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WO2023189053A1 - 半導体装置 - Google Patents

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WO2023189053A1
WO2023189053A1 PCT/JP2023/006632 JP2023006632W WO2023189053A1 WO 2023189053 A1 WO2023189053 A1 WO 2023189053A1 JP 2023006632 W JP2023006632 W JP 2023006632W WO 2023189053 A1 WO2023189053 A1 WO 2023189053A1
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WO
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trench
region
gate
resistance
source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2023/006632
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
誠悟 森
佑紀 中野
圭悟 美濃出
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Priority to JP2024511470A priority Critical patent/JPWO2023189053A1/ja
Priority to CN202380032271.2A priority patent/CN118974945A/zh
Publication of WO2023189053A1 publication Critical patent/WO2023189053A1/ja
Priority to US18/900,908 priority patent/US20250022796A1/en
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    • H10D84/83Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components of only insulated-gate FETs [IGFET]
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    • H10D62/83Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials being Group IV materials, e.g. B-doped Si or undoped Ge
    • H10D62/832Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials being Group IV materials, e.g. B-doped Si or undoped Ge being Group IV materials comprising two or more elements, e.g. SiGe
    • H10D62/8325Silicon carbide
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    • H10D62/00Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/80Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials
    • H10D62/85Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials being Group III-V materials, e.g. GaAs
    • H10D62/8503Nitride Group III-V materials, e.g. AlN or GaN

Definitions

  • Patent Document 1 discloses a semiconductor device including a semiconductor substrate, a plurality of trench structures, and a gate pad portion. A plurality of trench structures are formed on a surface of a semiconductor substrate. The gate pad section is arranged on the semiconductor substrate so as to cover the plurality of trench structures.
  • One embodiment provides a semiconductor device with a novel layout.
  • One embodiment includes a chip having a main surface, a trench resistance structure formed on the main surface, the chip having a lower resistance value than the trench resistance structure, and being electrically connected to the trench resistance structure.
  • a gate pad disposed over the trench resistance structure; and a gate pad having a lower resistance than the trench resistance structure and electrically connected to the gate pad through the trench resistance structure.
  • a semiconductor device is provided, including a gate wiring disposed on the semiconductor device.
  • FIG. 1 is a plan view showing a semiconductor device according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II shown in FIG.
  • FIG. 3 is a plan view showing the layout of gate electrodes and source electrodes.
  • FIG. 4 is a plan view showing the layout of the first main surface.
  • FIG. 5 is an enlarged plan view showing the vicinity of the resistance region.
  • FIG. 6 is an enlarged plan view showing the layout near the resistance region.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII shown in FIG. 6.
  • FIG. 8 is an enlarged plan view showing the layout of the resistance region and the active region.
  • FIG. 9 is an enlarged plan view showing the layout of the active region and the peripheral region.
  • FIG. 1 is a plan view showing a semiconductor device according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II shown in FIG.
  • FIG. 3 is a plan view showing the layout of gate electrodes and source electrodes.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line XX shown in FIG. 8.
  • FIG. 11 is a sectional view taken along the line XI-XI shown in FIG. 8.
  • FIG. 12 is a sectional view taken along the line XII-XII shown in FIG. 8.
  • FIG. 13 is a sectional view taken along the line XIII-XIII shown in FIG. 8.
  • FIG. 14 is a sectional view taken along the line XIV-XIV shown in FIG. 9.
  • FIG. 15 is a sectional view taken along the line XV-XV shown in FIG. 9.
  • 16 is a sectional view taken along the line XVI-XVI shown in FIG. 9.
  • FIG. 17 is a sectional view taken along the line XVII-XVII shown in FIG. 9.
  • FIG. 18 is an enlarged plan view showing the layout of the resistance region, active region, and dummy region.
  • FIG. 19 is an enlarged plan view showing the layout of the active region, peripheral region, and dummy region.
  • FIG. 20 is a sectional view taken along the line XX-XX shown in FIG. 18.
  • FIG. 21 is a sectional view taken along the line XXI-XXI shown in FIG. 18.
  • FIG. 22 is a sectional view taken along the line XXII-XXII shown in FIG. 18.
  • FIG. 23 is an enlarged plan view showing the layout of the termination area.
  • FIG. 24 is a sectional view taken along the line XXIV-XXIV shown in FIG. 23.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view showing the structure of the outer peripheral region.
  • FIG. 26 is an electric circuit diagram showing a connection form of a gate electrode and a gate resistor.
  • FIG. 27 is a cross-sectional view showing a trench resistance structure according to the first modification.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view showing a trench resistance structure according to a second modification.
  • FIG. 29 is a cross-sectional view showing a trench resistance structure according to a third modification.
  • FIG. 30 is a cross-sectional view showing a trench resistance structure according to a fourth modification.
  • FIG. 31 is a cross-sectional view showing a chip according to the first modification.
  • FIG. 32 is a cross-sectional view showing a chip according to a second modification.
  • this phrase includes a numerical value (form) that is equal to the numerical value (form) of the comparison target; It also includes a numerical error (form error) in the range of ⁇ 10% based on (form).
  • a numerical value that is equal to the numerical value (form) of the comparison target
  • a numerical error form error in the range of ⁇ 10% based on (form).
  • words such as “first”, “second”, “third”, etc. are used, but these are symbols attached to the name of each structure to clarify the order of explanation; It is not given for the purpose of limiting the name.
  • FIG. 1 is a plan view showing a semiconductor device 1 according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II shown in FIG.
  • FIG. 3 is a plan view showing the layout of the gate electrode 85 and source electrode 95.
  • FIG. 4 is a plan view showing the layout of the first main surface 3.
  • the semiconductor device 1 is a semiconductor switching device including a MISFET (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor).
  • MISFET Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor
  • a semiconductor device 1 in this embodiment includes a chip 2 that includes a single crystal of a wide bandgap semiconductor and is formed in a hexahedral shape (specifically, a rectangular parallelepiped shape). include.
  • the semiconductor device 1 is a "wide bandgap semiconductor device.”
  • Chip 2 may also be referred to as a "semiconductor chip” or a "wide bandgap semiconductor chip.”
  • a wide band gap semiconductor is a semiconductor having a band gap exceeding that of Si (silicon).
  • GaN (gallium nitride), SiC (silicon carbide), and C (diamond) are exemplified as wide bandgap semiconductors.
  • the chip 2 is a "SiC chip” that includes a hexagonal SiC single crystal as an example of a wide bandgap semiconductor.
  • the semiconductor device 1 is a "SiC semiconductor device.”
  • Semiconductor device 1 may be referred to as a "SiC-MISFET.”
  • the hexagonal SiC single crystal has multiple types of polytypes including 2H (Hexagonal)-SiC single crystal, 4H-SiC single crystal, 6H-SiC single crystal, and the like.
  • the chip 2 includes a 4H-SiC single crystal, but the chip 2 may include other polytypes.
  • the chip 2 has a first main surface 3 on one side, a second main surface 4 on the other side, and first to fourth side surfaces 5A to 5D connecting the first main surface 3 and the second main surface 4. ing.
  • the first main surface 3 and the second main surface 4 are formed into a rectangular shape in a plan view (hereinafter simply referred to as "plan view") as seen from the normal direction Z thereof.
  • the normal direction Z is also the thickness direction of the chip 2.
  • the first main surface 3 and the second main surface 4 are preferably formed of a c-plane of a SiC single crystal.
  • the first principal surface 3 is formed by the silicon plane ((0001) plane) of the SiC single crystal
  • the second principal surface 4 is formed by the carbon plane ((000-1) plane) of the SiC single crystal. It is preferable.
  • the first main surface 3 and the second main surface 4 may have an off angle that is inclined at a predetermined angle in a predetermined off direction with respect to the c-plane.
  • the off direction is preferably the a-axis direction ([11-20] direction) of the SiC single crystal.
  • the off angle may be greater than 0° and less than or equal to 10°.
  • the off angle is preferably 5° or less.
  • the first side surface 5A and the second side surface 5B extend in a first direction
  • the third side surface 5C and the fourth side surface 5D extend in the second direction Y and face the first direction X.
  • the first direction X may be the m-axis direction ([1-100] direction) of the SiC single crystal
  • the second direction Y may be the a-axis direction of the SiC single crystal.
  • the first direction X may be the a-axis direction of the SiC single crystal
  • the second direction Y may be the m-axis direction of the SiC single crystal.
  • the chip 2 may have a thickness of 5 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the thickness of the chip 2 is any of the following: 5 ⁇ m to 25 ⁇ m, 25 ⁇ m to 50 ⁇ m, 50 ⁇ m to 75 ⁇ m, 75 ⁇ m to 100 ⁇ m, 100 ⁇ m to 125 ⁇ m, 125 ⁇ m to 150 ⁇ m, 150 ⁇ m to 175 ⁇ m, and 175 ⁇ m to 200 ⁇ m. It may be set to a value belonging to one range.
  • the thickness of the chip 2 is preferably 100 ⁇ m or less.
  • the first to fourth side surfaces 5A to 5D may have a length of 0.5 mm or more and 20 mm or less in plan view.
  • the lengths of the first to fourth side surfaces 5A to 5D are set to values belonging to any one of the following ranges: 0.5 mm to 5 mm, 5 mm to 10 mm, 10 mm to 15 mm, and 15 mm to 20 mm. It's okay.
  • the lengths of the first to fourth side surfaces 5A to 5D are preferably 5 mm or more.
  • the semiconductor device 1 includes an n-type first semiconductor region 6 formed in a region (surface layer portion) on the first main surface 3 side within the chip 2.
