在此說明的實施方式整體涉及半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)存的半導(dǎo)體裝置是在柵電極下具備場板電極的場板構(gòu)造的MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)等。通過設(shè)置場電極，MOSFET的漂移區(qū)內(nèi)的電場強(qiáng)度衰減。由此，MOSFET的漏極、源極間的破壞耐壓性(以下，僅稱作耐壓)提高。此外，伴隨著耐壓的提高，能夠?qū)⑵茀^(qū)的載流子濃度設(shè)定得高，并能夠使MOSFET的導(dǎo)通電阻降低。即，通過場板構(gòu)造的MOSFET，MOSFET的耐壓的提高和導(dǎo)通電阻的減少之間的折衷選擇關(guān)系能夠得到改善。

但是，在這樣的MOSFET中，電場集中于基區(qū)和漂移區(qū)的pn結(jié)或場板電極的下端附近，存在無法獲得充分的耐壓的情況。具備場板構(gòu)造的MOSFET的耐壓的提高和導(dǎo)通電阻的減少之間的折衷選擇關(guān)系需要改善。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

實施方式提供一種改善耐壓的提高和導(dǎo)通電阻的減少之間的折衷選擇關(guān)系的半導(dǎo)體裝置。

根據(jù)一個實施方式，半導(dǎo)體裝置具備：第1導(dǎo)電型的第1半導(dǎo)體區(qū)；第2導(dǎo)電型的第2半導(dǎo)體區(qū)，選擇性地設(shè)于上述第1半導(dǎo)體區(qū)之上；第1導(dǎo)電型的第3半導(dǎo)體區(qū)，選擇性地設(shè)于上述第2半導(dǎo)體區(qū)之上；第1電極，與上述第1半導(dǎo)體區(qū)電連接；第2電極，設(shè)于上述第3半導(dǎo)體區(qū)之上，與上述第3半導(dǎo)體區(qū)電連接；第3電極，在相對于從上述第1電極朝向上述第2電極的第1方向交叉的第2方向上延伸；第4電極，相 對于上述第3電極設(shè)于上述第1電極一側(cè)，在上述第2方向上延伸；第1絕緣膜，設(shè)于上述第3電極與上述第1半導(dǎo)體區(qū)、上述第2半導(dǎo)體區(qū)、上述第3半導(dǎo)體區(qū)之間，以及上述第4電極與上述第1半導(dǎo)體區(qū)之間，在上述第4電極與上述第1半導(dǎo)體區(qū)之間具有第1絕緣區(qū)和第2絕緣區(qū)，上述第1絕緣區(qū)的上述第4電極與上述第1半導(dǎo)體區(qū)之間的第1寬度與上述第2絕緣區(qū)的上述第4電極與上述第1半導(dǎo)體區(qū)之間的第2寬度不同，上述第1絕緣區(qū)和上述第2絕緣區(qū)在上述第2方向上排列。

根據(jù)上述構(gòu)成的半導(dǎo)體裝置，能夠提供一種改善耐壓的提高和導(dǎo)通電阻的減少之間的折衷選擇關(guān)系的半導(dǎo)體裝置。

附圖說明

圖1(a)以及圖1(b)為表示第1實施方式的半導(dǎo)體裝置的主要部分的示意剖面圖。圖1(a)表示沿著圖2(a)以及圖2(b)的B－B’線的位置處的剖面。圖1(b)表示沿著圖2(a)以及圖2(b)的A－A’線的位置處的剖面。

圖2(a)以及圖2(b)為表示第1實施方式的半導(dǎo)體裝置的主要部分的示意俯視圖。圖2(a)表示沿著圖1(a)以及圖1(b)的X－X’線的位置處的剖面。圖2(b)表示沿著圖1(a)以及圖1(b)的Y－Y’線的位置處的剖面。

圖3(a)以及圖3(b)為表示第1實施方式的其他例的半導(dǎo)體裝置的主要部分的示意剖面圖。圖3(a)表示沿著圖2(a)以及圖2(b)的B－B’線的位置處的剖面。圖3(b)為表示沿著圖2(a)以及圖2(b)的A－A’線的位置處的剖面。

圖4(a)為表示第1參考例的半導(dǎo)體裝置的主要部分的示意剖面圖。圖4(b)為表示第1參考例的半導(dǎo)體裝置的主要部分的示意俯視圖，表示沿著圖4(a)的Y－Y’線的位置處的剖面。

圖5為表示第1參考例的半導(dǎo)體裝置的主要部分的示意剖面圖。

圖6(a)為表示第2參考例的半導(dǎo)體裝置的主要部分的示意剖面圖。圖6(b)為表示第2參考例的半導(dǎo)體裝置的主要部分的示意俯視 圖，表示沿著圖6(a)的Y－Y’線的位置處的剖面。

圖7為表示第2參考例的半導(dǎo)體裝置的主要部分的示意剖面圖。

圖8(a)以及圖8(b)為表示第1實施方式的半導(dǎo)體裝置1A的作用的示意剖面圖。圖8(c)為表示第1實施方式的半導(dǎo)體裝置1A的電場強(qiáng)度分布的曲線圖。

