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公開番号2025175907
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-03
出願番号2024095853
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表面にコンタクト層であるヘテロエピタキシャル層を設置し、導電層がコンタクト層を介してソース領域と電気的な接続を形成し、それによって、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し、コンタクト層190は、半導体層のヘテロエピタキシャル層であり、半導体層の第1表面を被覆し、導電層は、コンタクト層に隣接し、コンタクト層を介してソース領域に電気的に接続される。
【選択図】図2
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、コンタクト層と、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の第１側壁に隣接し、
前記コンタクト層は、前記半導体層のヘテロエピタキシャル層であり、前記半導体層の第１表面に位置し、且つ前記ソース領域に隣接し、
前記導電層は、前記コンタクト層に隣接し、前記コンタクト層を介して前記ソース領域に電気的に接続され、
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 1,500 文字）【請求項２】
前記半導体層は、ＳｉＣ半導体層を含み、前記コンタクト層は、Ｓｉ層、ＳｉＧｅ層、ＧａＮ層、ＧａＡｓ層のうちの１つ又は複数を含む、請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項３】
前記コンタクト層の厚さは、１つ又は複数の原子層の厚さを含む、請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項４】
前記コンタクト層は、結晶構造である、請求項１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 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
炭化ケイ素（ＳｉＣ）半導体デバイスは、スイッチング速度が速く、パワー密度が高いなどの利点があり、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。現在、ＳｉＣパワーデバイスのソースコンタクト抵抗が大きく、コンタクト抵抗の自己加熱効果により半導体デバイスの信頼性を低下する。
【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、コンタクト層を設置す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、コンタクト層と、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の第１側壁に隣接し、
前記コンタクト層は、前記半導体層のヘテロエピタキシャル層であり、前記半導体層の第１表面に位置し、且つ前記ソース領域に隣接し、
前記導電層は、前記コンタクト層に隣接し、前記コンタクト層を介して前記ソース領域に電気的に接続され、
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、前記半導体層は、ＳｉＣ半導体層を含み、前記コンタクト層は、Ｓｉ層、ＳｉＧｅ層、ＧａＮ層、ＧａＡｓ層のうちの１つ又は複数を含む。
【０００６】
選択的には、前記コンタクト層の厚さは、１つ又は複数の原子層の厚さを含む。
【０００７】
選択的には、前記コンタクト層は、結晶構造である。
【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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