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公開番号2025175906
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-03
出願番号2024095852
出願日2024-06-13
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 20250101AFI20251126BHJP()
要約【課題】半導体層の第1表面に複数の凹みを設置することにより、単位面積当たりの導電層とソース領域のコンタクト面積を増大し、ソースコンタクト抵抗を低下させ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とを含むトレンチゲート構造と、導電層170と、を含み、半導体層は、対向する第1表面10と第2表面20とを有し、ソース領域130と、ボディ領域110と、ドリフト領域101と、を含む。トレンチゲート構造の少なくとも一部は、半導体層の第1表面のトレンチに位置し、ソース領域は、第1表面から第2表面の方向に向かって延在する。半導体層の第1表面は、複数の凹みを有し、導電層は、第1表面に隣接し、且つ、複数の凹みまで延在する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
半導体デバイスであって、半導体層と、トレンチゲート構造と、導電層とを含み、前記半導体層は、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は、前記半導体層の前記第１表面のトレンチに位置し、
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、
ドリフト領域とボディ領域とであって、少なくとも一部の前記ドリフト領域が前記ボディ領域と前記半導体層の第２表面との間に位置するドリフト領域とボディ領域とを含み、
前記ボディ領域の第１部分は、前記第１表面から前記第２表面に向かう方向に沿って前記ソース領域と前記ドリフト領域との間に位置し、前記ボディ領域の第１部分、前記ソース領域は、いずれも前記トレンチゲート構造の第１側壁に隣接し、
前記第１表面は、複数の凹みを有し、前記導電層は、前記第１表面に隣接し、且つ前記複数の凹みまで延在し、
前記ソース領域と前記ドリフト領域は、第１導電タイプであり、前記ボディ領域は、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】
前記凹みは、三日月形、テーパ形、多角形のうちの１つ又は組み合わせを呈する、請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項３】
前記凹みは、前記トレンチゲート構造の延在方向に沿って連続的に延在し、又は、
複数の前記凹みは、前記トレンチゲート構造の延在方向に沿って延在し、且つ少なくとも２つの前記凹みは、前記トレンチゲート構造の延在方向に沿って前記第１表面の平面によって分離される、請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項４】
２つの前記トレンチゲート構造の間において、前記凹みは、アレイ状に配列される、請求項３に記載の半導体デバイス。
【請求項５】
前記ボディ領域の第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、
前記ボディ領域の第１部分と第２部分は、２つの前記トレンチゲート構造の間に位置し、前記第１部分は、前記トレンチゲート構造の第１側壁に隣接し、前記第２部分は、前記トレンチゲート構造の第２側壁に近接し、前記第１側壁と前記第２側壁とは、対向し、
前記第３部分と前記第２部分は、同一の前記トレンチゲート構造に近接し、且つ前記第３部分は、前記トレンチゲート構造の底面と前記第２表面との間に位置し、前記第３部分と前記第１部分とは、前記ドリフト領域によって分離され、
前記第２部分は、前記第２側壁に隣接し、又は、前記第２部分と前記第２側壁とは、前記ドリフト領域によって分離される、請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項６】
前記ボディ領域の第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、又は、
前記トレンチゲート構造の少なくとも一部の底面と前記ボディ領域の第３部分とは、前記第１表面から前記第２表面に向かう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５に記載の半導体デバイス。
【請求項７】
前記ボディ領域の第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、
前記トレンチゲート構造の幅方向に沿って、前記第１サブ領域は、前記ボディ領域の第１部分に隣接し、前記第２サブ領域は、前記ボディ領域の第３部分に隣接し、
前記ボディ領域の第１部分の前記第２表面に向かう方向のエッジから前記第１表面までの距離は、第１距離、前記第１サブ領域の前記第２表面に向かう方向のエッジから前記第１表面までの距離は、第２距離、前記第２サブ領域の前記第２表面に向かう方向のエッジから前記第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２距離よりも大きく、前記第２距離は、前記第１距離よりも大きい、請求項６に記載の半導体デバイス。
【請求項８】
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２距離は、前記第４距離以上である、請求項７に記載の半導体デバイス。
【請求項９】
