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公開番号2024073195
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-29
出願番号2022184284
出願日2022-11-17
発明の名称半導体装置
出願人富士電機株式会社
代理人個人
主分類H01L 29/78 20060101AFI20240522BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】ソースリング構造を適用した半導体装置において、ソースリング領域の一部に電流が集中することを防ぎ、素子が破壊に至ることを抑制できる半導体装置を提供する。
【解決手段】主電流が流れる領域である活性領域150と、活性領域を囲む活性領域周縁部160と、活性領域周縁部を囲むエッジ終端領域170と、を有する半導体装置において、活性領域周縁部160は、半導体基板と、第1導電型のドリフト層2と、ドリフト層2の上面側に設けられた第2導電型のベース領域6と、ベース領域6の上面側に選択的に設けられた第1導電型のソース領域7と、選択的に設けられた第2導電型のコンタクト領域8を有し、少なくとも活性領域側の側壁がソース領域7に接し、ベース領域6を貫通するように設けられた周縁部トレンチ15と、コンタクト領域8に接するように設けられたソースリング領域30と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
上面および下面を有する半導体基板と、前記半導体基板の上面に設けられた、前記半導体基板より低不純物濃度の第１導電型の第１半導体層と、前記第１半導体層の上面側に設けられた第２導電型の第２半導体層と、前記第２半導体層の上面側の表面層に選択的に設けられた前記第１半導体層より高不純物濃度の第１導電型の第１半導体領域と、前記第２半導体層に接する第１ゲート絶縁膜と、前記第１ゲート絶縁膜の上面に設けられた第１ゲート電極と、前記第１ゲート電極上に設けられた層間絶縁膜と、前記第２半導体層および前記第１半導体領域に接する第１電極と、前記半導体基板の下面に接する第２電極と、を少なくとも備える活性領域と、前記活性領域を囲み、前記第２半導体層の上面側に設けられ、前記第２半導体層を貫通する周縁部トレンチと、前記周縁部トレンチを囲むソースリング領域と、を有する活性領域周縁部を有し、前記周縁部トレンチは、第２ゲート絶縁膜を介して、第２ゲート電極が前記周縁部トレンチ内部に設けられ、かつ前記第１電極の直下に形成されることを特徴とする半導体装置。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
前記活性領域周縁部において、少なくとも前記周縁部トレンチの前記活性領域側の側壁と接するように、第１導電型の第１半導体領域が設けられることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記周縁部トレンチは、前記活性領域を囲むように選択的に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記周縁部トレンチ内の前記第２ゲート電極は、外周ゲート配線を介して、前記活性領域の前記第１ゲート電極と接続していることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記外周ゲート配線は、前記活性領域を囲むように選択的に設けられることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記外周ゲート配線は、ポリシリコンで構成されることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記ソースリング領域は、前記周縁部トレンチを囲むように選択的に設けられ、任意の箇所で前記第１電極に接続することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記周縁部トレンチにおいて、前記周縁部トレンチの底面を覆うように、前記第２半導体層より高濃度の第２導電型の第２半導体領域が設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記活性領域に活性領域トレンチを有し、前記活性領域トレンチの内部に沿い前記第１ゲート絶縁膜が設けられ、前記第１ゲート絶縁膜上に、トレンチ内部を埋め込むように、前記第１ゲート電極を設けることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。

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 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
現在、高電圧や大電流を制御するパワー半導体装置の構成材料として、炭化珪素(ＳｉＣ)が注目を集めている。炭化珪素は化学的に安定した半導体材料であり、バンドギャップが３ｅＶと広く、高温でも半導体として極めて安定的に使用することができる。また、炭化珪素は最大電界強度がシリコンよりも１桁以上大きいため、オン抵抗を十分に小さくすることができる半導体材料として期待される。このため、炭化珪素の半導体を用いることにより、半導体装置の高耐圧化を図ることができる。
【０００３】
半導体装置として、炭化珪素を用い、活性領域と、活性領域の周囲を囲むゲートリング領域と、ゲートリング領域の周囲を囲むソースリング領域と、を備えることが特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－４４２７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ソースリング構造が設けられたＭＯＳＦＥＴ等の半導体装置において、ゲート電圧を印加してドレイン－ソース間を正バイアスとして電流が流れる際に、ソースリング領域の一部に電流が集中する虞がある。この電流が集中するのを防ぎ、破壊が生じにくくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するため、この発明にかかる半導体装置は次の特徴を有する。半導体装置は、上面および下面を有する半導体基板と、前記半導体基板の上面に設けられた、前記半導体基板より低不純物濃度の第１導電型の第１半導体層と、前記第１半導体層の上面側に設けられた第２導電型の第２半導体層と、前記第２半導体層の上面側の表面層に選択的に設けられた前記第１半導体層より高不純物濃度の第１導電型の第１半導体領域と、前記第２半導体層に接する第１ゲート絶縁膜と、前記第１ゲート絶縁膜の上面に設けられた第１ゲート電極と、前記第１ゲート電極上に設けられた層間絶縁膜と、前記第２半導体層および前記第１半導体領域に接する第１電極と、前記半導体基板の下面に接する第２電極と、を少なくとも備える活性領域と、前記活性領域を囲み、前記第２半導体層の上面側に設けられ、前記第２半導体層を貫通する周縁部トレンチと、前記周縁部トレンチを囲むソースリング領域と、を有する活性領域周縁部を有し、前記周縁部トレンチは、第２ゲート絶縁膜を介して、第２ゲート電極が前記周縁部トレンチ内部に設けられ、かつ前記第１電極の直下に形成されることを特徴とする。
【０００７】
また、この発明にかかる半導体装置は、上述した発明において、少なくとも前記周縁部トレンチの前記活性領域側の側壁と接するように、第１導電型の第１半導体領域が設けられることを特徴とする。
【０００８】
また、この発明にかかる半導体装置は、上述した発明において、前記周縁部トレンチは、前記活性領域を囲むように選択的に設けられることを特徴とする。
【０００９】
また、この発明にかかる半導体装置は、上述した発明において、前記周縁部トレンチ内の前記第２ゲート電極は、外周ゲート配線を介して、前記活性領域の前記第１ゲート電極と接続していることを特徴とする。
【００１０】
また、この発明にかかる半導体装置は、上述した発明において、前記外周ゲート配線は、前記活性領域を囲むように選択的に設けられることを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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