JP2019068096A - Semiconductor device - Google Patents
Semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019068096A JP2019068096A JP2018238737A JP2018238737A JP2019068096A JP 2019068096 A JP2019068096 A JP 2019068096A JP 2018238737 A JP2018238737 A JP 2018238737A JP 2018238737 A JP2018238737 A JP 2018238737A JP 2019068096 A JP2019068096 A JP 2019068096A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- type
- semiconductor layer
- semiconductor device
- recess
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
本発明は、SiC半導体装置に関する。 The present invention relates to a SiC semiconductor device.
近年、モータ制御システム、電力変換システムなど、各種パワーエレクトロニクス分野におけるシステムに主として使用されるSiC半導体装置が注目されている。
特許文献1は、p型SiC基板(コレクタ層)と、SiC基板上に形成されたn型のドリフト層と、ドリフト層の上部に形成されたp型のベース領域と、ベース領域の上部に形成されたn型のエミッタ領域とを含む、縦型のIGBTを開示している。
In recent years, SiC semiconductor devices mainly used for systems in various power electronics fields such as motor control systems and power conversion systems have attracted attention.
特許文献2は、n+型SiC基板と、SiC基板上に形成されたn−型のベース層と、ベース層の表層部に形成されたp型のボディ領域と、ボディ領域の表層部に形成されたn+型のソース領域と、ベース層の表面からソース領域およびボディ領域を貫通するゲートトレンチと、ゲート絶縁膜を介してゲートトレンチに埋設されたゲート電極とを含む、トレンチゲート型MOSFETを開示している。
本発明の一実施形態は、耐圧を向上できるSiC半導体装置を提供する。 One embodiment of the present invention provides a SiC semiconductor device capable of improving the withstand voltage.
本発明の一実施形態は、表面および裏面を有し、SiCからなる第1導電型の半導体層と、前記半導体層の前記表面に形成され、底部および側面を有する第1窪みと、前記第1窪みから間隔を空けて前記半導体層の前記表面に形成された第2窪みと、前記第1窪みの前記底部および前記側面に沿って形成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜を介して前記第1窪みに埋め込まれたゲート電極と、前記半導体層の前記表面の表面部において前記第1窪みおよび前記第2窪みに沿う領域に形成され、前記第1窪みの前記側面に沿う部分が前記第1窪みの前記底部に対して前記半導体層の前記表面側に位置し、前記第2窪みの下方に位置する部分が前記第1窪みの前記底部に対して前記半導体層の前記裏面側に位置する第2導電型のボディ領域と、前記半導体層の前記表面の表面部における前記第1窪みおよび前記第2窪みの間の領域において、前記第1窪みの前記側面に接するように前記ボディ領域の上に形成された第1導電型のソース領域と、前記ボディ領域において前記第2窪みに沿う領域に形成され、前記ボディ領域において前記ソース領域の下方に位置する領域の不純物濃度よりも高い不純物濃度を有する第2導電型の高濃度領域と、前記半導体層の前記表面の上において前記ソース領域および前記第2窪みを露出させるように前記ソース領域の一部および前記ゲート電極を被覆する絶縁層と、前記半導体層の前記表面の上において前記絶縁層、前記第2窪み、前記ボディ領域および前記ソース領域を被覆するソース電極と、を含む、半導体装置を提供する。 One embodiment of the present invention has a semiconductor layer of a first conductivity type made of SiC, having a front surface and a back surface, a first recess formed on the surface of the semiconductor layer, and having a bottom portion and side surfaces, A second recess formed on the surface of the semiconductor layer at a distance from the recess, a gate insulating film formed along the bottom portion and the side surface of the first recess, and the gate insulating film. A gate electrode embedded in a first recess and a surface portion of the surface of the semiconductor layer are formed in a region along the first recess and the second recess, and a portion along the side surface of the first recess is the A portion located on the surface side of the semiconductor layer with respect to the bottom portion of the first recess and a portion located below the second recess is located on the back surface side of the semiconductor layer with respect to the bottom portion of the first recess Body region of second conductivity type A first conductivity type formed on the body region to be in contact with the side surface of the first recess in a region between the first recess and the second recess in the surface portion of the surface of the semiconductor layer Of the second conductivity type having an impurity concentration higher than that of the source region and the region along the second recess in the body region and higher than the impurity concentration of the region located below the source region in the body region A region, an insulating layer covering a portion of the source region and the gate electrode to expose the source region and the second recess above the surface of the semiconductor layer, and an upper surface of the surface of the semiconductor layer A semiconductor device is provided, comprising: the insulating layer; the second recess; and a source electrode covering the body region and the source region.
この半導体装置によれば、ボディ領域において第2窪みの下方に位置する部分が、第1窪みの底部に対して半導体層の裏面側に位置している。これにより、ボディ領域において第1窪みの底部に対して半導体層の裏面側に位置する部分から空乏層を広げることができる。その結果、耐圧を向上できるSiC半導体装置を提供できる。 According to this semiconductor device, the portion located below the second recess in the body region is located on the back surface side of the semiconductor layer with respect to the bottom of the first recess. Thus, the depletion layer can be spread from the portion located on the back surface side of the semiconductor layer with respect to the bottom of the first recess in the body region. As a result, it is possible to provide a SiC semiconductor device capable of improving the withstand voltage.
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係るSiC半導体装置1の模式的な断面図である。
図1に示すように、SiC半導体装置1は、表面および裏面を有するn−型のSiC半導体層10を含む。SiC半導体層10のSiC半導体層10の表面部には、単位セル11を構成する複数のp型ボディ領域12が形成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the
As shown in FIG. 1,
p型ボディ領域12は、SiC半導体層10上に間隔を空けて形成されており、その内方領域には、n型ソース領域13と、p+型コンタクト領域14とが形成されている。n型ソース領域13は、p型ボディ領域12の周縁部から間隔を開けた位置に形成されている。n型ソース領域13の周縁部とp型ボディ領域12の周縁部との間の領域がp型チャネル領域15である。p+型コンタクト領域14は、n型ソース領域13の内方領域において、当該n型ソース領域13を貫通するように形成されている。p+型コンタクト領域14は、p型ボディ領域12よりも高い不純物濃度を有している。n型ソース領域13およびp+型コンタクト領域14は、いずれも、p型ボディ領域12よりも浅く形成されている。
The p-
SiC半導体層10の裏面部には、互いに隣り合うn+型ドレイン領域16およびp+型コレクタ領域17と、n+型ドレイン領域16およびp+型コレクタ領域17に跨るn+型のFS(Field Stop:フィールドストップ)領域18とが形成されている。SiC半導体層10の裏面は、n+型ドレイン領域16およびp+型コレクタ領域17の境界で面一に連続している。
The back surface of the
FS領域18は、SiC半導体層10の表面に沿うX軸に関して、n+型ドレイン領域16の上端およびp+型コレクタ領域17の上端に接するように一様な厚さで形成されている。FS領域18と単位セル11(p型ボディ領域12)との間の領域がn−型ドリフト領域19である。SiC半導体層10の厚さ方向に沿うY軸に関して、n−型ドリフト領域19のY軸厚さTdは、たとえば10μm〜100μm(本実施形態では、46μm)である。
n+型ドレイン領域16は、互いに隣り合う単位セル11(p型ボディ領域12)間の直下の領域に形成されている。SiC半導体層10の表面に沿うX軸に関して、n+型ドレイン領域16のX軸幅Wdは、たとえば10μm〜100μmである。本実施形態では、SiC半導体層10の厚さ方向に沿うY軸に関して、n+型ドレイン領域16の上端は、p+型コレクタ領域17の上端と同じ深さに位置している。
The n + -
p+型コレクタ領域17は、SiC半導体層10との間にpn接合部を形成している。つまり、当該pn接合部には寄生ダイオードDが形成されている。p+型コレクタ領域17は、SiC半導体層10の表面に沿うX軸において、n+型ドレイン領域16よりも広い面積で形成されている。より具体的には、当該X軸において、p+型コレクタ領域17は、少なくとも2つの単位セル11が含まれる領域を覆うように形成されている。SiC半導体層10の表面に沿うX軸に関して、p+型コレクタ領域17のX軸幅Wcは、たとえば50μm〜100μmである。p+型コレクタ領域17のX軸幅Wcは、n−型ドリフト領域19のY軸厚さTdに対して、X軸幅Wc>Y軸厚さTd×2を満たすように形成されていることが好ましい。
The p + -
このようなn+型ドレイン領域16およびp+型コレクタ領域17は、次の方法により形成できる。まず、n+型のSiC基板が用意される。次に、n型の不純物を注入しながらSiCがエピタキシャル成長されて、SiC基板上にn−型のSiC半導体層10が形成される。次に、SiC半導体層10にp型ボディ領域12、n型ソース領域13、後述するゲート絶縁膜20、ゲート電極21およびソース電極24等からなるMOS構造を形成した後、SiC基板が、SiC半導体層10が露出するまで研削される。なお、SiC基板の研削に代えて、ドライエッチングによりSiC基板を除去してもよい。
Such n + -
次に、SiC半導体層10の裏面側において、n型の不純物が選択的に注入されてFS領域18が形成される。
次に、SiC半導体層10の裏面側にn+型ドレイン領域16を形成すべき領域に選択的に開口を有するイオン注入マスクが形成される。このイオン注入マスクを介して、n型の不純物が注入される。不純物が注入された後、イオン注入マスクは除去される。
Next, n-type impurities are selectively implanted on the back surface side of
Next, an ion implantation mask having an opening selectively in a region where n + -
次に、SiC半導体層10の裏面側にp+型コレクタ領域17を形成すべき領域に選択的に開口を有するイオン注入マスクが形成される。このイオン注入マスクを介して、p型の不純物が注入される。不純物が注入された後、イオン注入マスクは除去される。
次に、n型不純物およびp型不純物を注入した領域に対して、選択的にレーザアニール処理が施される。これにより、n型不純物およびp型不純物が活性化してn+型ドレイン領域16およびp+型コレクタ領域17が形成される。
Next, an ion implantation mask having an opening selectively in a region where p + -
Next, a laser annealing process is selectively performed on the region into which the n-type impurity and the p-type impurity are implanted. Thereby, the n-type impurity and the p-type impurity are activated to form the n + -
SiC半導体層10は、Siからなる半導体層よりも密度が高いため、不純物が拡散し難いという特性がある。したがって、この特性を利用して、不純物の注入条件およびアニール処理条件を調節することによって、n型不純物およびp型不純物の厚さを容易に制御できる。これにより、n+型ドレイン領域16およびp+型コレクタ領域17を正確に形成できる。
Since the
再度、図1を参照して、SiC半導体層10上には、ゲート絶縁膜20を挟んでp型チャネル領域15と対向する複数のゲート電極21が形成されている。ゲート絶縁膜20は、たとえば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜、ハフニウム酸化膜、アルミナ膜、タンタル酸化膜等からなっていてもよい。また、ゲート電極21は、たとえば、不純物を注入して低抵抗化したポリシリコンからなっていてもよい。
Referring again to FIG. 1, a plurality of
各ゲート電極21は、p型ボディ領域12外のSiC半導体層10、p型ボディ領域12、およびn型ソース領域13に跨る領域に対向している。また、ゲート電極21は、n型ソース領域13とp型ボディ領域12との境界線から、n型ソース領域13側へはみ出したオーバラップ部を含む。ゲート電極21を覆うように絶縁膜22がSiC半導体層10上に形成されている。
Each
絶縁膜22には、n型ソース領域13の一部およびp+型コンタクト領域14を選択的に露出させるコンタクト孔23が形成されている。絶縁膜22上には、ソース電極24が形成されている。
ソース電極24は、絶縁膜22の表面からコンタクト孔23内に入り込み、当該コンタクト孔23内において、n型ソース領域13およびp+型コンタクト領域14との間でオーミック接触を形成している。一方、SiC半導体層10の裏面側には、ドレイン電極25が形成されている。ドレイン電極25は、n+型ドレイン領域16およびp+型コレクタ領域17との間でオーミック接触を形成している。
In the insulating
The
この構成によれば、SiC半導体装置1は、SiC−MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)およびSiC−IGBT(Insulated Gate Bipolar Semiconductor)が同一のSiC半導体層10に集積化されたHybrid−MOS(Hybrid - Metal Oxide Semiconductor)構造と、プレーナゲート構造とを有している。
より具体的には、SiC−MOSFETは、n型ソース領域13、n+型ドレイン領域16、およびゲート電極21により形成されており、SiC−IGBTは、n型ソース領域13、p+型コレクタ領域17、およびゲート電極21により形成されている。つまり、SiC−MOSFETおよびSiC−IGBTは、SiC半導体層10を介して並列に接続されている。SiC−IGBTとして動作する場合、n型ソース領域13(ソース電極24)がn型エミッタ領域(エミッタ電極)として機能し、n−型ドリフト領域19がn−型ベース領域として機能する。
According to this configuration, the
More specifically, the SiC-MOSFET is formed of the n-
次に、SiC−MOSFETおよびSiC−IGBTを個別的に製造した場合の電気的特性に照らし合わせて、Hybrid−MOS構造の理論上の電気的特性と、実際の電気的特性とを説明する。
図2Aは、個別的に製造されたSiC−MOSFETおよびSiC−IGBTの各特性から導き出されるHybrid−MOS構造のドレイン電圧(コレクタ電圧)対ドレイン電流(コレクタ電流)の理論上の特性を説明するためのグラフである。なお、ドレイン電圧(コレクタ電圧)は、ソース電極24を基準電圧(たとえば、0V)としてドレイン電極25に印加された電圧を意味している。
Next, theoretical electrical characteristics and actual electrical characteristics of the hybrid-MOS structure will be described in light of the electrical characteristics when the SiC-MOSFET and the SiC-IGBT are separately manufactured.
