特開2020-202404IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

この発明は、ワイドバンドギャップ半導体縦型MOSFET等の半導体装置およびその製造方法

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】簡単な構造で耐圧を向上させることができ、かつ終端構造部の長さを短縮できる。
【解決手段】半導体装置は、電流が流れる活性領域102と、活性領域102の外側に配置され、耐圧構造が形成された終端構造部101とを有する。終端構造部101には、第1導電型の高濃度の半導体基板2のおもて面に形成された低濃度の第1導電型の低濃度半導体層1と、活性領域102内の第2導電型の半導体層、もしくはソース電極と接する第2導電型の半導体層3と、低濃度半導体層1に囲まれた第2導電型の埋込半導体層8と、を有する。
【選択図】図9

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

図17は、従来の半導体装置の終端構造部の構成を示す断面図である。従来の終端構造部101においてメサ部のように活性領域(活性部)102と高さが異なる領域でパターニングを実施する際に、フォトリソグラフィの焦点深度が異なるためにプロセス難易度が向上してしまう。このため、終端構造部101は活性部102と同じ高さにする方が好ましい。図17の半導体装置は、n+型炭化珪素基板2上に形成されたn-型炭化珪素エピタキシャル層1のおもて面側に形成されたp+型ベース層3、n+型チャネルストッパ領域4、層間絶縁膜5、第1JTE領域(p型層)6、第2JTE領域(p-型層)7を有している。 図18は、従来のメサ部を形成しない場合の半導体装置の終端構造部の構成を示す断面図である。終端構造部101と活性部102を同じ高さにした場合、活性部102端に形成されるp+型ベース層3のコーナー部に電界集中が生じて耐圧低下を招いてしまう。 図19は、従来の終端構造部のシミュレーションによる耐圧計算結果を示す図である。図19(a)は、1200V耐圧クラスの図17の終端構造部101の耐圧、図19(b)は、1200V耐圧クラスの図18の終端構造部101の耐圧を示す。図17の構造よりも図18の構造の方が耐圧低下していることがわかる。 また、終端構造部101を短くする目的においては、縦方向のp型層6,7ドーズ量を活性部102の端から素子端部に向けて濃度が低くなるように次第にグラデーションを設けることが好ましい。しかしながら、従来の終端構造部101で横方向グラデーションを実現する例として、空間変調構造を用いるとパターニング精度の関係でプロセスバラつきが生じやすくプロセス難易度が高くなる問題が生じる。 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、簡単な構造で耐圧を向上させることができ、かつ終端構造部の長さを短縮できる半導体装置およびその製造方法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、電流が流れる活性領域と、前記活性領域の外側に配置され、耐圧構造が形成された終端構造部と、を有する半導体装置であって、前記終端構造部には、第1導電型の高濃度の半導体基板のおもて面に形成された低濃度の第1導電型の低濃度半導体層と、前記活性領域内の第2導電型の半導体層、もしくはソース電極と接する第2導電型の半導体層と、・・・ 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および半導体装置の製造方法によれば、メサ部を設けない終端構造部の耐圧を向上させることができ、かつ終端構造部の横方向長さを短くできる効果を有する。

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】図1は、実施の形態1にかかる半導体装置の終端構造部の構成を示す断面図である。

【図2】図2は、実施の形態1の終端構造部のシミュレーションによる耐圧計算結果を示す図である。

【図3】図3は、実施の形態1にかかる半導体装置の活性部の構造例を示す断面図である。

【図4】図4は、実施の形態1にかかる半導体装置の終端構造部の製造工程を示す断面図である。(その1)

【図5】図5は、実施の形態1にかかる半導体装置の終端構造部の製造工程を示す断面図である。(その2)

【図6】図6は、実施の形態1にかかる半導体装置の終端構造部の製造工程を示す断面図である。(その3)

【図7】図7は、実施の形態1にかかる半導体装置の終端構造部の製造工程を示す断面図である。(その4)

【図8】図8は、実施の形態1にかかる半導体装置の終端構造部の製造工程を示す断面図である。(その5)

【図9】図9は、実施の形態2にかかる半導体装置の終端構造部の構成を示す断面図である。

【図10】図10は、実施の形態3にかかる半導体装置の終端構造部の構成を示す断面図である。

【図11】図11は、実施の形態4にかかる半導体装置の終端構造部の構成を示す断面図である。

【図12】図12は、実施の形態5にかかる半導体装置の終端構造部の構成を示す断面図である。

【図13】図13は、実施の形態6にかかる半導体装置の終端構造部の構成を示す断面図である。

【図14】図14は、実施の形態7にかかる半導体装置の終端構造部の構成を示す断面図である。

【図15】図15は、実施の形態8にかかる半導体装置の終端構造部の構成を示す断面図である。

【図16】図16は、実施の形態9にかかる半導体装置の終端構造部の構成を示す断面図である。

【図17】図17は、従来の半導体装置の終端構造部の構成を示す断面図である。

【図18】図18は、従来のメサ部を形成しない場合の半導体装置の終端構造部の構成を示す断面図である。

【図19】図19は、従来の終端構造部のシミュレーションによる耐圧計算結果を示す図である。

選択図 図9出願人が指定した本件の代表的な図

1(1a,1b、1c) n-型炭化珪素エピタキシャル層(n-層)   2 n+型炭化珪素基板   3(3a,3b、3c) p+ベース層(p+層)   4 n+型チャネルストッパ領域(n+層)   5 層間絶縁膜   6 第1JTE領域(p型層)   7 第2JTE領域(p-型層)   8 p型ガードリング領域(p+層)   9 第3JTE領域(p-層)   10 第4JTE領域(p-層)   12 第5JTE領域(p-層)   14 第6JTE領域(p-層)   15a,15b n型CSL領域(n層)   16 p型チャネル領域(p層)   17 n型ソース領域(n+層)   18 p型領域(p+層)   19 トレンチ   20 ゲート電極   21 層間絶縁膜   22 ソース電極

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