JP2007299990A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
【課題】終端構造領域および遷移領域を有する半導体装置において、終端構造領域および遷移領域をより一層短くすること。総ゲート長を必要以上に長くすることなく、本来必要な領域にのみゲート電極を設置すること。
【解決手段】活性領域1と終端構造領域3の間の遷移領域2に、トレンチ溝19に絶縁体20を埋め込んだトレンチ埋込領域5を設ける。遷移領域2において、トレンチ埋込領域5の活性領域1側に、トレンチ溝19よりも浅いP型チャネル領域4を設けるとともに、トレンチ埋込領域5の終端構造領域3側に、ソース電極17に電気的に接続されたP型バイパス領域6を設ける。
【選択図】図2In a semiconductor device having a termination structure region and a transition region, the termination structure region and the transition region are further shortened. Do not set the total gate length longer than necessary, and install the gate electrode only in the area that is originally required.
In a transition region 2 between an active region 1 and a termination structure region 3, a trench buried region 5 in which an insulator 20 is buried in a trench groove 19 is provided. In the transition region 2, a P-type channel region 4 shallower than the trench groove 19 is provided on the active region 1 side of the trench buried region 5, and the source electrode 17 is electrically connected to the termination structure region 3 side of the trench buried region 5. Connected P-type bypass region 6 is provided.
[Selection] Figure 2
Description
この発明は、大電力用縦型絶縁ゲート半導体素子を有する半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device having a vertical insulated gate semiconductor element for high power.
従来、大電力用縦型絶縁ゲート半導体素子として、金属−酸化物−半導体構造を有する絶縁ゲート型電界効果トランジスタ(以下、MOSFETとする)や絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(以下、IGBTとする)が公知である。これらの半導体素子は、高電力出力用途のために単独で形成されたり、他の高電圧出力用途のために並列に接続された構造として形成される。 Conventionally, as a vertical insulated gate semiconductor element for high power, an insulated gate field effect transistor (hereinafter referred to as MOSFET) and an insulated gate bipolar transistor (hereinafter referred to as IGBT) having a metal-oxide-semiconductor structure are known. It is. These semiconductor elements can be formed alone for high power output applications or as a structure connected in parallel for other high voltage output applications.
このような縦型半導体素子を有する半導体装置では、主電流が流れる活性領域の外側で、かつMOSゲート構造が形成された側(以下、上側とする)の主面に、PN接合を終端させるためのプレーナ型終端構造領域を設ける必要がある。この終端構造領域を設けない場合には、活性領域の外側に、PN接合部の曲率部分が存在することになる。この曲率部分では、活性領域内の平面状のPN接合部よりも、電界の集中が起こりやすい。そのため、活性領域の外側の方が、活性領域よりも高電界となり、活性領域よりも先に臨界電界強度に到達するため、耐圧が低くなってしまう。 In a semiconductor device having such a vertical semiconductor element, the PN junction is terminated on the main surface on the side where the MOS gate structure is formed (hereinafter referred to as the upper side) outside the active region where the main current flows. It is necessary to provide a planar type termination structure region. When this termination structure region is not provided, the curvature portion of the PN junction exists outside the active region. In this curvature portion, the electric field is more likely to be concentrated than the planar PN junction in the active region. Therefore, the outside of the active region has a higher electric field than the active region, and the critical electric field strength is reached before the active region, resulting in a lower breakdown voltage.
また、一般的に、プレーナ型終端構造領域を有する縦型デバイスでは、主電流を流すために半導体層に接している電極のうち、上側の電極の方が、反対側の電極よりも小さい。そのため、上側の電極の端部には、電流が集中しやすい。この対策として、活性領域から終端構造領域に遷移する領域(以下、遷移領域とする)を設けることが公知である。 In general, in a vertical device having a planar termination structure region, the upper electrode is smaller than the opposite electrode among the electrodes in contact with the semiconductor layer for flowing a main current. Therefore, current tends to concentrate on the end of the upper electrode. As a countermeasure, it is known to provide a region (hereinafter referred to as a transition region) that transitions from the active region to the termination structure region.
プレーナ型終端構造の例としては、フローティングガードリング構造、フィールドプレート構造、リサーフ構造等、またはそれらを組み合わせた終端構造が公知である。また、プレーナ型終端構造領域においてトレンチ溝同士をループ状につなぎ合わせることにより、トレンチ溝の端面をなくし、トレンチ溝端面への電界集中による耐圧低下を防ぐようにした構造が公知である(例えば、特許文献1参照。)。 As examples of the planar termination structure, a floating guard ring structure, a field plate structure, a RESURF structure, or the like, or a termination structure that combines them is known. Further, a structure in which trench grooves are connected in a loop shape in a planar termination structure region so as to eliminate the end face of the trench groove and prevent a decrease in breakdown voltage due to electric field concentration on the end face of the trench groove is known (for example, (See Patent Document 1).
また、トレンチ溝よりも深いP型拡散領域を設けることにより、トレンチ溝端面への電界集中による耐圧低下を防ぐようにした構造が公知である(例えば、特許文献2参照。)。この特許文献2には、活性セル領域を囲む不活性セル領域と、不活性セル領域を囲むターミネーション領域を設けることによって、寄生NPNトランジスタが形成されるのを防ぎ、電流集中に起因する破壊を防ぐようにした構造も開示されている。
Also, a structure is known in which a P-type diffusion region deeper than the trench groove is provided to prevent a breakdown voltage drop due to electric field concentration on the end face of the trench groove (see, for example, Patent Document 2). In
また、活性領域において、トレンチ溝内に誘電体膜を介して、エミッタ電極に接続された電極を形成することにより、半導体基板領域内に空間電荷領域を形成し、チャネル領域と半導体基板領域との接合に発生する空間電荷領域との結合により、半導体基板領域内の空間電荷領域における電界集中を緩和させるようにした構造が公知である(例えば、特許文献3参照。)。この公知例は、高耐圧を維持しつつ、オン抵抗を低減できる程度に半導体基板の不純物濃度を高くするものである。 In the active region, an electrode connected to the emitter electrode is formed in the trench groove through the dielectric film, thereby forming a space charge region in the semiconductor substrate region, and the channel region and the semiconductor substrate region. A structure in which electric field concentration in a space charge region in a semiconductor substrate region is relaxed by coupling with a space charge region generated at a junction is known (see, for example, Patent Document 3). This known example increases the impurity concentration of the semiconductor substrate to such an extent that the on-resistance can be reduced while maintaining a high breakdown voltage.
また、活性領域を完全に囲む縁部終端構造を備えたパワーMOS素子が公知である(例えば、特許文献4参照。)。この縁部終端構造は、ソース領域、ドレイン領域およびチャネル領域とは反対側の縁部に、絶縁体によって絶縁されている導電材料を有する終端トレンチの一部を含む。この縁部終端構造の導電材料は、接続孔、上面メタライゼーションおよび接続孔を介してソース領域およびドレイン領域に導電可能に接続されている。 Also, a power MOS element having an edge termination structure that completely surrounds the active region is known (see, for example, Patent Document 4). The edge termination structure includes a portion of a termination trench having a conductive material that is insulated by an insulator at the edge opposite the source region, drain region, and channel region. The conductive material of the edge termination structure is conductively connected to the source region and the drain region through the connection hole, the upper surface metallization, and the connection hole.
また、第1導電型の半導体基板と、半導体基板上に設けられた第2導電型のエピタキシャル層と、エピタキシャル層の上面からエピタキシャル層の中に延在する第1導電型の第1の領域と、第1の領域を取り囲みかつ第1の領域から離間するようにエピタキシャル層の上面からエピタキシャル層の中に延在する第2の領域と、エピタキシャル層の上面から第2の領域およびエピタキシャル層を通って基板の中まで延在する傾斜した側壁と、第1の領域および第2の領域とエピタキシャル層との間に形成されたそれぞれのPN接合と、傾斜した側壁中に設けられて、第2の領域を基板に電気的に接続する低抵抗路を構成する第1導電型の不純物の薄い注入層と、を有し、第1の領域と第2の領域との間に、降伏電圧特性を制御する手段が設けられている半導体デバイスが公知である。降伏電圧特性を制御する手段は、第1の領域から第2の領域に向かって横方向に延在する第1の接合終端延在領域と、第2の領域から第1の接合終端延在領域に向かって横方向に延在する第2の接合終端延在領域とを有している(例えば、特許文献5参照。)。 A first conductivity type semiconductor substrate; a second conductivity type epitaxial layer provided on the semiconductor substrate; and a first conductivity type first region extending from the upper surface of the epitaxial layer into the epitaxial layer; A second region extending from the upper surface of the epitaxial layer into the epitaxial layer so as to surround the first region and away from the first region; and from the upper surface of the epitaxial layer through the second region and the epitaxial layer Inclined sidewalls extending into the substrate, respective PN junctions formed between the first region and the second region and the epitaxial layer, and provided in the inclined sidewalls, And a thin implanted layer of a first conductivity type impurity that constitutes a low resistance path that electrically connects the region to the substrate, and controls the breakdown voltage characteristics between the first region and the second region Provided with means to And are semiconductor devices are known. The means for controlling the breakdown voltage characteristics includes a first junction termination extending region extending in the lateral direction from the first region toward the second region, and a first junction termination extending region from the second region. And a second junction terminal extension region extending in the lateral direction toward the surface (see, for example, Patent Document 5).
