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公開番号2025150167
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024050907
出願日2024-03-27
発明の名称半導体装置
出願人三菱電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H10D 30/66 20250101AFI20251002BHJP()
要約【課題】上部電極同士の電位を適切に維持することが可能な技術を提供することを目的とする。
【解決手段】半導体装置は、第1トレンチ内に設けられた第1-1トレンチゲート構造、第1-2トレンチゲート構造及びバリア構造と、第2トレンチ内に設けられた第2トレンチゲート構造と、第3トレンチ内に設けられ、第1-2トレンチゲート構造及び第2トレンチゲート構造と接続された第3トレンチゲート構造とを備える。バリア構造は、第1-1上部電極と第1-2上部電極との間の少なくとも一部に設けられ、第1-1上部電極と第1-2上部電極とを絶縁する絶縁膜とを含む。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
第１方向に延設された第１トレンチと、前記第１トレンチに沿って前記第１方向に延設された第２トレンチと、前記第１方向と異なる第２方向に延設され、前記第１トレンチ及び前記第２トレンチと接続された第３トレンチとが設けられた半導体基板と、
前記第１トレンチ内に設けられた第１－１トレンチゲート構造及び第１－２トレンチゲート構造と、
前記第１トレンチ内、かつ、前記第１－１トレンチゲート構造と前記第１－２トレンチゲート構造との間に設けられたバリア構造と、
前記第２トレンチ内に設けられた第２トレンチゲート構造と、
前記第３トレンチ内に設けられ、前記第１－２トレンチゲート構造及び前記第２トレンチゲート構造と接続された第３トレンチゲート構造と
を備え、
前記第１－１トレンチゲート構造は、
第１下部電極と、
前記第１下部電極と絶縁されて前記第１下部電極上方に設けられた第１－１上部電極と
を含み、
前記第１－２トレンチゲート構造は、
前記第１下部電極と、
前記第１下部電極と絶縁されて前記第１下部電極上方に設けられた第１－２上部電極と
を含み、
前記バリア構造は、
前記第１下部電極と、
前記第１－１上部電極と前記第１－２上部電極との間の少なくとも一部に設けられ、前記第１－１上部電極と前記第１－２上部電極とを絶縁する絶縁膜と
を含み、
前記第２トレンチゲート構造は、
第２下部電極と、
前記第２下部電極と絶縁されて前記第２下部電極上方に設けられた第２上部電極と
を含み、
前記第３トレンチゲート構造は、
前記第１下部電極と前記第２下部電極とを電気的に接続する第３下部電極と、
前記第１－２上部電極と前記第２上部電極とを電気的に接続し、前記第３下部電極と絶縁されて前記第３下部電極上方に設けられた第３上部電極と
を含み、
前記第１下部電極、前記第２下部電極、前記第３下部電極、前記第１－２上部電極、前記第２上部電極、及び、前記第３上部電極は、ゲート電極及びダミー電極の一方と電気的に接続され、
前記第１－１上部電極は、前記ゲート電極及び前記ダミー電極の他方と電気的に接続されている、半導体装置。
続きを表示（約 760 文字）【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置であって、
前記第１トレンチ内に設けられ、前記第１下部電極が前記第１トレンチの上部まで設けられた下段引き上げ構造をさらに備え、
前記下段引き上げ構造、前記第１－２トレンチゲート構造、前記バリア構造、及び、前記第１－１トレンチゲート構造が、この順で前記第１方向において配列されている、半導体装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の半導体装置であって、
前記バリア構造の前記第１下部電極は、前記絶縁膜を貫通して前記第１トレンチの上部まで設けられて、前記ゲート電極及び前記ダミー電極の前記一方と電気的に接続されている、半導体装置。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体装置であって、
前記半導体基板に設けられたダイオード領域をさらに備え、
一の前記ダイオード領域、一の前記第１－２トレンチゲート構造、一の前記バリア構造、前記第１－１トレンチゲート構造、別の前記バリア構造、別の前記第１－２トレンチゲート構造、及び、別の前記ダイオード領域が、この順で前記第１方向において配列されている、半導体装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の半導体装置であって、
前記バリア構造の前記絶縁膜は、前記第１－１上部電極と前記第１－２上部電極との間の全部に設けられている、半導体装置。
【請求項６】
請求項１または請求項２に記載の半導体装置であって、
前記バリア構造の前記絶縁膜のうち、前記第１－１上部電極の側部及び下部と接する部分、及び、前記第１－２上部電極の側部及び下部と接する部分の少なくともいずれか１つが、断面視において丸みを有する、半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体装置に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