圖9為表示第1實施方式的半導(dǎo)體裝置1A的其他作用的示意剖面圖。

圖10為表示第2實施方式的半導(dǎo)體裝置的主要部分的示意俯視圖。

圖11(a)以及圖11(b)為表示第3實施方式的半導(dǎo)體裝置的主要部分的示意剖面圖。圖11(a)表示沿著圖12的B－B’線的位置處的剖面。圖11(b)表示沿著圖12的A－A’線的位置處的剖面。

圖12為表示第3實施方式的半導(dǎo)體裝置的主要部分的示意俯視圖，表示沿著圖11(a)以及圖11(b)的Y－Y’線的位置處的剖面。

圖13(a)以及圖13(b)為表示第4實施方式的半導(dǎo)體裝置的主要部分的示意剖面圖。

圖14(a)～圖14(c)為表示第5實施方式的FP絕緣膜的制造過程的示意俯視圖。

圖15(a)～圖15(c)為表示第5實施方式的FP絕緣膜的制造過程的示意俯視圖。

具體實施方式

以下，參照附圖，對實施方式加以說明。在以下的說明中，對同一部件賦予同一符號，對于已說明過一次的部件，適當(dāng)省略其說明。在實施方式中，設(shè)第1導(dǎo)電型為n型，設(shè)第2導(dǎo)電型為p型，但在實施方式中，也可以設(shè)第1導(dǎo)電型為p型，設(shè)第2導(dǎo)電型為n型。在實施方式中，以n⁺型、n型的順序表示n型(第1導(dǎo)電型)的載流子濃度降低。

(第1實施方式)

圖1(a)以及圖1(b)為表示第1實施方式的半導(dǎo)體裝置的主要部分的示意剖面圖。圖1(a)表示沿著圖2(a)以及圖2(b)的B－B’ 線的位置處的剖面。圖1(b)表示沿著圖2(a)以及圖2(b)的A－A’線的位置處的剖面。

圖2(a)以及圖2(b)為表示第1實施方式的半導(dǎo)體裝置的主要部分的示意俯視圖。圖2(a)表示沿著圖1(a)以及圖1(b)的X－X’線的位置處的剖面。圖2(b)表示沿著圖1(a)以及圖1(b)的Y－Y’線的位置處的剖面。

第1實施方式的半導(dǎo)體裝置1A具備：第1半導(dǎo)體區(qū)(以下，例如，半導(dǎo)體區(qū)20)、第2半導(dǎo)體區(qū)(以下，例如，p型基區(qū)30)、第3半導(dǎo)體區(qū)(以下，例如，n⁺型源區(qū)40)、第1電極(以下，例如，漏電極10)、第2電極(以下，例如，源電極11)、第3電極(以下，例如，柵電極50)、第4電極(以下，例如，場電極51)和第1絕緣膜(以下，例如，絕緣膜52)。

在實施方式中，將從漏電極10朝向源電極11的方向設(shè)為第1方向(Z方向)，將相對于Z方向交叉的方向設(shè)為第2方向(X方向)，將與Z方向以及Y方向交叉的方向設(shè)為Y方向。

半導(dǎo)體區(qū)20具有n⁺型漏區(qū)21和設(shè)于n⁺型漏區(qū)21之上的n型漂移區(qū)22。n⁺型漏區(qū)21與漏電極10電連接。

p型基區(qū)30選擇性地設(shè)于半導(dǎo)體區(qū)20中的n型漂移區(qū)22之上。p型基區(qū)30在X方向上延伸。n⁺型源區(qū)40選擇性地設(shè)于p型基區(qū)30之上。n⁺型源區(qū)40在X方向上延伸。

源電極11設(shè)于n⁺型源區(qū)40之上。源電極11介由接觸區(qū)11a與n⁺型源區(qū)40以及p型基區(qū)30電連接。實施方式中，也可以將接觸區(qū)11a包含于源電極11，設(shè)為源電極。

柵電極50介由柵極絕緣膜52g與n型漂移區(qū)22、p型基區(qū)30以及n⁺型源區(qū)40對置。柵電極50在X方向上延伸(圖2(a))。柵電極50的Y方向上的寬度50W在X方向上大致相同。此外，柵極絕緣膜52g的Y方向上的寬度52Wg在X方向上大致相同。在此，“大致相同”是在除了完全相同的情況之外，還包含實質(zhì)上相同的情況的意思來定義的。

場電極51(以下，記為FP電極51)介由n型漂移區(qū)22和場板絕緣膜52f(以下，記為FP絕緣膜52f)對置。FP電極51相對于柵電極50位于漏電極10一側(cè)。FP電極51在X方向上延伸。FP電極51在Z方向上與柵電極50并排。FP電極51連接于柵電極50。

FP電極51具有第1FP區(qū)51a和第2FP區(qū)51b。如圖2(b)所示，Y方向上的第1FP區(qū)51a的寬度與Y方向上的第2FP區(qū)51b的寬度不同。例如，在Y方向上，第1FP區(qū)51a的寬度51Wa比第2FP區(qū)51b的寬度51Wb狹。第1FP區(qū)51a連接于第2FP區(qū)51b。第1FP區(qū)51a和第2FP區(qū)51b在X方向上交替排列。