  • the first semiconductor region 6 is formed in a layered shape extending along the first main surface 3, and is exposed from the first main surface 3 and the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
  • the first semiconductor region 6 is made of an epitaxial layer (specifically, a SiC epitaxial layer).
  • the first semiconductor region 6 may have a thickness of 1 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the thickness of the first semiconductor region 6 is preferably 3 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less. It is particularly preferable that the thickness of the first semiconductor region 6 is 5 ⁇ m or more and 25 ⁇ m or less.
  • the semiconductor device 1 includes an n-type second semiconductor region 7 formed in a region (surface layer portion) on the second main surface 4 side within the chip 2.
  • the second semiconductor region 7 is formed in a layered shape extending along the second main surface 4, and is exposed from the second main surface 4 and the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
  • the second semiconductor region 7 has a higher n-type impurity concentration than the first semiconductor region 6 and is electrically connected to the first semiconductor region 6.
  • the second semiconductor region 7 is made of a semiconductor substrate (specifically, a SiC semiconductor substrate). That is, the chip 2 has a stacked structure including a semiconductor substrate and an epitaxial layer.
  • the second semiconductor region 7 may have a thickness of 1 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the thickness of the second semiconductor region 7 may be 150 ⁇ m or less, 100 ⁇ m or less, 50 ⁇ m or less, or 40 ⁇ m or less.
  • the thickness of the second semiconductor region 7 may be 5 ⁇ m or more.
  • the thickness of the second semiconductor region 7 is preferably 10 ⁇ m or more. In this embodiment, the second semiconductor region 7 has a thickness that exceeds the thickness of the first semiconductor region 6.
  • the semiconductor device 1 includes an active surface 8 formed on the first main surface 3, an outer surface 9, and first to fourth connecting surfaces 10A to 10D.
  • the active surface 8, the outer circumferential surface 9, and the first to fourth connection surfaces 10A to 10D define an active plateau 11 on the first main surface 3.
  • the active surface 8 may be referred to as a "first surface”
  • the outer peripheral surface 9 may be referred to as a "second surface”
  • the first to fourth connection surfaces 10A to 10D may be referred to as "connection surfaces”.
  • the active surface 8, the outer peripheral surface 9, and the first to fourth connection surfaces 10A to 10D (that is, the active plateau 11) may be regarded as constituent elements of the chip 2 (first main surface 3).
  • the active surface 8 is formed at a distance inward from the periphery of the first main surface 3 (first to fourth side surfaces 5A to 5D).
  • the active surface 8 has a flat surface extending in the first direction X and the second direction Y.
  • the active surface 8 is formed by a c-plane (Si-plane).
  • the active surface 8 is formed into a rectangular shape having four sides parallel to the first to fourth side surfaces 5A to 5D in plan view.
  • the outer peripheral surface 9 is located outside the active surface 8 and is recessed from the active surface 8 in the thickness direction of the chip 2 (toward the second main surface 4 side). Specifically, the outer peripheral surface 9 is recessed to a depth less than the thickness of the first semiconductor region 6 so as to expose the first semiconductor region 6.
  • the outer circumferential surface 9 extends in a band shape along the active surface 8 in a plan view, and is formed into an annular shape (specifically, a square annular shape) surrounding the active surface 8.
  • the outer peripheral surface 9 has a flat surface extending in the first direction X and the second direction Y, and is formed substantially parallel to the active surface 8.
  • the outer peripheral surface 9 is formed of a c-plane (Si-plane).
  • the outer peripheral surface 9 is continuous with the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
  • the outer peripheral surface 9 has an outer peripheral depth DO.
  • the outer circumferential depth DO may be 0.1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • the outer circumferential depth DO is preferably 2.5 ⁇ m or less.
  • the first to fourth connection surfaces 10A to 10D extend in the normal direction Z and connect the active surface 8 and the outer peripheral surface 9.
  • the first connection surface 10A is located on the first side surface 5A side
  • the second connection surface 10B is located on the second side surface 5B side
  • the third connection surface 10C is located on the third side surface 5C side
  • the fourth connection surface 10D is located on the third side surface 5C side. is located on the fourth side surface 5D side.
  • the first connection surface 10A and the second connection surface 10B extend in the first direction X and face each other in the second direction Y.
  • the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D extend in the second direction Y and face the first direction X.
  • the first to fourth connection surfaces 10A to 10D may extend approximately perpendicularly between the active surface 8 and the outer circumferential surface 9 so that a quadrangular prism-shaped active plateau 11 is defined.
  • the first to fourth connection surfaces 10A to 10D may be inclined downward from the active surface 8 toward the outer circumferential surface 9 so that a square pyramid-shaped active plateau 11 is defined.
  • the semiconductor device 1 includes the active plateau 11 that is partitioned into the first semiconductor region 6 in a protruding manner on the first main surface 3 .
  • the active plateau 11 is formed only in the first semiconductor region 6 and not in the second semiconductor region 7.
  • semiconductor device 1 includes a resistance region 12, an active region 13, a peripheral region 14, a dummy region 15, a termination region 16, and an outer peripheral region 17.
  • a resistive region 12 is provided on the active surface 8 .
  • the resistance region 12 is provided in the inner part of the active surface 8 at a distance from the periphery of the active surface 8 (first to fourth connection surfaces 10A to 10D).
  • the resistance region 12 is provided in a region along the center of the first connection surface 10A in plan view.
  • the resistance region 12 is provided in a rectangular shape having four sides parallel to the first to fourth side surfaces 5A to 5D in plan view.
  • the active region 13 is a region that generates a drain current IDS by controlling the channel. Active region 13 is provided around resistive region 12 on active surface 8 . Specifically, the active region 13 is provided inward of the active surface 8 at a distance from the periphery of the active surface 8 in a region outside the resistance region 12 .
  • the active region 13 includes a first active region 13A, a second active region 13B, and a third active region 13C.
  • the first active region 13A is provided on the second connection surface 10B side (the inner side of the active surface 8) with respect to the resistance region 12, and faces the resistance region 12 in the second direction Y.
  • the first active region 13A is provided in a rectangular shape having four sides parallel to the periphery of the active surface 8 in plan view.
  • the first active region 13A is provided wider than the resistance region 12 in the first direction X.
  • the second active region 13B is provided in a region between the resistance region 12 and the third connection surface 10C, and faces the resistance region 12 in the first direction X.
  • the third active region 13C is provided in a region between the resistance region 12 and the fourth connection surface 10D, and faces the second active region 13B with the resistance region 12 in between in the first direction X.
  • the peripheral region 14 is provided on the active surface 8 so as to sandwich the active region 13 from both sides in the first direction X.
  • the peripheral area 14 includes a first peripheral area 14A and a second peripheral area 14B.
  • the first peripheral region 14A is provided in a region between the active region 13 and the third connection surface 10C, and is arranged in the second direction Y so as to face the first active region 13A and the second active region 13B in the first direction X. It extends in a band shape.
  • the second peripheral region 14B is provided in a region between the active region 13 and the fourth connection surface 10D, and is arranged in the second direction Y so as to face the first active region 13A and the third active region 13C in the first direction X. It extends in a band shape.
  • the dummy regions 15 are provided on the active surface 8 so as to sandwich the active region 13 from both sides in the second direction Y.
  • the dummy region 15 includes a first dummy region 15A, a second dummy region 15B, and a third dummy region 15C.
  • the first dummy region 15A is provided in a region between the resistance region 12 and the third connection surface 10C.
  • the first dummy region 15A extends in a strip shape in the first direction X so as to face the resistance region 12 in the first direction X and to face the second active region 13B and the first peripheral region 14A in the second direction Y. .
  • the second dummy region 15B is provided in the region between the resistance region 12 and the fourth connection surface 10D.
  • the second dummy region 15B extends in a strip shape in the first direction X so as to face the resistance region 12 in the first direction X and to face the third active region 13C and the second peripheral region 14B in the second direction Y.
  • the third dummy region 15C is provided in a region between the first active region 13A and the second connection surface 10B.
  • the third dummy region 15C extends in a strip shape in the first direction X so as to face the first active region 13A, the first peripheral region 14A, and the second peripheral region 14B in the second direction Y.
  • the planar area of the first dummy region 15A is preferably less than the planar area of the second active region 13B. That is, the area of the first dummy region 15A facing the resistance region 12 is preferably less than the area of the second active region 13B facing the resistance region 12.
  • the planar area of the second dummy region 15B is preferably less than the planar area of the third active region 13C. In other words, the area of the second dummy region 15B facing the resistance region 12 is preferably less than the area of the third active region 13C facing the resistance region 12.
  • the termination region 16 is provided on the active surface 8 so as to sandwich the dummy region 15 from both sides in the second direction Y.
  • the termination region 16 includes a first termination region 16A and a second termination region 16B.
  • the first termination region 16A is provided in a region between the resistance region 12 and the first connection surface 10A.
  • the first termination region 16A extends in a strip shape in the first direction X so as to face the resistance region 12, the first dummy region 15A, and the second dummy region 15B in the second direction Y.
  • the second termination region 16B is provided in a region between the third dummy region 15C and the second connection surface 10B.
  • the second termination region 16B extends in a strip shape in the first direction X so as to face the third dummy region 15C in the second direction Y.
  • the outer peripheral region 17 is provided on the outer peripheral surface 9.
  • the outer peripheral region 17 is provided in a ring shape (specifically, a square ring shape) surrounding the active surface 8 (active plateau 11) in plan view. That is, the outer peripheral region 17 collectively surrounds the resistance region 12, the active region 13, the peripheral region 14, the dummy region 15, and the termination region 16.