FIG. 2A illustrates theoretical characteristics of drain voltage (collector voltage) versus drain current (collector current) of a hybrid-MOS structure derived from characteristics of individually manufactured SiC-MOSFET and SiC-IGBT. Is a graph of The drain voltage (collector voltage) means a voltage applied to the
SiC−MOSFETは、主に低耐圧領域(たとえば、5kV以下)で使用する素子として有効である。SiC−MOSFETの場合、図2Aの破線で示された直線A1から理解されるように、ドレイン電流は、ドレイン電圧が0Vから立ち上がり、その後ドレイン電圧の増加に応じてリニアに増加する。したがって、SiC−MOSFETでは、良好な小電流領域の特性を示すことができる。一方、ドレイン電流がドレイン電圧の増加に対してリニア増加するので、大電流領域でSiC−MOSFETを使用する場合には、印加されるドレイン電圧の増加に応じて、SiC半導体層10の面積を拡大しなければならない。
The SiC-MOSFET is effective as an element mainly used in a low withstand voltage region (for example, 5 kV or less). In the case of the SiC-MOSFET, as can be understood from the straight line A1 indicated by the broken line in FIG. 2A, the drain current rises from the drain voltage of 0 V and then linearly increases with the increase of the drain voltage. Therefore, in the SiC-MOSFET, it is possible to exhibit the characteristics of a good small current region. On the other hand, since the drain current increases linearly with the increase of the drain voltage, when using the SiC-MOSFET in a large current region, the area of the
他方、SiC−IGBTは、主に高耐圧領域(たとえば、10kV以上)で使用する素子として有効である。すなわち、SiC−IGBTの場合、バイポーラトランジスタの伝導度変調特性を有するため、高耐圧で大電流制御が可能である。図2Aの破線で示された曲線A2から理解されるように、SiC−IGBTの場合、コレクタ電流は、コレクタ電圧が約2.7Vを超えると急峻な立ち上がり特性を示す。したがって、SiC−IGBTでは、SiC半導体層10の面積を拡大することなく、良好な大電流領域の特性を示すことができる。
On the other hand, SiC-IGBT is effective as an element used mainly in a high breakdown voltage region (for example, 10 kV or more). That is, in the case of the SiC-IGBT, since it has the conductivity modulation characteristics of the bipolar transistor, large current control is possible with high withstand voltage. As understood from the curve A2 indicated by the broken line in FIG. 2A, in the case of the SiC-IGBT, the collector current exhibits a sharp rise characteristic when the collector voltage exceeds about 2.7V. Therefore, in the SiC-IGBT, good large current region characteristics can be exhibited without expanding the area of the
一方、SiCはワイドギャップ半導体であるので、Siに比べて高いpn障壁を有している。そのため、小電流領域でSiC−IGBTを使用する場合には、高いpn接合立ち上がり電圧(約2.7V)が必要となる。つまり、p+型コレクタ領域17とSiC半導体層10との間に形成されている寄生ダイオードD(図1参照)をオンにするには、約2.7Vのpn接合立ち上がり電圧が必要となる。
On the other hand, since SiC is a wide gap semiconductor, it has a higher pn barrier than Si. Therefore, when using a SiC-IGBT in a small current region, a high pn junction rise voltage (about 2.7 V) is required. That is, to turn on the parasitic diode D (see FIG. 1) formed between the p + -
これらから、SiC−MOSFETとSiC−IGBTとを同一のSiC半導体層10に集積化することにより、理論上では、低耐圧領域から高耐圧領域にかけて広い動作範囲を実現できることが分かる。つまり、高耐圧素子として使用できながらも、小電流領域において、MOSFET(ユニポーラ)動作を実現し、大電流領域においてIGBT(バイポーラ)動作を実現できる半導体装置を提供できることが分かる。この理論上の特性が、図2Aの実線で示された曲線A3である。
From these, it is understood that, by integrating the SiC-MOSFET and the SiC-IGBT in the same
理論上の曲線A3を参照すれば、0V〜約3Vにおいて、SiC−MOSFETがオン状態となり、良好な小電流領域の特性が得られることが分かる。そして、pn接合部に印加される電圧が、pn接合を立ち上げるために必要な電圧以上(約3V以上)に設定されることにより、SiC−IGBTがオン状態となり、良好な大電流領域の特性が得られることが分かる。 Referring to the theoretical curve A3, it can be seen that, at 0 V to about 3 V, the SiC-MOSFET is turned on and good low current region characteristics are obtained. Then, the voltage applied to the pn junction is set to a voltage (about 3 V or more) required to raise the pn junction or more (about 3 V or more), whereby the SiC-IGBT is turned on and the characteristics of a good large current region It can be seen that
図2Bは、Hybrid−MOS構造のドレイン電圧(コレクタ電圧)対ドレイン電流(コレクタ電流)の実際の特性を説明するためのグラフである。なお、ドレイン電圧(コレクタ電圧)は、ソース電極24を基準電圧(たとえば、0V)としてドレイン電極25に印加された電圧を意味している。図2Bでは、直線A1および曲線A2を引き続き破線で示している。
FIG. 2B is a graph for explaining the actual characteristics of drain voltage (collector voltage) versus drain current (collector current) of the hybrid-MOS structure. The drain voltage (collector voltage) means a voltage applied to the
図2Bの実線で示された曲線A4および曲線A5は、それぞれ、n+型ドレイン領域16のX軸幅Wdおよびp+型コレクタ領域17のX軸幅Wcが、X軸幅Wd+X軸幅Wc<<12μmの関係式を満たすように形成されたSiC半導体装置の特性を示している。
曲線A4を参照すれば、良好な小電流特性(良好なオン抵抗値)示しているが、小電流領域から大電流領域への移行に非常に高いpn接合立ち上がり電圧(約19V程度)が必要であることが分かる。他方、曲線A5を参照すれば、小電流領域から大電流領域への移行に必要なpn接合立ち上がり電圧は改善されているが、曲線A4に比べて、小電流特性が低下していることが分かる。
In the curve A4 and the curve A5 indicated by the solid line in FIG. 2B, the X-axis width Wd of the n + -
If curve A4 is referred to, good small current characteristics (good on-resistance value) are shown, but a very high pn junction rise voltage (about 19 V) is required for transition from the small current region to the large current region. I know that there is. On the other hand, referring to curve A5, it can be seen that although the pn junction rise voltage required for transition from the small current region to the large current region is improved, the small current characteristics are degraded compared to curve A4. .
図2Bから理解されるように、n+型ドレイン領域16およびp+型コレクタ領域17の各X軸幅Wd,WcによってSiC半導体装置の特性が変動する。したがって、これらの曲線A4,A5を図2Aに示した理論上の曲線A3に近づけるには、n+型ドレイン領域16およびp+型コレクタ領域17の作り込みに工夫が必要であることが分かる。この点に関して、発明者らは、図3に示すように、小電流領域の特性と大電流領域の特性とがトレードオフの関係にあることを突き止めた。
As understood from FIG. 2B, the characteristics of the SiC semiconductor device fluctuate with the respective X-axis widths Wd and Wc of the n + -
図3は、Hybrid−MOS構造の実際のpn接合立ち上がり電圧対特性オン抵抗特性を示すグラフである。なお、特性オン抵抗とは、ドレイン電圧が0V時におけるドレイン電流−ドレイン電圧カーブの傾きで定義される。
図2Bで説明したように、n+型ドレイン領域16およびp+型コレクタ領域17は、各X軸幅Wd,Wcに関して、X軸幅Wd+X軸幅Wc<<12μmの関係式を満たしている。つまり、p+型コレクタ領域17のX軸幅Wcは、n−型ドリフト領域19のY軸厚さTdに対して、X軸幅Wc<<2×Y軸厚さTdの関係式を満たすように形成されている。図3の実線で示した曲線A6は、X軸幅Wc<<2×Y軸厚さTdの関係式を満たす場合の実際の特性である。
FIG. 3 is a graph showing the actual pn junction rise voltage versus the characteristic on-resistance characteristic of the hybrid-MOS structure. The characteristic on-resistance is defined by the slope of the drain current-drain voltage curve when the drain voltage is 0V.
As described in FIG. 2B, the n + -
曲線A6を参照すれば、p+型コレクタ領域17に対するn+型ドレイン領域16の構成比率を極めて大きく設定すると、その特性は、SiC−MOSFETに近づくことが分かる。つまり、良好な特性オン抵抗(良好な小電流領域特性)を得ることができるが、大電流領域への移行の際に非常に高い電圧が必要となる。
一方、n+型ドレイン領域16に対するp+型コレクタ領域17の構成比率を極めて大きく設定すると、その特性は、SiC−IGBTに近づくことが分かる。つまり、比較的に低いドレイン電圧でpn接合を立ち上げることができるが、特性オン抵抗が著しく増加(小電流特性が低下)する。
Referring to the curve A6, it can be seen that when the composition ratio of the n + -
On the other hand, when the composition ratio of the p + -
曲線A6における点P1は、図2Bのグラフにおける曲線A4に対応しており、特性オン抵抗の値は約20mΩ・cm2であり、pn接合の立ち上がり電圧に必要なドレイン電圧は約19Vである。一方、曲線A6における点P2は、図2Bのグラフにおける曲線A5に対応しており、pn接合立ち上がり時のドレイン電圧は約5Vであり、特性オン抵抗の値は約40mΩ・cm2である。 The point P1 in the curve A6 corresponds to the curve A4 in the graph of FIG. 2B, the value of the characteristic on resistance is about 20 mΩ · cm 2 , and the drain voltage required for the rising voltage of the pn junction is about 19V. On the other hand, a point P2 in the curve A6 corresponds to the curve A5 in the graph of FIG. 2B, the drain voltage at the rise of the pn junction is about 5 V, and the value of the characteristic on resistance is about 40 mΩ · cm 2 .
曲線A6から理解されるように、小電流領域の特性と大電流領域の特性とがトレードオフの関係にある。また、X軸幅Wc<<2×Y軸厚さTdの関係式を満たす範囲で、n+型ドレイン領域16に対するp+型コレクタ領域17の構成比率を変化させたとしても、その特性は、曲線A6上を点P1の方向に変動するか、点P2の方向に変動するだけで、実質的なトレードオフの関係の改善には繋がらない。
As understood from the curve A6, the characteristics of the small current region and the characteristics of the large current region are in a trade-off relationship. Even if the composition ratio of the p + -
図3の破線で示した曲線A7は、p+型コレクタ領域17のX軸幅Wcが、X軸幅Wc>2×Y軸厚さTdの関係式を満たす場合の実際の特性である。曲線A7を参照すれば、曲線A6に対してトレードオフの関係が実質的に改善されているのが分かる。つまり、曲線A7は、曲線A6に比べて、pn接合立ち上がり電圧(SiC−IGBT)の下限値(=約2.7V)を示す直線A8、および特性オン抵抗(SiC−MOSFET)の下限値(=約18mΩ・cm2)を示す直線A9に近づいている。
A curve A7 indicated by a broken line in FIG. 3 is an actual characteristic when the X-axis width Wc of the p + -
この曲線A7上において、直線A8および直線A9が交わる点P3に、pn接合立ち上がり電圧の値および特性オン抵抗の値を近づけることができれば、優れた小電流領域の特性および大電流領域の特性を達成できることが分かる。
発明者らは、この点に着目して、n+型ドレイン領域16に対するp+型コレクタ領域17の構成比率を順に大きくしたSiC半導体装置を複数用意して、各SiC半導体装置についてシミュレーションを行った。
If the value of pn junction rising voltage and the value of characteristic ON resistance can be brought close to the point P3 at which the straight line A8 and the straight line A9 cross on this curve A7, excellent low current region characteristics and high current region characteristics are achieved. I know what I can do.
