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公開番号2025168622
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-11
出願番号2024086364
出願日2024-05-28
発明の名称半導体デバイス
出願人重慶奕能科技有限公司
代理人弁理士法人朝日奈特許事務所
主分類H10D 30/66 20250101AFI20251104BHJP()
要約【課題】チャネルドレイン領域を設置することにより、より良いチャネルの長さの変化制御性を有する、半導体デバイスを提供する。
【解決手段】半導体デバイスは、半導体層と、ゲート誘電体層151とゲート導体152を含むトレンチゲート構造とを含み、半導体層は、第1表面から第2表面の方向に向かって延在するソース領域130と、少なくとも一部のドリフト領域がソース領域と半導体層の第2表面との間に位置し、バルク領域の第1部分がソース領域とドリフト領域との間に位置するドリフト領域101及びバルク領域110と、バルク領域の第1部分111とドリフト領域との間に位置し、それによりソース領域とバルク領域の第1部分とチャネルドレイン領域120とが、第1表面から第2表面に向かう方向に沿って順に隣接し、且つ、何れもトレンチゲート構造の第1側壁150aに隣接するチャネルドレイン領域120と、を含む。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
半導体層とトレンチゲート構造とを含み、前記半導体層が対向する第１表面と第２表面とを有し、前記トレンチゲート構造の少なくとも一部が前記半導体層の前記第１表面のトレンチに位置する半導体デバイスであって、
前記半導体層は、
前記第１表面から前記第２表面の方向に向かって延在するソース領域と、
ドリフト領域とバルク領域であって、少なくとも一部の前記ドリフト領域が前記バルク領域と前記半導体層の第２表面との間に位置し、前記バルク領域の第１部分が前記ソース領域と前記ドリフト領域との間に位置するドリフト領域とバルク領域と、
チャネルドレイン領域であって、前記バルク領域の第１部分と前記ドリフト領域との間に位置し、それにより前記ソース領域と前記バルク領域の第１部分と前記チャネルドレイン領域とが前記第１表面から前記第２表面に向かう方向に沿って順に隣接し且ついずれも前記トレンチゲート構造の第１側壁に隣接するチャネルドレイン領域とを含み、
前記ソース領域、前記チャネルドレイン領域と前記ドリフト領域は、第１導電タイプ、前記バルク領域は、第２導電タイプであり、前記第１導電タイプと前記第２導電タイプとは、反対である、半導体デバイス。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記チャネルドレイン領域のドープ濃度は、前記ドリフト領域のドープ濃度よりも大きい、請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項３】
前記バルク領域の第１部分と第２部分と第３部分とは、前記トレンチゲート構造の幅方向に沿って順に隣接し、
前記バルク領域の第２部分は、それぞれ前記トレンチゲート構造の第２側壁と前記ドリフト領域に隣接し、
前記バルク領域の第３部分は、前記トレンチゲート構造の底面から前記第２表面の方向に向かって延在し、前記ドリフト領域に隣接し、
前記チャネルドレイン領域と前記バルク領域の第３部分とは、前記ドリフト領域によって分離され、
前記第１側壁は、前記第２側壁と対向する、請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項４】
前記バルク領域の第２部分は、接続される第１サブ領域と第２サブ領域とを含み、
前記第１サブ領域は、前記バルク領域の第１部分に隣接し、前記第２サブ領域は、前記バルク領域の第３部分に隣接し、
前記チャネルドレイン領域の前記第２表面の方向に向かうエッジから前記第１表面までの距離は、第１距離であり、
前記第１サブ領域の前記第２表面の方向に向かうエッジから前記第１表面までの距離は、第２距離であり、
前記第２サブ領域の前記第２表面の方向に向かうエッジから前記第１表面までの距離は、第３距離であり、
前記第３距離は、前記第１距離よりも大きく、前記第１距離は、前記第２距離よりも大きく、それにより前記チャネルドレイン領域と前記第２サブ領域とは、前記トレンチゲート構造の幅方向に沿って前記ドリフト領域によって分離される、請求項３に記載の半導体デバイス。
【請求項５】
前記バルク領域の第２部分と第３部分との前記第２表面の方向に向かうエッジは、接続される、請求項１～４のいずれか１項に記載の半導体デバイス。
【請求項６】
前記チャネルドレイン領域の前記第２表面の方向に向かうエッジから前記第１表面までの距離は、第１距離であり、
前記トレンチゲート構造の底面から前記第１表面までの距離は、第４距離であり、
前記第１距離は、前記第４距離以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載の半導体デバイス。
【請求項７】
前記チャネルドレイン領域の前記第２表面の方向に向かうエッジから前記第１表面までの距離は、第１距離であり、
前記トレンチゲート構造の底面から前記第１表面までの距離は、第４距離であり、
前記第１距離は、前記第４距離よりも大きく、且つ前記チャネルドレイン領域は、前記トレンチゲート構造の底面の一部に隣接する、請求項１～４のいずれか１項に記載の半導体デバイス。
【請求項８】
前記半導体層は、ボディコンタクト領域をさらに含み、前記ボディコンタクト領域は、前記第１表面から前記第２表面の方向に向かって延在し、且つ前記バルク領域に隣接し、
前記ボディコンタクト領域は、第２導電タイプである、請求項３又は４に記載の半導体デバイス。
