or the like.
  • Each device region 155 is an area corresponding to a semiconductor device 1.
  • Each of the plurality of device regions 155 is set to have a rectangular shape in a plan view.
  • the multiple device regions 155 are set in a matrix along the first direction X and the second direction Y in a plan view.
  • the multiple device regions 155 are each set at intervals inward from the periphery of the first wafer main surface 151 in a plan view.
  • the multiple cutting lines 156 are set in a lattice shape extending along the first direction X and the second direction Y to partition the multiple device regions 155.
  • FIGS. 12A to 12P are cross-sectional views showing a manufacturing method for semiconductor device 1.
  • a cross section of a portion of active region 8 of one device region 155 is shown.
  • the left figures correspond to a portion of the cross section in FIG. 7, and the right figures correspond to a portion of the cross section in FIG. 8.
  • FIG. 13 is a diagram showing the planar pattern of first mask 37 shown in FIG. 12G.
  • the base mask 18 is preferably an inorganic mask (i.e., a hard mask).
  • the base mask 18 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
  • the base mask 18 is made of a silicon oxide film (insulating film).
  • the base mask 18 may be formed by a CVD method.
  • the base mask 18 is patterned to form a base opening 19.
  • the base opening 19 selectively exposes the area of the first wafer main surface 151 where the body region 20 and the outer body region 21 (not shown) are to be formed.
  • p-type impurities are selectively introduced into the surface layer of the first wafer main surface 151 by ion implantation through the base mask 18, forming a plurality of body regions 20.
  • p-type impurities are selectively introduced into the surface layer of the first wafer main surface 151 by ion implantation through the base mask 18, forming outer body regions 21.
  • a sidewall insulating film 28 is formed on the first wafer main surface 151 so as to cover the base mask 18 and the body region 20.
  • the sidewall insulating film 28 is preferably an inorganic mask (i.e., a hard mask).
  • the sidewall insulating film 28 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
  • the sidewall insulating film 28 is made of a silicon oxide film (insulating film).
  • the sidewall insulating film 28 may be formed by a CVD method.
  • the sidewall insulating film 28 is etched back. The etchback is continued until the surfaces of the base mask 18 and the body region 20 are exposed. As a result, the portions of the sidewall insulating film 28 that contact the sides of the base mask 18 are selectively left to form sidewalls 29.
  • the sidewalls 29 cover the periphery of each body region 20.
  • the portions of the body region 20 covered by the sidewalls 29 are the multiple channel regions 26, 27.
  • the width WB of the exposed region of the body region 20 sandwiched between adjacent sidewalls 29 may be, for example, 4 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • a mask material 36 is formed to cover the sidewalls 29 and the base mask 18 so as to backfill the base opening 19 of the base mask 18.
  • the mask material 36 may be an organic material.
  • the mask material 36 may include a positive or negative type photosensitive resin film (i.e., a resist film) as an organic material.
  • the mask material 36 may also be an inorganic material (for example, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a polysilicon film, etc.).
  • the mask material 36 is patterned to form a first mask 37.
  • the first mask 37 has a first opening 38 that exposes the region in which the source region 23 (first source region 24A and second source region 24B) is to be formed.
  • the first mask 37 matches the planar shape of the contact region 25.
  • the first mask 37 includes a first portion 39 extending in a band shape in the second direction Y, and a plurality of protrusions 40 protruding outward in the first direction X from the first portion 39.
  • the first portion 39 crosses the first section 10 of the body region 20 in the second direction Y, and has an end at the boundary between the first section 10 and the second section 11.
  • the first portion 39 may be referred to by another name depending on its planar shape. For example, as shown in FIG. 13, if the shape assumed excluding the convex portion 40 (the shape of the parts facing each other above and below the convex portion 40 in the second direction Y connected by a dashed line 44) is a band in plan view, the first portion 39 may be referred to as a band-shaped portion.
  • the width (third width W3) of the first portion 39 may be, for example, 0.2 ⁇ m or more and 0.6 ⁇ m or less.
  • the multiple protrusions 40 may include a pair of protrusions 41A, 41B that protrude from the center of the first portion 39 in the second direction Y to both sides in the first direction X. That is, one protrusion 40 is formed on one side and one on the other side in the first direction X of the first portion 39.
  • the protrusion 40 that protrudes toward the channel region 26 is the first protrusion 41A
  • the protrusion 40 that protrudes toward the channel region 27 is the second protrusion 41B.
  • the first protrusion 41A and the second protrusion 41B protrude toward opposite sides from the same position on the first portion 39.
  • Each of the protrusions 41A, 41B may protrude from the first portion 39 and have a polygonal shape in a plan view having one or more apexes 48.
  • each of the protrusions 41A, 41B is formed in a triangular shape in a plan view.
  • the apexes 48 have a sharply pointed shape.
  • the pair of protrusions 41A, 41B may have a diamond or circular overall shape that protrudes evenly on both sides of the first portion 39 in a plan view.
  • the overall shape of the pair of protrusions 41A, 41B may be a shape defined by the outline 42 of the pair of protrusions 41A, 41B and an inner extension line 43 (virtual line) of the outline 42 toward the inside of the contact region 25 (first portion 39).
  • a diamond pattern is shown as the overall shape of the pair of protrusions 41A, 41B.
  • the overall width (fourth width W4) of the pair of protrusions 41A, 41B from the end of the first protrusion 41A in the first direction X to the end of the second protrusion 41B in the first direction X may be 1.2 ⁇ m or more and 1.6 ⁇ m or less.
  • the aspect ratio (height H of first mask 37/third width W3) of first portion 39 of first mask 37 may be 5 or more and 25 or less.
  • the aspect ratio (height H of first mask 37/fourth width W4) of the portion of first mask 37 where a pair of protrusions 41A, 41B are formed may be 0.8 or more and 4.8 or less.
  • n-type impurities are selectively introduced into the surface layer of the body region 20 by ion implantation through the first mask 37, forming the source region 23.
  • a contact pattern region 50 is formed, which is made up of a part of the body region 20 that was covered by the first mask 37. After the source region 23 is formed, the first mask 37 is removed.
  • a mask material is formed to cover the sidewalls 29 and the base mask 18.
  • the mask material may be an organic material.
  • the mask material may include a positive or negative type photosensitive resin film (i.e., a resist film) as an organic material.
  • the mask material may be an inorganic material (e.g., a silicon oxide film, a silicon nitride film, a polysilicon film, etc.).
  • the mask material is patterned to form a second mask 56.
  • the second mask 56 has a second opening 57 that exposes the area where the contact region 25 is to be formed.
  • p-type impurities are selectively introduced into the surface layer of the body region 20 by ion implantation through the second mask 56 to form the contact region 25.
  • the contact region 25 is formed in the same planar pattern as the first mask 37.
  • slight pattern deviations may occur due to errors in the ion incidence angle when introducing the p-type impurities. Therefore, the tops 49 of the pair of protrusions 14A, 14B of the contact region 25 may have a rounded shape, unlike the tops 48 of the pair of protrusions 41A, 41B of the first mask 37 (see FIG. 6).
  • a base insulating film 58 is formed to cover the first wafer main surface 151.
  • the base insulating film 58 is the base of the insulating film 31 and the peripheral insulating film 51.
  • the base insulating film 58 may be formed by a chemical vapor deposition (CVD) method or an oxidation process (e.g., a thermal oxidation process).
  • a base electrode is formed on the base insulating film 58.
  • the base electrode is the base of the gate electrode 32 and the gate wiring 52.
  • the base electrode includes conductive polysilicon.
  • the base electrode may be formed by a CVD method.
  • the base electrode is patterned to form the gate electrode 32 and the gate wiring 52.
  • an interlayer film 70 is formed on the first wafer main surface 151.
  • the interlayer film 70 is formed to have a portion that directly covers the electrode surface 33, the first sidewall 34, and the second sidewall 35 of the gate electrode 32.
  • the interlayer film 70 has a laminated structure including a first oxide film 72 and a second oxide film 73.
  • the first oxide film 72 includes a silicon oxide film with no impurities added.
  • the second oxide film 73 includes a silicon oxide film containing phosphorus.
  • the first oxide film 72 may be formed by a CVD method.
  • the second oxide film 73 may be formed by a CVD method.
  • a reflow process heat treatment process
  • a mask having a predetermined layout is placed on the interlayer film 70.
  • the mask exposes the areas where the source openings 90, the outer openings 92, and the gate openings 94 are to be formed, and covers the other areas.
  • unnecessary portions of the interlayer film 70 and the base insulating film 58 are removed by an etching method using the mask.
  • the etching method may be a wet etching method and/or a dry etching method.
  • the etching method is preferably an anisotropic dry etching method (e.g., RIE (Reactive Ion Etching) method).
  • RIE Reactive Ion Etching
  • This step may include a step of forming a plurality of source recesses 91 and a step of forming a plurality of outer recesses 93. In this case, a step of further digging down the portions of the first wafer main surface 151 exposed from the plurality of source openings 90 and the plurality of outer openings 92 toward the second wafer main surface 152 is performed. The mask is then removed.
  • a reflow process forms a surface at the upper corner of the interlayer film 70 that curves obliquely upwards of the gate electrode 32.
  • the reflow conditions There are no particular restrictions on the reflow conditions, so long as they cause the upper corner of the interlayer film 70, which is sharp after the etching in FIG. 12N, to become arc-shaped.
  • the conditions may be appropriately determined depending on the film thickness and film quality of the interlayer film 70, the opening width of the source opening 90, etc.
  • the first underlying electrode film 100 and the second underlying electrode film 120 are formed on the interlayer film 70.
  • the first underlying electrode film 100 and the second underlying electrode film 120 may be formed by a sputtering method or a vapor deposition method.
  • the first main electrode film 102 and the second main electrode film 122 are formed on the first underlying electrode film 100 and the second underlying electrode film 120, respectively.
  • the first main electrode film 102 and the second main electrode film 122 may include at least one of an Al film, an Al alloy film, a Cu film, and a Cu alloy film.
  • the Al alloy film may include at least one of an AlSi alloy film, an AlCu alloy film, and an AlSiCu alloy film.
  • the first main electrode film 102 and the second main electrode film 122 may be formed by a sputtering method or a vapor deposition method.
  • a drain pad electrode 140 is formed on the second wafer main surface 152.
  • the drain pad electrode 140 may be formed by sputtering or vapor deposition.
  • the wafer 150 is then cut along the intended cutting lines 156, and multiple semiconductor devices 1 are cut out. Through the steps including those described above, the semiconductor device 1 is manufactured.
  • multiple gate structures 30 may be arranged with a narrow pitch. Since the distance between adjacent gate structures 30 becomes narrower, the formation areas of the source region 23 and the contact region 25 also become narrower. As a result, the installation areas of the first mask 37 and the second mask 56 when forming the source region 23 and the contact region 25 are reduced.
  • the first mask 37 is formed away from the base mask 18 and the sidewalls 29, etc., and therefore has no lateral support. This reduces the resistance to external forces, and makes the mask more susceptible to tipping or tilting due to its own weight or external forces.
  • the first mask 37 has a pair of protrusions 41A, 41B, and is partially formed wider.
  • the pair of protrusions 41A, 41B improves the resistance (strength) to external forces, and therefore makes it possible to prevent the first mask 37 from tipping or tilting.
  • the source region 23 and the contact region 25 can be formed with high precision even in fine patterns.
  • the chip 2 is a wide band gap semiconductor (SiC in this embodiment).
  • the diffusion coefficient of the implanted impurity ions is low in the wide band gap semiconductor. Therefore, when forming an impurity region toward the bottom of the wafer 150, a method using high acceleration implantation is used instead of thermal diffusion used for Si and the like.
  • the first mask 37 is made thick to prevent the n-type impurity from penetrating the first mask 37 and being implanted into the contact pattern region 50 when the source region 23 is formed.
  • the aspect ratio (height H of the first mask 37/third width W3) is set to 5 or more and 25 or less in the first portion 39 of the first mask 37.
  • the first mask 37 may fall or tilt.
  • the presence of the pair of protrusions 41A and 41B can eliminate such concerns.
  • the contact region 25 must be formed by injecting p-type impurities at an excessive concentration capable of canceling the n-type of the previously formed source region 23, and the surface condition of the first wafer main surface 151 may deteriorate (for example, the surface may become rough) due to the excessive injection of impurity ions, and the function of the semiconductor device 1 may deteriorate.
  • the contact resistance between the source pad electrode 95 and the contact region 25 may increase due to the surface roughness.
  • the above-mentioned method requires only one ion injection into each impurity region, so the surface condition of the first wafer main surface 151 can be maintained in a good state.
  • the contact region 25 is partially formed to be wider to form a pair of protrusions 14A, 14B, but as shown in FIG. 14, the first source region 24A and the second source region 24B may be partially formed to be wider.
  • a pair of protrusions 59A, 59B may be formed protruding toward the inside of the contact region 25 from the first source region 24A and the second source region 24B, respectively.
  • a structure similar to the pair of protrusions 14A, 14B may be applied to the fine impurity regions formed in the chip 2, regardless of their function. For example, it may be applied to a plurality of field regions 47 formed in the peripheral region 9.
  • the patterns shown in Figures 15 to 19 may also be used as deformation patterns for the contact region 25.
  • the first width W1 of the first portion 12 of the contact region 25 gradually narrows from the pair of protrusions 14A, 14B toward the end in the second direction Y.
  • the first portion 12 may be formed in a generally tapered shape in a plan view.
  • each of the protrusions 14A, 14B is formed in a semicircular shape when viewed from above.
  • each of the protrusions 14A, 14B is formed in a rectangular shape when viewed from above. In this case, the corners (tops 49) of the rectangle may have a rounded shape.
  • a configuration may be adopted in which the relationship between the a-axis direction and the m-axis direction is interchanged.
  • a specific configuration in this case can be obtained by interchanging the "a-axis direction (off direction)" and the "m-axis direction (direction perpendicular to the off direction)" in the above description and the accompanying drawings.
  • an n-type second semiconductor region 7 is shown.
  • a p-type second semiconductor region 7 may be used instead of the n-type second semiconductor region 7.
  • 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.
  • the second impurity region (25, 13) is formed in a band shape extending in a second direction (Y) perpendicular to the first direction (X), and has a convex portion (13) that selectively protrudes into the first impurity region (13, 25) in the first direction (X).
  • Appendix 1-3 The semiconductor device (1) described in Appendix 1-2, wherein the second impurity region (25, 13) includes a first portion (12) extending in the second direction (Y) and having a first width (W1) in the first direction (X), and the pair of protrusions (14A, 14B) protruding from a center in the second direction (Y) of the first portion (12) on both sides in the first direction (X).
  • Appendix 1-4 The semiconductor device (1) described in Appendix 1-3, wherein the pair of protrusions (14A, 14B) have an overall diamond or circular shape in a plan view, protruding evenly on both sides of the first portion (12).
  • the first width (W1) of the first portion (12) is equal to or greater than 0.2 ⁇ m and equal to or less than 0.6 ⁇ m,
  • the semiconductor device (1) described in Appendix 1-3 or Appendix 1-4, wherein a second width (W2) of the pair of protrusions (14A, 14B) from an end of one of the protrusions (13) to an end of the other of the protrusions (13) is 1.2 ⁇ m or more and 1.6 ⁇ m or less.
  • Appendix 1-6 The semiconductor device (1) described in Appendix 1-5, wherein a width (WS) of the first impurity region (13, 25) in the first direction (X) is greater than the second width (W2) of the pair of protrusions (14A, 14B).
  • a plurality of the body regions (20) are arranged in stripes extending in the second direction (Y), Each of the body regions (20) has a plurality of first sections (10) and a plurality of second sections (11) alternately arranged in the second direction (Y);
  • Appendix 1-9 The semiconductor device (1) described in Appendix 1-8, wherein the body contact region (25) includes a first portion (12) that crosses the first section (10) in the second direction (Y) and has a first width (W1) in the first direction (X), and the pair of protrusions (14A, 14B) that protrude from a center of the first portion (12) in the second direction (Y) to both sides in the first direction (X).
  • Appendix 1-10 The semiconductor device (1) described in Appendix 1-9, wherein the pair of protrusions (14A, 14B) have an overall diamond or circular shape in a plan view, protruding evenly on both sides of the first portion (12).
  • the first width (W1) of the first portion (12) is equal to or greater than 0.2 ⁇ m and equal to or less than 0.6 ⁇ m,
  • the semiconductor device (1) described in Appendix 1-10, wherein a second width (W2) of the pair of protrusions (14A, 14B) from an end of one of the protrusions (14A) to an end of the other of the protrusions (14B) is 1.2 ⁇ m or more and 1.6 ⁇ m or less.
  • Appendix 1-12 The semiconductor device (1) described in Appendix 1-11, wherein a width (WS) of the first impurity region (13) in the first direction (X) is greater than the second width (W2) of the pair of protrusions (14A, 14B).
  • a plurality of the body regions (20) are arranged in stripes extending in the second direction (Y), Each of the body regions (20) has a plurality of first sections (10) and a plurality of second sections (11) alternately arranged in the second direction (Y);
  • [Appendix 1-17] forming a hard mask (18) on the main surface (151) having an opening (19) selectively in a region where the body region (20) is to be formed; forming a sidewall (29) on a side of the hard mask (18) to cover a region in which the channel (26, 27) is to be formed after forming the body region (20) by implanting a second conductive type impurity through the hard mask (18); forming a mask material (36) covering the sidewalls (29) and the hard mask (18) so as to backfill the opening in the hard mask (18);
  • Appendix 1-18 The method for manufacturing a semiconductor device (1) according to appendix 1-16 or appendix 1-17, wherein an aspect ratio (height (H) of the first portion (39)/width (W3) of the first portion (39)) of the first mask (37) is 5 or more and 25 or less.