The inventors conducted simulations on each SiC semiconductor device by preparing a plurality of SiC semiconductor devices in which the composition ratio of the p + -
図4〜図6は、n+型ドレイン領域16に対するp+型コレクタ領域17の構成比率を変化させた場合における電位の分布を説明するための図である。なお、図4〜図6では、説明の便宜上、主要な構成以外の構成を省略して示している。
図4におけるp+型コレクタ領域17のX軸幅Wcは、10μmである。図5におけるp+型コレクタ領域17のX軸幅Wcは、50μmである。図6におけるp+型コレクタ領域17のX軸幅Wcは、100μmである。図4〜図6におけるn+型ドレイン領域16のX軸幅Wdはいずれも10μmであり、n−型ドリフト領域19のY軸厚さTdは、いずれも46μmである。
FIGS. 4 to 6 are diagrams for explaining the distribution of potential when the composition ratio of the p + -
The X-axis width Wc of the p + -
図4〜図6では、ソース電極24を基準(=0V)として、ドレイン電極25に約3Vの電圧を印加させた場合の電位の分布を示している。図4〜図6に示すように、電位の等電位面は、ソース電極24からドレイン電極25に向けて次第に高くなるように分布している。そして、n+型ドレイン領域16を中心に、比較的に高い電位の等電位面が同心円状に分布している。
4 to 6 show distributions of potentials when a voltage of about 3 V is applied to the
図4では、p+型コレクタ領域17の上端に、2.5V程度の等電位面が分布している。一方、図5では、p+型コレクタ領域17の上端には、1V〜2V程度の等電位面が広く分布している。したがって、図5では、p+型コレクタ領域17と当該等電位面との間の電位差が大きくなっているのが分かる。さらに、図6では、p+型コレクタ領域17の上端には、0.5V〜2V程度の等電位面がさらに広く分布している。したがって、図6では、図4および図5と比較して、p+型コレクタ領域17と当該等電位面との間の電位差がさらに大きくなっているのが分かる。
In FIG. 4, an equipotential surface of about 2.5 V is distributed at the upper end of the p + -
これらのシミュレーションの結果を反映させたグラフが図7である。図7は、n+型ドレイン領域16に対するp+型コレクタ領域17の構成比率を変化させた場合におけるドレイン電圧(コレクタ電圧)対ドレイン電流(コレクタ電流)特性を示すグラフである。
曲線L1は、p+型コレクタ領域17のX軸幅Wcが10μm時(図4参照)の曲線であり、曲線L2は、p+型コレクタ領域17のX軸幅Wcが20μm時の曲線であり、曲線L3は、p+型コレクタ領域17のX軸幅Wcが50μm時(図5参照)の曲線であり、曲線L4は、p+型コレクタ領域17のX軸幅Wcが100μm時(図6参照)の曲線である。
A graph reflecting the results of these simulations is shown in FIG. FIG. 7 is a graph showing drain voltage (collector voltage) versus drain current (collector current) characteristics when the composition ratio of the p + -
A curve L1 is a curve when the X-axis width Wc of the p + -
図7のグラフに示すように、p+型コレクタ領域17のX軸幅Wcを広く形成するに伴い、大電流領域への移行に必要なドレイン電圧が小さくなっている。
図4に示す構造では、p+型コレクタ領域17の上端にn+型ドレイン領域16に印加されたドレイン電圧と殆ど差のない等電位面が分布している。この場合、n+型ドレイン領域16およびp+型コレクタ領域17は同電位であるので、ドレイン電圧を増加させても、p+型コレクタ領域17と当該等電位面との間にpn接合立ち上がり電圧(つまり、約2.7V)以上の電位差が生じ難い。
As shown in the graph of FIG. 7, as the X-axis width Wc of the p + -
In the structure shown in FIG. 4, an equipotential surface is distributed at the upper end of the p + -
したがって、p+型コレクタ領域17と当該等電位面との間における電位差がpn接合立ち上がり電圧以上になるまでドレイン電圧を増加させなければならず、小電流領域から大電流領域への移行に際して非常に高い電圧が必要となる。図7に示すように、図4の構造では、ドレイン電圧を約19Vまで増加させないと、p+型コレクタ領域17とp+型コレクタ領域17を覆う等電位面との間における電位差がpn接合立ち上がり電圧以上にならないこと分かる。
Therefore, the drain voltage has to be increased until the potential difference between the p + -
これに対して、図6に示す構造であれば、p+型コレクタ領域17の上端に比較的に低い等電位面を広く分布させることができる。この場合、p+型コレクタ領域17と当該等電位面との間の電位差をpn接合立ち上がり電圧に近づけることができるので、比較的に小さなドレイン電圧(3.0V〜3.5V)によって、pn接合部(寄生ダイオードD)をオンさせることができる。そのため、小電流領域から大電流領域に速やかに移行している。
On the other hand, with the structure shown in FIG. 6, a relatively low equipotential surface can be widely distributed at the upper end of the p + -
p+型コレクタ領域17のX軸幅Wcを100μmに維持した状態で、n+型ドレイン領域16のX軸幅Wdを10μmから100μmに変更した場合におけるドレイン電圧(コレクタ電圧)対ドレイン電流(コレクタ電流)特性を調べたのが、図8および図9に示すグラフである。
図8は、n+型ドレイン領域16のX軸幅Wdを変更した場合におけるドレイン電圧(コレクタ電圧)対ドレイン電流(コレクタ電流)特性を示すグラフである。図9は、図8における大電流領域の特性を説明するためのグラフである。
Drain voltage (collector voltage) vs. drain current (collector) when X-axis width Wd of n + -
FIG. 8 is a graph showing drain voltage (collector voltage) versus drain current (collector current) characteristics when the X-axis width Wd of the n + -
図8および図9の各グラフにおいて実線で示す曲線L5は、p+型コレクタ領域17のX軸幅Wcが100μm、n+型ドレイン領域16のX軸幅Wdが100μmの時の曲線である。なお、図8および図9の各グラフでは、図7のグラフで示した曲線L1,L4をそれぞれ破線で示している。
図8のグラフから、n+型ドレイン領域16のX軸幅Wdを広げて、p+型コレクタ領域17のX軸幅Wcの構成比率を相対的に小さくすることにより、小電流領域におけるドレイン電流(コレクタ電流)が増加することが確認できた。換言すれば、n+型ドレイン領域16のX軸幅Wdの構成比率を相対的に大きくすることにより、特性オン抵抗の値が低減するので、小電流領域におけるドレイン電流(コレクタ電流)が増加することが確認できた。また、図9に示すように、大電流領域の特性に関しては、殆ど変化しないことが確認できた。
A curved line L5 indicated by a solid line in each graph of FIGS. 8 and 9 is a curve when the X axis width Wc of the p + -
From the graph of FIG. 8, the drain current in the small current region is obtained by widening the X-axis width Wd of the n + -
この結果から、p+型コレクタ領域17のX軸幅Wcの構成比率を相対的に小さくすることにより、良好なpn接合立ち上がり電圧(3.0V〜3.5V)を維持しつつ、小電流領域の特性を改善できることが確認できた。よって、n+型ドレイン領域16のX軸幅Wdを、p+型コレクタ領域17のX軸幅Wcと同じかそれ以上の幅で形成することにより、小電流領域の特性を向上できることが分かる。
From this result, it is possible to relatively reduce the component ratio of the X-axis width Wc of the p + -
以上のように、SiC半導体装置1によれば、SiC半導体層10の表面に沿うX軸において、少なくとも2つの単位セル11が含まれる領域を覆うようにp+型コレクタ領域17を形成することによって、比較的に低い等電位面をp+型コレクタ領域17の上端において広く分布させることができる。
別の見方をすれば、p+型コレクタ領域17のSiC半導体層10の表面に沿うX軸幅Wcを、n−型ドリフト領域19のSiC半導体層10の厚さ方向に沿うY軸厚さTdの2倍以上にすることによって、比較的に低い等電位面をp+型コレクタ領域17の上端において広く分布させることができる。
As described above, according to
From another viewpoint, the X-axis width Wc along the surface of the
この場合、p+型コレクタ領域17と当該等電位面との間の電位差をpn接合立ち上がり電圧に近づけることができるので、図7に示すように、比較的に小さなドレイン電圧の増加によって、pn接合部(寄生ダイオードD)をオンさせることができる。これにより比較的に小さなドレイン電圧によって、小電流領域から大電流領域に移行できるので、小電流領域の特性および大電流領域の特性のトレードオフの関係を改善できる。その結果、小電流領域の特性および大電流領域の特性のいずれにも優れるSiC半導体装置1を提供できる。
In this case, since the potential difference between the p + -
また、図8および図9に示すように、n+型ドレイン領域16を、p+型コレクタ領域17のX軸幅Wcと同じかそれ以上のX軸幅Wdで形成することにより、大電流領域の特性を維持しつつ、小電流領域の特性を向上できる。
また、図1に示すように、n+型ドレイン領域16およびp+型コレクタ領域17に跨るようにFS領域18が形成されている。これにより、FS(Field Stop:フィールドストップ)型のSiC半導体装置1を提供できる。FS型のSiC半導体装置1に対して、FS領域18を有さないNPT(Non-Punch Through:ノンパンチスルー)型のSiC半導体装置が知られている。
Further, as shown in FIGS. 8 and 9, a large current region is formed by forming the n + -
Further, as shown in FIG. 1, the
NPT型のSiC半導体装置の場合、p型ボディ領域12とn−型ドリフト領域19との界面から発生する空乏層がSiC半導体層10の下面に到達してパンチスルーしないように、当該SiC半導体層10を比較的に厚く形成しなければならない。これに対して、FS型のSiC半導体装置1の場合、当該空乏層の拡がりをFS領域18で阻止できるので、パンチスルーの発生を抑制できる。よって、FS型のSiC半導体装置1によれば、NPT型のSiC半導体装置と比較して、SiC半導体層10を薄くできる。
In the case of an NPT-type SiC semiconductor device, the SiC semiconductor layer prevents the depletion layer generated from the interface between p-
図10は、本発明の第2実施形態に係るSiC半導体装置2の模式的な断面図である。
SiC半導体装置2が前述のSiC半導体装置1と異なる点は、p+型コレクタ領域17に代えて、p+型コレクタ領域31が形成されている点である。その他の構成は、前述のSiC半導体装置1と同様である。図10において、前述の図1に示された各部と対応する部分には同一の参照符号を付して、説明を省略する。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of the
The
図10に示すように、SiC半導体層10の裏面側には、p+型コレクタ領域31およびn+型ドレイン領域16が互いに隣り合うように複数形成されている。各p+型コレクタ領域31は、各単位セル11(p型ボディ領域12)の直下の領域に形成されており、n−型ドリフト領域19を挟んで各単位セル11と1対1対応の関係で対向している。SiC半導体層10の表面に沿うX軸に関して、p+型コレクタ領域31のX軸幅Wcは、たとえば10μmである。
As shown in FIG. 10, a plurality of p + -
図10では、p+型コレクタ領域31のX軸幅Wcが、p型ボディ領域12の幅よりも幅狭に形成されている例を示している。p+型コレクタ領域31のX軸幅Wc(n+型ドレイン領域16に対するp+型コレクタ領域31の構成比率)は、n−型ドリフト領域19のY軸厚さTdに応じて適宜変更できる。したがって、n−型ドリフト領域19のY軸厚さTdを厚く形成した場合、p+型コレクタ領域31は、p型ボディ領域12の幅よりも幅広に形成されてもよい。
FIG. 10 shows an example in which the X-axis width Wc of the p + -
SiC半導体層10の厚さ方向に沿うY軸に関して、p+型コレクタ領域31の上端は、n+型ドレイン領域16の上端よりもSiC半導体層10の表面側に位置している。当該Y軸に関して、n+型ドレイン領域16の上端からp+型コレクタ領域31の上端までのY軸厚さDpは、たとえば0μm〜10μm(0μm<Y軸厚さDp≦10μm)である。なお、本実施形態におけるFS領域18は、p+型コレクタ領域31の上端および側部、ならびにn+型ドレイン領域16の上端に沿って形成されている。
The upper end of the p + -
このようなp+型コレクタ領域31は、前述の第1実施形態において述べた方法と同様の方法で形成できる。つまり、p+型コレクタ領域31は、p型の不純物を注入する際の注入条件(たとえば、ドーピングエネルギー、ドーズ量等)およびアニール処理条件(たとえば、アニール温度および時間等)を調節することによって形成できる。
前述の図4〜図6と同様の方法で、SiC半導体装置2の電位の分布を調べたところ、図11に示す結果が得られた。図11は、図10に示すSiC半導体装置2の電位の分布を説明するための図である。なお、図11では、n+型ドレイン領域16の上端からp+型コレクタ領域31の上端までのY軸厚さDpが10μmの例を示している。
Such p + -
When the distribution of the potential of the
図11に示すように、p+型コレクタ領域31の上端がn+型ドレイン領域16の上端よりもSiC半導体層10の表面側に位置しているため、n+型ドレイン領域16から拡がる比較的に高い等電位面がp+型コレクタ領域31の上端に到達することを抑制できている。
そして、p+型コレクタ領域31の上端では、比較的に低い等電位面が分布している。より具体的には、p+型コレクタ領域31の上端では1.5V〜2Vの等電位面が分布している。したがって、前述の図4の構造と比較して、p+型コレクタ領域17と当該p+型コレクタ領域17を覆う等電位面との間の電位差が大きくなっているのが分かる。
As shown in FIG. 11, the upper end of p + -
Then, at the upper end of the p + -
n+型ドレイン領域16の上端からp+型コレクタ領域31の上端までのY軸厚さDpを変化させた場合におけるpn接合立ち上がり電圧と特性オン抵抗との関係を調べてみたところ、図12に示す結果が得られた。図12は、図10に示すSiC半導体装置2のpn接合立ち上がり電圧対特性オン抵抗を説明するためのグラフである。
図12のグラフでは、n+型ドレイン領域16の上端からp+型コレクタ領域31の上端までのY軸厚さDpを順に0μm,2μm,4μm,6μm,8μm,10μmと変化させた結果を示している。
When the relationship between the pn junction rise voltage and the characteristic on resistance in the case of changing the Y-axis thickness Dp from the upper end of the n + -
The graph of FIG. 12 shows the results of sequentially changing the Y-axis thickness Dp from the upper end of the n + -
図12のグラフに示すように、SiC−IGBTに関して、pn接合立ち上がり電圧の下限値に変化はないものの、Y軸厚さDpが厚くなるに伴い、SiC−MOSFETに関して、特性オン抵抗の下限値が下がることが確認できた。
以上のように、SiC半導体装置2によれば、p+型コレクタ領域31の上端が、n+型ドレイン領域16の上端よりも前記半導体層の表面側に位置しているため、n+型ドレイン領域16から拡がる等電位面がp+型コレクタ領域31の上端に至ることを抑制できる。これにより、p+型コレクタ領域31に比較的に高い等電位面が分布することを抑制できると同時に、p+型コレクタ領域31に比較的に低い等電位面を分布させることができる。この場合、p+型コレクタ領域31と当該等電位面との間の電位差をpn接合立ち上がり電圧に近づけることができるので、比較的に小さなドレイン電圧の増加によって、pn接合部(寄生ダイオードD)をオンさせることができる。
As shown in the graph of FIG. 12, regarding the SiC-IGBT, the lower limit value of the pn junction rise voltage does not change, but as the Y-axis thickness Dp becomes thicker, the lower limit value of the characteristic on resistance of the SiC-MOSFET becomes It could be confirmed that it would go down.