また、N+エミッタ領域が配置されるセルエリアと、当該セルエリア以外の領域である非セルエリアとの間にトレンチを形成し、Pベース層を分離した構造が公知である(例えば、特許文献6参照。)。トレンチ内にはゲート電極が埋設される。この公知例は、非セルエリアからセルエリアへ正孔が流れ込むことを防ぎ、ラッチアップ現象が生じることを回避することができる。 Further, a structure in which a trench is formed between a cell area where an N + emitter region is disposed and a non-cell area which is a region other than the cell area and a P base layer is separated is known (for example, Patent Documents). 6). A gate electrode is embedded in the trench. This known example can prevent holes from flowing from the non-cell area to the cell area, and can avoid the occurrence of a latch-up phenomenon.
しかしながら、上述した不活性セル領域を設ける場合には、不活性セル領域がMOSFET動作をしない領域であるため、単位面積あたりのオン抵抗の上昇を招くという問題点がある。また、終端構造領域と不活性セル領域に挟まれたトレンチ溝には、絶縁膜を介してゲート電極が埋め込まれているため、総ゲート長が長くなり、容量が増加するという問題点や、ゲートの信頼性が損なわれるという問題点がある。 However, in the case where the above-described inactive cell region is provided, there is a problem in that the on-resistance per unit area is increased because the inactive cell region is a region where the MOSFET does not operate. In addition, since the gate electrode is embedded in the trench groove sandwiched between the termination structure region and the inactive cell region via an insulating film, the total gate length becomes long and the capacity increases. There is a problem that the reliability of the system is impaired.
特に、半導体装置の角部には、ゲート電極が埋め込まれたトレンチ溝に曲率部分がある。この曲率部分と、他のトレンチ溝が直線状に形成されている領域とでは、絶縁膜の成長速度が異なるため、ゲートの信頼性が低下するという問題点がある。また、ゲート電極とソース電極を分離するために一定以上のスペースを設ける必要があるため、トランジスタの動作領域が狭くなるという問題点もある。 In particular, a corner portion of the semiconductor device has a curved portion in a trench groove in which a gate electrode is embedded. The curvature portion and the region where the other trench grooves are formed in a straight line have a problem that the reliability of the gate is lowered because the growth rate of the insulating film is different. In addition, since it is necessary to provide a certain space or more in order to separate the gate electrode and the source electrode, there is a problem that an operation region of the transistor becomes narrow.
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、終端構造領域および遷移領域を有する半導体装置であって、終端構造領域および遷移領域をより一層短くすることができる半導体装置を提供することを目的とする。また、この発明は、終端構造領域および遷移領域を有する半導体装置であって、総ゲート長を必要以上に長くすることなく、本来必要な領域にのみゲート電極を設置することができる半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention provides a semiconductor device having a termination structure region and a transition region in order to eliminate the above-described problems caused by the prior art, and which can further shorten the termination structure region and the transition region. With the goal. The present invention also provides a semiconductor device having a termination structure region and a transition region, in which a gate electrode can be installed only in a region that is originally necessary without making the total gate length longer than necessary. The purpose is to do.
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項1の発明にかかる半導体装置は、活性領域と該活性領域を囲む終端構造領域との間に遷移領域を有する半導体装置において、第1主面と第2主面を有する第1導電型のドリフト領域と、前記第1主面に沿って選択的に設けられた第2導電型のチャネル領域、該チャネル領域内に選択的に設けられた第1導電型の第1半導体領域、該第1半導体領域と前記チャネル領域の両方に接続された第1電極、前記第1半導体領域と前記ドリフト領域の間の前記チャネル領域に沿って設けられたゲート絶縁膜、および該ゲート絶縁膜に沿って設けられたゲート電極を有する活性領域と、前記第1主面から前記チャネル領域よりも深くまで達するトレンチ溝内に埋め込まれた絶縁体、および前記トレンチ溝の前記終端構造領域側に設けられ、かつ前記第1電極に接続された第2導電型のバイパス領域を有する遷移領域と、前記ドリフト領域の第2主面に沿って設けられた第1導電型の第2半導体領域と、前記第2半導体領域に接続された第2電極と、終端構造領域の外周縁に沿って前記第1主面から前記第2主面まで達する切断面と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a semiconductor device according to a first aspect of the present invention is a semiconductor device having a transition region between an active region and a termination structure region surrounding the active region. A drift region of a first conductivity type having a surface and a second main surface, a channel region of a second conductivity type selectively provided along the first main surface, and selectively provided in the channel region A first semiconductor region of a first conductivity type, a first electrode connected to both the first semiconductor region and the channel region, and provided along the channel region between the first semiconductor region and the drift region An active region having a gate insulating film and a gate electrode provided along the gate insulating film; an insulator embedded in a trench groove reaching deeper than the channel region from the first main surface; and the trench A transition region having a second conductivity type bypass region connected to the first electrode and connected to the first electrode, and a first conductivity type provided along the second main surface of the drift region A second semiconductor region, a second electrode connected to the second semiconductor region, and a cut surface extending from the first main surface to the second main surface along the outer peripheral edge of the termination structure region. It is characterized by.
また、請求項2の発明にかかる半導体装置は、活性領域と該活性領域を囲む終端構造領域との間に遷移領域を有する半導体装置において、第1主面と第2主面を有する第1導電型のドリフト領域と、前記第1主面に沿って選択的に設けられた第2導電型のチャネル領域、該チャネル領域内に選択的に設けられた第1導電型の第1半導体領域、該第1半導体領域と前記チャネル領域の両方に接続された第1電極、前記第1半導体領域と前記ドリフト領域の間の前記チャネル領域に沿って設けられたゲート絶縁膜、および該ゲート絶縁膜に沿って設けられたゲート電極を有する活性領域と、前記第1主面から前記チャネル領域よりも深くまで達するトレンチ溝内に埋め込まれた絶縁体、および前記トレンチ溝の前記終端構造領域側に設けられ、かつ前記第1電極に接続された第2導電型のバイパス領域を有する遷移領域と、前記ドリフト領域の第2主面に沿って設けられた第2導電型の第2半導体領域と、前記第2半導体領域に接続された第2電極と、終端構造領域の外周縁に沿って前記第1主面から前記第2主面まで達する切断面と、を備えることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device having a first main surface and a second main surface in a semiconductor device having a transition region between an active region and a termination structure region surrounding the active region. A drift region of a type, a channel region of a second conductivity type selectively provided along the first main surface, a first semiconductor region of a first conductivity type selectively provided in the channel region, A first electrode connected to both the first semiconductor region and the channel region, a gate insulating film provided along the channel region between the first semiconductor region and the drift region, and along the gate insulating film An active region having a gate electrode provided, an insulator embedded in a trench groove reaching deeper than the channel region from the first main surface, and the termination structure region side of the trench groove, Or A transition region having a second conductivity type bypass region connected to the first electrode; a second conductivity type second semiconductor region provided along a second main surface of the drift region; and the second semiconductor A second electrode connected to the region; and a cut surface extending from the first main surface to the second main surface along an outer peripheral edge of the termination structure region.
また、請求項3の発明にかかる半導体装置は、活性領域と該活性領域を囲む終端構造領域との間に遷移領域を有する半導体装置において、第1主面と第2主面を有する第1導電型のドリフト領域と、前記第1主面に沿って選択的に設けられた第2導電型のチャネル領域、該チャネル領域内に選択的に設けられた第1導電型の第1半導体領域、該第1半導体領域と前記チャネル領域の両方に接続された第1電極、前記第1半導体領域に隣接して前記第1主面から前記チャネル領域を貫通して前記ドリフト領域に達する第1トレンチ溝の内周面に沿って設けられたゲート絶縁膜、該ゲート絶縁膜を介して前記第1トレンチ溝内に埋め込まれたゲート電極を有する活性領域と、前記第1主面から前記チャネル領域よりも深くまで達する第2トレンチ溝内に埋め込まれた絶縁体、および前記第2トレンチ溝の前記終端構造領域側に設けられ、かつ前記第1電極に接続された第2導電型のバイパス領域を有する遷移領域と、前記ドリフト領域の第2主面に沿って設けられた第1導電型の第2半導体領域と、前記第2半導体領域に接続された第2電極と、終端構造領域の外周縁に沿って前記第1主面から前記第2主面まで達する切断面と、を備えることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device having a transition region between an active region and a termination structure region surrounding the active region, the first conductive surface having a first main surface and a second main surface. A drift region of a type, a channel region of a second conductivity type selectively provided along the first main surface, a first semiconductor region of a first conductivity type selectively provided in the channel region, A first electrode connected to both the first semiconductor region and the channel region; a first trench groove adjacent to the first semiconductor region and penetrating from the first main surface through the channel region to the drift region; An active region having a gate insulating film provided along an inner peripheral surface, a gate electrode embedded in the first trench groove through the gate insulating film, and deeper than the channel region from the first main surface 2nd trench reaching to An insulator embedded therein, a transition region provided on the termination structure region side of the second trench groove and having a second conductivity type bypass region connected to the first electrode, and a drift region A first conductive type second semiconductor region provided along the second main surface, a second electrode connected to the second semiconductor region, and an outer peripheral edge of the termination structure region from the first main surface. And a cut surface that reaches the second main surface.