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

半導体装置は、ワイドバンドギャップ半導体により形成され、第1導電型の半導体領域が形成された主面を有するチップと、前記半導体領域の表層部に形成された第2導電型のベース不純物領域と、前記ベース不純物領域の表層部に形成された第1不純物領域と、前記ベース不純物領域の表層部に形成された前記第1不純物領域とは反対導電型の第2不純物領域であって、第1方向において前記第1不純物領域に隣り合う第2不純物領域とを含み、前記第2不純物領域は、前記第1方向に直交する第2方向に延びる帯状に形成され、前記第1方向において前記第1不純物領域に選択的に突出する凸部を有している。

Description

半導体装置および半導体装置の製造方法 関連出願
 本出願は、2023年6月16日に日本国特許庁に提出された特願2023-099595号に対応しており、この出願の全開示はここに引用により組み込まれるものとする。
 本開示は、半導体装置およびその製造方法に関する。
 特許文献1は、n型のSiC半導体層の表面部に複数形成され、それぞれが単位セルを構成するp型ボディ領域と、p型ボディ領域の内方に形成されたn型ソース領域と、ゲート絶縁膜を介してp型ボディ領域に対向するゲート電極と、SiC半導体層の裏面部で隣り合って形成されたn型ドレイン領域およびp型コレクタ領域と、p型ボディ領域と前n型ドレイン領域との間のn型ドリフト領域とを含み、p型コレクタ領域は、SiC半導体層の表面に沿うX軸において、少なくとも2つの単位セルが含まれる領域を覆うように形成されている、SiC半導体装置を開示している。
特開2015-207588号公報
 本開示の一実施形態は、微細パターンであっても精度よく不純物領域を形成することができる半導体装置およびその製造方法を提供する。
 本開示の一実施形態は、ワイドバンドギャップ半導体により形成され、第1導電型の半導体領域が形成された主面を有するチップと、前記半導体領域の表層部に形成された第2導電型のベース不純物領域と、前記ベース不純物領域の表層部に形成された第1不純物領域と、前記ベース不純物領域の表層部に形成された前記第1不純物領域とは反対導電型の第2不純物領域であって、第1方向において前記第1不純物領域に隣り合う第2不純物領域とを含み、前記第2不純物領域は、前記第1方向に直交する第2方向に延びる帯状に形成され、前記第1方向において前記第1不純物領域に選択的に突出する凸部を有している、半導体装置を提供する。
 本開示の一実施形態は、ワイドバンドギャップ半導体により形成され、第1導電型の半導体領域が形成された主面を有するウエハを準備し、前記半導体領域に第2導電型不純物を選択的に注入することにより、前記半導体領域の表層部に、第1方向において間隔を空けた複数のボディ領域を選択的に形成する工程と、各前記ボディ領域を選択的に被覆する第1マスクを形成する工程であって、前記第1マスクは、前記第1方向に直交する第2方向に延び、前記第1方向において第1幅を有する第1部分と、前記第1部分の前記第2方向中央から前記第1方向の両側に突出する前記一対の凸部とを含み、前記第1マスクを介して前記ボディ領域に第1導電型不純物を注入することにより、前記ボディ領域の表層部に第1不純物領域を形成し、かつ前記第1マスクで被覆されていた領域に前記ボディ領域の一部からなるコンタクトパターン領域を残す工程と、前記コンタクトパターン領域を選択的に露出させる開口を有し、前記第1不純物領域を被覆する第2マスクを形成する工程と、前記第2マスクを介して前記コンタクトパターン領域に第2導電型不純物を注入することにより、前記ボディ領域の表層部にボディコンタクト領域を形成する工程と、前記ボディ領域の表層部において前記半導体領域および前記第1不純物領域の間の領域に形成されるチャネルを被覆するゲート電極を形成する工程とを含む、半導体装置の製造方法を提供する。
 本開示の一実施形態に係る半導体装置およびその製造方法によれば、微細パターンであっても精度よく不純物領域を形成することができる。
図1は、実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。 図2は、図1に示すII-II線に沿う断面図である。 図3は、第1主面のレイアウト例を示す平面図である。 図4は、第1主面の要部を示す拡大平面図である。 図5は、第1主面の更なる要部を示す拡大平面図である。 図6は、図5の要部を示す拡大平面図である。 図7は、図5に示すVII-VII線に沿う断面図である。 図8は、図5に示すVIII-VIII線に沿う断面図である。 図9は、図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、ウエハを示す概略図である。 図12Aは、半導体装置の製造方法を示す断面図である。 図12Bは、図12Aの後の工程を示す断面図である。 図12Cは、図12Bの後の工程を示す断面図である。 図12Dは、図12Cの後の工程を示す断面図である。 図12Eは、図12Dの後の工程を示す断面図である。 図12Fは、図12Eの後の工程を示す断面図である。 図12Gは、図12Fの後の工程を示す断面図である。 図12Hは、図12Gの後の工程を示す断面図である。 図12Iは、図12Hの後の工程を示す断面図である。 図12Jは、図12Iの後の工程を示す断面図である。 図12Kは、図12Jの後の工程を示す断面図である。 図12Lは、図12Kの後の工程を示す断面図である。 図12Mは、図12Lの後の工程を示す断面図である。 図12Nは、図12Mの後の工程を示す断面図である。 図12Oは、図12Nの後の工程を示す断面図である。 図12Pは、図12Oの後の工程を示す断面図である。 図13は、図12Gに示す第1マスクの平面パターンを示す図である。 図14は、図6のソース領域およびボディコンタクト領域の変形例を示す断面図である。 図15は、前記ボディコンタクト領域の第1変形例を示す図である。 図16は、前記ボディコンタクト領域の第2変形例を示す図である。 図17は、前記ボディコンタクト領域の第3変形例を示す図である。 図18は、前記ボディコンタクト領域の第4変形例を示す図である。 図19は、前記ボディコンタクト領域の第5変形例を示す図である。
 以下、添付図面を参照して、実施形態が詳細に説明される。添付図面は、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。
 この明細書において「ほぼ(substantially)」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(不純物)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、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種である。5価元素は、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種である。
 図1は、実施形態に係る半導体装置1を示す平面図である。図2は、図1に示すII-II線に沿う断面図である。図3は、第1主面3のレイアウト例を示す平面図である。図4は、第1主面3の要部を示す拡大平面図である。図5は、第1主面3の更なる要部を示す拡大平面図である。
 図6は、図5の要部を示す拡大平面図である。図7は、図5に示すVII-VII線に沿う断面図である。図8は、図5に示すVIII-VIII線に沿う断面図である。図9は、図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1~図10を参照して、半導体装置1は、デバイス構造の一例としての絶縁ゲート型のトランジスタ構造Trを有する半導体スイッチング装置である。トランジスタ構造Trは、縦型構造を有している。半導体装置1は、SiC単結晶を含むチップ2を有するSiC半導体装置である。チップ2は、「SiCチップ」または「半導体チップ」と称されてもよい。
 チップ2は、この形態(this embodiment)では、六方晶のSiC単結晶からなり、直方体形状に形成されている。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単結晶からなる例が示されるが、チップ2は他のポリタイプからなっていてもよい。
 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、鉛直方向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。鉛直方向Zは、チップ2の厚さ方向や第1主面3(第2主面4)の法線方向でもある。第1主面3および第2主面4は、平面視において正方形状または長方形状に形成されていてもよい。
 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主面3に沿って第1方向Xに交差する第2方向Yに対向している。具体的には、第2方向Yは、第1方向Xに直交している。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。
 以下の説明において、第1方向Xの一方側は第3側面5C側を意味し、第1方向Xの他方側は第4側面5D側を意味する。また、第2方向Yの一方側は第1側面5A側を意味し、第2方向Yの他方側は第2側面5B側を意味する。この形態では、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([11-20]方向)である。むろん、第1方向XがSiC単結晶のa軸方向であり、第2方向YがSiC単結晶のm軸方向であってもよい。
 チップ2(第1主面3および第2主面4)は、SiC単結晶の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る。つまり、SiC単結晶のc軸((0001)軸)は、鉛直軸からオフ方向に向けてオフ角分だけ傾斜している。また、SiC単結晶のc面は、水平面に対してオフ角分だけ傾斜している。
 オフ方向は、SiC単結晶のa軸方向(つまり第2方向Y)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、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°以下のうちの少なくとも1つの範囲に属する値を有していてもよい。
 オフ角は、5°以下であることが好ましい。オフ角は、2°以上4.5°以下であることが特に好ましい。オフ角は、典型的には、4°±0.1°の範囲に設定される。この明細書は、オフ角が0°である形態(つまり、第1主面3がc面に対してジャスト面である形態)を除外しない。
 半導体装置1は、チップ2内において第1主面3側の領域(表層部)に形成されたn型の第1半導体領域6を含む。第1半導体領域6は、「ドリフト領域」、「ドレインドリフト領域」、「ドレイン領域」等と称されてもよい。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、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。
 半導体装置1は、チップ2内において第2主面4側の領域(表層部)に形成されたn型の第2半導体領域7を含む。第2半導体領域7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」等と称されてもよい。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、第1半導体領域6の厚さよりも大きい厚さを有している。
 半導体装置1は、チップ2に設定された活性領域8を含む。活性領域8は、デバイス構造(トランジスタ構造Tr)を含み、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8は、平面視においてチップ2の周縁(第1~第4側面5A~5D)から間隔を空けてチップ2の内方部に設定されている。活性領域8は、平面視においてチップ2の周縁に平行な4辺を有する多角形状(この形態では四角形状)に設定されている。活性領域8の平面積は、第1主面3の平面積の50%以上90%以下であることが好ましい。
 半導体装置1は、チップ2において活性領域8外に設定された外周領域9を含む。外周領域9は、平面視においてチップ2の周縁および活性領域8の間の領域に設けられている。外周領域9は、平面視において活性領域8に沿って帯状に延び、活性領域8を取り囲む多角環状(この形態では四角環状)に設定されている。
 半導体装置1は、活性領域8において第1主面3の表層部に形成されたp型の複数のボディ領域20を含む。複数のボディ領域20には、高電位(第1電位)とは異なる低電位(第2電位)としてのソース電位が付与される。複数のボディ領域20は、第1方向Xに間隔を空けて配列され、第2方向Yに延びる帯状にそれぞれ形成されている。つまり、複数のボディ領域20は、第2方向Yに延びるストライプ状に配列されている。
 複数のボディ領域20は、第1半導体領域6の底部から第1主面3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。複数のボディ領域20は、第1半導体領域6の中間部から第1主面3側に間隔を空けて形成されていることが好ましい。複数のボディ領域20は、第1主面3から露出している。
 半導体装置1は、外周領域9において第1主面3の表層部に形成されたp型のアウターボディ領域21を含む。アウターボディ領域21は、ボディ領域20のp型不純物濃度とほぼ等しいp型不純物濃度を有していることが好ましい。むろん、アウターボディ領域21のp型不純物濃度は、ボディ領域20のp型不純物濃度未満であってもよいし、ボディ領域20のp型不純物濃度よりも高くてもよい。
 アウターボディ領域21は、第1主面3の周縁(第1~第4側面5A~5D)から活性領域8側に間隔を空けて形成され、活性領域8に沿って帯状に延びている。アウターボディ領域21は、平面視において第1方向Xに帯状に延びる部分および第2方向Yに帯状に延びる部分を有し、活性領域8を複数方向から区画している。
 アウターボディ領域21は、この形態では、平面視において活性領域8を取り囲み、第1主面3の周縁に平行な4辺を有する多角環状(この形態では四角環状)に区画されている。つまり、アウターボディ領域21は、活性領域8および外周領域9の境界部を形成している。アウターボディ領域21は、平面視において第1方向Xに延びる部分および第2方向Yに延びる部分を円弧状(好ましくは四分円弧状)に接続するエッジ部を有していてもよい(図4参照)。
 アウターボディ領域21は、活性領域8側の内縁部および第1主面3の周縁側の外縁部を有している。アウターボディ領域21の内縁部は、第1方向Xに延びる部分において複数のボディ領域20に接続されている。これにより、アウターボディ領域21は、複数のボディ領域20と同電位に固定されている。
 アウターボディ領域21は、ボディ領域20の幅よりも大きい幅を有していることが好ましい。ボディ領域20の幅は、延在方向に直交する方向(つまり第1方向X)の幅である。アウターボディ領域21の幅は、延在方向に直交する方向の幅である。むろん、アウターボディ領域21の幅は、ボディ領域20の幅とほぼ等しくてもよいし、ボディ領域20の厚さ未満であってもよい。
 ボディ領域20の幅に対するアウターボディ領域21の幅の比は、10以上50以下であってもよい。幅の比は、20以上40以下であることが好ましい。
 アウターボディ領域21は、第1半導体領域6の底部から第1主面3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。アウターボディ領域21は、第1半導体領域6の中間部から第1主面3側に間隔を空けて形成されていることが好ましい。アウターボディ領域21は、第1主面3から露出している。
 アウターボディ領域21は、ボディ領域20の厚さ(深さ)とほぼ等しい厚さ(深さ)を有していることが好ましい。むろん、アウターボディ領域21の厚さは、ボディ領域20の厚さ未満であってもよいし、ボディ領域20の厚さよりも大きくてもよい。
 図6~図9を参照して、半導体装置1は、第1主面3の表層部に形成されたn型の複数の表層ドリフト領域22を含む。複数の表層ドリフト領域22は、この形態では、第1半導体領域6の一部からそれぞれなる。むろん、複数の表層ドリフト領域22は、第1半導体領域6のn型不純物濃度よりも高いn型不純物濃度を有していてもよいし、第1半導体領域6のn型不純物濃度よりも低いn型不純物濃度を有していてもよい。
 複数の表層ドリフト領域22は、第1方向X隣り合う複数のボディ領域20の間の領域にそれぞれ区画されている。具体的には、複数の表層ドリフト領域22は、第1主面3の表層部において複数のボディ領域20およびアウターボディ領域21によってそれぞれ区画されている。複数の表層ドリフト領域22は、第1方向Xに間隔を空けて配列され、第2方向Yに延びる帯状にそれぞれ形成されている。つまり、複数の表層ドリフト領域22は、第2方向Yに延びるストライプ状に形成されている。
 半導体装置1は、複数のボディ領域20の表層部にそれぞれ形成されたn型のソース領域23を含む。ソース領域23は、第1半導体領域6のn型不純物濃度よりも高いn型不純物濃度を有している。ソース領域23には、ソース電位が付与される。
 半導体装置1は、活性領域8において複数のボディ領域20の表層部にそれぞれ形成されたp型の複数のコンタクト領域25を含む。コンタクト領域25は、「バックゲート領域」と称されてもよい。複数のコンタクト領域25には、ソース電位が付与される。コンタクト領域25は、ボディ領域20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。
 図5および図6を参照して、各ボディ領域20は、第2方向Yにおいて複数の第1区間10および複数の第2区間11を交互に有している。第1区間10と第2区間11との間は明確な境界が形成されていなくてもよい。図5および図6では、明瞭化のため、第1区間10と第2区間11との境界を一点鎖線で示している。第1区間10および第2区間11は、図5および図6に示すように、第2方向Yにおける長さが互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。たとえば、第2方向Yにおいて、第1区間10が第2区間11よりも長くてもよいし、第1区間10が第2区間11よりも短くてもよい。
 複数のコンタクト領域25は、第2方向Yにおいて各第2区間11をスキップするように、第1区間10ごとに間隔を空けて配列されている。ボディ領域20において、コンタクト領域25およびコンタクト領域25の第1方向Xの両側の領域が第1区間10であってもよい。第2区間11は、第2方向Yにおいて隣り合う複数のコンタクト領域25の間の領域であってもよい。
 各コンタクト領域25は、ボディ領域20の延在方向(第2方向Y)に沿って帯状に延びている。コンタクト領域25は、アウターボディ領域21から第2方向Yに間隔を空けて形成されている。つまり、コンタクト領域25は、アウターボディ領域21には形成されていない。コンタクト領域25は、ボディ領域20の底部から第1主面3側に間隔を空けて形成され、ボディ領域20の一部を挟んで第1半導体領域6に対向している。各コンタクト領域25は、第1方向Xにおいて、ボディ領域20の一方側および他方側の両周縁から間隔を空けて形成されている。この形態では、コンタクト領域25は、第1方向Xにおけるボディ領域20の中央部に形成されている。
 コンタクト領域25の形成により、ソース領域23は第1区間10において、複数のソース領域24A,24Bに分離されている。言い換えれば、1つのコンタクト領域25が対応するボディ領域20の表層部において第1ソース領域24Aおよび第2ソース領域24Bの間の領域に介在されている。各コンタクト領域25は、第1方向Xにおいて第1ソース領域24Aおよび第2ソース領域24Bに挟まれている。
 複数のソース領域24A,24Bは、各ボディ領域20の表層部において、第1方向Xの一方側に位置された第1ソース領域24Aおよび第1方向Xの他方側に位置された第2ソース領域24Bを含む。この形態では、第1方向Xに関して、1つの第1ソース領域24Aがボディ領域20の一端側に形成され、1つの第2ソース領域24Bがボディ領域20の他端側に形成されている。
 第1ソース領域24Aは、ボディ領域20の一端から他端側に間隔を空けて形成され、ボディ領域20の延在方向に沿って帯状に延びている。第1ソース領域24Aは、ボディ領域20の底部から第1主面3側に間隔を空けて形成され、ボディ領域20の一部を挟んで第1半導体領域6に対向している。
 第2ソース領域24Bは、第1ソース領域24Aからボディ領域20の他端側に間隔を空けて形成されている。第2ソース領域24Bは、ボディ領域20の他端から一端側に間隔を空けて形成され、ボディ領域20の延在方向に沿って帯状に延びている。第2ソース領域24Bは、ボディ領域20の底部から第1主面3側に間隔を空けて形成され、ボディ領域20の一部を挟んで第1半導体領域6に対向している。
 図6を参照して、コンタクト領域25は、第2方向Yに帯状に延びる第1部分12と、第1部分12から第1方向Xの外側に突出する複数の凸部13とを含む。
