JP2019096732A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
【課題】 格子状に伸びるトレンチを備えると共に、アバランシェ耐量が高い半導体装置を提供する。
【解決手段】 半導体装置であって、素子領域と外周領域を備え、素子領域内の半導体基板の上面に格子状に伸びるトレンチが設けられている。トレンチ内にゲート絶縁膜とゲート電極を備えている。素子領域が、エミッタ領域と、ボディ領域と、ドリフト領域を有している。トレンチが、半導体基板の上面において第1方向に伸びる第1部分と、第1方向とは異なる方向に伸びる第2部分と、第1部分と第2部分とを接続する接続部を有している。接続部の幅が、第1部分及び第2部分の幅よりも広い。接続部の深さが、第1部分及び第2部分の深さよりも深い。
【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device having a trench extending in a lattice and having high avalanche resistance.
A semiconductor device is provided with an element region and an outer peripheral region, and trenches extending in a lattice shape are provided on the upper surface of a semiconductor substrate in the element region. A gate insulating film and a gate electrode are provided in the trench. The element region has an emitter region, a body region, and a drift region. The trench has a first portion extending in a first direction on the upper surface of the semiconductor substrate, a second portion extending in a direction different from the first direction, and a connection portion connecting the first portion and the second portion. . The width of the connection is wider than the widths of the first and second portions. The depth of the connection is deeper than the depth of the first and second portions.
[Selected figure] Figure 2
Description
本明細書に開示の技術は、半導体装置に関する。 The technology disclosed herein relates to a semiconductor device.
特許文献1には、格子状に伸びるトレンチを備える半導体装置が開示されている。トレンチ内に、ゲート絶縁膜とゲート電極が配置されている。トレンチに囲まれた複数の領域(以下、区画領域という)のそれぞれの内部に、n型のエミッタ領域とp型のボディ領域が設けられている。複数の区画領域の下部に跨る範囲に、n型のドリフト領域が設けられている。ドリフト領域は、ボディ領域の下側及びトレンチの下端でゲート絶縁膜に接している。エミッタ領域、ボディ領域、ドリフト領域及びゲート電極によって、スイッチング素子が構成されている。 Patent Document 1 discloses a semiconductor device provided with trenches extending in a lattice shape. A gate insulating film and a gate electrode are disposed in the trench. An n-type emitter region and a p-type body region are provided in each of a plurality of regions (hereinafter referred to as divided regions) surrounded by the trench. An n-type drift region is provided in a range over the lower portions of the plurality of divided regions. The drift region is in contact with the gate insulating film at the lower side of the body region and at the lower end of the trench. A switching element is configured by the emitter region, the body region, the drift region and the gate electrode.
トレンチゲート型の一般的なスイッチング素子では、オフ状態において、トレンチの下端近傍のドリフト領域に電界が集中する。しかしながら、特許文献1の半導体装置では、トレンチの密度が高いので、トレンチの下端近傍のドリフト領域に電界が集中し難い。このため、スイッチング素子が設けられている素子領域内よりも、素子領域の周囲の外周領域で高い電界が生じやすい。このため、半導体装置への印加電圧が上昇するときに、素子領域よりも外周領域で先にアバランシェ降伏が生じ易い。外周領域の電流経路は小さいので、外周領域でアバランシェ降伏が生じると、アバランシェ電流の密度が高くなり、外周領域の温度が過度に高くなる。このように、外周領域でアバランシェ降伏が生じるので、特許文献1の半導体装置はアバランシェ耐量が低いという問題を有している。したがって、本明細書では、格子状に伸びるトレンチを備えると共に、アバランシェ耐量が高い半導体装置を提供する。 In a general trench gate type switching element, an electric field is concentrated in the drift region near the lower end of the trench in the off state. However, in the semiconductor device of Patent Document 1, since the density of the trench is high, it is difficult for the electric field to be concentrated in the drift region near the lower end of the trench. Therefore, a higher electric field is more likely to be generated in the outer peripheral area around the element region than in the element region in which the switching element is provided. Therefore, when the voltage applied to the semiconductor device is increased, avalanche breakdown is likely to occur earlier in the outer peripheral region than in the device region. Since the current path in the outer peripheral region is small, when avalanche breakdown occurs in the outer peripheral region, the density of the avalanche current becomes high and the temperature in the outer peripheral region becomes excessively high. Thus, since the avalanche breakdown occurs in the outer peripheral region, the semiconductor device of Patent Document 1 has a problem that the avalanche resistance is low. Therefore, the present specification provides a semiconductor device having a trench extending in a lattice and having high avalanche resistance.
