特開2016-207876IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

この発明は、半導体装置

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】オン抵抗を低減させることができる半導体装置を提供すること。
【解決手段】並列pn層5の表面層に、互いに離してプレーナゲート構造のソース部およびドレイン部が設けられている。ソース部のp型ベース領域6およびn+型ソース領域7、ドレイン部のn+型ドレイン領域10は、同じ第1方向xに延びる直線状の平面レイアウトに配置される。並列pn層5は、n型ドリフト領域3およびp型仕切領域4を第1方向xに交互に繰り返し配置してなる。また、ソース部には、トレンチ20、第2ゲート絶縁膜21および第2ゲート電極22からなるトレンチゲート構造が設けられている。トレンチ20は、p型ベース領域6およびn+型ソース領域7を貫通して並列pn層5のn型ドリフト領域3に達する。トレンチ20の第1方向xの幅d2は、n型ドリフト領域3およびp型仕切領域4の繰り返しピッチDSJよりも狭い。
【選択図】図1

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

しかしながら、n型ドリフト領域103およびp型仕切領域104の第1方向xの幅dは、プロセスのデザインルール(設計基準)により物理的に制約されてしまうため、狭くすることに限界がある。このため、オン抵抗を低減するためには並列pn層105の厚さTSJを厚くすることが有効となるが、図9,10に示す従来の横型超接合MOSFETでは、例えば非特許文献1の中で報告されるように、並列pn層105の厚さTSJを厚くしたとしても、オン抵抗(ドリフト抵抗)はほとんど低減されない。この理由は、p型ベース領域106の反転層からn+型ドレイン領域110まで流れる電子電流の経路が、並列pn層105の、チップおもて面側の短い幅WSJの活性部ドリフト領域103cに集中して流れるからである。 この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、オン抵抗を低減させることが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[発明の詳細な説明]から抜粋

上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、この発明にかかる半導体装置は、半導体基板の第1主面に互いに離して設けられた第1電極および第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に設けられた並列pn層と、を備えた横型の半導体装置であって、次の特徴を有する。前記並列pn層は、第1導電型領域および第2導電型領域を前記第1主面に平行で、かつオン状態のときに前記第2電極から前記第1電極に向って前・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明にかかる半導体装置によれば、オン状態のときに、第1導電型領域の、第2絶縁膜を挟んで第2ゲート電極に対向する部分にも電子蓄積層を形成することができ、第1導電型領域の深さ方向に電子電流を広げることができるため、オン抵抗を低減させるという効果を奏する。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】実施の形態1にかかる半導体装置の構造を示す鳥瞰図である。

【図2A】図1の切断線A−A’における断面構造を示す断面図である。

【図2B】図1の切断線B−B’における断面構造を示す断面図である。

【図3】実施の形態1にかかる半導体装置のオン抵抗成分分布を示す特性図である。

【図4】従来の半導体装置のオン抵抗成分分布を示す特性図である。

【図5】実施の形態1にかかる半導体装置のオン状態の電子電流密度分布を示す特性図である。

【図6】従来の半導体装置のオン状態の電子電流密度分布を示す特性図である。

【図7】実施の形態2にかかる半導体装置の構造を示す鳥瞰図である。

【図8】図7の切断線E−E’における断面構造を示す断面図である。

【図9】一般的な横型超接合MOSFETの構造を示す鳥瞰図である。

【図10】図9の切断線AA−AA’における断面構造を示す断面図である。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

1 p-型半導体基板   2 BOX層   3,3a n型ドリフト領域   3b プレーナゲート構造による電子蓄積層   3c 活性部ドリフト領域   4,4a p型仕切領域   5 並列pn層   6 p型ベース領域   7 n+型ソース領域   8 p+型コンタクト領域   9 n型バッファー領域   10 n+型ドレイン領域   11 第1ゲート絶縁膜   12 第1ゲート電極   20,50 トレンチ   21,51 第2ゲート絶縁膜   22,52 第2ゲート電極   d1 n型ドリフト領域およびp型仕切領域の第1方向の幅   d2 トレンチの第1方向の幅   D n型ドリフト領域およびp型仕切領域の繰り返しピッチ   TSJ 並列pn層の厚さ   WSJ 活性部ドリフト領域の第2方向の幅   x 第1方向(横方向)   y 第2方向(第1方向と直交する横方向)   z 深さ方向(縦方向)

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