JP2003258254A - 絶縁ゲート型半導体装置及びゲート配線構造の製造方法 - Google Patents

絶縁ゲート型半導体装置及びゲート配線構造の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゲート絶縁耐量の向上、ドレイン−ソー
ス間主耐圧の低下防止、ゲート配線抵抗の低減。 【解決手段】 第2トレンチ105bは、ベース層10
3を貫通しつつ半導体層102内に形成されており、し
かも、第1方向D1に延在する第1トレンチ105aの
第1部分P1の一端部に連結しつつ、第2方向D2に延
在する。第2ゲート制御電極107bは、上記一端部に
おいて第1ゲート制御電極107aと接続しつつ、第2
トレンチ105b内を充填する。第2方向D2に延在す
るゲートコンタクト部109は、第2ゲート制御電極1
07bの上面の一部を露出させている。ゲートアルミニ
ウム電極108は、ゲートコンタクト部109を介して
第2ゲート制御電極107bと接続すると共に、ベース
層103の終端103eよりも距離W0だけ外側に張り
出している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、トレンチゲート構
造を有する絶縁ゲート型半導体装置に関するものであ
る。特に本発明は、同装置のゲート配線構造に関してい
る。
【0002】
【従来の技術】トレンチゲート構造を有する絶縁ゲート
型半導体装置は、一般的に、縦型MOSトランジスタ
(トレンチの形状からUMOS)と呼ばれている。縦型M
OSトランジスタにおいては、プレーナーゲートを有す
る横型MOSトランジスタとは違い、ゲート電極を垂直
方向に形成するため、1セル当たりの必要面積を縮小す
ることが可能となるため、微細加工技術を用いることに
よって単位面積当たりのセル個数を増やすことが可能で
ある。この単位面積当たりのセル個数(密度)を増やす
ことによりチャネル面積が増し、より多くの電流がオン
状態で流れることになる。このときのUMOSトランジ
スタの抵抗を「オン抵抗(Ron)」と呼び、それはデバイ
スの特性を表す重要な項目となっている。対照的に、横
型のMOSトランジスタでは、セル密度を増すことによ
りj−FET抵抗が増すので、オン抵抗Ronを下げるこ
とには限界がある。この様なUMOSトランジスタの特
性を生かすために、ゲートトレンチ構造は、MOSFE
T(MOS型電界効果トランジスタ)、あるいはIGBT
(Insulated Gate Bipolar Transistor)と言ったパワー
デバイスに、主に採用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明における問題点
を以下に指摘するに際して、先ず、本願出願人の未公表
社内製品であるUMOSFET(no prior art)のゲー
ト配線構造について、概観しておく。この未公知構造
は、UMOSFETのセル終端部において、p型ベース
層を貫通するトレンチの内部に埋め込まれているゲート
制御電極を、当該トレンチの表面上方へ引き上げると共
に、この引き上げられたゲート制御電極の部分を、ゲー
トコンタクト部を介して、ゲートパッドに接続されたゲ
ート電極に電気的に接続させると言う構成を、有してい
る。
【0004】次に、本発明の主たる解決課題に関連する
UMOSFETのゲート信頼性試験について、記載す
る。尚、ここでは、一般的な試験であるHTGB試験
(高温ゲートバイアス試験)について、記載する。
【0005】先ず、恒温槽又はホットプレートを用い
て、UMOSFETを高温状態に保持する。その状態で
ドレイン電極とソース電極とを外部配線によって短絡
し、ゲート電圧VGSをゲート電極とソース電極間に印加
する。このとき、ゲート電圧の極性がプラスの場合の試
験と、マイナスの場合の試験とが、共に実施される。し
かも、ゲート電圧VGSを、UMOSFETにおけるゲー
ト保証実力電圧に近い値に設定した上で、当該試験が実
行される。そして、この状態下でUMOSFETの温度
を一定に保ったまま長時間ゲート電圧VGSを印加し、ゲ
ート酸化膜の劣化、及び、その他の特性変化の度合い
を、調査する。
【0006】このとき、トレンチ終端のコーナー部にお
いては、オン動作状態と同じく、トレンチ内壁に形成さ
れたゲート酸化膜に対してゲート電圧VGS相当の電界が
発生する。しかし、高温雰囲気であること、ゲート
電圧VGSの値が通常のオン動作時の値よりも高いこと、
及び、長時間連続通電であることによって、コーナー
部におけるゲート酸化膜に発生する電界ストレスは、オ
ン動作時の値よりも遥かに強い。従って、HTGB試験
は、ゲート酸化膜の絶縁耐量の実力を加速的に確認する
手段であると言え、ゲート酸化膜本来の寿命見極め等に
も活用される。
【0007】ところで、上記のゲート配線構造を有する
社内品のUMOSFETにおいては、HTGB試験によ
ってゲート酸化膜全面に電界ストレスが加えられるので
あるが、トレンチ終端のコーナー部においては特に強い
電界ストレスが印加される。その理由は、トレンチ終
端部においては、ゲート制御電極をトレンチ上方にまで
引き上げるために、シリコン基板が直角に近い形状に穿
設されており、しかも、ゲート酸化膜は、その直角に折
れ曲がった面に沿って形成されるので、当該シリコン直
角部においては酸化速度が低下する結果、ゲート酸化膜
の膜圧がその他の部分と比べて極めて薄くなってしまう
ためであり、しかも、トレンチ終端部におけるゲート
酸化膜は比較的大きな曲率を有する形状を呈しているた
め、その他の部分と比較して極めて強い電界ストレスが
当該ゲート酸化膜に対して加わり、トレンチ終端部にお
いては、平坦な酸化膜部分よりも、絶縁耐量が低下する
ためである。
【0008】この様な問題点を解決する手法としては、
以下の方法が考えられる。
【0009】1) トレンチ終端部にn+型不純物であ
るAs(砒素)を注入することにより、熱処理によってゲ
ート酸化膜を形成する際にn+型不純物を注入した領域
の酸化速度が上がることを利用して、トレンチの内壁上
及び平坦部上に形成される酸化膜よりも厚い酸化膜をコ
ーナー部に形成する方法。
【0010】2) トレンチ形成直後に等方性のシリコ
ンエッチングを行いコーナー部にラウンドを設けること
で、電界ストレスを緩和させる方法。
【0011】3) ゲート酸化膜形成時の処理条件(熱
履歴、ガス雰囲気)を最適化して酸化膜形状を緩やかに
することで、電界ストレスを緩和させる方法。
【0012】しかしながら、1)の方法では、製造時の
熱処理を長くすることができるデバイス、即ち、ある程
度厚いゲート酸化膜を有するデバイスの用途では、その
効果を奏すると言えるが、熱処理時間が長くできないデ
バイス、即ち、比較的薄いゲート酸化膜を有するデバイ
スの用途では、十分な効果が得られないと言う問題点が
ある。
【0013】又、2)の方法では、エッチング工程を追
加する必要性があるために製造工程が煩雑にならざるを
得ないと言う問題点が生じる。加えて、2)の方法によ
れば、トレンチ全体も同時にエッチングされるためにト
レンチ幅が広がってしまい、これにより、設計マージン
不足が生じて製造歩留まりの低下をもたらすと共に、メ
ッシュ構造を有するトランジスタセルではチャネル幅の
減少を引き起こす結果、オン抵抗の上昇を招くと言う問
題点も生じる。
【0014】又、3)の方法では、この点は上記2)の
方法に関しても言えることであるが、ゲート酸化膜はコ
ーナー部においてある程度のラウンド形状を有するの
で、電界ストレスはある程度緩和されるけれども、その
膜厚がより厚くなるわけではないので、コーナー部にお
けるゲート酸化膜の絶縁耐量は、平坦な部分におけるゲ
ート酸化膜のそれには到底及ばない。従って、3)の方
法は根本的な解決方法とは成り得ない。
【0015】本発明はこの様な状況に鑑みて成されたも
のであり、その第1目的は、ゲート絶縁耐量及びゲート
信頼性を向上させることにより、歩留りの向上を図るこ
との出来る絶縁ゲート型半導体装置を提供することにあ
る。更に、その第2目的は、絶縁ゲート型半導体装置に
おける第1及び第2主電極間の主耐圧向上を図ることに
ある。更に、その第3目的は、ゲート配線抵抗の低減化
を図ることにある。更に、その第4目的は、その様な絶
縁ゲート型半導体装置の製造方法における製造工数の削
減化を図ることにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
MOSトランジスタ構造を備える絶縁ゲート型半導体装
置であって、第3方向に関して対面し合う第1及び第2
主面を有する第1導電型の半導体基板と、前記第1主面
の内で、セル領域、及び、前記セル領域に隣接するター
ミナル領域と前記セル領域との境界である一端と前記境
界から前記ターミナル領域内に第1方向に沿って第1距
離だけ離れた他端とで規定される領域から、前記第3方
向に沿って、前記半導体基板の内部に向けて形成され
た、第2導電型のベース層と、前記第1主面の前記セル
領域から前記第3方向に沿って前記ベース層を貫通しつ
つ前記半導体基板の前記内部にまで形成された第1トレ
ンチと、前記第1トレンチの底面上及び側面上に全面的
に形成された第1ゲート絶縁膜と、前記第2主面上に形
成された第1主電極とを備え、前記第1方向は前記第1
主面に平行で且つ前記第3方向に直交しており、前記第
1主面から前記ベース層の底面迄の第1深さは、前記第
1主面から前記第1トレンチの前記底面迄の第2深さよ
りも小さく、前記第1トレンチは複数の第1部分及び複
数の第2部分を有しており、前記複数の第1部分は前記
第1及び第3方向に直交する第2方向に沿って配列して
おり、前記複数の第1部分の各々は、前記セル領域と前
記ターミナル領域との前記境界に位置する一端部を有
し、前記第1方向に沿って前記一端部に向けて延在して
おり、前記複数の第2部分の各々は、前記複数の第1部
分の内で隣り合う第1部分同士の間に位置しており、前
記第2方向に沿って延在して前記隣り合う第1部分同士
を互いに連結しており、前記絶縁ゲート型半導体装置
は、更に、前記第1主面の前記セル領域の内で、前記隣
り合う第1部分同士と、前記複数の第2部分の内で前記
隣り合う第1部分同士に対応する隣り合う第2部分同士
とで囲まれた各領域から、前記隣り合う第1部分同士の
側面上部及び前記隣り合う第2部分同士の側面上部に沿
って、前記ベース層内に向けて形成された、前記第1導
電型の複数の第2主電極領域と、前記第1トレンチの上
面よりも下部に位置する様に前記第1トレンチ内に形成
されて、前記第1ゲート絶縁膜を介して前記第1トレン
チを充填する第1ゲート制御電極と、前記第1主面の内
で、前記境界である一端と前記境界から前記ターミナル
領域内に前記第1方向に沿って前記第1距離よりも短い
第2距離だけ離れた他端とで規定される領域から、前記
第3方向に沿って、前記ベース層を貫通しつつ前記半導
体基板の前記内部にまで形成されており、前記第1深さ
よりも大きい第3深さを有すると共に、前記複数の第1
部分の各々が有する前記一端部と連結しつつ前記第2方
向に沿って延在した第2トレンチと、前記第2トレンチ
の底面上及び側面上に全面的に形成された第2ゲート絶
縁膜と、前記第2トレンチの上面よりも下部に位置する
様に前記第2トレンチ内に形成されて前記第2ゲート絶
縁膜を介して前記第2トレンチを充填すると共に、前記
複数の第1部分の各々が有する前記一端部において前記
第1ゲート制御電極と電気的に接続された第2ゲート制
御電極と、前記ベース層の上面上、前記第1ゲート制御
電極の上面上、前記第1ゲート絶縁膜の上面上、前記第
2ゲート制御電極の上面上、前記第2ゲート絶縁膜の上
面上及び前記第1主面の前記ターミナル領域内で前記ベ
ース層の終端よりも外側の領域上に形成された絶縁層
と、前記複数の第2主電極領域の各々が有する上面の一
部、及び、前記ベース層の内で前記複数の第2主電極領
域の各々で囲まれた部分の上面を露出する様に、前記絶
縁層内に形成された複数の第1コンタクト部と、前記ベ
ース層の内で、前記第2トレンチの前記境界側の側面
と、前記隣り合う第1部分同士の側面と、前記複数の第
2部分の内で前記第2トレンチに対面した第2部分の側
面とで囲まれた各部分の一部上面を露出する様に、前記
絶縁層内に形成された複数の第2コンタクト部と、前記
複数の第1コンタクト部内、前記複数の第2コンタクト
部内、及び前記絶縁層の内で前記第1主面の前記セル領
域上に位置する部分の上に形成されており、前記第2方
向に沿って延在していると共に、前記複数の第2主電極
領域の各々及び前記ベース層と電気的に接続された第2
主電極と、前記第2ゲート制御電極の前記上面の一部を
露出する様に、前記絶縁層内に形成された第3コンタク
ト部と、前記第3コンタクト部内、前記絶縁層の内で前
記境界と前記境界から前記セル領域側へ前記第1方向に
沿って前記第2主電極の端部にまで至ることのない第3
距離だけ離れた箇所とで規定される部分の上、及び、前
記絶縁層の内で前記境界と前記境界から前記ターミナル
領域側へ前記第1方向に沿って前記第1距離よりも大き
い第4距離だけ離れた箇所とで規定される部分の上に形
成されており、前記第2方向に沿って延在していると共
に、前記第3コンタクト部を介して前記第2ゲート制御
電極と電気的に接続されたゲート電極とを備えることを
特徴とする。
【0017】請求項2記載の発明は、請求項1記載の絶
縁ゲート型半導体装置であって、前記複数の第1部分の
各々を充填している前記第1ゲート制御電極の各部分の
内で、前記境界と前記境界から前記セル領域側へ前記第
1方向に沿って前記第3距離だけ離れた箇所とで規定さ
れる部分の一部上面を露出する様に、前記絶縁層内に形
成されており、前記ゲート電極によって充填された複数
の第4コンタクト部を更に備えており、前記ゲート電極
は、前記複数の第4コンタクト部を介した前記第1ゲー
ト制御電極との電気的接続をも有することを特徴とす
る。
【0018】請求項3記載の発明は、請求項1記載の絶
縁ゲート型半導体装置であって、前記第2トレンチは前
記複数の第1部分の各々の第1幅と等しい第2幅を有す
ることを特徴とする。
【0019】請求項4記載の発明は、請求項1記載の絶
縁ゲート型半導体装置であって、前記第1主面の前記タ
ーミナル領域上に形成された前記絶縁層の内で、前記ベ
ース層の前記終端よりも外側に位置し且つ少なくとも前
記ゲート電極の下方に位置する部分の内部に配設されて
おり、前記第2方向に沿って延在した第3ゲート制御電
極と、前記第3ゲート制御電極の上面の一部を露出する
様に前記絶縁層内に形成されており、前記ゲート電極に
よって充填された第4コンタクト部とを更に備えてお
り、前記ゲート電極は、前記第4コンタクト部を介した
前記第3ゲート制御電極との電気的接続をも有すること
を特徴とする。
【0020】請求項5記載の発明は、請求項4記載の絶
縁ゲート型半導体装置であって、前記第4コンタクト部
は複数のコンタクトホールを備えることを特徴とする。
【0021】請求項6記載の発明は、請求項1乃至5の
何れかに記載の絶縁ゲート型半導体装置であって、前記
第3コンタクト部は前記第2方向に沿って前記第2トレ
ンチと平行に延在したストライプ形状を有することを特
徴とする。
【0022】請求項7記載の発明は、請求項1記載の絶
縁ゲート型半導体装置であって、前記第1主面の前記タ
ーミナル領域の内で前記第2トレンチよりも外側の領域
から前記ターミナル領域下方に位置する前記ベース層を
貫通しつつ前記第3方向に沿って前記半導体基板の前記
内部までに形成されており、しかも、前記第2トレンチ
と連結しつつ前記第1及び第2方向に沿って延在してメ
ッシュ形状を成す第3トレンチと、前記第3トレンチの
底面上及び側面上に全面的に形成された第3ゲート絶縁
膜と、前記第3トレンチの上面よりも下部に位置する様
に前記第3トレンチ内に形成されて前記第3ゲート絶縁
膜を介して前記第3トレンチ内を充填すると共に、前記
第2トレンチと前記第3トレンチの前記第1方向に沿っ
て延在する各部分との各連結部分において前記第2ゲー
ト制御電極と電気的に接続された第3ゲート制御電極
と、前記第1及び第2方向に沿って延在してメッシュ形
状を成しつつ前記第3ゲート制御電極の上面を露出する
様に、前記絶縁層内に形成されており、前記ゲート電極
で充填された第4コンタクト部とを更に備えており、前
記ゲート電極は、前記第4コンタクト部を介した前記第
3ゲート制御電極との電気的接続をも有しており、前記
第3コンタクト部は前記第2方向に沿って前記第2トレ
ンチと平行に延在したストライプ形状を有すると共に、
前記第4コンタクト部の前記第1方向に沿って延在する
各横部分と連結していることを特徴とする。
【0023】請求項8記載の発明は、請求項1記載の絶
縁ゲート型半導体装置であって、前記第1主面の前記タ
ーミナル領域の内で前記第2トレンチよりも外側の領域
から前記ターミナル領域下方に位置する前記ベース層を
貫通しつつ前記第3方向に沿って前記半導体基板の前記
内部までに形成されており、しかも、前記第2トレンチ
と連結しつつ前記第1及び第2方向に沿って延在してメ
ッシュ形状を成す第3トレンチと、前記第3トレンチの
底面上及び側面上に全面的に形成された第3ゲート絶縁
膜と、前記第3トレンチの上面よりも下部に位置する様
に前記第3トレンチ内に形成されて前記第3ゲート絶縁
膜を介して前記第3トレンチ内を充填すると共に、前記
第2トレンチと前記第3トレンチの前記第1方向に沿っ
て延在する各横部分との各連結部分において前記第2ゲ
ート制御電極と電気的に接続された第3ゲート制御電極
と、前記第3ゲート制御電極の上面を露出する様に前記
絶縁層内に形成されており、前記ゲート電極で充填され
た第4コンタクト部とを更に備えており、前記ゲート電
極は、前記第4コンタクト部を介した前記第3ゲート制
御電極との電気的接続をも有しており、前記第3コンタ
クト部は、前記第2トレンチと前記第3トレンチとの前
記各連結部分近傍において形成された複数のコンタクト
ホールを備えており、前記第4コンタクト部は、前記第
3トレンチの前記第1方向に沿って延在する前記各横部
分と前記第3トレンチの前記第2方向に沿って延在する
各縦部分との各交差部分において形成された複数のコン
タクトホールを備えることを特徴とする。
【0024】請求項9記載の発明は、MOSトランジス
タ構造を備える絶縁ゲート型半導体装置であって、第3
方向に関して対面し合う第1及び第2主面を有する第1
導電型の半導体基板と、前記第1主面の内で、セル領
域、及び、前記セル領域に隣接するターミナル領域と前
記セル領域との境界である一端と前記境界から前記ター
ミナル領域内に第1方向に沿って第1距離だけ離れた他
端とで規定される領域から、前記第3方向に沿って、前
記半導体基板の内部に向けて形成された、第2導電型の
ベース層と、前記第1主面の前記セル領域から前記第3
方向に沿って前記ベース層を貫通しつつ前記半導体基板
の前記内部にまで形成された第1トレンチと、前記第1
トレンチの底面上及び側面上に全面的に形成された第1
ゲート絶縁膜と、前記第2主面上に形成された第1主電
極とを備え、前記第1方向は前記第1主面に平行で且つ
前記第3方向に直交しており、前記第1主面から前記ベ
ース層の底面迄の第1深さは、前記第1主面から前記第
1トレンチの前記底面迄の第2深さよりも小さく、前記
第1トレンチは複数の第1部分及び複数の第2部分を有
しており、前記複数の第1部分は前記第1及び第3方向
に直交する第2方向に沿って配列しており、前記複数の
第1部分の各々は、前記セル領域と前記ターミナル領域
との前記境界に位置する一端部を有し、前記第1方向に
沿って前記一端部に向けて延在しており、前記複数の第
2部分の各々は、前記複数の第1部分の内で隣り合う第
1部分同士の間に位置しており、前記第2方向に沿って
延在して前記隣り合う第1部分同士を互いに連結してお
り、前記絶縁ゲート型半導体装置は、更に、前記第1主
面の前記セル領域の内で、前記隣り合う第1部分同士
と、前記複数の第2部分の内で前記隣り合う第1部分同
士に対応する隣り合う第2部分同士とで囲まれた各領域
から、前記隣り合う第1部分同士の側面上部及び前記隣
り合う第2部分同士の側面上部に沿って、前記ベース層
内に向けて形成された、前記第1導電型の複数の第2主
電極領域と、前記第1トレンチの上面よりも下部に位置
する様に前記第1トレンチ内に形成されて、前記第1ゲ
ート絶縁膜を介して前記第1トレンチを充填する第1ゲ
ート制御電極と、前記第1主面の内で、前記境界である
一端と前記境界から前記ターミナル領域内に前記第1方
向に沿って前記第1距離よりも短い第2距離だけ離れた
他端とで規定される領域から、前記第3方向に沿って、
前記ベース層を貫通しつつ前記半導体基板の前記内部に
まで形成されており、前記第1深さよりも大きい第3深
さを有すると共に、前記複数の第1部分の各々が有する
前記一端部と連結しつつ前記第2方向に沿って延在した
第2トレンチと、前記第2トレンチの底面上及び側面上
に全面的に形成された第2ゲート絶縁膜と、前記第2ト
レンチの上面よりも下部に位置する様に前記第2トレン
チ内に形成されて前記第2ゲート絶縁膜を介して前記第
2トレンチを充填すると共に、前記複数の第1部分の各
々が有する前記一端部において前記第1ゲート制御電極
と電気的に接続された第2ゲート制御電極と、前記ベー
ス層の上面上、前記第1ゲート制御電極の上面上、前記
第1ゲート絶縁膜の上面上、前記第2ゲート制御電極の
上面上、前記第2ゲート絶縁膜の上面上及び前記第1主
面の前記ターミナル領域内で前記ベース層の終端よりも
外側の領域上に形成された絶縁層と、前記複数の第2主
電極領域の各々が有する上面の一部、及び、前記ベース
層の内で前記複数の第2主電極領域の各々で囲まれた部
分の上面を露出する様に、前記絶縁層内に形成された複
数の第1コンタクト部と、前記ベース層の内で、前記第
2トレンチの前記境界側の側面と、前記隣り合う第1部
分同士の側面と、前記複数の第2部分の内で前記第2ト
レンチに対面した第2部分の側面とで囲まれた各部分の
一部上面を露出する様に、前記絶縁層内に形成された複
数の第2コンタクト部と、前記複数の第1コンタクト部
内、前記複数の第2コンタクト部内、及び前記絶縁層の
内で前記第1主面の前記セル領域上に位置する部分の上
に形成されており、前記境界から前記第1方向に沿って
第7距離だけ離れた一端部を有し且つ前記第2方向に沿
って延在していると共に、前記複数の第2主電極領域の
各々及び前記ベース層と電気的に接続された第2主電極
用第1電極層と、前記第2ゲート制御電極の前記上面の
一部を露出する様に、前記絶縁層内に形成された第3コ
ンタクト部と、前記第3コンタクト部内、前記絶縁層の
内で前記境界と前記境界から前記セル領域側へ前記第1
方向に沿って前記第7距離よりも短い第3距離だけ離れ
た箇所とで規定される部分の上、及び、前記絶縁層の内
で前記境界と前記境界から前記ターミナル領域側へ前記
第1方向に沿って前記第1距離よりも短い第4距離だけ
離れた箇所とで規定される部分の上に形成されており、
前記第2方向に沿って延在していると共に、前記第3コ
ンタクト部を介して前記第2ゲート制御電極と電気的に
接続されたゲート電極と、前記ベース層の内で、前記境
界から前記ターミナル領域側へ向けて前記第1方向に沿
って前記第1距離よりも短く且つ前記第4距離よりも長
い第5距離だけ離れた箇所と、前記境界から前記第1距
離だけ離れた前記ベース層の前記他端とで挟まれた部分
の一部上面を露出する様に、前記絶縁層内に形成された
第4コンタクト部と、前記第4コンタクト部内、及び、
前記絶縁層の内で、前記境界から前記ターミナル領域側
へ向けて前記第1方向に沿って前記第5距離だけ離れた
前記箇所と、前記境界から前記ターミナル領域側へ向け
て前記第1方向に沿って前記第1距離よりも長い第6距
離だけ離れた箇所とで規定される部分の上に形成されて
おり、前記第2方向に沿って延在していると共に、前記