FP絕緣膜52f設(shè)于FP電極51和n型漂移區(qū)22之間。FP絕緣膜52f具有第1絕緣區(qū)52fa和第2絕緣區(qū)52fb。第1絕緣區(qū)52fa連接于第1FP區(qū)51a。第2絕緣區(qū)52fb連接于第2FP區(qū)51b。在FP電極51與n型漂移區(qū)22之間，第1絕緣區(qū)52fa的寬度與第2絕緣區(qū)52fb的寬度不同。例如，Y方向上的寬度52Wa與Y方向上的寬度52Wb不同。寬度52Wa例如為0.05μm～0.7μm。寬度52Wb例如為0.03μm～0.1μm。

第1絕緣區(qū)52fa連接于第2絕緣區(qū)52fb。第1絕緣區(qū)52fa和第2絕緣區(qū)52fb在X方向上并排。例如，第1絕緣區(qū)52fa和第2絕緣區(qū)52fb在X方向上交替并列。第2絕緣區(qū)52fb的膜厚(寬度52Wb)例如與柵極絕緣膜52g的膜厚(寬度52Wg)大致相同。

在X方向上，第1絕緣區(qū)52fa的長度P1與第2絕緣區(qū)52fb的長度P2大致相同。例如，長度P1為0.1μm～0.5μm。長度P2為0.1μm～0.5μm。

在實施方式中，柵極絕緣膜52g和FP絕緣膜52f也可以作為一體形成的絕緣膜52。

與第1絕緣區(qū)52fa相接的n型漂移區(qū)22的載流子濃度和與第2絕緣區(qū)52fb相接的n型漂移區(qū)22的載流子濃度大致相同。作為一例，載流子濃度為5×10¹⁵(atoms/cm³)。

此外，在將具有柵電極50、FP電極51以及絕緣膜52的構(gòu)造設(shè)為溝道區(qū)域的情況下，溝道區(qū)域的Y方向上的寬度WT為0.3μm～1.5μm。 在將夾于相鄰溝道區(qū)的n型漂移區(qū)22設(shè)為臺面區(qū)的情況下，臺面區(qū)的Y方向上的寬度為0.3μm～1.5μm。

在將溝道區(qū)域與臺面區(qū)合起來的區(qū)域設(shè)為單元區(qū)域的情況下，單元區(qū)域的Y方向上的寬度為0.6μm～3.0μm。此外，在柵電極50與源電極11之間設(shè)有層間絕緣膜55。

半導(dǎo)體區(qū)20、p型基區(qū)30以及n⁺型源區(qū)40各自的主成分例如為硅(Si)。半導(dǎo)體區(qū)20、p型基區(qū)30以及n+型源區(qū)40各自的主成分也可以是碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)、鍺(Ge)、硅鍺(SiGe)等。絕緣膜的材料例如包含氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氧化鍺(GeO)等。

漏電極10或源電極11的材料例如為包含從鋁(Al)、鈦(Ti)、鎳(Ni)、鎢(W)、銅(Cu)、金(Au)等的組中選出的至少1個的金屬。

接觸區(qū)11a的材料例如為包含從鎢(W)、鋁(Al)、鎳(Ni)、金(Au)、鈦(Ti)、銅(Cu)、多晶硅等的組中選出的至少1個的金屬。柵電極50以及FP電極51的材料例如包含多晶硅。

作為n⁺型、n型等導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素，例如，磷(P)、砷(As)等適用。作為P型等導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素，例如，硼(B)、鋁(Al)等適用。此外，在半導(dǎo)體裝置1A中，將p型和n型的導(dǎo)電型調(diào)換也能獲得相同的效果。

圖3(a)以及圖3(b)為表示第1實施方式的其他例的半導(dǎo)體裝置的主要部分的示意剖面圖。圖3(a)表示沿著圖2(a)以及圖2(b)的B－B’線的位置處的剖面。圖3(b)表示沿著圖2(a)以及圖2(b)的A－A’線的位置處的剖面。

圖3(a)以及圖3(b)所示的半導(dǎo)體裝置1B中，在柵電極50與FP電極51之間設(shè)有絕緣膜52i。絕緣膜52i包含于絕緣膜52。在半導(dǎo)體裝置1B中，柵電極50和FP電極51在Z方向上分離。FP電極51例如被附加接地電位或源電極11的電位。FP電極51的電位例如也可以作為浮動電位。

在說明第1實施方式的半導(dǎo)體裝置的作用之前，對參考例的半導(dǎo)體裝置的作用加以說明。

圖4(a)為表示第1參考例的半導(dǎo)體裝置的主要部分的示意剖面圖。圖4(b)為表示第1參考例的半導(dǎo)體裝置的主要部分的示意俯視圖，表示沿著圖4(a)的Y－Y’線的位置處的剖面。

圖4(a)、圖4(b)所示的半導(dǎo)體裝置100并不具有FP電極的第1FP區(qū)51a和第2FP區(qū)51b在X方向上交替排列的構(gòu)造。作為FP電極，半導(dǎo)體裝置100具備在X方向上延伸的第2FP區(qū)51b。此外，作為FP絕緣膜，半導(dǎo)體裝置100具備在X方向上延伸的第2絕緣區(qū)52fb。

