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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024100109
(43)【公開日】2024-07-26
(54)【発明の名称】半導体装置
(51)【国際特許分類】
H01L 29/78 20060101AFI20240719BHJP
【ＦＩ】
H01L29/78 652D
H01L29/78 652F
H01L29/78 652S
H01L29/78 653A
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023003853
(22)【出願日】2023-01-13
(71)【出願人】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(71)【出願人】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】520124752
【氏名又は名称】株式会社ミライズテクノロジーズ
(74)【代理人】
【識別番号】110001128
【氏名又は名称】弁理士法人ゆうあい特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】登尾 正人
(57)【要約】
【課題】オン抵抗が増加することを抑制しつつ、コンタクト抵抗が増加することを抑制する。
【解決手段】第２不純物領域１７は、第１当接領域１７１の境界部１７１ａ、１７１ｂから他方のトレンチ１３に向かう部分が直線状部１７３ａ、１７３ｂとされ、第２当接領域１７２の境界部１７２ａ、１７２ｂから一方のトレンチ１３に向かう部分が直線状部１７４ａ、１７４ｂとされ、一方のトレンチ１３と第１当接領域と繋がる２つの直線状部１７３ａ、１７３ｂとの間における２つの角度θ１、θ２のうちの一方の角度が９０°未満とされると共に、他方の角度が９０°以下とされ、他方のトレンチ１３と第２当接領域１７２と繋がる２つの直線状部１７４ａ、１７４ｂとの間における２つの角度θ３、θ４のうちの一方の角度が９０°未満とされると共に、他方の角度が９０°以下とされる。
【選択図】図３
【解決手段】第２不純物領域１７は、第１当接領域１７１の境界部１７１ａ、１７１ｂから他方のトレンチ１３に向かう部分が直線状部１７３ａ、１７３ｂとされ、第２当接領域１７２の境界部１７２ａ、１７２ｂから一方のトレンチ１３に向かう部分が直線状部１７４ａ、１７４ｂとされ、一方のトレンチ１３と第１当接領域と繋がる２つの直線状部１７３ａ、１７３ｂとの間における２つの角度θ１、θ２のうちの一方の角度が９０°未満とされると共に、他方の角度が９０°以下とされ、他方のトレンチ１３と第２当接領域１７２と繋がる２つの直線状部１７４ａ、１７４ｂとの間における２つの角度θ３、θ４のうちの一方の角度が９０°未満とされると共に、他方の角度が９０°以下とされる。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
トレンチゲート構造を有する半導体装置であって、
第１導電型のドリフト層（１１）と、
前記ドリフト層上に配置された第２導電型のベース層（１２）と、
前記ドリフト層を挟み、前記ベース層と反対側に形成された第１導電型または２導電型の不純物層（２０）と、
前記ベース層を貫通すると共に、前記ドリフト層と前記ベース層との積層方向と交差する一方向を長手方向として延設されたトレンチ（１３）の壁面に形成されたゲート絶縁膜（１４）と、前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極（１５）と、を有する複数の前記トレンチゲート構造と、
前記ベース層の表層部に形成され、前記ドリフト層よりも高不純物濃度とされた第１導電型の第１不純物領域（１６）と、
前記ベース層の表層部に形成され、前記ベース層よりも高不純物濃度とされた第２導電型の第２不純物領域（１７）と、
前記第１不純物領域および前記第２不純物領域と電気的に接続される第１電極（１９）と、
前記不純物層と電気的に接続される第２電極（２１）と、を備え、
前記第１不純物領域および前記第２不純物領域は、前記トレンチの長手方向に沿って交互に形成され、
前記第２不純物領域は、前記ドリフト層と前記ベース層との積層方向において、
前記長手方向と交差する方向において隣合う前記トレンチの一方のトレンチと当接し、所定長さを有すると共に前記トレンチから離れる２つの境界部（１７１ａ、１７１ｂ）を有する第１当接領域（１７１）と、隣合う前記トレンチの他方のトレンチと当接し、所定長さを有すると共に前記トレンチから離れる２つの境界部（１７２ａ、１７２ｂ）を有する第２当接領域（１７２）と、を有し、