本明細書が開示する半導体装置は、半導体基板と、上部電極と、下部電極と、トレンチと、ゲート絶縁膜と、ゲート電極を備えている。前記半導体基板は、素子領域と前記素子領域の周囲の外周領域を備えている。前記上部電極は、前記素子領域内において前記半導体基板の上面に接している。前記下部電極は、前記半導体基板の下面に接している。前記トレンチは、前記素子領域内の前記上面に設けられており、前記上面において格子状に伸びている。前記ゲート絶縁膜は、前記トレンチ内に配置されている。前記ゲート電極は、前記トレンチ内に配置されており、前記ゲート絶縁膜によって前記半導体基板から絶縁されている。前記素子領域が、エミッタ領域と、ボディ領域と、ドリフト領域を備えている。前記エミッタ領域は、格子状に伸びる前記トレンチに囲まれた複数の区画領域のそれぞれの内部に配置されており、前記上部電極に接しており、前記ゲート絶縁膜に接するn型領域である。前記ボディ領域は、複数の前記区画領域のそれぞれの内部に配置されており、前記上部電極に接しており、前記エミッタ領域の下側で前記ゲート絶縁膜に接するp型領域である。前記ドリフト領域は、複数の前記区画領域の下部と前記外周領域に跨る範囲に分布しており、前記ボディ領域の下側及び前記トレンチの下端で前記ゲート絶縁膜に接するn型領域である。前記接続部の幅が、前記第1部分及び前記第2部分の幅よりも広い。前記接続部の深さが、前記第1部分及び前記第2部分の深さよりも深い。 A semiconductor device disclosed in the present specification includes a semiconductor substrate, an upper electrode, a lower electrode, a trench, a gate insulating film, and a gate electrode. The semiconductor substrate includes an element region and an outer peripheral region around the element region. The upper electrode is in contact with the upper surface of the semiconductor substrate in the element region. The lower electrode is in contact with the lower surface of the semiconductor substrate. The trenches are provided on the upper surface in the element region, and extend in a lattice shape on the upper surface. The gate insulating film is disposed in the trench. The gate electrode is disposed in the trench and is insulated from the semiconductor substrate by the gate insulating film. The element region includes an emitter region, a body region, and a drift region. The emitter region is an n-type region which is disposed in each of a plurality of partition regions surrounded by the trenches extending in a lattice shape, in contact with the upper electrode, and in contact with the gate insulating film. The body region is a p-type region disposed inside each of the plurality of partition regions, in contact with the upper electrode, and in contact with the gate insulating film below the emitter region. The drift region is distributed in a range spanning lower portions of the plurality of divided regions and the outer peripheral region, and is an n-type region in contact with the gate insulating film at the lower side of the body region and the lower end of the trench. The width of the connection portion is wider than the widths of the first portion and the second portion. The depth of the connection portion is deeper than the depth of the first portion and the second portion.
なお、ドリフト領域がボディ領域に接していてもよいし、ドリフト領域とボディ領域の間に他の半導体領域が存在していてもよい。 The drift region may be in contact with the body region, and another semiconductor region may exist between the drift region and the body region.