第4コンタクト部を介して前記ベース層と電気的に接続
された第2主電極用第2電極層とを備えており、前記第
2主電極用第1電極層及び前記第2主電極用第2電極層
の前記第2方向における長さは共に前記ゲート電極の前
記第2方向における長さよりも大きく、前記絶縁ゲート
型半導体装置は、前記ゲート電極の前記第2方向におけ
る一端部から前記第2方向に関して所定の距離だけ離れ
且つ前記第1方向に沿って延在した側面を有しており、
前記第2主電極用第1電極層の前記一端部と前記境界か
ら前記ターミナル領域側へ向けて前記第1方向に沿って
前記第5距離だけ離れた前記箇所とで規定される前記絶
縁層の部分上に形成されており、前記第2主電極用第1
電極層及び前記第2主電極用第2電極層を互いに電気的
に接続する接続層を更に備えることを特徴とする。
【0025】請求項10記載の発明は、MOSトランジ
スタ構造を備える絶縁ゲート型半導体装置であって、第
3方向に関して対面し合う第1及び第2主面を有する第
1導電型の半導体基板と、前記第1主面のセル領域から
前記第3方向に沿って前記半導体基板の内部に位置する
第1底面に向けて形成されており、前記セル領域に隣接
するターミナル領域と前記セル領域との境界に位置する
一端部を有すると共に、前記第1主面から前記第1底面
迄の第1深さを有する第2導電型のベース層と、前記境
界において前記ベース層の前記一端部と結合しつつ、前
記第1主面の前記ターミナル領域の内で、前記境界であ
る一端と前記境界から前記ターミナル領域内に第1方向
に沿って第1距離だけ離れた他端とで規定される領域か
ら、前記第3方向に沿って、前記半導体基板の前記内部
に位置する第4底面に向けて形成されており、前記第1
主面から前記第4底面迄の第4深さを有する前記第2導
電型のウエル層と、前記第1主面の前記セル領域から前
記第3方向に沿って前記ベース層を貫通しつつ前記半導
体基板の前記内部に位置する第2底面にまで形成されて
おり、前記第1主面から前記第2底面迄の第2深さを有
する第1トレンチと、前記第1トレンチの前記第2底面
上及び側面上に全面的に形成された第1ゲート絶縁膜
と、前記第2主面上に形成された第1主電極とを備え、
前記第1方向は前記第1主面に平行で且つ前記第3方向
に直交しており、前記第1深さは前記第2深さよりも小
さく、前記第2深さは前記第4深さよりも小さく、前記
ウエル層は、前記ベース層の前記第1底面の内で前記境
界と前記境界から前記第1方向に沿って第5距離だけ離
れた箇所とで挟まれた部分から前記ウエル層の前記第4
底面に向けて前記半導体基板の前記内部に形成されたベ
ース層被覆部分を更に有しており、前記第1トレンチは
複数の第1部分及び複数の第2部分を有しており、前記
複数の第1部分は前記第1及び第3方向に直交する第2
方向に沿って配列しており、前記複数の第1部分の各々
は、前記セル領域と前記ターミナル領域との前記境界に
位置する一端部を有し、前記第1方向に沿って前記一端
部に向けて延在しており、前記複数の第2部分の各々
は、前記複数の第1部分の内で隣り合う第1部分同士の
間に位置しており、前記第2方向に沿って延在して前記
隣り合う第1部分同士を互いに連結しており、前記絶縁
ゲート型半導体装置は、更に、前記第1主面の前記セル
領域の内で、前記隣り合う第1部分同士と、前記複数の
第2部分の内で前記隣り合う第1部分同士に対応する隣
り合う第2部分同士とで囲まれた各領域から、前記隣り
合う第1部分同士の側面上部及び前記隣り合う第2部分
同士の側面上部に沿って、前記ベース層内に向けて形成
された、前記第1導電型の複数の第2主電極領域と、前
記第1トレンチの上面よりも下部に位置する様に前記第
1トレンチ内に形成されて、前記第1ゲート絶縁膜を介
して前記第1トレンチを充填する第1ゲート制御電極
と、前記第1主面の内で、前記境界である一端と前記境
界から前記ターミナル領域内に前記第1方向に沿って前
記第1距離よりも短い第2距離だけ離れた他端とで規定
される領域から、前記第3方向に沿って、前記ウエル層
の内部に位置する第3底面にまで形成されており、前記
第1主面から前記第3底面迄の第3深さを有すると共
に、前記複数の第1部分の各々が有する前記一端部と連
結しつつ前記第2方向に沿って延在した第2トレンチ
と、前記第2トレンチの前記第3底面上及び側面上に全
面的に形成された第2ゲート絶縁膜と、前記第2トレン
チの上面よりも下部に位置する様に前記第2トレンチ内
に形成されて前記第2ゲート絶縁膜を介して前記第2ト
レンチを充填すると共に、前記複数の第1部分の各々が
有する前記一端部において前記第1ゲート制御電極と電
気的に接続された第2ゲート制御電極と、前記ベース層
の上面上、前記第1ゲート制御電極の上面上、前記第1
ゲート絶縁膜の上面上、前記第2ゲート制御電極の上面
上、前記第2ゲート絶縁膜の上面上、前記ウエル層の上
面上及び前記第1主面の前記ターミナル領域内で前記ウ
エル層の終端よりも外側の領域上に形成された絶縁層
と、前記複数の第2主電極領域の各々が有する上面の一
部、及び、前記ベース層の内で前記複数の第2主電極領
域の各々で囲まれた部分の上面を露出する様に、前記絶
縁層内に形成された複数の第1コンタクト部と、前記ベ
ース層の内で、前記第2トレンチの前記境界側の側面
と、前記隣り合う第1部分同士の側面と、前記複数の第
2部分の内で前記第2トレンチに対面した第2部分の側
面とで囲まれた各部分の一部上面を露出する様に、前記
絶縁層内に形成された複数の第2コンタクト部と、前記
複数の第1コンタクト部内、前記複数の第2コンタクト
部内、及び前記絶縁層の内で前記第1主面の前記セル領
域上に位置する部分の上に形成されており、前記境界か
ら前記第1方向に沿って前記第5距離よりも大きい第6
距離だけ離れた一端部を有し且つ前記第2方向に沿って
延在していると共に、前記複数の第2主電極領域の各々
及び前記ベース層と電気的に接続された第2主電極と、
前記第2ゲート制御電極の前記上面の一部を露出する様
に、前記絶縁層内に形成された第3コンタクト部と、前
記第3コンタクト部内、前記絶縁層の内で前記境界と前
記境界から前記セル領域側へ前記第1方向に沿って前記
第5距離よりも短い第3距離だけ離れた箇所とで規定さ
れる部分の上、及び、前記絶縁層の内で前記境界と前記
境界から前記ターミナル領域側へ前記第1方向に沿って
前記第1距離よりも大きい第4距離だけ離れた箇所とで
規定される部分の上に形成されており、前記第2方向に
沿って延在していると共に、前記第3コンタクト部を介
して前記第2ゲート制御電極と電気的に接続されたゲー
ト電極とを備えており、前記第3深さは前記第1深さよ
りも大きく、前記第4深さは前記第3深さよりも大きい
ことを特徴とする。
【0026】請求項11記載の発明は、請求項10記載
の絶縁ゲート型半導体装置であって、前記第1主面の前
記ターミナル領域上に形成された前記絶縁層の内で、前
記ウエル層の前記終端よりも外側に位置し且つ少なくと
も前記ゲート電極の下方に位置する部分の内部に配設さ
れており、前記第2方向に沿って延在した第3ゲート制
御電極と、前記第3ゲート制御電極の上面の一部を露出
する様に前記絶縁層内に形成されており、前記ゲート電
極によって充填された第4コンタクト部とを更に備えて
おり、前記ゲート電極は、前記第4コンタクト部を介し
た前記第3ゲート制御電極との電気的接続をも有するこ
とを特徴とする。
【0027】請求項12記載の発明は、MOSトランジ
スタ構造を備える絶縁ゲート型半導体装置であって、第
3方向に関して対面し合う第1及び第2主面を有する第
1導電型の半導体基板と、前記第1主面のセル領域から
前記第3方向に沿って前記半導体基板の内部に位置する
第1底面に向けて形成されており、前記セル領域に隣接
するターミナル領域と前記セル領域との境界に位置する
一端部を有すると共に、前記第1主面から前記第1底面
迄の第1深さを有する第2導電型のベース層と、前記境
界において前記ベース層の前記一端部と結合しつつ、前
記第1主面の前記ターミナル領域の内で、前記境界であ
る一端と前記境界から前記ターミナル領域内に第1方向
に沿って第1距離だけ離れた他端とで規定される領域か
ら、前記第3方向に沿って、前記半導体基板の前記内部
に位置する第4底面に向けて形成されており、前記第1
主面から前記第4底面迄の第4深さを有する前記第2導
電型のウエル層と、前記第1主面の前記セル領域から前
記第3方向に沿って前記ベース層を貫通しつつ前記半導
体基板の前記内部に位置する第2底面にまで形成されて
おり、前記第1主面から前記第2底面迄の第2深さを有
する第1トレンチと、前記第1トレンチの前記第2底面
上及び側面上に全面的に形成された第1ゲート絶縁膜
と、前記第2主面上に形成された第1主電極とを備え、
前記第1方向は前記第1主面に平行で且つ前記第3方向
に直交しており、前記第1深さは前記第2深さよりも小
さく、前記第2深さは前記第4深さよりも小さく、前記
ウエル層は、前記ベース層の前記第2底面の内で前記境
界と前記境界から前記第1方向に沿って第8距離だけ離
れた箇所とで挟まれた部分から前記ウエル層の前記第4
底面に向けて前記半導体基板の前記内部に形成されたベ
ース層被覆部分を更に有しており、前記第1トレンチは
複数の第1部分及び複数の第2部分を有しており、前記
複数の第1部分は前記第1及び第3方向に直交する第2
方向に沿って配列しており、前記複数の第1部分の各々
は、前記セル領域と前記ターミナル領域との前記境界に
位置する一端部を有し、前記第1方向に沿って前記一端
部に向けて延在しており、前記複数の第2部分の各々
は、前記複数の第1部分の内で隣り合う第1部分同士の
間に位置しており、前記第2方向に沿って延在して前記
隣り合う第1部分同士を互いに連結しており、前記絶縁
ゲート型半導体装置は、更に、前記第1主面の前記セル
領域の内で、前記隣り合う第1部分同士と、前記複数の
第2部分の内で前記隣り合う第1部分同士に対応する隣
り合う第2部分同士とで囲まれた各領域から、前記隣り
合う第1部分同士の側面上部及び前記隣り合う第2部分
同士の側面上部に沿って、前記ベース層内に向けて形成
された、前記第1導電型の複数の第2主電極領域と、前
記第1トレンチの上面よりも下部に位置する様に前記第
1トレンチ内に形成されて、前記第1ゲート絶縁膜を介
して前記第1トレンチを充填する第1ゲート制御電極
と、前記第1主面の内で、前記境界である一端と前記境
界から前記ターミナル領域内に前記第1方向に沿って前
記第1距離よりも短い第2距離だけ離れた他端とで規定
される領域から、前記第3方向に沿って、前記ウエル層
の内部に位置する第3底面にまで形成されており、前記
第1主面から前記第3底面迄の第3深さを有すると共
に、前記複数の第1部分の各々が有する前記一端部と連
結しつつ前記第2方向に沿って延在した第2トレンチ
と、前記第2トレンチの前記第3底面上及び側面上に全
面的に形成された第2ゲート絶縁膜と、前記第2トレン
チの上面よりも下部に位置する様に前記第2トレンチ内
に形成されて前記第2ゲート絶縁膜を介して前記第2ト
レンチを充填すると共に、前記複数の第1部分の各々が
有する前記一端部において前記第1ゲート制御電極と電
気的に接続された第2ゲート制御電極と、前記ベース層
の上面上、前記第1ゲート制御電極の上面上、前記第1
ゲート絶縁膜の上面上、前記第2ゲート制御電極の上面
上、前記第2ゲート絶縁膜の上面上、前記ウエル層の上
面上及び前記第1主面の前記ターミナル領域内で前記ウ
エル層の終端よりも外側の領域上に形成された絶縁層
と、前記複数の第2主電極領域の各々が有する上面の一
部、及び、前記ベース層の内で前記複数の第2主電極領
域の各々で囲まれた部分の上面を露出する様に、前記絶
縁層内に形成された複数の第1コンタクト部と、前記ベ
ース層の内で、前記第2トレンチの前記境界側の側面
と、前記隣り合う第1部分同士の側面と、前記複数の第
2部分の内で前記第2トレンチに対面した第2部分の側
面とで囲まれた各部分の一部上面を露出する様に、前記
絶縁層内に形成された複数の第2コンタクト部と、前記
複数の第1コンタクト部内、前記複数の第2コンタクト
部内、及び前記絶縁層の内で前記第1主面の前記セル領
域上に位置する部分の上に形成されており、前記境界か
ら前記第1方向に沿って前記第8距離よりも長い第7距
離だけ離れた一端部を有し且つ前記第2方向に沿って延
在していると共に、前記複数の第2主電極領域の各々及
び前記ベース層と電気的に接続された第2主電極用第1
電極層と、前記第2ゲート制御電極の前記上面の一部を
露出する様に、前記絶縁層内に形成された第3コンタク
ト部と、前記第3コンタクト部内、前記絶縁層の内で前
記境界と前記境界から前記セル領域側へ前記第1方向に
沿って前記第8距離よりも短い第3距離だけ離れた箇所
とで規定される部分の上、及び、前記絶縁層の内で前記
境界と前記境界から前記ターミナル領域側へ前記第1方
向に沿って前記第1距離よりも短い第4距離だけ離れた
箇所とで規定される部分の上に形成されており、前記第
2方向に沿って延在していると共に、前記第3コンタク
ト部を介して前記第2ゲート制御電極と電気的に接続さ
れたゲート電極と、前記ウエル層の内で、前記境界から
前記ターミナル領域側へ向けて前記第1方向に沿って前
記第1距離よりも短く且つ前記第4距離よりも長い第5
距離だけ離れた箇所と、前記境界から前記第1距離だけ
離れた前記ウエル層の前記他端とで挟まれた部分の一部
上面を露出する様に、前記絶縁層内に形成された第4コ
ンタクト部と、前記第4コンタクト部内、及び、前記絶
縁層の内で、前記境界から前記ターミナル領域側へ向け
て前記第1方向に沿って前記第5距離だけ離れた前記箇
所と、前記境界から前記ターミナル領域側へ向けて前記
第1方向に沿って前記第1距離よりも長い第6距離だけ
離れた箇所とで規定される部分の上に形成されており、
前記第2方向に沿って延在していると共に、前記第4コ
ンタクト部を介して前記ウエル層と電気的に接続された
第2主電極用第2電極層とを備えており、前記第2主電
極用第1電極層及び前記第2主電極用第2電極層の前記
第2方向における長さは共に前記ゲート電極の前記第2
方向における長さよりも大きく、前記絶縁ゲート型半導
体装置は、前記ゲート電極の前記第2方向における一端
部から前記第2方向に関して所定の距離だけ離れ且つ前
記第1方向に沿って延在した側面を有しており、前記第
2主電極用第1電極層の前記一端部と前記境界から前記
ターミナル領域側へ向けて前記第1方向に沿って前記第
5距離だけ離れた前記箇所とで規定される前記絶縁層の
部分上に形成されており、前記第2主電極用第1電極層
及び前記第2主電極用第2電極層を互いに電気的に接続
する接続層を更に備えており、前記第3深さは前記第1
深さよりも大きく、前記第4深さは前記第3深さよりも
大きいことを特徴とする。
【0028】請求項13記載の発明は、MOSトランジ
スタ構造を備える絶縁ゲート型半導体装置であって、第
3方向に関して対面し合う第1及び第2主面を有する第
1導電型の半導体基板と、前記第1主面のセル領域から
前記第3方向に沿って前記半導体基板の内部に位置する
第1底面に向けて形成されており、前記セル領域に隣接
するターミナル領域と前記セル領域との境界に位置する
一端部を有すると共に、前記第1主面から前記第1底面
迄の第1深さを有する第2導電型のベース層と、前記第
1主面の前記セル領域から前記第3方向に沿って前記ベ
ース層を貫通しつつ前記半導体基板の前記内部に位置す
る第2底面にまで形成されており、前記第1主面から前
記第2底面迄の第2深さを有する第1トレンチと、前記
第1トレンチの前記第2底面上及び側面上に全面的に形
成された第1ゲート絶縁膜と、前記第2主面上に形成さ
れた第1主電極とを備え、前記第1方向は前記第1主面
に平行で且つ前記第3方向に直交しており、前記第1深
さは前記第2深さよりも小さく、前記第1トレンチは複
数の第1部分及び複数の第2部分を有しており、前記複
数の第1部分は前記第1及び第3方向に直交する第2方
向に沿って配列しており、前記複数の第1部分の各々
は、前記セル領域と前記ターミナル領域との前記境界に
位置する一端部を有し、前記第1方向に沿って前記一端
部に向けて延在しており、前記複数の第2部分の各々
は、前記複数の第1部分の内で隣り合う第1部分同士の
間に位置しており、前記第2方向に沿って延在して前記
隣り合う第1部分同士を互いに連結しており、前記絶縁
ゲート型半導体装置は、更に、前記第1主面の前記セル
領域の内で、前記隣り合う第1部分同士と、前記複数の
第2部分の内で前記隣り合う第1部分同士に対応する隣
り合う第2部分同士とで囲まれた各領域から、前記隣り
合う第1部分同士の側面上部及び前記隣り合う第2部分
同士の側面上部に沿って、前記ベース層内に向けて形成
された、前記第1導電型の複数の第2主電極領域と、前
記第1トレンチの上面よりも下部に位置する様に前記第
1トレンチ内に形成されて、前記第1ゲート絶縁膜を介
して前記第1トレンチを充填する第1ゲート制御電極
と、前記第1主面の内で、前記境界である一端と前記境
界から前記ターミナル領域内に前記第1方向に沿って第
1距離だけ離れた他端とで規定される領域から、前記第
3方向に沿って、前記半導体基板の前記内部に位置する
第3底面にまで形成されており、前記第1主面から前記
第3底面迄の第3深さを有すると共に、前記複数の第1
部分の各々が有する前記一端部と連結しつつ前記第2方
向に沿って延在した第2トレンチと、前記第2トレンチ
の前記第3底面上及び側面上に全面的に形成された第2
ゲート絶縁膜と、前記第2トレンチの上面よりも下部に
位置する様に前記第2トレンチ内に形成されて前記第2
ゲート絶縁膜を介して前記第2トレンチを充填すると共
に、前記複数の第1部分の各々が有する前記一端部にお
いて前記第1ゲート制御電極と電気的に接続された第2
ゲート制御電極と、前記ベース層の上面上、前記第1ゲ
ート制御電極の上面上、前記第1ゲート絶縁膜の上面
上、前記第2ゲート制御電極の上面上、前記第2ゲート
絶縁膜の上面上、及び前記第2トレンチの前記側面の内
で前記ターミナル領域側の側面の外側に位置する前記第
1主面上に、形成された絶縁層と、前記複数の第2主電
極領域の各々が有する上面の一部、及び、前記ベース層
の内で前記複数の第2主電極領域の各々で囲まれた部分
の上面を露出する様に、前記絶縁層内に形成された複数
の第1コンタクト部と、前記ベース層の内で、前記第2
トレンチの前記境界側の側面と、前記隣り合う第1部分
同士の側面と、前記複数の第2部分の内で前記第2トレ
ンチに対面した第2部分の側面とで囲まれた各部分の一
部上面を露出する様に、前記絶縁層内に形成された複数
の第2コンタクト部と、前記複数の第1コンタクト部
内、前記複数の第2コンタクト部内、及び前記絶縁層の
内で前記第1主面の前記セル領域上に位置する部分の上
に形成されており、前記境界から前記第1方向に沿って
第4距離だけ離れた一端部を有し且つ前記第2方向に沿
って延在していると共に、前記複数の第2主電極領域の
各々及び前記ベース層と電気的に接続された第2主電極
と、前記第2ゲート制御電極の前記上面の一部を露出す
る様に、前記絶縁層内に形成された第3コンタクト部
と、前記第3コンタクト部内、前記絶縁層の内で前記境
界と前記境界から前記セル領域側へ前記第1方向に沿っ
て前記第4距離よりも短い第3距離だけ離れた箇所とで
規定される部分の上、及び、前記絶縁層の内で前記境界
と前記境界から前記ターミナル領域側へ前記第1方向に
沿って前記第1距離よりも長い第2距離だけ離れた箇所
とで規定される部分の上に形成されており、前記第2方
向に沿って延在していると共に、前記第3コンタクト部
を介して前記第2ゲート制御電極と電気的に接続された
ゲート電極とを備えており、前記第3深さは前記第1深
さよりも大きく、前記第2トレンチの前記ターミナル領
域側側面と、前記境界から前記ターミナル領域側へ前記
第1方向に沿って前記第2距離だけ離れた前記箇所とで
規定される、前記ゲート電極の直下に位置する前記半導
体基板の部分には、前記第2導電型の半導体層が一切形
成されていないことを特徴とする。
【0029】請求項14記載の発明は、請求項13記載
の絶縁ゲート型半導体装置であって、前記第1主面の前
記ターミナル領域上に形成された前記絶縁層の内で、前
記第2トレンチの前記ターミナル領域側側面よりも外側
に位置し且つ少なくとも前記ゲート電極の下方に位置す
る部分の内部に配設されており、前記第2方向に沿って
延在した第3ゲート制御電極と、前記第3ゲート制御電
極の上面の一部を露出する様に前記絶縁層内に形成され
ており、前記ゲート電極によって充填された第4コンタ
クト部とを更に備えており、前記ゲート電極は、前記第
4コンタクト部を介した前記第3ゲート制御電極との電
気的接続をも有することを特徴とする。
【0030】請求項15記載の発明は、MOSトランジ
スタ構造を備える絶縁ゲート型半導体装置であって、第
3方向に関して対面し合う第1及び第2主面を有する第
1導電型の半導体基板と、前記第1主面の内で、セル領
域、及び、前記セル領域に隣接するターミナル領域と前
記セル領域との境界である一端と前記境界から前記ター
ミナル領域内に第1方向に沿って第1距離だけ離れた他
端とで規定される領域から、前記第3方向に沿って、前
記半導体基板の内部に向けて形成された、第2導電型の
ベース層と、前記第1主面の前記セル領域から前記第3
方向に沿って前記ベース層を貫通しつつ前記半導体基板
の前記内部にまで形成されたトレンチと、前記トレンチ
の底面上及び側面上に全面的に形成されたゲート絶縁膜
と、前記第2主面上に形成された第1主電極とを備え、
前記第1方向は前記第1主面に平行で且つ前記第3方向
に直交しており、前記第1主面から前記ベース層の底面
迄の第1深さは、前記第1主面から前記トレンチの前記
底面迄の第2深さよりも小さく、前記トレンチは複数の
第1部分及び複数の第2部分を有しており、前記複数の
第1部分は前記第1及び第3方向に直交する第2方向に
沿って配列しており、前記複数の第1部分の各々は、前
記セル領域と前記ターミナル領域との前記境界に位置す
る一端部を有し、前記第1方向に沿って前記一端部に向
けて延在しており、前記複数の第2部分の各々は、前記
複数の第1部分の内で隣り合う第1部分同士の間に位置
しており、前記第2方向に沿って延在して前記隣り合う
第1部分同士を互いに連結しており、前記絶縁ゲート型
半導体装置は、更に、前記第1主面の前記セル領域の内
で、前記隣り合う第1部分同士と、前記複数の第2部分
の内で前記隣り合う第1部分同士に対応する隣り合う第
2部分同士とで囲まれた各領域から、前記隣り合う第1
部分同士の側面上部及び前記隣り合う第2部分同士の側
面上部に沿って、前記ベース層内に向けて形成された、
前記第1導電型の複数の第2主電極領域と、前記トレン
チの上面よりも下部に位置する様に前記トレンチ内に形
成されて、前記ゲート絶縁膜を介して前記トレンチを充
填するゲート制御電極と、前記ベース層の上面上、前記
ゲート制御電極の上面上、前記ゲート絶縁膜の上面上、
及び前記第1主面の前記ターミナル領域内で前記ベース
層の終端よりも外側の領域上に形成された絶縁層と、前
記複数の第2主電極領域の各々が有する上面の一部、及
び、前記ベース層の内で前記複数の第2主電極領域の各
々で囲まれた部分の上面を露出する様に、前記絶縁層内
に形成された複数の第1コンタクト部と、前記ベース層
の内で、前記境界と、前記隣り合う第1部分同士の側面
と、前記複数の第2部分の内で前記境界に対面した第2
部分の側面とで規定される各部分の一部上面を露出する
様に、前記絶縁層内に形成された複数の第2コンタクト
部と、前記複数の第1コンタクト部内、前記複数の第2
コンタクト部内、及び前記絶縁層の内で前記第1主面の
前記セル領域上に位置する部分の上に形成されており、
前記第2方向に沿って延在していると共に、前記複数の
第2主電極領域の各々及び前記ベース層と電気的に接続
された第2主電極と、前記複数の第1部分の各々を充填
