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公開番号2025076982
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-16
出願番号2024104495
出願日2024-06-27
発明の名称半導体構造及びその製造方法
出願人ダイオーズインコーポレイテッド
代理人個人,個人,個人
主分類H10D 8/50 20250101AFI20250509BHJP()
要約【課題】半導体構造及びその製造方法を提供する。
【解決手段】半導体構造は、セルエリア及び終端エリアを有し、かつ、第1表面、第1表面に対向して、終端エリアに位置する第2表面及びセルエリアに位置する第3表面を有し、第2表面と第3表面とは互いに隣接し、かつ、異なるレベルに位置する基板と、セルエリアに位置し、かつ、第3表面を横切って第1表面に向けて延伸し、第3表面から部分的に突出した第1半導体材料層及び第1酸化層を含み、かつ、第3表面と平行な第1方向に向けて延伸する第1トレンチ構造と、セルエリアに位置し、第3表面から部分的に突出した第2半導体材料層及び第2酸化層を含み、かつ、第1方向と平行に延伸する第2トレンチ構造と、を含み、第3表面の、第1トレンチ構造と第2トレンチ構造との間にドープエリアが設けられ、かつ、ドープエリアは、第3表面と平行、かつ、第1方向と垂直な第2方向に向けて延伸する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
上面から見て、セルエリア及び前記セルエリアに隣接する終端エリアを有すると定義される基板であって、第１表面、前記第１表面に対向し、かつ、前記終端エリア内に位置する第２表面及び前記第１表面に対向し、かつ、前記セルエリア内に位置する第３表面を有し、前記第２表面と前記第３表面とは互いに隣接し、かつ、異なるレベルに位置する、基板と、
前記セルエリア内に位置し、かつ、前記第３表面を横切って前記第１表面に向けて延伸する第１トレンチ構造であって、少なくとも部分的に前記第３表面から突出した第１半導体材料層及び前記第１半導体材料を囲繞する第１酸化層を含み、かつ、前記第３表面と平行な第１方向に向けて延伸する、第１トレンチ構造と、
前記セルエリア内に位置し、かつ、前記第３表面を横切って前記第１表面に向けて延伸する第２トレンチ構造であって、少なくとも部分的に前記第３表面から突出した第２半導体材料層及び前記第２半導体材料を囲繞する第２酸化層を含み、かつ、前記第１方向と平行に延伸する、第２トレンチ構造と、を含み、
前記基板の前記第３表面に第１ドープエリアが設けられ、俯瞰視角度から見て、前記第１ドープエリアは、前記第１トレンチ構造と前記第２トレンチ構造との間に設置され、かつ、前記第１ドープエリアは、前記第３表面と平行かつ前記第１方向と垂直な第２方向に向けて延伸すること、
を特徴とする半導体構造。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
前記基板の前記第３表面に、第２ドープエリアが更に設けられ、俯瞰視角度から見て、前記第２ドープエリアは、前記第１トレンチ構造と前記第２トレンチ構造との間に、前記第１ドープエリアに近接して設置され、かつ、前記第２ドープエリアは前記第２方向に向けて延伸する、請求項１に記載の半導体構造。
【請求項３】
更に、
前記セルエリア内、かつ、前記第２表面上に位置する遮蔽層を含み、俯瞰視角度から見て、前記遮蔽層は前記第１ドープエリアと前記第２ドープエリアとの間に位置する、請求項２に記載の半導体構造。
【請求項４】
前記遮蔽層は、第４酸化層及び前記第４酸化層上に設置される第４半導体材料層を含み、前記第４酸化層は、前記第２表面上に設置され、かつ、少なくとも一部の前記第１トレンチ構造及び少なくとも一部の前記第２トレンチ構造を被覆する、請求項３に記載の半導体構造。
【請求項５】
更に、
前記第１ドープエリアの上方及び前記第２ドープエリアの上方に設置され、かつ、少なくとも一部の前記遮蔽層を被覆する導電層を含む、請求項３に記載の半導体構造。
【請求項６】
前記導電層と前記第１半導体材料層と前記第２半導体材料層とは、電気的に接続される、請求項５に記載の半導体構造。
【請求項７】
前記導電層は、前記遮蔽層の側壁に沿って延伸するとともに、前記第１半導体材料層と接触する、請求項５に記載の半導体構造。
【請求項８】
更に、
前記終端エリア内に位置し、かつ、前記第２表面から前記第１表面に向けて延伸する第３トレンチ構造を含み、前記第３トレンチ構造は、第３半導体材料層及び前記第３半導体材料層を囲繞する第３酸化層を含み、かつ、前記第３トレンチ構造は前記第１方向と平行に延伸する、請求項１に記載の半導体構造。
【請求項９】