この半導体装置では、トレンチの第1部分と第2部分とを接続する接続部の幅が、第1部分及び第2部分の幅よりも広い。このような構成によれば、エッチングによってトレンチを形成するときに、マイクロローディング効果によって接続部の深さが、第1部分及び第2部分の深さよりも深くなる。なお、特許文献1には、接続部でトレンチが深くなることが開示されているが、接続部の幅を広くすることで、特許文献1よりもさらに接続部でトレンチを深くすることができる。このように接続部において従来よりもトレンチを深くすると、接続部の下端近傍のドリフト領域に電界が集中し易くなる。このため、半導体装置への印加電圧が上昇するときに、素子領域で外周領域よりも先にアバランシェ降伏が生じる。素子領域は、上部電極に接しており、広い電流経路を有している。したがって、アバランシェ電流が、広い電流経路に分散して流れることが可能であり、アバランシェ電流が局所的に集中することを抑制することができる。このため、アバランシェ電流によって素子領域が過度に高温になることを抑制することができる。このように、素子領域でアバランシェ降伏を生させることで、半導体装置のアバランシェ耐量が向上する。 In this semiconductor device, the width of the connection portion connecting the first portion and the second portion of the trench is wider than the width of the first portion and the second portion. According to such a configuration, when forming the trench by etching, the depth of the connection portion is deeper than the depth of the first portion and the second portion by the microloading effect. Although Patent Document 1 discloses that the trench is deepened in the connection portion, the trench can be further deepened in the connection portion than in Patent Document 1 by widening the width of the connection portion. As described above, when the trench is made deeper at the connection portion than in the conventional case, the electric field tends to be concentrated at the drift region near the lower end of the connection portion. Therefore, when the voltage applied to the semiconductor device rises, avalanche breakdown occurs earlier in the element region than in the outer peripheral region. The element region is in contact with the upper electrode and has a wide current path. Therefore, avalanche current can be distributed and flow in a wide current path, and local concentration of avalanche current can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress that the element region is excessively heated by the avalanche current. Thus, the avalanche resistance of the semiconductor device is improved by causing the avalanche breakdown in the element region.
図1に示すように、実施形態の半導体装置10は、シリコンによって構成された半導体基板12を有している。半導体基板12は、素子領域60と、外周領域62を有している。素子領域60には、スイッチング素子が設けられている。素子領域60は、半導体基板12の中央部に配置されている。外周領域62は、素子領域60の周囲を囲んでいる。外周領域62は、素子領域60と半導体基板12の外周端との間の領域である。なお、以下の説明において、x方向は半導体基板12の上面に平行な一方向を意味し、y方向は半導体基板12の上面に平行かつx方向に直交する方向を意味し、z方向は半導体基板12の厚み方向を意味する。
As shown in FIG. 1, the