する前記ゲート制御電極の各部における上面の内で、前
記境界から前記第1方向に沿って第4距離だけ離れた第
1箇所と、前記境界から前記第1方向に沿って前記第4
距離よりも長い第5距離だけ離れた第2箇所とで挟まれ
た部分を露出する様に、前記複数の第1部分の各々毎に
前記絶縁層内に形成された複数の第3コンタクト部と、
前記複数の第3コンタクト部の各々内、前記絶縁層の内
で前記境界と前記境界から前記セル領域側へ前記第1方
向に沿って前記第5距離よりも長い第3距離だけ離れた
箇所とで規定される部分の上、及び、前記絶縁層の内で
前記境界と前記境界から前記ターミナル領域側へ前記第
1方向に沿って前記第1距離よりも大きい第2距離だけ
離れた箇所とで規定される部分の上に形成されており、
前記第2方向に沿って延在していると共に、前記複数の
第3コンタクト部を介して前記ゲート制御電極と電気的
に接続されたゲート電極とを備えることを特徴とする。
【0031】請求項16記載の発明は、請求項15記載
の絶縁ゲート型半導体装置であって、前記ゲート制御電
極を第1ゲート制御電極と定義するとき、前記第1主面
の前記ターミナル領域上に形成された前記絶縁層の内
で、前記ベース層の前記終端よりも外側に位置し且つ少
なくとも前記ゲート電極の下方に位置する部分の内部に
配設されており、前記第2方向に沿って延在した第2ゲ
ート制御電極と、前記第2ゲート制御電極の上面の一部
を露出する様に前記絶縁層内に形成されており、前記ゲ
ート電極によって充填された第4コンタクト部とを更に
備えており、前記ゲート電極は、前記第4コンタクト部
を介した前記第2ゲート制御電極との電気的接続をも有
することを特徴とする。
【0032】請求項17記載の発明は、ゲート配線構造
の製造方法であって、(a)第1導電型の半導体基板の
主面から第3方向に沿って前記半導体基板の内部にまで
第2導電型のベース層を形成する工程と、(b)前記ベ
ース層を貫通しつつ、前記主面に平行で且つ前記第3方
向に直交する第1方向に向けて延在しており、前記半導
体基板の前記内部に底面を有する第1トレンチと、前記
ベース層を貫通しつつ、且つ、前記第1トレンチの前記
第1方向における一端部と連結しつつ前記第1方向及び
前記第3方向に直交する第2方向に向けて延在してお
り、前記半導体基板の前記内部に底面を有する第2トレ
ンチとを形成する工程と、(c)前記第1トレンチの前
記底面上及び側面上に第1ゲート酸化膜を形成し、且
つ、前記第2トレンチの前記底面上及び側面上に第2ゲ
ート酸化膜を形成する工程と、(d)前記第1ゲート酸
化膜を介して前記第1トレンチ内を充填する第1ゲート
制御電極と、前記第2ゲート酸化膜を介して前記第2ト
レンチ内を充填する第2ゲート制御電極とを形成する工
程と、(e)前記第1ゲート制御電極の上面及び前記第
2ゲート制御電極の上面を被覆する絶縁層を前記半導体
基板の前記主面上に形成する工程と、(f)前記第2ゲ
ート制御電極の前記上面を露出させるゲートコンタクト
部を前記絶縁層内に形成する工程と、(g)前記ゲート
コンタクト部を充填すると共に、前記ベース層の前記第
1方向における終端部よりも外側に張り出した一端部を
有するゲート電極を前記絶縁層の上面上に形成する工程
とを備えたことを特徴とする。
【0033】請求項18記載の発明は、請求項17記載
のゲート配線構造の製造方法であって、前記工程(d)
は、前記半導体基板の前記主面の内で前記ベース層の前
記終端部よりも外側に位置する部分の上に、絶縁酸化膜
を介して、第3ゲート制御電極を形成する工程を含んで
おり、前記工程(e)で形成される前記絶縁層は前記第
3ゲート制御電極を被覆しており、前記工程(f)は、
前記ゲート電極の前記一端部よりも内側に位置する前記
第3ゲート制御電極の上面部分を露出させる別のゲート
コンタクト部を前記絶縁層内に形成する工程を含んでお
り、前記工程(g)で形成される前記ゲート電極は前記
別のゲートコンタクト部をも充填していることを特徴と
する。
【0034】請求項19記載の発明は、ゲート配線構造
の製造方法であって、(a)第1導電型の半導体基板の
主面から第3方向に沿って前記半導体基板の内部にまで
第2導電型のベース層を形成する工程と、(b)前記ベ
ース層を貫通しつつ、前記主面に平行で且つ前記第3方
向に直交する第1方向に向けて延在しており、前記半導
体基板の前記内部に底面を有する第1トレンチと、前記
ベース層を貫通しつつ、且つ、前記第1トレンチの前記
第1方向における一端部と連結しつつ前記第1方向及び
前記第3方向に直交する第2方向に向けて延在してお
り、前記半導体基板の前記内部に底面を有する第2トレ
ンチとを形成する工程と、(c)前記第1トレンチの前
記底面上及び側面上に第1ゲート酸化膜を形成し、且
つ、前記第2トレンチの前記底面上及び側面上に第2ゲ
ート酸化膜を形成する工程と、(d)前記第1ゲート酸
化膜を介して前記第1トレンチ内を充填する第1ゲート
制御電極と、前記第2ゲート酸化膜を介して前記第2ト
レンチ内を充填する第2ゲート制御電極とを形成する工
程と、(e)前記第1ゲート制御電極の上面及び前記第
2ゲート制御電極の上面を被覆する絶縁層を前記半導体
基板の前記主面上に形成する工程と、(f)前記第2ゲ
ート制御電極の前記上面を露出させるゲートコンタクト
部と、前記第2トレンチよりも外側に位置する前記ベー
ス層の上面部分を露出させるソースコンタクト部とを、
前記絶縁層内に形成する工程と、(g)前記ゲートコン
タクト部を充填するゲート電極と、前記ソースコンタク
ト部を充填し且つ前記ベース層の前記第1方向における
終端部よりも外側に張り出した一端部を有するソース電
極とを、前記絶縁層の上面上に形成する工程とを備えた
ことを特徴とする。
【0035】
【発明の実施の形態】以下の各実施の形態では、記載の
便宜上、本発明に係るMOSトランジスタ構造を備える
絶縁ゲート型半導体装置の一例として、縦型パワートラ
ンジスタであるUMOSFETを取り扱うこととする。
しかしながら、本発明は、UMOSFETに限定される
ものではないことは勿論であり、ゲートトレンチ構造を
有する絶縁ゲート型半導体装置全般に適用可能である。
その様な他の一例としては、VMOSFET又はIGB
Tを挙げることが出来る。
【0036】(実施の形態1)図1は、本実施の形態に
係るnチャネル型UMOSFETの一部分であるゲート
配線構造100の構造を模式的・拡大的に示す図であ
る。特に、図1(A)はゲート配線構造100の上面図
であり、図1(B)は、図1(A)中のC1−C2線に関
する縦断面図であり、後述する第1トレンチ105aの
第1部分P1の内部構造を眺めたときの各部の配置関係
を示している。更に、図1(C)は、図1(A)中のC3
−C4線に関する縦断面図であり、第1トレンチ105
aの第1部分P1の外側におけるシリコンメサ領域の構
造を示している。尚、図1(A)では、図示の便宜上、
後述する第2主電極113及びゲート電極108は、共
に途中で分断された状態で描かれている。
【0037】図1(A)に示す様に、セル領域CRは、
UMOSFETの素子が形成されるMOSトランジスタ
部MTPを含む中核領域であり、境界BLを介してセル
領域CRと隣接するターミナル領域TRは、後述する半
導体基板1の外周縁に位置するチャネルストッパ領域
(図示せず)とセル領域CRとで挟まれた領域である。
そして、後述する各部、例えば第2トレンチ105b、
ゲート電極108、外周縁側pベース層103a及びゲ
ートボンディング電極ないしはゲートパッド電極(図示
せず)等が、ターミナル領域TR内に形成される。
【0038】以下、図1(A)〜図1(C)に基づき、各
部の構成を記載する。
【0039】先ず、図1(B)及び図1(C)に示す様
に、シリコンをその母材とする第1導電型の半導体基板
1は、そのベースとなる半導体層101と、同層101
の上層である半導体層102との2層から成り、同基板
1の厚み方向に該当する第3方向D3に関して互いに対
面し合う第1主面1S1及び第2主面1S2を有する。
ここでは、第1導電型とは、n型に相当する。この内、
半導体層101は、比較的高濃度のn型不純物を含むn
+基板であり、他方、半導体層102は、半導体層10
1の上部主面上に全面的にエピタキシャル成長法によっ
て形成された、比較的低濃度のn型不純物を含むエピタ
キシャル層である。そして、同基板1の第2主面1S2
上には、ドレイン電極である第1主電極114が配設さ
れている。
【0040】又、半導体層102内には、第2導電型
(ここではp型に該当)の不純物を含む半導体層(pベ
ース層と呼ぶ)103が形成されている。即ち、第2導
電型のベース層103は、(1)第1主面1S1のセル
領域CRから第3方向D3に沿って半導体基板1の内部
に向けて形成されていると共に、(2)更に、第1主面
1S1のターミナル領域TR内であって、且つ、境界B
Lである一端と境界BLから第1方向D1に沿って第1
距離d1だけ離れた他端とで規定ないしは画される領域
から、第3方向D3に沿って、その直下の半導体基板1
内部に向けて形成されている。ここで、第1方向D1と
は、第1主面1S1及び第2主面1S2に平行で且つ第
3方向D3に直交する方向に該当する。特に、ベース層
103の内で、第1主面1S1のターミナル領域TRの
下方に形成されており、しかも、後述する第2トレンチ
105bによって部分的にセル領域CR直下の部分から
分断されている部分を、「外周縁側ベース層103a」
と称する。この外周縁側ベース層103aは、所定の曲
率を有するコーナー部分を有する。
【0041】又、梯子状の第1トレンチ105aが、第
1主面1S1のセル領域CRから、第3方向D3に沿っ
て、ベース層103を貫通しつつ、半導体基板1内部に
まで形成されている。従って、第1主面1S1から第1
トレンチ105aの底面迄の第2深さT2は、第1主面
1S1からベース層103の底面迄の第1深さT1より
も大きい(T1<T2)。より詳細には、第1トレンチ
105aは、複数の第1部分P1及び複数の第2部分P
2を有している。この内、複数の第1部分P1は、第1
方向D1及び第3方向D3に直交する第2方向D2に沿
って所定の間隔で配列しており、各第1部分P1は、セ
ル領域CRとターミナル領域TRとの境界BLに位置す
る一端部を有し、当該一端部に向けて第1方向D1に沿
って延在している。他方、各第2部分P2は、互いに隣
り合う第1部分P1同士の間に配置されており、第2方
向D2に沿って延在して隣り合う第1部分P1同士を互
いに連結する。
【0042】そして、ゲート酸化膜106が、第1トレ
ンチ105aの各部P1,P2の底面上及び側面上に全
面的に形成されていると共に、ベース層103の上面上
にも形成されている。ここでは、ゲート酸化膜106の
内で、第1トレンチ105aの底面上及び側面上に全面
的に形成された部分を、「第1ゲート絶縁膜」と称す。
【0043】更に、第1ゲート制御電極107aが、そ
の上面が第1トレンチ105aの上面よりも若干下方に
位置する様に、第1ゲート絶縁膜106が形成された第
1トレンチ105a内に一様に形成されている。換言す
れば、第1ゲート制御電極107aは、第1ゲート絶縁
膜106を介して、第1トレンチ105aを充填してい
る。この第1ゲート制御電極107aは、MOSトラン
ジスタの駆動に直接的に寄与する部分であり、ここで
は、第1ゲート制御電極107aは高濃度のポリシリコ
ンより成る。そして、第1ゲート制御電極107aの上
面上には、キャップ酸化膜2が形成されている。
【0044】次に、MOSトランジスタ部MTPにおい
ては、n型不純物を含む半導体層であるソース領域(以
下、第2主電極領域と称す)104が、第1トレンチ1
05aによってその周囲を完全に囲まれる様に、ベース
層103内部に選択的に形成されている。即ち、第1導
電型の各第2主電極領域104が、第1主面1S1のセ
ル領域CRの内で、当該領域104に対応する隣り合う
第1部分P1同士と、当該領域104に対応する隣り合
う第2部分P2同士とで囲まれた領域から、隣り合う第
1部分P1同士の対向側面上部及び隣り合う第2部分P
2同士の対向側面上部に沿って、ベース層103内部に
まで、形成されている。従って、各第2主電極領域10
4の上面形状ないしは横断面形状は、中央部が抜けた四
角形となる。そして、各第2主電極領域104の上面の
内で、第1トレンチ105aの縁ないしは上面寄りの部
分上には、ゲート酸化膜106が形成されている。
【0045】又、第2トレンチ105bが、第1主面1
S1のターミナル領域TR内であって、且つ、境界BL
である一端と境界BLから第1方向D1に沿って第2距
離d2だけ離れた他端とで規定される(画される)領域
から、第3方向D3に沿って、直下のベース層103を
貫通しつつ、半導体基板1内部にまで形成されている。
ここで、第2距離d2は、第1距離d1よりも短い(d
2<d1)。しかも、第2トレンチ105bは、第1深
さT1よりも大きい第3深さT3を有すると共に、各第
1部分P1の上記一端部と連結しつつ第2方向D2に沿
って延在している。加えて、図1(A)には図示されて
はいないが、第2トレンチ105bは、第2方向D2へ
の延在部分の途中で、ベース層103の一部によって分
断されている。換言すれば、この第2トレンチ105b
の分断部分(図示せず)を介して、外周縁側ベース層1
03aは、セル領域CR直下のベース層103の部分1
03bと、電気的に且つ機械的に接続されている。尚、
第2トレンチ105bは、第1トレンチ105aと同時
に形成される。
【0046】更に、ゲート酸化膜106が、第2トレン
チ105bの底面上及び側面上に全面的に形成されてい
る。特に、第2トレンチ105bの内壁上に全面的に形
成されているゲート酸化膜106を、他の部分上のゲー
ト酸化膜106と区別する観点から、「第2ゲート絶縁
膜」と称する。
【0047】更に、第2ゲート制御電極107bが、そ
の上面が第2トレンチ105bの上面ないしは縁よりも
若干下方に位置する様に、第2トレンチ105b内に一
様に形成されている。ここでは、第2ゲート制御電極1
07bは、高濃度のポリシリコンより成る。この構成に
より、第2ゲート制御電極107bは、第2ゲート絶縁
膜106を介して第2トレンチ105bを充填すると共
に、各第1部分P1の上記一端部(両トレンチの連結部
分に相当)において、第1ゲート制御電極107aと電
気的に且つ機械的に接続されている。又、第2ゲート制
御電極107bの上面上には、キャップ酸化膜2が形成
されている。このキャップ酸化膜2は、ベース層103
(103b)の上面上のゲート酸化膜106と繋がって
おり、且つ、第1ゲート制御電極107aの上面上のキ
ャップ酸化膜2とも繋がっている。
【0048】更に、第1主面1S1の内で外周縁側ベー
ス層103aの終端103eよりも外側に位置し且つチ
ャネルストッパ側に向けて広がる領域上には、絶縁酸化
膜116が形成されており、更に、外周縁側ベース層1
03aの上面の内で同層103aのコーナー部の底面上
方に該当する位置よりも第2トレンチ105b側へ少し
寄った位置から同層103aの終端103e迄に至る領
域上にも、絶縁酸化膜116が連続的に形成されてい
る。そして、外周縁側ベース層103aの上面の内で、
第2ゲート制御電極107bの上面上のキャップ酸化膜
2と絶縁酸化膜116の端部とで挟まれた領域上には、
ゲート酸化膜106が形成されており、このゲート酸化
膜106はキャップ酸化膜2と絶縁酸化膜116とに繋
がっている。更に、第1主面1S1上方には保護膜11
1が全面的に形成されており、保護膜111は、同膜1
11の下面と第1主面1S1との間に挟まれたキャップ
酸化膜2、ゲート酸化膜106及び絶縁酸化膜116の
全てをオーバーコートしている。この保護膜111は、
例えばBPSG膜より成る。ここで、キャップ酸化膜
2、ゲート酸化膜106、絶縁酸化膜116及び保護膜
111を、「絶縁層」と総称する。従って、この定義に
よれば、当該絶縁層は、ベース層103(103a,1
03b,103c)の上面上、第1ゲート制御電極10
7aの上面上、第1トレンチ105a内の第1ゲート絶
縁膜106の上面上、第2ゲート制御電極107bの上
面上、第2トレンチ105b内の第2ゲート絶縁膜10
6の上面上、及び第1主面1S1のターミナル領域TR
内で外周縁側ベース層103aの終端103eよりも外
側の領域上に、全面的に形成された膜を成している。
【0049】更に、各第2主電極領域(ソース領域)1
04の上面の一部104Sを露出すると共に、隣り合う
第2部分P2で挟まれたベース層103の部分103c
内であって且つ各第2主電極領域104で囲まれた部分
の上面をも露出する様に、複数の第1コンタクト部ない
しは第1ソースコンタクト部112が、上記絶縁層(1
06+111)内にホール状に形成されている(横断面
形状は四角形)。加えて、ベース層103の内で、第2
トレンチ105bの境界BL側の側面と、隣り合う第1
部分P1同士の対向し合う側面同士と、複数の第2部分
P2の内で第2トレンチ105bに対面した第2部分P
2の第2トレンチ側の側面とで囲まれた各部分103b
の一部上面を露出する様に、複数の第2コンタクト部な
いしは第2ソースコンタクト部3が、上記絶縁層(10
6+111)内にホール状に形成されている(横断面形
状は四角形)。
【0050】そして、第2主電極113が、複数の第1
コンタクト部112内、複数の第2コンタクト部3内、
及び上記絶縁層の内で第1主面S1のセル領域CR上に
位置する部分(106+111)、(2+111)の上
に、形成されている。しかも、第2主電極113は、そ
の境界BL側の一端部113Eと後述するゲート電極1
08の一端部108E1との間に所定の間隔を保ちつ
つ、第2方向D2に沿って延在している。ここでは、配
線抵抗を低減させる目的で、第2主電極113は例えば
アルミニウムから成る。従って、第2主電極113を、
ソースアルミニウム電極とも称す。以上の通り、第2主
電極113は両ソースコンタクト部112、3を完全に
充填しているので、第2主電極113は、第1ソースコ
ンタクト部112を介して各第2主電極領域(各ソース
領域)104及び同コンタクト部112直下のベース層
103cと電気的に接続されていると共に、第2ソース
コンタクト部3を介して同コンタクト部3直下のベース
層103bとも電気的に接続されている。
【0051】更に、第3コンタクト部ないしはゲートコ
ンタクト部109が、第2ゲート制御電極107bの上
面の一部を露出する様に、ターミナル領域TR側の上記
絶縁層(2+111)内に形成されている。しかも、こ
こでは、ゲートコンタクト部109は、第2方向D2に
沿って第2トレンチ105bと平行に延在したストライ
プ形状を有する。この様にストライプ形状のゲートコン
タクト部109を設けることにより、ゲートコンタクト
部109を介しての後述するゲート電極108と第2ゲ
ート制御電極107bとの電気的接続面積(接続領域)
を飛躍的に増大させることが出来ることとなり、その結
果、ゲート配線抵抗の低減化を図ることが出来ると言う
利点が得られる。
【0052】そして、ゲート電極108が、ゲートコン
タクト部109内を充填していると共に、上記絶縁層の
内で、境界BLと、境界BLからセル領域CR側へ第1
方向D1に沿って第2主電極113の一端部113Eに
まで至ることのない第3距離d3だけ離れた箇所108
E1とで規定される部分(2+111)、(106+1
11)の上に形成されており、更に、上記絶縁層の内
で、境界BLと、境界BLからターミナル領域TR側へ
第1方向D1に沿って第1距離d1よりも大きい第4距
離d4だけ離れた箇所108E2とで規定される部分の
上にも連続的に形成されている(d4>d1)。従っ
て、ターミナル領域TR側のゲート電極108の他端部
108E2は、間隔W0(>0)だけ、外周縁側ベース
層103aの終端103eよりもチャネルストッパ側へ
向けて張り出している。しかも、ゲート電極108は、
第2主電極113と平行に、第2方向D2に沿って延在
している。この様な構成により、ゲート電極108は、
ゲートコンタクト部109を介して、第2ゲート制御電
極107bと、従って第1ゲート制御電極107aと電
気的に接続されている。ここでは、配線抵抗を低減させ
る目的で、ゲート電極108はアルミニウムから成る。
そのため、ゲート電極108を、ゲートアルミニウム電
極とも称す。尚、ゲート電極108は、ターミナル領域
TR内に形成されたゲートボンディング電極(ゲートパ
ッド)(図示せず)と、電気的に且つ機械的に接続され
ている。
【0053】以上の構成により、本半導体装置ないしは
ゲート配線構造100は、次の様な作用・効果を奏す
る。
【0054】(1) 先ず、第2トレンチ105bの側
面上部及びその縁周辺部上に形成されているゲート酸化
膜106は、キャップ酸化膜2及び保護膜111のみに
よって被覆されており、しかも、第2ゲート制御電極1
07bは、その直上のゲートコンタクト部109を介し
て、ゲートアルミニウム電極108と電気的に接続され
ている。このため、トレンチ終端コーナー部115は、
第1及び第2ゲート制御電極107a、107bによっ
て覆われることはない。従って、トレンチ終端コーナー
部115の曲率によってゲート酸化膜106が薄くなる
部分には如何なるゲート制御電極も存在しないこととな
り、ゲート電圧印加に起因した電界ストレスがゲート酸
化膜106に対して局所的に集中する事態は生じない。
【0055】(2) 本実施の形態では、第2トレンチ
105bの直上方にゲートコンタクト部109が配設さ
れるため、この様な構造を容易に実現すると言う観点か
ら見た場合には、第2トレンチ105bの幅d2が第1
トレンチ105aの幅W1よりも広いことが、求められ
る。そこで、この要求を満足させるべく、トレンチの製
造過程においてドライエッチングを用いてトレンチ幅W
1よりも広いトレンチ幅d2を実現しようとすると、ド
ライエッチングによるμローディング効果によって、第
2トレンチ105bの深さ(第1主面1S1から第2ト
レンチ105bの底面までの距離に相当)T3は、第1
トレンチ105aの深さT2よりも大きくなってしま
う。尚、図1(B)及び図1(C)では、図示の便宜
上、両深さT2、T3は互いに等しい様に描かれている
が、実際には、深さT3>深さT2の関係が成立する。
例えば、第1トレンチ105aの第1部分P1の幅W1
が0.6μmであり、第2トレンチ105bの幅d2が
3μmの場合には、その深さの差の割合(T3−T2)
/(深さT2)は、約10%に達する。そして、図2
(no prior art)に示す様に、トレンチが深くなるにつ
れてドレイン-ソース間の主耐圧が低下することが、本
発明者が行った実験結果から判明している。
【0056】そこで、本実施の形態では、この様な問題
点をも同時に解消するために、第1主面1S1上方に絶
縁層(116+111)を介して配設されているゲート
アルミニウム電極108の他端108E2を、外周縁側
ベース層103aの終端103eよりも距離W0だけ外
側ないしはチャネルストッパ側に向けて張り出すと言う
構成を、採用している。この構成により、ゲートアルミ
ニウム電極108の張り出し部分は所謂フィールドプレ
ートとして機能し、同電極108に因るフィールドプレ
ート効果によってドレイン-ソース間の主耐圧向上を図
ることが出来る。従って、この効果に起因した主耐圧の
増加分によって、トレンチの深さ増大に起因した主耐圧
の低下分を補うことが可能となる。
【0057】ここで図3は、図1(B)の距離W0が1
0μmである定格30VのパワーUMOSFETの場合
と、距離W0が0μmである定格30VのパワーUMO
SFETの場合とについて、デバイスシミュレータMe
diciを用いて、ドレイン-ソース間主耐圧VDSS
をシミュレーションしたときの計算結果を示す。図3に
示す様に、距離W0が0μmであるパワーUMOSFE
Tの場合にはドレイン-ソース間主耐圧VDSSは3