As described above, according to the
さらに、n+型ドレイン領域16の上端からp+型コレクタ領域31の上端までの厚さを厚く形成することにより、n+型ドレイン領域16およびp+型コレクタ領域31を同一厚さで形成する場合よりも、オン抵抗の特性を改善できる。
ここで、n−型ドリフト領域19は、デバイス耐圧(すなわち、SiC半導体装置2の耐圧)を維持するための耐圧維持層として機能している。したがって、Y軸厚さDpを大きく形成すると、n−型ドリフト領域19のY軸厚さTdが小さくなるため、本来有するデバイス耐圧が良好に発現し難くなる可能性がある。そこで、発明者らが見出したのが、図13に示すSiC半導体装置3である。
Furthermore, by forming the thickness from the upper end of n + -
Here, the n − -
図13は、本発明の第3実施形態に係るSiC半導体装置3の模式的な断面図である。
SiC半導体装置3が前述のSiC半導体装置1と異なる点は、p+型コレクタ領域17に代えて、p+型コレクタ領域32が形成されている点、およびSiC半導体層10の裏面部に本発明の絶縁層の一例としての絶縁膜33が形成されている点である。その他の構成は、前述のSiC半導体装置1と同様である。図13において、前述の図1に示された各部と対応する部分には同一の参照符号を付して、説明を省略する。
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of a
The point where
図13に示すように、SiC半導体層10の裏面部には、p+型コレクタ領域32およびn+型ドレイン領域16が、互いに間隔を空けて交互に形成されている。
p+型コレクタ領域32は、単位セル11(p型ボディ領域12)の直下の領域に形成されており、n−型ドリフト領域19を挟んで各単位セル11と1対1対応の関係で対向している。本実施形態におけるp+型コレクタ領域32のX軸幅Wcは、たとえば10μmである。
As shown in FIG. 13, p + -
The p + -
図13では、p+型コレクタ領域32のX軸幅Wcが、p型ボディ領域12の幅よりも幅狭に形成されている例を示している。p+型コレクタ領域32のX軸幅Wc(n+型ドレイン領域16に対するp+型コレクタ領域32の構成比率)は、n−型ドリフト領域19のY軸厚さTdに応じて適宜変更できる。したがって、n−型ドリフト領域19のY軸厚さTdを厚く形成した場合、p+型コレクタ領域32は、p型ボディ領域12の幅よりも幅広に形成されてもよい。
FIG. 13 shows an example in which the X-axis width Wc of the p + -
一方、各n+型ドレイン領域16は、互いに隣り合う単位セル11(p型ボディ領域12)間の直下の領域に形成されている。本実施形態におけるn+型ドレイン領域16のX軸幅Wdは、たとえば10μmである。また、n+型ドレイン領域16の上端が、p+型コレクタ領域32の上端と同じ深さに位置している。そして、n+型ドレイン領域16およびp+型コレクタ領域32の各上端を覆うように、FS領域18が形成されている。
On the other hand, the respective n + -
SiC半導体層10の厚さ方向に沿うY軸に関して、n+型ドレイン領域16とp+型コレクタ領域32との間には、分離用トレンチ34に埋設された絶縁膜33が形成されている。当該Y軸に関して、分離用トレンチ34は、SiC半導体層10を裏面側から表面側に向けて掘り下げるように形成されている。分離用トレンチ34は、n+型ドレイン領域16およびp+型コレクタ領域32よりも深く形成されている。n+型ドレイン領域16の上端および分離用トレンチ34の上端間のY軸深さDtは、たとえば0μm〜15μm(0μm<Y軸深さDt≦15μm。本実施形態では、5μm)である。一方、分離用トレンチ34は、SiC半導体層10の表面に沿うX軸に関して、p+型コレクタ領域32のX軸幅Wcおよびn+型ドレイン領域16のX軸幅Wdよりも幅狭に形成されている。
An insulating
絶縁膜33は、SiCよりも低い比誘電率を有する絶縁材料からなることが好ましく、その絶縁材料として、SiO2を例示できる。絶縁膜33は、分離用トレンチ34の深さと同一の厚さで形成されている。
このような絶縁膜33は、次の方法で形成できる。すなわち、前述の第1実施形態で述べた方法でn+型ドレイン領域16およびp+型コレクタ領域32を形成した後、絶縁膜33を形成すべき領域に選択的に開口を有するハードマスクがSiC半導体層10の裏面に形成される。
The insulating
Such an insulating
次に、当該ハードマスクを介するエッチングにより、SiC半導体層10を裏面側から表面側に向けて掘り下げて分離用トレンチ34が形成される。次に、たとえばCVD法により、当該分離用トレンチ34を埋め戻してSiC半導体層10の裏面を覆うように絶縁膜33が形成される。次に、絶縁膜33の不要な部分がエッチバックによって除去される。これにより、分離用トレンチ34に埋め込まれた絶縁膜33が得られる。このような絶縁膜33に代えて、高抵抗層を採用してもよい。
Next, by etching through the hard mask, the
SiCを用いた半導体層では、所定密度の点欠陥(格子欠陥)の存在により、伝導帯と価電子帯との間における禁制帯に本来存在しない準位が存在することが知られている。このような準位は、一般的に「深い準位(deep level)」と呼ばれている。深い準位は、キャリアを捕獲する捕獲中心(キャリアトラップ)として機能するため、点欠陥(格子欠陥)密度が比較的に大きい領域は、高抵抗化する。 In a semiconductor layer using SiC, it is known that due to the presence of point defects (lattice defects) having a predetermined density, a level which does not originally exist in the forbidden band between the conduction band and the valence band is known. Such levels are generally referred to as "deep levels". A deep level functions as a capture center (carrier trap) for capturing carriers, and therefore, a region where the point defect (lattice defect) density is relatively high becomes high in resistance.
