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公開番号2025104939
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-10
出願番号2023223136
出願日2023-12-28
発明の名称半導体装置
出願人株式会社デンソー,トヨタ自動車株式会社,株式会社ミライズテクノロジーズ
代理人弁理士法人ゆうあい特許事務所
主分類H10D 30/66 20250101AFI20250703BHJP()
要約【課題】絶縁膜が破壊されることを抑制する。
【解決手段】絶縁膜120は、アクティブ領域Ra側からアクティブ領域Raと反対側に向かって厚みが徐々に厚くなる傾斜部122を有し、半導体基板100側と反対側の一面120aに、絶縁膜120の厚みが厚くなり始める角部121aが構成され、ゲート電極109は、アクティブ領域Raから外周領域Rbまで引き出され、絶縁膜120のうちの傾斜部122上にも配置されており、半導体基板100の外周領域Rbは、第1導電型の第1半導体層102と、第2導電型の第2半導体層104とが積層された部分を有し、絶縁膜120は、第2半導体層104上に配置され、第2半導体層104のうちの角部121aと対応する位置には、第1導電型とされ、第2半導体層104との間で空乏層が構成される迂回層116が形成されている。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
スイッチング素子が形成されたアクティブ領域（Ｒａ）と、前記アクティブ領域の外周を囲む外周領域（Ｒｂ）とを有する半導体装置であって、
前記アクティブ領域および前記外周領域を有する半導体基板（１００）と、
前記アクティブ領域に形成され、一方向を長手方向としたゲート電極（１０９）を有する前記スイッチング素子と、
前記外周領域に形成された絶縁膜（１２０）と、を備え、
前記絶縁膜は、前記アクティブ領域側から前記アクティブ領域と反対側に向かって厚みが徐々に厚くなる傾斜部（１２２）を有し、前記半導体基板側と反対側の一面（１２０ａ）に、前記絶縁膜の厚みが厚くなり始める角部（１２１ａ）が構成され、
前記ゲート電極は、前記アクティブ領域から前記外周領域まで引き出され、前記絶縁膜のうちの前記傾斜部上にも配置されており、
前記半導体基板の外周領域は、第１導電型の第１半導体層（１０２）と、第２導電型の第２半導体層（１０４）とが積層された部分を有し、
前記絶縁膜は、前記第２半導体層上に配置され、
前記第２半導体層のうちの前記角部と対応する位置には、第１導電型とされ、前記第２半導体層との間で空乏層が構成される迂回層（１１６）が形成されている半導体装置。
続きを表示（約 610 文字）【請求項２】
前記迂回層は、前記角部を通り、前記半導体基板の面方向に対する法線方向に沿った仮想線（Ｋ）から、前記アクティブ領域側の端部までの幅（Ｗ１）が、前記第２半導体層および前記迂回層の不純物濃度に基づいて導出される空乏層幅（Ｗｄｅｐｌ）とされている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記迂回層は、前記角部を通り、前記半導体基板の面方向に対する法線方向に沿った仮想線（Ｋ）から、前記アクティブ領域側と反対側の端部までの幅（Ｗ２）が、前記第２半導体層および前記迂回層の不純物濃度に基づいて導出される空乏層幅（Ｗｄｅｐｌ）とされている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記迂回層は、深さ（ｄ）が、前記第２半導体層および前記迂回層の不純物濃度に基づいて導出される空乏層幅（Ｗｄｅｐｌ）とされている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記スイッチング素子は、前記第１半導体層と、前記第１半導体層上に配置された前記第２半導体層と、前記第２半導体層の表層部に形成された第１導電型の第３半導体層（１０５）と、前記第１半導体層と前記第３半導体層との間に挟まれた前記第２半導体層の表面上に配置された前記ゲート電極と、を備え、
前記迂回層は、前記第３半導体層の不純物濃度以上の不純物濃度とされている請求項１ないし４のいずれか１つに記載の半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ゲート電極を有するスイッチング素子を備えた半導体装置に関するものである。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、特許文献１には、ゲート電極を有するスイッチング素子を備えた半導体装置が提案されている。具体的には、この半導体装置は、半導体基板を用いて構成され、ゲート電極を有するスイッチング素子が構成されるアクティブ領域、およびアクティブ領域を囲む外周領域を有している。そして、外周領域では、半導体基板の一面上に絶縁膜が形成され、絶縁膜上までゲート電極が延設されている。
【０００３】
具体的には、絶縁膜のうちのアクティブ領域側の部分は、アクティブ領域側と反対側に向かって徐々に厚さが厚くなる傾斜部が形成されている。そして、ゲート電極は、傾斜部上を伝って絶縁膜の厚さが厚い部分まで延設されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２３－２２５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような半導体装置では、絶縁膜のうちの傾斜部における厚みが厚くなり始める部分に角部が構成される。このため、半導体装置をオン状態からオフ状態にする等のスイッチングを行った際、絶縁膜のうちの角部に大きな電界が印加され、絶縁膜が破壊される可能性がある。
【０００６】
本開示は、絶縁膜が破壊されることを抑制できる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】
【０００７】
本開示の１つの観点によれば、スイッチング素子が形成されたアクティブ領域（Ｒａ）と、アクティブ領域の外周を囲む外周領域（Ｒｂ）とを有する半導体装置であって、アクティブ領域および外周領域を有する半導体基板（１００）と、アクティブ領域に形成され、一方向を長手方向としたゲート電極（１０９）を有するスイッチング素子と、外周領域に形成された絶縁膜（１２０）と、を備え、絶縁膜は、アクティブ領域側からアクティブ領域と反対側に向かって厚みが徐々に厚くなる傾斜部（１２２）を有し、半導体基板側と反対側の一面（１２０ａ）に、絶縁膜の厚みが厚くなり始める角部（１２１ａ）が構成され、ゲート電極は、アクティブ領域から外周領域まで引き出され、絶縁膜のうちの傾斜部上にも配置されており、半導体基板の外周領域は、第１導電型の第１半導体層（１０２）と、第２導電型の第２半導体層（１０４）とが積層された部分を有し、絶縁膜は、第２半導体層上に配置され、第２半導体層のうちの角部と対応する位置には、第１導電型とされ、第２半導体層との間で空乏層が構成される迂回層（１１６）が形成されている。
【０００８】
これによれば、外周領域の第２半導体層には、角部と対応する位置に、空乏層が構成される迂回層が形成されている。このため、半導体装置をオン状態からオフ状態にする等のスイッチングを行った際に流れる変位電流が迂回層を回り込むように流れる。したがって、絶縁膜の角部の電界が高くなることを抑制でき、絶縁膜が破壊されることを抑制できる。
【０００９】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１実施形態における半導体装置の平面図である。
図１中のII－II線に沿った断面図である。
図１中のIII－III線に沿った断面図である。
図３中の領域IVの拡大図である。
比較例の半導体装置における変位電流を示す模式図である。
本実施形態の半導体装置における変位電流を示す模式図である。
第２実施形態における半導体装置の断面図である。
第３実施形態における傾斜部近傍の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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