また、請求項4の発明にかかる半導体装置は、活性領域と該活性領域を囲む終端構造領域との間に遷移領域を有する半導体装置において、第1主面と第2主面を有する第1導電型のドリフト領域と、前記第1主面に沿って選択的に設けられた第2導電型のチャネル領域、該チャネル領域内に選択的に設けられた第1導電型の第1半導体領域、該第1半導体領域と前記チャネル領域の両方に接続された第1電極、前記第1半導体領域に隣接して前記第1主面から前記チャネル領域を貫通して前記ドリフト領域に達する第1トレンチ溝の内周面に沿って設けられたゲート絶縁膜、該ゲート絶縁膜を介して前記第1トレンチ溝内に埋め込まれたゲート電極を有する活性領域と、前記第1主面から前記チャネル領域よりも深くまで達する第2トレンチ溝内に埋め込まれた絶縁体、および前記第2トレンチ溝の前記終端構造領域側に設けられ、かつ前記第1電極に接続された第2導電型のバイパス領域を有する遷移領域と、前記ドリフト領域の第2主面に沿って設けられた第2導電型の第2半導体領域と、前記第2半導体領域に接続された第2電極と、終端構造領域の外周縁に沿って前記第1主面から前記第2主面まで達する切断面と、を備えることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device having a transition region between an active region and a termination structure region surrounding the active region, the first conductive surface having a first main surface and a second main surface. A drift region of a type, a channel region of a second conductivity type selectively provided along the first main surface, a first semiconductor region of a first conductivity type selectively provided in the channel region, A first electrode connected to both the first semiconductor region and the channel region; a first trench groove adjacent to the first semiconductor region and penetrating from the first main surface through the channel region to the drift region; An active region having a gate insulating film provided along an inner peripheral surface, a gate electrode embedded in the first trench groove through the gate insulating film, and deeper than the channel region from the first main surface 2nd trench reaching to An insulator embedded therein, a transition region provided on the terminal structure region side of the second trench groove and having a second conductivity type bypass region connected to the first electrode, and a drift region A second semiconductor region of a second conductivity type provided along the second main surface, a second electrode connected to the second semiconductor region, and an outer peripheral edge of the termination structure region from the first main surface And a cut surface that reaches the second main surface.
また、請求項5の発明にかかる半導体装置は、活性領域と該活性領域を囲む終端構造領域との間に遷移領域を有する半導体装置において、第1主面と第2主面を有する第1導電型のドリフト領域と、前記第1主面に沿って選択的に設けられた第2導電型のチャネル領域、該チャネル領域内に選択的に設けられた第1導電型の第1半導体領域、該第1半導体領域と前記チャネル領域の両方に接続された第1電極、前記第1半導体領域と前記ドリフト領域の間の前記チャネル領域に沿って設けられたゲート絶縁膜、および該ゲート絶縁膜に沿って設けられたゲート電極を有する活性領域と、前記第1主面から前記チャネル領域よりも深くまで達するトレンチ溝の内周面に沿って設けられた絶縁膜、該絶縁膜を介して前記トレンチ溝内に埋め込まれた電極、および前記トレンチ溝の前記終端構造領域側に設けられ、かつ前記第1電極に接続された第2導電型のバイパス領域を有する遷移領域と、前記ドリフト領域の第2主面に沿って設けられた第1導電型の第2半導体領域と、前記第2半導体領域に接続された第2電極と、終端構造領域の外周縁に沿って前記第1主面から前記第2主面まで達する切断面と、を備えることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device having a transition region between an active region and a termination structure region surrounding the active region, the first conductive having a first main surface and a second main surface. A drift region of a type, a channel region of a second conductivity type selectively provided along the first main surface, a first semiconductor region of a first conductivity type selectively provided in the channel region, A first electrode connected to both the first semiconductor region and the channel region, a gate insulating film provided along the channel region between the first semiconductor region and the drift region, and along the gate insulating film An active region having a gate electrode, an insulating film provided along an inner peripheral surface of the trench groove extending deeper than the channel region from the first main surface, and the trench groove via the insulating film Embedded in A transition region provided on the terminal structure region side of the electrode and the trench groove and having a second conductivity type bypass region connected to the first electrode, and provided along the second main surface of the drift region A second semiconductor region of the first conductivity type formed, a second electrode connected to the second semiconductor region, and a cut extending from the first main surface to the second main surface along the outer peripheral edge of the termination structure region And a surface.
また、請求項6の発明にかかる半導体装置は、活性領域と該活性領域を囲む終端構造領域との間に遷移領域を有する半導体装置において、第1主面と第2主面を有する第1導電型のドリフト領域と、前記第1主面に沿って選択的に設けられた第2導電型のチャネル領域、該チャネル領域内に選択的に設けられた第1導電型の第1半導体領域、該第1半導体領域と前記チャネル領域の両方に接続された第1電極、前記第1半導体領域と前記ドリフト領域の間の前記チャネル領域に沿って設けられたゲート絶縁膜、および該ゲート絶縁膜に沿って設けられたゲート電極を有する活性領域と、前記第1主面から前記チャネル領域よりも深くまで達するトレンチ溝の内周面に沿って設けられた絶縁膜、該絶縁膜を介して前記トレンチ溝内に埋め込まれた電極、および前記トレンチ溝の前記終端構造領域側に設けられ、かつ前記第1電極に接続された第2導電型のバイパス領域を有する遷移領域と、前記ドリフト領域の第2主面に沿って設けられた第2導電型の第2半導体領域と、前記第2半導体領域に接続された第2電極と、終端構造領域の外周縁に沿って前記第1主面から前記第2主面まで達する切断面と、を備えることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device having a first main surface and a second main surface in a semiconductor device having a transition region between an active region and a termination structure region surrounding the active region. A drift region of a type, a channel region of a second conductivity type selectively provided along the first main surface, a first semiconductor region of a first conductivity type selectively provided in the channel region, A first electrode connected to both the first semiconductor region and the channel region, a gate insulating film provided along the channel region between the first semiconductor region and the drift region, and along the gate insulating film An active region having a gate electrode, an insulating film provided along an inner peripheral surface of the trench groove extending deeper than the channel region from the first main surface, and the trench groove via the insulating film Embedded in A transition region provided on the terminal structure region side of the electrode and the trench groove and having a second conductivity type bypass region connected to the first electrode, and provided along the second main surface of the drift region A second semiconductor region of the second conductivity type formed, a second electrode connected to the second semiconductor region, and a cut extending from the first main surface to the second main surface along the outer peripheral edge of the termination structure region And a surface.
また、請求項7の発明にかかる半導体装置は、活性領域と該活性領域を囲む終端構造領域との間に遷移領域を有する半導体装置において、第1主面と第2主面を有する第1導電型のドリフト領域と、前記第1主面に沿って選択的に設けられた第2導電型のチャネル領域、該チャネル領域内に選択的に設けられた第1導電型の第1半導体領域、該第1半導体領域と前記チャネル領域の両方に接続された第1電極、前記第1半導体領域に隣接して前記第1主面から前記チャネル領域を貫通して前記ドリフト領域に達する第1トレンチ溝の内周面に沿って設けられたゲート絶縁膜、該ゲート絶縁膜を介して前記第1トレンチ溝内に埋め込まれたゲート電極を有する活性領域と、前記第1主面から前記チャネル領域よりも深くまで達する第2トレンチ溝の内周面に沿って設けられた絶縁膜、該絶縁膜を介して前記第2トレンチ溝内に埋め込まれた電極、および前記第2トレンチ溝の前記終端構造領域側に設けられ、かつ前記第1電極に接続された第2導電型のバイパス領域を有する遷移領域と、前記ドリフト領域の第2主面に沿って設けられた第1導電型の第2半導体領域と、前記第2半導体領域に接続された第2電極と、終端構造領域の外周縁に沿って前記第1主面から前記第2主面まで達する切断面と、を備えることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device having a transition region between an active region and a termination structure region surrounding the active region, the first conductive having a first main surface and a second main surface. A drift region of a type, a channel region of a second conductivity type selectively provided along the first main surface, a first semiconductor region of a first conductivity type selectively provided in the channel region, A first electrode connected to both the first semiconductor region and the channel region; a first trench groove adjacent to the first semiconductor region and penetrating from the first main surface through the channel region to the drift region; An active region having a gate insulating film provided along an inner peripheral surface, a gate electrode embedded in the first trench groove through the gate insulating film, and deeper than the channel region from the first main surface 2nd trench reaching An insulating film provided along an inner peripheral surface of the first electrode, an electrode embedded in the second trench groove through the insulating film, and provided on the terminal structure region side of the second trench groove, and the first A transition region having a second conductivity type bypass region connected to one electrode, a first conductivity type second semiconductor region provided along a second main surface of the drift region, and the second semiconductor region; It is characterized by comprising: a connected second electrode; and a cut surface extending from the first main surface to the second main surface along the outer peripheral edge of the termination structure region.