アクティブトレンチとダミートレンチとを有する２段ゲート構造の半導体装置が知られている。例えば特許文献１の半導体装置では、アクティブトレンチ内の上下段の電極はどちらもゲート電極に接続されてゲート電位となり、ダミートレンチ内の、上段電極はエミッタ電極に接続されてダミー電位となり、下段電極はゲート電極に接続されてゲート電位となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－３９１３８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、上述したような半導体装置においては、上段電極がゲート電位となるアクティブトレンチと、上段電極がダミー電位となるダミートレンチとを並べると、いずれかの上段電極の電位を適切に維持できないという問題があった。
【０００５】
そこで、本開示は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、上部電極同士の電位を適切に維持することが可能な技術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】
本開示に係る半導体装置は、第１方向に延設された第１トレンチと、前記第１トレンチに沿って前記第１方向に延設された第２トレンチと、前記第１方向と異なる第２方向に延設され、前記第１トレンチ及び前記第２トレンチと接続された第３トレンチとが設けられた半導体基板と、前記第１トレンチ内に設けられた第１－１トレンチゲート構造及び第１－２トレンチゲート構造と、前記第１トレンチ内、かつ、前記第１－１トレンチゲート構造と前記第１－２トレンチゲート構造との間に設けられたバリア構造と、前記第２トレンチ内に設けられた第２トレンチゲート構造と、前記第３トレンチ内に設けられ、前記第１－２トレンチゲート構造及び前記第２トレンチゲート構造と接続された第３トレンチゲート構造とを備え、前記第１－１トレンチゲート構造は、第１下部電極と、前記第１下部電極と絶縁されて前記第１下部電極上方に設けられた第１－１上部電極とを含み、前記第１－２トレンチゲート構造は、前記第１下部電極と、前記第１下部電極と絶縁されて前記第１下部電極上方に設けられた第１－２上部電極とを含み、前記バリア構造は、前記第１下部電極と、前記第１－１上部電極と前記第１－２上部電極との間の少なくとも一部に設けられ、前記第１－１上部電極と前記第１－２上部電極とを絶縁する絶縁膜とを含み、前記第２トレンチゲート構造は、第２下部電極と、前記第２下部電極と絶縁されて前記第２下部電極上方に設けられた第２上部電極とを含み、前記第３トレンチゲート構造は、前記第１下部電極と前記第２下部電極とを電気的に接続する第３下部電極と、前記第１－２上部電極と前記第２上部電極とを電気的に接続し、前記第３下部電極と絶縁されて前記第３下部電極上方に設けられた第３上部電極とを含み、前記第１下部電極、前記第２下部電極、前記第３下部電極、前記第１－２上部電極、前記第２上部電極、及び、前記第３上部電極は、ゲート電極及びダミー電極の一方と電気的に接続され、前記第１－１上部電極は、前記ゲート電極及び前記ダミー電極の他方と電気的に接続されている。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、バリア構造は、第１－１上部電極と第１－２上部電極との間の少なくとも一部に設けられ、第１－１上部電極と第１－２上部電極とを絶縁する絶縁膜を含む。このような構成によれば、上部電極同士の電位を適切に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す平面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
実施の形態２に係る半導体装置の構成を示す平面図である。
実施の形態２に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
実施の形態２に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
実施の形態３に係る半導体装置の構成を示す平面図である。
実施の形態３に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
実施の形態３に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
実施の形態４に係る半導体装置の構成を示す概略平面図である。
実施の形態４に係る半導体装置の構成を示す平面図である。
実施の形態４に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
実施の形態５に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
実施の形態６に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付される図面を参照しながら実施の形態について説明する。以下の各実施の形態で説明される特徴は例示であり、すべての特徴は必ずしも必須ではない。また、以下に示される説明では、複数の実施の形態において同様の構成要素には同じまたは類似する符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。また、以下に記載される説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「表」または「裏」などの特定の位置及び方向は、実際の実施時の位置及び方向とは必ず一致しなくてもよい。
【００１０】
＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す平面図である。図２は、図１のＡ－Ａ’線に沿った断面図であり、図３は、図１のＢ－Ｂ’線に沿った断面図であり、図４は、図１のＣ－Ｃ’線に沿った断面図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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