【請求項９】
前記トレンチゲート構造の延在方向に沿って、前記ボディコンタクト領域の一部は、前記第２側壁に隣接し、前記ボディコンタクト領域の別の一部と前記第２側壁との間に隙間を有し、前記ボディコンタクト領域の前記第２側壁に隣接する部分と隙間を有する部分とは、前記トレンチゲート構造の延在方向に沿って交互に設置され、
又は、前記ボディコンタクト領域と前記第２側壁とは、いずれも前記バルク領域によって分離される、請求項８に記載の半導体デバイス。
【請求項１０】
前記ボディコンタクト領域と前記ソース領域とは、隣接し又は前記バルク領域によって分離される、請求項８に記載の半導体デバイス。
（【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】
本開示は、半導体デバイス構造の分野に関し、より具体的には、トレンチゲート構造を有する半導体デバイスに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
垂直トランジスタ構造は、平面トランジスタ構造と比較して、同じ面積でブロッキング電圧と導通抵抗との等化に有利である。同一のシステムでパワーデバイスモジュール又は複数のディスクリートデバイスを使用する場合、トランジスタデバイスとデバイスとの間の特性変化も集積システムのロバスト性の重要な考慮要素の１つである。製造過程で、トランジスタは、大量のプロセスステップと異なる製造機器を経なければならない。そのため、トランジスタのデバイス特性もデバイスによって異なり、集積度の増加に伴い、各デバイスの特性をより均一にすることが必要であり、その中で、チャネルの長さの均一性が重要なパラメータの１つである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記課題に鑑み、本開示の目的は、半導体デバイスを提供することであり、チャネルドレイン領域を設置することにより、半導体デバイスは、より良いチャネルの長さの変化制御性を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
半導体層とトレンチゲート構造とを含み、前記半導体層が対向する第１表面と第２表面とを有し、前記トレンチゲート構造の少なくとも一部が前記半導体層の前記第１表面のトレンチに位置する本開示の実施例による半導体デバイスであって、
前記半導体層は、
前記第１表面から前記第２表面の方向に向かって延在するソース領域と、
ドリフト領域とバルク領域であって、少なくとも一部の前記ドリフト領域が前記バルク領域と前記半導体層の第２表面との間に位置し、前記バルク領域の第１部分が前記ソース領域と前記ドリフト領域との間に位置するドリフト領域とバルク領域と、
チャネルドレイン領域であって、前記バルク領域の第１部分と前記ドリフト領域との間に位置し、それにより前記ソース領域と前記バルク領域の第１部分と前記チャネルドレイン領域とが前記第１表面から前記第２表面に向かう方向に沿って順に隣接し且ついずれも前記トレンチゲート構造の第１側壁に隣接するチャネルドレイン領域とを含み、
前記ソース領域、前記チャネルドレイン領域と前記ドリフト領域は、第１導電タイプ、前記バルク領域は、第２導電タイプであり、前記第１導電タイプと前記第２導電タイプとは、反対である。
【０００５】
選択的に、前記チャネルドレイン領域のドープ濃度は、前記ドリフト領域のドープ濃度よりも大きい。
【０００６】
選択的に、前記バルク領域の第１部分と第２部分と第３部分とは、前記トレンチゲート構造の幅方向に沿って順に隣接し、
前記バルク領域の第２部分は、それぞれ前記トレンチゲート構造の第２側壁と前記ドリフト領域に隣接し、
前記バルク領域の第３部分は、前記トレンチゲート構造の底面から前記第２表面の方向に向かって延在し、前記ドリフト領域に隣接し、
前記チャネルドレイン領域と前記バルク領域の第３部分とは、前記ドリフト領域によって分離され、
前記第１側壁は、前記第２側壁と対向する。
【０００７】
選択的に、前記バルク領域の第２部分は、接続される第１サブ領域と第２サブ領域とを含み、
前記第１サブ領域は、前記バルク領域の第１部分に隣接し、前記第２サブ領域は、前記バルク領域の第３部分に隣接し、
前記チャネルドレイン領域の前記第２表面の方向に向かうエッジから前記第１表面までの距離は、第１距離であり、
前記第１サブ領域の前記第２表面の方向に向かうエッジから前記第１表面までの距離は、第２距離であり、
前記第２サブ領域の前記第２表面の方向に向かうエッジから前記第１表面までの距離は、第３距離であり、
前記第３距離は、前記第１距離よりも大きく、前記第１距離は、前記第２距離よりも大きく、それにより前記チャネルドレイン領域と前記第２サブ領域とは、前記トレンチゲート構造の幅方向に沿って前記ドリフト領域によって分離される。
【０００８】
選択的に、前記バルク領域の第２部分と第３部分との前記第２表面の方向に向かうエッジは、接続される。
【０００９】
選択的に、前記チャネルドレイン領域の前記第２表面の方向に向かうエッジから前記第１表面までの距離は、第１距離であり、
前記トレンチゲート構造の底面から前記第１表面までの距離は、第４距離であり、
前記第１距離は、前記第４距離以下である。
【００１０】
選択的に、前記チャネルドレイン領域の前記第２表面の方向に向かうエッジから前記第１表面までの距離は、第１距離であり、
前記トレンチゲート構造の底面から前記第１表面までの距離は、第４距離であり、
前記第１距離は、前記第４距離よりも大きく、且つ前記チャネルドレイン領域は、前記トレンチゲート構造の底面の一部に隣接する。
（【００１１】以降は省略されています）

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