7.5Vであるのに対して、距離W0が10μmである
パワーUMOSFETの場合にはドレイン-ソース間主
耐圧VDSSは44Vとなっており、後者の場合には、
トレンチの深さ増大に起因した主耐圧の低下分を補うと
共に、主耐圧の更なる増大までをも達成しているのであ
る。この様に、ゲートアルミニウム電極108の張り出
し部分に起因したフィールドプレート効果を利用するこ
とが極めて有益であることが、図3のシミュレーション
結果からも容易に理解されるところである。
【0058】尚、図3に示す今回のシミュレーションで
は、張り出し寸法W0が10μmである場合についての
計算であるが、張り出し寸法W0が正の値を有している
限り(W0>0)、同様の効果が得られることも、本発
明者によって確認されている。
【0059】(3)更に、第1及び第2ゲート制御電極
107a、107bよりも低抵抗であるゲートアルミニ
ウム電極108を形成することでゲート配線を実現して
いるので、その分だけゲート配線抵抗の低減が期待さ
れ、オン-オフスイッチング時の効率向上の効果が見込
まれる。
【0060】(変形例1)本変形例は実施の形態1の構
造を改善するものであり、その特徴点は、実施の形態1
における、セル領域CR側のゲートアルミニウム電極1
08の部分直下に位置する第1部分P1の上面を露出さ
せる新たなコンタクト部を、第1部分P1毎に設けた点
にある。その他の点は実施の形態1の構造と同一であ
る。以下、図面に基づき、本変形例の具体例を詳述す
る。
【0061】図2(A)、図2(B)及び図2(C)
は、本変形例に係るゲート配線構造100Aの構造を模
式的に示す上面図、C1−C2線に関する縦断面図、及
びC3−C4線に関する縦断面図であり、それぞれ、図
1(A)、図1(B)及び図1(C)に対応している。
従って、図2(A)、図2(B)及び図2(C)中の参
照符号の内で図1(A)、図1(B)及び図1(C)中
の参照符号と同一のものは、実施の形態1で記載したも
のと同一の構成要素に対応している。
【0062】図2(A)、図2(B)及び図2(C)中
において、実施の形態1には無い本変形例の特徴的構成
要素とは、複数の第4コンタクト部131である。即
ち、各第1部分P1を充填している各第1ゲート制御電
極107aの内で、境界BLと、境界BLからセル領域
CR側へ第1方向D1に沿って第3距離d3だけ離れた
箇所とで規定ないしは画される部分の上面一部を露出す
る様に、複数の第4コンタクト部131が、上記絶縁層
(2+111)内にホール状に形成されている。しか
も、各第4コンタクト部131は、ゲート電極108に
よって完全に充填されている。この構成により、ゲート
電極108は、各第4コンタクト部131を介した第1
ゲート制御電極107aとの電気的接続をも有する。
【0063】従って、本変形例によれば、既述した実施
の形態1の効果(1)〜(3)と同様の効果を奏すると
共に、(4)ゲート制御電極とゲート電極108とのコ
ンタクト領域が実施の形態1よりも増大することにより
ゲート配線抵抗の一層の低減化を図ることが可能とな
り、オン-オフスイッチング時の効率の更なる向上効果
を期待することが出来ると言う利点が、更に得られる。
【0064】(変形例2)本変形例は実施の形態1の構
造を改善するものに関しており、その特徴点は、第2ト
レンチ105bが各第1部分P1の第1幅W1と等しい
第2幅d2を有する点にある。その他の点は実施の形態
1の構造と同一である。以下、図面に基づき、本変形例
の具体例を詳述する。
【0065】図5は、本変形例に係るゲート配線構造1
00Bの構造を模式的に示す上面図であり、図1(A)
に対応している。従って、図5中の参照符号の内で図1
(A)中の参照符号と同一のものは、実施の形態1にお
いて記載した構成要素と同一の構成要素に対応してい
る。
【0066】図5に示す通り、第2トレンチ105bの
幅W2(図1(A)の幅d2に相当)は、第1トレンチ
105aの幅W1と同等の値に設定されている。
【0067】従って、本変形例によれば、既述した実施
の形態1の効果(1)〜(3)と同様の効果を奏すると
共に、(4)全てのトレンチ幅が均一に設定されること
によりトレンチエッチング時のμローディング効果に起
因した溝深さの不均一が無くなる結果、一層の主耐圧向
上が見込まれると言う利点が追加的に得られる。
【0068】尚、変形例1の特徴部分(第4コンタクト
部131を設ける点)を本変形例に適用することは、勿
論可能である。
【0069】(変形例3)本変形例は実施の形態1の構
造を改善するものであり、その特徴点を要約すると、本
変形例では、実施の形態1における第1主面1S1のタ
ーミナル領域TRの内で外周縁側ベース層103aの終
端103eよりも外側に位置する領域上に配設されてい
る絶縁層内に、第3ゲート制御電極を新たに設けると共
に、その直上の絶縁層部分を開口することで更にゲート
アルミニウム電極108を上記第3ゲート制御電極にも
電気的に接続する様にしている。その他の点は実施の形
態1の構造と同一である。以下、図面に基づき、本変形
例の具体例を、その特徴点を中心に詳述する。
【0070】図6(A)、図6(B)及び図6(C)
は、それぞれ、本変形例に係るゲート配線構造100C
の構造を模式的に示す上面図、C1−C2線に関する縦
断面図、及びC3−C4線に関する縦断面図であり、図
1(A)、図1(B)及び図1(C)に対応している。
従って、図6(A)、図6(B)及び図6(C)中の参
照符号の内で図1(A)、図1(B)及び図1(C)中
の参照符号と同一のものは、実施の形態1で記載したも
のと同一の構成要素に対応している。
【0071】図6(A)、図6(B)及び図6(C)中
において、実施の形態1には無い本変形例の特徴的構成
要素とは、第3ゲート制御電極208c、保護膜210
及び第4コンタクト部212bである。
【0072】即ち、第3ゲート制御電極208cが、第
1主面1S1のターミナル領域TR上であって、且つ、
終端103eよりも外側に位置すると共に、少なくとも
ゲート電極108の下方に位置する部分を含む領域上に
形成された絶縁層(116+210)の内部に、配設さ
れている。換言すれば、第3ゲート制御電極208c
は、絶縁膜116を介在して、半導体層102の上面上
に配設されている。そして、第3ゲート制御電極208
cは、第2方向D2に沿って延在している。この第3ゲ
ート制御電極208cは、例えばポリシリコンより成
る。尚、第3ゲート制御電極208cの第1方向D1に
おける外側の他端(図示せず)は、ゲート電極108の
他端(境界BLから第4距離d4だけ離れた位置)10
8E2よりも外側に位置している。
【0073】更に、第4コンタクト部212bが、ゲー
ト電極108の直下に位置する、第3ゲート制御電極2
08cの上面の一部を露出する様に、保護膜である絶縁
層210内に、第2方向D2に沿ってストライプ状に形
成されており、しかも、ゲート電極108によって完全
に充填されている。従って、ゲート電極108は、第4
コンタクト部212bを介した第3ゲート制御電極20
8cとの電気的接続をも有する。しかも、第4コンタク
ト部212bはストライプ状に延びた溝形状を有するの
で、ゲート電極108と第3ゲート制御電極208cと
の接触面積ないしは接触領域は、コンタクトホールの場
合と比較して大きい。この構成により、第1及び第2ゲ
ート制御電極107a、107bと第3ゲート制御電極
208cとは、互いに電気的に導通状態にある。尚、第
4コンタクト部212bを「第2ゲートコンタクト部」
と称するときには、第3コンタクト部109を「第1ゲ
ートコンタクト部」と称するものとする。
【0074】以上の構成に伴い、本変形例は、既述した
実施の形態1の効果(1)〜(3)を同様に奏する上
に、(4)ゲート電極108と第3ゲート制御電極20
8cとの電気的接続も加味される結果、ゲート配線抵抗
の一層の低減化を図ることが可能となり、オン-オフス
イッチング時の効率の更なる向上効果を期待することが
出来ると言う利点をも奏する。
【0075】(変形例4)本変形例は変形例3の構造を
改善するものであり、変形例3における第4コンタクト
部を複数のコンタクトホールより構成した点に、その特
徴点を有する。この構成の採用により、変形例3と比較
してゲート電極108と第3ゲート制御電極208cと
の接触面積は減少せざるを得ないが、その代わりに、下
記に示す製造上の効果が得られる。その他の点は実施の
形態1及び変形例3の構造と同一である。以下、図面に
基づき、本変形例の具体例を、その特徴点を中心に詳述
する。
【0076】図7は、本変形例に係るゲート配線構造1
00Dの構造を模式的に示す上面図であり、図1(A)
に対応している。従って、図7中の参照符号の内で図1
(A)中及び図6(A)中の参照符号と同一のものは、
実施の形態1及び変形例3で記載したものと同一の構成
要素に対応している。
【0077】図7に模式的に示す様に、第4コンタクト
部ないしは第2ゲートコンタクト部216は、第2方向
D2及び第1方向D1をそれぞれ長手方向及び短手方向
とする矩形状の横断面形状を有するコンタクトホールで
あり、複数の第4コンタクト部216は所定の間隔DH
で以って第2方向D2に沿って一列に配設されている。
そして、各第4コンタクト部216は、ゲートアルミニ
ウム電極108によって完全に充填されている。
【0078】以上の構成を有する本変形例によれば、既
述した実施の形態1の効果(1)〜(3)が同様に得ら
れると共に、(4)ゲートアルミニウム電極108と各
第4コンタクト部216とのコンタクト面積が変形例3
と比較して減少する分だけ、製造過程においてドライエ
ッチング工程によって生じる絶縁酸化膜116へのダメ
ージ量を軽減することが出来、その結果、ゲート歩留及
び信頼性の向上が見込まれると言う効果も得られる。
【0079】(変形例5)本変形例は実施の形態1の構
造を改善するものであり、その特徴点は、外周縁側ベー
ス層103aを貫くメッシュ状の第3トレンチを、第2
トレンチ105bの外側側面から終端103e迄の範囲
内に配設した点にある。その他の構造は実施の形態1の
構造と同一である。以下、図面に基づき、本変形例の具
体例を、その特徴点を中心に詳述する。
【0080】図8(A)、図8(B)及び図8(C)
は、それぞれ、本変形例に係るゲート配線構造100E
の構造を模式的に示す上面図、C1−C2線に関する縦
断面図、及びC3−C4線に関する縦断面図であり、図
1(A)、図1(B)及び図1(C)に対応している。
従って、図8(A)、図8(B)及び図8(C)中の参
照符号の内で図1(A)、図1(B)及び図1(C)中
の参照符号と同一のものは、実施の形態1で記載したも
のと同一の構成要素に対応している。
【0081】図8(A)、図8(B)及び図8(C)中
に示す様に、メッシュ形状を成す第3トレンチ301
が、第1主面1S1のターミナル領域TRの内で、第2
トレンチ105bのチャネルストッパ側側面の外側部分
から外周縁側ベース層103aの終端103e迄の領域
から、ターミナル領域TR下方に位置するベース層10
3aを貫通しつつ、第3方向D3に沿って、半導体基板
1内部に迄形成されている。しかも、第3トレンチ30
1は、第2トレンチ105bのチャネルストッパ側側面
と連結しつつ第1方向D1に沿って延在する複数の第1
部分(横部分)301Aと、各第1部分301Aと直交
しつつ第2方向D2に沿って延在するn(nは自然数)
個の第2部分(縦部分)301Bとを、有する。
【0082】更に、例えば酸化膜より成る第3ゲート絶
縁膜106が、第3トレンチ301の各部301A、3
01Bの底面上及び側面上に全面的に形成されている。
そして、第3ゲート絶縁膜106は、各第1部分301
Aと第2トレンチ105bとの連結箇所において、第2
トレンチ105b内に全面的に形成されている第2ゲー
ト絶縁膜106と一体的に繋がっている。
【0083】更に、上方から見てメッシュ形状を成す第
3ゲート制御電極304が、第3トレンチ301の上面
よりも下部に位置する様に第3トレンチ301内に形成
されており、しかも、同電極304は、第3ゲート絶縁
膜106を介して第3トレンチ301内を充填してい
る。そして、第3ゲート制御電極304は、第2トレン
チ105bと第3トレンチ301の各第1部分301A
との各連結部分において、第2ゲート制御電極107b
と電気的に接続されている。尚、第3ゲート制御電極3
04の材質は第2ゲート制御電極107bのそれと同一
である。
【0084】更に、第4コンタクト部ないしは第2ゲー
トコンタクト部303が、第1方向D1及び第2方向D
2に沿って延在してメッシュ形状を成しつつ第3ゲート
制御電極304の上面の一部を露出する様に、絶縁層
(2+111)内に形成されている。しかも、第4コン
タクト部303は、ゲートアルミニウム電極108で完
全に充填されており、同部303の第1方向D1に沿っ
て延在する各横部分は、第2方向D2に沿って第2トレ
ンチ105bと平行に延在したストライプ形状の第3コ
ンタクト部ないしは第1ゲートコンタクト部109と連
結している。従って、ゲートアルミニウム電極108
は、メッシュ状に張り渡された第4コンタクト部303
を介した第3ゲート制御電極304との電気的接続をも
有している。
【0085】以上の構成を有する本変形例は、既述した
実施の形態1の効果(1)〜(3)を同様に奏すると共
に、(4)第3トレンチ301の各部301A,301
Bの数を増やすことでゲートアルミニウム電極108と
第3ゲート制御電極304との接触面積を増大させるこ
とが出来るので、ゲート配線抵抗の更なる低減化を達成
することが出来ると言う効果をも奏する。
【0086】(変形例6)本変形例は変形例5の修正形
であり、その特徴点は、第3及び第4コンタクト部を共
に、トレンチの交差部分に位置する複数のコンタクトホ
ールとして構成している点にある。その他の構造は実施
の形態1及び変形例5の構造と同一である。以下、図面
に基づき、本変形例の具体例を、その特徴点を中心に詳
述する。
【0087】図9(A)、図9(B)及び図9(C)
は、それぞれ、本変形例に係るゲート配線構造100F
の構造を模式的に示す上面図、C1−C2線に関する縦
断面図、及びC3−C4線に関する縦断面図であり、図
8(A)、図8(B)及び図8(C)に対応している。
従って、図9(A)、図9(B)及び図9(C)中の参
照符号の内で図8(A)、図8(B)及び図8(C)中
の参照符号と同一のものは、実施の形態1及び変形例5
で記載したものと同一の構成要素に対応している。
【0088】図9(A)、図9(B)及び図9(C)に
示す様に、第3コンタクト部109aは、第2トレンチ
105bと第3トレンチ301の横部分301Aとの各
連結部分ないしは交差部分109CPの近傍において形
成された複数のコンタクトホールより成る。しかも、複
数のコンタクトホール109aは、所定の間隔HD1で
以って第2方向D2に沿って一列に配列している。
【0089】更に、第4コンタクト部402は、第3ゲ
ート制御電極304の上面の一部を露出する様に絶縁層
(106+111)内に形成されており、しかも、第4
コンタクト部402内部はゲート電極108によって完
全に充填されている。従って、ゲート電極108は、第
4コンタクト部402を介した第3ゲート制御電極30
4との電気的接続をも有している。そして、第4コンタ
クト部402は、第3トレンチ301の第1方向D1に
沿って延在する各横部分301Aと、第3トレンチ30
1の第2方向D2に沿って延在する各縦部分301Bと
の各交差部分401において形成された複数のコンタク
トホールより成る。同様に、複数のコンタクトホール4
02は、所定の間隔HD1で以って第2方向D2に沿っ
て一列に配列している。
【0090】以上の構成により、本変形例は、既述した
実施の形態1の効果(1)〜(3)を同様に奏すると共
に、(4)各交差部401の領域は各横部分301Aと
比較してコンタクトホールの左右又は上下への位置ずれ
の影響を受けにくい場所であるので、コンタクト形成時
の製造上の重ねあわせマージンの向上を図ることが出
来、その結果、ゲート歩留及び信頼性の向上を達成出来
ると言う効果も奏する。
【0091】(実施の形態2)本実施の形態は、第2方
向に沿って延在し且つ第1トレンチの第1部分と連結し
た第2トレンチを設けると共に、第2トレンチ直上のス
トライプ状のゲートコンタクト部を介して、第2トレン
チ内部を充填する第2ゲート制御電極と電気的に接続さ
れたゲートアルミニウム電極を設けると言う実施の形態
1の基本的なコンセプトを踏襲しつつ、実施の形態1の
構成を修正するものである。その特徴点の要旨は、ゲー
トアルミニウム電極の外側のターミナル領域上方に、セ
ル領域内のソース電極に電気的に接続された別のソース
電極を設けると共に、当該別のソース電極をその直下の
コンタクト部を介して外周縁側ベース層に電気的に接続
し、且つ、当該別のソース電極におけるチャネルストッ
パ側の他端を外周縁側ベース層の終端よりもチャネルス
トッパ側へ張り出させて、当該別のソース電極にフィー
ルドプレートとしての機能を備えさせた点にある。以
下、図面に基づき、本実施の形態における特徴的な構成
を詳述する。
【0092】図10は、本実施の形態に係るnチャネル
型UMOSFETの一部分であるゲート配線構造150
の構造を模式的・拡大的に示す上面図である。又、図1
1(B)及び図11(C)は、それぞれ図10中のC1
−C2線及びC3−C4線に関する縦断面図である。
尚、図10においても、図1(A)と同様に、図示の都
合上、後述する第2主電極用第1電極層113、第2主
電極用第2電極層118及びゲート電極108は、共に
途中で分断された状態で描かれている。
【0093】図10、図11(B)及び図11(C)中
において、図1(A)、図1(B)及び図1(C)中の
参照符号と同一の参照符号を付したものは、対応する実
施の形態1における構成要素に相当する。それ故に、そ
れらの構成要素の記載については、実施の形態1におけ
る記載を援用することにする。従って、以下では、実施
の形態1とは異なる特徴部分を中心に、本実施の形態の
構成要素を記載する。
【0094】図10、図11(B)及び図11(C)に
示す通り、第2主電極用第1電極層ないしは第1ソース
アルミニウム電極113は、各第1コンタクト部112
内、各第2コンタクト部3内、及び絶縁層(2+11
1)、(106+111)の内で第1主面1S1のセル
領域CR上に位置する部分の上に形成されている。しか
も、第2主電極用第1電極層113は、境界BLからセ
ル領域CR側に向けて第1方向D1に沿って第7距離d
7だけ離れた一端部113Eを有しており、且つ、第2
方向D2に沿って延在していると共に、各第2主電極領
域104及びベース層103c、103bと電気的に接
続されている。
【0095】更に、ゲート電極108が、第3コンタク
ト部109内に、絶縁層(2+111)、(106+1
11)の内で境界BLと境界BLからセル領域CR側へ
第1方向D1に沿って第7距離d7よりも短い第3距離
d3(<d7)だけ離れた箇所とで規定される部分の上
に、及び、上記絶縁層の内で境界BLと境界BLからタ
ーミナル領域TR側へ第1方向D1に沿って第1距離d
1よりも短い第4距離d4(d2<d4<d1)だけ離
れた箇所とで規定される部分の上に、形成されている。
しかも、ゲート電極108は、第2トレンチ105bと
平行に第2方向D2に沿って延在しており、同じく第2
方向D2に沿って延在したストライプ状の第3コンタク
ト部109を介して第2ゲート制御電極107bと電気
的に接続されている。この様に、ゲート電極108のチ
ャネルストッパ側への張りだし寸法d4が、ベース層1
03の境界BLからチャネルストッパ側への張りだし寸
法d1よりも小さい点が、実施の形態1に係るゲート電
極108とは異なるところである。
【0096】更に、第4コンタクト部117が、外周縁
側ベース層103aの内で、境界BLからターミナル領
域TR側へ向けて第1方向D1に沿って第1距離d1よ
りも短く且つ第4距離d4よりも長い第5距離d5(d
4<d5<d1)だけ離れた箇所と、境界BLから第1
距離d1だけ離れたベース層103の他端103eとで
挟まれた部分の一部上面を露出する様に、上記絶縁層
(106+111)内に形成されている。しかも、第4
コンタクト部117は、第2トレンチ105b及びスト
ライプ状の第3コンタクト部109と平行に第2方向D
2に沿って延在しており、ストライプ形状を有する。こ
こで、第1及び第2コンタクト部112、3をそれぞれ
「第1及び第2ソースコンタクト部」と定義するときに
は、第4コンタクト部117は「第3ソースコンタクト
部」とも称される。
【0097】更に、本実施の形態の中核部たる第2主電
極用第2電極層ないしは第2ソースアルミニウム電極1
18が、第4コンタクト部117内に、及び、上記絶縁
層(106+111)、(116+111)の内で、境
界BLからターミナル領域TR側へ向けて第1方向D1
に沿って第5距離d5だけ離れた上記箇所と、境界BL
からターミナル領域TR側へ向けて第1方向D1に沿っ
て第1距離d1よりも長い第6距離d6(>d1)だけ
離れた箇所とで規定される部分の上に形成されている。
しかも、第2主電極用第2電極層118は、第2主電極
用第1電極層113と平行に第2方向D2に沿って延在
していると共に、第4コンタクト部117を介して外周
縁側ベース層103aと電気的に接続されている。
【0098】しかも、本実施の形態では、第2主電極用
第1電極層113及び第2主電極用第2電極層118の
第2方向D2における長さは共に、ゲート電極108の
第2方向D2における長さよりも大きく、更に、第3コ
ンタクト部109の第2方向D2における一端部はゲー
ト電極108の第2方向D2における一端部108Eの
手前に位置しているので、第4コンタクト部117の第
2方向D2における長さも、第3コンタクト部109の
第2方向D2における長さより大きい。
【0099】そして、本実施の形態では、接続層119
が、セル領域CRから境界BLを越えてターミナル領域
TRにまで跨る態様で、第2主電極用第1電極層113
の一端部113Eと、境界BLからターミナル領域TR
側へ向けて第1方向D1に沿って第5距離d5だけ離れ
た第2主電極用第2電極層118の一端部118Eと
で、規定される絶縁層(106+111)、(2+11
1)の部分上に、第2方向D2に沿って延在しつつ形成
されている。しかも、接続層119は、ゲート電極10
8の第2方向D2における一端部108Eから第2方向
D2に関して所定の距離DDだけ離れており、且つ、第
1方向D1に沿って延在した側面119SSを有してい
る。この構成により、接続層119は、両電極層11
3、118を連結しており、従って、両電極層113、
118を互いに電気的に接続している。その結果、外周
縁側ベース層103aには、第2主電極用第1電極層1
13に印加される電圧と同じ電圧が印加されることにな
る。
【0100】尚、本実施の形態においては、第2トレン
チ105bは、必ずしもベース層103によって分断さ
れる必要性はない。
【0101】以上の構成の記載より明らかな通り、本実
施の形態は、基本的に、既述した実施の形態1の効果
(1)〜(3)と同様の効果を奏する。即ち、(1)ゲ
ート配線構造150においては、第2ゲート制御電極1
07bがその直上のゲートコンタクト部109を介して
ゲートアルミニウム電極108と接続されるため、トレ
ンチ終端コーナー部115がゲート制御電極によって覆
われることはない。このため、ゲート酸化膜106が曲
率によって薄くなる部分にはゲート制御電極が存在しな
いこととなり、ゲート酸化膜106に対してゲート印加
電圧による電界ストレスが局所的に集中することは無
い。加えて、(2)第2ソースアルミニウム電極118
の他方の端部が外周縁側pベース層103aの終端10