 第1部分12は、ボディ領域20の第1区間10を第2方向Yに横切り、第1区間10と第2区間11との境界位置に端部を有している。第1部分12は、その平面形状に応じて別名で称されてもよい。たとえば、図6に示すように、凸部13を除外して想定される形状(第2方向Yにおいて凸部13を挟んで上下に対向する部分を破線17で繋いだ形状)が平面視帯状である場合は、第1部分12は帯状部と称されてもよい。第1部分12の幅(第1幅W1)は、たとえば、0.2μm以上0.6μm以下であってもよい。第1幅W1は、第2方向Yにおいて一定もしくは略一定であってもよい。
 複数の凸部13は、この形態では、第1部分12の第2方向Yの中央から第1方向Xの両側に突出する一対の凸部14A,14Bを含んでいてもよい。つまり、第1部分12の第1方向Xの一方側および他方側に凸部13が1つずつ形成されている。この形態では、第1ソース領域24A側に突出する凸部13が第1凸部14Aであり、第2ソース領域24B側に突出する凸部13が第2凸部14Bである。第1凸部14Aおよび第2凸部14Bは、第1部分12の同じ位置から互いに反対側に向かって突出している。
 各凸部14A,14Bは、第1部分12に対して突出し、1つまたは複数の頂部49を有する平面視多角形状であってもよい。この形態では、各凸部14A,14Bは、平面視三角形状に形成されている。コンタクト領域25では、頂部49は丸みを帯びたラウンド形状を有している。
 一対の凸部14A,14Bは、平面視において、第1部分12に対して両側に均等に突出する、ひし形または円形の全体形状を有していてもよい。一対の凸部14A,14Bの全体形状は、一対の凸部14A,14Bのアウトライン15と、コンタクト領域25(第1部分12)の内側へ向かう当該アウトライン15の内側延長線16(仮想線)とにより定義された形状であってもよい。図6では、一対の凸部14A,14Bの全体形状がひし形のパターンが示されている。この形態では、第1凸部14Aの第1方向Xの端部から第2凸部14Bの第1方向Xの端部までの一対の凸部14A,14Bの全体の幅(第2幅W2)は、1.2μm以上1.6μm以下であってもよい。
 また、この形態では、第1部分12の第1方向Xの両側の第1ソース領域24Aおよび第2ソース領域24Bのそれぞれの幅WSは、一対の凸部14A,14Bの全体の幅(第2幅W2よりも大きくてもよい。幅WSは、たとえば、2μm以上4μm以下であってもよい。
 半導体装置1は、第1主面3の表層部に形成されたp型の複数のチャネル領域26、27を含む。複数のチャネル領域26、27は、複数のボディ領域20の表層部において複数のボディ領域20の端部(複数の表層ドリフト領域22)およびソース領域23の周縁の間の領域にそれぞれ区画されている。複数のチャネル領域26、27は、この形態では、第1方向Xに間隔を空けて配列され、第2方向Yに延びる帯状にそれぞれ形成されている。つまり、複数のチャネル領域26、27は、第2方向Yに延びるストライプ状に配列されている。
 複数のチャネル領域26、27は、複数の第1チャネル領域26および複数の第2チャネル領域27を含む。複数の第1チャネル領域26は、複数の第1ソース領域24A側の領域に形成され、水平方向に延びる電流経路を形成する。複数の第2チャネル領域27は、複数の第2ソース領域24B側の領域に形成され、水平方向に延びる電流経路を形成する。
 半導体装置1は、活性領域8において第1主面3の上に配置されたプレーナ電極型の複数のゲート構造30を含む。複数のゲート構造30は、第1方向Xに間隔を空けて配列され、第2方向Yに延びる帯状にそれぞれ形成されている。つまり、複数のゲート構造30は、第2方向Y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30の延在方向は、SiC単結晶のオフ方向に一致している。
 各ゲート構造30は、少なくとも1つのチャネル領域26、27の上に配置されている。各ゲート構造30は、この形態では、1つの表層ドリフト領域22を横切って隣り合う2つのボディ領域20に跨るように配置され、複数のチャネル領域26、27を被覆している。具体的には、各ゲート構造30は、一方のボディ領域20側のソース領域23および他方のボディ領域20側のソース領域23に跨るように配置され、表層ドリフト領域22、ソース領域23(第1ソース領域24Aおよび第2ソース領域24B)、第1チャネル領域26および第2チャネル領域27を被覆している。
 以下、1つのゲート構造30の構成が説明される。ゲート構造30は、絶縁膜31およびゲート電極32を含む積層構造を有している。ゲート構造30は、ゲート電極32の側方において絶縁性のサイドウォール構造(スペーサ)を有さない。絶縁膜31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。絶縁膜31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。絶縁膜31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。
 絶縁膜31は、第1主面3を膜状に被覆し、少なくとも1つのチャネル領域26、27の上に配置されている。絶縁膜31は、この形態では、1つの表層ドリフト領域22を横切って隣り合う2つのボディ領域20に跨るように配置され、複数のチャネル領域26、27を被覆している。
 具体的には、絶縁膜31は、一方のボディ領域20側のソース領域23および他方のボディ領域20側のソース領域23に跨るように配置され、表層ドリフト領域22、ソース領域23(第1ソース領域24Aおよび第2ソース領域24B)、第1チャネル領域26および第2チャネル領域27を被覆している。
 第1区間10において、絶縁膜31は、コンタクト領域25から間隔を空けて第1ソース領域24Aを部分的に被覆し、第1主面3から第1ソース領域24Aの一部およびコンタクト領域25を露出させている。第1区間10において、絶縁膜31は、コンタクト領域25から間隔を空けて第2ソース領域24Bを部分的に被覆し、第1主面3から第2ソース領域24Bの一部およびコンタクト領域25を露出させている。第2区間11において、絶縁膜31は、ソース領域23を部分的に被覆し、第1主面3からソース領域23の一部を露出させている。
 絶縁膜31の厚さは、10nm以上150nm以下の厚さを有していてもよい。絶縁膜31の厚さは、10nm以上25nm以下、25nm以上50nm以下、50nm以上75nm以下、75nm以上100nm以下、100nm以上125nm以下、および、125nm以上150nm以下のうちの少なくとも1つの範囲に属する値を有していてもよい。絶縁膜31の厚さは、25nm以上75nm以下であることが好ましい。
 ゲート電極32は、絶縁膜31の上に配置され、絶縁膜31を挟んで少なくとも1つのチャネル領域26、27に対向している。ゲート電極32には、制御電位としてのゲート電位が付与される。ゲート電極32は、ゲート電位に応答して少なくとも1つのチャネル領域26、27の反転および非反転を制御する。
 ゲート電極32は、導電性を有する半導体多結晶を含む。ゲート電極32は、p型の導電性ポリシリコンおよびn型の導電性ポリシリコンのうちのいずれか一方または双方を含んでいてもよい。ゲート電極32の導電型は、達成すべきゲート閾値電圧に応じて調節される。ゲート電極32は、「ポリシリコンゲート」、「ポリゲート」等と称されてもよい。
 ゲート電極32は、第2方向Yに延びる帯状に形成されている。つまり、ゲート電極32の延在方向は、SiC単結晶のオフ方向に一致している。ゲート電極32は、この形態では、第1方向Xに関して絶縁膜31の両端部から内方に間隔を空けて形成され、絶縁膜31の両端部を露出させている。ゲート電極32は、1つの表層ドリフト領域22を横切って隣り合う2つのボディ領域20に跨るように絶縁膜31の上に配置され、絶縁膜31を挟んで複数のチャネル領域26、27に対向している。
 具体的には、ゲート電極32は、一方のボディ領域20側のソース領域23および他方のボディ領域20側のソース領域23に跨るように配置され、絶縁膜31を挟んで表層ドリフト領域22、ソース領域23(第1ソース領域24Aおよび第2ソース領域24B)、第1チャネル領域26および第2チャネル領域27に対向している。
 ゲート電極32は、電極面33、第1方向Xの一方側の第1側壁34、および、第1方向Xの他方側の第2側壁35を有している。電極面33は、絶縁膜31(第1主面3)に沿って延びている。電極面33は、絶縁膜31(第1主面3)に対してほぼ平行に延びていてもよい。
 第1側壁34は、第1方向Xに関して絶縁膜31の一端部から他端部側に間隔を空けて形成され、鉛直方向Zに延びている。第2側壁35は、第1方向Xに関して絶縁膜31の他端部から一端部側に間隔を空けて形成され、鉛直方向Zに延びている。
 第1側壁34および第2側壁35は、絶縁膜31に対して垂直に延びていてもよい。つまり、ゲート電極32は、断面視において四角形状(扁平な長方形状)に形成されていてもよい。第1側壁34および第2側壁35は、電極面33に向けて斜め傾斜していてもよい。つまり、ゲート電極32は、断面視においてテーパ形状(好ましくは等脚台形状)に形成されていてもよい。
 ゲート構造30の幅は、1μm以上10μm以下であってもよい。ゲート構造30の幅は、延在方向に直交する方向(つまり第1方向X)の幅である。ゲート構造30の幅は、1μm以上5μm以下であることが好ましい。
 ゲート構造30の厚さは、0.1μm以上2.0μm以下であってもよい。ゲート構造30の厚さは、0.2μm以上1.0μm以下であることが好ましい。
 図4、図5および図10を参照して、半導体装置1は、外周領域9において第1主面3に形成されたp型の終端領域45を含む。終端領域45は、「ウェル領域」、「終端ウェル領域」等と称されてもよい終端領域45は、アウターボディ領域21のp型不純物濃度とほぼ等しいp型不純物濃度を有していてもよい。終端領域45のp型不純物濃度は、アウターボディ領域21のp型不純物濃度よりも高くてもよいし、アウターボディ領域21のp型不純物濃度よりも低くてもよい。
 終端領域45は、第1主面3の周縁から内方に間隔を空けて、第1主面3の周縁およびアウターボディ領域21の間の領域に形成されている。終端領域45は、平面視においてアウターボディ領域21に沿って帯状に延びている。終端領域45は、平面視において第1方向Xに帯状に延びる部分および第2方向Yに帯状に延びる部分を有し、活性領域8を複数方向から区画している。
 終端領域45は、この形態では、平面視においてアウターボディ領域21を取り囲み、第1主面3の周縁に平行な4辺を有する多角環状(この形態では四角環状)に区画されている。終端領域45は、平面視において第1方向Xに延びる部分および第2方向Yに延びる部分を円弧状(好ましくは四分円弧状)に接続するエッジ部を有していてもよい(図4参照)。
 終端領域45は、第1半導体領域6の底部から第1主面3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。終端領域45は、第1半導体領域6の中間部から第1主面3側に間隔を空けて形成されていることが好ましい。終端領域45は、アウターボディ領域21の厚さ(深さ)とほぼ等しい厚さ(深さ)を有していてもよい。終端領域45の厚さは、アウターボディ領域21の厚さよりも大きくてもよいし、アウターボディ領域21の厚さよりも小さくてもよい。
 終端領域45は、活性領域8側の内縁部および第1主面3の周縁側の外縁部を有している。終端領域45の内縁部は、アウターボディ領域21の外縁部に接続されている。これにより、終端領域45は、アウターボディ領域21と同電位に固定され、アウターボディ領域21を介して複数のボディ領域20に電気的に接続されている。終端領域45の内縁部は、この形態では、全周に亘ってアウターボディ領域21の外縁部に接続されている。
 終端領域45(内縁部)は、アウターボディ領域21の外縁部にオーバラップしたオーバラップ領域46を有している。オーバラップ領域46は、アウターボディ領域21の外縁部および終端領域45の内縁部を含む高濃度領域である。つまり、オーバラップ領域46は、アウターボディ領域21のp型不純物および終端領域45のp型不純物の双方を含み、アウターボディ領域21のp型不純物濃度および終端領域45のp型不純物濃度の双方よりも高いp型不純物濃度を有している。
 オーバラップ領域46は、平面視においてアウターボディ領域21に沿って帯状に延びている。オーバラップ領域46は、平面視において第1方向Xに帯状に延びる部分および第2方向Yに帯状に延びる部分を有し、活性領域8を複数方向から区画している。オーバラップ領域46は、この形態では、第1主面3の周縁に平行な4辺を有する多角環状(この形態では四角環状)に区画されている。オーバラップ領域46の幅は、ボディ領域20の幅よりも大きいことが好ましい。むろん、オーバラップ領域46の幅は、ボディ領域20の幅以下であってもよい。
 半導体装置1は、オーバラップ領域46に代えて比較的高濃度のp型のウェル領域(46)を有していてもよい。この場合、ウェル領域(46)は、アウターボディ領域21のp型不純物濃度および終端領域45のp型不純物濃度の双方よりも高いp型不純物濃度を有している。ウェル領域(46)は、アウターボディ領域21の表層部および終端領域45の表層部のいずれか一方または双方に形成されていてもよい。
 半導体装置1は、外周領域9において第1主面3の表層部に形成された少なくとも1つ(好ましくは2個以上20個以下)のp型のフィールド領域47を含む。複数のフィールド領域47の個数は、典型的には、3個以上8個以下である。半導体装置1は、この形態では、3個のフィールド領域47を含む。複数のフィールド領域47は、電気的に浮遊状態に形成され、第1主面3の周縁部においてチップ2内の電界を緩和する。フィールド領域47の個数、間隔、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47は、ボディ領域20(終端領域45)のp型不純物濃度とほぼ等しいp型不純物濃度を有していてもよい。フィールド領域47のp型不純物濃度は、ボディ領域20(終端領域45)のp型不純物濃度よりも高くてもよいし、ボディ領域20(終端領域45)のp型不純物濃度よりも低くてもよい。
 複数のフィールド領域47は、第1主面3の周縁から内方に間隔を空けて、第1主面3の周縁および活性領域8の間の領域に形成されている。具体的には、複数のフィールド領域47は、第1主面3の周縁およびアウターボディ領域21の間の領域に形成されている。さらに具体的には、複数のフィールド領域47は、第1主面3の周縁および終端領域45の間の領域において、終端領域45から第1主面3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47は、平面視において活性領域8(終端領域45)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47は、第1方向Xに帯状に延びる部分、および、第2方向Yに帯状に延びる部分をそれぞれ有している。複数のフィールド領域47は、この形態では、平面視において活性領域8(終端領域45)を取り囲む多角環状(この形態では四角環状)に形成されている。複数のフィールド領域47は、第1方向Xに延びる部分および第2方向Yに延びる部分を円弧状(好ましくは四分円弧状)に接続するエッジ部を有していてもよい(図4参照)。
 複数のフィールド領域47は、第1半導体領域6の底部から第1主面3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47は、第1半導体領域6の中間部から第1主面3側に間隔を空けて形成されていることが好ましい。
 図10を参照して、半導体装置1は、外周領域9において第1主面3を被覆する外周絶縁膜51を含む。外周絶縁膜51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。外周絶縁膜51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。外周絶縁膜51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。外周絶縁膜51は、絶縁膜31の絶縁材料と同種の絶縁材料からなることが好ましい。外周絶縁膜51は、絶縁膜31の厚さとほぼ等しい厚さを有していることが好ましい。
 外周絶縁膜51は、外周領域9において第1主面3を膜状に被覆している。外周絶縁膜51は、アウターボディ領域21、終端領域45および複数のフィールド領域47を一括して被覆している。外周絶縁膜51は、活性領域8側において複数の絶縁膜31に接続されている。具体的には、外周絶縁膜51は、複数の絶縁膜31と一体的に形成され、複数の絶縁膜31と1つの絶縁膜を形成している。
 図4、図5および図10を参照して、半導体装置1は、外周領域9において第1主面3の上に配置されたゲート配線52を含む。半導体装置1は、ゲート配線52の側方において絶縁性のサイドウォール構造(スペーサ)を有さない。ゲート配線52は、第1主面3の上に選択的に引き回され、複数のゲート電極32とは異なる方向に延びる部分を有している。ゲート配線52は、複数のゲート電極32に接続され、複数のゲート電極32にゲート信号を付与する。ゲート配線52は、「ポリシリコンゲート配線」、「ポリゲート配線」、「第2ゲート電極」等と称されてもよい。
 ゲート配線52は、導電性を有する半導体多結晶を含む。ゲート配線52は、p型の導電性ポリシリコンおよびn型の導電性ポリシリコンのうちのいずれか一方または双方を含んでいてもよい。ゲート配線52は、ゲート電極32の導電型と同じ導電型を有していることが好ましい。ゲート配線52の導電型はゲート電極32の導電型に応じて調節される。
 ゲート配線52は、外周領域9において外周絶縁膜51の上に配置されている。具体的には、ゲート配線52は、外周絶縁膜51のうちアウターボディ領域21を被覆する部分の上に配置され、外周絶縁膜51を挟んでアウターボディ領域21に対向している。ゲート配線52は、第1主面3の周縁から活性領域8側に間隔を空けて形成され、活性領域8に沿って帯状に延びている。ゲート配線52は、平面視において第1方向Xに帯状に延びる部分および第2方向Yに帯状に延びる部分を有し、活性領域8を複数方向から区画している。
 ゲート配線52は、この形態では、平面視において活性領域8を取り囲み、第1主面3の周縁に平行な4辺を有する多角環状(この形態では四角環状)に区画されている。ゲート配線52は、有端状または無端状であってもよい。ゲート配線52は、この形態では、平面視においてアウターボディ領域21に沿って帯状(この形態では環状)に延び、積層方向の全域に外周絶縁膜51を挟んでアウターボディ領域21に対向している。ゲート配線52は、平面視において第1方向Xに延びる部分および第2方向Yに延びる部分を円弧状(好ましくは四分円弧状)に接続するエッジ部を有していてもよい(図4参照)。
 ゲート配線52は、平面視においてアウターボディ領域21よりも幅狭に形成され、アウターボディ領域21の内縁部および外縁部から間隔を空けてアウターボディ領域21の上に配置されている。つまり、この形態では、複数のゲート電極32はアウターボディ領域21の上まで引き出され、ゲート配線52はアウターボディ領域21の上で複数のゲート電極32に接続されている。
 ゲート配線52の幅は、ゲート電極32の幅よりも大きいことが好ましい。ゲート配線52の幅は、延在方向に直交する方向の幅である。むろん、ゲート配線52の幅は、ゲート電極32の幅以下であってもよい。ゲート配線52の幅は、アウターボディ領域21の幅よりも大きくてもよい。ゲート配線52の厚さは、ゲート電極32の厚さとほぼ等しいことが好ましい。
 ゲート配線52は、配線面53、内縁側の第1配線側壁54、および、外縁側の第2配線側壁55を有している。配線面53は、外周絶縁膜51(第1主面3)に沿って延びている。配線面53は、外周絶縁膜51(第1主面3)に対してほぼ平行に延びていてもよい。第1配線側壁54は外周絶縁膜51の上で鉛直方向Zに延び、第2配線側壁55は外周絶縁膜51の上で鉛直方向Zに延びている。
 第1配線側壁54は、第1方向Xに延びる部分において複数のゲート電極32(第1側壁34および第2側壁35)に接続されている。つまり、ゲート配線52は、複数のゲート電極32に対してT字状に接続された複数の部分を有している。これにより、ゲート配線52は、複数のゲート電極32と同電位に固定されている。
 第1配線側壁54および第2配線側壁55は、外周絶縁膜51に対して垂直に延びていてもよい。つまり、ゲート配線52は、断面視において四角形状(扁平な長方形状)に形成されていてもよい。第1配線側壁54および第2配線側壁55は、配線面53に向けて斜め傾斜していてもよい。つまり、ゲート配線52は、断面視においてテーパ形状(好ましくは等脚台形状)に形成されていてもよい。
 半導体装置1は、第1主面3を被覆する絶縁性の層間膜70を含む。層間膜70は、「層間絶縁膜」、「中間絶縁膜」等と称されてもよい。層間膜70は、第1主面3に沿って延びる絶縁面71を有している。層間膜70は、第1主面3の上で活性領域8および外周領域9を一括して被覆している。
 層間膜70は、活性領域8において複数のゲート構造30を被覆している。層間膜70は、各ゲート構造30に関して、絶縁膜31およびゲート電極32の双方を直接被覆している。つまり、層間膜70は、ゲート電極32の電極面33、第1側壁34および第2側壁35を直接被覆する部分を有している。
 層間膜70は、外周領域9において外周絶縁膜51を挟んでアウターボディ領域21、終端領域45および複数のフィールド領域47を一括して被覆している。層間膜70は、外周絶縁膜51およびゲート配線52の双方を直接被覆している。つまり、層間膜70は、ゲート配線52の配線面53、第1配線側壁54および第2配線側壁55を直接被覆する部分を有している。層間膜70は、この形態では、第1~第4側面5A~5Dに連なっている。層間膜70は、第1~第4側面5A~5Dから内方に間隔を空けて形成され、第1主面3の周縁部(第1半導体領域6)を露出させていてもよい。