  • the semiconductor device 1 includes a main surface insulating film 18 that covers the first main surface 3.
  • the main surface insulating film 18 selectively covers the active surface 8, the outer peripheral surface 9, and the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
  • Main surface insulating film 18 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
  • the main surface insulating film 18 has a single layer structure made of a silicon oxide film. It is particularly preferable that the main surface insulating film 18 includes a silicon oxide film made of an oxide of the chip 2 . In this embodiment, the main surface insulating film 18 is continuous with the first to fourth side surfaces 5A to 5D. Of course, the wall portion of the main surface insulating film 18 may be formed at a distance inward from the periphery of the outer circumferential surface 9 to expose the first semiconductor region 6 from the periphery of the outer circumferential surface 9 .
  • FIG. 5 is an enlarged plan view showing the vicinity of the resistance region 12.
  • FIG. 6 is an enlarged plan view showing the layout near the resistance region 12.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII shown in FIG. 6.
  • FIG. 8 is an enlarged plan view showing the layout of resistance region 12 and active region 13.
  • FIG. 9 is an enlarged plan view showing the layout of the active region 13 and the peripheral region 14.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line XX shown in FIG. 8.
  • FIG. 11 is a sectional view taken along the line XI-XI shown in FIG. 8.
  • FIG. 12 is a sectional view taken along the line XII-XII shown in FIG. 8.
  • FIG. 13 is a sectional view taken along the line XIII-XIII shown in FIG. 8.
  • FIG. 14 is a sectional view taken along the line XIV-XIV shown in FIG. 9.
  • FIG. 15 is a sectional view taken along the line XV-XV shown in FIG. 9.
  • 16 is a sectional view taken along the line XVI-XVI shown in FIG. 9.
  • FIG. 17 is a sectional view taken along the line XVII-XVII shown in FIG. 9.
  • semiconductor device 1 includes a p-type (second conductivity type) body region 19 formed in the surface layer portion of first main surface 3 (active surface 8).
  • the body region 19 is formed at a distance from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side.
  • the body region 19 is formed in a layer extending along the active surface 8 .
  • the body region 19 is formed over the entire active surface 8 and may be exposed from the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
  • the semiconductor device 1 includes a trench resistance structure 20 formed on the first main surface 3 (active surface 8) in the resistance region 12.
  • a single trench resistance structure 20 is formed on the first main surface 3 (active surface 8).
  • the trench resistance structure 20 is incorporated into the chip 2 as a gate resistance R electrically connected to the gate of the MISFET. Although the gate potential VG is applied to the trench resistance structure 20, the trench resistance structure 20 does not contribute to channel control.
  • the trench resistance structure 20 is arranged in a region on the first connection surface 10A side with respect to the active region 13, and faces the active region 13 in the second direction Y.
  • the trench resistance structure 20 is spaced from the peripheral region 14 in the first direction X so as not to face the peripheral region 14 in the second direction Y.
  • the trench resistance structure 20 is arranged between the center of the first connection surface 10A and the active region 13.
  • the trench resistance structure 20 penetrates the body region 19 to reach the first semiconductor region 6 and is formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side.
  • the trench resistance structure 20 is formed into a rectangular shape having four sides parallel to the periphery of the active surface 8 in plan view.
  • Trench resistance structure 20 has first to fourth sidewalls 21A to 21D and a bottom wall 22.
  • the first side wall 21A is located on the first connection surface 10A side
  • the second side wall 21B is located on the second connection surface 10B side
  • the third side wall 21C is located on the third connection surface 10C side
  • the fourth side wall 21D is located on the third connection surface 10C side. It is located on the fourth connection surface 10D side.
  • the first connection surface 10A and the second connection surface 10B extend in the first direction X and face each other in the second direction Y.
  • the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D extend in the second direction Y and face the first direction X.
  • the bottom wall 22 connects the first to fourth side walls 21A to 21D and extends substantially parallel to the active surface 8.
  • the trench resistance structure 20 has a planar area of 1% or more and 25% or less of the planar area of the first main surface 3.
  • the planar area of the trench resistance structure 20 is preferably 5% or more and 20% or less of the planar area of the first main surface 3.
  • the trench resistance structure 20 has a resistance depth DR in the normal direction Z. It is preferable that the resistance depth DR is less than or equal to the outer circumferential depth DO described above. In this form, the resistance depth DR is approximately equal to the outer circumferential depth DO.
  • the resistance depth DR may be 0.1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • the resistance depth DR is preferably 2.5 ⁇ m or less.
  • the trench resistance structure 20 includes a resistance trench 23, a resistance insulating film 24, a buried resistor 25, and a buried insulator 26.
  • Resistance trench 23 is formed in active surface 8 and partitions the walls (first to fourth side walls 21A to 21D and bottom wall 22) of trench resistance structure 20.
  • the resistance insulating film 24 covers the wall surface of the resistance trench 23 and is connected to the main surface insulating film 18 at the active surface 8 .
  • the resistance insulating film 24 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
  • the resistance insulating film 24 has a single layer structure made of a silicon oxide film. It is particularly preferable that the resistive insulating film 24 includes a silicon oxide film made of the oxide of the chip 2.
  • the buried resistor 25 is placed in the resistor trench 23 with the resistor insulating film 24 in between.
  • Embedded resistor 25 includes at least one of a conductive polysilicon film and an alloy crystal film.
  • the alloy crystal film includes alloy crystals composed of metal elements and nonmetal elements.
  • the alloy crystal film may include at least one of a CrSi film, a CrSiN film, a CrSiO film, a TaN film, and a TiN film.
  • Embedded resistor 25 includes conductive polysilicon in this form.
  • the buried resistor 25 is arranged inside the resistance trench 23 at a distance from the periphery (the first to fourth side walls 21A to 21D) of the resistance trench 23.
  • the buried resistor 25 is formed as a resistive film extending like a film within the resistive trench 23 .
  • the buried resistor 25 defines an insulating region 27 between it and the periphery of the resistor trench 23, exposing a part of the resistive insulating film 24.
  • the buried resistors 25 are formed at intervals inward from the entire periphery of the resistor trench 23 . That is, the insulating region 27 is divided into an annular shape extending along the first to fourth side walls 21A to 21D in plan view.
  • the embedded resistor 25 may be unevenly distributed on the peripheral edge side of the trench resistance structure 20 with respect to the center of the resistance trench 23. That is, the buried resistor 25 may be offset from the center of the trench resistance structure 20 toward at least one of the first to fourth sidewalls 21A to 21D. In this embodiment, the embedded resistor 25 is unevenly distributed on the first side wall 21A side with respect to the second side wall 21B. That is, the distance between the first side wall 21A and the buried resistor 25 is smaller than the distance between the second side wall 21B and the buried resistor 25.
  • the buried resistor 25 has a resistor thickness TR smaller than the resistor depth DR of the resistor trench 23.
  • the resistance trench 23 has a resistance end surface 25a formed at a distance from the height of the active surface 8 toward the bottom wall 22 of the resistance trench 23.
  • the resistor end surface 25a extends substantially parallel to the bottom wall 22.
  • the embedded resistor 25 is formed in a tapered shape whose width narrows toward the resistor end surface 25a in cross-sectional view.
  • the resistor end surface 25a may be located on the bottom wall 22 side of the resistor trench 23 with respect to the intermediate portion in the depth direction of the resistor trench 23. Of course, the resistor end surface 25a may be located on the active surface 8 side with respect to the intermediate portion in the depth direction of the resistor trench 23. It is preferable that the resistor thickness TR is 3/4 or less of the resistor depth DR. The resistor thickness TR may be less than or equal to 1/2 of the resistor depth DR. The resistor thickness TR may be 1/4 or less of the resistor depth DR. Of course, the resistor thickness TR may be larger than 1/2 of the resistor depth DR. The resistance thickness TR may be 0.05 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less.
  • the resistance thickness TR is 0.05 ⁇ m or more and 0.1 ⁇ m or less, 0.1 ⁇ m or more and 0.5 ⁇ m or less, 0.5 ⁇ m or more and 1 ⁇ m or less, 1 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less, 1.5 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less, and 2 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less. It may be set to a value belonging to any one range of .5 ⁇ m or less.
  • the resistor thickness TR may be 0.1 nm or more and 100 nm or less.
  • the planar shape and planar area of the buried resistor 25 are arbitrary and adjusted as appropriate depending on the resistance value to be achieved.
  • the embedded resistor 25 is formed into a rectangular shape having four sides parallel to the first to fourth side walls 21A to 21D in plan view. That is, the insulating region 27 is divided into a rectangular ring shape extending along the first to fourth side walls 21A to 21D in plan view.
  • the embedded resistor 25 may be formed in a polygonal or circular shape in plan view.
  • the buried resistor 25 has a planar area that is 0.05 times or more and 0.5 times or less the planar area of the resistance trench 23. It is particularly preferable that the planar area of the buried resistor 25 is 0.1 times or more and 0.25 times or less the planar area of the resistance trench 23.
  • the planar area of the insulating region 27 is preferably larger than the planar area of the embedded resistor 25. Of course, the planar area of the insulating region 27 may be set to be less than or equal to the planar area of the embedded resistor 25.
  • the buried insulator 26 covers the buried resistor 25 within the resistance trench 23.
  • the buried insulator 26 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film. In this form, buried insulator 26 includes a silicon oxide film.