高抵抗層は、このような深い準位の導入によって高抵抗化された領域である。高抵抗層では、後述するイオン等の注入によって所定密度の点欠陥(格子欠陥)が当該高抵抗層内に形成され、これにより、深い準位が形成されている。高抵抗層内の深い準位は、n−型ドリフト領域19内のドーパントによって形成される準位よりもミッドギャップ(つまり、伝導帯の最小エネルギーと価電子帯の最大エネルギーとの中間のエネルギー)に近い準位である。高抵抗層内の深い準位の密度(点欠陥の密度)は、n−型ドリフト領域19内の不純物(ドナー)密度と同じ(同程度)か、またはそれ以上であることが好ましい。
The high resistance layer is a high resistance region by the introduction of such deep levels. In the high resistance layer, point defects (lattice defects) of a predetermined density are formed in the high resistance layer by implantation of ions or the like described later, whereby deep levels are formed. The deep level in the high resistance layer is the mid gap (that is, the energy between the minimum energy of the conduction band and the maximum energy of the valence band) than the level formed by the dopant in the n − -
このような高抵抗層は、次の方法で形成できる。すなわち、前述の第1実施形態で述べた方法で、n+型ドレイン領域16およびp+型コレクタ領域32を形成した後、高抵抗層を形成すべき領域に選択的に開口を有するマスクがSiC半導体層10の裏面に形成される。次に、イオン照射または電子線照射が実行される。
イオン照射の場合、マスクを介して、SiC半導体層10中に軽元素イオンが注入される。軽元素イオンとしては、水素イオン(プロトン)、ヘリウムイオン、ホウ素イオン等を例示できる。軽元素イオンであれば、Si半導体層よりも密度の高いSiC半導体層10に対して、n+型ドレイン領域16等よりも一層深い位置にイオンを注入できる。これにより、所定のY軸深さDt(0μm<Y軸深さDt≦15μm。本実施形態では、5μm)を有する高抵抗層を容易に形成できる。
Such a high resistance layer can be formed by the following method. That is, after the n + -
In the case of ion irradiation, light element ions are implanted into the
他方、電子線照射により高抵抗層を形成する場合、マスクを介して、SiC半導体層10に電子線が照射される。電子線照射の条件は、形成すべき高抵抗層の深さによって異なるものであるが、たとえば、照射エネルギーが100keV〜600keVであり、電子線の照射量が1×1015cm−2〜1×1018cm−2であってもよい。電子線の照射は、一度だけ照射する一段階照射であってもよいし、複数回に亘って照射する多段階照射であってもよい。
On the other hand, when forming a high resistance layer by electron beam irradiation, the electron beam is irradiated to the
むろん、高抵抗層を上記Y軸深さDtに形成できるのであれば、イオン照射または電子線照射に代えて、p型の不純物(ホウ素、アルミニウム等)またはn型の不純物(リン、ヒ素等)をSiC半導体層10に注入してもよい。この場合、活性化しない程度(たとえば、活性化率が1%未満)でアニール処理が実行される。不純物が活性化されない場合、SiC半導体層10における当該不純物が注入された領域は、高抵抗なSiCとなる。
Of course, if the high resistance layer can be formed to the Y-axis depth Dt, p-type impurities (boron, aluminum, etc.) or n-type impurities (phosphorus, arsenic, etc.) instead of ion irradiation or electron beam irradiation. May be implanted into the
前述の図4〜図6と同様の方法で、SiC半導体装置3の電位を調べたところ、図14に示す結果が得られた。図14は、図13に示すSiC半導体装置3の電位の分布を説明するための図である。
図14に示すように、n+型ドレイン領域16とp+型コレクタ領域32との間に絶縁膜33(高抵抗層)を形成することにより、当該n+型ドレイン領域16から同心円状に拡がる比較的に高い等電位面を当該絶縁膜33(高抵抗層)で遮断できることが確認できた。
When the potential of the
As shown in FIG. 14, by forming the insulating film 33 (high resistance layer) between the n + -
また、n+型ドレイン領域16から拡がる等電位面を絶縁膜33(高抵抗層)で遮断できるので、p+型コレクタ領域32の上端には、比較的に低い等電位面が分布しているのが分かる。より具体的には、p+型コレクタ領域32の上端では1.5V〜2Vの等電位面が分布している。したがって、前述の図4の構造と比較して、p+型コレクタ領域17と当該p+型コレクタ領域17を覆う等電位面との間の電位差が大きくなっているのが分かる。この実験結果から、SiC半導体装置3によれば、前述のSiC半導体装置2と同等の電気的特性を達成できることが確認できた。
Further, since the equipotential surface extending from the n +
以上のように、SiC半導体装置3によれば、n+型ドレイン領域16とp+型コレクタ領域32との間に絶縁膜33(高抵抗層)が形成されているので、n+型ドレイン領域16から拡がる比較的に高い等電位面を当該絶縁膜33(高抵抗層)で遮断できる。これにより、p+型コレクタ領域32に比較的に高い等電位面が分布することを抑制できると同時に、p+型コレクタ領域32に比較的に低い等電位面を分布させることができる。
As described above, according to
この場合、p+型コレクタ領域32と当該等電位面との間の電位差をpn接合立ち上がり電圧に近づけることができるので、比較的に小さなドレイン電圧の増加によって、pn接合部(寄生ダイオードD)をオンさせることができる。これにより、小電流領域から大電流領域に移行できるので、小電流領域の特性および大電流領域の特性のトレードオフの関係を改善できる。その結果、小電流領域の特性および大電流領域の特性のいずれにも優れたSiC半導体装置3を提供できる。
In this case, since the potential difference between the p + -
さらに、前述のSiC半導体装置2と異なり、p+型コレクタ領域32およびp型ボディ領域12間のn−型ドリフト領域19のY軸厚さTdが、n+型ドレイン領域16およびp型ボディ領域12間のn−型ドリフト領域19の層厚よりも薄くなることがないので、デバイス耐圧が低下することを効果的に抑制できる。
図15は、本発明の第4実施形態に係るSiC半導体装置4の模式的な断面図である。
Furthermore, unlike the above-described
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of a
SiC半導体装置4が前述のSiC半導体装置1と異なる点は、p+型コンタクト領域14が形成されていない点、および、p型ボディ領域12の下方にp型コラム領域35が形成されている点である。その他の構成は、前述のSiC半導体装置1と同様である。図15において、前述の図1に示された各部と対応する部分には同一の参照符号を付して、説明を省略する。
p型コラム領域35は、p型ボディ領域12の内方領域において、当該p型ボディ領域12に連なって形成されている。より具体的に、p型コラム領域35は、SiC半導体層10の厚さ方向に沿うY軸に関して、p型ボディ領域12の底部からn−型ドリフト領域19に向けて伸びるように形成されており、当該n−型ドリフト領域19との間にpn接合を形成している。p型コラム領域35の底部は、p型ボディ領域12とFS領域18との間に位置している。
The p-
以上のように、SiC半導体装置4によれば、Hybrid−MOS構造に加えて、SJ(Super Junction)構造が形成されている。このSJ構造により、p型コラム領域35とn−型ドリフト領域19との界面に沿う方向(つまり、n−型ドリフト領域19の厚さ方向)に当該界面全体に空乏層を広げることができる。その結果、n−型ドリフト領域19における局所的な電界集中を防止できるので、オン抵抗値を低減できるとともに、耐圧を向上させることができる。
As described above, according to the
このオン抵抗の低減効果および耐圧の向上効果によって、前述の図3に示したpn接合立ち上がり電圧対特性オン抵抗の特性を一層改善できる。さらに、当該特性を改善できるので、n−型ドリフト領域19の不純物濃度をより薄く形成できる。また、n−型ドリフト領域19のY軸厚さTdをより薄く形成できる。よって、設計の自由度を高めつつ、小電流領域の特性および大電流領域の特性のいずれにも優れたSiC半導体装置4を提供できる。
By the reduction effect of the on resistance and the improvement effect of the breakdown voltage, the characteristics of the pn junction rising voltage versus the characteristic on resistance shown in FIG. 3 can be further improved. Furthermore, since the characteristic can be improved, the impurity concentration of the n − -
図16は、本発明の第5実施形態に係るSiC半導体装置5の模式的な断面図である。
SiC半導体装置5が前述のSiC半導体装置1と異なる点は、ゲート電極21に代えて、ゲートトレンチ36にゲート電極37が埋め込まれたトレンチゲート構造が形成されている点である。その他の構成は、前述のSiC半導体装置1と同様である。図16において、前述の図1に示された各部と対応する部分には同一の参照符号を付して、説明を省略する。
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view of a
The
図16に示すように、SiC半導体層10の厚さ方向に沿うY軸に関して、SiC半導体層10の表面側から裏面側に向けて複数のゲートトレンチ36が形成されている。各ゲートトレンチ36の底部は、SiC半導体層10(n−型ドリフト領域19)の厚さ方向途中部に位置している。各ゲートトレンチ36の側面と底部とが交わるエッジ部は、各ゲートトレンチ36の外方へ向かって湾曲する形状に形成されており、各ゲートトレンチ36は断面視U字状に形成されている。各ゲートトレンチ36のエッジ部が湾曲状であれば、当該エッジ部に集中する電界を緩和できる。
As shown in FIG. 16, with respect to the Y-axis along the thickness direction of
各ゲートトレンチ36には、ゲート絶縁膜38を介してゲート電極37が埋め込まれている。ゲート電極37は、SiC半導体層10の表面と面一な表面を有している。ゲート絶縁膜38およびゲート電極37の材料は、前述の第1実施形態と同様である。互いに隣り合うゲートトレンチ36間の領域に、単位セル11を構成するp型ボディ領域40が形成されている。各ゲートトレンチ36の底部と、FS領域18の上端との間の領域には、p型領域39が形成されている。
A
p型領域39は、各ゲートトレンチ36の底部に沿って形成されている。p型領域39は各ゲートトレンチ36のエッジ部を覆っていて、このp型領域39により、各ゲートトレンチ36のエッジ部における電界集中を緩和できる。p型領域39は、各ゲートトレンチ36の底部から間隔を開けた位置に形成されていてもよい。
p型ボディ領域40の底部は、SiC半導体層10の厚さ方向に沿うY軸に関して、SiC半導体層10の表面とゲートトレンチ36の底部との間に位置している。SiC半導体層10の表面に沿うX軸において、p型ボディ領域40の端部は、ゲートトレンチ36の一部を形成している。つまり、p型ボディ領域40は、ゲート絶縁膜38を挟んでゲート電極37と電気的に接続されている。本実施形態では、このp型ボディ領域40とFS領域18との間の領域がn−型ドリフト領域19である。p型ボディ領域40の内方領域には、n型ソース領域41が形成されている。
A p-
The bottom of p-
n型ソース領域41は、SiC半導体層10の厚さ方向に沿うY軸に関して、p型ボディ領域40よりも浅く形成されている。SiC半導体層10の表面に沿うX軸において、n型ソース領域41の端部は、ゲートトレンチ36の一部を形成している。つまり、n型ソース領域41は、ゲート絶縁膜38を挟んでゲート電極37と電気的に接続されている。SiC半導体層10の厚さ方向に沿うY軸に関して、ゲートトレンチ36に沿うn型ソース領域41の下端とp型ボディ領域40の下端との間の領域がp型チャネル領域42である。n型ソース領域41を貫通するようにp+型コンタクト領域43が形成されている。
The n-
p+型コンタクト領域43は、n型ソース領域41を貫通して、n型ソース領域41とp型ボディ領域40との境界を横切るように形成されている。p+型コンタクト領域43は、p型ボディ領域40よりも高い不純物濃度を有している。
SiC半導体層10上には、ゲート電極37を覆う絶縁膜44が形成されている。絶縁膜44には、n型ソース領域41の一部およびp+型コンタクト領域43を選択的に露出させるコンタクト孔45が形成されている。ソース電極24は、コンタクト孔45内において、p型ボディ領域40、n型ソース領域41の一部およびp+型コンタクト領域43と電気的に接続されている。
The p + -
An insulating
以上のように、SiC半導体装置5によれば、Hybrid−MOS構造に加えて、トレンチゲート構造が形成されている。このような構成によっても、前述の第1実施形態において述べた効果と同様の効果を奏することができる。
図17は、本発明の第6実施形態に係るSiC半導体装置6の模式的な断面図である。
SiC半導体装置6が前述のSiC半導体装置5と異なる点は、ゲートトレンチ36に加えて、ソーストレンチ46を含むダブルトレンチ構造が形成されている点、ゲートトレンチ36の底部にp型領域39が形成されていない点、ならびに、p型ボディ領域40、n型ソース領域41、およびp+型コンタクト領域43に代えて、p型ボディ領域47、n型ソース領域48、およびp+型コンタクト領域50が形成されている点である。その他の構成は、前述のSiC半導体装置6と同様である。図17において、前述の図16に示された各部と対応する部分には同一の参照符号を付して、説明を省略する。
As described above, according to the
FIG. 17 is a schematic cross-sectional view of a
図17に示すように、各単位セル11の中央部には、ソーストレンチ46が形成されている。ソーストレンチ46は、SiC半導体層10の厚さ方向に沿うY軸に関して、SiC半導体層10の表面側から裏面側に向けて複数形成されている。ソーストレンチ46は、ゲートトレンチ36と同じ深さで形成されている。ソーストレンチ46の側部と底部とが交わるエッジ部は、ソーストレンチ46の外方へ向かって湾曲する形状に形成されており、ソーストレンチ46は断面視U字状に形成されている。ソーストレンチ46のエッジ部が湾曲状であれば、当該エッジ部に集中する電界を緩和できる。
As shown in FIG. 17, a
p型ボディ領域47は、SiC半導体層10の表面、ソーストレンチ46の側部および底部に沿って形成されている。ソーストレンチ46の側部および底部に沿って形成されたp型ボディ領域47は、ソーストレンチ46の側部および底部の一部を形成している。なお、図17では、ソーストレンチ46の側部に沿って形成されたp型ボディ領域47は、ソーストレンチ46の底部に沿って形成されたp型ボディ領域47よりも薄く形成されている例を示しているが、同一厚さで形成されていてもよい。
P-
n型ソース領域48は、ゲートトレンチ36およびソーストレンチ46間におけるSiC半導体層10の表面部に形成されている。SiC半導体層10の表面に沿うX軸において、n型ソース領域48の端部は、ゲートトレンチ36の一部およびソーストレンチ46の一部を形成している。n型ソース領域48は、SiC半導体層10の厚さ方向に沿うY軸に関して、p型ボディ領域47よりも浅く形成されている。当該Y軸に関して、ゲートトレンチ36に沿うn型ソース領域48の下端とp型ボディ領域47の下端との間の領域がp型チャネル領域49である。
An n-
p+型コンタクト領域50は、ソーストレンチ46の底部に形成されている。つまり、p+型コンタクト領域50は、ソーストレンチ46の底部の一部を形成している。p+型コンタクト領域50の底部は、ソーストレンチ46の底部と、当該ソーストレンチ46の底部に沿って形成されたp型ボディ領域47の底部との間に位置している。
ソース電極24は、絶縁膜44の表面からコンタクト孔45内に入り込み、さらに、当該コンタクト孔45からソーストレンチ46内に入り込んでいる。ソース電極24は、コンタクト孔45およびソーストレンチ46内において、p型ボディ領域47、n型ソース領域48、およびp+型コンタクト領域50と電気的に接続されている。
The p + -
The
