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公開番号2024047255
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-05
出願番号2022152779
出願日2022-09-26
発明の名称半導体装置
出願人富士電機株式会社
代理人弁理士法人RYUKA国際特許事務所
主分類H01L 29/78 20060101AFI20240329BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】制御回路部の面積を小さくできる半導体装置を提供する。
【解決手段】炭化珪素を含む半導体基板と、1つ以上の制御素子を含む制御回路部とを備え、前記制御素子は、前記半導体基板の上面に設けられた制御ソース領域と、前記半導体基板の前記上面に設けられ、前記制御ソース領域と同一の導電型の制御ドレイン領域と、前記制御ソース領域と接して設けられ、前記制御ソース領域と異なる導電型の制御ベース領域と、前記半導体基板の前記上面から前記半導体基板の内部まで設けられ、前記制御ベース領域と接する制御ゲートトレンチ部とを備える半導体装置を提供する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
上面および下面を有し、炭化珪素を含む半導体基板と、
前記半導体基板に形成され、１つ以上の制御素子を含む制御回路部と
を備え、
前記制御素子は、
前記半導体基板の前記上面に設けられた制御ソース領域と、
前記半導体基板の前記上面に設けられ、前記制御ソース領域と同一の導電型の制御ドレイン領域と、
前記制御ソース領域と接して設けられ、前記制御ソース領域と異なる導電型の制御ベース領域と、
前記半導体基板の前記上面から前記半導体基板の内部まで設けられ、前記制御ベース領域と接する制御ゲートトレンチ部と
を備える半導体装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記半導体基板に形成され、前記半導体基板の前記上面と前記下面との間で電流を流すか否かを制御するパワー素子部を更に備え、
前記パワー素子部は、
前記半導体基板の前記上面に設けられたパワーソース領域と、
前記半導体基板の前記下面に設けられ、前記パワーソース領域と同一の導電型のパワードレイン領域と、
前記パワーソース領域の下方に設けられ、前記パワーソース領域と異なる導電型のパワーベース領域と、
前記パワーベース領域と前記パワードレイン領域との間に設けられ、前記パワーソース領域と同一の導電型のパワードリフト領域と、
前記半導体基板の前記上面から前記パワードリフト領域に達する深さまで設けられ、前記パワーベース領域と接するパワーゲートトレンチ部とを有し、
前記制御回路部は、前記パワー素子部の動作を制御する
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記１つ以上の制御素子は、第１制御素子を含み、
前記第１制御素子において、
前記制御ソース領域および前記制御ドレイン領域はＮ型の領域であり、
前記制御ベース領域は前記制御ソース領域の下方に設けられたＰ型の領域であり、
前記制御ベース領域と前記制御ドレイン領域とを接続するＮ型の制御ドリフト領域が設けられ、
前記制御ゲートトレンチ部は、前記制御ソース領域と前記制御ベース領域との境界から、前記制御ドリフト領域と前記制御ベース領域との境界まで、前記制御ベース領域と接している
請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記１つ以上の制御素子は、第２制御素子を含み、
前記第２制御素子において、
前記制御ソース領域および前記制御ドレイン領域はＰ型の領域であり、
前記制御ゲートトレンチ部は、前記制御ソース領域と前記制御ドレイン領域との間に配置され、
前記制御ベース領域は、前記制御ソース領域から前記制御ドレイン領域まで、前記制御ゲートトレンチ部に沿った部分を有するＮ型の領域である
請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記１つ以上の制御素子を前記半導体基板の上面視において囲んでいるＰ型の分離領域を更に備える
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記１つ以上の制御素子と前記パワー素子部との間にＰ型の分離領域を更に備える
請求項２に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記半導体基板の深さ方向において、前記制御ゲートトレンチ部の下端と向かい合って配置されたＰ型の制御高濃度領域を更に備える
請求項２に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記制御高濃度領域は、前記制御ゲートトレンチ部の前記下端と接している
請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記深さ方向において、前記パワーゲートトレンチ部の下端と向かい合って配置されたＰ型のパワー高濃度領域を更に備える
