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公開番号2024075339
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-03
出願番号2022186720
出願日2022-11-22
発明の名称半導体装置及びその製造方法
出願人富士電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 29/78 20060101AFI20240527BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】ゲート抵抗を容易に内蔵することができる半導体装置を提供する。
【解決手段】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3a～3dと、ドリフト層2の上面側に設けられた第1導電型の主領域4a～4dと、ドリフト層2の上面側に設けられ、活性部101の両端に亘って一方向に延伸するゲートトレンチ10bに、ゲート絶縁膜6を介して埋め込まれたゲート電極7bと、活性部101の外周側に設けられ、ゲート電極7bに電気的に接続されるゲートランナー21と、ゲートランナー21よりも内側に設けられたゲートパッド20と、ドリフト層2の上面側に設けられ、活性部101の両端に亘って一方向に延伸する抵抗用トレンチ10d～10gに、絶縁膜6を介して埋め込まれ、ゲートパッド20とゲートランナー21の間に電気的に接続される抵抗層7d～7gとを備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
活性部、及び前記活性部の周囲の終端部に設けられた第１導電型のドリフト層と、
前記活性部の前記ドリフト層の上面側に設けられた第２導電型のベース領域と、
前記活性部の前記ドリフト層の上面側に前記ベース領域に接して設けられた第１導電型の主領域と、
前記活性部の前記ドリフト層の上面側に設けられ、前記活性部の両端に亘って一方向に延伸するゲートトレンチに、ゲート絶縁膜を介して埋め込まれたゲート電極と、
前記活性部の外周側に設けられ、前記ゲート電極に電気的に接続されるゲートランナーと、
前記活性部の前記ゲートランナーよりも内側に設けられたゲートパッドと、
前記活性部の前記ドリフト層の上面側に設けられ、前記活性部の両端に亘って前記一方向に延伸する抵抗用トレンチに、絶縁膜を介して埋め込まれ、前記ゲートパッドと前記ゲートランナーの間に電気的に接続される抵抗層と、
を備える
半導体装置。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
前記抵抗用トレンチの深さが、前記ゲートトレンチの深さよりも深い
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記ドリフト層の上面側に前記ゲートトレンチに隣り合うように設けられ、前記活性部の両端に亘って一方向に延伸するソーストレンチに、絶縁膜を介して埋め込まれた導電層と、
前記ソーストレンチの下面及び側面に接して設けられた第２導電型の電界緩和領域と、
を更に備える
請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記抵抗用トレンチの深さが、前記ソーストレンチの深さと同一である
請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記抵抗用トレンチが互いに離間して複数設けられ、
前記複数の抵抗用トレンチに埋め込まれた複数の前記抵抗層が並列接続される
請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記抵抗用トレンチが互いに離間して複数設けられ、
前記複数の抵抗用トレンチの互いの間隔が、前記ゲートトレンチと前記ソーストレンチとの間隔と同一である
請求項３に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記抵抗用トレンチの下面及び側面に接して設けられた第２導電型の電界緩和領域を更に備える
請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記ゲートランナーの直下の前記ドリフト層の上面側に設けられ、前記活性部の両端に亘って一方向に延伸する外周側トレンチに、絶縁膜を介して埋め込まれた導電層を更に備える
請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記外周側トレンチの深さが、前記抵抗用トレンチの深さと同一である
請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記外周側トレンチの下面及び側面に接して設けられた第２導電型の電界緩和領域を更に備える
請求項８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】
本開示は、半導体装置及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、トレンチ型のゲート電極を有するＩＧＢＴ素子と、抵抗素子であるトレンチ型内蔵ゲート抵抗とを有する半導体装置において、複数の内蔵ゲート抵抗を並列接続し、長さを調節することで抵抗値を変化させることが開示されている。特許文献２には、ソーストレンチをゲートトレンチよりも深い構造としたダブルトレンチ構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００８－２９４３０１号公報
特開２０１９－１６１２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