前記第１当接領域のそれぞれの境界部から前記他方のトレンチに向かう部分が直線状部（１７３ａ、１７３ｂ）とされていると共に、前記第２当接領域のそれぞれの境界部から前記一方のトレンチに向かう部分が直線状部（１７４ａ、１７４ｂ）とされ、
前記一方のトレンチと前記第１当接領域と繋がる２つの前記直線状部との間における２つの角度（θ１、θ２）のうちの一方の角度が９０°未満とされると共に、他方の角度が９０°以下とされ、
前記他方のトレンチと前記第２当接領域と繋がる２つの前記直線状部との間における２つの角度（θ３、θ４）のうちの一方の角度が９０°未満とされると共に、他方の角度が９０°以下とされている半導体装置。
第１導電型のドリフト層（１１）と、
前記ドリフト層上に配置された第２導電型のベース層（１２）と、
前記ドリフト層を挟み、前記ベース層と反対側に形成された第１導電型または２導電型の不純物層（２０）と、
前記ベース層を貫通すると共に、前記ドリフト層と前記ベース層との積層方向と交差する一方向を長手方向として延設されたトレンチ（１３）の壁面に形成されたゲート絶縁膜（１４）と、前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極（１５）と、を有する複数の前記トレンチゲート構造と、
前記ベース層の表層部に形成され、前記ドリフト層よりも高不純物濃度とされた第１導電型の第１不純物領域（１６）と、
前記ベース層の表層部に形成され、前記ベース層よりも高不純物濃度とされた第２導電型の第２不純物領域（１７）と、
前記第１不純物領域および前記第２不純物領域と電気的に接続される第１電極（１９）と、
前記不純物層と電気的に接続される第２電極（２１）と、を備え、
前記第１不純物領域および前記第２不純物領域は、前記トレンチの長手方向に沿って交互に形成され、
前記第２不純物領域は、前記ドリフト層と前記ベース層との積層方向において、
前記長手方向と交差する方向において隣合う前記トレンチの一方のトレンチと当接し、所定長さを有すると共に前記トレンチから離れる２つの境界部（１７１ａ、１７１ｂ）を有する第１当接領域（１７１）と、隣合う前記トレンチの他方のトレンチと当接し、所定長さを有すると共に前記トレンチから離れる２つの境界部（１７２ａ、１７２ｂ）を有する第２当接領域（１７２）と、を有し、
前記第１当接領域のそれぞれの境界部から前記他方のトレンチに向かう部分が直線状部（１７３ａ、１７３ｂ）とされていると共に、前記第２当接領域のそれぞれの境界部から前記一方のトレンチに向かう部分が直線状部（１７４ａ、１７４ｂ）とされ、
前記一方のトレンチと前記第１当接領域と繋がる２つの前記直線状部との間における２つの角度（θ１、θ２）のうちの一方の角度が９０°未満とされると共に、他方の角度が９０°以下とされ、
前記他方のトレンチと前記第２当接領域と繋がる２つの前記直線状部との間における２つの角度（θ３、θ４）のうちの一方の角度が９０°未満とされると共に、他方の角度が９０°以下とされている半導体装置。
【請求項2】
前記一方のトレンチと前記第１当接領域と繋がる２つの前記直線状部との間における２つの角度をθ１およびθ２とし、前記他方のトレンチと前記第２当接領域と繋がる前記直線状部との間における２つの角度をθ３およびθ４とすると、１／ｔａｎθ１＋１／ｔａｎθ２＝１／ｔａｎθ３＋１／ｔａｎθ４とされている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項3】
前記一方のトレンチと前記第１当接領域と繋がる２つの前記直線状部との間における２つの角度のうちの一方の角度と、前記他方のトレンチと前記第２当接領域と繋がる２つの前記直線状部との間における２つの角度のうちの一方の角度とが等しくされている請求項２に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、トレンチゲート構造を有する半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来より、トレンチゲート構造を有する半導体装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、この半導体装置は、ｎ－型のドリフト層を構成する半導体基板を有しており、ドリフト層上にベース層が形成されている。そして、半導体基板には、ベース層を貫通すると共に半導体基板の面方向における一方向を長手方向とした複数のトレンチが形成されている。各トレンチには、壁面を覆うようにゲート絶縁膜が形成されていると共に、ゲート絶縁膜上にゲート電極が形成されている。
