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公開番号2025142269
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-30
出願番号2025125350,2025522996
出願日2025-07-28,2024-02-15
発明の名称半導体装置及び半導体装置の製造方法
出願人三菱電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H10D 30/66 20250101AFI20250919BHJP()
要約【課題】半導体装置の絶縁信頼性を高めることが可能な技術を提供することを目的とする。
【解決手段】半導体装置は、ウェル領域上に設けられた第1導電型の不純物領域と、不純物領域の上面からウェル領域を貫通してドリフト層まで達するトレンチの内側の絶縁膜上に設けられた電極と、電極上に設けられた層間絶縁膜とを備え、絶縁膜のうち不純物領域と対向する端部である絶縁膜端部、及び、電極のうち不純物領域と対向する端部である電極端部は、不純物領域の上面よりも低い。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
第１導電型のドリフト層と、
前記ドリフト層上に設けられた第２導電型のウェル領域と、
前記ウェル領域上に設けられた前記第１導電型の不純物領域と、
前記不純物領域の上面から前記ウェル領域を貫通して前記ドリフト層まで達するゲートトレンチの内側の絶縁膜上に設けられた電極と、
前記電極上に設けられた層間絶縁膜と
を備え、
前記ゲートトレンチの内側の前記絶縁膜のうち前記不純物領域と対向する端部である絶縁膜端部、及び、前記ゲートトレンチの内側の前記電極のうち前記不純物領域と対向する端部である電極端部は、前記不純物領域の前記上面よりも低く、
活性領域に設けられた前記ゲートトレンチは、終端領域に設けられ、平面視で周期構造を有さない外部トレンチと互いに直接つながっている、半導体装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置であって、
前記ゲートトレンチの内側の前記絶縁膜上に設けられた前記電極と電気的に接続され、前記外部トレンチの内側の絶縁膜上に設けられた電極は、前記不純物領域の前記上面よりも高い部位を含む、半導体装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の半導体装置であって、
前記外部トレンチの前記電極上に設けられた前記層間絶縁膜は、前記外部トレンチの内側と外側とに跨って設けられている、半導体装置。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体装置であって、
前記外部トレンチの前記電極上に設けられた前記層間絶縁膜は、前記不純物領域上にも設けられている、半導体装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の半導体装置であって、
前記外部トレンチの前記電極上に設けられた前記層間絶縁膜上に、前記外部トレンチの内側と外側とに跨がって設けられたゲート配線電極をさらに備え、
前記ゲート配線電極は、前記層間絶縁膜から露出された前記外部トレンチの前記電極と接続されている、半導体装置。
【請求項６】
請求項１に記載の半導体装置であって、
前記ゲートトレンチの前記電極上に設けられた前記層間絶縁膜上に設けられたゲート配線電極をさらに備え、
前記ゲート配線電極は、前記層間絶縁膜から露出された前記ゲートトレンチの前記電極と接続されている、半導体装置。
【請求項７】
請求項１に記載の半導体装置であって、
前記ゲートトレンチの前記電極上に設けられた前記層間絶縁膜のうち前記不純物領域と対向する端部である層間膜端部は、前記不純物領域の前記上面よりも低い、半導体装置。
【請求項８】
請求項１に記載の半導体装置であって、
前記ゲートトレンチの前記電極上に設けられた前記層間絶縁膜のうち前記不純物領域と対向する端部である層間膜端部の一部は、前記不純物領域の前記上面よりも高い部分を含む、半導体装置。
【請求項９】
請求項１または請求項７に記載の半導体装置であって、
前記層間絶縁膜は複数層からなる、半導体装置。
【請求項１０】
第１導電型のドリフト層と、
前記ドリフト層上に設けられた第２導電型のウェル領域と、
前記ウェル領域上に設けられた前記第１導電型の不純物領域と、
前記不純物領域の上面から前記ウェル領域を貫通して前記ドリフト層まで達するゲートトレンチの内側の絶縁膜上に設けられた電極と、
前記電極上に設けられた層間絶縁膜と
を備え、
前記ゲートトレンチの内側の前記絶縁膜のうち前記不純物領域と対向する端部である絶縁膜端部、及び、前記ゲートトレンチの内側の前記電極のうち前記不純物領域と対向する端部である電極端部は、前記不純物領域の前記上面よりも低く、
断面視において、前記ゲートトレンチの側面と前記不純物領域の前記上面との間に凹部が設けられ、
活性領域に設けられた前記ゲートトレンチは、終端領域に設けられ、平面視で周期構造を有さない外部トレンチと互いに直接つながっている、半導体装置。