以上のように、SiC半導体装置6によれば、Hybrid−MOS構造に加えて、ゲートトレンチ36およびソーストレンチ46を含むダブルトレンチ構造が形成されている。このような構成によっても、前述の第1実施形態において述べた効果と同様の効果を奏することができる。
なお、本実施形態では、ゲートトレンチ36の底部にp型領域39が形成されていない例について説明したが、前述のSiC半導体装置5と同様に、各ゲートトレンチ36の底部にp型領域39が形成されていてもよい。この場合、p型領域39およびp+型コンタクト領域50は、同一濃度および同一深さで形成されていてもよい。この構成であれば、p型領域39およびp+型コンタクト領域50を同一の工程で作り込むことができる。
As described above, according to
In the present embodiment, an example in which the p-
<p+型コレクタ領域の平面形状>
前述のSiC半導体装置1〜6のp+型コレクタ領域17,31,32は、図18〜図20に示す平面形状を有していてもよい。図18〜図20は、前述の第1〜第6実施形態に係るp+型コレクタ領域17,31,32の一平面形状を説明するための平面図である。なお、平面形状とは、SiC半導体層10を法線方向から見た平面視におけるp+型コレクタ領域17,31,32の形状を言う。
<Planar shape of p + -type collector region>
The p + -
図18に示すように、p+型コレクタ領域17,31,32は、矩形状(ストライプ状)であってもよい。図18では、長方形状に形成されたp+型コレクタ領域17,31,32の例を示している。この場合、p+型コレクタ領域17,31,32のX軸幅Wcは、当該長方形状における短手方向の幅で定義される。
また、図19に示すように、p+型コレクタ領域17,31,32は、多角形状であってもよい。図19では、六角形状に形成されたp+型コレクタ領域17,31,32の例を示している。この場合、p+型コレクタ領域17,31,32のX軸幅Wcは、2つの辺を結ぶ垂線の幅で定義される。なお、五角形のように、2つの辺を垂直に結ぶ直線を引けない場合、対角線の幅でp+型コレクタ領域17,31,32のX軸幅Wcを定義してもよい。
As shown in FIG. 18, the p + -
Further, as shown in FIG. 19, the p + -
また、図20に示すように、p+型コレクタ領域17,31,32は、円形状であってもよい。この場合、p+型コレクタ領域17,31,32のX軸幅Wcは、当該円の直径で定義される。むろん、p+型コレクタ領域17,31,32は、楕円形状であってもよい。楕円形状の場合、p+型コレクタ領域17,31,32のX軸幅Wcは短軸の幅で定義される。
前述のSiC半導体装置1〜6では、このようなp+型コレクタ領域17,31,32がSiC半導体層10の裏面部に選択的に形成されている。
Further, as shown in FIG. 20, the p + -
In the above-described
<p+型コレクタ領域およびn+型ドレイン領域の配置例>
また、前述のSiC半導体装置1〜6のp+型コレクタ領域17,31,32およびn+型ドレイン領域16は、図21および図22に示すように配置されていてもよい。図21および図22は、p+型コレクタ領域17,31,32およびn+型ドレイン領域16の配置例51,52を説明するための平面図である。
<Example of arrangement of p + -type collector region and n + -type drain region>
The p + -
図21の配置例51に示すように、複数のp+型コレクタ領域17,31,32が間隔をあけてストライプ状に形成されている。そして、互いに隣り合うp+型コレクタ領域17,31,32間にn+型ドレイン領域16がストライプ状に形成されている。複数のp+型コレクタ領域17,31,32は、比較的に幅広に形成された領域と、当該幅広の領域に対して幅狭に形成された領域とを選択的に含む。この配置例51では、p+型コレクタ領域17,31,32のX軸幅Wcは、ストライプ方向に直交する方向に関して、複数のp+型コレクタ領域17,31,32の幅のうち、最も幅広に形成された領域の幅で定義される。
As shown in the arrangement example 51 of FIG. 21, a plurality of p + -
図22の配置例52では、平面視四角形状の複数のp+型コレクタ領域17,31,32が行列状に形成されている。当該四角形状のp+型コレクタ領域17,31,32の周囲には、当該四角形状のp+型コレクタ領域17,31,32に沿って、平面視四角環状のn+型ドレイン領域16/p+型コレクタ領域17,31,32/n+型ドレイン領域16がこの順で形成されている。そして、四角形状のp+型コレクタ領域17,31,32に対して、最外周に形成されたn+型ドレイン領域16を区画するように、格子状のp+型コレクタ領域17,31,32が形成されている。この配置例51では、p+型コレクタ領域17,31,32のX軸幅Wcは、四角形状のp+型コレクタ領域17,31,32の幅で定義される。
In the arrangement example 52 of FIG. 22, a plurality of p + -
配置例51,52によれば、ソース電極24を基準として、ドレイン電極25に所定のpn接合立ち上がり電圧が印加された場合、まず、比較的に幅広に形成されたp+型コレクタ領域17,31,32がオン状態となる。そして、幅広のp+型コレクタ領域17,31,32のオン状態への移行がトリガーとなって、比較的に幅狭に形成されたp+型コレクタ領域17,31,32が順次オン状態に移行する。
According to arrangement examples 51 and 52, when a predetermined pn junction rise voltage is applied to drain
したがって、幅狭のp+型コレクタ領域17,31,32において通常オン状態となり得ないpn接合立ち上がり電圧が印加された場合であっても、幅広のp+型コレクタ領域17,31,32がオン状態となることによって、幅狭のp+型コレクタ領域17,31,32をオン状態に移行させることができる。その結果、pn接合立ち上がり時における特性を良好にすることができる。
Therefore, the wide p + -
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はさらに他の形態で実施することもできる。
たとえば、前述の各実施形態におけるSiC半導体装置1〜6の構造を選択的に組み合わせてもよい。したがって、たとえば、SiC半導体装置2,3のp+型コレクタ領域17または絶縁膜33(高抵抗層)を、SiC半導体装置1,4〜6に組み合わせてもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form.
For example, the structures of
また、前述の各実施形態では、n+型ドレイン領域16が互いに隣り合う単位セル11間の直下の領域に形成されている例について説明したが、単位セル11間の直下の領域以外の領域(たとえば、単位セル11の直下の領域)に形成されている例を採用してもよい。
また、前述の第3実施形態において、SiC半導体層10の裏面に対して、垂直な側部を有する分離用トレンチ34が形成された例について説明したが、分離用トレンチ34は、開口から底部に向けて開口幅が狭まる断面視台形状(テーパ状)に形成されていてもよい。同様に、分離用トレンチ34は、開口から底部に向けて開口幅が広がる断面視台形状(テーパ状)に形成されていてもよい。さらに、分離用トレンチ34は、断面視において、n+型ドレイン領域16の内方領域側に向けて傾斜するように形成されていてもよい。また、分離用トレンチ34は、SiC半導体層10の表面に沿うX軸に関して、p+型コレクタ領域32のX軸幅Wcおよび/またはn+型ドレイン領域16のX軸幅Wdよりも幅広に形成されていてもよい。
In each of the above embodiments, the n + -
In the above-described third embodiment, the example in which the
また、前述の第3実施形態において、高抵抗層は、断面視において、n+型ドレイン領域16の内方領域側に向けて傾斜するように形成されていてもよい。また、高抵抗層は、SiC半導体層10の表面に沿うX軸に関して、p+型コレクタ領域32のX軸幅Wcおよび/またはn+型ドレイン領域16のX軸幅Wdよりも幅広に形成されていてもよい。
また、前述の第5および第6実施形態において、SiC半導体層10の表面に対して、垂直な側部を有するゲートトレンチ36および/またはソーストレンチ46が形成された例について説明したが、ゲートトレンチ36および/またはソーストレンチ46は、開口から底部に向けて開口幅が狭まる断面視台形状(テーパ状)に形成されていてもよい。
In the third embodiment described above, the high resistance layer may be formed to be inclined toward the inward region side of the n + -
Also, in the fifth and sixth embodiments described above, the example in which the
また、前述の各実施形態において、各半導体部分の導電型を反転した構成が採用されてもよい。つまり、前述の各実施形態において、p型の部分がn型であり、n型の部分がp型であってもよい。
本発明のSiC半導体装置1〜6は、たとえば、電気自動車(ハイブリッド車を含む)、電車、産業用ロボットなどの動力源として利用される電動モータを駆動するための駆動回路を構成するインバータ回路に用いられるパワーモジュールに組み込むことができる。また、太陽電池、風力発電機その他の発電装置(とくに自家発電装置)が発生する電力を商用電源の電力と整合するように変換するインバータ回路に用いられるパワーモジュールにも組み込むことができる。
Further, in each of the embodiments described above, a configuration in which the conductivity type of each semiconductor portion is reversed may be employed. That is, in each of the embodiments described above, the p-type portion may be n-type, and the n-type portion may be p-type.
The
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。この明細書および図面から抽出される特徴の例を以下に示す。 In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims. Examples of features extracted from this specification and drawings are shown below.
[項1]第1導電型のSiCからなる半導体層と、前記半導体層の表面部に複数形成され、それぞれが単位セルを構成する第2導電型のボディ領域と、前記ボディ領域の内方に形成された第1導電型のソース領域と、ゲート絶縁膜を介して前記ボディ領域に対向するゲート電極と、前記半導体層の裏面部で隣り合って形成された第1導電型のドレイン領域および第2導電型のコレクタ領域と、前記ボディ領域と前記ドレイン領域との間のドリフト領域とを含み、前記コレクタ領域は、前記半導体層の表面に沿うX軸において、少なくとも2つの前記単位セルが含まれる領域を覆うように形成されている、半導体装置。 [Item 1] A semiconductor layer made of SiC of a first conductivity type, a plurality of body regions of a second conductivity type formed in a surface portion of the semiconductor layer, each of which constitutes a unit cell, and inward of the body region A source region of the first conductivity type formed, a gate electrode facing the body region via the gate insulating film, a drain region of the first conductivity type formed adjacent to the back surface of the semiconductor layer, and The collector region includes a collector region of two conductivity types and a drift region between the body region and the drain region, and the collector region includes at least two unit cells in an X-axis along the surface of the semiconductor layer. A semiconductor device formed to cover an area.
この構成によれば、半導体装置は、SiC−MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)およびSiC−IGBT(Insulated Gate Bipolar Semiconductor)が同一の半導体層に集積化されたHybrid−MOS(Hybrid - Metal Oxide Semiconductor)構造を有している。より具体的には、SiC−MOSFETは、ソース領域、ドレイン領域、およびゲート電極により形成されており、SiC−IGBTは、ソース領域、コレクタ領域、およびゲート電極により形成されている。SiC−MOSFETおよびSiC−IGBTは、半導体層を介して並列に接続されている。SiC−IGBTとして動作する場合、ソース領域がエミッタ領域として機能し、ドリフト領域がベース領域として機能する。 According to this configuration, the semiconductor device is a hybrid-MOS (Hybrid-Metal Oxide Semiconductor) in which a SiC-MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) and a SiC-IGBT (Insulated Gate Bipolar Semiconductor) are integrated in the same semiconductor layer. ) Has a structure. More specifically, the SiC-MOSFET is formed of a source region, a drain region, and a gate electrode, and the SiC-IGBT is formed of a source region, a collector region, and a gate electrode. The SiC-MOSFET and the SiC-IGBT are connected in parallel via the semiconductor layer. When operating as a SiC-IGBT, the source region functions as an emitter region and the drift region functions as a base region.
SiC−MOSFETは、主に低耐圧領域(たとえば、5kV以下)で使用する素子として有効である。すなわち、SiC−MOSFETの場合、オン状態にされると、ドレイン電流は、ドレイン電圧が0Vの時から立ち上がり、その後ドレイン電圧の増加に応じてリニアに増加する。したがって、SiC−MOSFETでは、良好な小電流領域の特性を示すことができる。一方、ドレイン電流は、ドレイン電圧の増加に対してリニア増加するので、大電流領域でSiC−MOSFETを使用する場合には、印加されるドレイン電圧の増加に応じて、半導体層の面積を拡大しなければならない。 The SiC-MOSFET is effective as an element mainly used in a low withstand voltage region (for example, 5 kV or less). That is, in the case of the SiC-MOSFET, when turned on, the drain current rises from when the drain voltage is 0 V, and then linearly increases according to the increase of the drain voltage. Therefore, in the SiC-MOSFET, it is possible to exhibit the characteristics of a good small current region. On the other hand, since the drain current linearly increases with the increase of the drain voltage, when using a SiC-MOSFET in a large current region, the area of the semiconductor layer is expanded according to the increase of the applied drain voltage. There must be.