在此，半導(dǎo)體裝置100為截止?fàn)顟B(tài)。即，即使對漏電極10附加比源電極11高的電位，由于對柵電極50附加比閾值電位(Vth)低的電位，因此，在源極·漏極間沒有電流流過。在截止?fàn)顟B(tài)中，空乏層從pn結(jié)(p型基區(qū)30/n型漂移區(qū)22)向p型基區(qū)30側(cè)以及n型漂移區(qū)22側(cè)擴(kuò)展。在此，設(shè)為對源極·漏極間附加n型漂移區(qū)22內(nèi)的雪崩屈服發(fā)生之前的電壓。

圖4(a)中示出夾于相鄰FP絕緣膜52fb的n型漂移區(qū)22的等電位線100e。例如，作為一例，示出5根等電位線100e。等電位線的各電位越從源極側(cè)朝向漏極側(cè)越變大。

此外，圖4(a)的右側(cè)示出臺面區(qū)中央的電場強(qiáng)度分布的曲線圖。在此，曲線圖的橫軸為電場強(qiáng)度(E_c)，縱軸為半導(dǎo)體裝置的深度(L_D)。在曲線圖中，示出從pn結(jié)到FP電極51的下端的位置的n型漂移區(qū)22的電場強(qiáng)度。

在半導(dǎo)體裝置100中，F(xiàn)P電極由寬度大的第2FP區(qū)51b構(gòu)成，F(xiàn)P絕緣膜由薄的第2絕緣區(qū)52fb構(gòu)成。在這樣的構(gòu)造的情況下，從pn結(jié)向n型漂移區(qū)22側(cè)的方向的空乏層不易延伸。等電位線100e集中于FP電極的上側(cè)的pn結(jié)，越朝向臺面區(qū)的下側(cè)，集中的程度越衰減。因此，電場強(qiáng)度(Ec)在pn結(jié)處強(qiáng)，越朝向漏極側(cè)越變?nèi)酢?/p>

在此，MOSFET中的n型漂移區(qū)22的耐壓V_B為形成空乏層的區(qū)域(長度)的電場強(qiáng)度的積分值，其理想最大值(理想耐壓性)能夠由以下算 式表示：

V_B＝E_C×L_D···式(1)

滿足該算式(1)的電場強(qiáng)度分布以曲線圖的虛線來表示。

在此，E_C為直至雪崩屈服的臨界電場，L_D為從最接近源極側(cè)的等電位線的位置到最接近漏極側(cè)的等電位線的位置的n型漂移區(qū)22的深度(長度)。根據(jù)算式(1)，E_C或L_D的任一方越高，耐壓V_B越高。

在半導(dǎo)體裝置100中，等電位線100e從FP電極的下端向上側(cè)的pn結(jié)集中。因此，電場強(qiáng)度(E_c)在pn結(jié)變強(qiáng)，電場強(qiáng)度分布表示從源極側(cè)向漏極側(cè)電場強(qiáng)度變低的分布。因此，耐壓V_B例如通過以下算式被近似求出：

V_B＝(1/2)×E_C×L_D···式(2)

即，在半導(dǎo)體裝置100中，耐壓V_B降低。

像這樣，在半導(dǎo)體裝置100中，從pn結(jié)向n型漂移區(qū)22側(cè)空乏層不易延伸，所以，耐壓不會變高。在半導(dǎo)體裝置100的構(gòu)造中，為了使空乏層延伸，存在降低n型漂移區(qū)22的載流子濃度的方法。但是，在該方法中，截止?fàn)顟B(tài)下的n型漂移區(qū)22的電阻率上升。

圖5為表示第1參考例的半導(dǎo)體裝置的主要部分的示意剖面圖。

圖5中示出半導(dǎo)體裝置100的導(dǎo)通狀態(tài)。在導(dǎo)通狀態(tài)中，對漏電極10附加比源電極11高的電位，對柵電極50附加閾值電位(Vth)以上的電位(例如，正電位)。

由此，沿著柵極絕緣膜52g，在p型基區(qū)30形成通道(channel)區(qū)，并在n型漂移區(qū)22也沿著FP絕緣膜52形成感應(yīng)區(qū)22i。這是為了：FP電極與柵電極50相連，構(gòu)成FP絕緣膜52的第2絕緣區(qū)52fb薄，F(xiàn)P電極的電位易于傳導(dǎo)至n型漂移區(qū)22。在感應(yīng)區(qū)22i蓄積電子。

此外，從n⁺型源區(qū)40注入到p型基區(qū)30的電子被正電位的FP電極51吸引，在FP絕緣膜的附近流動。即，電子電流(e)通過感應(yīng)區(qū)22i，流向漏極側(cè)。感應(yīng)區(qū)22i對于電子電流(e)來說是電阻低的區(qū)域。因此，在半導(dǎo)體裝置100中，實現(xiàn)與FP電極對置的n型漂移區(qū)22a的低導(dǎo)通電阻化。

