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公開番号2025101790
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-08
出願番号2023218802
出願日2023-12-26
発明の名称炭化珪素半導体装置
出願人住友電気工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H10D 30/66 20250101AFI20250701BHJP()
要約【課題】オン抵抗を低減する炭化珪素半導体装置を提供する。
【解決手段】炭化珪素半導体装置100において、第1主面1及び反対側の第2主面2を有する炭化珪素基板10は、第1導電型のドリフト領域11、ドリフト領域の上の第2導電型のボディ領域12及び第1導電型のソース領域13を有し、ドリフト領域に至る複数のゲートトレンチ5が設けられ、ゲートトレンチ内側のゲート絶縁膜81と炭化ケイ素基板との間のゲート絶縁膜の上に設けられたゲート電極82と、ゲート電極を覆い、複数のコンタクトホール90が設けられた層間絶縁膜83と、ソース電極60と、を有する。ゲートトレンチは、第1主面に平行な第1軸に沿って延び、第1主面に垂直な平面視で、複数の第1コンタクトホールは、第1軸に垂直な第2軸に沿って並び、第2軸に沿って隣り合う2個の第1コンタクトホールの間に、複数の第1ゲートトレンチ5Aが第2軸に沿って並ぶ。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
第１主面と、前記第１主面とは反対の第２主面とを有する炭化珪素基板を備え、
前記炭化珪素基板は、
第１導電型を有するドリフト領域と、
前記ドリフト領域の上に設けられ、前記第１導電型と異なる第２導電型を有するボディ領域と、
前記ドリフト領域から隔てられるように前記ボディ領域の上に設けられ、前記第１導電型を有するソース領域と、
を有し、
前記第１主面に、前記ソース領域および前記ボディ領域を貫通して前記ドリフト領域に至る側面と、前記側面と連なる底面とを備えた複数のゲートトレンチが設けられており、
前記ゲートトレンチの前記側面および前記底面に接するゲート絶縁膜と、
前記炭化珪素基板との間に前記ゲート絶縁膜を挟むように前記ゲート絶縁膜の上に設けられたゲート電極と、
前記ゲート電極を覆い、前記ソース領域に達する複数のコンタクトホールが設けられた層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜の上および前記コンタクトホール内に設けられ、前記ソース領域に電気的に接続されたソース電極と、
を有し、
前記ゲートトレンチは、前記第１主面に平行な第１軸に沿って延び、
前記第１主面に垂直な平面視で、
複数の前記コンタクトホールのうちの複数の第１コンタクトホールは、前記第１軸に垂直な第２軸に沿って並び、
前記第２軸に沿って隣り合う２個の前記第１コンタクトホールの間に、複数の前記ゲートトレンチのうちの複数の第１ゲートトレンチが前記第２軸に沿って並ぶ、炭化珪素半導体装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
複数の前記第１コンタクトホールは、前記第２軸に沿って一定のピッチで設けられている、請求項１に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項３】
前記ボディ領域の下に設けられ、前記ボディ領域に接し、前記第２導電型を有するシールド領域を有し、
前記シールド領域は、前記平面視で前記第１コンタクトホールと重なる、請求項１または請求項２に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項４】
前記炭化珪素基板は、複数の前記第１ゲートトレンチの前記底面と前記第２主面との間に設けられ、前記第２導電型を有する電界緩和領域を有する、請求項１または請求項２に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項５】
前記炭化珪素基板は、複数の前記第１ゲートトレンチ毎に前記底面と前記第２主面との間に設けられ、前記第２導電型を有する複数の電界緩和領域を有する、請求項１または請求項２に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項６】
前記ゲート電極は、
各々が複数の前記第１ゲートトレンチ内にある複数の電位制御部と、
隣り合う前記電位制御部を連結する連結部と、
を有する、請求項１または請求項２に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項７】
複数の前記コンタクトホールのうちの複数の第２コンタクトホールは、前記第２軸に沿って並び、
前記第２軸に沿って隣り合う２個の前記第２コンタクトホールの間に、複数の前記ゲートトレンチのうちの複数の第２ゲートトレンチが前記第２軸に沿って並び、
複数の前記第１コンタクトホールと複数の前記第２コンタクトホールとは、前記第１軸に沿って並び、
複数の前記第１ゲートトレンチと複数の前記第２ゲートトレンチとは、前記第１軸に沿って並ぶ、請求項１または請求項２に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項８】