3eよりもチャネルストッパ側に長く張り出す構造(図
11(B)及び図11(C)中の距離差W0)を有する
ので、フィールドプレート効果によってドレイン-ソー
ス間の主耐圧向上が得られ、トレンチ深さ不均一による
耐圧低下を防止することが出来る。更に、(3)第1及
び第2ゲート制御電極107a、107bよりも低抵抗
であるゲートアルミニウム電極108を形成しているの
で、ゲート配線抵抗の低減化を実現することが出来、こ
れにより、オン-オフスイッチング時の効率向上の効果
が得られる。
【0102】(実施の形態3)本実施の形態は実施の形
態1の改良に関するものであり、実施の形態1の基本的
な発想を踏襲しつつ、実施の形態1における外周縁ベー
ス層103aに代えて、ベース層103よりも深く形成
されてベース層103の端部周辺部分を被覆し且つ第2
トレンチ105bをその内部に包含する第2導電型(こ
こではp型に相当)のウエル層を設けた点に、その特徴
点を有する。以下、図面に基づき、本実施の形態に係る
半導体装置のゲート配線部の構造を詳述する。
【0103】図12(A)は、本実施の形態に係るnチ
ャネル型UMOSFETの一部分であるゲート配線構造
110の構造を模式的・拡大的に示す上面図である。
又、図12(B)及び図12(C)は、それぞれ図12
(A)中のC1−C2線及びC3−C4線に関する縦断
面図である。ここでも、図12(A)においては、図1
(A)と同様に、図示の都合上、第2主電極113及び
ゲート電極108は、共に途中で分断された状態で描か
れている。又、図12(A)、図12(B)及び図12
(C)中の参照符号の内で図1(A)、図1(B)及び
図1(C)中の参照符号と同一のものは、実施の形態1
で記載した構成要素と同一のものを示す。従って、同一
の構成要素の記載に関しては実施の形態1中の記載を援
用することとして、以下では、実施の形態1とは異なる
特徴点を中心に記載する。
【0104】図12(A)、図12(B)及び図12
(C)中に示す通り、第2導電型(p型)のベース層1
03は、第1主面1S1のセル領域CRから第3方向D
3に沿って半導体基板1(特に半導体層102)の内部
に位置する第1底面103Bに向けて形成されており、
境界BLに位置する一端部103Eを有すると共に、第
1主面1S1から第1底面103B迄の第1深さT1を
有する。
【0105】そして、本実施の形態の中核部たる第2導
電型(p型)のウエル層130が、境界BLにおいてベ
ース層103の一端部103Eと結合しつつ、第1主面
1S1のターミナル領域TRの内で、境界BLである一
端と、境界BLからターミナル領域TR内に第1方向D
1に沿って第1距離d1だけ離れた他端ないしは終端1
30e2とで、規定される領域から、第3方向D3に沿
って、半導体層102内部に位置する第4底面130B
に向けて形成されている。しかも、p型のウエル層13
0は、第1主面1S1から第4底面130B迄の第4深
さT4を有する。加えて、ウエル層130は、ベース層
103の第1底面103Bの内で、境界BLと、境界B
Lから第1方向D1に沿って第5距離d5だけ離れた箇
所ないしは一端(始端)130e1とで、挟まれた部分
103BAから、ウエル層130の第4底面130Bに
向けて、所定の曲率を有するコーナー部を伴いつつ、半
導体層102内部に形成されたベース層被覆部分130
Pを更に有している。換言すれば、ウエル層130は、
ベース層被覆部分130Pによってベース層103の底
面部分103BAを完全に被覆することで、ベース層1
03と電気的に接続されている。つまり、ウエル層13
0に印加される電位は、ソースアルミニウム電極113
のそれと同一である。
【0106】ここで、第5距離d5は、第2主電極11
3の境界BL側の一端部113Eと境界BLとの第1方
向D1に関する第6距離d6よりも短い。しかも、第1
深さT1、第1主面1S1から第2底面105aB迄の
第2深さT2、及び第4深さT4との間には、T1<T
2<T4の関係が成立する。
【0107】又、本実施の形態では、第2トレンチ10
5bが、第1主面1S1の内で、境界BLである一端
と、境界BLからターミナル領域TR内に第1方向D1
に沿って第1距離d1よりも短い第2距離d2だけ離れ
た他端とで規定される領域から、第3方向D3に沿っ
て、ウエル層130の内部に位置する第3底面105b
Bにまで形成されており、しかも、第2トレンチ105
bは、第1主面1S1から第3底面105bB迄の第3
深さT3を有する。ここで重要な点は、第3深さT3と
第4深さT4との間には、T1<T3<T4の関係が成
立していることである。つまり、第2トレンチ105b
の第3底面105bBはウエル層130を貫通してはお
らず、第2トレンチ105bの第3底面105bB及び
その上方部分は、ベース層103と同電位状態にあるウ
エル層130によって、完全に内包され、且つ、その周
囲を完全に取り囲まれているのである。
【0108】尚、本実施の形態では、ウエル層130の
上面上及び第1主面1S1のターミナル領域TR内でウ
エル層130の終端130e2よりも外側の領域上に、
絶縁層(106+111)、(116+111)が形成
されている。
【0109】又、実施の形態1と同様に、(第4距離d
4)>(第1距離d1)の関係も成立している。
【0110】尚、本実施の形態の技術的特徴点(p型の
ウエル層130を設ける点)を、既述した変形例1に適
用しても良いことは勿論である。
【0111】本実施の形態によれば、既述した実施の形
態1の効果(1)〜(3)を同様に奏すると共に、
(4)更に、第2トレンチ105b全体がベース層10
3及びソースアルミニウム電極113と同じ電位を有す
るp型ウエル層130で完全に被覆されているので、ド
レイン-ソース間耐圧印加時に第2トレンチ105bの
先端部で発生する電界を緩和することが出来る結果、耐
圧安定効果をも奏する。
【0112】(変形例7)本変形例は、実施の形態3の
技術的特徴点(p型のウエル層130を設ける点)を、
既述した変形例3(図6(A)、図6(B)、図6
(C))に適用したものである。その具体例であるゲー
ト配線構造110Aを、上面図である図13(A)、C
1−C2線に関する縦断面図である図13(B)、及び
C3−C4線に関する縦断面図である図13(C)に示
す。ここでは、実施の形態1、その変形例3及び実施の
形態3の記載において用いられた参照符号をそのまま援
用している。
【0113】本変形例によれば、(i)変形例3におい
て述べた効果(1)〜(4)を同様に奏する上に、(i
i)実施の形態3において述べた効果(4)をも同様に
奏することが出来る。
【0114】尚、実施の形態3の技術的特徴点を既述し
た変形例4(図7)に同様に適用することは可能であ
る。
【0115】(変形例8)本変形例は、実施の形態3の
技術的特徴点(p型のウエル層130を設ける点)を、
既述した実施の形態2(図10、図11(B)、図11
(C))に適用したものである。その具体例であるゲー
ト配線構造110Bを、図10中のC1−C2線に関す
る縦断面図である図14(B)、及び図10中のC3−
C4線に関する縦断面図である図14(C)に示す。こ
こでは、ゲート配線構造110Bの上面図の図示につい
ては実施の形態2の上面図10を援用することとして割
愛すると共に、本変形例の各構成要素を表示するに際し
て各実施の形態1〜3の記載において用いられた参照符
号をそのまま援用している。
【0116】本本変形例によれば、(i)実施の形態2
において述べた効果(1)〜(3)を同様に奏する上
に、(ii)実施の形態3において述べた効果(4)を
も同様に奏することが出来る。
【0117】(実施の形態4)本実施の形態は、実施の
形態1の改良に関するものであり、その特徴点は、実施
の形態1におけるベース層103の外周縁側ベース層1
03a(図1(B)参照)を設けないこととした点にあ
り、その結果、本実施の形態では、第2トレンチはベー
ス層を貫通することなく半導体基板1内に穿設されてお
り、しかも、第2トレンチの外側領域における第1導電
型の半導体基板1には、第2導電型の半導体層が一切形
成されていない。以下、図面に基づき、本実施の形態の
特徴点を中心に詳述する。
【0118】図15(A)、図15(B)及び図15
(C)は、それぞれ、本実施の形態に係る半導体装置の
ゲート配線構造120を模式的に示す上面図、C1−C
2線に関する縦断面図、及びC3−C4線に関する縦断
面図であり、既述した図1(A)、図1(B)及び図1
(C)に対応している。従って、図15(A)、図15
(B)及び図15(C)においては、実施の形態1の構
成要素と同じものには、図1(A)、図1(B)及び図
1(C)中の参照符号と同一の参照符号を付している。
そこで、以下では、同一参照符号を付したものについて
は、その記載を実施の形態1での記載に委ねることとし
て割愛し、実施の形態1とは異なる構成要素について記
載する。
【0119】図15(A)、図15(B)及び図15
(C)に示す様に、第2導電型(ここではp型)のベー
ス層103Aが、第1主面1S1のセル領域CRから第
3方向D3に沿って半導体基板1内部に位置する第1底
面103ABに向けて形成されており、同層103A
は、境界BLに位置する一端部103AEを有すると共
に、第1主面1S1から第1底面103AB迄の第1深
さT1(<T2)を有する。
【0120】又、第2トレンチ105bAが、第1主面
1S1の内で、境界BLである一端と、境界BLからタ
ーミナル領域TR内に第1方向D1に沿って第1距離d
1だけ離れた他端とで、規定される領域から、第3方向
D3に沿って、半導体基板1(特に半導体層102)内
部に位置する第3底面にまで形成されている。そして、
第2トレンチ105bAは、第1主面1S1から上記第
3底面迄の第3深さT3(>T1)を有すると共に、各
第1部分P1の一端部と連結しつつ第2方向D2に沿っ
て延在したストライプ形状を有する。
【0121】又、ゲート電極108が、第3コンタクト
部109内に形成されており、更に、絶縁層(106+
111)、(2+111)の内で境界BLと境界BLか
らセル領域CR側へ第1方向D1に沿って第4距離d4
よりも短い第3距離d3だけ離れた箇所とで規定される
部分の上に、及び、上記絶縁層の内で境界BLと境界B
Lからターミナル領域TR側へ第1方向D1に沿って第
1距離d1よりも長い第2距離d2だけ離れた箇所とで
規定される部分の上に、形成されている。
【0122】その結果、第2トレンチ105bAのター
ミナル領域側側面105bASと、境界BLからターミ
ナル領域TR側へ第1方向D1に沿って第2距離d2だ
け離れた上記箇所とで規定され、且つ、ゲート電極10
8直下に位置する、半導体基板1の部分ARには、第2
導電型の半導体層が一切形成されていない。
【0123】以上の構成により、本実施の形態は、実施
の形態1の効果(1)〜(3)を同様に奏すると共に、
次の特有の効果(4)を奏し得る。即ち、本実施の形態
では、実施の形態1における外周縁側ベース層103a
の終端付近のコーナー部分が存在しないため、外周縁側
ベース層103aのコーナー部分の曲率に起因した主耐
圧低下が発生し無くなる。従って、本実施の形態によれ
ば、更なる主耐圧の向上を図ることが可能となる。この
効果は、デバイスシミュレータMediciを用いて行
った計算結果である図16中に、端的に表れている。
【0124】(変形例9)本変形例は、実施の形態4で
記載した技術的発想ないしは技術的特徴(外周縁側ベー
ス層を排除する点)を既述した変形例3に適用するもの
である。その具体例であるゲート配線構造120Aを、
上面図である図17(A)、C1−C2線に関する縦断
面図である図17(B)、C3−C4線に関する縦断面
図である図17(C)に示す。
【0125】本変形例によれば、変形例3が有する効果
(1)〜(4)に加えて、実施の形態4に特有の効果
(4)も同時に得られることは、勿論である。
【0126】(実施の形態5)本実施の形態は、実施の
形態1の改良型に関しており、その改良点は、実施の形
態1における第2トレンチ105b及びその内部に形成
された第2ゲート制御電極107b並びにストライプ状
のゲートコンタクト部109を排除し、その代わりに、
第1トレンチ105aの各第1部分P1を充填するゲー
ト制御電極107aの直上にホール状の新たなゲートコ
ンタクト部を設けて、これらの新たなゲートコンタクト
部を介してゲートアルミニウム電極108とゲート制御
電極107aとを電気的に接続させた点にある。その他
の構成部分に変更はない。以下、図面に基づいて、本実
施の形態の特徴点を記載する。
【0127】図18(A)及び図18(B)は、それぞ
れ、図1(A)及び図1(B)に対応する図面であり、
図1(A)及び図1(B)中の構成要素と同一のものに
は、図1(A)及び図1(B)中の対応する参照符号を
便宜上付している。従って、実施の形態1と共通する点
についての記載は割愛し、異なる点を中心に特徴的な構
成要素について記載する。
【0128】図18(A)及び図18(B)に示す様
に、第1方向D1に延在した各第1部分P1の一端部P
1Eが、両領域CR,TRの境界BLを画する。そし
て、第2導電型(ここではp型)のベース層103が、
第1主面1S1の内で、セル領域CR、及び、境界BL
である一端と境界BLからターミナル領域TR内に第1
方向D1に沿って第1距離d1だけ離れた他端ないしは
終端103eとで規定される領域から、第3方向D3に
沿って、半導体層102内部に向けて形成されている。
【0129】しかも、ホール状の各第3コンタクト部1
31が、各第1部分P1を充填するゲート制御電極10
7aの各部における上面の内で、境界BLから第1方向
D1に沿って第4距離d4だけ離れた第1箇所と、境界
から第1方向D1に沿って第4距離d4よりも長い第5
距離d5だけ離れた第2箇所とで、挟まれた部分の一部
を露出する様に、各第1部分P1毎に、絶縁層(2+1
11)、(106+111)内に形成されている。
【0130】そして、ゲート電極108が、各第3コン
タクト部131内、上記絶縁層の内で境界BLと境界B
Lからセル領域CR側へ第1方向D1に沿って第5距離
d5よりも長い第3距離d3だけ離れた箇所とで規定さ
れる部分の上、及び、上記絶縁層の内で境界BLと境界
BLからターミナル領域TR側へ第1方向D1に沿って
第1距離d1よりも大きい第2距離d2(差W0)だけ
離れた箇所とで規定される部分の上に形成されており、
且つ、第2方向D2に沿って延在していると共に、各第
3コンタクト部131を介してゲート制御電極107a
と電気的に接続されている。
【0131】以上の構成を有するゲート配線構造130
によれば、既述した実施の形態1の効果(1)〜(3)
が得られると共に、更に、次の特有の効果(4)も同時
に得られる。即ち、本実施の形態によれば、実施の形態
1における第2トレンチが存在しなくなるので、トレン
チの各第1部分及び各第2部分の幅を均一にすることが
出来、その結果、トレンチエッチング時のμローディン
グ効果による溝深さの不均一を無くすことが出来ると言
う特有の効果が得られる。
【0132】(変形例10)本変形例は、実施の形態5
を既述した変形例3に適用するものである。その具体的
なゲート配線構造130Aの上面図を、図19に示す。
【0133】本変形例によれば、変形例3における効果
(1)〜(4)に加えて、実施の形態5における特有の
効果(4)も、同時に得られる。
【0134】(実施の形態6)本実施の形態は、実施の
形態1に係るゲート配線構造100(図1(A)〜図1
(C)参照)の製造方法の一例に関するものである。以
下では、図1(A)に示すMOSトランジスタ部MTP
の製造工程については、C3−C4線に関する縦断面図
である図20、図22、図24、図26、図28、図3
0、図32、図34、図36、図38、図40及び図4
2に示す。他方、図1(A)における第2トレンチ10
5b及びゲート電極108を含む境界BL周辺領域の製
造工程については、C1−C2線に関する縦断面図であ
る図21(A)、図23(A)、図25(A)、図27
(A)、図29(A)、図31(A)、図33(A)、
図35(A)、図37(A)、図39(A)、図41
(A)及び図43(A)に、並びに、C3−C4線に関
する縦断面図である図21(B)、図23(B)、図2
5(B)、図27(B)、図29(B)、図31
(B)、図33(B)、図35(B)、図37(B)、
図39(B)、図41(B)及び図43(B)に、示
す。
【0135】(工程1) 図20、図21(A)及び図
21(B):先ず、n+型不純物を高濃度に含むシリコ
ン基板を準備する。このシリコン基板が、図1(A)に
おけるn+型半導体層101に相当する。次に、n型半
導体層102を、n+型半導体層101の上面上に、エ
ピタキシャル成長法を用いて形成する。その結果、シリ
コンを母材とする平板状の半導体基板1が出来上がる。
同基板の上面が第1主面1S1であり、下面が第2主面
1S2である。尚、半導体基板1自体を、半導体ウエハ
メーカーから購入する様にしても良い。
【0136】(工程2) 図22、図23(A)及び図
23(B):次に、半導体基板1の第1主面1S1上に
酸化膜などの絶縁膜を全面的に形成し、その後、写真製
版法によって選択的にフォトレジストパターン(図示せ
ず)を形成した上で、当該フォトレジストパターンをマ
スクとして上記絶縁膜をエッチングすることで絶縁膜1
16を形成し、上記フォトレジストを除去する。その
後、p型の不純物(例えばボロン)を露出した第1主面1
S1から半導体層102内部に向けてイオン注入し、注
入後の半導体基板1に対して熱処理を施すことで、p型
のベース層103を半導体層102内部に選択的に形成
する。但し、MOSトランジスタ部においては、全面的
にベース層103を形成する。
【0137】(工程3) 図24、図25(A)及び図
25(B):次に、第1主面1S1上及び絶縁膜116
上にフォトレジストを全面的に形成した上で、写真製版
法によって、MOSトランジスタ部におけるベース層1
03の上面の一部分上にフォトレジストパターン121
を選択的に形成し、フォトレジストパターン121をマ
スクとしてn型不純物である砒素を露出したベース層1
03の内部に注入し、注入されたn型不純物を拡散する
ことにより、n+型の半導体層104を得る。その後、
フォトレジストパターン121を除去する。
【0138】(工程4) 図26、図27(A)及び図
27(B):次に、第1主面1S1上及び絶縁膜116
上に、CVD法により酸化膜122を全面的に蒸着さ
せ、更に酸化膜122上にフォトレジストを全面的に形
成した上で、写真製版法によって、上記フォトレジスト
の内で、ベース層103の上面の一部分上方に位置する
部分及び半導体層104の上面の一部分上方に位置する
部分を開口することにより、フォトレジストパターン1
23を形成する。その上で、フォトレジストパターン1
23マスクとして酸化膜122をドライエッチングする
ことで、ベース層103の上面における上記一部分及び
半導体層104の上面における上記一部分を露出させ
る。その後、フォトレジストパターン123を除去す
る。
【0139】(工程5) 図28、図29(A)及び図
29(B):次に、パターンニングされた酸化膜122
をマスクとしてシリコンエッチングを行い、共にベース
層103を貫通して半導体層102内に底面を有する第
1トレンチ105a及び第2トレンチ105bを形成す
る。ここで、第1トレンチ105aの第1部分P1は既
述した第1方向に沿って延在しており、第2トレンチ1
05bは、各第1部分P1の第1方向における終端部と
連結しつつ、既述した第2方向に沿って延在しており、
第1トレンチ105aの第2部分P2は第2方向に沿っ
て延在して隣り合う第1部分P1同士の橋渡し部分を成
している。その後、酸化膜122を除去する。
【0140】(工程6) 図30、図31(A)及び図
31(B):次に、露出した第1主面1S1上に、並び
に、両トレンチ105a、105bの側面上及び底面上
に、ゲート酸化膜106を全面的に形成する。
【0141】(工程7) 図32、図33(A)及び図
33(B):次に、共に露出したゲート酸化膜106上
及び絶縁膜116上に、CVD法により、n型不純物に
よりドープされたポリシリコン層107を全面的に蒸着
する。
【0142】(工程8) 図34、図35(A)及び図
35(B):次に、MOSトランジスタを正常動作させ
るために、ポリシリコン層(第1ゲート制御電極)10
7aの上面が、第1トレンチ105a内に位置し、しか
も、半導体層103と半導体層104との接合面120
よりも上側に位置すると共に、第1主面1S1よりも若
干下方に位置する様に、ポリシリコン層107のエッチ
バックを行う。このエッチバックにより、同時に、第2
トレンチ105b内のポリシリコン層(第2ゲート制御
電極)107bの上面も、第1主面1S1よりも若干下
方に位置する。
【0143】(工程9) 図36、図37(A)及び図
37(B):次に、露出面全体を絶縁する目的でキャッ
プ酸化を行い、これにより、両ポリシリコン層107
a、107bの上面上に、キャップ酸化膜2を形成す
る。その後、半導体基板1の露出面上に、層間絶縁膜で
ある保護膜(例えばBPSGより成る)111をCVD
法により全面的に形成する。
【0144】(工程10) 図38、図39(A)及び
図39(B):次に、保護膜111上に、フォトレジス
トを全面的に形成し、ソース領域104の上面上方及び
同領域104で囲まれたベース層103の上面上方に、
並びに、ポリシリコン層107bの上面上方に位置する
開口を有するフォトレジストパターン124を、写真製
版法を用いて形成する。その上で、フォトレジストパタ
ーン124をマスクとして保護膜111をドライエッチ
ングし、これにより、MOSトランジスタ部においては
ホール状のソースコンタクト部(第1コンタクト部)1
12を形成すると共に、第2トレンチ105b内の第2
ゲート制御電極107bの上面直上にはストライプ状の
ゲートコンタクト部(第3コンタクト部)109を形成
する。その後、フォトレジストパターン124を除去す
る。
【0145】(工程11) 図40、図41(A)及び
図41(B):次に、半導体基板1の露出面上に、導電
性のAl−Si層をスパッタリング法により全面的に蒸
着し、更に、写真製版法によってフォトレジストパター
ン125、126をAl−Si層上に形成し、その後、
両フォトレジストパターン125、126をマスクとし
たAl−Si層のエッチングを行うことにより、ソース
アルミニウム電極113とゲートアルミニウム電極10
8とを形成する。その際、ゲートアルミニウム電極10
8のチャネルストッパ側の端部が外周縁側ベース層10
3aの終端部103eよりもチャネルストッパ側に張り
出す様に、フォトレジストパターン126のパターンを
形成している。その後、両フォトレジストパターン12
5、126を除去する。
【0146】(工程12) 図42、図43(A)及び
図43(B):最後に、第2主面1S2上に、導電性の
Ti/Ni/Au合金層をスパッタリング法により全面
的に蒸着して、ドレイン電極114を形成する。
【0147】本実施の形態によれば、本発明の課題の欄
で記載した本出願人の未公表社内製品(no prior art)
に係る製造方法と比較して、絶縁膜上に形成されたポリ
シリコンのゲート制御電極をパターンニングする必要が
無くなる分だけ、製造工数の削減化を図ることが出来る
と言う効果が得られる。
【0148】(変形例11)本変形例は、変形例3に係
るゲート配線構造100C(図6(A)〜図6(C)参
照)の製造方法の一例に関するものである。そこで、本
変形例では、実施の形態6の工程と共通する工程につい
ては、実施の形態6において対応する図面及びそれらの
記載を援用する(具体的には、実施の形態6における工
程1〜工程7の記載を援用する)。従って、以下では、