 図7~図9を参照して、層間膜70は、この形態では、第1主面3側からこの順に積層された第1酸化膜72(第1絶縁膜)および第2酸化膜73(第2絶縁膜)を含む積層構造を有している。つまり、層間膜70は、第2酸化膜73によって形成された絶縁面71を有している。第1酸化膜72は、不純物無添加の酸化シリコン膜からなる単層構造を有している。第1酸化膜72は、NSG膜(Nondoped Silicate Glass film)と称されてもよい。
 第1酸化膜72は、活性領域8および外周領域9を一括して被覆している。第1酸化膜72は、活性領域8において複数のゲート構造30を一括して被覆している。第1酸化膜72は、各ゲート構造30に関して、絶縁膜31およびゲート電極32の双方を膜状に被覆している。
 第1酸化膜72は、第1被覆部74、第2被覆部75および第3被覆部76を有している。第1被覆部74は、絶縁膜31(第1主面3)に沿って水平方向に膜状に延び、ゲート電極32の第1側壁34(第2側壁35)に接する部分を有している。第1被覆部74(第1酸化膜72)は、この形態では、ゲート電極32の厚さ未満の厚さを有し、ゲート電極32の電極面33の高さ位置から絶縁膜31側に間隔を空けて絶縁膜31を被覆している。
 第2被覆部75は、第1被覆部74から積層方向に向けて電極面33側に引き出され、第1側壁34(第2側壁35)を膜状に直接被覆している。
 第3被覆部76は、第2被覆部75から電極面33側に引き出され、電極面33に沿って水平方向に膜状に延びている。第3被覆部76は、第1側壁34および第2側壁35の間で電極面33の全域を直接被覆している。第3被覆部76は、ゲート電極32の角部を被覆する部分において第2被覆部75と共に円弧状に湾曲した円弧角部を形成していることが好ましい。円弧角部は、ゲート電極32側に曲率中心を有していてもよい。
 第1酸化膜72は、外周領域9において外周絶縁膜51を挟んでアウターボディ領域21、終端領域45および複数のフィールド領域47を一括して被覆している。第1酸化膜72は、外周領域9においてゲート配線52を被覆している。
 第2酸化膜73は、燐を含有する酸化シリコン膜からなる単層構造、または、燐を含有する酸化シリコン膜を含む積層構造を有していてもよい。燐を含有する酸化シリコン膜は、ホウ素を含有していてもよい。燐を含有する酸化シリコン膜は、PSG膜(Phosphorus Silicon Glass film)と称されてもよい。燐およびホウ素の双方を含有する酸化シリコン膜は、BPSG膜(Boron Phosphorus Silicon Glass film)と称されてもよい。
 第2酸化膜73は、第1酸化膜72の上に積層されたPSG膜またはBPSG膜からなる単層構造を有していてもよい。第2酸化膜73は、第1酸化膜72の上に積層されたPSG膜、および、PSG膜の上に積層されたBPSG膜を含む積層構造を有していてもよい。第2酸化膜73は、第1酸化膜72の上に積層されたBPSG膜、および、BPSG膜の上に積層されたPSG膜を含む積層構造を有していてもよい。第2酸化膜73は、この形態では、一例としてPSG膜からなる単層構造を有している。
 第2酸化膜73は、第1酸化膜72を膜状に被覆し、第1酸化膜72を挟んで活性領域8および外周領域9を一括して被覆している。第2酸化膜73は、活性領域8において第1酸化膜72を挟んで複数のゲート構造30を一括して被覆している。具体的には、第2酸化膜73は、第1酸化膜72を挟んで絶縁膜31およびゲート電極32の双方を膜状に被覆している。
 第2酸化膜73は、第1上被覆部80および第2上被覆部81を含む。第1上被覆部80は、第1酸化膜72の第1被覆部74を被覆している。第1上被覆部80は、第1被覆部74の上に位置された部分において第1被覆部74を挟んで絶縁膜31を被覆している。
 第1上被覆部80は、第1被覆部74の上から第2被覆部75に沿って積層方向に膜状に延び、第2被覆部75を挟んでゲート構造30の第1側壁34(第2側壁35)を被覆している。
 第2上被覆部81は、第1酸化膜72の第3被覆部76を被覆している。第2上被覆部81は、第1上被覆部80から第3被覆部76に沿って水平方向に膜状に延び、第3被覆部76を挟んでゲート構造30の電極面33を被覆している。第2上被覆部81は、第1側壁34および第2側壁35の間で第3被覆部76を挟んで電極面33の全域を被覆している。第2上被覆部81は、ゲート配線52の角部を被覆する部分において第1上被覆部80と共に円弧状に湾曲した円弧角部を形成していることが好ましい。円弧角部は、ゲート配線52側に曲率中心を有していてもよい。
 第2酸化膜73は、外周領域9において外周絶縁膜51および第1酸化膜72を挟んでアウターボディ領域21、終端領域45および複数のフィールド領域47を一括して被覆している。第2酸化膜73は、外周領域9において第1酸化膜72を挟んでゲート配線52を被覆している。
 半導体装置1は、活性領域8において層間膜70に形成された複数のソース開口90を含む。複数のソース開口90は、複数のゲート電極32から間隔を空けて複数のゲート電極32の側方の領域にそれぞれ形成され、第1主面3(チップ2)を露出させている。具体的には、複数のソース開口90は、複数のゲート電極32の間の領域にそれぞれ形成され、絶縁膜31および層間膜70を貫通している。
 複数のソース開口90は、第1酸化膜72および第2酸化膜73の双方を貫通し、第1酸化膜72および第2酸化膜73の双方によって区画された壁面を有している。複数のソース開口90は、層間膜70の円弧角部によって区画された開口端を有している。複数のソース開口90は、対応する複数のソース領域23(第1ソース領域24Aおよび第2ソース領域24B)およびコンタクト領域25をそれぞれ露出させている。
 複数のソース開口90は、この形態では、第1方向Xに間隔を空けて形成され、第2方向Yに延びる帯状にそれぞれ形成されている。つまり、複数のソース開口90は、第2方向Yに延びるストライプ状に形成されている。複数のソース開口90は、ゲート配線52から第2方向Yに間隔を空けて形成されている。つまり、複数のソース開口90は、複数のゲート電極32およびゲート配線52によって取り囲まれた領域に形成されている。
 第1方向Xに隣り合う2つのゲート構造30の間の領域に複数のソース開口90が形成されていてもよい。この場合、複数のソース開口90は、第2方向Yに一列に間隔を空けて形成されていてもよい。さらにこの場合、各ソース開口90は、平面視において四角形状(正方形状)、第1方向Xに延びる長方形状、第2方向Yに延びる長方形状、六角形状、円形状等に形成されていてもよい。
 ソース開口90は、0.2μm以上3μm以下の幅Wを有していてもよい。ソース開口90の幅Wは、0.3μm以上1μm以下であることが好ましい。ソース開口90は、0.2μm以上2μm以下の深さDを有していてもよい。ソース開口90の深さDは、0.5μm以上1μm以下であることが好ましい。
 ソース開口90は、0.3以上3以下のアスペクト比D/Wを有していることが好ましい。アスペクト比D/Wは、ソース開口90の幅Wに対するソース開口90の深さDの比によって定義される。アスペクト比D/Wは、0.5以上2以下であることが好ましい。アスペクト比D/Wは、1を超えていることが特に好ましい。この構成によれば、複数のゲート構造30が狭ピッチで配列される。
 半導体装置1は、第1主面3において複数のソース開口90から露出した部分にそれぞれ形成された複数のソースリセス91を含む。半導体装置1は、必ずしもソースリセス91を有している必要はない。したがって、ソースリセス91を有さない構成が採用されてもよい。
 複数のソースリセス91は、対応するソース開口90の平面形状に整合する平面形状をそれぞれ有し、第1主面3から第2主面4側に向けて窪んでいる。複数のソースリセス91は、対応するボディ領域20の底部から第1主面3側に間隔を空けて形成され、対応する複数のソース領域23およびコンタクト領域25をそれぞれ露出させている。具体的には、複数のソースリセス91は、対応する複数のソース領域23(コンタクト領域25)の底部から第1主面3側に間隔を空けて形成されている。
 半導体装置1は、外周領域9において層間膜70に形成された少なくとも1つ(この形態では複数)のアウター開口92を含む。複数のアウター開口92は、層間膜70において終端領域45を被覆する部分に形成されている。複数のアウター開口92は、層間膜70を貫通し、終端領域45を露出させている。複数のアウター開口92は、この形態では、層間膜70において終端領域45のオーバラップ領域46を被覆する部分に形成され、オーバラップ領域46を露出させている。
 複数のアウター開口92は、終端領域45(オーバラップ領域46)に代えてまたはこれに加えて、アウターボディ領域21を露出させていてもよい。複数のアウター開口92は、第1酸化膜72および第2酸化膜73の双方を貫通し、第1酸化膜72および第2酸化膜73の双方によって区画された壁面を有している。複数のアウター開口92は、層間膜70の円弧角部によって区画された開口端を有している。
 複数のアウター開口92は、終端領域45(オーバラップ領域46)に沿って間隔を空けて形成されている(図4および図5参照)。複数のアウター開口92は、平面視において四角形状(正方形状)、長方形状、六角形状、円形状等に形成されていてもよい。複数のアウター開口92は、平面視において終端領域45(オーバラップ領域46)に沿って延びる帯状に形成されていてもよい。アウター開口92は、ソース開口90と同様、アスペクト比D/W(好ましくは1を超えている)を有していてもよい。
 半導体装置1は、単一のアウター開口92を有していてもよい。単一のアウター開口92は、終端領域45(オーバラップ領域46)に沿って延びる帯状に形成されていてもよい。単一のアウター開口92は、平面視において第1方向Xに帯状に延びる部分および第2方向Yに帯状に延びる部分を有していてもよい。
 単一のアウター開口92は、第1主面3の周縁に平行な4辺を有する有端状または無端状の多角環状(この形態では四角環状)に形成されていてもよい。単一のアウター開口92は、平面視において終端領域45(オーバラップ領域46)に倣って第1方向Xに延びる部分および第2方向Yに延びる部分を円弧状(好ましくは四分円弧状)に接続するエッジ部を有していてもよい(図4参照)。
 半導体装置1は、第1主面3において複数のアウター開口92から露出した部分にそれぞれ形成された複数のアウターリセス93を含む。半導体装置1は、必ずしもアウターリセス93を有している必要はない。したがって、アウターリセス93を有さない構成が採用されてもよい。
 複数のアウターリセス93は、対応するアウター開口92の平面形状に整合する平面形状をそれぞれ有し、第1主面3から第2主面4側に向けて窪んでいる。複数のアウターリセス93は、終端領域45(オーバラップ領域46)の底部から第1主面3側に間隔を空けて形成され終端領域45(オーバラップ領域46)をそれぞれ露出させている。単一のアウター開口92が形成される場合、単一のアウター開口92の平面形状に整合する単一のアウターリセス93が形成される。
 半導体装置1は、外周領域9において層間膜70に形成された少なくとも1つ(この形態では複数)のゲート開口94を含む。複数のゲート開口94は、層間膜70においてゲート配線52を被覆する部分に形成されている。複数のゲート開口94は、層間膜70を貫通し、ゲート配線52の配線面53を露出させている。
 複数のゲート開口94は、第1酸化膜72および第2酸化膜73の双方を貫通し、第1酸化膜72および第2酸化膜73の双方によって区画された壁面を有している。複数のゲート開口94は、層間膜70の円弧角部によって区画された開口端を有している。
 複数のゲート開口94は、ゲート配線52に沿って間隔を空けて形成されている(図4および図5参照)。複数のゲート開口94は、平面視において四角形状(正方形状)、長方形状、六角形状、円形状等に形成されていてもよい。複数のゲート開口94は、平面視においてゲート配線52に沿って延びる帯状に形成されていてもよい。ゲート開口94は、ソース開口90と同様、アスペクト比D/W(好ましくは1を超えている)を有していてもよい。
 半導体装置1は、単一のゲート開口94を有していてもよい。単一のゲート開口94は、ゲート配線52に沿って延びる帯状に形成されていてもよい。単一のゲート開口94は、平面視において第1方向Xに帯状に延びる部分および第2方向Yに帯状に延びる部分を有していてもよい。
 単一のゲート開口94は、第1主面3の周縁に平行な4辺を有する有端状または無端状の多角環状(この形態では四角環状)に形成されていてもよい。単一のゲート開口94は、平面視においてゲート配線52に倣って第1方向Xに延びる部分および第2方向Yに延びる部分を円弧状(好ましくは四分円弧状)に接続するエッジ部を有していてもよい(図4参照)。
 図1等を参照して、半導体装置1は、層間膜70の上に配置されたソースパッド電極95を含む。ソースパッド電極95は、外部からソース電位が付与される端子電極である。ソースパッド電極95は、「第1パッド電極」、「第1主面電極」、「第1端子電極」等と称されてもよい。
 ソースパッド電極95は、層間膜70のうち活性領域8を被覆する部分の上に配置されている。ソースパッド電極95は、層間膜70を挟んで複数のゲート電極32を被覆し、層間膜70によって複数のゲート電極32から電気的に切り離されている。ソースパッド電極95は、複数のソース開口90を介して複数のボディ領域20、アウターボディ領域21、複数のソース領域23(第1ソース領域24Aおよび第2ソース領域24B)、コンタクト領域25等に電気的に接続されている。
 ソースパッド電極95は、この形態では、第1パッド部96、第2パッド部97および第3パッド部98を有している。第1パッド部96は、比較的大きい平面積を有し、ソースパッド電極95の本体を形成している。第1パッド部96は、この形態では、平面視においてチップ2の周縁に平行な4辺を有する多角形状(この形態では四角形状)に形成され、活性領域8の中央部に対して第4側面5D側に偏在されている。第1パッド部96は、層間膜70を挟んで複数のゲート電極32を被覆し、複数のソース開口90を介して複数のボディ領域20等に電気的に接続されている。
 第2パッド部97は、第1パッド部96の平面積未満の平面積を有し、第1パッド部96の第2方向Yの一端部(第1側面5A側の端部)から第3側面5C側に向けて帯状(四角形状)に引き出されている。第2パッド部97は、層間膜70を挟んで複数のゲート電極32を被覆し、複数のソース開口90を介して複数のボディ領域20等に電気的に接続されている。
 第3パッド部98は、第1パッド部96の平面積未満の平面積を有し、第1パッド部96の第2方向Yの他端部(第2側面5B側の端部)からから第3側面5C側に向けて帯状(四角形状)に引き出され、第2方向Yに第2パッド部97に対向している。第3パッド部98は、層間膜70を挟んで複数のゲート電極32を被覆し、複数のソース開口90を介して複数のボディ領域20等に電気的に接続されている。
 第3パッド部98の平面積は、第2パッド部97の平面積とほぼ等しくてもよい。むろん、第3パッド部98の平面積は、第2パッド部97の平面積よりも大きくてもよいし、第2パッド部97の平面積未満であってもよい。第2パッド部97および第3パッド部98のいずれか一方または双方は、電流モニタ用の端子部として使用されてもよい。
 ソースパッド電極95は、必ずしも第2パッド部97および第3パッド部98の双方を同時に有している必要はない。ソースパッド電極95は、第2パッド部97および第3パッド部98のうちのいずれ一方のみを有していてもよい。むろん、ソースパッド電極95は、第1パッド部96のみからなり、第2パッド部97および第3パッド部98を有していなくてもよい。
 図7~図9を参照して、ソースパッド電極95は、第1下地電極膜100、および第1主電極膜102を含む。第1下地電極膜100は「ソース下地電極膜」と称され、第1主電極膜102は「ソース主電極膜」と称されてもよい。
 第1下地電極膜100は、ソースパッド電極95(第1パッド部96、第2パッド部97および第3パッド部98)の下層部を形成し、活性領域8において層間膜70を被覆している。第1下地電極膜100は、層間膜70のうち複数のソース開口90が形成された領域を一括して膜状に被覆している。つまり、第1下地電極膜100は、絶縁面71の上から複数のソース開口90内に入り込んでいる。
 第1下地電極膜100は、層間膜70の絶縁面71を膜状に被覆する部分、および、複数のソース開口90の壁面を膜状に被覆する部分を有している。第1下地電極膜100は、複数のソース開口90においてリセスをそれぞれ区画している。第1下地電極膜100は、層間膜70を挟んでゲート配線52を部分的に被覆する部分を有していてもよい。第1下地電極膜100は、平面視においてゲート配線52から内方に間隔を空けて形成されていてもよい。
 第1下地電極膜100は、この形態では、層間膜70の上に積層された第1電極膜103、および、第1電極膜103の上に積層された第2電極膜104を含む積層構造を有している。この形態では、第1電極膜103はTi膜を含み、第2電極膜104はTiN膜を含む。
 第1下地電極膜100は、必ずしも積層構造を有している必要はなく、第1電極膜103(Ti膜)および第2電極膜104(TiN膜)のいずれか一方からなる単層構造を有していてもよい。第1電極膜103の厚さは、10nm以上100nm以下であってもよい。第2電極膜104の厚さは、50nm以上200nm以下であってもよい。
 第1電極膜103は、層間膜70のうち複数のソース開口90が形成された領域を一括して膜状に被覆し、絶縁面71の上から複数のソース開口90に入り込んでいる。第1電極膜103は、層間膜70の絶縁面71を膜状に被覆する部分、および、複数のソース開口90の壁面を膜状に被覆する部分を有している。第1電極膜103は、絶縁面71を直接被覆している。
 つまり、第1電極膜103は、絶縁面71において第2酸化膜73を直接被覆している。第1酸化膜72は、絶縁面71を被覆する部分において層間膜70を挟んで複数のゲート電極32に対向している。
 第1電極膜103は、層間膜70(第2酸化膜73)の円弧角部に倣って当該円弧角部を膜状に被覆し、ソース開口90に入り込んでいる。つまり、第1電極膜103は、円弧角部において円弧状に延びる部分を有している。これにより、層間膜70(ソース開口90の壁面)に対する第1電極膜103の成膜性が向上されている。
 第1電極膜103は、ソース開口90の壁面に沿って延び、絶縁膜31、第1酸化膜72および第2酸化膜73を被覆している。第1電極膜103は、層間膜70を挟んでゲート電極32の第1側壁34(第2側壁35)に対向している。
 第1電極膜103は、各ソース開口90の底部において第1主面3を膜状に被覆し、第1主面3に電気的に接続されている。具体的には、第1電極膜103は、各ソース開口90の底部を膜状に被覆する部分を有し、複数のソース領域23(第1ソース領域24Aおよび第2ソース領域24B)およびコンタクト領域25に電気的に接続されている。
 第2電極膜104は、第1電極膜103の上において層間膜70のうち複数のソース開口90が形成された領域を一括して膜状に被覆している。第2電極膜104は、第1電極膜103を挟んで層間膜70の絶縁面71を膜状に被覆する部分、および、第1電極膜103を挟んで複数のソース開口90の壁面を膜状に被覆する部分を有している。
 第2電極膜104は、絶縁面71を被覆する部分において第1電極膜103および層間膜70を挟んで複数のゲート電極32に対向している。
 第2電極膜104は、第1電極膜103に倣って層間膜70(第2酸化膜73)の円弧角部を膜状に被覆し、ソース開口90に入り込んでいる。つまり、第2電極膜104は、層間膜70の円弧角部において円弧状に延びる部分を有している。これにより、層間膜70(ソース開口90の壁面)に対する第2電極膜104の成膜性が向上されている。
 第2電極膜104は、ソース開口90の壁面に沿って延び、第1電極膜103を挟んで絶縁膜31、第1酸化膜72および第2酸化膜73を被覆している。第2電極膜104は、第1電極膜103および層間膜70を挟んでゲート電極32の第1側壁34(第2側壁35)に対向している。
 第2電極膜104は、各ソース開口90の底部を、第1電極膜103を挟んで膜状に被覆する部分を有し、複数のソース領域23(第1ソース領域24Aおよび第2ソース領域24B)およびコンタクト領域25に電気的に接続されている。
 第1主電極膜102は、ソースパッド電極95(第1パッド部96、第2パッド部97および第3パッド部98)の上層部を形成し、第1下地電極膜100を膜状に被覆している。第1主電極膜102は、第1下地電極膜100の導電材料とは異なる導電材料を含む。
 第1主電極膜102は、Al膜、Al合金膜、Cu膜およびCu合金膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。Al合金膜は、AlSi合金膜、AlCu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1主電極膜102は、第1下地電極膜100の厚さ(総厚さ)よりも大きい厚さを有している。