例如未形成感應(yīng)區(qū)22i情況下的n型漂移區(qū)22的電阻率為感應(yīng)區(qū)22i的電阻率的10倍～20倍。

但是，若為了易于在截止?fàn)顟B(tài)下使n型漂移區(qū)22的空乏層延伸，而將n型漂移區(qū)22的載流子濃度設(shè)定得薄，則n型漂移區(qū)22a以外的n型漂移區(qū)22的導(dǎo)通電阻升高。

圖6(a)為表示第2參考例的半導(dǎo)體裝置的主要部分的示意剖面圖。圖6(b)為表示第2參考例的半導(dǎo)體裝置的主要部分的示意俯視圖，表示沿著圖6(a)的Y－Y’線的位置處的剖面。

圖6(a)、圖6(b)所示的半導(dǎo)體裝置101也不具有第1FP區(qū)51a和第2FP區(qū)51b交替排列的構(gòu)造。半導(dǎo)體裝置101具備作為FP電極而在X方向上延伸的第1FP區(qū)51a。此外，作為FP絕緣膜，半導(dǎo)體裝置101具備在X方向上延伸的第1絕緣區(qū)52fa。在此，半導(dǎo)體裝置101在截止?fàn)顟B(tài)下，對漏電極10附加比源電極11高的電位。在源極·漏極間，例如，附加n型漂移區(qū)22內(nèi)的雪崩屈服發(fā)生之前的電壓。

圖6(a)中示出夾于相鄰FP絕緣膜的n型漂移區(qū)22的等電位線101e。例如，作為一例，示出5根等電位線101e。等電位線的各電位越從源極側(cè)朝向漏極側(cè)越變大。

此外，在圖6(a)的右側(cè)示出臺面(mesa)區(qū)中央的電場強(qiáng)度分布的曲線圖。在曲線圖中，示出從pn結(jié)到FP電極51的下端的位置的n型漂移區(qū)22的電場強(qiáng)度。

在半導(dǎo)體裝置101中，F(xiàn)P電極在寬度狹的第1FP區(qū)51a構(gòu)成，F(xiàn)P絕緣膜在厚的第1絕緣區(qū)52fa構(gòu)成。在FP電極變細(xì)的構(gòu)造中，相對于厚的第1絕緣區(qū)52fa的上部的下部處的等電位線的數(shù)量變多。即，在厚的第1絕緣區(qū)52fa內(nèi)，越在上側(cè)，第1絕緣區(qū)52fa中的電壓分擔(dān)越少，越在下側(cè)，電壓分擔(dān)越多。即，在半導(dǎo)體裝置1中，與半導(dǎo)體裝置100相比，第1絕緣區(qū)52fa上側(cè)的電壓的分擔(dān)變得更少。由此，臺面區(qū)的等電位線101e的間隔大致等同，空乏層易于從pn結(jié)向n型漂移區(qū)22的方向延伸。此時的電場強(qiáng)度分布表示從源極側(cè)朝向漏極側(cè)電場強(qiáng)度大致固定的分布。由此，耐壓V_B通過(1)式被近似求出。即，在半 導(dǎo)體裝置101中，與半導(dǎo)體裝置100相比，耐壓V_B上升。

圖7為表示第2參考例的半導(dǎo)體裝置的主要部分的示意剖面圖。

圖7中示出半導(dǎo)體裝置101的導(dǎo)通狀態(tài)。在導(dǎo)通狀態(tài)下，沿著柵極絕緣膜52g，在p型基區(qū)30形成通道區(qū)。不過，在半導(dǎo)體裝置101中，構(gòu)成FP絕緣膜的第1絕緣區(qū)52fb厚。因此，與半導(dǎo)體裝置100相比，F(xiàn)P電極的電位不易傳導(dǎo)至n型漂移區(qū)22。

因此，在半導(dǎo)體裝置101中，與半導(dǎo)體裝置100相比，不易形成感應(yīng)區(qū)22i。此外，F(xiàn)P電極的電位不易傳導(dǎo)至n型漂移區(qū)22，因此，與半導(dǎo)體裝置100相比，電子電流不易被FP電極51吸引。因此，在半導(dǎo)體裝置101中，電子在與半導(dǎo)體裝置100相比遠(yuǎn)離FP絕緣膜的路徑流動。例如，圖7中示出作為電子電流，除了電子電流(e₁)之外，遠(yuǎn)離FP絕緣膜流動的電子電流(e₂)。例如，在圖7的例子中，n型漂移區(qū)22的電阻為電子電流(e₁)流過的n型漂移區(qū)22的電阻與電子電流(e₂)流過的n型漂移區(qū)22的電阻的并聯(lián)電阻。

像這樣，在半導(dǎo)體裝置101中，不易形成感應(yīng)區(qū)22i，且電子電流在遠(yuǎn)離FP絕緣膜的路徑流過，由此，與FP電極對置的n型漂移區(qū)22a的導(dǎo)通電阻與半導(dǎo)體裝置100相比上升。

對此，以半導(dǎo)體裝置1A為例，對第1實施方式的效果加以說明。

圖8(a)以及圖8(b)為表示第1實施方式的半導(dǎo)體裝置1A的作用的示意剖面圖。圖8(c)為表示第1實施方式的半導(dǎo)體裝置1A的電場強(qiáng)度分布的曲線圖。在此，圖8(a)對應(yīng)于圖2的B－B’線的剖面，圖8(b)對應(yīng)于圖2的A－A’線的剖面。