【0003】
ベース層の表層部には、トレンチと接するように、ｎ＋型のソース領域およびｐ＋型のコンタクト領域が形成されている。つまり、ソース領域およびコンタクト領域は、トレンチの長手方向に沿って交互に形成されている。また、ソース領域およびコンタクト領域は、平面形状が矩形状とされている。
【0004】
半導体基板の一面側には、ソース領域およびコンタクト領域と接続される第１電極が配置され、半導体基板の他面側には、ドレイン層と接続される第２電極が配置されている。
【0005】
このような半導体装置は、ゲート電極に所定の閾値電圧以上の電圧が印加されると、ベース層のうちのトレンチと接する部分に反転層が形成される。そして、半導体装置は、第１電極からソース領域および反転層を通じてドレイン層に電流が流れることでオン状態となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２００３－３０３９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記の半導体装置では、トレンチと接する部分のコンタクト領域は電流経路とならないため、オン抵抗が増加し易くなる。このため、上記の半導体装置において、例えば、コンタクト領域におけるトレンチの長手方向に沿った長さを短くすることが考えられる。しかしながら、コンタクト領域におけるトレンチの長手方向に沿った長さを短くすると、コンタクト領域と第１電極との接続面積が小さくなる。したがって、この構成では、コンタクト抵抗が大きくなる。特に、半導体基板を炭化珪素で構成した場合には、コンタクト領域の抵抗が大きくなるため、コンタクト抵抗の増加の影響が大きくなり易い。
【0008】
本発明は上記点に鑑み、オン抵抗が増加することを抑制しつつ、コンタクト領域と第１電極とのコンタクト抵抗が増加す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】
【0009】
上記目的を達成するための請求項１では、トレンチゲート構造を有する半導体装置であって、第１導電型のドリフト層（１１）と、ドリフト層上に配置された第２導電型のベース層（１２）と、ドリフト層を挟み、ベース層と反対側に形成された第１導電型または２導電型の不純物層（２０）と、ベース層を貫通すると共に、ドリフト層とベース層との積層方向と交差する一方向を長手方向として延設されたトレンチ（１３）の壁面に形成されたゲート絶縁膜（１４）と、ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極（１５）と、を有する複数のトレンチゲート構造と、ベース層の表層部に形成され、ドリフト層よりも高不純物濃度とされた第１導電型の第１不純物領域（１６）と、ベース層の表層部に形成され、ベース層よりも高不純物濃度とされた第２導電型の第２不純物領域（１７）と、第１不純物領域および第２不純物領域と電気的に接続される第１電極（１９）と、不純物層と電気的に接続される第２電極（２１）と、を備えている。そして、半導体装置は、第１不純物領域および第２不純物領域は、トレンチの長手方向に沿って交互に形成され、第２不純物領域は、ドリフト層とベース層との積層方向において、長手方向と交差する方向において隣合うトレンチの一方のトレンチと当接し、所定長さを有すると共にトレンチから離れる２つの境界部（１７１ａ、１７１ｂ）を有する第１当接領域（１７１）と、隣合うトレンチの他方のトレンチと当接し、所定長さを有すると共にトレンチから離れる２つの境界部（１７２ａ、１７２ｂ）を有する第２当接領域（１７２）と、を有し、第１当接領域のそれぞれの境界部から他方のトレンチに向かう部分が直線状部（１７３ａ、１７３ｂ）とされていると共に、第２当接領域のそれぞれの境界部から一方のトレンチに向かう部分が直線状部（１７４ａ、１７４ｂ）とされ、一方のトレンチと第１当接領域と繋がる２つの直線状部との間における２つの角度（θ１、θ２）のうちの一方の角度が９０°未満とされると共に、他方の角度が９０°以下とされ、他方のトレンチと第２当接領域と繋がる２つの直線状部との間における２つの角度（θ３、θ４）のうちの一方の角度が９０°未満とされると共に、他方の角度が９０°以下とされている。
【0010】