  • the buried insulator 26 covers the entire area of the buried resistor 25 and the entire insulating region 27 in the resistance trench 23, and is connected to the resistance insulating film 24 at the periphery of the resistance trench 23 (first to fourth sidewalls 21A to 21D). ing.
  • the buried insulator 26 has an insulation thickness TI that is less than or equal to the resistance depth DR of the resistance trench 23.
  • the insulation thickness TI is the thickness of the buried insulator 26 with the resistance insulation film 24 as a reference.
  • the insulation thickness TI is less than the resistance depth DR in this configuration.
  • the buried insulator 26 has an insulating end surface 26a formed at a distance from the height of the active surface 8 toward the bottom wall 22 of the resistance trench 23. The insulating end surface 26a extends substantially parallel to the resistive insulating film 24 and the embedded resistor 25.
  • the insulation thickness TI may be 3/4 or less of the resistance depth DR.
  • the insulation thickness TI may be less than or equal to 1/2 of the resistance depth DR.
  • the insulation thickness TI may be less than or equal to 1/4 of the resistance depth DR. It is preferable that the insulation thickness TI is greater than or equal to the resistance thickness TR of the embedded resistor 25. Of course, the insulation thickness TI may be less than or equal to the resistance thickness TR.
  • the insulation thickness TI may be 0.1 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less.
  • the insulation thickness TI is preferably 0.5 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
  • the semiconductor device 1 includes a p-type first well region 28 formed in a region along the trench resistance structure 20 in the resistance region 12.
  • first well region 28 has a higher p-type impurity concentration than body region 19.
  • the p-type impurity concentration of the first well region 28 may be lower than that of the body region 19.
  • the first well region 28 covers the wall surfaces (first to fourth side walls 21A to 21D and bottom wall 22) of the trench resistance structure 20, and is electrically connected to the body region 19 at the surface layer of the active surface 8. .
  • the first well region 28 faces the buried resistor 25 and the buried insulator 26 (insulating region 27) with the resistance insulating film 24 in between.
  • the first well region 28 is formed at a distance from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side, and faces the second semiconductor region 7 with a part of the first semiconductor region 6 in between.
  • the first well region 28 forms a pn junction with the first semiconductor region 6.
  • the semiconductor device 1 includes an n-type source region 29 formed in the surface layer of the first main surface 3 (active surface 8 ) in the active region 13 .
  • source region 29 is formed in the surface layer of body region 19 at a distance from the bottom of body region 19 toward active surface 8 .
  • Source region 29 is not formed in resistance region 12, peripheral region 14, dummy region 15, and termination region 16. That is, source region 29 is not formed in a region along trench resistance structure 20.
  • the source region 29 may be formed in the resistance region 12, peripheral region 14, dummy region 15, and termination region 16 as long as it does not affect channel control.
  • Source region 29 has a higher n-type impurity concentration than first semiconductor region 6 .
  • the source region 29 forms a channel of the MISFET in the body region 19 together with the first semiconductor region 6 .
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of trench gate structures 30 formed on the first main surface 3 (active surface 8) in the active region 13 (first to third active regions 13A to 13C).
  • a gate potential VG is applied to the plurality of trench gate structures 30.
  • a plurality of trench gate structures 30 control channel inversion and non-inversion within body region 19 .
  • the plurality of trench gate structures 30 are arranged inwardly of the active surface 8 at intervals from the periphery of the active surface 8 .
  • the plurality of trench gate structures 30 are arranged at intervals in the first direction A region 13 is defined, and a peripheral region 14 is defined at the periphery of the active surface 8.
  • the plurality of trench gate structures 30 penetrate the body region 19 and the source region 29 to reach the first semiconductor region 6 and are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side.
  • the plurality of trench gate structures 30 on the first active region 13A side are each formed in a band shape extending in the first direction are arranged.
  • the plurality of trench gate structures 30 on the first active region 13A side are formed at intervals in the second direction Y from the trench resistance structure 20, and face the trench resistance structure 20 in the second direction Y.
  • the plurality of trench gate structures 30 are formed wider than the trench resistance structures 20 in the first direction X in the first active region 13A.
  • the plurality of trench gate structures 30 on the second active region 13B side are each formed in a band shape extending in the first direction are arranged.
  • the plurality of trench gate structures 30 on the second active region 13B side are formed at intervals in the first direction X from the trench resistance structure 20, and face the trench resistance structure 20 in the first direction X.
  • the plurality of trench gate structures 30 on the second active region 13B side are formed wider in the first direction X than the trench resistance structures 20.
  • the plurality of trench gate structures 30 on the second active region 13B side may be formed narrower than the trench resistance structure 20.
  • the trench resistance structures 20 on the third active region 13C side are each formed in a band shape extending in the first direction has been done.
  • the plurality of trench gate structures 30 on the third active region 13C side are formed at intervals in the first direction X from the trench resistance structure 20, and face the trench resistance structure 20 in the first direction X.
  • the plurality of trench gate structures 30 on the third active region 13C side may face the plurality of trench gate structures 30 on the second active region 13B side with the trench resistance structure 20 in between in a one-to-one correspondence.
  • the plurality of trench gate structures 30 on the third active region 13C side are formed wider in the first direction X than the trench resistance structures 20.
  • the plurality of trench gate structures 30 on the third active region 13C side may be formed narrower than the trench resistance structure 20.
  • the trench gate structure 30 has a first width W1 in the second direction Y and a first depth D1 in the normal direction Z.
  • the first width W1 is less than the width of the trench resistance structure 20.
  • the first width W1 may be 1/1000 or more and 1/10 or less of the width of the trench resistance structure 20.
  • the first width W1 is preferably 1/100 or more of the width of the trench resistance structure 20.
  • the first width W1 may be 0.1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less.
  • the first width W1 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less.
  • the first depth D1 is less than the aforementioned resistance depth DR (outer circumferential depth DO).
  • the first depth D1 may be 1 ⁇ 3 or more and 2 ⁇ 3 or less of the resistance depth DR.
  • the first depth D1 may be 0.1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less.
  • the first depth D1 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
  • the trench gate structure 30 is formed at a first interval I1 in the first direction X from the trench resistance structure 20.
  • the first interval I1 is preferably less than the distance between two trench gate structures 30 adjacent in the second direction Y.
  • the first interval I1 may be greater than or equal to the first width W1, or may be less than the first width W1.
  • the first interval I1 is preferably at least 0.5 times and at most twice the first width W1.
  • the first interval I1 may be 0.1 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less.
  • the first interval I1 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
  • the trench gate structure 30 includes a gate trench 31, a gate insulating film 32, and a gate buried electrode 33.
  • a gate trench 31 is formed in the active surface 8 and defines the walls of the trench gate structure 30 .
  • the gate insulating film 32 covers the wall surface of the gate trench 31 and is connected to the main surface insulating film 18 at the active surface 8 .
  • the gate insulating film 32 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film. In this form, the gate insulating film 32 has a single layer structure made of a silicon oxide film. It is particularly preferable that the gate insulating film 32 includes a silicon oxide film made of the oxide of the chip 2.
  • the gate buried electrode 33 is placed in the gate trench 31 with the gate insulating film 32 in between, and faces the channel with the gate insulating film 32 in between.
  • Gate buried electrode 33 may include conductive polysilicon.
  • the gate buried electrode 33 has an end surface located on the active surface 8 side with respect to the height position of the resistance end surface 25a of the buried resistor 25.
  • the end surface of the gate buried electrode 33 may be located on the active surface 8 side with respect to the height position of the insulating end surface 26 a of the buried insulator 26 .
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of first trench source structures 35 formed on the first main surface 3 (active surface 8) in the active region 13 (first to third active regions 13A to 13C).
  • a source potential VS is applied to the plurality of first trench source structures 35 .
  • the source potential VS may be a reference potential (for example, a ground potential) serving as an operating reference.
  • the plurality of first trench source structures 35 extend through the body region 19 and the source region 29 to reach the first semiconductor region 6 and are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side. There is.
  • the plurality of first trench source structures 35 on the first active region 13A side are arranged in a region between two trench gate structures 30 adjacent in the second direction Y in a region between the second connection surface 10B and the trench resistance structure 20. are placed in each.
  • the plurality of first trench source structures 35 on the first active region 13A side are arranged alternately with the plurality of trench gate structures 30 in the second direction Y in a plan view, and are each formed in a band shape extending in the first direction X. .
  • the plurality of first trench source structures 35 on the first active region 13A side include a first trench source structure 35 arranged in a region between the trench resistance structure 20 and the trench gate structure 30.
  • the plurality of first trench source structures 35 on the first active region 13A side are arranged in the first peripheral region 14A and the second peripheral region 14B so as to be exposed from at least one of the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D. At least one of them is drawn out. In this form, the plurality of first trench source structures 35 on the first active region 13A side are exposed from both the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D.
  • the plurality of first trench source structures 35 on the first active region 13A side face the trench gate structure 30 in the second direction Y, and do not face the trench gate structure 30 in the second direction Y in the peripheral region 14.
  • the plurality of first trench source structures 35 on the second active region 13B side are located in a region between two trench gate structures 30 adjacent in the second direction Y in a region between the third connection surface 10C and the trench resistance structure 20. are placed in each.
  • the plurality of first trench source structures 35 on the second active region 13B side are arranged alternately with the plurality of trench gate structures 30 in the second direction Y in plan view, and are each formed in a band shape extending in the first direction X. .
  • the plurality of first trench source structures 35 on the second active region 13B side are formed at intervals in the first direction X from the trench resistance structure 20, and face the trench resistance structure 20 in the first direction X.