圖8(c)中示出將由圖8(a)所示的半導(dǎo)體裝置1A的臺面區(qū)中央的電場強(qiáng)度分布和由圖8(b)所示的半導(dǎo)體裝置1A的臺面區(qū)中央的電場強(qiáng)度分布合起來的電場強(qiáng)度分布。

如圖8(a)、圖8(b)所示，在半導(dǎo)體裝置1A中，F(xiàn)P電極51除了具有寬度寬的第2FP區(qū)51b之外，還具有寬度狹的第1FP區(qū)51a。此外，F(xiàn)P絕緣膜52f除了具有寬度狹的第2絕緣區(qū)52fb之外，還具有寬度寬的第1絕緣區(qū)52fa。第1絕緣區(qū)52fa和第2絕緣區(qū)52fb在X方 向上交替排列。

在此，厚的第1絕緣區(qū)52fa中，相對于其上部的下部處的等電位線的數(shù)量變多。即，厚的第1絕緣區(qū)52fa內(nèi)中，越在上側(cè)，第1絕緣區(qū)52fa中的電壓分擔(dān)越少，越在其下側(cè)，電壓分擔(dān)越多。由此，夾于第1絕緣區(qū)52fa的臺面區(qū)的等電位線1e的間隔大致等同。結(jié)果，空乏層易于從pn結(jié)向n形漂移區(qū)22的方向延伸。此時的電場強(qiáng)度分布表示從源極側(cè)朝向漏極側(cè)電場強(qiáng)度大致固定的分布。

另一方面，夾于薄的第2絕緣區(qū)52fb的臺面區(qū)的等電位線1e在X方向上被位于其相鄰兩側(cè)的臺面區(qū)的等電位線1e拉拽，空乏層易于從pn結(jié)向n型漂移區(qū)22的方向延伸。因此，此時的電場強(qiáng)度分布與半導(dǎo)體裝置100相比，從源極側(cè)朝向漏極側(cè)更為固定。由此，半導(dǎo)體裝置1A的耐壓V_B通過(1)式被近似求出。即，在半導(dǎo)體裝置1A中，與半導(dǎo)體裝置100相比，耐壓V_B上升。

像這樣，在半導(dǎo)體裝置1A中，夾于第1絕緣區(qū)52fa的臺面區(qū)的、來自第1FP區(qū)51a的電場(Y方向上的電場)的作用還作用在夾于在X方向上相鄰的第2絕緣區(qū)52fb的臺面區(qū)。即，在半導(dǎo)體裝置1A中，除了夾于第1絕緣區(qū)52fa的臺面區(qū)之外，在夾于第2絕緣區(qū)52fb的臺面區(qū)，Z方向上的電場也衰減。即，發(fā)生3維的電場衰減。

此外，由于耐壓V_B上升，在n型漂移區(qū)22，能夠?qū)型漂移區(qū)22a的載流子濃度和n型漂移區(qū)22a以外的n型漂移區(qū)22的載流子濃度均設(shè)定得高。即，根據(jù)半導(dǎo)體裝置1A，與半導(dǎo)體裝置100相比，能夠降低整個n型漂移區(qū)22的導(dǎo)通電阻。

圖9為表示第1實施方式的半導(dǎo)體裝置1A的其他作用的示意剖面圖。

例如，圖9中示出從Y方向觀察半導(dǎo)體裝置1A內(nèi)流過的電子電流(e₁)的狀態(tài)。

從形成有感應(yīng)區(qū)22i的n型漂移區(qū)22上的n⁺型源區(qū)40注入的電子在通過p型基區(qū)30后，不改變行進(jìn)方向，流過電阻率低的感應(yīng)區(qū)22i。

另一方面，從未形成感應(yīng)區(qū)22i的n型漂移區(qū)22上的n⁺型源區(qū)40 注入的電子也在通過p型基區(qū)30后，改變行進(jìn)方向，流過電阻率低的感應(yīng)區(qū)22i。這是因為電流具有在電阻低的區(qū)域流動的性質(zhì)。因此，在半導(dǎo)體裝置1A，低導(dǎo)通電阻化得以實現(xiàn)。

(第2實施方式)

圖10為表示第2實施方式的半導(dǎo)體裝置的主要部分的示意俯視圖。

圖10對應(yīng)于沿著圖1(a)以及圖1(b)的Y－Y’線的位置處的剖面。

第2實施方式的半導(dǎo)體裝置2具備與半導(dǎo)體裝置1相同的構(gòu)成要素。不過，半導(dǎo)體裝置2中，在X方向上，第1絕緣區(qū)52fa的長度P1與第2絕緣區(qū)52fb的長度P2不同。例如，第1絕緣區(qū)52fa的長度P1比第2絕緣區(qū)52fb的長度P2長。例如，第1絕緣區(qū)52fa的長度P1為第2絕緣區(qū)52fb的長度P2的2倍。此外，第1絕緣區(qū)52fa的長度P1為第2絕緣區(qū)52fb的長度P2的2倍以上。