また、請求項8の発明にかかる半導体装置は、活性領域と該活性領域を囲む終端構造領域との間に遷移領域を有する半導体装置において、第1主面と第2主面を有する第1導電型のドリフト領域と、前記第1主面に沿って選択的に設けられた第2導電型のチャネル領域、該チャネル領域内に選択的に設けられた第1導電型の第1半導体領域、該第1半導体領域と前記チャネル領域の両方に接続された第1電極、前記第1半導体領域に隣接して前記第1主面から前記チャネル領域を貫通して前記ドリフト領域に達する第1トレンチ溝の内周面に沿って設けられたゲート絶縁膜、該ゲート絶縁膜を介して前記第1トレンチ溝内に埋め込まれたゲート電極を有する活性領域と、前記第1主面から前記チャネル領域よりも深くまで達する第2トレンチ溝の内周面に沿って設けられた絶縁膜、該絶縁膜を介して前記第2トレンチ溝内に埋め込まれた電極、および前記第2トレンチ溝の前記終端構造領域側に設けられ、かつ前記第1電極に接続された第2導電型のバイパス領域を有する遷移領域と、前記ドリフト領域の第2主面に沿って設けられた第2導電型の第2半導体領域と、前記第2半導体領域に接続された第2電極と、終端構造領域の外周縁に沿って前記第1主面から前記第2主面まで達する切断面と、を備えることを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device having a transition region between an active region and a termination structure region surrounding the active region, the first conductive surface having a first main surface and a second main surface. A drift region of a type, a channel region of a second conductivity type selectively provided along the first main surface, a first semiconductor region of a first conductivity type selectively provided in the channel region, A first electrode connected to both the first semiconductor region and the channel region; a first trench groove adjacent to the first semiconductor region and penetrating from the first main surface through the channel region to the drift region; An active region having a gate insulating film provided along an inner peripheral surface, a gate electrode embedded in the first trench groove through the gate insulating film, and deeper than the channel region from the first main surface 2nd trench reaching to An insulating film provided along an inner peripheral surface of the first electrode, an electrode embedded in the second trench groove through the insulating film, and provided on the terminal structure region side of the second trench groove, and the first A transition region having a second conductivity type bypass region connected to one electrode, a second conductivity type second semiconductor region provided along a second main surface of the drift region, and the second semiconductor region; It is characterized by comprising: a connected second electrode; and a cut surface extending from the first main surface to the second main surface along the outer peripheral edge of the termination structure region.
また、請求項9の発明にかかる半導体装置は、請求項5または6に記載の発明において、前記トレンチ溝内の電極が前記第1電極に接続されていることを特徴とする。また、請求項10の発明にかかる半導体装置は、請求項9に記載の発明において、前記トレンチ溝内の電極が半導体装置の四隅においてのみ、前記第1電極に接続されていることを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the fifth or sixth aspect, an electrode in the trench groove is connected to the first electrode. According to a tenth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the ninth aspect, the electrodes in the trench groove are connected to the first electrode only at four corners of the semiconductor device. .
また、請求項11の発明にかかる半導体装置は、請求項7または8に記載の発明において、前記第2トレンチ溝内の電極が前記第1電極に接続されていることを特徴とする。また、請求項12の発明にかかる半導体装置は、請求項11に記載の発明において、前記第2トレンチ溝内の電極が半導体装置の四隅においてのみ、前記第1電極に接続されていることを特徴とする。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the seventh or eighth aspect, an electrode in the second trench groove is connected to the first electrode. According to a twelfth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the eleventh aspect, the electrode in the second trench groove is connected to the first electrode only at four corners of the semiconductor device. And
また、請求項13の発明にかかる半導体装置は、請求項1または2に記載の発明において、前記トレンチ溝内の絶縁体が酸化シリコンであることを特徴とする。また、請求項14の発明にかかる半導体装置は、請求項3または4に記載の発明において、前記第2トレンチ溝内の絶縁体が酸化シリコンであることを特徴とする。 A semiconductor device according to a thirteenth aspect of the present invention is the semiconductor device according to the first or second aspect, wherein the insulator in the trench groove is silicon oxide. According to a fourteenth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the third or fourth aspect, the insulator in the second trench groove is silicon oxide.
また、請求項15の発明にかかる半導体装置は、請求項3、4、7または8に記載の発明において、前記第1トレンチ溝の深さと前記第2トレンチ溝の深さが同じであることを特徴とする。また、請求項16の発明にかかる半導体装置は、請求項1〜15のいずれか一つに記載の発明において、前記バイパス領域の不純物プロファイルと前記チャネル領域の不純物プロファイルが同じであることを特徴とする。 According to a fifteenth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the third, fourth, seventh, or eighth aspect, the depth of the first trench groove and the depth of the second trench groove are the same. Features. A semiconductor device according to a sixteenth aspect of the present invention is the semiconductor device according to any one of the first to fifteenth aspects, wherein the impurity profile of the bypass region and the impurity profile of the channel region are the same. To do.
また、請求項17の発明にかかる半導体装置は、請求項1〜15のいずれか一つに記載の発明において、前記チャネル領域内に選択的に第2導電型のボディ領域が設けられており、前記バイパス領域の不純物プロファイルと前記ボディ領域の不純物プロファイルが同じであることを特徴とする。また、請求項18の発明にかかる半導体装置は、請求項1〜17のいずれか一つに記載の発明において、前記活性領域のMOSゲート構造が直線状に形成されていることを特徴とする。 According to a seventeenth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to any one of the first to fifteenth aspects, a second conductivity type body region is selectively provided in the channel region. The impurity profile of the bypass region and the impurity profile of the body region are the same. According to an eighteenth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to any one of the first to seventeenth aspects, the MOS gate structure of the active region is formed linearly.
この発明によれば、遷移領域に設けたトレンチ溝により、終端構造領域の少数キャリアが活性領域に流れ込むのを防ぐとともに、その少数キャリアをバイパス領域から引き抜くことにより、終端構造領域の近傍でターンオフ破壊やアバランシェ破壊が起こるのを回避できる。つまり、遷移領域のトレンチ溝に電流障壁および電圧障壁としての機能を付与することによって、動的な耐量を向上させることができる。 According to the present invention, the trench groove provided in the transition region prevents the minority carriers in the termination structure region from flowing into the active region, and pulls out the minority carriers from the bypass region, thereby turning off in the vicinity of the termination structure region. And avalanche destruction can be avoided. That is, by providing the trench groove in the transition region with a function as a current barrier and a voltage barrier, dynamic tolerance can be improved.
また、遷移領域のトレンチ溝の内部を酸化膜によって埋め込むことにより、あるいは、酸化膜を介して電極を埋め込み、かつその電極の電位をゲート電極とは異なる電位に固定することによって、ゲート電極面積の増加を防ぐとともに、ゲート電位との絶縁に必要な領域を短くするか、なくすことができる。従って、高いゲート信頼性と短い遷移領域の両方を同時に実現することができる。 Further, by filling the inside of the trench groove in the transition region with an oxide film, or by embedding an electrode through the oxide film and fixing the potential of the electrode to a potential different from the gate electrode, It is possible to prevent the increase and shorten or eliminate a region necessary for insulation from the gate potential. Therefore, both high gate reliability and a short transition region can be realized simultaneously.
さらに、遷移領域のトレンチ溝を酸化シリコンで埋める場合には、従来の半導体製造プロセスを流用できる。また、遷移領域のトレンチ溝の深さを活性領域のトレンチ溝の深さと同じにしたり、バイパス領域の不純物プロファイルをチャネル領域やボディ領域の不純物プロファイルと同じにすることによって、プロセスを追加しないで遷移領域の構造を作製できるので、半導体製造プロセスを簡略化できる。 Furthermore, when the trench groove in the transition region is filled with silicon oxide, a conventional semiconductor manufacturing process can be used. In addition, by making the trench groove depth of the transition region the same as the trench groove depth of the active region, or by making the impurity profile of the bypass region the same as the impurity profile of the channel region or body region, the transition is performed without adding a process. Since the structure of the region can be manufactured, the semiconductor manufacturing process can be simplified.
また、バイパス領域と遷移領域のトレンチ溝との界面から、バイパス領域の、前記界面から最も離れている部分までの距離が、活性領域のチャネル深さよりも長いように形成することによって、アバランシェ降伏による耐圧の低下が小さくなり、有利である。あるいは、同距離が、活性領域のトレンチ溝の間隔よりも広いように形成することによって、アバランシェ降伏による耐圧の低下が小さくなり、有利である。 In addition, by forming the distance from the interface between the bypass region and the trench groove in the transition region to the portion of the bypass region farthest from the interface, the distance from the channel depth of the active region is longer, thereby causing avalanche breakdown. This is advantageous because the decrease in pressure resistance is reduced. Alternatively, by forming the distance so as to be wider than the interval between the trench grooves in the active region, it is advantageous in that a decrease in breakdown voltage due to avalanche breakdown is reduced.
ところで、上記特許文献3に開示された半導体装置は、オン抵抗を低減できる程度に半導体基板の不純物濃度を高くするものである。そのため、活性領域のほぼ全面にわたって、トレンチ溝を形成し、そのトレンチ溝内に誘電体膜を介して電極を形成する必要がある。それに対して、本発明は、活性領域と終端構造領域の間の遷移領域にトレンチ溝を形成し、そのトレンチ溝を絶縁体で埋めるか、またはトレンチ溝内に誘電体膜を介して電極を形成するものであるから、上記特許文献3に開示された半導体装置とは、その機構および構造が異なる。
Incidentally, the semiconductor device disclosed in
本発明にかかる半導体装置によれば、終端構造領域および遷移領域をより一層短くすることができるという効果を奏する。また、総ゲート長を必要以上に長くすることなく、本来必要な領域にのみゲート電極を設置することができるという効果を奏する。 According to the semiconductor device of the present invention, the termination structure region and the transition region can be further shortened. In addition, the gate electrode can be provided only in a necessary region without making the total gate length longer than necessary.
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる半導体装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施の形態の説明および添付図面において、同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of a semiconductor device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that, in the following description of the embodiments and the accompanying drawings, the same reference numerals are given to the same components, and duplicate descriptions are omitted.