図2は、素子領域60内の半導体装置10の上面と断面を示す部分斜視図である。図3は、素子領域60内の半導体装置10の断面を示している。図4は、素子領域60と外周領域62に跨る範囲における半導体装置10の断面を示している。図3、4に示すように、素子領域60内の半導体基板12の上面12aは、上部電極22に覆われている。なお、図2では、半導体基板12の上面12a上の電極及び絶縁膜の図示を省略している。図4に示すように、上部電極22は、外周領域62内の半導体基板12の上面12aを覆っていない。外周領域62内の半導体基板12の上面12aは、絶縁保護膜46によって覆われている。言い換えると、上側から半導体基板12を平面視したときに、上部電極22に覆われている範囲が素子領域60であり、上部電極22に覆われていない範囲が外周領域62である。図2〜4に示すように、半導体基板12の下面12bの全域は、下部電極26によって覆われている。すなわち、下部電極26は、素子領域60と外周領域62に跨る範囲で、下面12bに接している。
FIG. 2 is a partial perspective view showing the upper surface and the cross section of the
半導体基板12の上面12aには、トレンチ14が形成されている。図5は、上面12aを上側から平面視したときにおけるトレンチ14の形状を示している。図5に示すように、トレンチ14は、上面12aにおいて、格子状に伸びている。トレンチ14によって、上面12a側の半導体領域が、複数の略矩形の領域50に区画されている。以下では、トレンチ14によって区画された略矩形の領域50を、区画領域50と呼ぶ。トレンチ14は、y方向に直線状に伸びる第1部分14aと、x方向に直線状に伸びる第2部分14bと、第1部分14aと第2部分14bとを接続する接続部14cを有している。接続部14cでは、第1部分14a及び第2部分14bよりも、トレンチ14の幅が広い。図6、7に示すように、接続部14cでは、第1部分14a及び第2部分14bよりも、トレンチ14の深さが深い。
A
図2、3に示すように、トレンチ14の内面は、ゲート絶縁膜16によって覆われている。トレンチ14内には、ゲート電極18が配置されている。ゲート電極18は、ゲート絶縁膜16によって半導体基板12から絶縁されている。図3に示すように、ゲート電極18の上面は、層間絶縁膜20によって覆われている。上部電極22は、層間絶縁膜20と半導体基板12の上面12aを覆っている。ゲート電極18は、層間絶縁膜20によって上部電極22から絶縁されている。上部電極22は、層間絶縁膜20が存在しない範囲で、半導体基板12の上面12aに接している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the inner surface of the
素子領域60内の半導体基板12の内部には、エミッタ領域30、上部ボディ領域32、バリア領域34、下部ボディ領域36、ドリフト領域38、バッファ領域39及びコレクタ領域40が形成されている。
An
エミッタ領域30は、n型の半導体領域である。各区画領域50内に2つのエミッタ領域30が配置されている。エミッタ領域30は、トレンチ14の上端部において、ゲート絶縁膜16に接している。エミッタ領域30は、半導体基板12の上面12aに露出している。エミッタ領域30は、上部電極22に対してオーミック接触している。
上部ボディ領域32は、p型の半導体領域である。上部ボディ領域32は、各区画領域50内に配置されている。上部ボディ領域32は、コンタクト領域32aと低濃度領域32bを有している。
The
コンタクト領域32aは、p型不純物濃度が高いp型の半導体領域である。コンタクト領域32aは、上面12aに露出する範囲であって、各区画領域50の中央に配置されている。コンタクト領域32aは、上部電極22に対してオーミック接触している。コンタクト領域32aは、2つのエミッタ領域30の間に配置されている。
The
低濃度領域32bは、コンタクト領域32aよりもp型不純物濃度が低いp型の半導体領域である。低濃度領域32bは、エミッタ領域30とコンタクト領域32aの下側に配置されている。低濃度領域32bは、エミッタ領域30とコンタクト領域32aに対して下側から接している。また、低濃度領域32bは、エミッタ領域30とコンタクト領域32aが存在しない範囲で、上面12aに露出している。低濃度領域32bは、エミッタ領域30の下側で、ゲート絶縁膜16に接している。
The
バリア領域34は、n型の半導体領域である。バリア領域34は、各区画領域50内に配置されている。バリア領域34は、低濃度ボディ領域32bの下側に形成されており、低濃度ボディ領域32bに対して下側から接している。バリア領域34は、低濃度ボディ領域32bによってエミッタ領域30から分離されている。バリア領域34は、低濃度ボディ領域32bの下側でゲート絶縁膜16に接している。
The
下部ボディ領域36は、p型の半導体領域である。下部ボディ領域36は、各区画領域50内に配置されている。下部ボディ領域36は、バリア領域34の下側に形成されており、バリア領域34に対して下側から接している。下部ボディ領域36は、バリア領域34によって上部ボディ領域32から分離されている。下部ボディ領域36は、バリア領域34の下側でゲート絶縁膜16に接している。
The