 第1主電極膜102の厚さは、0.5μm以上5μm以下であってもよい。第1主電極膜102の厚さは、0.5μm以上1μm以下、1μm以上1.5μm以下、1.5μm以上2μm以下、2μm以上2.5μm以下、2.5μm以上3μm以下、3μm以上3.5μm以下、3.5μm以上4μm以下、4μm以上4.5μm以下、および、4.5μm以上5μm以下のうちの少なくとも1つの範囲に属する値を有していてもよい。
 第1主電極膜102は、絶縁面71を被覆する部分において第1下地電極膜100に機械的および電気的に接続されている。これにより、第1主電極膜102は、第1下地電極膜100および層間膜70を挟んで複数のゲート電極32に対向している。
 半導体装置1は、ソースパッド電極95から外周領域9の上に引き出されたソースフィンガー電極110を含む。ソースフィンガー電極110は、ソースパッド電極95に付与されたソース電位を外周領域9に伝達する。ソースフィンガー電極110は、この形態では、ソースパッド電極95(第1パッド部96)のうちの第4側面5D側の部分から層間膜70のうち外周領域9を被覆する部分の上に引き回されている。
 ソースフィンガー電極110は、終端領域45の上まで引き出され、複数のアウター開口92を介して終端領域45に電気的に接続されている。具体的には、ソースフィンガー電極110は、複数のアウター開口92を介して終端領域45のオーバラップ領域46に電気的に接続されている。
 ソースフィンガー電極110は、終端領域45(オーバラップ領域46)に沿って帯状に延びている。ソースフィンガー電極110は、平面視において第1方向Xに帯状に延びる部分および第2方向Yに帯状に延びる部分を有している。ソースフィンガー電極110は、この形態では、第1主面3の周縁に平行な4辺を有する多角環状(この形態では四角環状)に形成され、ソースパッド電極95を取り囲んでいる。ソースフィンガー電極110は、平面視において第1方向Xに延びる部分および第2方向Yに延びる部分を円弧状(好ましくは四分円弧状)に接続するエッジ部を有していてもよい(図4参照)。
 ソースフィンガー電極110は、ソースパッド電極95と同様、第1下地電極膜100、および第1主電極膜102を含む。第1下地電極膜100は、ソースフィンガー電極110の下層部を形成し、外周領域9において層間膜70を被覆している。
 第1下地電極膜100は、層間膜70のうち複数のアウター開口92が形成された領域を一括して膜状に被覆している。つまり、第1下地電極膜100は、絶縁面71の上から複数のアウター開口92内に入り込んでいる。第1下地電極膜100は、層間膜70の絶縁面71を膜状に被覆する部分、および、複数のアウター開口92の壁面を膜状に被覆する部分を有している。第1下地電極膜100は、複数のアウター開口92内においてリセスをそれぞれ区画している。第1下地電極膜100は、ソースパッド電極95と同様、第1電極膜103および第2電極膜104を含む積層構造を有している。
 第1主電極膜102は、ソースフィンガー電極110の上層部を形成し、第1下地電極膜100を膜状に被覆している。第1主電極膜102は、絶縁面71を被覆する部分において第1下地電極膜100に機械的および電気的に接続されている。つまり、第1主電極膜102は、第1下地電極膜100を介して終端領域45(オーバラップ領域46)に電気的に接続されている。
 半導体装置1は、層間膜70の上に選択的に引き回されたゲートフィンガー電極115を含む。ゲートフィンガー電極115は、ゲート配線52にゲート電位を伝達する。ゲートフィンガー電極115は、層間膜70のうちゲート配線52を被覆する部分の上(つまり外周領域9の上)に引き回され、複数のゲート開口94を介してゲート配線52に電気的に接続されている。
 ゲートフィンガー電極115は、ソースパッド電極95およびソースフィンガー電極110から間隔を空けてソースパッド電極95およびソースフィンガー電極110の間の領域に配置されている。ゲートフィンガー電極115は、ゲート配線52の上に配置され、ゲート配線52に沿って帯状に延びている。ゲートフィンガー電極115は、平面視において第1方向Xに帯状に延びる部分および第2方向Yに帯状に延びる部分を有している。
 ゲートフィンガー電極115は、この形態では、第1主面3の周縁に平行な4辺を有する有端帯状に形成され、ソースパッド電極95を取り囲んでいる。ゲートフィンガー電極115は、平面視において第1方向Xに延びる部分および第2方向Yに延びる部分を円弧状(好ましくは四分円弧状)に接続するエッジ部を有していてもよい(図4参照)。ゲートフィンガー電極115は、第4側面5D側においてソースフィンガー電極110を通過させる一対の開放端を有している。
 図10を参照して、ゲートフィンガー電極115は、第2下地電極膜120、および第2主電極膜122を含む。第2下地電極膜120は「ゲート下地電極膜」と称され、第2主電極膜122は「ゲート主電極膜」と称されてもよい。
 第2下地電極膜120は、ゲートフィンガー電極115の下層部を形成し、外周領域9において層間膜70を被覆している。第2下地電極膜120は、層間膜70のうち複数のゲート開口94が形成された領域を一括して膜状に被覆している。つまり、第2下地電極膜120は、絶縁面71の上から複数のゲート開口94内に入り込んでいる。第2下地電極膜120は、層間膜70の絶縁面71を膜状に被覆する部分、および、複数のゲート開口94の壁面を膜状に被覆する部分を有している。第2下地電極膜120は、複数のゲート開口94内において複数のリセスをそれぞれ区画している。
 第2下地電極膜120は、第1下地電極膜100の第1電極膜103および第2電極膜104と同様の積層構造を有している。第2下地電極膜120の積層構造は、第1下地電極膜100の第1電極膜103および第2電極膜104の積層構造と同様であるので、説明を省略する。
 第2主電極膜122は、ゲートフィンガー電極115の上層部を形成し、第2下地電極膜120を膜状に被覆している。第2主電極膜122は、第2下地電極膜120の導電材料とは異なる導電材料を含む。
 第2主電極膜122は、Al膜、Al合金膜、Cu膜およびCu合金膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。Al合金膜は、AlSi合金膜、AlCu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主電極膜122は、第1主電極膜102の導電材料と同種の導電材料を含むことが好ましい。第2主電極膜122は、第1主電極膜102の厚さとほぼ等しい厚さを有していてもよい。
 第2主電極膜122は、絶縁面71を被覆する部分において第2下地電極膜120に機械的および電気的に接続されている。
 半導体装置1は、層間膜70の上に配置されたゲートパッド電極130を含む。ゲートパッド電極130は、外部からゲート電位が付与される端子電極である。ゲートパッド電極130は、「第2パッド電極」、「第2主面電極」、「第2端子電極」等と称されてもよい。ゲートパッド電極130は、ソースパッド電極95およびソースフィンガー電極110から間隔を空けてソースパッド電極95およびソースフィンガー電極110の間の領域に配置されている。
 ゲートパッド電極130は、この形態では、第1パッド部96に対して第3側面5C側の領域に配置され、第2パッド部97および第3パッド部98によって挟み込まれている。つまり、ゲートパッド電極130は、第1方向Xに第1パッド部96に対向し、第2方向Yに第2パッド部97および第3パッド部98に対向している。
 ゲートパッド電極130は、平面視においてチップ2の周縁に平行な4辺を有する多角形状(この形態では四角形状)に形成されている。ゲートパッド電極130は、ソースパッド電極95(第1パッド部96)の平面積未満を有している。ゲートパッド電極130は、第2パッド部97(第3パッド部98)の平面積未満の平面積を有していてもよい。
 ゲートパッド電極130は、活性領域8および外周領域9を被覆する部分の上に配置され、ゲートフィンガー電極115に接続されている。ゲートパッド電極130は、層間膜70を挟んで複数のゲート電極32を被覆していてもよいし、層間膜70を挟んでゲート配線52を被覆していてもよい。
 ゲートパッド電極130は、ゲートフィンガー電極115と同様、第2下地電極膜120および第2主電極膜122を含む。第2下地電極膜120は、ゲートパッド電極130の下層部を形成し、層間膜70を膜状に被覆している。第2主電極膜122は、ゲートパッド電極130の上層部を形成し、第2下地電極膜120を膜状に被覆している。
 ゲートパッド電極130に付与されたゲート電位は、ゲートフィンガー電極115を介してゲート配線52に付与される。ゲート電位は、ゲート配線52に沿う配線経路(電流経路)を介して複数のゲート電極32に伝達される。これにより、複数のゲート電極32がオン状態になり、複数のチャネル領域26、27のオンオフが制御される。
 半導体装置1は、第2主面4を被覆するドレインパッド電極140を含む。ドレインパッド電極140は、外部からドレイン電位が付与される端子電極である。ドレインパッド電極140は、「第3パッド電極」、「第3主面電極」、「第3端子電極」等と称されてもよい。ドレインパッド電極140は、第2半導体領域7に電気的に接続されている。ドレインパッド電極140は、第2主面4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。ドレインパッド電極140は、第2主面4の周縁部を露出させるように第2主面4を部分的に被覆していてもよい。
 ソースパッド電極95およびドレインパッド電極140の間(第1主面3および第2主面4の間)に印加可能なブレークダウン電圧は、500V以上3000V以下であってもよい。ブレークダウン電圧は、500V以上1000V以下、1000V以上1500V以下、1500V以上2000V以下、2000V以上2500V以下、および、2500V以上3000V以下のうちの少なくとも1つの範囲に属する値を有していてもよい。
 図11は、半導体装置1の製造に使用されるウエハ150を示す概略図である。図11を参照して、ウエハ150は、チップ2の基材であり、SiC単結晶を含む。ウエハ150は、扁平な円盤状に形成されている。むろん、ウエハ150は、扁平な直方体形状に形成されていてもよい。ウエハ150は、一方側の第1ウエハ主面151、他方側の第2ウエハ主面152、ならびに、第1ウエハ主面151および第2ウエハ主面152を接続するウエハ側面153を有している。
 第1ウエハ主面151はチップ2の第1主面3に対応し、第2ウエハ主面152はチップ2の第2主面4に対応している。第1ウエハ主面151および第2ウエハ主面152は、SiC単結晶のc面によって形成されている。第1ウエハ主面151はSiC単結晶のシリコン面によって形成され、第2ウエハ主面152はSiC単結晶のカーボン面によって形成されている。ウエハ150(第1ウエハ主面151および第2ウエハ主面152)は、前述のオフ方向およびオフ角を有している。
 ウエハ150は、ウエハ側面153においてSiC単結晶の結晶方位を示す目印154を有している。目印154は、オリエンテーションフラットおよびオリエンテーションノッチのいずれか一方または双方を含んでいてもよい。オリエンテーションフラットは、平面視において直線状に切り欠かれた切り欠き部からなる。オリエンテーションノッチは、平面視において第1ウエハ主面151の中央部に向けて凹形状(たとえば先細り形状)に切り欠かれた切り欠き部からなる。
 目印154は、m軸方向に延びる第1のオリエンテーションフラット、および、a軸方向に延びる第2のオリエンテーションフラットのいずれか一方または双方を含んでいてもよい。目印154は、m軸方向に窪んだオリエンテーションノッチ、および、a軸方向に窪んだオリエンテーションノッチのいずれか一方または双方を含んでいてもよい。
 ウエハ150は、第1ウエハ主面151側の領域(表層部)において第1半導体領域6を含む。第1半導体領域6は、第1ウエハ主面151に沿って延びる層状に形成されている。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。
 ウエハ150は、第2ウエハ主面152側の領域(表層部)において第2半導体領域7を含む。第2半導体領域7は、第2主面4に沿って延びる層状に形成され、第1半導体領域6に電気的に接続されている。第2半導体領域7は、この形態では、ウエハ本体(具体的にはSiCウエハ)からなる。つまり、ウエハ150は、この形態では、ウエハ本体およびエピタキシャル層を含む積層構造を有するエピタキシャルウエハ(所謂エピウエハ)からなる。
 たとえば、ウエハ150には、アライメントマーク等によって複数のデバイス領域155および複数の切断予定ライン156が設定される。各デバイス領域155は、半導体装置1に対応する領域である。複数のデバイス領域155は、平面視において四角形状にそれぞれ設定されている。
 複数のデバイス領域155は、この形態では、平面視において第1方向Xおよび第2方向Yに沿って行列状に設定される。複数のデバイス領域155は、平面視において第1ウエハ主面151の周縁から内方に間隔を空けてそれぞれ設定されている。複数の切断予定ライン156は、複数のデバイス領域155を区画するように第1方向Xおよび第2方向Yに沿って延びる格子状に設定されている。
 図12A~図12Pは、半導体装置1の製造方法を示す断面図である。図12A~図12Pでは、1つのデバイス領域155のうちの活性領域8の一部の断面が示されている。図12A~図12Pにおいて左図が図7の断面の一部に対応し、右図が図8の断面の一部に対応している。図13は、図12Gに示す第1マスク37の平面パターンを示す図である。
 図12Aを参照して、まず、前述のウエハ150が用意される。次に、図12Bを参照して、ベースマスク18が第1ウエハ主面151の上に形成される。ベースマスク18は、無機マスク(つまりハードマスク)であることが好ましい。ベースマスク18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。ベースマスク18は、この形態では、酸化シリコン膜(絶縁膜)からなる。ベースマスク18は、CVD法によって形成されてもよい。次に、ベースマスク18がパターニングされて、ベース開口19が形成される。ベース開口19は、第1ウエハ主面151のボディ領域20およびアウターボディ領域21(図示せず)形成すべき領域を選択的に露出させている。
 次に、図12Cを参照して、ベースマスク18を介するイオン注入法によって第1ウエハ主面151の表層部にp型不純物が選択的に導入され、複数のボディ領域20が形成される。また、ベースマスク18を介するイオン注入法によって第1ウエハ主面151の表層部にp型不純物が選択的に導入され、アウターボディ領域21が形成される。
 次に、図12Dを参照して、ベースマスク18およびボディ領域20を被覆するように、サイドウォール絶縁膜28が第1ウエハ主面151の上に形成される。サイドウォール絶縁膜28は、無機マスク(つまりハードマスク)であることが好ましい。サイドウォール絶縁膜28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。サイドウォール絶縁膜28は、この形態では、酸化シリコン膜(絶縁膜)からなる。サイドウォール絶縁膜28は、CVD法によって形成されてもよい。
 次に、図12Eを参照して、サイドウォール絶縁膜28がエッチバックされる。エッチバックは、ベースマスク18およびボディ領域20の表面が露出するまで続けられる。これにより、サイドウォール絶縁膜28のうちベースマスク18の側部に接する部分が選択的に残存してサイドウォール29が形成される。サイドウォール29は、各ボディ領域20の周縁部を被覆する。サイドウォール29に被覆されたボディ領域20の部分は、複数のチャネル領域26,27である。隣り合うサイドウォール29で挟まれたボディ領域20の露出領域の幅WBは、たとえば、4μm以上10μm以下であってもよい。
 次に、図12Fを参照して、ベースマスク18のベース開口19を埋め戻すように、サイドウォール29およびベースマスク18を被覆するマスク材料36が形成される。マスク材料36は、有機系材料であってもよい。マスク材料36は、有機系材料としてポジティブタイプまたはネガティブタイプの感光性樹脂膜(つまりレジスト膜)を含んでいてもよい。むろん、マスク材料36は、無機系材料(たとえば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜およびポリシリコン膜等)であってもよい。
 次に、図12Gを参照して、マスク材料36がパターニングされて、第1マスク37が形成される。第1マスク37は、ソース領域23(第1ソース領域24Aおよび第2ソース領域24B)を形成すべき領域を露出させる第1開口38を有している。
 ここで図13を参照して、第1マスク37は、コンタクト領域25の平面形状と一致する。第1マスク37は、第2方向Yに帯状に延びる第1部分39と、第1部分39から第1方向Xの外側に突出する複数の凸部40とを含む。
 第1部分39は、ボディ領域20の第1区間10を第2方向Yに横切り、第1区間10と第2区間11との境界位置に端部を有している。第1部分39は、その平面形状に応じて別名で称されてもよい。たとえば、図13に示すように、凸部40を除外して想定される形状(第2方向Yにおいて凸部40を挟んで上下に対向する部分を破線44で繋いだ形状)が平面視帯状である場合は、第1部分39は帯状部と称されてもよい。第1部分39の幅(第3幅W3)は、たとえば、0.2μm以上0.6μm以下であってもよい。
 複数の凸部40は、この形態では、第1部分39の第2方向Yの中央から第1方向Xの両側に突出する一対の凸部41A,41Bを含んでいてもよい。つまり、第1部分39の第1方向Xの一方側および他方側に凸部40が1つずつ形成されている。この形態では、チャネル領域26側に突出する凸部40が第1凸部41Aであり、チャネル領域27側に突出する凸部40が第2凸部41Bである。第1凸部41Aおよび第2凸部41Bは、第1部分39の同じ位置から互いに反対側に向かって突出している。
 各凸部41A,41Bは、第1部分39に対して突出し、1つまたは複数の頂部48を有する平面視多角形状であってもよい。この形態では、各凸部41A,41Bは、平面視三角形状に形成されている。第1マスク37では、頂部48は鋭く尖った形状を有している。
 一対の凸部41A,41Bは、平面視において、第1部分39に対して両側に均等に突出する、ひし形または円形の全体形状を有していてもよい。一対の凸部41A,41Bの全体形状は、一対の凸部41A,41Bのアウトライン42と、コンタクト領域25(第1部分39)の内側へ向かう当該アウトライン42の内側延長線43(仮想線)とにより定義された形状であってもよい。図13では、一対の凸部41A,41Bの全体形状がひし形のパターンが示されている。この形態では、第1凸部41Aの第1方向Xの端部から第2凸部41Bの第1方向Xの端部までの一対の凸部41A,41Bの全体の幅(第4幅W4)は、1.2μm以上1.6μm以下であってもよい。
 また、第1マスク37の第1部分39におけるアスペクト比(第1マスク37の高さH/第3幅W3)は、5以上25以下であってもよい。第1マスク37の一対の凸部41A,41Bが形成された部分のアスペクト比(第1マスク37の高さH/第4幅W4)は、0.8以上4.8以下であってもよい。
 次に、図12Hを参照して、第1マスク37を介するイオン注入法によってボディ領域20の表層部にn型不純物が選択的に導入され、ソース領域23が形成される。また、第1マスク37で被覆されていたボディ領域20の一部からなるコンタクトパターン領域50が形成される。ソース領域23の形成後、第1マスク37は除去される。
 次に、図12Iを参照して、サイドウォール29およびベースマスク18を被覆するマスク材料が形成される。マスク材料は、有機系材料であってもよい。マスク材料は、有機系材料としてポジティブタイプまたはネガティブタイプの感光性樹脂膜(つまりレジスト膜)を含んでいてもよい。むろん、マスク材料は、無機系材料(たとえば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜およびポリシリコン膜等)であってもよい。次に、当該マスク材料がパターニングされて、第2マスク56が形成される。第2マスク56は、コンタクト領域25を形成すべき領域を露出させる第2開口57を有している。
 次に、図12Jを参照して、第2マスク56を介するイオン注入法によってボディ領域20の表層部にp型不純物が選択的に導入され、コンタクト領域25が形成される。コンタクト領域25は、第1マスク37と同じ平面パターンで形成される。ただし、p型不純物を導入する際のイオン入射角の誤差等により若干のパターンずれが生じる場合がある。そのため、コンタクト領域25の一対の凸部14A,14Bの頂部49は、第1マスク37の一対の凸部41A,41Bの頂部48とは異なり、ラウンド形状を有していてもよい(図6参照)。
 次に、図12Kを参照して、第1ウエハ主面151を被覆するベース絶縁膜58が形成される。ベース絶縁膜58は、絶縁膜31および外周絶縁膜51のベースである。ベース絶縁膜58は、CVD(Chemical Vapor Deposition)法または酸化処理法(たとえば熱酸化処理法)によって形成されてもよい。
 次に、図12Lを参照して、ベース電極がベース絶縁膜58の上に形成される。当該ベース電極は、ゲート電極32およびゲート配線52のベースである。ベース電極は、導電性ポリシリコンを含む。ベース電極は、CVD法によって形成されてもよい。次に、ベース電極がパターニングされることにより、ゲート電極32およびゲート配線52が形成される。