実施の形態6の工程と相違する工程についてのみ記載す
る。尚、図面の番号の取り方に関しては、実施の形態6
の場合と同様に、(A)及び(B)が付されていない図
面は図6(A)のMOSトランジスタ部のC3−C4線
に関する縦断面図であり、(A)が付されている図面は
図6(A)のC1−C2線に関する境界BL付近の縦断
面図であり、(B)が付されている図面は図6(A)の
C3−C4線に関する境界BL付近の縦断面図である。
【0149】(工程8) 図44、図45(A)及び図
45(B):先ず、絶縁膜116上にポリシリコン層2
08cを残す様に、写真製版法によってフォトレジスト
パターン224を形成し、実施の形態6と同様の形態
で、ポリシリコン107(図32、図33(A)、図3
3(B)参照)をドライエッチングする。ここで、ポリ
シリコン208cは、第3ゲート制御電極として機能す
る。その後、フォトレジストパターン224を除去す
る。
【0150】(工程9) 図46、図47(A)及び図
47(B):次に、半導体基板1の露出面全体を絶縁す
る目的でキャップ酸化を行い、これによりキャップ酸化
膜2を形成する。その後、層間絶縁膜である保護膜(例
えばBPSG)210をCVD法により半導体基板1の
露出面上に全面的に形成する。
【0151】(工程10) 図48、図49(A)及び
図49(B):次に、写真製版法を用いてフォトレジス
トパターン124、225を形成し、これらのパターン
124,225をマスクとして保護膜210をドライエ
ッチングする。これにより、(第1)ソースコンタクト
部112、第1ゲートコンタクト部109及び第2ゲー
トコンタクト部(別のゲートコンタクト部に相当)21
2bが形成される。その後、フォトレジストパターン1
24、225を除去する。
【0152】(工程11) 図50、図51(A)及び
図51(B):次に、導電性のAl−Si層を露出面上
に全面的にスパッタリング法により蒸着し、写真製版法
によってフォトレジストパターン125、227を形成
し、両フォトレジストパターン125、227をマスク
としてAl−Si層のエッチングを行うことにより、ソ
ースアルミニウム電極113とゲートアルミニウム電極
108とを形成する。その後、フォトレジストパターン
125、227を除去する。
【0153】(工程12) 図52、図53(A)及び
図53(B):次に、実施の形態6と同様に、第2主面
1S2上に、ドレイン電極114を全面的に形成する。
これにより、ゲート配線構造100Cが得られる。
【0154】以上の製造工程の記載から明らかな通り、
本変形例によれば、ゲートアルミニウム電極とゲート制
御電極とのコンタクト領域の面積を増大させるための構
造を容易に製造することが出来ると言う利点が得られ
る。
【0155】(実施の形態7)本実施の形態は、実施の
形態2に係るゲート配線構造150(図10、図11
(B)、図11(C)参照)の製造方法の一例に関する
ものであり、ここでも、実施の形態6の工程と共通する
工程については、実施の形態6において対応する図面及
びそれらの記載を援用する(具体的には、実施の形態6
における工程1〜工程9の記載を援用する)。従って、
以下では、実施の形態6の工程と相違する工程について
のみ記載する。尚、図面の番号の取り方に関しては、実
施の形態6の場合と同様に、(A)及び(B)が付され
ていない図面は図10のMOSトランジスタ部のC3−
C4線に関する縦断面図であり、(A)が付されている
図面は図10のC1−C2線に関する境界BL付近の縦
断面図であり、(B)が付されている図面は図10のC
3−C4線に関する境界BL付近の縦断面図である。
【0156】(工程10) 図54、図55(A)及び
図55(B):先ず、保護膜111上に、写真製版法を
用いてフォトレジストパターン124を形成し、フォト
レジストパターン124をマスクとして保護膜111を
ドライエッチングすることにより、第1ソースコンタク
ト部112、ゲートコンタクト部109、及び、外周縁
側ベース層103a直上の第3ソースコンタクト部11
7を形成する。その後、フォトレジストパターン124
を除去する。
【0157】(工程11) 図56、図57(A)及び
図57(B):次に、スパッタリング法により導電性の
Al−Si層を半導体基板1の露出面上に全面的に蒸着
し、更に、写真製版法によってフォトレジストパターン
125、126、127をAl−Si層上に形成する。
そして、フォトレジストパターン125、126、12
7をマスクとしてAl−Si層のエッチングを行うこと
により、第1ソースアルミニウム電極113、ゲートア
ルミニウム電極108、及び第2ソースアルミニウム電
極118を形成する。その際、第2ソースアルミニウム
電極118のチャネルストッパ側の端部が外周縁側ベー
ス層103aの終端部103eよりもチャネルストッパ
側に向けて張り出す様に、予めフォトレジストパターン
127の寸法を決定している。又、第1ソースアルミニ
ウム電極113と第2ソースアルミニウム電極118と
は部分的に接続されており(図10の接続部119を参
照)、両電極113,118は電気的に同電位となって
いる。
【0158】(工程12) 図58、図59(A)及び
図59(B):最後に、実施の形態6と同様に、スパッ
タリング法による蒸着によって、第2主面1S2上に、
Ti/Ni/Au合金より成るドレイン電極114を形
成する。以上により、ゲート接続構造150が得られ
る。
【0159】以上の工程の記載から明らかな通り、本実
施の形態によれば、ソースアルミニウム電極自体をフィ
ールドプレートとして機能させることが出来るゲート配
線構造を容易に製造することが出来る。
【0160】(その他の変形例) (A) 既述した各実施の形態及び各変形例の記載で
は、nチャネル型のパワーUMOSFETを本発明に係
る半導体装置の一例として取り上げているが、pチャネ
ル型のパワーUMOSFETに対しても、本発明を同様
に実施することは勿論可能であり、この場合にも同様の
効果が得られる。この場合には、p型が第1導電型に相
当し、n型が第2導電型に相当する。又、冒頭で既述し
た通り、本発明は、VMOSFET又はIGBTと言う
様な、その他のMOS構造を有するパワー半導体装置に
も適用可能である。
【0161】(B) 既述した各実施の形態及び各変形
例の記載では、トレンチ終端コーナー部には、増速酸化
を目的とした不純物拡散領域が存在していないけれど
も、As等のn+型不純物を含む拡散層がトレンチ終端
コーナー部に形成されている場合にも、本発明を適用す
ることが出来、このときにも同様の効果が得られる。
【0162】(C) 既述した変形例3の記載では、エ
ピタキシャル半導体層102の上面上に部分的に絶縁酸
化膜116を形成し、その上に第3ゲート制御電極20
8cを形成しているが、これに代えて、絶縁酸化膜11
6を形成せずにゲート酸化膜106のみの場合であって
も、変形例3で述べた効果が同様に得られる。
【0163】(D) 既述した各実施の形態及び各変形
例の記載では、各アルミニウム電極とシリコンとの界面
における接合部にバリアメタルが無い構造となっている
が、バリアメタルを介する構造を採用するときには、同
様の効果が得られると共に、接合抵抗を更に一層低減す
ることが出来るので、更なる特性向上が見込まれる。
【0164】(E) 既述した各実施の形態及び各変形
例の記載では、各ゲート制御電極にポリシリコンを用い
ているが、その他の電極材料(例えばW−Si、Al
等)を各ゲート制御電極に用いる場合にも、同様の効果
が得られることは勿論である。
【0165】(F) 既述した各実施の形態6,7及び
変形例11の記載では、ドレイン電極にTi/Ni/A
u合金層を用いているが、その他の電極材料(例えば、
Ti/Ni/Ag合金、Al/Mo/Ni/Au合金
層)をドレイン電極に用いる場合にも同様の効果が得ら
れることは勿論である。
【0166】(まとめ) (1) 本発明の各実施の形態及び各変形例において
は、トレンチ内に形成されたゲート制御電極がトレンチ
終端コーナー部に形成されたゲート酸化膜を覆わない構
造を有するため、ゲート電圧印加時に、ゲート酸化膜が
薄くなる曲率部分での電界ストレス集中が発生しない構
造が得られる。そのため、ゲート絶縁耐量及びゲート信
頼性を向上させることが出来、それに伴う歩留りの向上
を達成することが出来る。
【0167】(2) 更に、ゲートアルミニウム電極
(実施の形態2では第2ソースアルミニウム電極)をベ
ース層の終端よりも外側に張り出させることによって、
同電極をフィールドプレートとして機能させているの
で、ゲートトレンチが深く形成されることに起因するド
レイン-ソース間の主耐圧低下を有効に防止して、同主
耐圧の向上を図ることが出来る。
【0168】(3) 更に、上記構造を採用すること
で、製造工数の削減化を図ることも可能となる。
【0169】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、(1)ゲ
ート電圧印加による電界ストレスが第2ゲート絶縁膜に
対して局所的に集中することが無いと言う効果を奏する
と共に、(2)フィールドプレート効果を用いて第1主
電極及び第2主電極間の主耐圧向上を図ることが出来る
と言う効果をも奏する。
【0170】請求項2記載の発明によれば、コンタクト
領域の増大化によりゲート配線抵抗を低減することが出
来、これにより、オン−オフスイッチング時の効率向上
を図ることが出来ると言う効果を奏する。
【0171】請求項3記載の発明によれば、第2トレン
チの深さを第1トレンチの深さと等しくしてトレンチ深
さの不均一を無くすことが出来るので、更なる主耐圧の
向上を図ることが出来ると言う効果を奏する。
【0172】請求項4記載の発明によれば、(3)コン
タクト領域の増大化によりゲート配線抵抗を低減するこ
とが出来、これにより、オン−オフスイッチング時の効
率向上を図ることが出来ると言う効果を奏する。
【0173】請求項5記載の発明によれば、ホール状の
第4コンタクト部を製造する際に、その直下の絶縁層部
分へのダメージを軽減することが出来るので、ゲート歩
留まりの向上及びゲート信頼性の向上を図ることが出来
ると言う効果を奏する。
【0174】請求項6記載の発明によれば、コンタクト
領域の更なる増大化によりゲート配線抵抗を更に低減す
ることが出来、これにより、オン−オフスイッチング時
の更なる効率向上を図ることが出来ると言う効果を奏す
る。
【0175】請求項7記載の発明によれば、メッシュ状
の第3トレンチを利用することでコンタクト領域の面積
の増大化を達成することが出来、これによりゲート配線
抵抗を低減して、以って、オン−オフスイッチング時の
効率向上を図ることが出来ると言う効果を奏する。
【0176】請求項8記載の発明によれば、ゲート電極
とゲート制御電極とのコンタクト部の形成時における重
ね合わせマージンを増大化することが出来、以って、ゲ
ート歩留まりの向上及びゲート信頼性の向上を図ること
が出来ると言う効果を奏する。
【0177】請求項9記載の発明によれば、上記の効果
(1)及び(2)を奏することが出来る。
【0178】請求項10記載の発明によれば、上記の効
果(1)及び(2)を奏すると共に、(4)第1及び第
2主電極間耐圧印加時に第2トレンチの先端部において
発生する電界を緩和することが出来、これにより耐圧を
安定化させることが出来ると言う効果をも奏する。
【0179】請求項11記載の発明によれば、上記の効
果(1)、(2)、(3)及び(4)を奏することが出
来る。
【0180】請求項12記載の発明によれば、上記の効
果(1)、(2)及び(4)を奏することが出来る。
【0181】請求項13記載の発明によれば、上記の効
果(1)及び(2)を奏すると共に、(5)第2トレン
チ外側に位置するベース層の曲率部分に起因した主耐圧
の低下を無くすことが出来、これにより、更に一層の主
耐圧の向上を図ることが出来ると言う効果をも奏する。
【0182】請求項14記載の発明によれば、上記の効
果(1)、(2)、(3)及び(5)を奏することが出
来る。
【0183】請求項15記載の発明によれば、上記の効
果(1)及び(2)を奏すると共に、(6)第2トレン
チが無いのでトレンチエッチング時のμローディング効
果を無くすことが出来、これにより、トレンチ深さを均
一にすることが出来ると言う効果をも奏する。
【0184】請求項16記載の発明によれば、上記の効
果(1)、(2)、(3)及び(6)を奏することが出
来る。
【0185】請求項17記載の発明によれば、トレンチ
のコーナー部においてゲート制御電極をトレンチ上方へ
引き上げていた本願出願人の製造に係る社内未公表製品
の製造方法と比較して、製造工程の削減を図ることが出
来ると言う効果を奏する。
【0186】請求項18記載の発明によれば、ゲート電
極とゲート制御電極とのコンタクト領域の面積を増大さ
せるための構造を有するゲート配線構造を容易に製造す
ることが出来ると言う効果を奏する。
【0187】請求項19記載の発明によれば、ソース電
極自体をフィールドプレートとして機能させることが出
来るゲート配線構造を容易に製造することが出来ると言
う効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1に係る半導体装置の構
造を示す図である。
【図2】 トレンチの深さと耐圧との関係を示す測定図
である。
【図3】 実施の形態1の効果を実証するシミュレーシ
ョン結果を示す図である。
【図4】 本発明の変形例1に係る半導体装置の構造を
示す図である。
【図5】 本発明の変形例2に係る半導体装置の構造を
示す図である。
【図6】 本発明の変形例3に係る半導体装置の構造を
示す図である。
【図7】 本発明の変形例4に係る半導体装置の構造を
示す図である。
【図8】 本発明の変形例5に係る半導体装置の構造を
示す図である。
【図9】 本発明の変形例6に係る半導体装置の構造を
示す図である。
【図10】 本発明の実施の形態2に係る半導体装置の
構造を示す上面図である。
【図11】 本発明の実施の形態2に係る半導体装置の
構造を示す縦断面図である。
【図12】 本発明の実施の形態3に係る半導体装置の
構造を示す図である。
【図13】 本発明の変形例7に係る半導体装置の構造
を示す図である。
【図14】 本発明の変形例8に係る半導体装置の構造
を示す図である。
【図15】 本発明の実施の形態4に係る半導体装置の
構造を示す図である。
【図16】 実施の形態4の効果を実証するシミュレー
ション結果を示す図である。
【図17】 本発明の変形例9に係る半導体装置の構造
を示す図である。
【図18】 本発明の実施の形態5に係る半導体装置の
構造を示す図である。
【図19】 本発明の変形例10に係る半導体装置の構
造を示す図である。
【図20】 本発明の実施の形態6に係る半導体装置の
製造工程を示す縦断面図である。
【図21】 本発明の実施の形態6に係る半導体装置の
製造工程を示す縦断面図である。
【図22】 本発明の実施の形態6に係る半導体装置の
製造工程を示す縦断面図である。
【図23】 本発明の実施の形態6に係る半導体装置の
製造工程を示す縦断面図である。
【図24】 本発明の実施の形態6に係る半導体装置の
製造工程を示す縦断面図である。
【図25】 本発明の実施の形態6に係る半導体装置の
製造工程を示す縦断面図である。
【図26】 本発明の実施の形態6に係る半導体装置の
製造工程を示す縦断面図である。
【図27】 本発明の実施の形態6に係る半導体装置の
製造工程を示す縦断面図である。
【図28】 本発明の実施の形態6に係る半導体装置の
製造工程を示す縦断面図である。
【図29】 本発明の実施の形態6に係る半導体装置の
製造工程を示す縦断面図である。
【図30】 本発明の実施の形態6に係る半導体装置の
製造工程を示す縦断面図である。
【図31】 本発明の実施の形態6に係る半導体装置の
製造工程を示す縦断面図である。
【図32】 本発明の実施の形態6に係る半導体装置の
製造工程を示す縦断面図である。
【図33】 本発明の実施の形態6に係る半導体装置の
製造工程を示す縦断面図である。
【図34】 本発明の実施の形態6に係る半導体装置の
製造工程を示す縦断面図である。
【図35】 本発明の実施の形態6に係る半導体装置の
製造工程を示す縦断面図である。
【図36】 本発明の実施の形態6に係る半導体装置の
製造工程を示す縦断面図である。
【図37】 本発明の実施の形態6に係る半導体装置の
製造工程を示す縦断面図である。
【図38】 本発明の実施の形態6に係る半導体装置の
製造工程を示す縦断面図である。
【図39】 本発明の実施の形態6に係る半導体装置の
製造工程を示す縦断面図である。
【図40】 本発明の実施の形態6に係る半導体装置の
製造工程を示す縦断面図である。
【図41】 本発明の実施の形態6に係る半導体装置の
製造工程を示す縦断面図である。
【図42】 本発明の実施の形態6に係る半導体装置の
製造工程を示す縦断面図である。
【図43】 本発明の実施の形態6に係る半導体装置の
製造工程を示す縦断面図である。
【図44】 本発明の変形例11に係る半導体装置の製
造工程を示す縦断面図である。
【図45】 本発明の変形例11に係る半導体装置の製
造工程を示す縦断面図である。
【図46】 本発明の変形例11に係る半導体装置の製
造工程を示す縦断面図である。
【図47】 本発明の変形例11に係る半導体装置の製
造工程を示す縦断面図である。
【図48】 本発明の変形例11に係る半導体装置の製
造工程を示す縦断面図である。
【図49】 本発明の変形例11に係る半導体装置の製
造工程を示す縦断面図である。
【図50】 本発明の変形例11に係る半導体装置の製
造工程を示す縦断面図である。
【図51】 本発明の変形例11に係る半導体装置の製
造工程を示す縦断面図である。
【図52】 本発明の変形例11に係る半導体装置の製
造工程を示す縦断面図である。
【図53】 本発明の変形例11に係る半導体装置の製
造工程を示す縦断面図である。
【図54】 本発明の実施の形態7に係る半導体装置の
製造工程を示す縦断面図である。
【図55】 本発明の実施の形態7に係る半導体装置の
製造工程を示す縦断面図である。
【図56】 本発明の実施の形態7に係る半導体装置の
製造工程を示す縦断面図である。
【図57】 本発明の実施の形態7に係る半導体装置の
製造工程を示す縦断面図である。
【図58】 本発明の実施の形態7に係る半導体装置の
製造工程を示す縦断面図である。
【図59】 本発明の実施の形態7に係る半導体装置の
製造工程を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 半導体基板、116 絶縁膜、106 ゲート酸化
膜、114 ドレイン電極、103 ベース層、103
a 外周縁側ベース層、103e 終端部、111 保
護膜、105a 第1トレンチ、105b 第2トレン
チ、104 ソース領域、107a 第1ゲート制御電
極、107b 第2ゲート制御電極、208c 第3
ゲート制御電極、112,3 ソースコンタクト部、1
09,212b ゲートコンタクト部、113 ソース
アルミニウム電極、108 ゲートアルミニウム電極、
P1 第1部分、P2 第2部分、CR セル領域、T
R ターミナル領域、BL 境界、D1 第1方向、D
2 第2方向、D3 第3方向、118 第2ソースア
ルミニウム電極、119 接続部、130 ウエル層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 楢崎 敦司 兵庫県伊丹市瑞原四丁目1番地 菱電セミ コンダクタシステムエンジニアリング株式 会社内 (72)発明者 瓜生 勝美 福岡県福岡市西区今宿東一丁目1番1号 福菱セミコンエンジニアリング株式会社内

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 MOSトランジスタ構造を備える絶縁ゲ
    ート型半導体装置であって、 第3方向に関して対面し合う第1及び第2主面を有する
    第1導電型の半導体基板と、 前記第1主面の内で、セル領域、及び、前記セル領域に
    隣接するターミナル領域と前記セル領域との境界である
    一端と前記境界から前記ターミナル領域内に第1方向に
    沿って第1距離だけ離れた他端とで規定される領域か
    ら、前記第3方向に沿って、前記半導体基板の内部に向
    けて形成された、第2導電型のベース層と、 前記第1主面の前記セル領域から前記第3方向に沿って
    前記ベース層を貫通しつつ前記半導体基板の前記内部に
    まで形成された第1トレンチと、 前記第1トレンチの底面上及び側面上に全面的に形成さ
    れた第1ゲート絶縁膜と、 前記第2主面上に形成された第1主電極とを備え、 前記第1方向は前記第1主面に平行で且つ前記第3方向
    に直交しており、 前記第1主面から前記ベース層の底面迄の第1深さは、
    前記第1主面から前記第1トレンチの前記底面迄の第2
    深さよりも小さく、 前記第1トレンチは複数の第1部分及び複数の第2部分
    を有しており、 前記複数の第1部分は前記第1及び第3方向に直交する
    第2方向に沿って配列しており、 前記複数の第1部分の各々は、前記セル領域と前記ター
    ミナル領域との前記境界に位置する一端部を有し、前記
    第1方向に沿って前記一端部に向けて延在しており、 前記複数の第2部分の各々は、前記複数の第1部分の内
    で隣り合う第1部分同士の間に位置しており、前記第2
    方向に沿って延在して前記隣り合う第1部分同士を互い
    に連結しており、 前記絶縁ゲート型半導体装置は、更に、 前記第1主面の前記セル領域の内で、前記隣り合う第1
    部分同士と、前記複数の第2部分の内で前記隣り合う第
    1部分同士に対応する隣り合う第2部分同士とで囲まれ
    た各領域から、前記隣り合う第1部分同士の側面上部及
    び前記隣り合う第2部分同士の側面上部に沿って、前記
    ベース層内に向けて形成された、前記第1導電型の複数
    の第2主電極領域と、 前記第1トレンチの上面よりも下部に位置する様に前記
    第1トレンチ内に形成されて、前記第1ゲート絶縁膜を
    介して前記第1トレンチを充填する第1ゲート制御電極
    と、 前記第1主面の内で、前記境界である一端と前記境界か
    ら前記ターミナル領域内に前記第1方向に沿って前記第
    1距離よりも短い第2距離だけ離れた他端とで規定され
    る領域から、前記第3方向に沿って、前記ベース層を貫
    通しつつ前記半導体基板の前記内部にまで形成されてお
    り、前記第1深さよりも大きい第3深さを有すると共
    に、前記複数の第1部分の各々が有する前記一端部と連
    結しつつ前記第2方向に沿って延在した第2トレンチ
    と、 前記第2トレンチの底面上及び側面上に全面的に形成さ
    れた第2ゲート絶縁膜と、 前記第2トレンチの上面よりも下部に位置する様に前記
    第2トレンチ内に形成されて前記第2ゲート絶縁膜を介
    して前記第2トレンチを充填すると共に、前記複数の第
    1部分の各々が有する前記一端部において前記第1ゲー
    ト制御電極と電気的に接続された第2ゲート制御電極
    と、 前記ベース層の上面上、前記第1ゲート制御電極の上面
    上、前記第1ゲート絶縁膜の上面上、前記第2ゲート制
    御電極の上面上、前記第2ゲート絶縁膜の上面上及び前
    記第1主面の前記ターミナル領域内で前記ベース層の終
    端よりも外側の領域上に形成された絶縁層と、 前記複数の第2主電極領域の各々が有する上面の一部、
    及び、前記ベース層の内で前記複数の第2主電極領域の
    各々で囲まれた部分の上面を露出する様に、前記絶縁層