ドリフト領域38は、n型の半導体領域である。ドリフト領域38のn型不純物濃度は、バリア領域34のn型不純物濃度よりも低い。ドリフト領域38は、トレンチ14の下端よりも下側に配置されている。ドリフト領域38は、複数の区画領域50の下部に跨る範囲に分布している。ドリフト領域38の一部は、各区画領域50内まで伸びており、下部ボディ領域36に対して下側から接している。ドリフト領域38は、下部ボディ領域36によってバリア領域34から分離されている。ドリフト領域38は、下部ボディ領域36の下側でゲート絶縁膜16に接している。言い換えると、ドリフト領域38は、上部ボディ領域32、バリア領域34及び下部ボディ領域36の下側でゲート絶縁膜16に接している。ドリフト領域38は、トレンチ14の下端でゲート絶縁膜16に接している。図4に示すように、ドリフト領域38は、素子領域60から外周領域62まで伸びている。
The
バッファ領域39は、n型の半導体領域である。バッファ領域39のn型不純物濃度は、ドリフト領域38のn型不純物濃度よりも高い。バッファ領域39は、ドリフト領域38の下側に形成されており、ドリフト領域38に対して下側から接している。バッファ領域39は、素子領域60から外周領域62まで伸びている。
The
コレクタ領域40は、p型の半導体領域である。コレクタ領域40のp型不純物濃度は、上部ボディ領域32及び下部ボディ領域36のp型不純物濃度よりも高い。コレクタ領域40は、バッファ領域39の下側に形成されており、バッファ領域39に対して下側から接している。コレクタ領域40は、素子領域60から外周領域62まで伸びている。コレクタ領域40は、半導体基板12の下面12bに露出している。コレクタ領域40は、下部電極26に対してオーミック接触している。なお、半導体基板12の下面12bに露出する範囲の一部に、コレクタ領域40に代えて、下部電極26に対してオーミック接触するn型のカソード領域が設けられていてもよい。
The
図4に示すように、外周領域62内には、上面12aに露出する範囲に、複数のガードリング44が配置されている。各ガードリング44は、p型領域である。各ガードリング44は、素子領域60の周囲を一巡するリング形状を備えている。外周領域62内のドリフト領域38は、ガードリング44が設けられていない範囲で、上面12aに露出している。なお、ガードリング44に代えて、他の耐圧構造(例えば、リサーフ層等)が設けられていてもよい。
As shown in FIG. 4, a plurality of guard rings 44 are disposed in the outer
素子領域60内には、エミッタ領域30、上部ボディ領域32、バリア領域34、下部ボディ領域36、ドリフト領域38、バッファ領域39、コレクタ領域40及びゲート電極18等によって、IGBT(insulated gate bipolar transistor)が構成されている。
In the
ゲート電極18の電位をゲート閾値以上の電位に制御すると、ゲート絶縁膜16近傍において、上部ボディ領域32と下部ボディ領域36にチャネルが形成される。チャネルによって、エミッタ領域30、バリア領域34及びドリフト領域38が互いに接続される。チャネルが形成されている状態で、下部電極26に上部電極22よりも高い電位を印加すると、上部電極22から、エミッタ領域30、上部ボディ領域32のチャネル、バリア領域34、下部ボディ領域36のチャネル、ドリフト領域38、バッファ領域39及びコレクタ領域40を通って下部電極26へ電子が流れる。すなわち、IGBTがオンする。同時に、下部電極26から、コレクタ領域40とバッファ領域39を通ってドリフト領域38へホールが流入する。その結果、伝導度変調現象によって、ドリフト領域38の抵抗が低下し、電子が低損失でドリフト領域38を流れる。格子状にトレンチ14が構成されていると、ホールが、上部電極22側へ流れ難く、ドリフト領域38にホールが蓄積され易くなる。したがって、ドリフト領域38の抵抗をより効果的に低減することができ、IGBTで生じる損失が抑制される。ゲート電極18の電位をゲート閾値よりも低い電位に低下させると、チャネルが消失し、電流が停止する。すなわち、IGBTがオフする。
When the potential of the
IGBTがオフすると、下部ボディ領域36からドリフト領域38に空乏層が広がる。これによって、ドリフト領域38の略全域が空乏化される。このため、ドリフト領域38内に電界が生じる。トレンチ14の下端は下部ボディ領域36よりも下側に突出しているので、トレンチ14の下端近傍に電界が集中し易い。特に、本実施形態では、接続部14cにおいてトレンチ14が局所的に深くなっているので、接続部14cの下端近傍に電界が集中し易い。したがって、接続部14cの下端近傍のドリフト領域38で、アバランシェ降伏が生じやすい。このため、IGBTがオフしている状態で、下部電極26の電位を上昇させると、接続部14cの下端近傍のドリフト領域38でアバランシェ降伏が生じる。すなわち、素子領域60内で外周領域62内よりも先にアバランシェ降伏が生じる。アバランシェ降伏が生じると、ドリフト領域38内で多量のホールが生成される。素子領域60内のドリフト領域38で生じたホールは、上部電極22に流れる。すなわち、アバランシェ電流が、上部電極22に流れる。素子領域60は、広い範囲で上部電極22に接しているので、アバランシェ電流は素子領域60内で分散して流れることができる。したがって、素子領域60内で過度な発熱が抑制される。