前記第２表面から前記第１表面に向かう方向に沿って、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、前記ボディ領域の第３部分と前記トレンチゲート構造の底面とが前記ドリフト領域によって分離される距離は、第５距離であり、
前記第４距離と前記第５距離の和は、前記第２距離に等しい、請求項７に記載の半導体デバイス。
【請求項１０】
前記ボディ領域の第２部分の前記第２表面に向かう方向のエッジと第３部分の前記第２表面に向かう方向のエッジとは、接続され、又は
前記第３部分の前記第２表面に向かう方向のエッジは、前記第２部分の前記第２表面に向かう方向のエッジよりも前記第２表面に近接する、請求項５～９のいずれか１項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、半導体デバイスの技術分野に関し、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 2,000 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に比べて、バリア電圧と導通抵抗とを同じ面積でバランスさせるのに有利である。パワートランジスタは、高いパワー密度と高い発熱量を維持するために、高いバリア電圧、低い導通抵抗、及び高い安定性／信頼性を必要とする。パワートランジスタにおけるセル数を拡大して生産性と歩留まりを向上させ、コストを低減すると、セル当たりの面積縮小によるソースコンタクト抵抗が増加し、これにより導通抵抗がより高くなり、且つ自己熱効果による信頼性が低下する。そのため、上記問題を改善するためには、デバイスを改良する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記問題に鑑み、本開示の目的は、導電層とソース領域のコンタクト面積を増加させることにより、ソースコンタクト抵抗を低下する、半導体デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示の実施例による半導体デバイスであって、半導体層と、トレンチゲート構造と、導電層とを含み、前記半導体層は、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は、前記半導体層の前記第１表面のトレンチに位置し、
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、
ドリフト領域とボディ領域とであって、少なくとも一部の前記ドリフト領域が前記ボディ領域と前記半導体層の第２表面との間に位置するドリフト領域とボディ領域とを含み、
前記ボディ領域の第１部分は、前記第１表面から前記第２表面に向かう方向に沿って前記ソース領域と前記ドリフト領域との間に位置し、前記ボディ領域の第１部分、前記ソース領域は、いずれも前記トレンチゲート構造の第１側壁に隣接し、
前記第１表面は、複数の凹みを有し、前記導電層は、前記第１表面に隣接し、且つ前記複数の凹みまで延在し、
前記ソース領域と前記ドリフト領域は、第１導電タイプであり、前記ボディ領域は、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】
選択的には、前記凹みは、三日月形、テーパ形、多角形のうちの１つ又は組み合わせを呈する。
【０００６】
選択的には、前記凹みは、前記トレンチゲート構造の延在方向に沿って連続的に延在し、又は、
複数の前記凹みは、前記トレンチゲート構造の延在方向に沿って延在し、且つ少なくとも２つの前記凹みは、前記トレンチゲート構造の延在方向に沿って前記第１表面の平面によって分離される。
【０００７】
２つの前記トレンチゲート構造の間において、前記凹みは、アレイ状に配列される。
【０００８】
選択的には、前記ボディ領域の第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、
前記ボディ領域の第１部分と第２部分は、２つの前記トレンチゲート構造の間に位置し、前記第１部分は、前記トレンチゲート構造の第１側壁に隣接し、前記第２部分は、前記トレンチゲート構造の第２側壁に近接し、前記第１側壁と前記第２側壁とは、対向し、
前記第３部分と前記第２部分は、同一の前記トレンチゲート構造に近接し、且つ前記第３部分は、前記トレンチゲート構造の底面と前記第２表面との間に位置し、前記第３部分と前記第１部分とは、前記ドリフト領域によって分離され、
前記第２部分は、前記第２側壁に隣接し、又は、前記第２部分と前記第２側壁とは、前記ドリフト領域によって分離される。
【０００９】
選択的には、前記ボディ領域の第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、又は、
前記トレンチゲート構造の少なくとも一部の底面と前記ボディ領域の第３部分とは、前記第１表面から前記第２表面に向かう方向に沿って前記ドリフト領域によって分離される。
【００１０】
選択的には、前記ボディ領域の第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、
前記トレンチゲート構造の幅方向に沿って、前記第１サブ領域は、前記ボディ領域の第１部分に隣接し、前記第２サブ領域は、前記ボディ領域の第３部分に隣接し、
前記ボディ領域の第１部分の前記第２表面に向かう方向のエッジから前記第１表面までの距離は、第１距離、前記第１サブ領域の前記第２表面に向かう方向のエッジから前記第１表面までの距離は、第２距離、前記第２サブ領域の前記第２表面に向かう方向のエッジから前記第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２距離よりも大きく、前記第２距離は、前記第１距離よりも大きい。
（【００１１】以降は省略されています）

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