（【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、半導体装置及び半導体装置の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、終端構造のトレンチの深さを、活性領域のトレンチの深さと同じにして、ドリフト層内での空乏層の深さを揃えることによって、半導体装置の耐圧低下を抑制する技術が提案されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１４－１６５３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術では、トレンチを形成するエッチング条件によって、トレンチ上部のゲート絶縁膜の状態が悪くなる場合がある。そのような場合に半導体装置を動作させると、トレンチ上部のゲート絶縁膜が劣化して、半導体装置の絶縁信頼性が低下することがあった。
【０００５】
そこで、本開示は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、半導体装置の絶縁信頼性を高めることが可能な技術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】
本開示に係る第１の半導体装置は、第１導電型のドリフト層と、前記ドリフト層上に設けられた第２導電型のウェル領域と、前記ウェル領域上に設けられた前記第１導電型の不純物領域と、前記不純物領域の上面から前記ウェル領域を貫通して前記ドリフト層まで達するゲートトレンチの内側の絶縁膜上に設けられた電極と、前記電極上に設けられた層間絶縁膜とを備え、前記ゲートトレンチの内側の前記絶縁膜のうち前記不純物領域と対向する端部である絶縁膜端部、及び、前記ゲートトレンチの内側の前記電極のうち前記不純物領域と対向する端部である電極端部は、前記不純物領域の前記上面よりも低く、活性領域に設けられた前記ゲートトレンチは、終端領域に設けられ、平面視で周期構造を有さない外部トレンチと互いに直接つながっている。
【０００７】
本開示に係る第２の半導体装置は、第１導電型のドリフト層と、前記ドリフト層上に設けられた第２導電型のウェル領域と、前記ウェル領域上に設けられた前記第１導電型の不純物領域と、前記不純物領域の上面から前記ウェル領域を貫通して前記ドリフト層まで達するゲートトレンチの内側の絶縁膜上に設けられた電極と、前記電極上に設けられた層間絶縁膜とを備え、前記ゲートトレンチの内側の前記絶縁膜のうち前記不純物領域と対向する端部である絶縁膜端部、及び、前記ゲートトレンチの内側の前記電極のうち前記不純物領域と対向する端部である電極端部は、前記不純物領域の前記上面よりも低く、断面視において、前記ゲートトレンチの側面と前記不純物領域の前記上面との間に凹部が設けられ、活性領域に設けられた前記ゲートトレンチは、終端領域に設けられ、平面視で周期構造を有さない外部トレンチと互いに直接つながっている。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、絶縁膜端部及び電極端部は、不純物領域の上面よりも低い。このような構成によれば、半導体装置の絶縁信頼性を高めることができる。
【０００９】
本開示の目的、特徴、局面及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す平面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の製造工程を示すフローチャートである。
実施の形態１の変形例１に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
実施の形態１の変形例１に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
実施の形態１の変形例２に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
実施の形態１の変形例２に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
実施の形態２に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
実施の形態３に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
実施の形態３の変形例１に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
実施の形態４に係る半導体装置の構成を示す平面図である。
実施の形態４に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
実施の形態４の変形例１に係る半導体装置の構成を示す平面図である。
実施の形態４の変形例１に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
実施の形態５に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
【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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