 次に、図12Mを参照して、第1ウエハ主面151の上に層間膜70が形成される。この工程では、ゲート電極32の電極面33、第1側壁34および第2側壁35を直接被覆する部分を有する層間膜70が形成される。層間膜70は、この形態では、第1酸化膜72および第2酸化膜73を含む積層構造を有している。第1酸化膜72は、不純物無添加の酸化シリコン膜を含む。第2酸化膜73は、燐を含有する酸化シリコン膜を含む。第1酸化膜72は、CVD法によって形成されてもよい。第2酸化膜73は、CVD法によって形成されてもよい。第2酸化膜73の形成工程後、層間膜70に対してリフロー工程(熱処理工程)が実施される。これにより、層間膜70の角部や表面荒れが平滑化される。
 次に、図12Nを参照して、所定のレイアウトを有するマスクが層間膜70の上に配置される。当該マスクは、複数のソース開口90、複数のアウター開口92および複数のゲート開口94を形成すべき領域を露出させ、それら以外の領域を被覆している。次に、当該マスクを介するエッチング法によって層間膜70の不要な部分およびベース絶縁膜58の不要な部分が除去される。
 この工程では、第2酸化膜73の不要な部分、第1酸化膜72の不要な部分およびベース絶縁膜58の不要な部分がこの順に除去される。エッチング法は、ウエットエッチング法および/またはドライエッチング法であってもよい。エッチング法は、異方性のドライエッチング法(たとえばRIE(Reactive Ion Etching)法)であることが好ましい。これにより、複数のソース開口90、複数のアウター開口92および複数のゲート開口94が層間膜70に形成される。また、絶縁膜31および外周絶縁膜51が形成される。この工程は、複数のソースリセス91の形成工程および複数のアウターリセス93の形成工程を含んでいてもよい。この場合、第1ウエハ主面151のうち複数のソース開口90および複数のアウター開口92から露出する部分を第2ウエハ主面152側に向けてさらに掘り下げる工程が実施される。マスクは、その後、除去される。
 次に、図12Oを参照して、リフロー処理により、層間膜70の上側角部に、ゲート電極32の斜め上方に湾曲する面が形成される。リフロー条件は、図12Nのエッチング後に尖っている層間膜70の上側角部が円弧状になるような条件であれば特に制限されない。たとえば、層間膜70の膜厚、膜質、ソース開口90の開口幅等に応じて適切に定めればよい。
 次に、図12Pを参照して、第1下地電極膜100および第2下地電極膜120が層間膜70の上に形成される。第1下地電極膜100および第2下地電極膜120は、スパッタ法または蒸着法によって形成されてもよい。次に、第1主電極膜102および第2主電極膜122が、それぞれ、第1下地電極膜100および第2下地電極膜120の上に形成される。第1主電極膜102および第2主電極膜122は、Al膜、Al合金膜、Cu膜およびCu合金膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。Al合金膜は、AlSi合金膜、AlCu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1主電極膜102および第2主電極膜122は、スパッタ法または蒸着法によって形成されてもよい。
 その後、第2ウエハ主面152の上にドレインパッド電極140が形成される。ドレインパッド電極140は、スパッタ法または蒸着法によって形成されてもよい。そして、切断予定ライン156によってウエハ150が切断され、複数の半導体装置1が切り出される。以上を含む工程を経て、半導体装置1が製造される。
 たとえば、デバイスの小型化の要求に応えるため、複数のゲート構造30が狭ピッチで配列される場合がある。隣り合うゲート構造30の間の距離が狭くなるため、ソース領域23およびコンタクト領域25の形成領域も狭くなる。そのため、ソース領域23およびコンタクト領域25を形成するときの第1マスク37および第2マスク56の設置面積が減少する。
 特に、図12Gを参照して、第1マスク37は、ベースマスク18およびサイドウォール29等から離れて形成されているため、横方向に対するサポートが存在しない。したがって、外力への耐久性が低下し、自重や外力により倒れたり傾いたりしやすくなる。これに対し、前述の方法によれば、図13に示すように、第1マスク37が、一対の凸部41A,41Bを有しており、部分的に幅広に形成されている。この一対の凸部41A,41Bにより、外力に対する耐久性(強度)が向上できるので、第1マスク37の倒れや傾きを抑制することができる。その結果、微細パターンであっても精度よくソース領域23およびコンタクト領域25を形成することができる。
 また、チップ2が、ワイドバンドギャップ半導体(この形態では、SiC)である。ワイドバンドギャップ半導体は、注入された不純物イオンの拡散係数が低い。そのため、ウエハ150の下部方向へ不純物領域を形成する場合、Si等で採用される熱拡散ではなく、高加速インプランテーションを用いた方法が採用される。高エネルギで加速した不純物イオンがマスク(レジスト)を突き抜けて注入されることを防止するため、マスクを厚くする必要がある。たとえば、この形態では、ソース領域23の形成時にn型不純物が第1マスク37を突き抜けてコンタクトパターン領域50に注入されることを防止するため、第1マスク37が厚くされる。具体的には、第1マスク37の第1部分39において、アスペクト比(第1マスク37の高さH/第3幅W3)が5以上25以下とされる。このような高アスペクト比では、第1マスク37の倒れや傾きの懸念が顕著である。しかしながら、一対の凸部41A,41Bの存在により、そのような懸念を排除することができる。
 一方、図12Gおよび図12Hの工程を省略して、サイドウォール29で挟まれた領域全体にn型不純物を注入してソース領域23を形成することが考えられる。その後、サイドウォール29により側方から支持される第2マスク56を介してp型不純物をソース領域23に注入して、コンタクト領域25を形成してもよい。しかしながら、先に形成されたソース領域23のn型をキャンセル可能な過剰な濃度でp型不純物を注入してコンタクト領域25を形成しなければならず、不純物イオンの過剰注入により第1ウエハ主面151の表面状態が低下し(たとえば、表面が荒れる)、半導体装置1の機能が低下する場合がある。たとえば、表面荒れにより、ソースパッド電極95とコンタクト領域25とのコンタクト抵抗が高くなる場合がある。これに対して、前述の方法では、各不純物領域に対して1回ずつのイオン注入で済むので、第1ウエハ主面151の表面状態を良い状態に維持することができる。
 本開示の実施形態について説明したが、本開示は他の形態で実施することもできる。
 たとえば、前述の実施形態では、コンタクト領域25が部分的に幅広に形成されて一対の凸部14A,14Bが形成されていたが、図14に示すように、第1ソース領域24Aおよび第2ソース領域24Bが部分的に幅広に形成されていてもよい。この場合、第1ソース領域24Aおよび第2ソース領域24Bからそれぞれ、コンタクト領域25の内側に向かって突出する一対の凸部59A,59Bが形成されていてもよい。その他、チップ2に形成される微細な不純物領域については、その機能を問わず、一対の凸部14A,14Bに類する構造が適用されてもよい。たとえば、外周領域9に形成された複数のフィールド領域47に適用されてもよい。
 また、コンタクト領域25の変形パターンとして、図15~図19に示すパターンが採用されてもよい。図15では、コンタクト領域25の第1部分12の第1幅W1が、一対の凸部14A,14Bから第2方向Yの端部に向かって徐々に狭くなっている。これにより、第1部分12は、平面視略テーパ状に形成されていてもよい。
 図16では、コンタクト領域25の第1部分12の第1方向Xの一方側および他方側のそれぞれに、複数の凸部14A,14Bが形成されている。図17では、一対の凸部14A,14Bが、第2方向Yにおける第1部分12の異なる位置から互いに反対側に向かって突出している。
 図18では、各凸部14A,14Bは、平面視半円形状に形成されている。図19では、各凸部14A,14Bは、平面視四角形状に形成されている。この場合、四角形の角部(頂部49)が、丸みを帯びたラウンド形状を有していてもよい。
 たとえば、前述の各実施形態において、a軸方向およびm軸方向の関係が入れ換えられた構成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「a軸方向(オフ方向)」および「m軸方向(オフ方向に直交する方向)」を入れ換えることよって得られる。
 前述の各実施形態において、「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。
 前述の各実施形態では、SiC単結晶を含むチップ2(第1半導体領域6および第2半導体領域7)が採用された。しかし、チップ2(第1半導体領域6および第2半導体領域7)は、SiC単結晶以外のワイドバンドギャップ半導体の単結晶を含んでいてもよい。ワイドバンドギャップ半導体は、シリコンのバンドギャップよりも大きいバンドギャップを有する半導体である。ワイドバンドギャップ半導体の単結晶として、窒化ガリウム、ダイヤモンド、酸化ガリウム等が例示される。むろん、チップ2(第1半導体領域6および第2半導体領域7)は、シリコン単結晶を含んでいてもよい。
 前述の各実施形態では、n型の第2半導体領域7が示された。しかし、n型の第2半導体領域7に変えて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実施形態における対応構成要素等を表すが、各項目(Clause)の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。以下の項目に係る「半導体装置」は、必要に応じて「SiC半導体装置」、「ワイドバンドギャップ半導体装置」、「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。
 [付記1-1]
 ワイドバンドギャップ半導体により形成され、第1導電型の半導体領域(6)が形成された主面を有するチップ(2)と、
 前記半導体領域(6)の表層部に形成された第2導電型のベース不純物領域(20)と、
 前記ベース不純物領域(20)の表層部に形成された第1不純物領域(13,25)と、
 前記ベース不純物領域(20)の表層部に形成された前記第1不純物領域(13,25)とは反対導電型の第2不純物領域(25,13)であって、第1方向(X)において前記第1不純物領域(13,25)に隣り合う第2不純物領域(25,13)とを含み、
 前記第2不純物領域(25,13)は、前記第1方向(X)に直交する第2方向(Y)に延びる帯状に形成され、前記第1方向(X)において前記第1不純物領域(13,25)に選択的に突出する凸部(13)を有している、半導体装置(1)。
 [付記1-2]
 前記第2不純物領域(25,13)は、前記第1方向(X)の両側から前記第1不純物領域(13,25)に挟まれており、
 一対の前記凸部(14A,14B)が、前記第1方向(X)において互いに反対側に向かって突出している、付記1-1に記載の半導体装置(1)。
 [付記1-3]
 前記第2不純物領域(25,13)は、前記第2方向(Y)に延び、前記第1方向(X)において第1幅(W1)を有する第1部分(12)と、前記第1部分(12)の前記第2方向(Y)中央から前記第1方向(X)の両側に突出する前記一対の前記凸部(14A,14B)とを含む、付記1-2に記載の半導体装置(1)。
 [付記1-4]
 前記一対の前記凸部(14A,14B)は、平面視において、前記第1部分(12)に対して両側に均等に突出する、ひし形または円形の全体形状を有している、付記1-3に記載の半導体装置(1)。
 [付記1-5]
 前記第1部分(12)の前記第1幅(W1)は、0.2μm以上0.6μm以下であり、
 一方の前記凸部(13)の端部から他方の前記凸部(13)の端部までの前記一対の前記凸部(14A,14B)の全体の第2幅(W2)は、1.2μm以上1.6μm以下である、付記1-3または付記1-4に記載の半導体装置(1)。
 [付記1-6]
 前記第1不純物領域(13,25)の前記第1方向(X)における幅(WS)は、前記一対の前記凸部(14A,14B)の前記第2幅(W2)よりも大きい、付記1-5に記載の半導体装置(1)。
 [付記1-7]
 前記半導体領域(6)の表層部に形成された前記ベース不純物領域(20)としてのボディ領域(20)と、
 前記ボディ領域(20)の表層部に形成された前記第1不純物領域(13)と、
 前記ボディ領域(20)の表層部に形成され、前記第1不純物領域(13)を貫通して前記ボディ領域(20)に接続された前記第2不純物領域(25)としてのボディコンタクト領域(25)と、
 前記ボディ領域(20)の表層部において前記半導体領域(6)および前記第1不純物領域(13)の間の領域に形成されるチャネル(26,27)と、
 前記チャネル(26,27)上に絶縁膜(31)を介して形成されたゲート電極(32)とを含む、付記1-1に記載の半導体装置(1)。
 [付記1-8]
 複数の前記ボディ領域(20)が前記第2方向(Y)に延びるストライプ状に配列されており、
 各前記ボディ領域(20)は、前記第2方向(Y)において複数の第1区間(10)および複数の第2区間(11)を交互に有し、
 複数の前記ボディコンタクト領域(25)は、前記第2方向(Y)において各前記第2区間(11)をスキップするように、前記第1区間(10)ごとに間隔を空けて配列されている、付記1-7に記載の半導体装置(1)。
 [付記1-9]
 前記ボディコンタクト領域(25)は、前記第2方向(Y)において前記第1区間(10)を横切り、前記第1方向(X)において第1幅(W1)を有する第1部分(12)と、前記第1部分(12)の前記第2方向(Y)中央から前記第1方向(X)の両側に突出する前記一対の前記凸部(14A,14B)とを含む、付記1-8に記載の半導体装置(1)。
 [付記1-10]
 前記一対の前記凸部(14A,14B)は、平面視において、前記第1部分(12)に対して両側に均等に突出する、ひし形または円形の全体形状を有している、付記1-9に記載の半導体装置(1)。
 [付記1-11]
 前記第1部分(12)の前記第1幅(W1)は、0.2μm以上0.6μm以下であり、
 一方の前記凸部(14A)の端部から他方の前記凸部(14B)の端部までの前記一対の前記凸部(14A,14B)の全体の第2幅(W2)は、1.2μm以上1.6μm以下である、付記1-10に記載の半導体装置(1)。
 [付記1-12]
 前記第1不純物領域(13)の前記第1方向(X)における幅(WS)は、前記一対の前記凸部(14A,14B)の前記第2幅(W2)よりも大きい、付記1-11に記載の半導体装置(1)。
 [付記1-13]
 前記半導体領域(6)の表層部に形成された前記ベース不純物領域(20)としてのボディ領域(20)と、
 前記ボディ領域(20)の表層部に形成された前記第2不純物領域(13)と、
 前記ボディ領域(20)の表層部に形成され、前記第2不純物領域(13)を貫通して前記ボディ領域(20)に接続された前記第1不純物領域(25)としてのボディコンタクト領域(25)と、
 前記ボディ領域(20)の表層部において前記半導体領域(6)および前記第2不純物領域(13)の間の領域に形成されるチャネル(26,27)と、
 前記チャネル(26,27)上に絶縁膜(31)を介して形成されたゲート電極(32)とを含む、付記1-1に記載の半導体装置(1)。
 [付記1-14]
 複数の前記ボディ領域(20)が前記第2方向(Y)に延びるストライプ状に配列されており、
 各前記ボディ領域(20)は、前記第2方向(Y)において複数の第1区間(10)および複数の第2区間(11)を交互に有し、
 複数のボディコンタクト領域(25)は、前記第2方向(Y)において各前記第2区間(11)をスキップするように、前記第1区間(10)ごとに間隔を空けて配列されている、付記1-13に記載の半導体装置(1)。
 [付記1-15]
 前記チップ(2)が、SiCチップである、付記1-1~付記1-14のいずれか一項に記載の半導体装置(1)。
 [付記1-16]
 ワイドバンドギャップ半導体により形成され、第1導電型の半導体領域(6)が形成された主面(151)を有するウエハ(150)を準備し、前記半導体領域(6)に第2導電型不純物を選択的に注入することにより、前記半導体領域(6)の表層部に、第1方向(X)において間隔を空けた複数のボディ領域(20)を選択的に形成する工程と、
 各前記ボディ領域(20)を選択的に被覆する第1マスク(37)を形成する工程であって、前記第1マスク(37)は、前記第1方向(X)に直交する第2方向(Y)に延び、前記第1方向(X)において第1幅(W3)を有する第1部分(39)と、前記第1部分(39)の前記第2方向(Y)中央から前記第1方向(X)の両側に突出する前記一対の前記凸部(41A,41B)とを含み、
 前記第1マスク(37)を介して前記ボディ領域(20)に第1導電型不純物を注入することにより、前記ボディ領域(20)の表層部に第1不純物領域(13)を形成し、かつ前記第1マスク(37)で被覆されていた領域に前記ボディ領域(20)の一部からなるコンタクトパターン領域(50)を残す工程と、
 前記コンタクトパターン領域(50)を選択的に露出させる開口(57)を有し、前記第1不純物領域(13)を被覆する第2マスク(56)を形成する工程と、
 前記第2マスク(56)を介して前記コンタクトパターン領域(50)に第2導電型不純物を注入することにより、前記ボディ領域(20)の表層部にボディコンタクト領域(25)を形成する工程と、
 前記ボディ領域(20)の表層部において前記半導体領域(6)および前記第1不純物領域(13)の間の領域に形成されるチャネル(26,27)を被覆するゲート電極(32)を形成する工程とを含む、半導体装置(1)の製造方法。
 [付記1-17]
 前記主面(151)上に、前記ボディ領域(20)を形成すべき領域に選択的に開口(19)を有するハードマスク(18)を形成する工程と、
 前記ハードマスク(18)を介する第2導電型不純物の注入により前記ボディ領域(20)の形成後、前記ハードマスク(18)の側部に、前記チャネル(26,27)を形成すべき領域を被覆するサイドウォール(29)を形成する工程と、
 前記ハードマスク(18)の前記開口を埋め戻すように前記サイドウォール(29)および前記ハードマスク(18)を被覆するマスク材料(36)を形成する工程と、
 前記マスク材料(36)をパターニングすることにより、前記第1マスク(37)を形成する工程とをさらに含む、付記1-16に記載の半導体装置(1)の製造方法。
 [付記1-18]
 前記第1マスク(37)の前記第1部分(12)におけるアスペクト比(前記第1部分(39)の高さ(H)/前記第1部分(39)の幅(W3))は、5以上25以下である、付記1-16または付記1-17に記載の半導体装置(1)の製造方法。
1   :半導体装置
2   :チップ
3   :第1主面
4   :第2主面
5A  :第1側面
5B  :第2側面
5C  :第3側面
5D  :第4側面
6   :第1半導体領域
7   :第2半導体領域
8   :活性領域
9   :外周領域
10  :第1区間
11  :第2区間
12  :第1部分
13  :凸部
14A :第1凸部
14B :第2凸部
15  :アウトライン
16  :内側延長線
17  :破線
18  :ベースマスク
19  :ベース開口
20  :ボディ領域
21  :アウターボディ領域
22  :表層ドリフト領域
23  :ソース領域
24A :第1ソース領域
24B :第2ソース領域
25  :コンタクト領域
26  :第1チャネル領域
27  :第2チャネル領域
28  :サイドウォール絶縁膜
29  :サイドウォール
30  :ゲート構造
31  :絶縁膜
32  :ゲート電極
33  :電極面
34  :第1側壁
35  :第2側壁
36  :マスク材料
37  :第1マスク
38  :第1開口
39  :第1部分
40  :凸部
41A :第1凸部
41B :第2凸部
42  :アウトライン
43  :内側延長線
44  :破線
45  :終端領域
46  :オーバラップ領域
47  :フィールド領域
48  :頂部
49  :頂部
50  :コンタクトパターン領域
51  :外周絶縁膜
52  :ゲート配線
53  :配線面
54  :第1配線側壁
55  :第2配線側壁
56  :第2マスク
57  :第2開口
58  :ベース絶縁膜
59A :凸部
59B :凸部
70  :層間膜
71  :絶縁面
72  :第1酸化膜
73  :第2酸化膜
74  :第1被覆部
75  :第2被覆部
76  :第3被覆部
80  :第1上被覆部
81  :第2上被覆部
90  :ソース開口
91  :ソースリセス
92  :アウター開口
93  :アウターリセス
94  :ゲート開口
95  :ソースパッド電極
96  :第1パッド部
97  :第2パッド部
98  :第3パッド部
100 :第1下地電極膜
102 :第1主電極膜
103 :第1電極膜
104 :第2電極膜
110 :ソースフィンガー電極
115 :ゲートフィンガー電極
120 :第2下地電極膜
122 :第2主電極膜
130 :ゲートパッド電極
140 :ドレインパッド電極
150 :ウエハ
151 :第1ウエハ主面
152 :第2ウエハ主面
153 :ウエハ側面
154 :目印
155 :デバイス領域
156 :切断予定ライン
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   :鉛直方向