これによれば、第２不純物領域における各角度が９０°とされている（すなわち、第２不純物領域が平面矩形状とされている）場合と比較して、当接領域の長さをを長くしなくても、ドレイン層とベース層との積層方向における第２不純物領域の面積を大きくできる。言い換えると、第２不純物領域における各角度が９０°とされている場合と比較して、当接領域の長さを短くした場合には、ドレイン層とベース層との積層方向における第２不純物領域の面積を確保し易くしつつ、オン抵抗を低減できる。したがって、この半導体装置では、オン抵抗が増加することを抑制しつつ、コンタクト抵抗が増加することを抑制できる。
【0011】
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】
【0012】
【図1】第１実施形態における半導体装置の断面図である。
【図2】ソース領域とコンタクト領域の位置関係を示す平面図である。
【図3】コンタクト領域の形状を説明するための平面図である。
【図4】トレンチが第２方向にずれた場合の状態を説明するための図である。
【図5】第１実施形態の変形例におけるコンタクト領域の形状を説明するための平面図である。
【図6】第１実施形態の変形例におけるコンタクト領域の形状を説明するための平面図である。
【図7】第１実施形態の変形例におけるコンタクト領域の形状を説明するための平面図である。
【図8】第２実施形態の変形例におけるコンタクト領域の形状を説明するための平面図である。
【図10】第２実施形態の変形例におけるコンタクト領域の形状を説明するための平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【0014】
（第１実施形態）
第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態の半導体装置は、例えば、インバータ等に使用されるパワースイッチング素子として利用されると好適である。
第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態の半導体装置は、例えば、インバータ等に使用されるパワースイッチング素子として利用されると好適である。
【0015】
半導体装置は、図１に示されるように、半導体基板１０を用いて構成されている。なお、半導体基板１０は、シリコン基板、炭化珪素基板、または窒化ガリウム基板等を用いて構成される。半導体基板１０は、ｎ型のドリフト層１１を有しており、ドリフト層１１上に、比較的不純物濃度が低く設定されたｐ型のベース層１２が配置されている。以下、半導体基板１０のうちのベース層１２側の面を半導体基板１０の一面１０ａとし、半導体基板１０のうちのドリフト層１１側の面を他面１０ｂとして説明する。
【0016】
半導体基板１０には、一面１０ａ側からベース層１２を貫通してドリフト層１１に達するように複数のトレンチ１３が形成され、このトレンチ１３によってベース層１２が複数個に分離されている。なお、複数のトレンチ１３は、半導体基板１０の一面１０ａの面方向のうちの一方向（すなわち、図１中紙面奥行き方向）を長手方向とし、各トレンチ１３が等間隔にストライプ状となるように延設されている。
【0017】
各トレンチ１３内は、各トレンチ１３の壁面を覆うように形成されたゲート絶縁膜１４と、このゲート絶縁膜１４の上に形成されたポリシリコン等により構成されるゲート電極１５とにより埋め込まれている。これにより、トレンチゲート構造が構成されている。
【0018】
ベース層１２の表層部には、図１および図２に示されるように、ｎ＋型のソース領域１６およびｐ＋型のコンタクト領域１７が形成されている。具体的には、ソース領域１６は、ドリフト層１１よりも高不純物濃度で構成され、コンタクト領域１７は、ベース層１２よりも高不純物濃度で構成されている。そして、本実施形態では、ソース領域１６およびコンタクト領域１７は、トレンチ１３の長手方向に沿って交互に形成されている。なお、コンタクト領域１７の具体的な形状については後述する。また、本実施形態では、ソース領域１６が第１不純物領域に相当し、コンタクト領域１７が第２不純物領域に相当する。
【0019】
半導体基板１０の一面１０ａ上には、図１に示されるように、ＢＰＳＧ（すなわち、Boron Phosphorus Silicon Glass）等で構成される層間絶縁膜１８が形成されている。そして、層間絶縁膜１８には、ソース領域１６およびコンタクト領域１７を露出させるコンタクトホール１８ａが形成されている。層間絶縁膜１８上には、コンタクトホール１８ａを通じてソース領域１６およびコンタクト領域１７と電気的に接続される上部電極１９が形成されている。なお、本実施形態では、上部電極１９が第１電極に相当する。図１は、図２中のI－I線に沿った断面に相当している。図２は、半導体基板１０の一面１０ａ側における平面図であり、断面図ではないが、理解をし易くするために後述するゲート絶縁膜１４およびゲート電極１５にハッチングを施してある。