    内に形成された複数の第1コンタクト部と、 前記ベース層の内で、前記第2トレンチの前記境界側の
    側面と、前記隣り合う第1部分同士の側面と、前記複数
    の第2部分の内で前記第2トレンチに対面した第2部分
    の側面とで囲まれた各部分の一部上面を露出する様に、
    前記絶縁層内に形成された複数の第2コンタクト部と、 前記複数の第1コンタクト部内、前記複数の第2コンタ
    クト部内、及び前記絶縁層の内で前記第1主面の前記セ
    ル領域上に位置する部分の上に形成されており、前記第
    2方向に沿って延在していると共に、前記複数の第2主
    電極領域の各々及び前記ベース層と電気的に接続された
    第2主電極と、 前記第2ゲート制御電極の前記上面の一部を露出する様
    に、前記絶縁層内に形成された第3コンタクト部と、 前記第3コンタクト部内、前記絶縁層の内で前記境界と
    前記境界から前記セル領域側へ前記第1方向に沿って前
    記第2主電極の端部にまで至ることのない第3距離だけ
    離れた箇所とで規定される部分の上、及び、前記絶縁層
    の内で前記境界と前記境界から前記ターミナル領域側へ
    前記第1方向に沿って前記第1距離よりも大きい第4距
    離だけ離れた箇所とで規定される部分の上に形成されて
    おり、前記第2方向に沿って延在していると共に、前記
    第3コンタクト部を介して前記第2ゲート制御電極と電
    気的に接続されたゲート電極とを備えることを特徴とす
    る、絶縁ゲート型半導体装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の絶縁ゲート型半導体装置
    であって、 前記複数の第1部分の各々を充填している前記第1ゲー
    ト制御電極の各部分の内で、前記境界と前記境界から前
    記セル領域側へ前記第1方向に沿って前記第3距離だけ
    離れた箇所とで規定される部分の一部上面を露出する様
    に、前記絶縁層内に形成されており、前記ゲート電極に
    よって充填された複数の第4コンタクト部を更に備えて
    おり、 前記ゲート電極は、前記複数の第4コンタクト部を介し
    た前記第1ゲート制御電極との電気的接続をも有するこ
    とを特徴とする、絶縁ゲート型半導体装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の絶縁ゲート型半導体装置
    であって、 前記第2トレンチは前記複数の第1部分の各々の第1幅
    と等しい第2幅を有することを特徴とする、絶縁ゲート
    型半導体装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の絶縁ゲート型半導体装置
    であって、 前記第1主面の前記ターミナル領域上に形成された前記
    絶縁層の内で、前記ベース層の前記終端よりも外側に位
    置し且つ少なくとも前記ゲート電極の下方に位置する部
    分の内部に配設されており、前記第2方向に沿って延在
    した第3ゲート制御電極と、 前記第3ゲート制御電極の上面の一部を露出する様に前
    記絶縁層内に形成されており、前記ゲート電極によって
    充填された第4コンタクト部とを更に備えており、 前記ゲート電極は、前記第4コンタクト部を介した前記
    第3ゲート制御電極との電気的接続をも有することを特
    徴とする、絶縁ゲート型半導体装置。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の絶縁ゲート型半導体装置
    であって、 前記第4コンタクト部は複数のコンタクトホールを備え
    ることを特徴とする、絶縁ゲート型半導体装置。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至5の何れかに記載の絶縁ゲ
    ート型半導体装置であって、 前記第3コンタクト部は前記第2方向に沿って前記第2
    トレンチと平行に延在したストライプ形状を有すること
    を特徴とする、絶縁ゲート型半導体装置。
  7. 【請求項7】 請求項1記載の絶縁ゲート型半導体装置
    であって、 前記第1主面の前記ターミナル領域の内で前記第2トレ
    ンチよりも外側の領域から前記ターミナル領域下方に位
    置する前記ベース層を貫通しつつ前記第3方向に沿って
    前記半導体基板の前記内部までに形成されており、しか
    も、前記第2トレンチと連結しつつ前記第1及び第2方
    向に沿って延在してメッシュ形状を成す第3トレンチ
    と、 前記第3トレンチの底面上及び側面上に全面的に形成さ
    れた第3ゲート絶縁膜と、 前記第3トレンチの上面よりも下部に位置する様に前記
    第3トレンチ内に形成されて前記第3ゲート絶縁膜を介
    して前記第3トレンチ内を充填すると共に、前記第2ト
    レンチと前記第3トレンチの前記第1方向に沿って延在
    する各部分との各連結部分において前記第2ゲート制御
    電極と電気的に接続された第3ゲート制御電極と、 前記第1及び第2方向に沿って延在してメッシュ形状を
    成しつつ前記第3ゲート制御電極の上面を露出する様
    に、前記絶縁層内に形成されており、前記ゲート電極で
    充填された第4コンタクト部とを更に備えており、 前記ゲート電極は、前記第4コンタクト部を介した前記
    第3ゲート制御電極との電気的接続をも有しており、 前記第3コンタクト部は前記第2方向に沿って前記第2
    トレンチと平行に延在したストライプ形状を有すると共
    に、前記第4コンタクト部の前記第1方向に沿って延在
    する各横部分と連結していることを特徴とする、絶縁ゲ
    ート型半導体装置。
  8. 【請求項8】 請求項1記載の絶縁ゲート型半導体装置
    であって、 前記第1主面の前記ターミナル領域の内で前記第2トレ
    ンチよりも外側の領域から前記ターミナル領域下方に位
    置する前記ベース層を貫通しつつ前記第3方向に沿って
    前記半導体基板の前記内部までに形成されており、しか
    も、前記第2トレンチと連結しつつ前記第1及び第2方
    向に沿って延在してメッシュ形状を成す第3トレンチ
    と、 前記第3トレンチの底面上及び側面上に全面的に形成さ
    れた第3ゲート絶縁膜と、 前記第3トレンチの上面よりも下部に位置する様に前記
    第3トレンチ内に形成されて前記第3ゲート絶縁膜を介
    して前記第3トレンチ内を充填すると共に、前記第2ト
    レンチと前記第3トレンチの前記第1方向に沿って延在
    する各横部分との各連結部分において前記第2ゲート制
    御電極と電気的に接続された第3ゲート制御電極と、 前記第3ゲート制御電極の上面を露出する様に前記絶縁
    層内に形成されており、前記ゲート電極で充填された第
    4コンタクト部とを更に備えており、 前記ゲート電極は、前記第4コンタクト部を介した前記
    第3ゲート制御電極との電気的接続をも有しており、 前記第3コンタクト部は、前記第2トレンチと前記第3
    トレンチとの前記各連結部分近傍において形成された複
    数のコンタクトホールを備えており、 前記第4コンタクト部は、前記第3トレンチの前記第1
    方向に沿って延在する前記各横部分と前記第3トレンチ
    の前記第2方向に沿って延在する各縦部分との各交差部
    分において形成された複数のコンタクトホールを備える
    ことを特徴とする、絶縁ゲート型半導体装置。
  9. 【請求項9】 MOSトランジスタ構造を備える絶縁ゲ
    ート型半導体装置であって、 第3方向に関して対面し合う第1及び第2主面を有する
    第1導電型の半導体基板と、 前記第1主面の内で、セル領域、及び、前記セル領域に
    隣接するターミナル領域と前記セル領域との境界である
    一端と前記境界から前記ターミナル領域内に第1方向に
    沿って第1距離だけ離れた他端とで規定される領域か
    ら、前記第3方向に沿って、前記半導体基板の内部に向
    けて形成された、第2導電型のベース層と、 前記第1主面の前記セル領域から前記第3方向に沿って
    前記ベース層を貫通しつつ前記半導体基板の前記内部に
    まで形成された第1トレンチと、 前記第1トレンチの底面上及び側面上に全面的に形成さ
    れた第1ゲート絶縁膜と、 前記第2主面上に形成された第1主電極とを備え、 前記第1方向は前記第1主面に平行で且つ前記第3方向
    に直交しており、 前記第1主面から前記ベース層の底面迄の第1深さは、
    前記第1主面から前記第1トレンチの前記底面迄の第2
    深さよりも小さく、 前記第1トレンチは複数の第1部分及び複数の第2部分
    を有しており、 前記複数の第1部分は前記第1及び第3方向に直交する
    第2方向に沿って配列しており、 前記複数の第1部分の各々は、前記セル領域と前記ター
    ミナル領域との前記境界に位置する一端部を有し、前記
    第1方向に沿って前記一端部に向けて延在しており、 前記複数の第2部分の各々は、前記複数の第1部分の内
    で隣り合う第1部分同士の間に位置しており、前記第2
    方向に沿って延在して前記隣り合う第1部分同士を互い
    に連結しており、 前記絶縁ゲート型半導体装置は、更に、 前記第1主面の前記セル領域の内で、前記隣り合う第1
    部分同士と、前記複数の第2部分の内で前記隣り合う第
    1部分同士に対応する隣り合う第2部分同士とで囲まれ
    た各領域から、前記隣り合う第1部分同士の側面上部及
    び前記隣り合う第2部分同士の側面上部に沿って、前記
    ベース層内に向けて形成された、前記第1導電型の複数
    の第2主電極領域と、 前記第1トレンチの上面よりも下部に位置する様に前記
    第1トレンチ内に形成されて、前記第1ゲート絶縁膜を
    介して前記第1トレンチを充填する第1ゲート制御電極
    と、 前記第1主面の内で、前記境界である一端と前記境界か
    ら前記ターミナル領域内に前記第1方向に沿って前記第
    1距離よりも短い第2距離だけ離れた他端とで規定され
    る領域から、前記第3方向に沿って、前記ベース層を貫
    通しつつ前記半導体基板の前記内部にまで形成されてお
    り、前記第1深さよりも大きい第3深さを有すると共
    に、前記複数の第1部分の各々が有する前記一端部と連
    結しつつ前記第2方向に沿って延在した第2トレンチ
    と、 前記第2トレンチの底面上及び側面上に全面的に形成さ
    れた第2ゲート絶縁膜と、 前記第2トレンチの上面よりも下部に位置する様に前記
    第2トレンチ内に形成されて前記第2ゲート絶縁膜を介
    して前記第2トレンチを充填すると共に、前記複数の第
    1部分の各々が有する前記一端部において前記第1ゲー
    ト制御電極と電気的に接続された第2ゲート制御電極
    と、 前記ベース層の上面上、前記第1ゲート制御電極の上面
    上、前記第1ゲート絶縁膜の上面上、前記第2ゲート制
    御電極の上面上、前記第2ゲート絶縁膜の上面上及び前
    記第1主面の前記ターミナル領域内で前記ベース層の終
    端よりも外側の領域上に形成された絶縁層と、 前記複数の第2主電極領域の各々が有する上面の一部、
    及び、前記ベース層の内で前記複数の第2主電極領域の
    各々で囲まれた部分の上面を露出する様に、前記絶縁層
    内に形成された複数の第1コンタクト部と、 前記ベース層の内で、前記第2トレンチの前記境界側の
    側面と、前記隣り合う第1部分同士の側面と、前記複数
    の第2部分の内で前記第2トレンチに対面した第2部分
    の側面とで囲まれた各部分の一部上面を露出する様に、
    前記絶縁層内に形成された複数の第2コンタクト部と、 前記複数の第1コンタクト部内、前記複数の第2コンタ
    クト部内、及び前記絶縁層の内で前記第1主面の前記セ
    ル領域上に位置する部分の上に形成されており、前記境
    界から前記第1方向に沿って第7距離だけ離れた一端部
    を有し且つ前記第2方向に沿って延在していると共に、
    前記複数の第2主電極領域の各々及び前記ベース層と電
    気的に接続された第2主電極用第1電極層と、 前記第2ゲート制御電極の前記上面の一部を露出する様
    に、前記絶縁層内に形成された第3コンタクト部と、 前記第3コンタクト部内、前記絶縁層の内で前記境界と
    前記境界から前記セル領域側へ前記第1方向に沿って前
    記第7距離よりも短い第3距離だけ離れた箇所とで規定
    される部分の上、及び、前記絶縁層の内で前記境界と前
    記境界から前記ターミナル領域側へ前記第1方向に沿っ
    て前記第1距離よりも短い第4距離だけ離れた箇所とで
    規定される部分の上に形成されており、前記第2方向に
    沿って延在していると共に、前記第3コンタクト部を介
    して前記第2ゲート制御電極と電気的に接続されたゲー
    ト電極と、 前記ベース層の内で、前記境界から前記ターミナル領域
    側へ向けて前記第1方向に沿って前記第1距離よりも短
    く且つ前記第4距離よりも長い第5距離だけ離れた箇所
    と、前記境界から前記第1距離だけ離れた前記ベース層
    の前記他端とで挟まれた部分の一部上面を露出する様
    に、前記絶縁層内に形成された第4コンタクト部と、 前記第4コンタクト部内、及び、前記絶縁層の内で、前
    記境界から前記ターミナル領域側へ向けて前記第1方向
    に沿って前記第5距離だけ離れた前記箇所と、前記境界
    から前記ターミナル領域側へ向けて前記第1方向に沿っ
    て前記第1距離よりも長い第6距離だけ離れた箇所とで
    規定される部分の上に形成されており、前記第2方向に
    沿って延在していると共に、前記第4コンタクト部を介
    して前記ベース層と電気的に接続された第2主電極用第
    2電極層とを備えており、 前記第2主電極用第1電極層及び前記第2主電極用第2
    電極層の前記第2方向における長さは共に前記ゲート電
    極の前記第2方向における長さよりも大きく、 前記絶縁ゲート型半導体装置は、 前記ゲート電極の前記第2方向における一端部から前記
    第2方向に関して所定の距離だけ離れ且つ前記第1方向
    に沿って延在した側面を有しており、前記第2主電極用
    第1電極層の前記一端部と前記境界から前記ターミナル
    領域側へ向けて前記第1方向に沿って前記第5距離だけ
    離れた前記箇所とで規定される前記絶縁層の部分上に形
    成されており、前記第2主電極用第1電極層及び前記第
    2主電極用第2電極層を互いに電気的に接続する接続層
    を更に備えることを特徴とする、絶縁ゲート型半導体装
    置。
  10. 【請求項10】 MOSトランジスタ構造を備える絶縁
    ゲート型半導体装置であって、 第3方向に関して対面し合う第1及び第2主面を有する
    第1導電型の半導体基板と、 前記第1主面のセル領域から前記第3方向に沿って前記
    半導体基板の内部に位置する第1底面に向けて形成され
    ており、前記セル領域に隣接するターミナル領域と前記
    セル領域との境界に位置する一端部を有すると共に、前
    記第1主面から前記第1底面迄の第1深さを有する第2
    導電型のベース層と、 前記境界において前記ベース層の前記一端部と結合しつ
    つ、前記第1主面の前記ターミナル領域の内で、前記境
    界である一端と前記境界から前記ターミナル領域内に第
    1方向に沿って第1距離だけ離れた他端とで規定される
    領域から、前記第3方向に沿って、前記半導体基板の前
    記内部に位置する第4底面に向けて形成されており、前
    記第1主面から前記第4底面迄の第4深さを有する前記
    第2導電型のウエル層と、 前記第1主面の前記セル領域から前記第3方向に沿って
    前記ベース層を貫通しつつ前記半導体基板の前記内部に
    位置する第2底面にまで形成されており、前記第1主面
    から前記第2底面迄の第2深さを有する第1トレンチ
    と、 前記第1トレンチの前記第2底面上及び側面上に全面的
    に形成された第1ゲート絶縁膜と、 前記第2主面上に形成された第1主電極とを備え、 前記第1方向は前記第1主面に平行で且つ前記第3方向
    に直交しており、 前記第1深さは前記第2深さよりも小さく、 前記第2深さは前記第4深さよりも小さく、 前記ウエル層は、前記ベース層の前記第1底面の内で前
    記境界と前記境界から前記第1方向に沿って第5距離だ
    け離れた箇所とで挟まれた部分から前記ウエル層の前記
    第4底面に向けて前記半導体基板の前記内部に形成され
    たベース層被覆部分を更に有しており、 前記第1トレンチは複数の第1部分及び複数の第2部分
    を有しており、 前記複数の第1部分は前記第1及び第3方向に直交する
    第2方向に沿って配列しており、 前記複数の第1部分の各々は、前記セル領域と前記ター
    ミナル領域との前記境界に位置する一端部を有し、前記
    第1方向に沿って前記一端部に向けて延在しており、 前記複数の第2部分の各々は、前記複数の第1部分の内
    で隣り合う第1部分同士の間に位置しており、前記第2
    方向に沿って延在して前記隣り合う第1部分同士を互い
    に連結しており、 前記絶縁ゲート型半導体装置は、更に、 前記第1主面の前記セル領域の内で、前記隣り合う第1
    部分同士と、前記複数の第2部分の内で前記隣り合う第
    1部分同士に対応する隣り合う第2部分同士とで囲まれ
    た各領域から、前記隣り合う第1部分同士の側面上部及
    び前記隣り合う第2部分同士の側面上部に沿って、前記
    ベース層内に向けて形成された、前記第1導電型の複数
    の第2主電極領域と、 前記第1トレンチの上面よりも下部に位置する様に前記
    第1トレンチ内に形成されて、前記第1ゲート絶縁膜を
    介して前記第1トレンチを充填する第1ゲート制御電極
    と、 前記第1主面の内で、前記境界である一端と前記境界か
    ら前記ターミナル領域内に前記第1方向に沿って前記第
    1距離よりも短い第2距離だけ離れた他端とで規定され
    る領域から、前記第3方向に沿って、前記ウエル層の内
    部に位置する第3底面にまで形成されており、前記第1
    主面から前記第3底面迄の第3深さを有すると共に、前
    記複数の第1部分の各々が有する前記一端部と連結しつ
    つ前記第2方向に沿って延在した第2トレンチと、 前記第2トレンチの前記第3底面上及び側面上に全面的
    に形成された第2ゲート絶縁膜と、 前記第2トレンチの上面よりも下部に位置する様に前記
    第2トレンチ内に形成されて前記第2ゲート絶縁膜を介
    して前記第2トレンチを充填すると共に、前記複数の第
    1部分の各々が有する前記一端部において前記第1ゲー
    ト制御電極と電気的に接続された第2ゲート制御電極
    と、 前記ベース層の上面上、前記第1ゲート制御電極の上面
    上、前記第1ゲート絶縁膜の上面上、前記第2ゲート制
    御電極の上面上、前記第2ゲート絶縁膜の上面上、前記
    ウエル層の上面上及び前記第1主面の前記ターミナル領
    域内で前記ウエル層の終端よりも外側の領域上に形成さ
    れた絶縁層と、 前記複数の第2主電極領域の各々が有する上面の一部、
    及び、前記ベース層の内で前記複数の第2主電極領域の
    各々で囲まれた部分の上面を露出する様に、前記絶縁層
    内に形成された複数の第1コンタクト部と、 前記ベース層の内で、前記第2トレンチの前記境界側の
    側面と、前記隣り合う第1部分同士の側面と、前記複数
    の第2部分の内で前記第2トレンチに対面した第2部分
    の側面とで囲まれた各部分の一部上面を露出する様に、
    前記絶縁層内に形成された複数の第2コンタクト部と、 前記複数の第1コンタクト部内、前記複数の第2コンタ
    クト部内、及び前記絶縁層の内で前記第1主面の前記セ
    ル領域上に位置する部分の上に形成されており、前記境
    界から前記第1方向に沿って前記第5距離よりも大きい
    第6距離だけ離れた一端部を有し且つ前記第2方向に沿
    って延在していると共に、前記複数の第2主電極領域の
    各々及び前記ベース層と電気的に接続された第2主電極
    と、 前記第2ゲート制御電極の前記上面の一部を露出する様
    に、前記絶縁層内に形成された第3コンタクト部と、 前記第3コンタクト部内、前記絶縁層の内で前記境界と
    前記境界から前記セル領域側へ前記第1方向に沿って前
    記第5距離よりも短い第3距離だけ離れた箇所とで規定
    される部分の上、及び、前記絶縁層の内で前記境界と前
    記境界から前記ターミナル領域側へ前記第1方向に沿っ
    て前記第1距離よりも大きい第4距離だけ離れた箇所と
    で規定される部分の上に形成されており、前記第2方向
    に沿って延在していると共に、前記第3コンタクト部を
    介して前記第2ゲート制御電極と電気的に接続されたゲ
    ート電極とを備えており、 前記第3深さは前記第1深さよりも大きく、 前記第4深さは前記第3深さよりも大きいことを特徴と
    する、絶縁ゲート型半導体装置。
  11. 【請求項11】 請求項10記載の絶縁ゲート型半導体
    装置であって、 前記第1主面の前記ターミナル領域上に形成された前記
    絶縁層の内で、前記ウエル層の前記終端よりも外側に位
    置し且つ少なくとも前記ゲート電極の下方に位置する部
    分の内部に配設されており、前記第2方向に沿って延在
    した第3ゲート制御電極と、 前記第3ゲート制御電極の上面の一部を露出する様に前
    記絶縁層内に形成されており、前記ゲート電極によって
    充填された第4コンタクト部とを更に備えており、 前記ゲート電極は、前記第4コンタクト部を介した前記
    第3ゲート制御電極との電気的接続をも有することを特
    徴とする、絶縁ゲート型半導体装置。
  12. 【請求項12】 MOSトランジスタ構造を備える絶縁
    ゲート型半導体装置であって、 第3方向に関して対面し合う第1及び第2主面を有する
    第1導電型の半導体基板と、 前記第1主面のセル領域から前記第3方向に沿って前記
    半導体基板の内部に位置する第1底面に向けて形成され
    ており、前記セル領域に隣接するターミナル領域と前記
    セル領域との境界に位置する一端部を有すると共に、前
    記第1主面から前記第1底面迄の第1深さを有する第2
    導電型のベース層と、 前記境界において前記ベース層の前記一端部と結合しつ
    つ、前記第1主面の前記ターミナル領域の内で、前記境
    界である一端と前記境界から前記ターミナル領域内に第
    1方向に沿って第1距離だけ離れた他端とで規定される
    領域から、前記第3方向に沿って、前記半導体基板の前
    記内部に位置する第4底面に向けて形成されており、前
    記第1主面から前記第4底面迄の第4深さを有する前記
    第2導電型のウエル層と、 前記第1主面の前記セル領域から前記第3方向に沿って
    前記ベース層を貫通しつつ前記半導体基板の前記内部に
    位置する第2底面にまで形成されており、前記第1主面
    から前記第2底面迄の第2深さを有する第1トレンチ
    と、 前記第1トレンチの前記第2底面上及び側面上に全面的