Claims (18)

  1.  ワイドバンドギャップ半導体により形成され、第1導電型の半導体領域が形成された主面を有するチップと、
     前記半導体領域の表層部に形成された第2導電型のベース不純物領域と、
     前記ベース不純物領域の表層部に形成された第1不純物領域と、
     前記ベース不純物領域の表層部に形成された前記第1不純物領域とは反対導電型の第2不純物領域であって、第1方向において前記第1不純物領域に隣り合う第2不純物領域とを含み、
     前記第2不純物領域は、前記第1方向に直交する第2方向に延びる帯状に形成され、前記第1方向において前記第1不純物領域に選択的に突出する凸部を有している、半導体装置。
  2.  前記第2不純物領域は、前記第1方向の両側から前記第1不純物領域に挟まれており、
     一対の前記凸部が、前記第1方向において互いに反対側に向かって突出している、請求項1に記載の半導体装置。
  3.  前記第2不純物領域は、前記第2方向に延び、前記第1方向において第1幅を有する第1部分と、前記第1部分の前記第2方向中央から前記第1方向の両側に突出する前記一対の凸部とを含む、請求項2に記載の半導体装置。
  4.  前記一対の凸部は、平面視において、前記第1部分に対して両側に均等に突出する、ひし形または円形の全体形状を有している、請求項3に記載の半導体装置。
  5.  前記第1部分の前記第1幅は、0.2μm以上0.6μm以下であり、
     一方の前記凸部の端部から他方の前記凸部の端部までの前記一対の凸部の全体の第2幅は、1.2μm以上1.6μm以下である、請求項3または4に記載の半導体装置。
  6.  前記第1不純物領域の前記第1方向における幅は、前記一対の凸部の前記第2幅よりも大きい、請求項5に記載の半導体装置。
  7.  前記半導体領域の表層部に形成された前記ベース不純物領域としてのボディ領域と、
     前記ボディ領域の表層部に形成された前記第1不純物領域と、
     前記ボディ領域の表層部に形成され、前記第1不純物領域を貫通して前記ボディ領域に接続された前記第2不純物領域としてのボディコンタクト領域と、
     前記ボディ領域の表層部において前記半導体領域および前記第1不純物領域の間の領域に形成されるチャネルと、
     前記チャネル上に絶縁膜を介して形成されたゲート電極とを含む、請求項1に記載の半導体装置。
  8.  複数の前記ボディ領域が前記第2方向に延びるストライプ状に配列されており、
     各前記ボディ領域は、前記第2方向において複数の第1区間および複数の第2区間を交互に有し、
     複数の前記ボディコンタクト領域は、前記第2方向において各前記第2区間をスキップするように、前記第1区間ごとに間隔を空けて配列されている、請求項7に記載の半導体装置。
  9.  前記ボディコンタクト領域は、前記第2方向において前記第1区間を横切り、前記第1方向において第1幅を有する第1部分と、前記第1部分の前記第2方向中央から前記第1方向の両側に突出する前記一対の凸部とを含む、請求項8に記載の半導体装置。
  10.  前記一対の凸部は、平面視において、前記第1部分に対して両側に均等に突出する、ひし形または円形の全体形状を有している、請求項9に記載の半導体装置。
  11.  前記第1部分の前記第1幅は、0.2μm以上0.6μm以下であり、
     一方の前記凸部の端部から他方の前記凸部の端部までの前記一対の凸部の全体の第2幅は、1.2μm以上1.6μm以下である、請求項10に記載の半導体装置。
  12.  前記第1不純物領域の前記第1方向における幅は、前記一対の凸部の前記第2幅よりも大きい、請求項11に記載の半導体装置。
  13.  前記半導体領域の表層部に形成された前記ベース不純物領域としてのボディ領域と、
     前記ボディ領域の表層部に形成された前記第2不純物領域と、
     前記ボディ領域の表層部に形成され、前記第2不純物領域を貫通して前記ボディ領域に接続された前記第1不純物領域としてのボディコンタクト領域と、
     前記ボディ領域の表層部において前記半導体領域および前記第2不純物領域の間の領域に形成されるチャネルと、
     前記チャネル上に絶縁膜を介して形成されたゲート電極とを含む、請求項1に記載の半導体装置。
  14.  複数の前記ボディ領域が前記第2方向に延びるストライプ状に配列されており、
     各前記ボディ領域は、前記第2方向において複数の第1区間および複数の第2区間を交互に有し、
     複数のボディコンタクト領域は、前記第2方向において各前記第2区間をスキップするように、前記第1区間ごとに間隔を空けて配列されている、請求項13に記載の半導体装置。
  15.  前記チップが、SiCチップである、請求項1~14のいずれか一項に記載の半導体装置。
  16.  ワイドバンドギャップ半導体により形成され、第1導電型の半導体領域が形成された主面を有するウエハを準備し、前記半導体領域に第2導電型不純物を選択的に注入することにより、前記半導体領域の表層部に、第1方向において間隔を空けた複数のボディ領域を選択的に形成する工程と、
     各前記ボディ領域を選択的に被覆する第1マスクを形成する工程であって、前記第1マスクは、前記第1方向に直交する第2方向に延び、前記第1方向において第1幅を有する第1部分と、前記第1部分の前記第2方向中央から前記第1方向の両側に突出する前記一対の凸部とを含み、
     前記第1マスクを介して前記ボディ領域に第1導電型不純物を注入することにより、前記ボディ領域の表層部に第1不純物領域を形成し、かつ前記第1マスクで被覆されていた領域に前記ボディ領域の一部からなるコンタクトパターン領域を残す工程と、
     前記コンタクトパターン領域を選択的に露出させる開口を有し、前記第1不純物領域を被覆する第2マスクを形成する工程と、
     前記第2マスクを介して前記コンタクトパターン領域に第2導電型不純物を注入することにより、前記ボディ領域の表層部にボディコンタクト領域を形成する工程と、
     前記ボディ領域の表層部において前記半導体領域および前記第1不純物領域の間の領域に形成されるチャネルを被覆するゲート電極を形成する工程とを含む、半導体装置の製造方法。
  17.  前記主面上に、前記ボディ領域を形成すべき領域に選択的に開口を有するハードマスクを形成する工程と、
     前記ハードマスクを介する第2導電型不純物の注入により前記ボディ領域の形成後、前記ハードマスクの側部に、前記チャネルを形成すべき領域を被覆するサイドウォールを形成する工程と、
     前記ハードマスクの前記開口を埋め戻すように前記サイドウォールおよび前記ハードマスクを被覆するマスク材料を形成する工程と、
     前記マスク材料をパターニングすることにより、前記第1マスクを形成する工程とをさらに含む、請求項16に記載の半導体装置の製造方法。
  18.  前記第1マスクの前記第1部分におけるアスペクト比(前記第1部分の高さ/前記第1部分の幅)は、5以上25以下である、請求項16または17に記載の半導体装置の製造方法。
PCT/JP2024/017697 2023-06-16 2024-05-13 半導体装置および半導体装置の製造方法 Ceased WO2024257527A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2025527565A JPWO2024257527A1 (ja) 2023-06-16 2024-05-13
DE112024002583.8T DE112024002583T5 (de) 2023-06-16 2024-05-13 Halbleiterbauelement und verfahren zur herstellung eines halbleiterbauelements
CN202480038144.8A CN121336507A (zh) 2023-06-16 2024-05-13 半导体装置及半导体装置的制造方法
US19/411,403 US20260096137A1 (en) 2023-06-16 2025-12-08 Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023099595 2023-06-16
JP2023-099595 2023-06-16