  • the plurality of first trench source structures 35 on the second active region 13B side are formed wider than the trench resistance structure 20 in the first direction X.
  • the plurality of first trench source structures 35 on the second active region 13B side may be formed narrower than the trench resistance structure 20 in the first direction X.
  • the plurality of first trench source structures 35 on the second active region 13B side are drawn out to the first peripheral region 14A and exposed from the third connection surface 10C.
  • the plurality of first trench source structures 35 on the second active region 13B side face the trench gate structure 30 in the second direction Y, and do not face the trench gate structure 30 in the second direction Y in the first peripheral region 14A. .
  • the plurality of first trench source structures 35 on the third active region 13C side are located in a region between two trench gate structures 30 adjacent in the second direction Y in a region between the fourth connection surface 10D and the trench resistance structure 20. are placed in each.
  • the plurality of first trench source structures 35 on the third active region 13C side are arranged alternately with the plurality of trench gate structures 30 in the second direction Y in plan view, and are each formed in a band shape extending in the first direction X. .
  • the plurality of first trench source structures 35 on the third active region 13C side are formed at intervals in the first direction X from the trench resistance structure 20, and face the trench resistance structure 20 in the first direction X.
  • the plurality of first trench source structures 35 on the third active region 13C side face the plurality of first trench source structures 35 on the second active region 13B side with the trench resistance structure 20 in between in a one-to-one correspondence relationship. It's okay.
  • the plurality of first trench source structures 35 on the third active region 13C side are formed wider than the trench resistance structure 20 in the first direction X.
  • the plurality of first trench source structures 35 on the third active region 13C side may be formed narrower than the trench resistance structure 20 in the first direction X.
  • the plurality of first trench source structures 35 on the third active region 13C side are drawn out to the second peripheral region 14B and exposed from the fourth connection surface 10D.
  • the plurality of first trench source structures 35 on the third active region 13C side face the trench gate structure 30 in the second direction Y, and do not face the trench gate structure 30 in the second direction Y in the second peripheral region 14B. .
  • the first trench source structure 35 has a second width W2 in the second direction Y and a second depth D2 in the normal direction Z.
  • the second width W2 is less than the width of the trench resistance structure 20.
  • the second width W2 may be 1/1000 or more and 1/10 or less of the width of the trench resistance structure 20.
  • the second width W2 is preferably 1/100 or more of the width of the trench resistance structure 20.
  • the second width W2 is preferably approximately equal to the first width W1 described above.
  • the second width W2 may be 0.1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less.
  • the second width W2 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less.
  • the second depth D2 is greater than or equal to the first depth D1 described above. In this embodiment, the second depth D2 is greater than the first depth D1.
  • the second depth D2 is preferably 1.5 times or more and 3 times or less the first depth D1. It is particularly preferable that the second depth D2 is approximately equal to the aforementioned resistance depth DR (outer circumferential depth DO).
  • the second depth D2 may be 0.1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less. It is particularly preferable that the second depth D2 is 2.5 ⁇ m or less.
  • the first trench source structure 35 is arranged at a second distance I2 from the trench resistance structure 20 and the trench gate structure 30 in the second direction Y.
  • the second interval I2 is preferably at least 0.5 times and at most twice the second width W2. It is particularly preferable that the second interval I2 is less than the second width W2.
  • the second interval I2 may be 0.1 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less.
  • the second interval I2 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
  • the first trench source structure 35 is arranged at a third distance I3 from the trench resistance structure 20 in the first direction X.
  • the third interval I3 is preferably less than the distance between two first trench source structures 35 (trench gate structures 30) adjacent in the second direction Y.
  • the third interval I3 may be greater than or equal to the second width W2, or may be less than the second width W2.
  • the third interval I3 is preferably at least 0.5 times and at most twice the second width W2. It is preferable that the third interval I3 is approximately equal to the first interval I1 described above.
  • the third interval I3 may be 0.1 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less.
  • the third interval I3 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
  • the first trench source structure 35 includes a first source trench 36, a first source insulating film 37, and a first source buried electrode 38.
  • a first source trench 36 is formed in the active surface 8 and defines the walls of the first trench source structure 35 .
  • the sidewall of the first source trench 36 is exposed from one or both of the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D.
  • the bottom wall of the first source trench 36 communicates with the outer peripheral surface 9.
  • the first source insulating film 37 covers the wall surface of the first source trench 36 and is connected to the main surface insulating film 18 at the active surface 8 .
  • the first source insulating film 37 is connected to the main surface insulating film 18 at the communication portion of the third connection surface 10C (the communication portion of the fourth connection surface 10D) and the communication portion of the outer peripheral surface 9.
  • the first source insulating film 37 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
  • the first source insulating film 37 has a single layer structure made of a silicon oxide film. It is particularly preferable that the first source insulating film 37 includes a silicon oxide film made of an oxide of the chip 2 .
  • the first source buried electrode 38 is arranged in the first source trench 36 with the first source insulating film 37 interposed therebetween.
  • the first source buried electrode 38 may include conductive polysilicon.
  • the first buried source electrode 38 has an end face located on the active surface 8 side with respect to the height position of the resistor end face 25a of the buried resistor 25.
  • the end surface of the first buried source electrode 38 may be located on the active surface 8 side with respect to the height position of the insulating end surface 26a of the buried insulator 26.
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of second trench source structures 40 formed on the first main surface 3 (active surface 8) in the peripheral region 14 (first to second peripheral regions 14A to 14B).
  • a source potential VS is applied to the plurality of second trench source structures 40.
  • the plurality of second trench source structures 40 penetrate the body region 19 to reach the first semiconductor region 6 and are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side.
  • the plurality of second trench source structures 40 on the first peripheral region 14A side are the two first trench source structures 35 adjacent in the second direction Y in the region between the third connection surface 10C and the plurality of trench gate structures 30.
  • the trench gate structures 30 are disposed in a region between them, and face the plurality of trench gate structures 30 in a one-to-one correspondence in the first direction X.
  • the plurality of second trench source structures 40 on the first peripheral region 14A side are each formed in a band shape extending in the first direction X in plan view.
  • the plurality of second trench source structures 40 on the first peripheral region 14A side are exposed from the third connection surface 10C.
  • the plurality of second trench source structures 40 on the second peripheral region 14B side are the two first trench source structures 35 adjacent in the second direction Y in the region between the fourth connection surface 10D and the plurality of trench gate structures 30.
  • the trench gate structures 30 are disposed in a region between them, and face the plurality of trench gate structures 30 in a one-to-one correspondence in the first direction X.
  • the plurality of second trench source structures 40 on the second peripheral region 14B side are each formed in a band shape extending in the first direction X in plan view.
  • the plurality of second trench source structures 40 on the second peripheral region 14B side are exposed from the fourth connection surface 10D.
  • the second trench source structure 40 has a third width W3 in the second direction Y and a third depth D3 in the normal direction Z.
  • the third width W3 is preferably substantially equal to the second width W2 (first width W1) described above.
  • the third width W3 may be 0.1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less.
  • the third width W3 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less.
  • the third depth D3 is greater than or equal to the first depth D1 described above. In this embodiment, the third depth D3 is greater than the first depth D1.
  • the third depth D3 is preferably 1.5 times or more and 3 times or less the first depth D1. It is particularly preferable that the third depth D3 is approximately equal to the second depth D2 (resistance depth DR) described above.
  • the third depth D3 may be 0.1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less. It is particularly preferable that the second depth D2 is 2.5 ⁇ m or less.
  • the second trench source structure 40 is arranged at a fourth distance I4 from the first trench source structure 35 in the second direction Y.
  • the fourth interval I4 is preferably at least 0.5 times and at most twice the third width W3 (second width W2). It is particularly preferable that the fourth interval I4 is less than the third width W3 (second width W2).
  • the fourth interval I4 is preferably approximately equal to the second interval I2 described above.
  • the fourth interval I4 may be 0.1 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less.
  • the fourth interval I4 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
  • the second trench source structure 40 is arranged at a fifth distance I5 from the trench gate structure 30 in the first direction X.
  • the fifth interval I5 is preferably not less than 0.5 times and not more than twice the third width W3 (second width W2).
  • the fifth interval I5 is preferably at least 0.5 times and at most twice the fourth interval I4. It is particularly preferable that the fifth interval I5 is 1.5 times or less the fourth interval I4.
  • the fifth interval I5 is preferably approximately equal to the first interval I1 (third interval I3) described above.
  • the fifth interval I5 may be approximately equal to the fourth interval I4.
  • the fifth interval I5 may be 0.1 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less.
  • the fifth interval I5 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
  • the second trench source structure 40 includes a second source trench 41, a second source insulating film 42, and a second source buried electrode 43.
  • a second source trench 41 is formed in the active surface 8 and defines the walls of the second trench source structure 40 .
  • the side wall of the second source trench 41 communicates with the third connection surface 10C (fourth connection surface 10D).
  • the bottom wall of the second source trench 41 communicates with the outer circumferential surface 9 .
  • the second source insulating film 42 covers the wall surface of the second source trench 41 and is connected to the main surface insulating film 18 at the active surface 8 .
  • the second source insulating film 42 is connected to the main surface insulating film 18 at the communication portion of the third connection surface 10C (the communication portion of the fourth connection surface 10D) and the communication portion of the outer peripheral surface 9.
  • the second source insulating film 42 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
  • the second source insulating film 42 has a single layer structure made of a silicon oxide film. It is particularly preferable that the second source insulating film 42 includes a silicon oxide film made of an oxide of the chip 2 .