他方、SiC−IGBTは、主に高耐圧領域(たとえば、10kV以上)で使用する素子として有効である。すなわち、SiC−IGBTの場合、バイポーラトランジスタの伝導度変調特性を有するため、高耐圧で大電流制御が可能である。したがって、SiC−IGBTでは、半導体層の面積を拡大することなく、良好な大電流領域の特性を示すことができる。一方、SiCはワイドギャップ半導体であるので、Siに比べて高いpn障壁を有している。そのため、小電流領域でSiC−IGBTを使用する場合には、pn接合部に寄生ダイオードが形成されているので、比較的に高いpn接合立ち上がり電圧(たとえば、2.7V以上)が必要となる。 On the other hand, SiC-IGBT is effective as an element used mainly in a high breakdown voltage region (for example, 10 kV or more). That is, in the case of the SiC-IGBT, since it has the conductivity modulation characteristics of the bipolar transistor, large current control is possible with high withstand voltage. Therefore, in the SiC-IGBT, good large current region characteristics can be exhibited without expanding the area of the semiconductor layer. On the other hand, since SiC is a wide gap semiconductor, it has a higher pn barrier than Si. Therefore, when using a SiC-IGBT in a small current region, a parasitic diode is formed at the pn junction, so a relatively high pn junction rise voltage (for example, 2.7 V or more) is required.
これらから、SiC−MOSFETとSiC−IGBTとを同一の半導体層に集積化することにより、理論上では、低耐圧領域から高耐圧領域にかけて広い動作範囲を実現できる。つまり、高耐圧素子として使用できながらも、小電流領域において、MOSFET(ユニポーラ)動作を実現し、大電流領域においてIGBT(バイポーラ)動作を実現できる半導体装置を提供できる。 From these, by integrating the SiC-MOSFET and the SiC-IGBT in the same semiconductor layer, it is theoretically possible to realize a wide operation range from the low breakdown voltage region to the high breakdown voltage region. That is, it is possible to provide a semiconductor device capable of realizing MOSFET (unipolar) operation in a small current region, and IGBT (bipolar) operation in a large current region, even though it can be used as a high voltage element.
しかしながら、SiC−MOSFETおよびSiC−IGBTにおけるコレクタ領域およびドレイン領域を単純に接合しただけでは、小電流領域から大電流領域への移行の際に非常に高い電圧が必要になったり、オン抵抗が増大したりすることがある。
ここで、SiC−MOSFETおよびSiC−IGBTが形成された半導体層では、半導体層の表面側から裏面側に向けて電位が高くなるように等電位面が分布する。特に、半導体層では、ドレイン領域を中心として比較的に高い等電位面が同心円状に拡がるように分布する。そのため、比較的幅狭なコレクタ領域を形成すると、ドレイン領域に印加されたドレイン電圧と殆ど差のない等電位面がコレクタ領域を覆うように分布する。
However, simply connecting the collector region and the drain region in SiC-MOSFET and SiC-IGBT requires a very high voltage at the transition from a small current region to a large current region, and increases the on-resistance. You may
Here, in the semiconductor layer in which the SiC-MOSFET and the SiC-IGBT are formed, equipotential surfaces are distributed such that the potential becomes higher from the surface side to the back side of the semiconductor layer. In particular, in the semiconductor layer, relatively high equipotential surfaces are distributed so as to expand concentrically around the drain region. Therefore, when a relatively narrow collector region is formed, an equipotential surface having almost no difference from the drain voltage applied to the drain region is distributed to cover the collector region.
この場合、ドレイン領域およびコレクタ領域は同電位であるので、ドレイン電圧を増加させても、コレクタ領域と当該コレクタ領域を覆う等電位面との間にpn接合立ち上がり電圧(つまり、2.7V)以上の電位差が生じ難い。したがって、コレクタ領域と当該等電位面との間における電位差がpn接合立ち上がり電圧以上になるまで、ドレイン電圧を増加させなければならない。そのため、小電流領域から大電流領域への移行に際して非常に高い電圧が必要となる。 In this case, since the drain region and the collector region are at the same potential, even if the drain voltage is increased, the pn junction rising voltage (that is, 2.7 V) or more is generated between the collector region and the equipotential surface covering the collector region. It is difficult for the potential difference of Therefore, the drain voltage must be increased until the potential difference between the collector region and the equipotential surface becomes equal to or higher than the pn junction rise voltage. Therefore, a very high voltage is required at the time of transition from the small current region to the large current region.
そこで、項1に記載のSiC半導体装置のように、半導体層の表面に沿うX軸において、少なくとも2つの単位セルが含まれる領域を覆うようにコレクタ領域を形成することにより、比較的に低い等電位面をコレクタ領域の上端において広く分布させることができる。この場合、コレクタ領域と当該等電位面との間の電位差をpn接合立ち上がり電圧に近づけることができるので、比較的に小さなドレイン電圧の増加によって、pn接合部(寄生ダイオード)をオンさせることができる。これにより、比較的に小さなドレイン電圧によって小電流領域から大電流領域に移行できるので、小電流領域の特性および大電流領域の特性のトレードオフの関係を改善できる。その結果、小電流領域の特性および大電流領域の特性のいずれにも優れたSiC半導体装置を提供できる。
Therefore, as in the SiC semiconductor device according to the
[項2]第1導電型のSiCからなる半導体層と、前記半導体層の表面部に形成された第2導電型のボディ領域と、前記ボディ領域の内方に形成された第1導電型のソース領域と、ゲート絶縁膜を介して前記ボディ領域に対向するゲート電極と、前記半導体層の裏面部で隣り合って形成された第1導電型のドレイン領域および第2導電型のコレクタ領域と、前記ボディ領域と前記ドレイン領域との間のドリフト領域とを含み、前記コレクタ領域の前記半導体層の表面に沿うX軸幅Wcは、前記ドリフト領域の前記半導体層の厚さ方向に沿うY軸厚さTdの2倍以上である、半導体装置。
このような構成であっても、項1について述べた効果と同様の効果を奏することができる。
[項3]前記ドレイン領域は、前記コレクタ領域と同じかそれ以上のX軸幅Wdを有している、項1または2に記載の半導体装置。この構成によれば、大電流領域の特性を維持しつつ、小電流領域の特性を向上できる。
[Item 2] A semiconductor layer made of SiC of a first conductivity type, a body region of a second conductivity type formed on the surface portion of the semiconductor layer, and a first conductivity type of an inside of the body region A source region, a gate electrode facing the body region through a gate insulating film, a drain region of a first conductivity type formed adjacent to the back surface of the semiconductor layer, and a collector region of a second conductivity type; The X axis width Wc along the surface of the semiconductor layer of the collector region including the drift region between the body region and the drain region is the Y axis thickness along the thickness direction of the semiconductor layer of the drift region The semiconductor device which is twice or more of Td.
Even with such a configuration, the same effects as the effects described in
[Item 3] The semiconductor device according to
[項4]第1導電型のSiCからなる半導体層と、前記半導体層の表面部に形成された第2導電型のボディ領域と、前記ボディ領域の内方に形成された第1導電型のソース領域と、ゲート絶縁膜を介して前記ボディ領域に対向するゲート電極と、前記半導体層の裏面部で隣り合って形成された第1導電型のドレイン領域および第2導電型のコレクタ領域と、前記ボディ領域と前記ドレイン領域との間のドリフト領域と、前記半導体層の厚さ方向に沿うY軸において前記ドレイン領域と前記コレクタ領域との間に配置され、前記半導体層の裏面に対して前記ドレイン領域および前記コレクタ領域よりも深く形成された絶縁層とを含む、半導体装置。 [Item 4] A semiconductor layer made of SiC of a first conductivity type, a body region of a second conductivity type formed on the surface portion of the semiconductor layer, and a first conductivity type of an inside of the body region A source region, a gate electrode facing the body region through a gate insulating film, a drain region of a first conductivity type formed adjacent to the back surface of the semiconductor layer, and a collector region of a second conductivity type; The drift region between the body region and the drain region, and the Y-axis along the thickness direction of the semiconductor layer is disposed between the drain region and the collector region with respect to the back surface of the semiconductor layer A semiconductor device comprising: a drain region; and an insulating layer formed deeper than the collector region.
この構成によれば、ドレイン領域とコレクタ領域との間に絶縁層が形成されているので、ドレイン領域から拡がる比較的に高い等電位面を当該絶縁膜で遮断できる。これにより、コレクタ領域に比較的に高い等電位面が分布することを抑制できると同時に、コレクタ領域に比較的に低い等電位面を分布させることができる。この場合、当該等電位面とコレクタ領域との間の電位差をpn接合立ち上がり電圧に近づけることができるので、比較的に小さなドレイン電圧の増加によって、pn接合部(寄生ダイオード)をオンさせることができる。これにより、比較的に小さなドレイン電圧の増加によって小電流領域から大電流領域に移行できるので、小電流領域の特性および大電流領域の特性のトレードオフの関係を改善できる。その結果、小電流領域の特性および大電流領域の特性のいずれにも優れたSiC半導体装置を提供できる。 According to this configuration, since the insulating layer is formed between the drain region and the collector region, the relatively high equipotential surface spreading from the drain region can be blocked by the insulating film. As a result, distribution of relatively high equipotential surfaces in the collector region can be suppressed, and at the same time, relatively low equipotential surfaces can be distributed in the collector region. In this case, since the potential difference between the equipotential surface and the collector region can be brought close to the pn junction rising voltage, the pn junction (parasitic diode) can be turned on by a relatively small increase in drain voltage. . As a result, the transition from the small current region to the large current region can be made by the relatively small increase in drain voltage, so that the trade-off relationship between the characteristics of the small current region and the characteristics of the large current region can be improved. As a result, it is possible to provide a SiC semiconductor device excellent in both the characteristics in the small current region and the characteristics in the large current region.
[項5]前記絶縁層は、絶縁膜または高抵抗層からなる、項4に記載の半導体装置。
[項6]前記絶縁層は、SiCよりも低い比誘電率を有する絶縁材料からなる、項4または5に記載の半導体装置。
[項7]前記絶縁層は、SiO2からなる、項6に記載の半導体装置。
[Item 5] The semiconductor device according to
[Item 6] The semiconductor device according to
[Item 7] The semiconductor device according to
[項8]第1導電型のSiCからなる半導体層と、前記半導体層の表面部に形成された第2導電型のボディ領域と、前記ボディ領域の内方に形成された第1導電型のソース領域と、ゲート絶縁膜を介して前記ボディ領域に対向するゲート電極と、前記半導体層の裏面部で隣り合って形成された第1導電型のドレイン領域および第2導電型のコレクタ領域と、前記ボディ領域と前記ドレイン領域との間のドリフト領域とを含み、前記半導体層の厚さ方向に沿うY軸において、前記コレクタ領域の上端が、前記ドレイン領域の上端よりも前記半導体層の表面側に位置している、半導体装置。 [Item 8] A semiconductor layer made of SiC of a first conductivity type, a body region of a second conductivity type formed on the surface portion of the semiconductor layer, and a first conductivity type of an inside of the body region A source region, a gate electrode facing the body region through a gate insulating film, a drain region of a first conductivity type formed adjacent to the back surface of the semiconductor layer, and a collector region of a second conductivity type; The upper end of the collector region is closer to the surface side of the semiconductor layer than the upper end of the drain region in the Y-axis along the thickness direction of the semiconductor layer, including the drift region between the body region and the drain region. A semiconductor device located in
この構成によれば、コレクタ領域の上端が、ドレイン領域の上端よりも半導体層の表面側に位置しているため、ドレイン領域から拡がる等電位面がコレクタ領域の上端に至ることを抑制できる。これにより、コレクタ領域に比較的に高い等電位面が分布することを抑制できると同時に、コレクタ領域に比較的に低い等電位面を分布させることができる。この場合、当該等電位面とコレクタ領域との間の電位差をpn接合立ち上がり電圧に近づけることができるので、比較的に小さなドレイン電圧の増加によって、pn接合部(寄生ダイオード)をオンさせることができる。
さらに、ドレイン領域の上端からコレクタ領域の上端までの厚さを厚く形成することにより、ドレイン領域およびコレクタ領域を同一厚さで形成する場合よりも、オン抵抗の特性を改善できる。
According to this configuration, since the upper end of the collector region is located closer to the surface of the semiconductor layer than the upper end of the drain region, it is possible to suppress the equipotential surface extending from the drain region reaching the upper end of the collector region. As a result, distribution of relatively high equipotential surfaces in the collector region can be suppressed, and at the same time, relatively low equipotential surfaces can be distributed in the collector region. In this case, since the potential difference between the equipotential surface and the collector region can be brought close to the pn junction rising voltage, the pn junction (parasitic diode) can be turned on by a relatively small increase in drain voltage. .