実施の形態1.
本発明を600VプレーナゲートMOSFETに適用した例について説明する。図1は、実施の形態1の半導体装置の第1主面側の平面レイアウトを示す図であり、第1主面上に形成されている電極や絶縁膜等を省略した図である。図1に示すように、活性領域1は、半導体装置の中央部に配置されている。遷移領域2は、活性領域1を囲むように、活性領域1の外側に配置されている。終端構造領域3は、遷移領域2を囲むように、遷移領域2の外側に配置されている。
An example in which the present invention is applied to a 600 V planar gate MOSFET will be described. FIG. 1 is a diagram showing a planar layout on the first main surface side of the semiconductor device according to the first embodiment, in which an electrode, an insulating film, and the like formed on the first main surface are omitted. As shown in FIG. 1, the
遷移領域2には、チャネル領域4、トレンチ埋込領域5およびバイパス領域6が、活性領域1から終端構造領域3へ向かってこの順で、それぞれ半導体チップを一周するように配置されている。半導体チップの四隅の角部では、トレンチ埋込領域5は、約200μm程度の曲率で直角に曲がるように形成されている。終端構造領域3の外周縁は、半導体装置の第1主面から第2主面まで達する切断面7a,7bとなっている。図示省略したが、終端構造領域3には、フィールドリミッティングリング等の終端構造が形成されている。
In the
図示省略したが、活性領域1には、MOSゲート構造を構成するソース領域、チャネル領域およびボディ領域等が形成されている。特に限定しないが、例えば、活性領域1には、直線状に形成された複数のMOSゲート構造がストライプ状に平行に配置されている。ここでは、図1の一点鎖線A−A’に垂直な方向(一点鎖線B−B’に平行な方向)に各MOSゲート構造が伸びているとする。また、活性領域1には、ゲートパッド8が設けられている。例えば、ゲートパッド8は、金属でできている。
Although not shown, the
次に、実施の形態1の半導体装置の断面の構成について説明する。図2および図3は、それぞれ図1の切断線A−A’およびB−B’における断面の構成を示す図である。活性領域1の構成は、次の通りである。例えば、N型のドリフト領域11の濃度および厚さは、それぞれ約2.5×1014cm-3および50μm程度である。P型のチャネル領域12は、ドリフト領域11の第1主面に沿って選択的に設けられている。例えば、チャネル領域12の深さは、3μm程度である。N型の第1半導体領域であるソース領域13は、チャネル領域12内に選択的に設けられている。
Next, a cross-sectional configuration of the semiconductor device of First Embodiment will be described. FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views taken along section lines AA ′ and BB ′ in FIG. 1, respectively. The configuration of the
ゲート絶縁膜14は、チャネル領域12の、ソース領域13とドリフト領域11の間の領域に沿って、第1主面上に設けられている。例えば、ゲート絶縁膜14は、酸化シリコンでできている。ゲート電極15は、ゲート絶縁膜14に沿ってその上に設けられている。例えば、ゲート電極15は、高濃度ドープドポリシリコンでできている。
The
また、P型のボディ領域16が、チャネル領域12内に選択的に設けられている。第1電極であるソース電極17は、ソース領域13に接続されているとともに、ボディ領域16を介してチャネル領域12に電気的に接続されている。例えば、ソース電極17は、金属でできている。ソース電極17とゲート電極15は、層間絶縁膜18により絶縁されている。上述したMOSゲート構造は、一般的なDMOS(Double−Diffused−MOS)プロセスにより形成される。
A P-
遷移領域2の構成は、次の通りである。チャネル領域4およびバイパス領域6の導電型は、P型である。チャネル領域4およびバイパス領域6は、ドリフト領域11の第1主面に沿って選択的に設けられている。チャネル領域4の幅については、自由に設計できるが、プレーナーゲート型デバイスでは1/2セル程度であるのが適当である。チャネル領域4の深さおよび不純物プロファイルを活性領域1のチャネル領域12の深さおよび不純物プロファイルと同じにして、両チャネル領域4,12を同一のプロセスで形成するとよい。
The configuration of the
バイパス領域6の幅は、トレンチ溝19の深さと同等であるか、それよりも長い。バイパス領域6の幅が活性領域1のチャネル深さよりも長いと、アバランシェ降伏による耐圧の低下が小さくなるので、好ましい。バイパス領域6の深さは、トレンチ溝19の深さよりも浅い。バイパス領域6が浅い程、後述する動的耐量の向上効果が大きくなるので、好ましい。
The width of the
あるいは、バイパス領域6の深さおよび不純物プロファイルを活性領域1のチャネル領域12の深さおよび不純物プロファイルと同じにしてもよい。この場合には、バイパス領域6を活性領域1のチャネル領域12と同一のプロセスで形成することができるので、バイパス領域6を形成する工程を追加する必要がなくなり、好ましい。例えば、2×1013〜2×1014cm-2程度のドーズ量でボロンイオンを注入し、その後に1100℃で200分程度の熱処理を行うことによって、活性領域1のチャネル領域12とバイパス領域6を同時に形成することができる。
Alternatively, the depth and impurity profile of the
あるいは、バイパス領域6の深さおよび不純物プロファイルをボディ領域16の深さおよび不純物プロファイルと同じにして、すなわちボディ領域22をバイパス領域6として機能させ、ボディ領域22をボディ領域16と同一のプロセスで形成するようにしてもよい。トレンチ埋込領域5は、トレンチ溝19に絶縁体20を充填した構成となっている。トレンチ溝19は、ドリフト領域11の第1主面から遷移領域2のチャネル領域4よりも深くまで達するように形成されている。例えば、トレンチ溝19の幅および深さは、それぞれ約1μmおよび約5μmである。また、例えば、絶縁体20は、HTO(High Temperature Oxide)等の酸化シリコンである。
Alternatively, the depth and impurity profile of the
遷移領域2のチャネル領域4には、P型のボディ領域21が選択的に設けられている。また、バイパス領域6には、P型のボディ領域22が選択的に設けられている。ソース電極17は、ボディ領域21,22を介して遷移領域2のチャネル領域4およびバイパス領域6に電気的に接続されている。トレンチ埋込領域5の絶縁体20とソース電極17の間には、層間絶縁膜23が設けられている。
A P-
終端構造領域3の構成は、次の通りである。P型のフィールドリミッティングリング24は、半導体チップを一周するように、ドリフト領域11の第1主面に沿って選択的に設けられている。フィールドリミッティングリング24と遷移領域2の間、およびフィールドリミッティングリング24と切断面7a,7bの間には、フィールド酸化膜25,26が設けられている。フィールド酸化膜25,26上には層間絶縁膜27,28が設けられている。
The configuration of the
フィールドプレート29は、P型のボディ領域30を介してフィールドリミッティングリング24に電気的に接続されている。例えば、フィールドプレート29は、金属でできている。例えば、層間絶縁膜18,23,27,28は、BPSG(Borophospho Silicate Glass)でできている。上述した終端構造は、一般的なDMOSプロセスにより形成される。
The
N型の第2半導体領域であるドレイン領域31は、活性領域1、遷移領域2および終端構造領域3にわたって、ドリフト領域11の第2主面に沿って設けられている。例えば、ドレイン領域31の濃度および厚さは、それぞれ約2.0×1018cm-3および300μmである。第2電極であるドレイン電極32は、ドレイン領域31に電気的に接続されている。例えば、ドレイン電極32は、金属でできている。
The
実施の形態1によれば、トレンチ溝19にMOSゲート電極が形成されていないので、オン状態のときに、電流パスが形成されない。また、トレンチ溝19が電流障壁として機能するので、横方向の電流の流れを制限することができる。従って、活性領域1から終端構造領域3に電流が広がるのを抑制することができる。また、ターンオフ時には、トレンチ溝19が電位障壁として機能するので、バイパス領域6に流れ込む電流によって上昇するトレンチ溝19の底部の電位が、チャネル領域4に流れ込む電流によって発生するトレンチ溝19の底部の電位上昇を上回るまで、活性領域1側のチャネル領域4に電流が流れ込まないようにすることができる。従って、動的(スイッチング)耐量を向上させることができる。
According to the first embodiment, since no MOS gate electrode is formed in the
ここで、特許文献2に開示されているように、トレンチ溝よりも深い拡散層が形成されている場合には、トレンチ溝の電位障壁としての機能が失われてしまう。従って、その場合には、活性領域1側のチャネル領域4の幅を広げる必要があるので、遷移領域2の幅が広くなり、その分、活性領域1の面積が小さくなってしまうため、オン抵抗の上昇を招く、という不都合がある。
Here, as disclosed in
また、実施の形態1によれば、トレンチ溝19の内部にゲート電極が埋め込まれていないので、トレンチ溝19の内部にゲート電極が埋め込まれている場合にその埋め込まれたゲート電極とソース電極との絶縁のために必要な領域が不要であるので、遷移領域2の幅を狭くすることができる。また、MOSゲート面積を広げずに済むので、MOSゲートの信頼性を損ねることがない。
Further, according to the first embodiment, since the gate electrode is not embedded in the
実施の形態2.
