特許ウォッチ

公開番号2024095141
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-10
出願番号2022212203
出願日2022-12-28
発明の名称炭化珪素半導体装置
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 20060101AFI20240703BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】セルピッチを広げることなくショットキーバリアダイオードを内蔵し、寄生pnダイオードのバイポーラ動作による経年劣化を防止する炭化珪素半導体装置を提供する。
【解決手段】炭化珪素半導体装置は、トランジスタ部70及びダイオード部80を備え、半導体基板10と、半導体基板のおもて面に設けられた複数のトレンチ部40と、半導体基板に設けられた第1導電型のドリフト領域18と、ダイオード部におけるトレンチ部の側壁および底部を覆う第2導電型の第1トレンチボディ部63と、を備える。トランジスタ部およびダイオード部は、複数のトレンチ部に挟まれたメサ部において、トレンチ部の延伸方向に沿って交互に配列される。
【選択図】図3B
特許請求の範囲【請求項１】
トランジスタ部およびダイオード部を備える炭化珪素半導体装置であって、
半導体基板と、
前記半導体基板のおもて面に設けられた複数のトレンチ部と、
前記半導体基板に設けられた第１導電型のドリフト領域と、
前記ダイオード部におけるトレンチ部の側壁および底部を覆う第２導電型領域と
を備え、
前記トランジスタ部および前記ダイオード部は、前記複数のトレンチ部に挟まれたメサ部において、前記トレンチ部の延伸方向に沿って交互に配列される、炭化珪素半導体装置。
続きを表示（約 980 文字）【請求項２】
前記トランジスタ部は、前記半導体基板のおもて面において、第１導電型のソース領域および第２導電型のコンタクト領域を有する、請求項１に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項３】
前記半導体基板の深さ方向において、前記ソース領域の厚さは、前記コンタクト領域の厚さよりも薄い、請求項２に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項４】
前記ドリフト領域の上方であって、前記ソース領域および前記コンタクト領域の下方に設けられた第２導電型のベース領域を備える、請求項２に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項５】
前記ベース領域の前記トレンチ部の延伸方向における幅は、前記コンタクト領域の前記トレンチ部の延伸方向における幅および前記ソース領域の前記トレンチ部の延伸方向における幅の合計よりも小さい、請求項４に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項６】
上面視において、前記ベース領域の面積は、前記コンタクト領域の面積および前記ソース領域の面積の合計よりも小さい、請求項４に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項７】
前記ベース領域は、前記半導体基板の前記おもて面において、前記ダイオード部における前記トレンチ部の側壁と接して設けられる、請求項４に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項８】
前記トレンチ部の延伸方向において、前記第２導電型領域と前記コンタクト領域とは直接接触している、請求項２に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項９】
前記メサ部において、前記トレンチ部の延伸方向に沿い、前記ベース領域の下端に接するように設けられた第２導電型のメサボディ領域を備える、請求項４に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項１０】
前記メサボディ領域は、
前記トランジスタ部および前記ダイオード部に設けられた第１メサボディ部と、
前記トランジスタ部において前記第１メサボディ部の上方に設けられ、上端が前記ベース領域の下端と接する第２メサボディ部とを含み、
前記第１メサボディ部の上端は、前記トランジスタ部において前記第２メサボディ部の下端と接している、請求項９に記載の炭化珪素半導体装置。
（【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、炭化珪素半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、「ソース・ドレイン間に寄生ｐｎダイオードに並列に寄生ショットキーダイオードを設け、ＭＯＳＦＥＴのオフ時に寄生ｐｎダイオードがオンする前に寄生ショットキーダイオードがオンするようにできる」と記載されている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２０１８－１０７１６８号公報
［特許文献２］特開２０１９－１６０８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
セルピッチを広げることなくＭＯＳＦＥＴにショットキーバリアダイオードを内蔵し、寄生ｐｎダイオードのバイポーラ動作による経年劣化を防止しつつ、炭化珪素半導体装置の特性劣化を抑制することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、トランジスタ部およびダイオード部を備える炭化珪素半導体装置であって、半導体基板と、前記半導体基板のおもて面に設けられた複数のトレンチ部と、前記半導体基板に設けられた第１導電型のドリフト領域と、前記ダイオード部におけるトレンチ部の側壁および底部を覆う第２導電型領域とを備え、前記トランジスタ部および前記ダイオード部は、前記複数のトレンチ部に挟まれたメサ部において、前記トレンチ部の延伸方向に沿って交互に配列される、炭化珪素半導体装置を提供する。
【０００５】
上記炭化珪素半導体装置において、前記トランジスタ部は、前記半導体基板のおもて面において、第１導電型のソース領域および第２導電型のコンタクト領域を有してよい。
【０００６】
上記いずれかの炭化珪素半導体装置において、前記半導体基板の深さ方向において、前記ソース領域の厚さは、前記コンタクト領域の厚さよりも薄くてよい。
【０００７】
上記いずれかの炭化珪素半導体装置において、前記ドリフト領域の上方であって、前記ソース領域および前記コンタクト領域の下方に設けられた第２導電型のベース領域を備えてよい。
【０００８】
上記いずれかの炭化珪素半導体装置において、前記ベース領域の前記トレンチ部の延伸方向における幅は、前記コンタクト領域の前記トレンチ部の延伸方向における幅および前記ソース領域の前記トレンチ部の延伸方向における幅の合計よりも小さくてよい。
【０００９】
上記いずれかの炭化珪素半導体装置において、上面視において、前記ベース領域の面積は、前記コンタクト領域の面積および前記ソース領域の面積の合計よりも小さくてよい。
【００１０】
上記いずれかの炭化珪素半導体装置において、前記ベース領域は、前記半導体基板の前記おもて面において、前記ダイオード部における前記トレンチ部の側壁と接して設けられてよい。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許