Furthermore, by forming the thickness from the upper end of the drain region to the upper end of the collector region to be thick, the characteristics of the on-resistance can be improved as compared to the case where the drain region and the collector region are formed to have the same thickness.
[項9]前記半導体層の裏面は、前記ドレイン領域および前記コレクタ領域の境界で面一に連続している、項8に記載の半導体装置。
[項10]前記半導体層の表面に沿うX軸において前記ドレイン領域および前記コレクタ領域に跨るように形成され、前記ドリフト領域と、前記ドレイン領域および前記コレクタ領域との間に配置されたフィールドストップ領域をさらに含む、項1〜9のいずれか一項に記載の半導体装置。
[Item 9] The semiconductor device according to
[Item 10] A field stop region formed across the drain region and the collector region along the X-axis along the surface of the semiconductor layer, and disposed between the drift region and the drain region and the
この構成によれば、FS(Field Stop:フィールドストップ)型の半導体装置を提供できる。FS型の半導体装置に対して、NPT(Non-Punch Through:ノンパンチスルー)型の半導体装置が知られている。NPT型の半導体装置の場合、ボディ領域とドリフト領域との界面から発生する空乏層が半導体層の下面に到達してパンチスルーしないように、当該半導体層を比較的に厚く形成しなければならない。これに対して、FS型の半導体装置の場合、当該空乏層の拡がりをフィールドストップ領域で阻止できるので、パンチスルーを抑制できる。よって、FS型の半導体装置では、NPT型の半導体装置と比較して、半導体層を薄くできる。 According to this configuration, it is possible to provide a FS (Field Stop) type semiconductor device. A non-punch through (NPT) type semiconductor device is known as an FS type semiconductor device. In the case of the NPT type semiconductor device, the semiconductor layer must be formed relatively thick so that the depletion layer generated from the interface between the body region and the drift region does not reach the lower surface of the semiconductor layer and punch through. On the other hand, in the case of the FS type semiconductor device, since the expansion of the depletion layer can be blocked in the field stop region, punch-through can be suppressed. Therefore, in the FS type semiconductor device, the semiconductor layer can be thinner than in the NPT type semiconductor device.
[項11]前記半導体装置は、前記半導体層上に前記ゲート電極が配置されたプレーナゲート構造を含む、項1〜10のいずれか一項に記載の半導体装置。
[項12]前記半導体装置は、前記半導体層に形成されたトレンチに前記ゲート電極が埋め込まれたトレンチゲート構造を含む、項1〜10のいずれか一項に記載の半導体装置。
[Item 11] The semiconductor device according to any one of
[Item 12] The semiconductor device according to any one of
1 SiC半導体装置
2 SiC半導体装置
3 SiC半導体装置
4 SiC半導体装置
5 SiC半導体装置
6 SiC半導体装置
10 SiC半導体層
11 単位セル
12 p型ボディ領域
13 n型ソース領域
16 n+型ドレイン領域
17 p+型コレクタ領域
18 FS(フィールドストップ)領域
19 n−型ドリフト領域
20 ゲート絶縁膜
21 ゲート電極
31 p+型コレクタ領域
32 p+型コレクタ領域
33 絶縁膜
36 ゲートトレンチ
37 ゲート電極
38 ゲート絶縁膜
40 p型ボディ領域
41 n型ソース領域
47 p型ボディ領域
48 n型ソース領域
Td Y軸厚さ
Wc X軸幅
Wd X軸幅
Claims (15)
前記半導体層の前記表面に形成され、底部および側面を有する第1窪みと、
前記第1窪みから間隔を空けて前記半導体層の前記表面に形成された第2窪みと、
前記第1窪みの前記底部および前記側面に沿って形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜を介して前記第1窪みに埋め込まれたゲート電極と、
前記半導体層の前記表面の表面部において前記第1窪みおよび前記第2窪みに沿う領域に形成され、前記第1窪みの前記側面に沿う部分が前記第1窪みの前記底部に対して前記半導体層の前記表面側に位置し、前記第2窪みの下方に位置する部分が前記第1窪みの前記底部に対して前記半導体層の前記裏面側に位置する第2導電型のボディ領域と、
前記半導体層の前記表面の表面部における前記第1窪みおよび前記第2窪みの間の領域において、前記第1窪みの前記側面に接するように前記ボディ領域の上に形成された第1導電型のソース領域と、
前記ボディ領域において前記第2窪みに沿う領域に形成され、前記ボディ領域において前記ソース領域の下方に位置する領域の不純物濃度よりも高い不純物濃度を有する第2導電型の高濃度領域と、
前記半導体層の前記表面の上において前記ソース領域および前記第2窪みを露出させるように前記ソース領域の一部および前記ゲート電極を被覆する絶縁層と、
前記半導体層の前記表面の上において前記絶縁層、前記第2窪み、前記ボディ領域および前記ソース領域を被覆するソース電極と、を含む、半導体装置。 A semiconductor layer of a first conductivity type comprising SiC and having a front surface and a back surface;
A first recess formed on the surface of the semiconductor layer and having a bottom and side surfaces;
A second recess formed on the surface of the semiconductor layer at a distance from the first recess;
A gate insulating film formed along the bottom and the side surface of the first recess;
A gate electrode embedded in the first recess via the gate insulating film;
The semiconductor layer is formed in a region along the first recess and the second recess in the surface portion of the surface of the semiconductor layer, and a portion along the side surface of the first recess is the semiconductor layer with respect to the bottom portion of the first recess. A body region of a second conductivity type located on the front surface side of the semiconductor layer, and a portion located below the second recess is located on the back surface side of the semiconductor layer with respect to the bottom portion of the first recess;
A first conductivity type of a first conductivity type formed on the body region to be in contact with the side surface of the first recess in a region between the first recess and the second recess in a surface portion of the surface of the semiconductor layer With the source area,
A second conductivity type high concentration region formed in a region along the second recess in the body region and having an impurity concentration higher than the impurity concentration of a region located below the source region in the body region;
An insulating layer covering a portion of the source region and the gate electrode so as to expose the source region and the second recess on the surface of the semiconductor layer;
A semiconductor device comprising: the insulating layer, the second recess, the body region, and a source electrode covering the source region on the surface of the semiconductor layer.
前記ソース領域は、複数の前記ボディ領域の上にそれぞれ形成されている、請求項1に記載の半導体装置。 The plurality of body regions are formed at intervals in a surface portion of the surface of the semiconductor layer,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the source region is formed on each of a plurality of the body regions.
前記第2窪みは、断面視において互いに隣り合う2つの前記第1窪みの間に形成されている、請求項1または2に記載の半導体装置。 A plurality of the first depressions are formed at intervals in cross section,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the second recess is formed between two first recesses adjacent to each other in a cross sectional view.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018238737A JP2019068096A (en) | 2018-12-20 | 2018-12-20 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018238737A JP2019068096A (en) | 2018-12-20 | 2018-12-20 | Semiconductor device |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014085615A Division JP2015207588A (en) | 2014-04-17 | 2014-04-17 | Semiconductor device |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020075517A Division JP2020129675A (en) | 2020-04-21 | 2020-04-21 | Semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019068096A true JP2019068096A (en) | 2019-04-25 |
Family
ID=66339934
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018238737A Pending JP2019068096A (en) | 2018-12-20 | 2018-12-20 | Semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019068096A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020191420A (en) * | 2019-05-23 | 2020-11-26 | 富士電機株式会社 | Semiconductor device |
JP2022158357A (en) * | 2021-04-01 | 2022-10-17 | 良孝 菅原 | High performance semiconductor device |
JP2023500151A (en) * | 2020-06-12 | 2023-01-04 | ファーウェイ デジタル パワー テクノロジーズ カンパニー リミテッド | Superjunction reverse-conducting insulated gate bipolar transistor and electric vehicle motor control unit |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1098188A (en) * | 1996-08-01 | 1998-04-14 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Insulated gate semiconductor device |
JP2006344779A (en) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Toyota Motor Corp | Semiconductor device and method for controlling semiconductor device |
JP2008078174A (en) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | Trench gate type silicon carbide semiconductor device |
JP2009218306A (en) * | 2008-03-10 | 2009-09-24 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | Dislocation detecting method in silicon carbide semiconductor wafer, and manufacturing method of silicon carbide semiconductor device |
JP2012178536A (en) * | 2011-02-02 | 2012-09-13 | Rohm Co Ltd | Semiconductor apparatus and manufacturing method thereof |
JP2013110373A (en) * | 2011-08-02 | 2013-06-06 | Rohm Co Ltd | Semiconductor device and manufacturing method of the same |
JP2013115385A (en) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Rohm Co Ltd | Semiconductor device |
JP2014038988A (en) * | 2012-08-20 | 2014-02-27 | Rohm Co Ltd | Semiconductor device |
JP2015207588A (en) * | 2014-04-17 | 2015-11-19 | ローム株式会社 | Semiconductor device |
-
2018
- 2018-12-20 JP JP2018238737A patent/JP2019068096A/en active Pending
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1098188A (en) * | 1996-08-01 | 1998-04-14 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Insulated gate semiconductor device |
JP2006344779A (en) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Toyota Motor Corp | Semiconductor device and method for controlling semiconductor device |
JP2008078174A (en) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | Trench gate type silicon carbide semiconductor device |
JP2009218306A (en) * | 2008-03-10 | 2009-09-24 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | Dislocation detecting method in silicon carbide semiconductor wafer, and manufacturing method of silicon carbide semiconductor device |
JP2012178536A (en) * | 2011-02-02 | 2012-09-13 | Rohm Co Ltd | Semiconductor apparatus and manufacturing method thereof |
JP2013110373A (en) * | 2011-08-02 | 2013-06-06 | Rohm Co Ltd | Semiconductor device and manufacturing method of the same |
JP2013115385A (en) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Rohm Co Ltd | Semiconductor device |
JP2014038988A (en) * | 2012-08-20 | 2014-02-27 | Rohm Co Ltd | Semiconductor device |
JP2015207588A (en) * | 2014-04-17 | 2015-11-19 | ローム株式会社 | Semiconductor device |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020191420A (en) * | 2019-05-23 | 2020-11-26 | 富士電機株式会社 | Semiconductor device |
JP7302285B2 (en) | 2019-05-23 | 2023-07-04 | 富士電機株式会社 | semiconductor equipment |
JP2023500151A (en) * | 2020-06-12 | 2023-01-04 | ファーウェイ デジタル パワー テクノロジーズ カンパニー リミテッド | Superjunction reverse-conducting insulated gate bipolar transistor and electric vehicle motor control unit |
JP7386994B2 (en) | 2020-06-12 | 2023-11-27 | ファーウェイ デジタル パワー テクノロジーズ カンパニー リミテッド | Super junction reverse conducting insulated gate bipolar transistor and electric vehicle motor control unit |
JP2022158357A (en) * | 2021-04-01 | 2022-10-17 | 良孝 菅原 | High performance semiconductor device |
JP7385932B2 (en) | 2021-04-01 | 2023-11-24 | 良孝 菅原 | High performance semiconductor equipment |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10062760B2 (en) | Semiconductor device | |
JP7182594B2 (en) | Power semiconductor device with gate trench and buried termination structure and related method | |
JP5787853B2 (en) | Power semiconductor device | |
US7838926B2 (en) | Semiconductor device | |
JP6145066B2 (en) | Method for manufacturing a semiconductor device structure | |
JP5136578B2 (en) | Semiconductor device | |
CN103165604B (en) | Semiconductor components with space-saving edge structures | |
US9349797B2 (en) | SiC devices with high blocking voltage terminated by a negative bevel | |
JP5711646B2 (en) | diode | |
CN103000667B (en) | The method of semiconductor device and this semiconductor device of manufacture | |
JP2016115847A (en) | Semiconductor device | |
JP2019068096A (en) | Semiconductor device | |
JP7428747B2 (en) | semiconductor equipment | |
JP2019083354A (en) | Semiconductor device | |
CN102637743B (en) | Power device and manufacturing method thereof | |
JP2022136213A (en) | semiconductor equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190109 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190926 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190925 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191120 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20200123 |