図4および図5は、実施の形態2の半導体装置の構成を示す図であり、それぞれ図1の切断線A−A’およびB−B’に相当する断面における構成を示す図である。実施の形態2の半導体装置の第1主面側の平面レイアウトは、図1に示すレイアウトと同じである。図4および図5に示すように、実施の形態2が実施の形態1と異なるのは、絶縁膜41が遷移領域2のトレンチ溝19の内周面に沿って設けられており、トレンチ溝19がその絶縁膜41を介して電極42で埋められていることと、その電極42がソース電極17に接続されていることである。その他の構成は、実施の形態1と同じである。
4 and 5 are diagrams showing a configuration of the semiconductor device of the second embodiment, and are diagrams showing configurations in cross sections corresponding to the cutting lines AA ′ and BB ′ in FIG. 1, respectively. The planar layout on the first main surface side of the semiconductor device of the second embodiment is the same as the layout shown in FIG. As shown in FIGS. 4 and 5, the second embodiment is different from the first embodiment in that the insulating
トレンチ溝19内の電極42は、トレンチ溝19内の絶縁膜41によって、遷移領域2のチャネル領域4およびバイパス領域6から絶縁されている。例えば、トレンチ溝19内の絶縁膜41は、100nmの厚さの酸化シリコンでできている。例えば、トレンチ溝19内の電極42は、高濃度ドープドポリシリコンでできている。これら絶縁膜41および電極42を、それぞれ活性領域1のゲート絶縁膜14およびゲート電極15と同時に形成するようにすれば、トレンチ溝19を埋める工程を追加しなくてもよいので、好ましい。
The
実施の形態3.
実施の形態3は、実施の形態2の変形例である。図6は、実施の形態3の半導体装置の構成を示す図であり、図1の切断線A−A’に相当する断面における構成を示す図である。実施の形態3の半導体装置の第1主面側の平面レイアウトは、図1に示すレイアウトと同じである。図6に示すように、実施の形態3が実施の形態2と異なるのは、遷移領域2のチャネル領域4およびバイパス領域6が、トレンチ溝19よりも浅いが、活性領域1のチャネル領域12よりも深く形成されていることである。
The third embodiment is a modification of the second embodiment. 6 is a diagram showing a configuration of the semiconductor device of the third embodiment, and is a diagram showing a configuration in a cross section corresponding to a cutting line AA ′ of FIG. The planar layout on the first main surface side of the semiconductor device of the third embodiment is the same as the layout shown in FIG. As shown in FIG. 6, the third embodiment differs from the second embodiment in that the
また、実施の形態3では、トレンチ溝19内の電極42は、トレンチ溝19内の絶縁膜41と層間絶縁膜43によって、遷移領域2のチャネル領域4から絶縁されているとともに、トレンチ溝19内の絶縁膜41によって、バイパス領域6から絶縁されている。例えば、この層間絶縁膜43は、BPSGでできており、他の層間絶縁膜18,27,28と同時に形成される。その他の構成は、実施の形態2と同じである。
In the third embodiment, the
実施の形態4.
実施の形態4は、実施の形態2の変形例である。図7は、実施の形態4の半導体装置の構成を示す図であり、図1の切断線A−A’に相当する断面における構成を示す図である。実施の形態4の半導体装置の第1主面側の平面レイアウトは、図1に示すレイアウトと同じである。図7に示すように、実施の形態4が実施の形態2と異なるのは、遷移領域2において、チャネル領域4内のボディ領域21およびバイパス領域6内のボディ領域22がトレンチ溝19まで伸びており、ソース電極17がトレンチ溝19内においてトレンチ溝19内の電極42に接続していることである。その他の構成は、実施の形態2と同じである。
The fourth embodiment is a modification of the second embodiment. FIG. 7 is a diagram showing a configuration of the semiconductor device according to the fourth embodiment, and is a diagram showing a configuration in a cross section corresponding to the cutting line AA ′ of FIG. The planar layout on the first main surface side of the semiconductor device of the fourth embodiment is the same as the layout shown in FIG. As shown in FIG. 7, the fourth embodiment differs from the second embodiment in that in the
実施の形態5.
実施の形態5は、実施の形態2の変形例である。図8は、実施の形態5の半導体装置の第1主面側の平面レイアウトを示す図であり、第1主面上に形成されている電極や絶縁膜等を省略した図である。図9は、実施の形態5の半導体装置の辺領域(四隅を除く領域)における断面の構成を示す図であり、図8の切断線C−C’における断面の構成を示す図である。なお、切断線C−C’は、例えば活性領域1に形成された直線状の各MOSゲート構造が伸びる方向に対して垂直な方向であるとする。
The fifth embodiment is a modification of the second embodiment. FIG. 8 is a diagram showing a planar layout on the first main surface side of the semiconductor device of the fifth embodiment, in which an electrode, an insulating film, etc. formed on the first main surface are omitted. FIG. 9 is a diagram showing a cross-sectional configuration in the side region (region excluding the four corners) of the semiconductor device of the fifth embodiment, and is a diagram showing a cross-sectional configuration along the cutting line CC ′ in FIG. The cutting line CC ′ is assumed to be a direction perpendicular to the direction in which, for example, each linear MOS gate structure formed in the
図8および図9に示すように、実施の形態5が実施の形態2と異なるのは、遷移領域2において、トレンチ溝19内の電極42が半導体チップの四隅の角部においてのみ、接続部44(図8)によりソース電極17(図9)に接続されていることである。この電極42とソース電極17の接続構造は、上述した実施の形態2〜4の断面構造のいずれでもよい。半導体チップの辺領域では、トレンチ溝19内の電極42は、層間絶縁膜45によりソース電極17から絶縁されている。例えば、この層間絶縁膜45は、BPSGでできており、他の層間絶縁膜18,27,28と同時に形成される。その他の構成は、実施の形態2と同じである。
As shown in FIGS. 8 and 9, the fifth embodiment is different from the second embodiment in that, in the
実施の形態6.
実施の形態6は、実施の形態2の変形例である。図10は、実施の形態6の半導体装置の第1主面側の平面レイアウトの要部を示す図であり、第1主面上に形成されている電極や絶縁膜等を省略した図である。図11および図12は、それぞれ図10の切断線D−D’およびE−E’における断面の構成を示す図である。これら切断線D−D’およびE−E’は、それぞれ図1の切断線A−A’およびB−B’に相当する。図10〜図12に示すように、実施の形態6が実施の形態2と異なるのは、活性領域1のMOSゲート構造が、トレンチ溝51、ゲート絶縁膜52およびゲート電極53からなるトレンチゲート構造54になっていることである。
The sixth embodiment is a modification of the second embodiment. FIG. 10 is a diagram illustrating a main part of a planar layout on the first main surface side of the semiconductor device of the sixth embodiment, and is a diagram in which an electrode, an insulating film, and the like formed on the first main surface are omitted. . 11 and FIG. 12 are diagrams showing the configurations of cross sections taken along section lines DD ′ and EE ′ of FIG. 10, respectively. These cutting lines DD ′ and EE ′ correspond to the cutting lines AA ′ and BB ′ in FIG. 1, respectively. As shown in FIGS. 10 to 12, the sixth embodiment is different from the second embodiment in that the MOS gate structure in the
トレンチ溝51は、ソース領域13に隣接して、半導体装置の第1主面からチャネル領域12を貫通してドリフト領域11に達している。ゲート絶縁膜52は、トレンチ溝51の内周面に沿って設けられている。ゲート電極53は、ゲート絶縁膜52を介してトレンチ溝51内に埋め込まれている。ゲート電極53は、層間絶縁膜55によりソース電極17から絶縁されている。例えば、この層間絶縁膜55は、BPSGでできており、他の層間絶縁膜27,28と同時に形成される。その他の構成は、実施の形態2と同じである。
The
遷移領域2のチャネル領域4の幅については、自由に設計できるが、実施の形態6のようにトレンチゲート型デバイスの場合には、トレンチゲート構造54のトレンチ溝51の深さ程度であればよい。例えば、活性領域1のトレンチ溝51と遷移領域2のトレンチ溝19の深さを同じにし、ゲート絶縁膜52およびゲート電極53をそれぞれ酸化シリコンおよび高濃度ドープドポリシリコンで構成すれば、活性領域1内のトレンチゲート構造54と、遷移領域2のトレンチ溝19、トレンチ溝19内の絶縁膜41および電極42を同一のプロセスで形成することができる。そうすれば、新たな工程を追加しなくても、遷移領域2の構造を形成することができるので、好ましい。
The width of the
実施の形態2〜6によれば、トレンチ溝19およびバイパス領域6が設けられているので、実施の形態1と同様に、動的(スイッチング)耐量を向上させることができる。また、トレンチ溝19の内部の電極42がソース電極17に接続されていることによって、トレンチ溝19の内部にゲート電極が埋め込まれている場合にその埋め込まれたゲート電極とソース電極との絶縁のために必要な領域が不要であるので、遷移領域2の幅を狭くすることができる。さらに、MOSゲート面積を広げずに済むので、MOSゲートの信頼性を損ねることがない。
According to the second to sixth embodiments, since the
また、実施の形態5では、トレンチ溝19に埋め込まれた電極42は、電位をソース電位に固定する目的で設けられているため、ゲート電極とは異なり、ほとんど電流を流す必要がない。そのため、電極42として、電極材料よりも高抵抗の高ドープドポリシリコンを用いることができる。そして、電極42とソース電極17の接続構造を実施の形態5のような構造とすることによって、より一層、遷移領域2の幅を狭くすることができる。従って、実施の形態5によれば、活性領域1の面積をより一層、広げることができるので、好ましい。
In the fifth embodiment, since the
以上において本発明は、上述した実施の形態に限らず、種々変更可能である。例えば、実施の形態ではバイパス領域6とボディ領域22の組み合わせを有する構成を主に説明したが、いずれの実施の形態においても、この組み合わせに替えてバイパス領域6のみ、あるいはボディ領域22のみを有する構成としてもよい。また、実施の形態中に記載した寸法や濃度などは一例であり、本発明はそれらの値に限定されるものではない。また、活性領域1および終端構造領域3については、自由に構成することができる。さらに、上述した各構成例を適宜、組み合わせることができる。例えば、実施の形態1〜5において、活性領域1のMOSゲート構造を実施の形態6のようにトレンチゲート構造としてもよい。また、上述した各例は、MOSFETの例であるが、本発明は、IGBTにも適用可能である。IGBTの場合には、第2半導体領域の導電型がP型となる。さらに、上述した各例では、第1導電型をN型とし、第2導電型をP型としたが、本発明は、第1導電型をP型とし、第2導電型をN型としても同様に成り立つ。
As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. For example, in the embodiment, the configuration having the combination of the
以上のように、本発明にかかる半導体装置は、絶縁ゲート構造を有する半導体装置に有用であり、特に、パワーMOSFETやIGBTに適している。 As described above, the semiconductor device according to the present invention is useful for a semiconductor device having an insulated gate structure, and is particularly suitable for a power MOSFET and an IGBT.