前記第１トレンチ構造の幅は、前記第３トレンチ構造の幅と基本的に同一である、請求項８に記載の半導体構造。
【請求項１０】
前記第１トレンチ構造の深さは、前記第３トレンチ構造の深さと基本的に同一である、請求項８に記載の半導体構造。
（【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、半導体構造及びその製造方法に関するものであり、より具体的に述べると、トレンチ型金属酸化半導体（ＭＯＳ）構造の整流デバイス及びその製造方法に関するものである。
続きを表示（約 3,900 文字）【背景技術】
【０００２】
現代の電力回路は、高出力、低損失及び高速スイッチングの整流器を有していなければならない。高電圧用途について、高い降伏電圧（ｂｒｅａｋｄｏｗｎｖｏｌｔａｇｅ）及び高い動作温度を必要とする場合は、常に、高いスイッチング速度を有するＰ－Ｎ接合ゲート整流器が採用される。低電圧用途について、高いスイッチング速度及び非常に低い順方向電圧（ｆｏｒｗａｒｄｂｉａｓ）を必要とする場合は、常に、ショットキー（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ）バリア整流器が採用される。ショットキーバリア整流器は、金属酸化物半導体（ＭＯＳ）プロセスを運用する複数のキャリアデバイスであり、回復過程において非常に小さい逆方向漏れ電流が通流することのみが許容される。残念ながら、高い温度で動作する場合、ショットキーバリア整流器は、出現することが所望されない高い逆方向漏れ電流を受けることになる。
【０００３】
現在採用されている一連の改良措置により、ショットキー整流器の閉塞能力は改善されている。この種の改善方法の１つは、接合障壁ショットキー（ＪＢＳ）整流器を利用することであり、Ｐ／Ｎ接合ゲートを十分に小さいショットキー障壁領域と結合して、Ｐ－Ｎ接合ゲートから空間電荷領域を拡張させることにより、ミラー電荷により引き起こされるショットキー障壁の低下を排除する。
【０００４】
別のこの種の改善方法は、ショットキーバリアダイオード（ＳｃｈｏｔｔｋｙＢａｒｒｉｅｒＤｉｏｄｅ、ＳＢＤ）を利用することであり、それは比較的低い順方向電圧を有しており、正方向電力損失に有利である。しかし、ＳＢＤも比較的高い逆方向漏れ電流を有しており、比較的高い逆方向電力損失を招くため、この種の装置の技術的なボトルネックとなっている。
【０００５】
従って、現有技術の整流デバイスに関しては、より理想的な高出力、低損失を達成して、高速スイッチング用途に適用できるように、更なる改良が必要とされている。
【発明の概要】
【０００６】
本開示の実施例は半導体構造に関するものである。半導体構造は、上面図から見て、セルエリア及びセルエリアに隣接する終端エリアを有すると定義される基板であって、第１表面、第１表面に対向し、かつ、終端エリア内に位置する第２表面及び第１表面に対向し、かつ、セルエリア内に位置する第３表面を有し、第２表面と第３表面とは互いに隣接し、かつ、異なるレベルに位置する、基板と、セルエリア内に位置し、かつ、第３表面を横切って第１表面に向けて延伸する第１トレンチ構造であって、少なくとも部分的に第３表面から突出した第１半導体材料層及び第１半導体材料を囲繞する第１酸化層を含み、かつ、第３表面と平行な第１方向に向けて延伸する、第１トレンチ構造と、セルエリア内に位置し、かつ、第３表面を横切って第１表面まで延伸する第２トレンチ構造であって、少なくとも部分的に第３表面から突出した第２半導体材料層及び第２半導体材料を囲繞する第２酸化層を含み、かつ、第１方向と平行に延伸する、第２トレンチ構造と、を含み、基板の第３表面に第１ドープエリアが設けられ、俯瞰視角度から見て、第１ドープエリアは、第１トレンチ構造と第２トレンチ構造との間に設置され、かつ、第１ドープエリアは、第３表面と平行かつ第１方向と垂直な第２方向に向けて延伸する。
【０００７】
本開示の実施例は半導体構造の製造方法に関するものである。前記方法は、基板中に離隔して、第１方向に沿って、かつ、第２表面から第２表面に対向する第１表面に向けて延伸する第１トレンチ、第２トレンチ及び第３トレンチを形成することであって、基板は、上面図から見て、セルエリア及び終端エリアを有すると定義され、第１トレンチ及び第２トレンチはセルエリア中に設置され、第３トレンチは終端エリア中に設置されることと、第１酸化層を第１トレンチ中に形成し、第２酸化層を第２トレンチ中に形成し、及び第３酸化層を第３トレンチ中に形成することと、第１半導体材料層が第１酸化層により囲繞され、かつ、第１トレンチ構造を形成するように、第１半導体材料層を第１トレンチ中に形成し、第２半導体材料層が第２酸化層により囲繞され、かつ、第２トレンチ構造を形成するように、第２半導体材料層を