トレンチゲート型の半導体装置において、基板の上面に絶縁膜を介してゲート抵抗を形成する場合、工数が増大するため、ゲート抵抗を内蔵させることは容易ではない。
【０００５】
本開示は、上記課題を鑑み、ゲート抵抗を容易に内蔵することができる半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本開示の一態様は、活性部、及び活性部の周囲の終端部に設けられた第１導電型のドリフト層と、活性部のドリフト層の上面側に設けられた第２導電型のベース領域と、活性部のドリフト層の上面側にベース領域に接して設けられた第１導電型の主領域と、活性部のドリフト層の上面側に設けられ、活性部の両端に亘って一方向に延伸するゲートトレンチに、ゲート絶縁膜を介して埋め込まれたゲート電極と、活性部の外周側に設けられ、ゲート電極に電気的に接続されるゲートランナーと、活性部のゲートランナーよりも内側に設けられたゲートパッドと、活性部のドリフト層の上面側に設けられ、活性部の両端に亘って一方向に延伸する抵抗用トレンチに、絶縁膜を介して埋め込まれ、ゲートパッドとゲートランナーの間に電気的に接続される抵抗層と、を備える半導体装置であることを要旨とする。
【０００７】
本開示の他の態様は、活性部、及び活性部の周囲の終端部に第１導電型のドリフト層を形成する工程と、活性部のドリフト層の上面側に第２導電型のベース領域を形成する工程と、活性部のドリフト層の上面側にベース領域に接して第１導電型の主領域を形成する工程と、活性部のドリフト層の上面側に、活性部の両端に亘って一方向に延伸するゲートトレンチを形成する工程と、ゲートトレンチにゲート絶縁膜を介してゲート電極を埋め込む工程と、活性部の外周側に、ゲート電極に電気的に接続されるゲートランナーを形成する工程と、活性部のゲートランナーよりも内側にゲートパッドを形成する工程と、活性部のドリフト層の上面側に、活性部の両端に亘って一方向に延伸する抵抗用トレンチを形成する工程と、抵抗用トレンチに絶縁膜を介して、ゲートパッドとゲートランナーの間に電気的に接続される抵抗層を埋め込む工程と、を含む半導体装置の製造方法であることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、ゲート抵抗を容易に内蔵することができる半導体装置及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態に係る半導体装置の一例を示す平面概略図である。
図１の領域Ａを拡大した平面概略図である。
図２のＡ－Ａ´線の断面概略図である。
図２のＢ－Ｂ´線の断面概略図である。
図２のＣ－Ｃ´線の断面概略図である。
第１実施形態に係る半導体モジュールの一例を示す概略図である。
比較例に係る半導体装置を示す平面概略図である。
第１実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するための断面概略図である。
第１実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するための図８に引き続く断面概略図である。
第１実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するための図９に引き続く断面概略図である。
第１実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するための図１０に引き続く断面概略図である。
第１実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するための図１１に引き続く断面概略図である。
第１実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するための図１２に引き続く断面概略図である。
第１実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するための図１３に引き続く断面概略図である。
第１実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するための図１４に引き続く断面概略図である。
第２実施形態に係る半導体装置の一例を示す断面概略図である。
第３実施形態に係る半導体装置の一例を示す断面概略図である。
第４実施形態に係る半導体装置の一例を示す断面概略図である。
第５実施形態に係る半導体装置の一例を示す断面概略図である。
第６実施形態に係る半導体装置の一例を示す断面概略図である。
第７実施形態に係る半導体装置の一例を示す断面概略図である。
第８実施形態に係る半導体装置の一例を示す断面概略図である。
第９実施形態に係る半導体装置の一例を示す平面概略図である。
第１０実施形態に係る半導体装置の一例を示す平面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本開示の第１～第１０実施形態を説明する。図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付し、重複する説明を省略する。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は実際のものとは異なる場合がある。また、図面相互間においても寸法の関係や比率が異なる部分が含まれ得る。また、以下に示す第１～第１０実施形態は、本開示の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本開示の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。
（【００１１】以降は省略されています）

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