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公開番号2025104940
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-10
出願番号2023223137
出願日2023-12-28
発明の名称半導体装置
出願人株式会社デンソー,トヨタ自動車株式会社,株式会社ミライズテクノロジーズ
代理人弁理士法人ゆうあい特許事務所
主分類H10D 30/66 20250101AFI20250703BHJP()
要約【課題】絶縁膜が破壊されることを抑制する。
【解決手段】絶縁膜120は、アクティブ領域Ra側からアクティブ領域Raと反対側に向かって厚みが徐々に厚くなる傾斜部122を有し、半導体基板100側と反対側の一面120aに、絶縁膜120の厚みが厚くなり始める一面側角部121aが構成され、ゲート電極109は、アクティブ領域Raから外周領域Rbまで引き出され、絶縁膜120のうちの傾斜部122上にも配置されており、半導体基板100は、一面側角部121aと対応する位置に開口端を有する凹部130が形成され、さらに、絶縁膜120は、開口端を覆うように凹部130にも配置され、半導体基板側100の他面120b側に開口端を覆う部分で構成される他面側角部121bを有するようにする。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
スイッチング素子が形成されたアクティブ領域（Ｒａ）と、前記アクティブ領域の外周を囲む外周領域（Ｒｂ）を有する半導体装置であって、
前記アクティブ領域および前記外周領域を有する半導体基板（１００）と、
前記アクティブ領域に形成され、一方向を長手方向としたゲート電極（１０９）を有する前記スイッチング素子と、
前記外周領域に形成された絶縁膜（１２０）と、を備え、
前記絶縁膜は、前記アクティブ領域側から前記アクティブ領域と反対側に向かって厚みが徐々に厚くなる傾斜部（１２２）を有し、前記半導体基板側と反対側の一面（１２０ａ）に、前記絶縁膜の厚みが厚くなり始める一面側角部（１２１ａ）が構成され、
前記ゲート電極は、前記アクティブ領域から前記外周領域まで引き出され、前記絶縁膜のうちの前記傾斜部上にも配置されており、
前記半導体基板は、前記一面側角部と対応する位置に開口端を有する凹部（１３０）が形成され、
さらに、前記絶縁膜は、前記開口端を覆うように前記凹部にも配置され、前記半導体基板側の他面（１２０ｂ）側に前記開口端を覆う部分で構成される他面側角部（１２１ｂ）を有している半導体装置。
続きを表示（約 650 文字）【請求項２】
前記凹部は、前記半導体基板の一面からの深さ（ｄ）が１０ｎｍ以上とされている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記凹部は、底面（１３０ａ）が前記他面側角部よりも前記アクティブ領域側と反対側に位置するように形成されており、
前記一面側角部を通り、前記半導体基板の一面の面方向に対する法線方向に沿った仮想線（Ｋ）に対し、前記仮想線より前記アクティブ領域側と反対側を正の値とすると共に前記仮想線より前記アクティブ領域側を負の値とすると、前記他面側角部は、前記仮想線から０．５μｍ以下の位置に形成されている請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記他面側角部は、前記仮想線から０．２μｍ以下の位置に形成されている請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記凹部は、底面（１３０ａ）が前記他面側角部よりも前記アクティブ領域側に位置するように形成されており、
前記一面側角部を通り、前記半導体基板の一面の面方向に対する法線方向に沿った仮想線（Ｋ）に対し、前記仮想線より前記アクティブ領域側と反対側を正の値とすると共に前記仮想線より前記アクティブ領域側を負の値とすると、前記他面側角部は、前記仮想線から－０．５μｍ以上の位置に形成されている請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記他面側角部は、前記仮想線から－０．２μｍ以上の位置に形成されている請求項５に記載の半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ゲート電極を有するスイッチング素子を備えた半導体装置に関するものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、特許文献１には、ゲート電極を有するスイッチング素子を備えた半導体装置が提案されている。具体的には、この半導体装置は、半導体基板を用いて構成され、ゲート電極を有するスイッチング素子が構成されるアクティブ領域、およびアクティブ領域を囲む外周領域を有している。そして、外周領域では、半導体基板の一面上に絶縁膜が形成され、絶縁膜上までゲート電極が延設されている。
【０００３】
具体的には、絶縁膜のうちのアクティブ領域側の部分は、アクティブ領域側と反対側に向かって徐々に厚さが厚くなる傾斜部が形成されている。そして、ゲート電極は、傾斜部上を伝って絶縁膜の厚さが厚い部分まで延設されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２３－２２５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような半導体装置では、絶縁膜のうちの傾斜部における厚みが厚くなり始める部分に角部が構成される。このため、半導体装置をオン状態からオフ状態にする等のスイッチングを行った際、絶縁膜のうちの角部に大きな電界が印加され、絶縁膜が破壊される可能性がある。
【０００６】
本開示は、絶縁膜が破壊されることを抑制できる半導体装置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】
【０００７】
本開示の１つの観点によれば、スイッチング素子が形成されたアクティブ領域（Ｒａ）と、アクティブ領域の外周を囲む外周領域（Ｒｂ）を有する半導体装置であって、アクティブ領域および外周領域を有する半導体基板（１００）と、アクティブ領域に形成され、一方向を長手方向としたゲート電極（１０９）を有するスイッチング素子と、外周領域に形成された絶縁膜（１２０）と、を備え、絶縁膜は、アクティブ領域側からアクティブ領域と反対側に向かって厚みが徐々に厚くなる傾斜部（１２２）を有し、半導体基板側と反対側の一面（１２０ａ）に、絶縁膜の厚みが厚くなり始める一面側角部（１２１ａ）が構成され、ゲート電極は、アクティブ領域から外周領域まで引き出され、絶縁膜のうちの傾斜部上にも配置されており、半導体基板は、一面側角部と対応する位置に開口端を有する凹部（１３０）が形成され、さらに、絶縁膜は、開口端を覆うように凹部にも配置され、半導体基板側の他面（１２０ｂ）側に開口端を覆う部分で構成される他面側角部（１２１ｂ）を有している。
【０００８】
これによれば、絶縁膜には、一面側角部と対応する位置に他面側角部が形成されている。このため、絶縁膜のうちの電界が集中する箇所を増加でき、絶縁膜に印加される最大電界を小さくできるために絶縁膜が破壊されることを抑制できる。
【０００９】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１実施形態における半導体装置の平面図である。
図１中のII－II線に沿った断面図である。
図１中のIII－III線に沿った断面図である。
図３中の領域IVの拡大図である。
比較例の半導体装置における傾斜部近傍の拡大図である。
比較例の半導体装置における変位電流を示す模式図である。
図５中のVII－VII線に沿った電界を示す図である。
凹部の深さと電界との関係を示す図である。
他面側角部の位置と電界との関係を示す図である。
第２実施形態における傾斜部近傍の拡大図である。
第３実施形態における他面側テーパ角度と電界との関係を示す図である。
第４実施形態における傾斜部近傍の拡大図である。
第４実施形態の変形例における傾斜部近傍の拡大図である。
第４実施形態の変形例における傾斜部近傍の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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