前記第２トレンチ中に形成し、及び第３半導体材料層が第３酸化層により囲繞され、かつ、第３トレンチ構造を形成するように、第３半導体材料層を第３トレンチ中に形成することと、セルエリア、第１トレンチ構造及び第２トレンチ構造上に、遮蔽層を形成することと、第１開口及び第２開口を形成するために遮蔽層に対してエッチングプロセスを実施することであって、第１開口は、第１方向に沿って延伸して、第１半導体材料層を少なくとも部分的に露出させ、第２開口は、第１方向と垂直な第２方向に沿って延伸して、第２表面及び第１トレンチ構造を少なくとも部分的に露出させることと、第１エッチングプロセスの後、第２開口に第２エッチングプロセスを実施して、基板に第３表面を形成し、かつ、第１トレンチ構造及び第２トレンチ構造を少なくとも部分的にセルエリアの第３表面から突出させることと、第２開口の近傍に露出した第３表面に第１ドープエリアを形成することであって、俯瞰視角度から見て、第１ドープエリアは第１トレンチ構造と第２トレンチ構造との間に設置され、かつ、第２方向に向けて延伸することと、を含む。
【０００８】
添付図面を結合して以下の詳細な記述を閲読した場合には、本開示の若干の実施例の態様を、最も良好に理解することができる。ここで注意すべきは、各種の構造は比率通り作図されていない可能性がある点である。実際に、説明を明確にするために、各種構造の寸法は任意に拡大または縮小することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本願のある種の実施例に基づく半導体構造の上面図である。
本願のある種の実施例に基づく半導体構造の図１に示されているＡ－Ａ’接線に沿った断面図である。
本願のある種の実施例に基づく半導体構造の図１に示されているＢ－Ｂ’接線に沿った断面図である。
本願のある種の実施例に基づく半導体構造の図１に示されているＣ－Ｃ’接線に沿った断面図である。
本願のある種の実施例に基づく半導体構造の製造方法における１つまたはより多くのステップである。
本願のある種の実施例に基づく半導体構造の製造方法における１つまたはより多くのステップである。
本願のある種の実施例に基づく半導体構造の製造方法における１つまたはより多くのステップである。
本願のある種の実施例に基づく半導体構造の製造方法における１つまたはより多くのステップである。
本願のある種の実施例に基づく半導体構造の製造方法における１つまたはより多くのステップである。
本願のある種の実施例に基づく半導体構造の製造方法における１つまたはより多くのステップである。
本願のある種の実施例に基づく半導体構造の製造方法における１つまたはより多くのステップである。
本願のある種の実施例に基づく半導体構造の製造方法における１つまたはより多くのステップである。
本願のある種の実施例に基づく半導体構造の製造方法における１つまたはより多くのステップである。
本願のある種の実施例に基づく半導体構造の製造方法における１つまたはより多くのステップである。
本願のある種の実施例に基づく半導体構造の製造方法における１つまたはより多くのステップである。
本願のある種の実施例に基づく半導体構造の製造方法における１つまたはより多くのステップである。
本願のある種の実施例に基づく半導体構造の製造方法における１つまたはより多くのステップである。
本願のある種の実施例に基づく半導体構造の製造方法における１つまたはより多くのステップである。
本願のある種の実施例に基づく半導体構造の製造方法における１つまたはより多くのステップである。
本願のある種の実施例に基づく半導体構造の製造方法における１つまたはより多くのステップである。
本願のある種の実施例に基づく半導体構造の製造方法における１つまたはより多くのステップである。
本願のある種の実施例に基づく半導体構造の製造方法における１つまたはより多くのステップである。
本願のある種の実施例に基づく半導体構造の製造方法における１つまたはより多くのステップである。
本願のある種の実施例に基づく半導体構造の製造方法における１つまたはより多くのステップである。
本願のある種の実施例に基づく半導体構造の製造方法における１つまたはより多くのステップである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
同一または類似したコンポーネントは、図面及び詳細な記述において同様の参照符号を使用して表示している。以下の詳細な記述に添付図面を結合することにより、本開示の若干の実施例を直ちに理解することが可能となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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