  • the second source buried electrode 43 is arranged in the second source trench 41 with the second source insulating film 42 interposed therebetween.
  • the second source buried electrode 43 may include conductive polysilicon.
  • the second source buried electrode 43 has an end face located on the active surface 8 side with respect to the height position of the resistance end face 25 a of the buried resistor 25 .
  • the end surface of the second buried source electrode 43 may be located on the active surface 8 side with respect to the height position of the insulating end surface 26 a of the buried insulator 26 .
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of p-type second well regions 45 formed in regions along the plurality of trench gate structures 30 in the active region 13 .
  • second well region 45 has a higher p-type impurity concentration than body region 19.
  • the p-type impurity concentration of the second well region 45 may be lower than that of the body region 19.
  • the p-type impurity concentration of the second well region 45 is preferably approximately equal to the p-type impurity concentration of the first well region 28.
  • the plurality of second well regions 45 are spaced apart from adjacent first trench source structures 35 , cover the wall surfaces of the corresponding trench gate structures 30 , and are electrically connected to the body region 19 at the surface layer of the active surface 8 . ing.
  • the plurality of second well regions 45 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 to the active surface 8 side, and face the second semiconductor region 7 with a part of the first semiconductor region 6 in between. .
  • the bottoms of the plurality of second well regions 45 are located on the active surface 8 side with respect to the depth position of the bottom of the first well region 28 .
  • the plurality of second well regions 45 form a pn junction with the first semiconductor region 6.
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of p-type third well regions 46 formed in regions along the plurality of first trench source structures 35 in the active region 13 and the peripheral region 14 .
  • the third well region 46 has a higher p-type impurity concentration than the body region 19.
  • the p-type impurity concentration of the third well region 46 may be lower than that of the body region 19.
  • the p-type impurity concentration of the third well region 46 is preferably approximately equal to the p-type impurity concentration of the first well region 28 (second well region 45).
  • the plurality of third well regions 46 are spaced apart from adjacent trench gate structures 30 and cover the walls of the corresponding first trench source structures 35 and are electrically connected to the body region 19 in the surface layer portion of the active surface 8. ing.
  • the plurality of third well regions 46 cover the wall surfaces of the corresponding first trench source structures 35 in the active region 13 and peripheral region 14, and are exposed from the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D.
  • the plurality of third well regions 46 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 and face the second semiconductor region 7 with a part of the first semiconductor region 6 in between. .
  • the bottoms of the plurality of third well regions 46 are located on the bottom side of the first semiconductor region 6 with respect to the depth position of the bottoms of the plurality of second well regions 45 .
  • the bottoms of the plurality of third well regions 46 are formed to have approximately the same depth as the bottoms of the first well regions 28 .
  • the plurality of third well regions 46 form a pn junction with the first semiconductor region 6.
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of p-type fourth well regions 47 formed in a region along the plurality of second trench source structures 40 in the peripheral region 14 .
  • fourth well region 47 has a higher p-type impurity concentration than body region 19.
  • the p-type impurity concentration of the fourth well region 47 may be lower than that of the body region 19.
  • the p-type impurity concentration of the fourth well region 47 is preferably approximately equal to the p-type impurity concentration of the first well region 28 (third well region 46).
  • the plurality of fourth well regions 47 are spaced apart from the adjacent trench gate structures 30 and first trench source structures 35 and cover the wall surfaces of the corresponding second trench source structures 40, and form body regions in the surface layer portion of the active surface 8. It is electrically connected to 19.
  • the fourth well region 47 may be integrated with the second well region 45 in the region between the trench gate structure 30 and the second trench source structure 40.
  • the plurality of fourth well regions 47 are exposed from the third connection surface 10C or the fourth connection surface 10D.
  • the plurality of fourth well regions 47 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 to the active surface 8 side, and face the second semiconductor region 7 with a part of the first semiconductor region 6 in between. .
  • the bottoms of the plurality of fourth well regions 47 are located on the bottom side of the first semiconductor region 6 with respect to the depth position of the bottoms of the plurality of second well regions 45 .
  • the bottoms of the plurality of fourth well regions 47 are formed to have approximately the same depth as the bottoms of the first well regions 28 (third well regions 46).
  • the plurality of fourth well regions 47 form a pn junction with the first semiconductor region 6.
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of p-type first contact regions 48 formed in regions along the plurality of first trench source structures 35 in the active region 13 .
  • First contact region 48 has a higher p-type impurity concentration than body region 19.
  • the p-type impurity concentration of the first contact region 48 is higher than that of the third well region 46.
  • the plurality of first contact regions 48 cover the wall surfaces of the corresponding first trench source structures 35 within the corresponding third well regions 46 .
  • the plurality of first contact regions 48 are formed in a one-to-many correspondence with each first trench source structure 35 .
  • the plurality of first contact regions 48 are formed at intervals along the corresponding first trench source structure 35 .
  • the plurality of first contact regions 48 are drawn out from within the corresponding third well region 46 along the wall surface of the corresponding first trench source structure 35 to the surface layer portion of the body region 19 and exposed from the active surface 8 .
  • the plurality of first contact regions 48 are formed in the active region 13 and are not formed in the peripheral region 14 . That is, the plurality of first contact regions 48 face the trench gate structure 30 in the second direction Y, but do not face the second trench source structure 40 in the second direction Y.
  • the first contact region 48 is not formed within the fourth well region 47.
  • the plurality of first contact regions 48 are each formed in a band shape extending in the first direction X in plan view. It is preferable that the length of the plurality of first contact regions 48 in the first direction X is equal to or greater than the second width W2 of the first trench source structure 35. The length of the plurality of first contact regions 48 is preferably greater than the distance between two adjacent first contact regions 48 in the first direction X.
  • a plurality of first contact regions 48 along one first trench source structure 35 face a plurality of first contact regions 48 along another first trench source structure 35 in the second direction Y. That is, in this embodiment, the plurality of first contact regions 48 are generally arranged in a matrix at intervals in the first direction X and the second direction Y in plan view.
  • the plurality of first contact regions 48 along one first trench source structure 35 are arranged so as to face in the second direction Y a region between the plurality of first contact regions 48 along another first trench source structure 35.
  • the array may be shifted in the first direction X. That is, the plurality of first contact regions 48 may be arranged in a staggered manner as a whole at intervals in the first direction X and the second direction Y in plan view.
  • semiconductor device 1 covers the ends and middle portions of a plurality of trench gate structures 30 on first main surface 3 (active surface 8) in active region 13, respectively.
  • a plurality of gate connection electrode films 49 are included. Specifically, the plurality of gate connection electrode films 49 are arranged on the main surface insulating film 18 . The plurality of gate connection electrode films 49 are spaced apart from the plurality of first trench source structures 35 and the plurality of second trench source structures 40 and cover the ends and middle portions of the corresponding trench gate structures 30, respectively.
  • the plurality of gate connection electrode films 49 are arranged alternately with the plurality of first trench source structures 35 in the second direction Y in plan view.
  • the plurality of gate connection electrode films 49 are each formed in a band shape extending in the first direction X.
  • the plurality of gate connection electrode films 49 do not face the plurality of second trench source structures 40 in the second direction Y in plan view.
  • One gate connection electrode film 49 will be explained below.
  • the gate connection electrode film 49 is connected to the corresponding gate buried electrode 33 in a portion covering the corresponding trench gate structure 30.
  • the gate connection electrode film 49 is formed integrally with the corresponding gate buried electrode 33.
  • the gate connection electrode film 49 is formed by a part of the gate buried electrode 33 drawn out onto the active surface 8 (main surface insulating film 18) in the form of a film.
  • the gate connection electrode film 49 may be formed separately from the gate buried electrode 33.
  • the gate connection electrode film 49 has an electrode surface 49a extending along the active surface 8.
  • the electrode surface 49a is located above the resistance end surface 25a of the embedded resistor 25.
  • the electrode surface 49a is located above the insulating end surface 26a of the buried insulator 26.
  • the gate connection electrode film 49 is formed in a tapered shape whose width narrows toward the electrode surface 49a in cross-sectional view.
  • the electrode surface 49a is formed wider than the trench gate structure 30 in the second direction Y.
  • the electrode surface 49a has a portion facing the trench gate structure 30 in the normal direction Z, and a portion facing the region outside the trench gate structure 30 (that is, the main surface insulating film 18) in the normal direction Z. It is preferable.
  • the gate connection electrode film 49 includes conductive polysilicon.
  • the gate connection electrode film 49 has an electrode thickness TE. It is preferable that the electrode thickness TE is 0.5 times or more the above-mentioned first width W1.
  • the electrode thickness TE is preferably equal to or less than the resistance depth DR (second depth D2) described above. It is particularly preferable that the electrode thickness TE is less than the resistance depth DR (second depth D2).
  • the electrode thickness TE is preferably equal to or less than the first depth D1 described above. It is particularly preferred that the electrode thickness TE is less than the first depth D1.
  • the electrode thickness TE may be approximately equal to the resistor thickness TR.
  • the electrode thickness TE may be greater than or equal to the resistance thickness TR.
  • the electrode thickness TE may be less than the resistance thickness TR.
  • the electrode thickness TE may be 0.05 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less.
  • the electrode thickness TE is preferably 0.5 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
  • the electrode thickness TE may be larger than the first depth D1.
  • the electrode thickness TE may be equal to or greater than the resistance depth DR (second depth D2).
  • FIG. 18 is an enlarged plan view showing the layout of the resistance region 12, active region 13, and dummy region 15.