請求項７に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記制御高濃度領域と、前記パワー高濃度領域とが、前記深さ方向において同じ位置に設けられている
請求項９に記載の半導体装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、炭化珪素の半導体基板に形成されたパワーＩＣにおいて、ＣＭＯＳゲートバッファと、縦型ＭＯＳＦＥＴとが設けられた構成が知られている（例えば非特許文献１参照）。
非特許文献１ Mitsuo Okamoto、他３名、「First Demonstration of a Monolithic SiC Power IC Integrating a Vertical MOSFET with a CMOS Gate Buffer」、2021 33rd International Symposium on Power Semiconductor Devices and ICs (ISPSD)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
半導体装置では、ＣＭＯＳゲートバッファ等の制御回路の面積を小さくできることが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の一つの態様においては、半導体装置を提供する。半導体装置は、上面および下面を有し、炭化珪素を含む半導体基板を備えてよい。半導体装置は、前記半導体基板に形成され、１つ以上の制御素子を含む制御回路部を備えてよい。上記何れかの半導体装置において、前記制御素子は、前記半導体基板の前記上面に設けられた制御ソース領域を有してよい。上記何れかの半導体装置において、前記制御素子は、前記半導体基板の前記上面に設けられ、前記制御ソース領域と同一の導電型の制御ドレイン領域を有してよい。上記何れかの半導体装置において、前記制御素子は、前記制御ソース領域と接して設けられ、前記制御ソース領域と異なる導電型の制御ベース領域を有してよい。上記何れかの半導体装置において、前記半導体基板の前記上面から前記半導体基板の内部まで設けられ、前記制御ベース領域と接する制御ゲートトレンチ部を有してよい。
【０００５】
上記何れかの半導体装置は、前記半導体基板に形成され、前記半導体基板の前記上面と前記下面との間で電流を流すか否かを制御するパワー素子部を備えてよい。
【０００６】
上記何れかの半導体装置において、前記パワー素子部は、前記半導体基板の前記上面に設けられたパワーソース領域を有してよい。上記何れかの半導体装置において、前記パワー素子部は、前記半導体基板の前記下面に設けられ、前記パワーソース領域と同一の導電型のパワードレイン領域を有してよい。上記何れかの半導体装置において、前記パワー素子部は、前記パワーソース領域の下方に設けられ、前記パワーソース領域と異なる導電型のパワーベース領域を有してよい。上記何れかの半導体装置において、前記パワー素子部は、前記パワーベース領域と前記パワードレイン領域との間に設けられ、前記パワーソース領域と同一の導電型のパワードリフト領域を有してよい。上記何れかの半導体装置において、前記パワー素子部は、前記半導体基板の前記上面から前記パワードリフト領域に達する深さまで設けられ、前記パワーベース領域と接するパワーゲートトレンチ部を有してよい。
【０００７】
上記何れかの半導体装置において、前記制御回路部は、前記パワー素子部の動作を制御してよい。
【０００８】
上記何れかの半導体装置において、前記１つ以上の制御素子は、第１制御素子を含んでよい。上記何れかの半導体装置の前記第１制御素子において、前記制御ソース領域および前記制御ドレイン領域はＮ型の領域であってよい。上記何れかの半導体装置の前記第１制御素子において、前記制御ベース領域は前記制御ソース領域の下方に設けられたＰ型の領域であってよい。上記何れかの半導体装置の前記第１制御素子において、前記制御ベース領域と前記制御ドレイン領域とを接続するＮ型の制御ドリフト領域が設けられてよい。上記何れかの半導体装置の前記第１制御素子において、前記制御ゲートトレンチ部は、前記制御ソース領域と前記制御ベース領域との境界から、前記制御ドリフト領域と前記制御ベース領域との境界まで、前記制御ベース領域と接していてよい。
【０００９】
上記何れかの半導体装置において、前記１つ以上の制御素子は、第２制御素子を含んでよい。上記何れかの半導体装置の前記第２制御素子において、前記制御ソース領域および前記制御ドレイン領域はＰ型の領域であってよい。上記何れかの半導体装置の前記第２制御素子において、前記制御ゲートトレンチ部は、前記制御ソース領域と前記制御ドレイン領域との間に配置されてよい。上記何れかの半導体装置の前記第２制御素子において、前記制御ベース領域は、前記制御ソース領域から前記制御ドレイン領域まで、前記制御ゲートトレンチ部に沿った部分を有するＮ型の領域であってよい。
【００１０】
上記何れかの半導体装置は、前記半導体基板の深さ方向において、前記制御ゲートトレンチ部の下端と向かい合って配置されたＰ型の制御高濃度領域を備えてよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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