前記第１コンタクトホールと前記第２コンタクトホールとは、互いにつながっている、請求項７に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項９】
前記第１軸に垂直な断面視で、前記底面を含む仮想平面と前記側面との間の角度は、４５°以上６５°以下である、請求項１または請求項２に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項１０】
前記ゲートトレンチの前記側面は、｛０－３３－８｝面を含む、請求項１または請求項２に記載の炭化珪素半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、炭化珪素半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
炭化珪素半導体装置の一つとして、トレンチ型ＭＯＳＦＥＴ（ｍｅｔａｌｏｘｉｄｅｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｆｉｅｌｄｅｆｆｅｃｔｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－１６１２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、更なるオン抵抗の低減の要請が高まっている。
【０００５】
本開示は、オン抵抗を低減できる炭化珪素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】
【０００６】
本開示の炭化珪素半導体装置は、第１主面と、前記第１主面とは反対の第２主面とを有する炭化珪素基板を備え、前記炭化珪素基板は、第１導電型を有するドリフト領域と、前記ドリフト領域の上に設けられ、前記第１導電型と異なる第２導電型を有するボディ領域と、前記ドリフト領域から隔てられるように前記ボディ領域の上に設けられ、前記第１導電型を有するソース領域と、を有し、前記第１主面に、前記ソース領域および前記ボディ領域を貫通して前記ドリフト領域に至る側面と、前記側面と連なる底面とを備えた複数のゲートトレンチが設けられており、前記ゲートトレンチの前記側面および前記底面に接するゲート絶縁膜と、前記炭化珪素基板との間に前記ゲート絶縁膜を挟むように前記ゲート絶縁膜の上に設けられたゲート電極と、前記ゲート電極を覆い、前記ソース領域に達する複数のコンタクトホールが設けられた層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜の上および前記コンタクトホール内に設けられ、前記ソース領域に電気的に接続されたソース電極と、を有し、前記ゲートトレンチは、前記第１主面に平行な第１軸に沿って延び、前記第１主面に垂直な平面視で、複数の前記コンタクトホールのうちの複数の第１コンタクトホールは、前記第１軸に垂直な第２軸に沿って並び、前記第２軸に沿って隣り合う２個の前記第１コンタクトホールの間に、複数の前記ゲートトレンチのうちの複数の第１ゲートトレンチが前記第２軸に沿って並ぶ。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、オン抵抗を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、第１実施形態に係る炭化珪素半導体装置における層間絶縁膜および第１主面の構成を示す図である。
図２は、第１実施形態に係る炭化珪素半導体装置の構成を示す断面図である。
図３は、第２実施形態に係る炭化珪素半導体装置の構成を示す断面図（その１）である。
図４は、第２実施形態に係る炭化珪素半導体装置の構成を示す断面図（その２）である。
図５は、第２実施形態に係る炭化珪素半導体装置の構成を示す断面図（その３）である。
図６は、第３実施形態に係る炭化珪素半導体装置の構成を示す断面図（その１）である。
図７は、第３実施形態に係る炭化珪素半導体装置の構成を示す断面図（その２）である。
図８は、第３実施形態に係る炭化珪素半導体装置の構成を示す断面図（その３）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施するための形態について、以下に説明する。
【００１０】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。以下の説明では、同一または対応する要素には同一の符号を付し、それらについて同じ説明は繰り返さない。本明細書中の結晶学的記載においては、個別方位を［］、集合方位を＜＞、個別面を（）、集合面を｛｝でそれぞれ示している。また結晶学上の指数が負であることは、通常、"－"（バー）を数字の上に付すことによって表現されるが、本開示では数字の前に負の符号を付している。また、以下の説明では、ＸＹＺ直交座標系を用いるが、当該座標系は、説明のために定めるものであって、炭化珪素半導体装置の姿勢について限定するものではない。また、ＸＹ面視を平面視といい、任意の点からみて、＋Ｚ方向を上方、上側または上ということがあり、－Ｚ方向を下方、下側または下ということがある。
（【００１１】以降は省略されています）

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