    に形成された第1ゲート絶縁膜と、 前記第2主面上に形成された第1主電極とを備え、 前記第1方向は前記第1主面に平行で且つ前記第3方向
    に直交しており、 前記第1深さは前記第2深さよりも小さく、 前記第2深さは前記第4深さよりも小さく、 前記ウエル層は、前記ベース層の前記第2底面の内で前
    記境界と前記境界から前記第1方向に沿って第8距離だ
    け離れた箇所とで挟まれた部分から前記ウエル層の前記
    第4底面に向けて前記半導体基板の前記内部に形成され
    たベース層被覆部分を更に有しており、 前記第1トレンチは複数の第1部分及び複数の第2部分
    を有しており、 前記複数の第1部分は前記第1及び第3方向に直交する
    第2方向に沿って配列しており、 前記複数の第1部分の各々は、前記セル領域と前記ター
    ミナル領域との前記境界に位置する一端部を有し、前記
    第1方向に沿って前記一端部に向けて延在しており、 前記複数の第2部分の各々は、前記複数の第1部分の内
    で隣り合う第1部分同士の間に位置しており、前記第2
    方向に沿って延在して前記隣り合う第1部分同士を互い
    に連結しており、 前記絶縁ゲート型半導体装置は、更に、 前記第1主面の前記セル領域の内で、前記隣り合う第1
    部分同士と、前記複数の第2部分の内で前記隣り合う第
    1部分同士に対応する隣り合う第2部分同士とで囲まれ
    た各領域から、前記隣り合う第1部分同士の側面上部及
    び前記隣り合う第2部分同士の側面上部に沿って、前記
    ベース層内に向けて形成された、前記第1導電型の複数
    の第2主電極領域と、 前記第1トレンチの上面よりも下部に位置する様に前記
    第1トレンチ内に形成されて、前記第1ゲート絶縁膜を
    介して前記第1トレンチを充填する第1ゲート制御電極
    と、 前記第1主面の内で、前記境界である一端と前記境界か
    ら前記ターミナル領域内に前記第1方向に沿って前記第
    1距離よりも短い第2距離だけ離れた他端とで規定され
    る領域から、前記第3方向に沿って、前記ウエル層の内
    部に位置する第3底面にまで形成されており、前記第1
    主面から前記第3底面迄の第3深さを有すると共に、前
    記複数の第1部分の各々が有する前記一端部と連結しつ
    つ前記第2方向に沿って延在した第2トレンチと、 前記第2トレンチの前記第3底面上及び側面上に全面的
    に形成された第2ゲート絶縁膜と、 前記第2トレンチの上面よりも下部に位置する様に前記
    第2トレンチ内に形成されて前記第2ゲート絶縁膜を介
    して前記第2トレンチを充填すると共に、前記複数の第
    1部分の各々が有する前記一端部において前記第1ゲー
    ト制御電極と電気的に接続された第2ゲート制御電極
    と、 前記ベース層の上面上、前記第1ゲート制御電極の上面
    上、前記第1ゲート絶縁膜の上面上、前記第2ゲート制
    御電極の上面上、前記第2ゲート絶縁膜の上面上、前記
    ウエル層の上面上及び前記第1主面の前記ターミナル領
    域内で前記ウエル層の終端よりも外側の領域上に形成さ
    れた絶縁層と、 前記複数の第2主電極領域の各々が有する上面の一部、
    及び、前記ベース層の内で前記複数の第2主電極領域の
    各々で囲まれた部分の上面を露出する様に、前記絶縁層
    内に形成された複数の第1コンタクト部と、 前記ベース層の内で、前記第2トレンチの前記境界側の
    側面と、前記隣り合う第1部分同士の側面と、前記複数
    の第2部分の内で前記第2トレンチに対面した第2部分
    の側面とで囲まれた各部分の一部上面を露出する様に、
    前記絶縁層内に形成された複数の第2コンタクト部と、 前記複数の第1コンタクト部内、前記複数の第2コンタ
    クト部内、及び前記絶縁層の内で前記第1主面の前記セ
    ル領域上に位置する部分の上に形成されており、前記境
    界から前記第1方向に沿って前記第8距離よりも長い第
    7距離だけ離れた一端部を有し且つ前記第2方向に沿っ
    て延在していると共に、前記複数の第2主電極領域の各
    々及び前記ベース層と電気的に接続された第2主電極用
    第1電極層と、 前記第2ゲート制御電極の前記上面の一部を露出する様
    に、前記絶縁層内に形成された第3コンタクト部と、 前記第3コンタクト部内、前記絶縁層の内で前記境界と
    前記境界から前記セル領域側へ前記第1方向に沿って前
    記第8距離よりも短い第3距離だけ離れた箇所とで規定
    される部分の上、及び、前記絶縁層の内で前記境界と前
    記境界から前記ターミナル領域側へ前記第1方向に沿っ
    て前記第1距離よりも短い第4距離だけ離れた箇所とで
    規定される部分の上に形成されており、前記第2方向に
    沿って延在していると共に、前記第3コンタクト部を介
    して前記第2ゲート制御電極と電気的に接続されたゲー
    ト電極と、 前記ウエル層の内で、前記境界から前記ターミナル領域
    側へ向けて前記第1方向に沿って前記第1距離よりも短
    く且つ前記第4距離よりも長い第5距離だけ離れた箇所
    と、前記境界から前記第1距離だけ離れた前記ウエル層
    の前記他端とで挟まれた部分の一部上面を露出する様
    に、前記絶縁層内に形成された第4コンタクト部と、 前記第4コンタクト部内、及び、前記絶縁層の内で、前
    記境界から前記ターミナル領域側へ向けて前記第1方向
    に沿って前記第5距離だけ離れた前記箇所と、前記境界
    から前記ターミナル領域側へ向けて前記第1方向に沿っ
    て前記第1距離よりも長い第6距離だけ離れた箇所とで
    規定される部分の上に形成されており、前記第2方向に
    沿って延在していると共に、前記第4コンタクト部を介
    して前記ウエル層と電気的に接続された第2主電極用第
    2電極層とを備えており、 前記第2主電極用第1電極層及び前記第2主電極用第2
    電極層の前記第2方向における長さは共に前記ゲート電
    極の前記第2方向における長さよりも大きく、 前記絶縁ゲート型半導体装置は、 前記ゲート電極の前記第2方向における一端部から前記
    第2方向に関して所定の距離だけ離れ且つ前記第1方向
    に沿って延在した側面を有しており、前記第2主電極用
    第1電極層の前記一端部と前記境界から前記ターミナル
    領域側へ向けて前記第1方向に沿って前記第5距離だけ
    離れた前記箇所とで規定される前記絶縁層の部分上に形
    成されており、前記第2主電極用第1電極層及び前記第
    2主電極用第2電極層を互いに電気的に接続する接続層
    を更に備えており、 前記第3深さは前記第1深さよりも大きく、 前記第4深さは前記第3深さよりも大きいことを特徴と
    する、絶縁ゲート型半導体装置。
  13. 【請求項13】 MOSトランジスタ構造を備える絶縁
    ゲート型半導体装置であって、 第3方向に関して対面し合う第1及び第2主面を有する
    第1導電型の半導体基板と、 前記第1主面のセル領域から前記第3方向に沿って前記
    半導体基板の内部に位置する第1底面に向けて形成され
    ており、前記セル領域に隣接するターミナル領域と前記
    セル領域との境界に位置する一端部を有すると共に、前
    記第1主面から前記第1底面迄の第1深さを有する第2
    導電型のベース層と、 前記第1主面の前記セル領域から前記第3方向に沿って
    前記ベース層を貫通しつつ前記半導体基板の前記内部に
    位置する第2底面にまで形成されており、前記第1主面
    から前記第2底面迄の第2深さを有する第1トレンチ
    と、 前記第1トレンチの前記第2底面上及び側面上に全面的
    に形成された第1ゲート絶縁膜と、 前記第2主面上に形成された第1主電極とを備え、 前記第1方向は前記第1主面に平行で且つ前記第3方向
    に直交しており、 前記第1深さは前記第2深さよりも小さく、 前記第1トレンチは複数の第1部分及び複数の第2部分
    を有しており、 前記複数の第1部分は前記第1及び第3方向に直交する
    第2方向に沿って配列しており、 前記複数の第1部分の各々は、前記セル領域と前記ター
    ミナル領域との前記境界に位置する一端部を有し、前記
    第1方向に沿って前記一端部に向けて延在しており、 前記複数の第2部分の各々は、前記複数の第1部分の内
    で隣り合う第1部分同士の間に位置しており、前記第2
    方向に沿って延在して前記隣り合う第1部分同士を互い
    に連結しており、 前記絶縁ゲート型半導体装置は、更に、 前記第1主面の前記セル領域の内で、前記隣り合う第1
    部分同士と、前記複数の第2部分の内で前記隣り合う第
    1部分同士に対応する隣り合う第2部分同士とで囲まれ
    た各領域から、前記隣り合う第1部分同士の側面上部及
    び前記隣り合う第2部分同士の側面上部に沿って、前記
    ベース層内に向けて形成された、前記第1導電型の複数
    の第2主電極領域と、 前記第1トレンチの上面よりも下部に位置する様に前記
    第1トレンチ内に形成されて、前記第1ゲート絶縁膜を
    介して前記第1トレンチを充填する第1ゲート制御電極
    と、 前記第1主面の内で、前記境界である一端と前記境界か
    ら前記ターミナル領域内に前記第1方向に沿って第1距
    離だけ離れた他端とで規定される領域から、前記第3方
    向に沿って、前記半導体基板の前記内部に位置する第3
    底面にまで形成されており、前記第1主面から前記第3
    底面迄の第3深さを有すると共に、前記複数の第1部分
    の各々が有する前記一端部と連結しつつ前記第2方向に
    沿って延在した第2トレンチと、 前記第2トレンチの前記第3底面上及び側面上に全面的
    に形成された第2ゲート絶縁膜と、 前記第2トレンチの上面よりも下部に位置する様に前記
    第2トレンチ内に形成されて前記第2ゲート絶縁膜を介
    して前記第2トレンチを充填すると共に、前記複数の第
    1部分の各々が有する前記一端部において前記第1ゲー
    ト制御電極と電気的に接続された第2ゲート制御電極
    と、 前記ベース層の上面上、前記第1ゲート制御電極の上面
    上、前記第1ゲート絶縁膜の上面上、前記第2ゲート制
    御電極の上面上、前記第2ゲート絶縁膜の上面上、及び
    前記第2トレンチの前記側面の内で前記ターミナル領域
    側の側面の外側に位置する前記第1主面上に、形成され
    た絶縁層と、 前記複数の第2主電極領域の各々が有する上面の一部、
    及び、前記ベース層の内で前記複数の第2主電極領域の
    各々で囲まれた部分の上面を露出する様に、前記絶縁層
    内に形成された複数の第1コンタクト部と、 前記ベース層の内で、前記第2トレンチの前記境界側の
    側面と、前記隣り合う第1部分同士の側面と、前記複数
    の第2部分の内で前記第2トレンチに対面した第2部分
    の側面とで囲まれた各部分の一部上面を露出する様に、
    前記絶縁層内に形成された複数の第2コンタクト部と、 前記複数の第1コンタクト部内、前記複数の第2コンタ
    クト部内、及び前記絶縁層の内で前記第1主面の前記セ
    ル領域上に位置する部分の上に形成されており、前記境
    界から前記第1方向に沿って第4距離だけ離れた一端部
    を有し且つ前記第2方向に沿って延在していると共に、
    前記複数の第2主電極領域の各々及び前記ベース層と電
    気的に接続された第2主電極と、 前記第2ゲート制御電極の前記上面の一部を露出する様
    に、前記絶縁層内に形成された第3コンタクト部と、 前記第3コンタクト部内、前記絶縁層の内で前記境界と
    前記境界から前記セル領域側へ前記第1方向に沿って前
    記第4距離よりも短い第3距離だけ離れた箇所とで規定
    される部分の上、及び、前記絶縁層の内で前記境界と前
    記境界から前記ターミナル領域側へ前記第1方向に沿っ
    て前記第1距離よりも長い第2距離だけ離れた箇所とで
    規定される部分の上に形成されており、前記第2方向に
    沿って延在していると共に、前記第3コンタクト部を介
    して前記第2ゲート制御電極と電気的に接続されたゲー
    ト電極とを備えており、 前記第3深さは前記第1深さよりも大きく、 前記第2トレンチの前記ターミナル領域側側面と、前記
    境界から前記ターミナル領域側へ前記第1方向に沿って
    前記第2距離だけ離れた前記箇所とで規定される、前記
    ゲート電極の直下に位置する前記半導体基板の部分に
    は、前記第2導電型の半導体層が一切形成されていない
    ことを特徴とする、絶縁ゲート型半導体装置。
  14. 【請求項14】 請求項13記載の絶縁ゲート型半導体
    装置であって、 前記第1主面の前記ターミナル領域上に形成された前記
    絶縁層の内で、前記第2トレンチの前記ターミナル領域
    側側面よりも外側に位置し且つ少なくとも前記ゲート電
    極の下方に位置する部分の内部に配設されており、前記
    第2方向に沿って延在した第3ゲート制御電極と、 前記第3ゲート制御電極の上面の一部を露出する様に前
    記絶縁層内に形成されており、前記ゲート電極によって
    充填された第4コンタクト部とを更に備えており、 前記ゲート電極は、前記第4コンタクト部を介した前記
    第3ゲート制御電極との電気的接続をも有することを特
    徴とする、絶縁ゲート型半導体装置。
  15. 【請求項15】 MOSトランジスタ構造を備える絶縁
    ゲート型半導体装置であって、 第3方向に関して対面し合う第1及び第2主面を有する
    第1導電型の半導体基板と、 前記第1主面の内で、セル領域、及び、前記セル領域に
    隣接するターミナル領域と前記セル領域との境界である
    一端と前記境界から前記ターミナル領域内に第1方向に
    沿って第1距離だけ離れた他端とで規定される領域か
    ら、前記第3方向に沿って、前記半導体基板の内部に向
    けて形成された、第2導電型のベース層と、 前記第1主面の前記セル領域から前記第3方向に沿って
    前記ベース層を貫通しつつ前記半導体基板の前記内部に
    まで形成されたトレンチと、 前記トレンチの底面上及び側面上に全面的に形成された
    ゲート絶縁膜と、 前記第2主面上に形成された第1主電極とを備え、 前記第1方向は前記第1主面に平行で且つ前記第3方向
    に直交しており、 前記第1主面から前記ベース層の底面迄の第1深さは、
    前記第1主面から前記トレンチの前記底面迄の第2深さ
    よりも小さく、 前記トレンチは複数の第1部分及び複数の第2部分を有
    しており、 前記複数の第1部分は前記第1及び第3方向に直交する
    第2方向に沿って配列しており、 前記複数の第1部分の各々は、前記セル領域と前記ター
    ミナル領域との前記境界に位置する一端部を有し、前記
    第1方向に沿って前記一端部に向けて延在しており、 前記複数の第2部分の各々は、前記複数の第1部分の内
    で隣り合う第1部分同士の間に位置しており、前記第2
    方向に沿って延在して前記隣り合う第1部分同士を互い
    に連結しており、 前記絶縁ゲート型半導体装置は、更に、 前記第1主面の前記セル領域の内で、前記隣り合う第1
    部分同士と、前記複数の第2部分の内で前記隣り合う第
    1部分同士に対応する隣り合う第2部分同士とで囲まれ
    た各領域から、前記隣り合う第1部分同士の側面上部及
    び前記隣り合う第2部分同士の側面上部に沿って、前記
    ベース層内に向けて形成された、前記第1導電型の複数
    の第2主電極領域と、 前記トレンチの上面よりも下部に位置する様に前記トレ
    ンチ内に形成されて、前記ゲート絶縁膜を介して前記ト
    レンチを充填するゲート制御電極と、 前記ベース層の上面上、前記ゲート制御電極の上面上、
    前記ゲート絶縁膜の上面上、及び前記第1主面の前記タ
    ーミナル領域内で前記ベース層の終端よりも外側の領域
    上に形成された絶縁層と、 前記複数の第2主電極領域の各々が有する上面の一部、
    及び、前記ベース層の内で前記複数の第2主電極領域の
    各々で囲まれた部分の上面を露出する様に、前記絶縁層
    内に形成された複数の第1コンタクト部と、 前記ベース層の内で、前記境界と、前記隣り合う第1部
    分同士の側面と、前記複数の第2部分の内で前記境界に
    対面した第2部分の側面とで規定される各部分の一部上
    面を露出する様に、前記絶縁層内に形成された複数の第
    2コンタクト部と、 前記複数の第1コンタクト部内、前記複数の第2コンタ
    クト部内、及び前記絶縁層の内で前記第1主面の前記セ
    ル領域上に位置する部分の上に形成されており、前記第
    2方向に沿って延在していると共に、前記複数の第2主
    電極領域の各々及び前記ベース層と電気的に接続された
    第2主電極と、 前記複数の第1部分の各々を充填する前記ゲート制御電
    極の各部における上面の内で、前記境界から前記第1方
    向に沿って第4距離だけ離れた第1箇所と、前記境界か
    ら前記第1方向に沿って前記第4距離よりも長い第5距
    離だけ離れた第2箇所とで挟まれた部分を露出する様
    に、前記複数の第1部分の各々毎に前記絶縁層内に形成
    された複数の第3コンタクト部と、 前記複数の第3コンタクト部の各々内、前記絶縁層の内
    で前記境界と前記境界から前記セル領域側へ前記第1方
    向に沿って前記第5距離よりも長い第3距離だけ離れた
    箇所とで規定される部分の上、及び、前記絶縁層の内で
    前記境界と前記境界から前記ターミナル領域側へ前記第
    1方向に沿って前記第1距離よりも大きい第2距離だけ
    離れた箇所とで規定される部分の上に形成されており、
    前記第2方向に沿って延在していると共に、前記複数の
    第3コンタクト部を介して前記ゲート制御電極と電気的
    に接続されたゲート電極とを備えることを特徴とする、
    絶縁ゲート型半導体装置。
  16. 【請求項16】 請求項15記載の絶縁ゲート型半導体
    装置であって、 前記ゲート制御電極を第1ゲート制御電極と定義すると
    き、 前記第1主面の前記ターミナル領域上に形成された前記
    絶縁層の内で、前記ベース層の前記終端よりも外側に位
    置し且つ少なくとも前記ゲート電極の下方に位置する部
    分の内部に配設されており、前記第2方向に沿って延在
    した第2ゲート制御電極と、 前記第2ゲート制御電極の上面の一部を露出する様に前
    記絶縁層内に形成されており、前記ゲート電極によって
    充填された第4コンタクト部とを更に備えており、 前記ゲート電極は、前記第4コンタクト部を介した前記
    第2ゲート制御電極との電気的接続をも有することを特
    徴とする、絶縁ゲート型半導体装置。
  17. 【請求項17】 (a)第1導電型の半導体基板の主面
    から第3方向に沿って前記半導体基板の内部にまで第2
    導電型のベース層を形成する工程と、 (b)前記ベース層を貫通しつつ、前記主面に平行で且
    つ前記第3方向に直交する第1方向に向けて延在してお
    り、前記半導体基板の前記内部に底面を有する第1トレ
    ンチと、前記ベース層を貫通しつつ、且つ、前記第1ト
    レンチの前記第1方向における一端部と連結しつつ前記
    第1方向及び前記第3方向に直交する第2方向に向けて
    延在しており、前記半導体基板の前記内部に底面を有す
    る第2トレンチとを形成する工程と、 (c)前記第1トレンチの前記底面上及び側面上に第1
    ゲート酸化膜を形成し、且つ、前記第2トレンチの前記
    底面上及び側面上に第2ゲート酸化膜を形成する工程
    と、 (d)前記第1ゲート酸化膜を介して前記第1トレンチ
    内を充填する第1ゲート制御電極と、前記第2ゲート酸
    化膜を介して前記第2トレンチ内を充填する第2ゲート
    制御電極とを形成する工程と、 (e)前記第1ゲート制御電極の上面及び前記第2ゲー
    ト制御電極の上面を被覆する絶縁層を前記半導体基板の
    前記主面上に形成する工程と、 (f)前記第2ゲート制御電極の前記上面を露出させる
    ゲートコンタクト部を前記絶縁層内に形成する工程と、 (g)前記ゲートコンタクト部を充填すると共に、前記
    ベース層の前記第1方向における終端部よりも外側に張
    り出した一端部を有するゲート電極を前記絶縁層の上面
    上に形成する工程とを備えたことを特徴とする、ゲート
    配線構造の製造方法。
  18. 【請求項18】 請求項17記載のゲート配線構造の製
    造方法であって、 前記工程(d)は、 前記半導体基板の前記主面の内で前記ベース層の前記終
    端部よりも外側に位置する部分の上に、絶縁酸化膜を介
    して、第3ゲート制御電極を形成する工程を含んでお
    り、 前記工程(e)で形成される前記絶縁層は前記第3ゲー
    ト制御電極を被覆しており、 前記工程(f)は、 前記ゲート電極の前記一端部よりも内側に位置する前記
    第3ゲート制御電極の上面部分を露出させる別のゲート
    コンタクト部を前記絶縁層内に形成する工程を含んでお
    り、 前記工程(g)で形成される前記ゲート電極は前記別の
    ゲートコンタクト部をも充填していることを特徴とす
    る、ゲート配線構造の製造方法。
  19. 【請求項19】 (a)第1導電型の半導体基板の主面
    から第3方向に沿って前記半導体基板の内部にまで第2
    導電型のベース層を形成する工程と、 (b)前記ベース層を貫通しつつ、前記主面に平行で且
    つ前記第3方向に直交する第1方向に向けて延在してお
    り、前記半導体基板の前記内部に底面を有する第1トレ
    ンチと、前記ベース層を貫通しつつ、且つ、前記第1ト
    レンチの前記第1方向における一端部と連結しつつ前記
    第1方向及び前記第3方向に直交する第2方向に向けて
    延在しており、前記半導体基板の前記内部に底面を有す
    る第2トレンチとを形成する工程と、 (c)前記第1トレンチの前記底面上及び側面上に第1
    ゲート酸化膜を形成し、且つ、前記第2トレンチの前記
    底面上及び側面上に第2ゲート酸化膜を形成する工程
    と、 (d)前記第1ゲート酸化膜を介して前記第1トレンチ
    内を充填する第1ゲート制御電極と、前記第2ゲート酸
    化膜を介して前記第2トレンチ内を充填する第2ゲート
    制御電極とを形成する工程と、 (e)前記第1ゲート制御電極の上面及び前記第2ゲー
    ト制御電極の上面を被覆する絶縁層を前記半導体基板の
    前記主面上に形成する工程と、 (f)前記第2ゲート制御電極の前記上面を露出させる
    ゲートコンタクト部と、前記第2トレンチよりも外側に
    位置する前記ベース層の上面部分を露出させるソースコ
    ンタクト部とを、前記絶縁層内に形成する工程と、 (g)前記ゲートコンタクト部を充填するゲート電極
    と、前記ソースコンタクト部を充填し且つ前記ベース層
    の前記第1方向における終端部よりも外側に張り出した
    一端部を有するソース電極とを、前記絶縁層の上面上に
    形成する工程とを備えたことを特徴とする、ゲート配線
    構造の製造方法。
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