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US19/411,403 Continuation US20260096137A1 (en) 2023-06-16 2025-12-08 Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024257527A1 true WO2024257527A1 (ja) 2024-12-19

Family

ID=93852035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2024/017697 Ceased WO2024257527A1 (ja) 2023-06-16 2024-05-13 半導体装置および半導体装置の製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20260096137A1 (ja)
JP (1) JPWO2024257527A1 (ja)
CN (1) CN121336507A (ja)
DE (1) DE112024002583T5 (ja)
WO (1) WO2024257527A1 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007135940A1 (ja) * 2006-05-18 2007-11-29 Panasonic Corporation 半導体素子およびその製造方法
WO2008087763A1 (ja) * 2007-01-16 2008-07-24 Panasonic Corporation 半導体装置およびその製造方法
WO2010004715A1 (ja) * 2008-07-09 2010-01-14 パナソニック株式会社 半導体素子およびその製造方法
JP2017191916A (ja) * 2016-04-15 2017-10-19 株式会社日立製作所 半導体装置およびその製造方法
JP2021027138A (ja) * 2019-08-02 2021-02-22 株式会社東芝 半導体装置、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機
JP2021182639A (ja) * 2017-06-06 2021-11-25 三菱電機株式会社 半導体装置および電力変換装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015207588A (ja) 2014-04-17 2015-11-19 ローム株式会社 半導体装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007135940A1 (ja) * 2006-05-18 2007-11-29 Panasonic Corporation 半導体素子およびその製造方法
WO2008087763A1 (ja) * 2007-01-16 2008-07-24 Panasonic Corporation 半導体装置およびその製造方法
WO2010004715A1 (ja) * 2008-07-09 2010-01-14 パナソニック株式会社 半導体素子およびその製造方法
JP2017191916A (ja) * 2016-04-15 2017-10-19 株式会社日立製作所 半導体装置およびその製造方法
JP2021182639A (ja) * 2017-06-06 2021-11-25 三菱電機株式会社 半導体装置および電力変換装置
JP2021027138A (ja) * 2019-08-02 2021-02-22 株式会社東芝 半導体装置、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2024257527A1 (ja) 2024-12-19
DE112024002583T5 (de) 2026-04-23
CN121336507A (zh) 2026-01-13
US20260096137A1 (en) 2026-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2025100881A (ja) 半導体装置の製造方法
US20240313057A1 (en) Silicon carbide semiconductor device and method for manufacturing the same
WO2024257527A1 (ja) 半導体装置および半導体装置の製造方法
US20260020303A1 (en) Semiconductor device
WO2024195461A1 (ja) 半導体装置および半導体装置の製造方法
US20260101548A1 (en) Semiconductor device
US20260090037A1 (en) Sic semiconductor device
US20260090057A1 (en) Semiconductor device and method for manufacturing same
US20260032949A1 (en) Semiconductor device and manufacturing method for semiconductor device
WO2025205020A1 (ja) 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP2024171896A (ja) 半導体装置
WO2025018065A1 (ja) 半導体装置
WO2026058816A1 (ja) 半導体装置
US20260032950A1 (en) Semiconductor device and manufacturing method for same
WO2026058817A1 (ja) 半導体装置および半導体装置の製造方法
WO2025013769A1 (ja) 半導体装置
WO2025023129A1 (ja) 半導体装置
WO2026094782A1 (ja) 半導体装置および半導体装置の製造方法
WO2025018064A1 (ja) 半導体装置
WO2025023128A1 (ja) 半導体装置
WO2024203339A1 (ja) 半導体装置
CN120937525A (zh) 半导体装置
WO2026018786A1 (ja) 半導体装置
WO2025177996A1 (ja) 半導体装置
WO2026034353A1 (ja) 半導体装置

Legal Events

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

Ref document number: 24823149

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2025527565

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2025527565

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112024002583

Country of ref document: DE