【0020】
ドリフト層１１のうちのベース層１２側と反対側（すなわち、半導体基板１０の他面１０ｂ側）には、ドレイン層２０が形成されている。そして、ドレイン層２０を挟んでドリフト層１１と反対側には、ドレイン層２０と電気的に接続される下部電極２１が形成されている。つまり、半導体基板１０の他面１０ｂ上には、ドレイン層２０と電気的に接続される下部電極２１が形成されている。なお、本実施形態では、ドレイン層が不純物層に相当し、下部電極２１が第２電極に相当する。
【0021】
以上が本実施形態における半導体装置の基本的な構成である。なお、本実施形態では、ｎ型、ｎ＋型が第１導電型に相当し、ｐ型、ｐ＋型が第２導電型に相当している。そして、このような半導体装置では、上記のように、ドレイン層２０、ドリフト層１１、ベース層１２、ソース領域１６、コンタクト領域１７等を含んで半導体基板１０が構成されている。
【0022】
このような半導体装置は、ゲート電極１５に所定の閾値電圧以上の電圧が印加されると、ベース層１２のうちのトレンチ１３と接する部分に反転層が形成される。そして、半導体装置は、上部電極１９からソース領域１６および反転層を通じてドレイン層２０に電流が流れることでオン状態となる。なお、トレンチ１３と接する部分のコンタクト領域１７は、電流経路とならない。このため、トレンチ１３と接する部分のコンタクト領域１７が大きくなるほどオン抵抗が増加し易くなる。
【0023】
次に、本実施形態におけるコンタクト領域１７の形状について、図２および図３を参照しつつ具体的に説明する。なお、図３は、図２に示すコンタクト領域１７近傍の拡大図である。以下では、図２および図３に示されるように、トレンチ１３の長手方向に沿った方向を第１方向とし、第１方向と直交すると共に半導体基板１０の面方向に沿った方向を第２方向として説明する。なお、図２および図３では、紙面左右方向が第１方向となり、紙面上下方向が第２方向となる。
【0024】
コンタクト領域１７は、半導体基板１０の一面１０ａに対する法線方向(以下では、単に法線方向においてともいう)において、隣合うトレンチ１３の間に形成されている。なお、法線方向においてとは、言い換えると、ドリフト層１１とベース層１２との積層方向においてということもできる。また、法線方向においてとは、言い換えると、法線方向から視たときということもできる。
【0025】
コンタクト領域１７は、法線方向において、隣合うトレンチ１３のそれぞれと当接する当接領域１７１、１７２を有するように形成されている。以下、法線方向において、コンタクト領域１７のうちの隣合うトレンチ１３の一方のトレンチ１３と当接する領域を第１当接領域１７１ともいう。同様に、コンタクト領域１７のうちの隣合うトレンチ１３の他方のトレンチ１３と当接する領域を第２当接領域１７２ともいう。なお、図３中では、第２方向に配列された２つのトレンチ１３のうちの紙面上側のトレンチ１３が一方のトレンチ１３となり、紙面下側のトレンチ１３が他方のトレンチ１３となる。
【0026】
そして、第１当接領域１７１は、０より大きい第１当接長さａでトレンチ１３と当接するように形成されている。同様に、第２当接領域１７２は、０より大きい第２当接長さｂでトレンチ１３と当接するように形成されている。このため、コンタクト領域１７は、第１当接領域１７１の両端部でトレンチ１３から離れる２つの第１境界部１７１ａ、１７１ｂを有すると共に、第２当接領域１７２の両端部でトレンチ１３から離れる２つの第２境界部１７２ａ、１７２ｂを有する形状とされている。つまり、コンタクト領域１７は、法線方向において、点状ではなく、線状でトレンチ１３と接する部分を有する形状とされている。
【0027】
また、コンタクト領域１７は、法線方向において、２つの第１境界部１７１ａ、１７１ｂから他方のトレンチ１３側に向かう外形線が直線状部１７３ａ、１７３ｂとされている。コンタクト領域１７は、法線方向において、２つの第２境界部１７２ａ、１７２ｂから一方のトレンチ１３側に向かう外形線が直線状部１７４ａ、１７４ｂとされている。そして、本実施形態のコンタクト領域１７は、法線方向において、各直線状部１７３ａ、１７３ｂ、１７４ａ、１７４ｂと各トレンチ１３との間の第１～第４角度θ１～θ４が９０°未満の鋭角とされている。さらに、本実施形態のコンタクト領域１７は、第１～第４角度θ１～θ４がそれぞれ等しくされた六角形状とされている。なお、外形線とは、コンタクト領域１７の平面形状を形作る線のことであり、法線方向においては、ソース領域１６との境界線ともいえる。