  • FIG. 19 is an enlarged plan view showing the layout of active region 13, peripheral region 14, and dummy region 15.
  • FIG. 20 is a sectional view taken along the line XX-XX shown in FIG. 18.
  • FIG. 21 is a sectional view taken along the line XXI-XXI shown in FIG. 18.
  • FIG. 22 is a sectional view taken along the line XXII-XXII shown in FIG. 18.
  • semiconductor device 1 includes a plurality of dummy trench structures formed on first main surface 3 (active surface 8) in dummy region 15 (first to third dummy regions 15A to 15C). Including 50.
  • a different potential from that of the trench resistance structure 20 is applied to the plurality of dummy trench structures 50 .
  • a source potential VS is applied to the plurality of dummy trench structures 50.
  • the plurality of dummy trench structures 50 penetrate the body region 19 to reach the first semiconductor region 6 and are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side.
  • the plurality of dummy trench structures 50 are provided on the active surface 8 for the purpose of alleviating local electric field concentration in the vicinity of the active region 13 and the vicinity of the trench resistance structure 20 and improving withstand voltage (for example, breakdown voltage). It has been incorporated.
  • the presence or absence of the plurality of dummy trench structures 50 (dummy regions 15) is arbitrary, and a form without the plurality of dummy trench structures 50 (dummy regions 15) may be adopted.
  • the plurality of dummy trench structures 50 on the first dummy region 15A side are formed in a band shape extending in the first direction X in the region between the third connection surface 10C and the trench resistance structure 20, and are spaced apart in the second direction Y are arranged.
  • the plurality of dummy trench structures 50 on the first dummy region 15A side are formed at intervals in the first direction X from the trench resistance structure 20, and face the trench resistance structure 20 in the first direction X.
  • the plurality of dummy trench structures 50 on the first dummy region 15A side face the plurality of trench gate structures 30 and the plurality of first trench source structures 35 in the second direction Y.
  • the plurality of dummy trench structures 50 on the first dummy region 15A side penetrate through the third connection surface 10C and are exposed from the third connection surface 10C. That is, the plurality of dummy trench structures 50 on the first dummy region 15A side face the plurality of second trench source structures 40 in the second direction Y.
  • the plurality of dummy trench structures 50 on the second dummy region 15B side are formed in a band shape extending in the first direction X in the region between the fourth connection surface 10D and the trench resistance structure 20, and are spaced apart in the second direction Y are arranged.
  • the plurality of dummy trench structures 50 on the second dummy region 15B side are formed at intervals in the first direction X from the trench resistance structure 20, and face the trench resistance structure 20 in the first direction X.
  • the plurality of dummy trench structures 50 on the second dummy region 15B side may face the plurality of dummy trench structures 50 on the first dummy region 15A side with the trench resistance structure 20 in between in a one-to-one correspondence relationship.
  • the plurality of dummy trench structures 50 on the second dummy region 15B side face the plurality of trench gate structures 30 and the plurality of first trench source structures 35 in the second direction Y.
  • the plurality of dummy trench structures 50 on the second dummy region 15B side penetrate the fourth connection surface 10D and are exposed from the fourth connection surface 10D. That is, the plurality of dummy trench structures 50 on the second dummy region 15B side face the plurality of second trench source structures 40 in the second direction Y.
  • the plurality of dummy trench structures 50 on the third dummy region 15C side are each formed in a band shape extending in the first direction Arranged with space.
  • the plurality of dummy trench structures 50 on the third dummy region 15C side penetrate at least one of the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D, and penetrate at least one of the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D. It is exposed from one side.
  • the plurality of dummy trench structures 50 on the third dummy region 15C side are exposed from both the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D.
  • the plurality of dummy trench structures 50 on the third dummy region 15C side face the plurality of trench gate structures 30, the plurality of first trench source structures 35, and the plurality of second trench source structures 40 in the second direction Y.
  • the plurality of dummy trench structures 50 include a plurality of first dummy trench structures 51 and a plurality of second dummy trench structures 52 deeper than the plurality of first dummy trench structures 51.
  • the plurality of first dummy trench structures 51 are each formed in a band shape extending in the first direction X, and are arranged at intervals in the second direction Y.
  • the plurality of first dummy trench structures 51 are exposed from one or both of the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D in the first to third dummy regions 15A to 15C.
  • the plurality of first dummy trench structures 51 face the trench resistance structure 20 in the first direction X in the first to second dummy regions 15A to 15B, and the plurality of trench gate structures 30 and the plurality of first It faces the trench source structure 35 and the plurality of second trench source structures 40 .
  • the plurality of first dummy trench structures 51 penetrate the body region 19 to reach the first semiconductor region 6 .
  • the plurality of first dummy trench structures 51 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side.
  • the first dummy trench structure 51 has a fourth width W4 in the second direction Y and a fourth depth D4 in the normal direction Z. It is preferable that the fourth width W4 is approximately equal to the first width W1 described above.
  • the fourth width W4 may be 0.1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less.
  • the fourth width W4 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less.
  • the fourth depth D4 is less than the aforementioned resistance depth DR (second depth D2).
  • the fourth depth D4 may be 1/3 or more and 2/3 or less of the resistance depth DR (second depth D2). It is preferable that the fourth depth D4 is approximately equal to the first depth D1 described above.
  • the fourth depth D4 may be 0.1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less.
  • the fourth depth D4 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
  • the first dummy trench structure 51 is arranged at a sixth distance I6 from the trench resistance structure 20 in the first direction X.
  • the sixth interval I6 is preferably at least 0.5 times and at most twice the fourth width W4.
  • the sixth interval I6 may be approximately equal to the first interval I1 described above.
  • the sixth interval I6 may be 0.1 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less.
  • the sixth interval I6 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
  • the outermost first dummy trench structure 51 on the side of the active region 13 is arranged from the outermost first trench source structure 35 to the outermost first trench source structure 35 so as to be adjacent to the outermost first trench source structure 35 in the second direction Y. They are arranged with a second interval I2 between them.
  • the first dummy trench structure 51 includes a first dummy trench 53, a first dummy insulating film 54, and a first dummy buried electrode 55.
  • the first dummy trench 53 is formed on the active surface 8 and partitions the wall surface of the first dummy trench structure 51 .
  • the side wall and bottom wall of the first dummy trench 53 communicate with the third connection surface 10C (fourth connection surface 10D).
  • the first dummy insulating film 54 covers the wall surface of the first dummy trench 53 and is connected to the main surface insulating film 18 at the active surface 8 .
  • the first dummy insulating film 54 is connected to the main surface insulating film 18 at the communication portion of the third connection surface 10C (the communication portion of the fourth connection surface 10D).
  • the first dummy insulating film 54 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
  • the first dummy insulating film 54 has a single layer structure made of a silicon oxide film. It is particularly preferable that the first dummy insulating film 54 includes a silicon oxide film made of an oxide of the chip 2 .
  • the first dummy buried electrode 55 is arranged in the first dummy trench 53 with the first dummy insulating film 54 interposed therebetween.
  • the first dummy buried electrode 55 may include conductive polysilicon.
  • the first dummy buried electrode 55 has an end face located on the active surface 8 side with respect to the height position of the resistance end face 25a of the buried resistor 25.
  • the end surface of the first dummy buried electrode 55 may be located on the active surface 8 side with respect to the height position of the insulating end surface 26 a of the buried insulator 26 .
  • the plurality of second dummy trench structures 52 are arranged in a region between two adjacent first dummy trench structures 51 in the second direction Y.
  • the plurality of second dummy trench structures 52 are arranged alternately with the plurality of first dummy trench structures 51 in the second direction Y, and are each formed in a band shape extending in the first direction X.
  • the plurality of second dummy trench structures 52 are exposed from one or both of the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D in the first to third dummy regions 15A to 15C.
  • the plurality of second dummy trench structures 52 face the trench resistance structure 20 in the first direction X in the first to second dummy regions 15A to 15B, and the plurality of trench gate structures 30 and the plurality of first It faces the trench source structure 35, the plurality of second trench source structures 40, and the plurality of first dummy trench structures 51.
  • the plurality of second dummy trench structures 52 penetrate the body region 19 to reach the first semiconductor region 6 .
  • the plurality of second dummy trench structures 52 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side.
  • the second dummy trench structure 52 has a fifth width W5 in the second direction Y and a fifth depth D5 in the normal direction Z.
  • the fifth width W5 is preferably substantially equal to the second width W2 (first width W1) described above.
  • the fifth width W5 may be 0.1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less.
  • the fifth width W5 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less.
  • the fifth depth D5 is greater than or equal to the fourth depth D4 (first depth D1) described above. In this form, the fifth depth D5 is larger than the fourth depth D4 (first depth D1).
  • the fifth depth D5 is preferably at least 1.5 times and at most 3 times the fourth depth D4 (first depth D1). It is particularly preferable that the fifth depth D5 is approximately equal to the resistance depth DR (outer circumferential depth DO) described above.
  • the fifth depth D5 may be 0.1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less. It is particularly preferable that the fifth depth D5 is 2.5 ⁇ m or less.
  • the second dummy trench structure 52 is arranged at a seventh distance I7 from the first dummy trench structure 51 in the second direction Y.
  • the seventh interval I7 is preferably at least 0.5 times and at most twice the fifth width W5. It is particularly preferable that the seventh interval I7 is less than the fifth width W5. It is preferable that the seventh interval I7 is approximately equal to the second interval I2 described above.
  • the seventh interval I7 may be 0.1 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less.