此外，半導(dǎo)體裝置2中，在X方向上，第1FP區(qū)51a的長度與第2FP區(qū)51b的長度不同。例如，第1FP區(qū)51a的長度比第2FP區(qū)51b的長度長。例如，第1FP區(qū)51a的長度為第2FP區(qū)51b的長度的2倍。此外，第1FP區(qū)51a的長度為第2FP區(qū)51b的長度的2倍以上。

如上所述，半導(dǎo)體裝置2中，第1絕緣區(qū)52fa的長度P1比第2絕緣區(qū)52fb的長度P2長。由此，通過空乏層向由相鄰第1絕緣區(qū)52fa所夾的臺面區(qū)的n型漂移區(qū)22側(cè)的延伸的效果，由相鄰的薄的第2絕緣區(qū)52fb所夾的n型漂移區(qū)22處的等電位線的間隔更容易擴(kuò)展。由此，由FP絕緣膜52f所夾的臺面區(qū)的電場分布整體上更固定。因此，半導(dǎo)體裝置2的耐壓(V_B)比半導(dǎo)體裝置1的耐壓(V_B)提高。

像這樣，半導(dǎo)體裝置2中，由第1絕緣區(qū)52fa所夾的臺面區(qū)的、來自第1FP區(qū)51a的電場(Y方向上的電場)的作用也作用在由X方向上相鄰的第2絕緣區(qū)52fb所夾的臺面區(qū)。即，在半導(dǎo)體裝置2中，除了由第1絕緣區(qū)52fa所夾的臺面區(qū)之外，在由第2絕緣區(qū)52fb所夾的臺面區(qū)，Z方向上的電場也衰減。即，發(fā)生3維的電場衰減。

(第3實施方式)

圖11(a)以及圖11(b)為表示第3實施方式的半導(dǎo)體裝置的主要部分的示意剖面圖。圖11(a)表示沿著圖12的B－B’線的位置處的剖面。圖11(b)表示沿著圖12的A－A’線的位置處的剖面。

圖12為表示第3實施方式的半導(dǎo)體裝置的主要部分的示意俯視圖，表示沿著圖11(a)以及圖11(b)的Y－Y’線的位置處的剖面。

在第3實施方式的半導(dǎo)體裝置3中，第2絕緣區(qū)52fb的膜厚與p型基區(qū)3和柵電極50之間的柵極絕緣膜52g的膜厚不同。例如，第2絕緣區(qū)52fb的膜厚比柵極絕緣膜52g的膜厚厚，比第1絕緣區(qū)52fa的膜厚薄。第1絕緣區(qū)52fa和第2絕緣區(qū)52fb在X方向上交替排列。

在半導(dǎo)體裝置3中，第1絕緣區(qū)52fa的長度P1可以與第2絕緣區(qū)52fb的長度P2大致相同，也可以不同。例如，第1絕緣區(qū)52fa的長度P1可以比第2絕緣區(qū)52fb的長度P2長。例如，第1絕緣區(qū)52fa的長度P1可以是第2絕緣區(qū)52fb的長度P2的2倍。此外，第1絕緣區(qū)52fa的長度P1可以是第2絕緣區(qū)52fb的長度P2的2倍以上。

此外，半導(dǎo)體裝置3中，在X方向上，第1FP區(qū)51a的長度可以與第2FP區(qū)51b的長度不同。例如，第1FP區(qū)51a的長度可以比第2FP區(qū)51b的長度長。例如，第1FP區(qū)51a的長度可以是第2FP區(qū)51b的長度的2倍。此外，第1FP區(qū)51a的長度可以是第2FP區(qū)51b的長度的2倍以上。

在半導(dǎo)體裝置3中，第2絕緣區(qū)52fb的厚度比柵極絕緣膜52g的厚度厚。由此，在由相鄰第2絕緣區(qū)52fb所夾的臺面區(qū)，空乏層易于從pn結(jié)向n型漂移區(qū)22的方向延伸。因此，半導(dǎo)體裝置3的耐壓(V_B)比半導(dǎo)體裝置1，2的耐壓(V_B)提高。

(第4實施方式)

圖13(a)以及圖13(b)為表示第4實施方式的半導(dǎo)體裝置的主要部分的示意剖面圖。

在第4實施方式的半導(dǎo)體裝置4中，F(xiàn)P絕緣膜52f的第1絕緣區(qū)52fa具有第1部分52f－1和第2部分52f－2。第1部分52f－1和第2部分52f－2在Z方向上交替排列。在FP電極51的第1FP區(qū)51a和 半導(dǎo)體區(qū)20的n型漂移區(qū)22之間，第1部分52f－1的寬度與第2部分52f－2的寬度不同。

此外，F(xiàn)P絕緣膜52f的第2絕緣區(qū)52fb具有第3部分52f－3和第4部分52f－4。第3部分52f－3和第4部分52f－4在Z方向上交替排列。在FP電極51的第1FP區(qū)51b和半導(dǎo)體區(qū)20的n型漂移區(qū)22之間，第3部分52f－3的寬度與第4部分52f－4的寬度不同。