【0028】
以上説明した本実施形態によれば、第１～第４角度θ１～θ４が９０°未満とされている。このため、第１～第４角度θ１～θ４が９０°とされている（すなわち、コンタクト領域１７が平面矩形状とされている）場合と比較して、第１当接長さａおよび第２当接長さｂを長くしなくても、法線方向におけるコンタクト領域１７の面積を大きくできる。言い換えると、第１～第４角度θ１～θ４が９０°とされている場合と比較して、第１当接長さａおよび第２当接長さｂを短くした場合には、法線方向におけるコンタクト領域１７の面積を確保し易くしつつ、オン抵抗を低減できる。したがって、本実施形態の半導体装置では、オン抵抗が増加することを抑制しつつ、コンタクト抵抗が増加することを抑制できる。
【0029】
（１）本実施形態では、第１～第４角度θ１～θ４が同じ角度とされている。このため、図４に示されるように、製造誤差等によってトレンチ１３が一方のトレンチ１３側の第２方向にずれた場合、トレンチ１３がずれたことによる当接長さの変化量をｄとすると、第１当接長さは、ａ－ｄとなり、第２当接長さはｂ＋ｄとなる。しかしながら、第１当接長さと第２当接長さとの和は、トレンチ１３が第２方向にずれたとしても、ａ＋ｂで変化しない。したがって、本実施形態の半導体装置によれば、製造誤差等によってトレンチ１３が第２方向へずれたとしても、オン抵抗が変化することを抑制でき、特性が変化することを抑制できる。
【0030】
（２）本実施形態では、第１～第４角度θ１～θ４が同じ角度とされている。このため、第１～第４角度θ１～θ４がそれぞれ異なる値とされている場合と比較して、コンタクト領域１７における視認検査を行い易くできる。
【0031】
（第１実施形態の変形例）
上記第１実施形態において、コンタクト領域１７は、各直線状部１７３ａ、１７３ｂ、１７４ａ、１７４ｂと非平行な直線状部１７５ａ、１７５ｂを有する形状とされていてもよく、例えば、図５に示されるように、平面形状が八角形状とされていてもよい。すなわち、第１当接領域１７１と繋がる直線状部１７３ａと第２当接領域１７２と繋がる直線状部１７４ａとが直線状部１７５ａで繋がる構成とされ、第１当接領域１７１と繋がる直線状部１７３ｂと第２当接領域１７２と繋がる直線状部１７４ｂとが直線状部１７５ｂで繋がる構成とされていてもよい。これによれば、上記第１実施形態と比較すると、法線方向において、コンタクト領域１７の角部の角度が大きくなる。ここで、コンタクト領域１７は、例えば、半導体基板１０の一面１０ａ上にマスクを配置し、ｐ型の不純物をイオン注入することで形成される。この場合、上記第１実施形態と比較すると、コンタクト領域１７の角部の角度が大きくなることにより、コンタクト領域１７を形成した際にコンタクト領域１７の平面形状が崩れ難くなる。したがって、コンタクト抵抗が変化することを抑制し易くできる。
上記第１実施形態において、コンタクト領域１７は、各直線状部１７３ａ、１７３ｂ、１７４ａ、１７４ｂと非平行な直線状部１７５ａ、１７５ｂを有する形状とされていてもよく、例えば、図５に示されるように、平面形状が八角形状とされていてもよい。すなわち、第１当接領域１７１と繋がる直線状部１７３ａと第２当接領域１７２と繋がる直線状部１７４ａとが直線状部１７５ａで繋がる構成とされ、第１当接領域１７１と繋がる直線状部１７３ｂと第２当接領域１７２と繋がる直線状部１７４ｂとが直線状部１７５ｂで繋がる構成とされていてもよい。これによれば、上記第１実施形態と比較すると、法線方向において、コンタクト領域１７の角部の角度が大きくなる。ここで、コンタクト領域１７は、例えば、半導体基板１０の一面１０ａ上にマスクを配置し、ｐ型の不純物をイオン注入することで形成される。この場合、上記第１実施形態と比較すると、コンタクト領域１７の角部の角度が大きくなることにより、コンタクト領域１７を形成した際にコンタクト領域１７の平面形状が崩れ難くなる。したがって、コンタクト抵抗が変化することを抑制し易くできる。
【0032】
なお、ここでは、コンタクト領域１７の平面形状が八角形状である例を説明したが、コンタクト領域１７は、例えば、平面形状が十角形状とされていてもよいし、十二角形状とされていてもよい。
【0033】