When the IGBT is turned off, a depletion layer spreads from
仮に、外周領域62内のドリフト領域38(例えば、ガードリング44近傍のドリフト領域38)でアバランシェ降伏が生じると、アバランシェ降伏により生じた多量のホールが、上部電極22の外周端22a(図4参照)に向かって流れる。このため、外周端22a近傍の半導体領域にアバランシェ電流が集中する。このため、外周端22a近傍の半導体領域で過度な発熱が生じやすい。しかしながら、本実施形態の半導体装置10では、素子領域60内で外周領域62内よりも先にアバランシェ降伏が生じるので、外周領域62内でアバランシェ降伏が生じることを抑制することができる。これによって、外周端22a近傍での過度な発熱が抑制される。
If an avalanche breakdown occurs in the drift region 38 (for example, the
以上に説明したように、この半導体装置では、素子領域60内で外周領域62内よりも先にアバランシェ降伏を生じさせることで、外周領域62内でアバランシェ降伏が生じることを抑制する。また、素子領域60内でアバランシェ降伏が生じても、アバランシェ電流が分散して流れるので、過度な発熱が抑制される。したがって、半導体装置10全体としてのアバランシェ耐量を従来よりも向上させることができる。
As described above, in this semiconductor device, the avalanche breakdown is generated earlier in the
次に、トレンチ14の形成方法について、説明する。トレンチ14を形成する際には、まず、半導体基板12の上面12aに、マスクを形成する。次に、マスクに開口部を形成する。開口部は、トレンチ14を形成すべき範囲にのみ形成する。ここでは、接続部14cを形成すべき範囲の開口部の幅を、第1部分14a及び第2部分14bを形成すべき範囲の開口部の幅よりも広くする。次に、反応性イオンエッチングによって、開口部内の上面12aをエッチングする。これによって、格子状に伸びるトレンチ14を形成する。接続部14cは幅が広いので、マイクロローディング効果によって、第1部分14a及び第2部分14bよりも速くエッチングが進行する。したがって、図6、7に示すように、接続部14cの深さが、第1部分14a及び第2部分14bの深さよりも深くなる。この方法によれば、図6、7に示すように接続部14cで局所的に深くなっているトレンチ14を容易に形成することができる。したがって、アバランシェ耐量が高い半導体装置10を容易に製造することができる。
Next, a method of forming the
なお、上述した実施形態では、図5に示すように、接続部14cが略矩形であった。しかしながら、図8、9に示すように、接続部14cが三角形や半円形であってもよい。また、図10に示すように、接続部14cが、第2部分14bの片側に偏って設けられていてもよい。また、図11に示すように、複数の第2部分14bを接続するように接続部14cが設けられていてもよい。
In the embodiment described above, as shown in FIG. 5, the
また、上述した実施形態の半導体装置10は、バリア領域34を有していた。しかしながら、バリア領域34が存在せず、上部ボディ領域32と下部ボディ領域36が一体化していてもよい。
In addition, the
以上、実施形態について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独あるいは各種の組み合わせによって技術有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの1つの目的を達成すること自体で技術有用性を持つものである。 As mentioned above, although embodiment was described in detail, these are only examples and do not limit the range of a claim. The art set forth in the claims includes various variations and modifications of the specific examples illustrated above. The technical elements described in the present specification or the drawings exhibit technical usefulness singly or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of application. In addition, the techniques illustrated in the present specification or the drawings simultaneously achieve a plurality of purposes, and achieving one of the purposes itself has technical utility.