1 活性領域
2 遷移領域
3 終端構造領域
6 バイパス領域
7a,7b 切断面
11 ドリフト領域
4,12 チャネル領域
13 第1半導体領域
14,52 ゲート絶縁膜
15,53 ゲート電極
16,21 ボディ領域
17 第1電極
19,51 トレンチ溝
20 絶縁体
31 第2半導体領域
32 第2電極
41 絶縁膜
42 電極
DESCRIPTION OF
Claims (18)
第1主面と第2主面を有する第1導電型のドリフト領域と、
前記第1主面に沿って選択的に設けられた第2導電型のチャネル領域、該チャネル領域内に選択的に設けられた第1導電型の第1半導体領域、該第1半導体領域と前記チャネル領域の両方に接続された第1電極、前記第1半導体領域と前記ドリフト領域の間の前記チャネル領域に沿って設けられたゲート絶縁膜、および該ゲート絶縁膜に沿って設けられたゲート電極を有する活性領域と、
前記第1主面から前記チャネル領域よりも深くまで達するトレンチ溝内に埋め込まれた絶縁体、および前記トレンチ溝の前記終端構造領域側に設けられ、かつ前記第1電極に接続された第2導電型のバイパス領域を有する遷移領域と、
前記ドリフト領域の第2主面に沿って設けられた第1導電型の第2半導体領域と、
前記第2半導体領域に接続された第2電極と、
終端構造領域の外周縁に沿って前記第1主面から前記第2主面まで達する切断面と、
を備えることを特徴とする半導体装置。 In a semiconductor device having a transition region between an active region and a termination structure region surrounding the active region,
A first conductivity type drift region having a first main surface and a second main surface;
A second conductivity type channel region selectively provided along the first main surface; a first conductivity type first semiconductor region selectively provided in the channel region; the first semiconductor region; A first electrode connected to both of the channel regions; a gate insulating film provided along the channel region between the first semiconductor region and the drift region; and a gate electrode provided along the gate insulating film An active region having
An insulator embedded in a trench groove reaching deeper than the channel region from the first main surface, and a second conductivity provided on the terminal structure region side of the trench groove and connected to the first electrode A transition region having a type bypass region;
A second semiconductor region of the first conductivity type provided along the second main surface of the drift region;
A second electrode connected to the second semiconductor region;
A cutting surface extending from the first main surface to the second main surface along the outer peripheral edge of the termination structure region;
A semiconductor device comprising:
第1主面と第2主面を有する第1導電型のドリフト領域と、
前記第1主面に沿って選択的に設けられた第2導電型のチャネル領域、該チャネル領域内に選択的に設けられた第1導電型の第1半導体領域、該第1半導体領域と前記チャネル領域の両方に接続された第1電極、前記第1半導体領域と前記ドリフト領域の間の前記チャネル領域に沿って設けられたゲート絶縁膜、および該ゲート絶縁膜に沿って設けられたゲート電極を有する活性領域と、
前記第1主面から前記チャネル領域よりも深くまで達するトレンチ溝内に埋め込まれた絶縁体、および前記トレンチ溝の前記終端構造領域側に設けられ、かつ前記第1電極に接続された第2導電型のバイパス領域を有する遷移領域と、
前記ドリフト領域の第2主面に沿って設けられた第2導電型の第2半導体領域と、
前記第2半導体領域に接続された第2電極と、
終端構造領域の外周縁に沿って前記第1主面から前記第2主面まで達する切断面と、
を備えることを特徴とする半導体装置。 In a semiconductor device having a transition region between an active region and a termination structure region surrounding the active region,
A first conductivity type drift region having a first main surface and a second main surface;
A second conductivity type channel region selectively provided along the first main surface; a first conductivity type first semiconductor region selectively provided in the channel region; the first semiconductor region; A first electrode connected to both of the channel regions; a gate insulating film provided along the channel region between the first semiconductor region and the drift region; and a gate electrode provided along the gate insulating film An active region having
An insulator embedded in a trench groove reaching deeper than the channel region from the first main surface, and a second conductivity provided on the terminal structure region side of the trench groove and connected to the first electrode A transition region having a type bypass region;
A second semiconductor region of a second conductivity type provided along the second main surface of the drift region;
A second electrode connected to the second semiconductor region;
A cutting surface extending from the first main surface to the second main surface along the outer peripheral edge of the termination structure region;
A semiconductor device comprising:
第1主面と第2主面を有する第1導電型のドリフト領域と、
前記第1主面に沿って選択的に設けられた第2導電型のチャネル領域、該チャネル領域内に選択的に設けられた第1導電型の第1半導体領域、該第1半導体領域と前記チャネル領域の両方に接続された第1電極、前記第1半導体領域に隣接して前記第1主面から前記チャネル領域を貫通して前記ドリフト領域に達する第1トレンチ溝の内周面に沿って設けられたゲート絶縁膜、該ゲート絶縁膜を介して前記第1トレンチ溝内に埋め込まれたゲート電極を有する活性領域と、
前記第1主面から前記チャネル領域よりも深くまで達する第2トレンチ溝内に埋め込まれた絶縁体、および前記第2トレンチ溝の前記終端構造領域側に設けられ、かつ前記第1電極に接続された第2導電型のバイパス領域を有する遷移領域と、
前記ドリフト領域の第2主面に沿って設けられた第1導電型の第2半導体領域と、
前記第2半導体領域に接続された第2電極と、
終端構造領域の外周縁に沿って前記第1主面から前記第2主面まで達する切断面と、
を備えることを特徴とする半導体装置。 In a semiconductor device having a transition region between an active region and a termination structure region surrounding the active region,
A first conductivity type drift region having a first main surface and a second main surface;
A second conductivity type channel region selectively provided along the first main surface; a first conductivity type first semiconductor region selectively provided in the channel region; the first semiconductor region; A first electrode connected to both of the channel regions, along the inner peripheral surface of the first trench groove that reaches the drift region through the channel region from the first main surface adjacent to the first semiconductor region An active region having a gate insulating film provided, a gate electrode embedded in the first trench groove through the gate insulating film;
An insulator embedded in a second trench groove extending deeper than the channel region from the first main surface, and provided on the terminal structure region side of the second trench groove and connected to the first electrode A transition region having a second conductivity type bypass region;
A second semiconductor region of the first conductivity type provided along the second main surface of the drift region;
A second electrode connected to the second semiconductor region;
A cutting surface extending from the first main surface to the second main surface along the outer peripheral edge of the termination structure region;
A semiconductor device comprising:
第1主面と第2主面を有する第1導電型のドリフト領域と、
前記第1主面に沿って選択的に設けられた第2導電型のチャネル領域、該チャネル領域内に選択的に設けられた第1導電型の第1半導体領域、該第1半導体領域と前記チャネル領域の両方に接続された第1電極、前記第1半導体領域に隣接して前記第1主面から前記チャネル領域を貫通して前記ドリフト領域に達する第1トレンチ溝の内周面に沿って設けられたゲート絶縁膜、該ゲート絶縁膜を介して前記第1トレンチ溝内に埋め込まれたゲート電極を有する活性領域と、
前記第1主面から前記チャネル領域よりも深くまで達する第2トレンチ溝内に埋め込まれた絶縁体、および前記第2トレンチ溝の前記終端構造領域側に設けられ、かつ前記第1電極に接続された第2導電型のバイパス領域を有する遷移領域と、
前記ドリフト領域の第2主面に沿って設けられた第2導電型の第2半導体領域と、
前記第2半導体領域に接続された第2電極と、
終端構造領域の外周縁に沿って前記第1主面から前記第2主面まで達する切断面と、
を備えることを特徴とする半導体装置。 In a semiconductor device having a transition region between an active region and a termination structure region surrounding the active region,
A first conductivity type drift region having a first main surface and a second main surface;
A second conductivity type channel region selectively provided along the first main surface; a first conductivity type first semiconductor region selectively provided in the channel region; the first semiconductor region; A first electrode connected to both of the channel regions, along the inner peripheral surface of the first trench groove that reaches the drift region through the channel region from the first main surface adjacent to the first semiconductor region An active region having a gate insulating film provided, a gate electrode embedded in the first trench groove through the gate insulating film;
An insulator embedded in a second trench groove extending deeper than the channel region from the first main surface, and provided on the terminal structure region side of the second trench groove and connected to the first electrode A transition region having a second conductivity type bypass region;
A second semiconductor region of a second conductivity type provided along the second main surface of the drift region;
A second electrode connected to the second semiconductor region;
A cutting surface extending from the first main surface to the second main surface along the outer peripheral edge of the termination structure region;
A semiconductor device comprising:
第1主面と第2主面を有する第1導電型のドリフト領域と、
前記第1主面に沿って選択的に設けられた第2導電型のチャネル領域、該チャネル領域内に選択的に設けられた第1導電型の第1半導体領域、該第1半導体領域と前記チャネル領域の両方に接続された第1電極、前記第1半導体領域と前記ドリフト領域の間の前記チャネル領域に沿って設けられたゲート絶縁膜、および該ゲート絶縁膜に沿って設けられたゲート電極を有する活性領域と、
前記第1主面から前記チャネル領域よりも深くまで達するトレンチ溝の内周面に沿って設けられた絶縁膜、該絶縁膜を介して前記トレンチ溝内に埋め込まれた電極、および前記トレンチ溝の前記終端構造領域側に設けられ、かつ前記第1電極に接続された第2導電型のバイパス領域を有する遷移領域と、