さらに、上記第１実施形態において、図６に示されるように、第１当接領域１７１と繋がる直線状部１７３ａと第２当接領域１７２と繋がる直線状部１７４ａとが円弧状部１７６ａで繋がる構成とされていてもよい。また、第１当接領域１７１と繋がる直線状部１７３ｂと第２当接領域１７２と繋がる直線状部１７４ｂとが円弧状部１７６ｂで繋がる構成とされていてもよい。さらに、特に図示しないが、例えば、第１当接領域１７１と繋がる直線状部１７３ａと第２当接領域１７２と繋がる直線状部１７４ａとが直線状部１７５ａで繋がり、第１当接領域１７１と繋がる直線状部１７３ｂと第２当接領域１７２と繋がる直線状部１７４ｂとが円弧状部１７６ｂで繋がる構成とされていてもよい。つまり、第１当接領域１７１と繋がる直線状部１７３ａと第２当接領域１７２と繋がる直線状部１７４ａとの間、および第１当接領域１７１と繋がる直線状部１７３ｂと第２当接領域１７２と繋がる直線状部１７４ｂとの間の形状は、適宜変更可能である。
【0034】
また、上記第１実施形態において、第１角度θ１および第２角度θ２のうちの一方の角度が９０°以下とされていてもよい。同様に、第３角度θ３および第４角度θ４のうちの一方の角度が９０°以下とされていてもよい。例えば、図７に示されるように、第２角度θ２および第４角度θ４が９０°とされ、第１当接領域１７１と繋がる直線状部１７３ｂと第２当接領域１７２と繋がる直線状部１７４ｂとが共通の直線状部とされていてもよい。このようなコンタクト領域１７としても、第１～第４角度θ１～θ４が全て９０°とされている場合と比較すれば、コンタクト領域１７の法線方向における面積を増加でき、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0035】
（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、コンタクト領域１７の平面形状を変更したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、コンタクト領域１７の平面形状を変更したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0036】
本実施形態のコンタクト領域１７は、図８に示されるように、第１～第４角度θ１～θ４が全て同じ角度とはされていない。但し、第１～第４角度θ１～θ４は、トレンチ１３が第２方向にずれたとしても第１当接長さと第２当接長さとの和が変化しないように、以下の数式１を示すように形成されている。
【0037】
（数１）１／ｔａｎθ１＋１／ｔａｎθ２＝１／ｔａｎθ３＋１／ｔａｎθ４…（数式１）
ここで、上記数式１の理由について、図９Ａおよび図９Ｂを参照しつつ説明する。トレンチ１３が一方のトレンチ１３側（すなわち、紙面上側）にずれた場合、第１当接領域１７１側では、トレンチ１３のずれ量をΔＬとし、トレンチ１３のずれによる第１当接長さの変化量をｄ１、ｄ２とすると、下記数式２および数式３が成立する。
ここで、上記数式１の理由について、図９Ａおよび図９Ｂを参照しつつ説明する。トレンチ１３が一方のトレンチ１３側（すなわち、紙面上側）にずれた場合、第１当接領域１７１側では、トレンチ１３のずれ量をΔＬとし、トレンチ１３のずれによる第１当接長さの変化量をｄ１、ｄ２とすると、下記数式２および数式３が成立する。
【0038】
（数２）ΔＬ／ｄ１＝ｔａｎθ１…（数式２）
【0039】
（数３）ΔＬ／ｄ２＝ｔａｎθ２…（数式３）
したがって、第１当接長さの全体の変化量は、下記数式４となる。
したがって、第１当接長さの全体の変化量は、下記数式４となる。
【0040】
（数４）ｄ１＋ｄ２＝ΔＬ／ｔａｎθ１＋ΔＬ／ｔａｎθ２…（数式４）
同様に、第２当接領域１７２側では、トレンチ１３のずれによる第２当接長さの変化量をｄ３、ｄ４とすると、下記数式５および数式６が成立する。
同様に、第２当接領域１７２側では、トレンチ１３のずれによる第２当接長さの変化量をｄ３、ｄ４とすると、下記数式５および数式６が成立する。
【0041】
（数５）ΔＬ／ｄ３＝ｔａｎθ３…（数式５）
【0042】
（数６）ΔＬ／ｄ４＝ｔａｎθ４…（数式６）
したがって、第２当接長さの全体の変化量は、下記数式７となる。
したがって、第２当接長さの全体の変化量は、下記数式７となる。
【0043】
（数７）ｄ３＋ｄ４＝ΔＬ／ｔａｎθ３＋ΔＬ／ｔａｎθ４…（数式７）
そして、トレンチ１３が第２方向にずれたとしても第１当接長さと第２当接長さとの和が変化しないようにするためには、数式４と数式７が等しければよいため、下記数式８が成立するようにすればよい。
そして、トレンチ１３が第２方向にずれたとしても第１当接長さと第２当接長さとの和が変化しないようにするためには、数式４と数式７が等しければよいため、下記数式８が成立するようにすればよい。
【0044】
（数８）ΔＬ／ｔａｎθ１＋ΔＬ／ｔａｎθ２＝ΔＬ／ｔａｎθ３＋ΔＬ／ｔａｎθ４…（数式８）