10 :半導体装置
12 :半導体基板
14 :トレンチ
14a:第1部分
14b:第2部分
14c:接続部
16 :ゲート絶縁膜
18 :ゲート電極
20 :層間絶縁膜
22 :上部電極
26 :下部電極
30 :エミッタ領域
32 :上部ボディ領域
34 :バリア領域
36 :下部ボディ領域
38 :ドリフト領域
39 :バッファ領域
40 :コレクタ領域
44 :ガードリング
46 :絶縁保護膜
50 :区画領域
60 :素子領域
62 :外周領域
10: semiconductor device 12: semiconductor substrate 14:
Claims (1)
素子領域と前記素子領域の周囲の外周領域を備える半導体基板と、
前記素子領域内において前記半導体基板の上面に接している上部電極と、
前記半導体基板の下面に接している下部電極と、
前記素子領域内の前記上面に設けられており、前記上面において格子状に伸びるトレンチと、
前記トレンチ内に配置されているゲート絶縁膜と、
前記トレンチ内に配置されており、前記ゲート絶縁膜によって前記半導体基板から絶縁されているゲート電極、
を備えており、
前記素子領域が、
格子状に伸びる前記トレンチに囲まれた複数の区画領域のそれぞれの内部に配置されており、前記上部電極に接しており、前記ゲート絶縁膜に接するn型のエミッタ領域と、
複数の前記区画領域のそれぞれの内部に配置されており、前記上部電極に接しており、前記エミッタ領域の下側で前記ゲート絶縁膜に接するp型のボディ領域と、
複数の前記区画領域の下部と前記外周領域に跨る範囲に分布しており、前記前記ボディ領域の下側及び前記トレンチの下端で前記ゲート絶縁膜に接するn型のドリフト領域、
を有しており、
前記トレンチが、前記上面において第1方向に伸びる第1部分と、前記上面において前記第1方向とは異なる方向に伸びる第2部分と、前記第1部分と前記第2部分とを接続する接続部を有しており、
前記接続部の幅が、前記第1部分及び前記第2部分の幅よりも広く、
前記接続部の深さが、前記第1部分及び前記第2部分の深さよりも深い、
半導体装置。 A semiconductor device,
A semiconductor substrate comprising an element region and an outer peripheral region around the element region;
An upper electrode in contact with the upper surface of the semiconductor substrate in the element region;
A lower electrode in contact with the lower surface of the semiconductor substrate;
Trenches provided on the upper surface in the element region and extending in a lattice shape on the upper surface;
A gate insulating film disposed in the trench;
A gate electrode disposed in the trench and insulated from the semiconductor substrate by the gate insulating film;
Equipped with
The element region is
An n-type emitter region disposed inside each of the plurality of partition regions surrounded by the trenches extending in a grid shape, in contact with the upper electrode, and in contact with the gate insulating film;
A p-type body region disposed inside each of the plurality of divided regions, in contact with the upper electrode, and in contact with the gate insulating film below the emitter region;
An n-type drift region distributed in a range spanning lower portions of the plurality of divided regions and the outer peripheral region, and in contact with the gate insulating film at the lower side of the body region and the lower end of the trench;
And have
A connection portion connecting the first portion extending in a first direction on the upper surface, the second portion extending in a direction different from the first direction on the upper surface, and a connection portion connecting the first portion and the second portion And have
The width of the connection portion is wider than the widths of the first portion and the second portion,
The depth of the connection portion is deeper than the depths of the first portion and the second portion,
Semiconductor device.
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