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公開番号2025011603
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023113808
出願日2023-07-11
発明の名称半導体装置および半導体装置の製造方法
出願人三安ジャパンテクノロジー株式会社
代理人個人
主分類H10D 30/66 20250101AFI20250117BHJP()
要約【課題】トレンチ構造底部における電界集中を抑制することができる半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置は、第1導電型の炭化珪素で形成された第1層と、前記第1層の上において第2導電型の炭化珪素で形成された第2層と、前記第2層の上において第1導電型の炭化珪素で形成された第3層と、前記第3層の側から前記第1層に至るようにストライプ状に形成された複数のトレンチ構造と、を備え、前記トレンチ構造は、短手方向の断面視において、底部に形成された第1湾曲部と、前記底部と側部との間に形成された第2湾曲部と、を備えた。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
第１導電型の炭化珪素で形成された第１層と、
前記第１層の上において第２導電型の炭化珪素で形成された第２層と、
前記第２層の上において第１導電型の炭化珪素で形成された第３層と、
前記第３層の側から前記第１層に至るようにストライプ状に形成された複数のトレンチ構造と、
を備え、
前記トレンチ構造は、短手方向の断面視において、
底部に形成された第１湾曲部と、
前記底部と側部との間に形成された第２湾曲部と、
を備えた半導体装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記第１湾曲部は、前記第２湾曲部の曲率半径よりも大きい曲率半径を有した請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１湾曲部は、前記第２湾曲部の曲率半径の値に対して１．５倍から３倍の値である曲率半径を有した請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記トレンチ構造は、短手方向の断面視において、
前記第１湾曲部と前記第２湾曲部との間に形成され、前記第１湾曲部から前記第２湾曲部に向かうにつれて、前記第１湾曲部の曲率から前記第２湾曲部の曲率に曲率半径が徐々に小さくなる第３湾曲部、
を備えた請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記トレンチ構造において、前記側部は、トレンチ上部が広くなるように傾斜している請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記トレンチ構造は、長手方向の断面視において、
端部に形成され、前記第２湾曲部の曲率半径よりも大きい曲率半径を有した長手側湾曲部、
を備えた請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１層と前記第２層と前記第３層とは、４Ｈ炭化珪素を主として形成され、
前記トレンチ構造の長手方向は、前記第１層と前記第２層と前記第３層とによる基板の主面に対して垂直な面である４Ｈ炭化珪素の六方晶の（１１－２０）面、（１－２１０）面または（－２１１０）面に対して平行である請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第１層と前記第２層と前記第３層とは、４Ｈ炭化珪素を主として形成され、
前記トレンチ構造の長手方向は、前記第１層と前記第２層と前記第３層とによる基板の主面に対して垂直な面である４Ｈ炭化珪素の六方晶の（１－１００）面、（１０－１０）面または（０－１１０）面に対して平行である請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
【請求項９】
第１導電型の炭化珪素で形成された第１層と前記第１層の上において第２導電型の炭化珪素で形成された第２層と前記第２層の上において第１導電型の炭化珪素で形成された第３層とで形成された基板に対し、前記第３層の上に第１酸化膜を形成し、前記第１酸化膜に対し、側部が傾斜した複数のストライプ状の第１溝を形成することで第１エッチング用マスクを形成する第１エッチング用マスク形成工程と、
前記第１エッチング用マスク形成工程の後、前記第１エッチング用マスクの上に第２酸化膜を形成し、前記複数のストライプ状の第１溝の位置において、側部が傾斜して底部が多段階の曲率を有した複数のストライプ状の第２溝を形成することで第２エッチング用マスクを形成する第２エッチング用マスク形成工程と、
前記第２エッチング用マスク形成工程の後、前記基板に対し、異方性エッチングを行うことにより、側部が傾斜して底部が多段階の曲率を有した複数のストライプ状のトレンチ構造を前記第３層の側から前記第１層に至るまで形成するトレンチ構造形成工程と、
を備えた半導体装置の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体装置および半導体装置の製造方法に関連する。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、トレンチ型ＭＯＳＦＥＴを開示する。トレンチ型ＭＯＳＦＥＴは単位面積当たりの単位セル（素子の構成単位）密度を増やすことができ、単位面積当たりの電流密度を増やすことができるため、低コスト化が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－０１３１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、トレンチ型ＭＯＳＦＥＴにおいて、トレンチ構造の底部の角に対し、電界が集中する。このため、トレンチ構造の底部の角において、絶縁破壊が発生し得る。
【０００５】
本開示は、上述の課題を解決するためになされた。本開示の目的は、トレンチ構造における電界集中を抑制することができる半導体装置および半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る半導体装置は、第１導電型の炭化珪素で形成された第１層と、前記第１層の上において第２導電型の炭化珪素で形成された第２層と、前記第２層の上において第１導電型の炭化珪素で形成された第３層と、前記第３層の側から前記第１層に至るようにストライプ状に形成された複数のトレンチ構造と、を備え、前記トレンチ構造は、短手方向の断面視において、底部に形成された第１湾曲部と、前記底部と側部との間に形成された第２湾曲部と、を備えた。
【０００７】
前記第１湾曲部は、前記第２湾曲部の曲率半径よりも大きい曲率半径を有したことが、本開示の一形態とされる。
【０００８】
前記第１湾曲部は、前記第２湾曲部の曲率半径の値に対して１．５倍から３倍の値である曲率半径を有したことが、本開示の一形態とされる。
【０００９】
前記トレンチ構造は、短手方向の断面視において、前記第１湾曲部と前記第２湾曲部との間に形成され、前記第１湾曲部から前記第２湾曲部に向かうにつれて、前記第１湾曲部の曲率から前記第２湾曲部の曲率に曲率半径が徐々に小さくなる第３湾曲部、を備えたことが、本開示の一形態とされる。
【００１０】
前記トレンチ構造において、前記側部は、トレンチ上部が広くなるように傾斜していることが、本開示の一形態とされる。
（【００１１】以降は省略されています）

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