第1絕緣區(qū)52fa和第2絕緣區(qū)52fb在X方向上交替排列。X方向上的第1絕緣區(qū)52fa的長度P1和第2絕緣區(qū)52fb的長度P2可以相同也可以不同。例如，在X方向上，第1絕緣區(qū)52fa的長度P1可以比第2絕緣區(qū)52fb的長度P2長。

像這樣，半導(dǎo)體裝置4中，在FP絕緣膜52f設(shè)有在Z方向上排列的凹凸。因此，在夾于第1絕緣區(qū)52fa的臺面區(qū)，由第1部分52f－1所夾的臺面區(qū)的等電位線的間隔更均勻。而且，即使在夾于第2絕緣區(qū)52fb的臺面區(qū)，由第3部分52f－3所夾的臺面區(qū)的等電位線的間隔也更均勻。由此，半導(dǎo)體裝置4的耐壓(V_B)比半導(dǎo)體裝置1的耐壓(V_B)提高。

(第5實施方式)

圖14(a)～圖15(c)為表示第5實施方式的FP絕緣膜的制造過程的示意俯視圖。

例如，如圖14(a)所示，在n型漂移區(qū)22形成溝道(trench)22tr后，在溝道22tr內(nèi)的n型漂移區(qū)22的側(cè)壁22w形成FP絕緣膜52f。沿Z方向挖下的溝道22tr例如在X方向上延伸。FP絕緣膜52f例如通過熱CVD法、離子CVD等形成。

接下來，如圖14(b)所示，將沿Y方向延伸的掩膜層90形成于n型漂移區(qū)22之上以及FP絕緣膜52f之上。

接下來，如圖14(c)所示，例如通過RIE(Reactive Ion Etching：反應(yīng)離子刻蝕)將從掩膜層90露出的FP絕緣膜52f去除。

接下來，如圖15(a)所示，去除掩膜層90。

接下來，如圖15(b)所示，例如，通過熱CVD，在n型漂移區(qū)22 的側(cè)壁22w再次形成絕緣膜。由此，在n型漂移區(qū)22的側(cè)壁22w形成膜厚厚的第1絕緣區(qū)52fa和膜厚薄的第2絕緣區(qū)52fb。即，具有第1絕緣區(qū)52fa和第2絕緣區(qū)52fb的FP絕緣膜52f形成于n型漂移區(qū)22的側(cè)壁22w。此后，如圖15(c)所示，在溝道22tr內(nèi)形成FP電極51。

以上所說明的各實施方式中的各半導(dǎo)體區(qū)的載流子濃度可以視作等同于在各半導(dǎo)體區(qū)活性化的雜質(zhì)濃度。因此，上述各實施方式中的載流子濃度也可以替換成雜質(zhì)濃度。另外，關(guān)于各半導(dǎo)體區(qū)之間的雜質(zhì)濃度的相對高低，例如，能夠使用SCM(Scanning Capacitance microscopy，掃描型靜電電容顯微鏡)來進(jìn)行確認(rèn)。關(guān)于各半導(dǎo)體區(qū)之間的載流子濃度的相對高低，也能夠使用SCM進(jìn)行確認(rèn)。此外，關(guān)于各半導(dǎo)體區(qū)中的雜質(zhì)濃度，例如，能夠使用SIMS(二維離子質(zhì)量分析法)來進(jìn)行測定。

在上述的實施方式中，表達(dá)成“A設(shè)于B之上”的情況下的“之上”除了A與B接觸、A設(shè)于B之上的情況之外，也有以A不與B接觸、A設(shè)于B的上方的情況的意思使用的情況。此外，“A設(shè)于B之上”有時也適用于使A和B翻轉(zhuǎn)，A位于B之下的情況和A與B橫向排列的情況。這是因為即使將實施方式的半導(dǎo)體裝置旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)前后半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造不變。

以上，參照具體例子對實施方式進(jìn)行了說明。但是，實施方式并不限于這些具體例子。即，即便本領(lǐng)域技術(shù)人員適當(dāng)?shù)卦谶@些具體例子中加入設(shè)計變更，只要具備實施方式的特征，都包含在實施方式的范圍內(nèi)。上述各具體例子所具備的各要素以及其配置、材料、條件、形狀、尺寸等并不限定于舉例示出的內(nèi)容，能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行變更。

此外，上述各實施方式所具備的各要素能夠在技術(shù)上可能的范圍內(nèi)進(jìn)行綜合，它們組合起來的結(jié)構(gòu)只要包含實施方式的特征，就包含在實施方式的范圍內(nèi)。此外，在實施方式的思想范疇內(nèi)，如果是本領(lǐng)域技術(shù)人員，就能想到各種的變更例以及修正例，并了解這些變更例以及修正例屬于實施方式的范圍。

對本發(fā)明的幾個實施方式進(jìn)行了說明，但這些實施方式是作為例子公開的，其意圖并不在于限定發(fā)明的范圍。這些新穎的實施方式能夠以 其他各種方式實施，在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種省略、置換、變更。這些實施方式及其變形包含于發(fā)明的范圍和主旨中，并包含于權(quán)利要求書中所記載的發(fā)明及其等同的范圍內(nèi)。