そして、上記数式８を変形すると、上記数式１となる。したがって、本実施形態では、上記数式１を満たすように、第１～第４角度θ１～θ４が調整されている。
そして、上記数式８を変形すると、上記数式１となる。したがって、本実施形態では、上記数式１を満たすように、第１～第４角度θ１～θ４が調整されている。
【0045】
また、本実施形態のコンタクト領域１７は、上記第１実施形態の変形例と同様に、第１当接領域１７１と繋がる直線状部１７３ａと第２当接領域１７２と繋がる直線状部１７４ａとが直線状部１７５ａで繋がる構成とされている。コンタクト領域１７は、第１当接領域１７１と繋がる直線状部１７３ｂと第２当接領域１７２と繋がる直線状部１７４ｂとが直線状部１７５ｂで繋がる構成とされている。
【0046】
このような構成としても、トレンチ１３が第２方向に沿ってずれた場合に第１当接長さと第２当接長さとの和は変化しない。なお、本実施形態のコンタクト領域１７は、第１角度θ１と第３角度θ３とが等しくされていると共に、第２角度θ２と第４角度θ４とが等しくなる構成とされることにより、上記数式１を満たすように構成されている。また、上記第１実施形態では、第１～第４角度θ１～θ４が全て等しくされているため、上記数式１を満たしている。
【0047】
以上説明した本実施形態によれば、第１角度θ１および第２角度θ２が９０°未満とされ、第３角度θ３および第４角度θ４が９０°未満とされているため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0048】
（１）本実施形態のように、上記数式１を満たすようにコンタクト領域１７を形成することにより、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、上記数式１を満たすようにコンタクト領域１７が形成されていればよいため、第１～第４角度θ１～θ４が全て等しくされている上記第１実施形態と比較すると、コンタクト領域１７の形状の自由度を向上できる。
【0049】
（第２実施形態の変形例）
上記第２実施形態の変形例について説明する。上記第２実施形態において、上記数式１を満たすのであれば、コンタクト領域１７の形状は適宜変更可能である。例えば、図１０に示されるように、コンタクト領域１７は、第１角度θ１と第３角度θ３とが等しくされていると共に、第２角度θ２と第４角度θ４とが等しくされた構成とされていてもよい。
上記第２実施形態の変形例について説明する。上記第２実施形態において、上記数式１を満たすのであれば、コンタクト領域１７の形状は適宜変更可能である。例えば、図１０に示されるように、コンタクト領域１７は、第１角度θ１と第３角度θ３とが等しくされていると共に、第２角度θ２と第４角度θ４とが等しくされた構成とされていてもよい。
【0050】
（他の実施形態）
本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
【0051】
例えば、上記第１実施形態では、第１導電型をｎ型、第２導電型をｐ型としたｎチャネルタイプのトレンチゲート構造のＭＯＳＦＥＴが形成された半導体装置について説明した。しかしながら、これは一例を示したに過ぎず、例えばｎチャネルタイプに対して各構成要素の導電型を反転させたｐチャネルタイプのトレンチゲート構造のＭＯＳＦＥＴが形成されで半導体装置が構成されていてもよい。さらに、半導体装置は、ＭＯＳＦＥＴ以外に、同様の構造のＩＧＢＴが形成された構成とされていてもよい。ＩＧＢＴの場合、上記第各施形態におけるｎ＋型のドレイン層をｐ＋型のコレクタ層に変更する以外は、上記各実施形態で説明したＭＯＳＦＥＴと同様である。
【符号の説明】
【0052】
１１ ドリフト層
１２ ベース層
１６ ソース領域（第１不純物領域）
１７ コンタクト領域（第２不純物領域）
１９ 上部電極（第１電極）
２０ ドレイン層（不純物層）
２１ 下部電極（第２電極）
１７１ 第１当接領域
１７１ａ、１７１ｂ 境界部
１７２ 第２当接領域
１７２ａ、１７２ｂ 境界部
１７３ａ、１７３ｂ 直線状部
１７４ａ、１７４ｂ 直線状部
θ１～θ４ 第１～第４角度
１２ ベース層
１６ ソース領域（第１不純物領域）
１７ コンタクト領域（第２不純物領域）
１９ 上部電極（第１電極）
２０ ドレイン層（不純物層）
２１ 下部電極（第２電極）
１７１ 第１当接領域
１７１ａ、１７１ｂ 境界部
１７２ 第２当接領域
１７２ａ、１７２ｂ 境界部
１７３ａ、１７３ｂ 直線状部
１７４ａ、１７４ｂ 直線状部
θ１～θ４ 第１～第４角度
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】