前記ドリフト領域の第2主面に沿って設けられた第1導電型の第2半導体領域と、
前記第2半導体領域に接続された第2電極と、
終端構造領域の外周縁に沿って前記第1主面から前記第2主面まで達する切断面と、
を備えることを特徴とする半導体装置。 In a semiconductor device having a transition region between an active region and a termination structure region surrounding the active region,
A first conductivity type drift region having a first main surface and a second main surface;
A second conductivity type channel region selectively provided along the first main surface; a first conductivity type first semiconductor region selectively provided in the channel region; the first semiconductor region; A first electrode connected to both of the channel regions; a gate insulating film provided along the channel region between the first semiconductor region and the drift region; and a gate electrode provided along the gate insulating film An active region having
An insulating film provided along an inner peripheral surface of the trench groove extending deeper than the channel region from the first main surface, an electrode embedded in the trench groove through the insulating film, and the trench groove A transition region provided on the termination structure region side and having a second conductivity type bypass region connected to the first electrode;
A second semiconductor region of the first conductivity type provided along the second main surface of the drift region;
A second electrode connected to the second semiconductor region;
A cutting surface extending from the first main surface to the second main surface along the outer peripheral edge of the termination structure region;
A semiconductor device comprising:
第1主面と第2主面を有する第1導電型のドリフト領域と、
前記第1主面に沿って選択的に設けられた第2導電型のチャネル領域、該チャネル領域内に選択的に設けられた第1導電型の第1半導体領域、該第1半導体領域と前記チャネル領域の両方に接続された第1電極、前記第1半導体領域と前記ドリフト領域の間の前記チャネル領域に沿って設けられたゲート絶縁膜、および該ゲート絶縁膜に沿って設けられたゲート電極を有する活性領域と、
前記第1主面から前記チャネル領域よりも深くまで達するトレンチ溝の内周面に沿って設けられた絶縁膜、該絶縁膜を介して前記トレンチ溝内に埋め込まれた電極、および前記トレンチ溝の前記終端構造領域側に設けられ、かつ前記第1電極に接続された第2導電型のバイパス領域を有する遷移領域と、
前記ドリフト領域の第2主面に沿って設けられた第2導電型の第2半導体領域と、
前記第2半導体領域に接続された第2電極と、
終端構造領域の外周縁に沿って前記第1主面から前記第2主面まで達する切断面と、
を備えることを特徴とする半導体装置。 In a semiconductor device having a transition region between an active region and a termination structure region surrounding the active region,
A first conductivity type drift region having a first main surface and a second main surface;
A second conductivity type channel region selectively provided along the first main surface; a first conductivity type first semiconductor region selectively provided in the channel region; the first semiconductor region; A first electrode connected to both of the channel regions; a gate insulating film provided along the channel region between the first semiconductor region and the drift region; and a gate electrode provided along the gate insulating film An active region having
An insulating film provided along an inner peripheral surface of the trench groove extending deeper than the channel region from the first main surface, an electrode embedded in the trench groove through the insulating film, and the trench groove A transition region provided on the termination structure region side and having a second conductivity type bypass region connected to the first electrode;
A second semiconductor region of a second conductivity type provided along the second main surface of the drift region;
A second electrode connected to the second semiconductor region;
A cutting surface extending from the first main surface to the second main surface along the outer peripheral edge of the termination structure region;
A semiconductor device comprising:
第1主面と第2主面を有する第1導電型のドリフト領域と、
前記第1主面に沿って選択的に設けられた第2導電型のチャネル領域、該チャネル領域内に選択的に設けられた第1導電型の第1半導体領域、該第1半導体領域と前記チャネル領域の両方に接続された第1電極、前記第1半導体領域に隣接して前記第1主面から前記チャネル領域を貫通して前記ドリフト領域に達する第1トレンチ溝の内周面に沿って設けられたゲート絶縁膜、該ゲート絶縁膜を介して前記第1トレンチ溝内に埋め込まれたゲート電極を有する活性領域と、
前記第1主面から前記チャネル領域よりも深くまで達する第2トレンチ溝の内周面に沿って設けられた絶縁膜、該絶縁膜を介して前記第2トレンチ溝内に埋め込まれた電極、および前記第2トレンチ溝の前記終端構造領域側に設けられ、かつ前記第1電極に接続された第2導電型のバイパス領域を有する遷移領域と、
前記ドリフト領域の第2主面に沿って設けられた第1導電型の第2半導体領域と、
前記第2半導体領域に接続された第2電極と、
終端構造領域の外周縁に沿って前記第1主面から前記第2主面まで達する切断面と、
を備えることを特徴とする半導体装置。 In a semiconductor device having a transition region between an active region and a termination structure region surrounding the active region,
A first conductivity type drift region having a first main surface and a second main surface;
A second conductivity type channel region selectively provided along the first main surface; a first conductivity type first semiconductor region selectively provided in the channel region; the first semiconductor region; A first electrode connected to both of the channel regions, along the inner peripheral surface of the first trench groove that reaches the drift region through the channel region from the first main surface adjacent to the first semiconductor region An active region having a gate insulating film provided, a gate electrode embedded in the first trench groove through the gate insulating film;
An insulating film provided along an inner peripheral surface of the second trench groove extending deeper than the channel region from the first main surface, an electrode embedded in the second trench groove through the insulating film, and A transition region provided on the terminal structure region side of the second trench groove and having a second conductivity type bypass region connected to the first electrode;
A second semiconductor region of the first conductivity type provided along the second main surface of the drift region;
A second electrode connected to the second semiconductor region;
A cutting surface extending from the first main surface to the second main surface along the outer peripheral edge of the termination structure region;
A semiconductor device comprising:
第1主面と第2主面を有する第1導電型のドリフト領域と、
前記第1主面に沿って選択的に設けられた第2導電型のチャネル領域、該チャネル領域内に選択的に設けられた第1導電型の第1半導体領域、該第1半導体領域と前記チャネル領域の両方に接続された第1電極、前記第1半導体領域に隣接して前記第1主面から前記チャネル領域を貫通して前記ドリフト領域に達する第1トレンチ溝の内周面に沿って設けられたゲート絶縁膜、該ゲート絶縁膜を介して前記第1トレンチ溝内に埋め込まれたゲート電極を有する活性領域と、
前記第1主面から前記チャネル領域よりも深くまで達する第2トレンチ溝の内周面に沿って設けられた絶縁膜、該絶縁膜を介して前記第2トレンチ溝内に埋め込まれた電極、および前記第2トレンチ溝の前記終端構造領域側に設けられ、かつ前記第1電極に接続された第2導電型のバイパス領域を有する遷移領域と、
前記ドリフト領域の第2主面に沿って設けられた第2導電型の第2半導体領域と、
前記第2半導体領域に接続された第2電極と、
終端構造領域の外周縁に沿って前記第1主面から前記第2主面まで達する切断面と、
を備えることを特徴とする半導体装置。 In a semiconductor device having a transition region between an active region and a termination structure region surrounding the active region,
A first conductivity type drift region having a first main surface and a second main surface;
A second conductivity type channel region selectively provided along the first main surface; a first conductivity type first semiconductor region selectively provided in the channel region; the first semiconductor region; A first electrode connected to both of the channel regions, along the inner peripheral surface of the first trench groove that reaches the drift region through the channel region from the first main surface adjacent to the first semiconductor region An active region having a gate insulating film provided, a gate electrode embedded in the first trench groove through the gate insulating film;
An insulating film provided along an inner peripheral surface of the second trench groove extending deeper than the channel region from the first main surface, an electrode embedded in the second trench groove through the insulating film, and A transition region provided on the terminal structure region side of the second trench groove and having a second conductivity type bypass region connected to the first electrode;
A second semiconductor region of a second conductivity type provided along the second main surface of the drift region;
A second electrode connected to the second semiconductor region;
A cutting surface extending from the first main surface to the second main surface along the outer peripheral edge of the termination structure region;
A semiconductor device comprising:
18. The semiconductor device according to claim 1, wherein the MOS gate structure of the active region is formed in a linear shape.
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