  • the seventh interval I7 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
  • the second dummy trench structure 52 is arranged at an eighth distance I8 from the trench resistance structure 20 in the first direction X.
  • the eighth interval I8 is preferably at least 0.5 times and at most twice the fifth width W5.
  • the eighth interval I8 may be approximately equal to the first interval I1 described above.
  • the eighth interval I8 may be 0.1 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less.
  • the eighth interval I8 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
  • the second dummy trench structure 52 includes a second dummy trench 56, a second dummy insulating film 57, and a second dummy buried electrode 58.
  • the second dummy trench 56 is formed on the active surface 8 and defines the wall surface of the second dummy trench structure 52.
  • the side wall of the second dummy trench 56 communicates with the third connection surface 10C (fourth connection surface 10D). Further, the bottom wall of the second dummy trench 56 communicates with the outer peripheral surface 9.
  • the second dummy insulating film 57 covers the wall surface of the second dummy trench 56 and is connected to the main surface insulating film 18 at the active surface 8 .
  • the second dummy insulating film 57 is connected to the main surface insulating film 18 at the communication portion of the third connection surface 10C (the communication portion of the fourth connection surface 10D) and the communication portion of the outer peripheral surface 9.
  • the second dummy insulating film 57 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
  • the second dummy insulating film 57 has a single layer structure made of a silicon oxide film. It is particularly preferable that the second dummy insulating film 57 includes a silicon oxide film made of an oxide of the chip 2 .
  • the second dummy buried electrode 58 is placed in the second dummy trench 56 with the second dummy insulating film 57 interposed therebetween.
  • the second dummy buried electrode 58 may include conductive polysilicon.
  • the second dummy buried electrode 58 has an end face located on the active surface 8 side with respect to the height position of the resistance end face 25 a of the buried resistor 25 .
  • the end surface of the second dummy buried electrode 58 may be located on the active surface 8 side with respect to the height position of the insulating end surface 26a of the buried insulator 26.
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of p-type fifth well regions 67 formed in regions along the plurality of first dummy trench structures 51 in the dummy region 15 .
  • fifth well region 67 has a higher p-type impurity concentration than body region 19.
  • the p-type impurity concentration of the fifth well region 67 may be lower than that of the body region 19.
  • the p-type impurity concentration of the fifth well region 67 is preferably approximately equal to the p-type impurity concentration of the first well region 28.
  • the plurality of fifth well regions 67 are spaced apart from the adjacent second dummy trench structures 52 and cover the wall surfaces of the corresponding first dummy trench structures 51, and electrically connect to the body region 19 in the surface layer portion of the active surface 8. It is connected.
  • the plurality of fifth well regions 67 are exposed from the third connection surface 10C or the fourth connection surface 10D.
  • the plurality of fifth well regions 67 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side, and face the second semiconductor region 7 with a part of the first semiconductor region 6 in between. .
  • the bottoms of the plurality of fifth well regions 67 are located on the active surface 8 side with respect to the depth position of the bottom of the first well region 28 .
  • the bottoms of the plurality of fifth well regions 67 are formed to have approximately the same depth as the bottoms of the second well regions 45 .
  • the plurality of fifth well regions 67 form a pn junction with the first semiconductor region 6.
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of p-type sixth well regions 68 formed in regions along the plurality of second dummy trench structures 52 in the dummy region 15 .
  • the sixth well region 68 has a higher p-type impurity concentration than the body region 19.
  • the p-type impurity concentration of the sixth well region 68 may be lower than that of the body region 19.
  • the p-type impurity concentration of the sixth well region 68 is preferably approximately equal to the p-type impurity concentration of the first well region 28 (fifth well region 67).
  • the plurality of sixth well regions 68 are spaced apart from the adjacent first dummy trench structures 51 and cover the wall surfaces of the corresponding second dummy trench structures 52, and electrically connect to the body region 19 in the surface layer portion of the active surface 8. It is connected.
  • the plurality of sixth well regions 68 are exposed from the third connection surface 10C or the fourth connection surface 10D.
  • the plurality of sixth well regions 68 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side, and face the second semiconductor region 7 with a part of the first semiconductor region 6 in between. .
  • the bottoms of the plurality of sixth well regions 68 are located on the bottom side of the first semiconductor region 6 with respect to the depth position of the bottoms of the plurality of fifth well regions 67 (second well regions 45).
  • the bottoms of the plurality of sixth well regions 68 are formed to have approximately the same depth as the bottoms of the first well regions 28 (third well regions 46).
  • the plurality of sixth well regions 68 form a pn junction with the first semiconductor region 6.
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of p-type second contact regions 69 formed in regions along the plurality of second dummy trench structures 52 in the dummy region 15 .
  • Second contact region 69 has a higher p-type impurity concentration than body region 19 .
  • the p-type impurity concentration of the second contact region 69 is higher than that of the sixth well region 68.
  • the p-type impurity concentration of the second contact region 69 is preferably approximately equal to the p-type impurity concentration of the first contact region 48 .
  • the plurality of second contact regions 69 cover the wall surfaces of the corresponding second dummy trench structures 52 within the corresponding sixth well regions 68.
  • the plurality of second contact regions 69 are formed in a one-to-many correspondence with each second dummy trench structure 52 .
  • the plurality of second contact regions 69 are formed at intervals along the corresponding second dummy trench structures 52 .
  • the plurality of second contact regions 69 are drawn out from within the corresponding sixth well region 68 along the wall surface of the corresponding second dummy trench structure 52 to the surface layer portion of the body region 19 and are exposed from the active surface 8 .
  • the plurality of second contact regions 69 are each formed in a band shape extending in the first direction X in plan view. It is preferable that the length of the plurality of second contact regions 69 in the first direction X is equal to or greater than the fifth width W5 of the second dummy trench structure 52. The length of the plurality of second contact regions 69 is preferably greater than the distance between two second contact regions 69 adjacent to each other in the first direction X. Preferably, the lengths of the plurality of second contact regions 69 are approximately equal to the lengths of the plurality of first contact regions 48.
  • the plurality of second contact regions 69 along one second dummy trench structure 52 are arranged so as to face the region between the plurality of second contact regions 69 along the other second dummy trench structure 52 in the second direction Y.
  • the array may be shifted in the first direction X. That is, the plurality of second contact regions 69 may be arranged in a staggered manner as a whole at intervals in the first direction X and the second direction Y in plan view. In this case, the plurality of second contact regions 69 may be arranged in a staggered manner together with the plurality of first contact regions 48. Further, the plurality of second contact regions 69 may be arranged in a staggered manner together with the plurality of first contact regions 48.
  • FIG. 23 is an enlarged plan view showing the layout of the termination region 16.
  • FIG. 24 is a sectional view taken along the line XXIV-XXIV shown in FIG. 23.
  • semiconductor device 1 includes a plurality of trench termination structures 70 formed on first main surface 3 (active surface 8) in termination region 16.
  • a different potential is applied to the plurality of trench termination structures 70 than to the trench resistance structure 20 .
  • a source potential VS is applied to the plurality of trench termination structures 70.
  • the plurality of trench termination structures 70 penetrate the body region 19 to reach the first semiconductor region 6 and are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side.
  • the plurality of trench termination structures 70 are provided on the active surface 8 for the purpose of alleviating local electric field concentration at the periphery of the active surface 8 and in the vicinity of the trench resistance structure 20 and improving withstand voltage (for example, breakdown voltage). It has been incorporated.
  • the presence or absence of the plurality of trench termination structures 70 (termination regions 16) is arbitrary, and a form without the plurality of trench termination structures 70 (termination regions 16) may be adopted.
  • the plurality of trench termination structures 70 on the first termination region 16A side are each formed in a band shape extending in the first direction are arranged.
  • the plurality of trench termination structures 70 on the first termination region 16A side are formed at intervals in the second direction Y from the trench resistance structure 20, and face the trench resistance structure 20 in the second direction Y.
  • the plurality of trench termination structures 70 on the first termination region 16A side are further formed at intervals in the second direction Y from the outermost dummy trench structure 50 (first dummy trench structure 51 in this form), and It faces the outermost dummy trench structure 50 in the Y direction.
  • the plurality of trench termination structures 70 on the first termination region 16A side penetrate at least one of the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D, and penetrate at least one of the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D. It is exposed from one side. In this form, the plurality of trench termination structures 70 on the first termination region 16A side are exposed from both the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D.
  • the plurality of trench termination structures 70 on the second termination region 16B side are each formed in a band shape extending in the first direction Arranged with space.
  • the plurality of trench termination structures 70 on the second termination region 16B side are formed at intervals in the second direction Y from the outermost dummy trench structure 50 (in this form, the first dummy trench structure 51), and are formed at intervals in the second direction Y. It faces the outermost dummy trench structure 50.
  • the plurality of trench termination structures 70 on the second termination region 16B side penetrate at least one of the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D, and penetrate at least one of the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D. It is exposed from one side. In this form, the plurality of trench termination structures 70 on the second termination region 16B side are exposed from both the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D.
  • Trench termination structure 70 has a sixth width W6 in the second direction Y and a sixth depth D6 in the normal direction Z.
  • the sixth width W6 is preferably substantially equal to the first width W1 (second width W2) described above.
  • the sixth width W6 may be 0.1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less.
  • the sixth width W6 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less.
  • the sixth depth D6 is greater than or equal to the first depth D1 described above. In this embodiment, the sixth depth D6 is greater than the first depth D1.
  • the sixth depth D6 is preferably 1.5 times or more and 3 times or less the first depth D1. It is particularly preferable that the sixth depth D6 is approximately equal to the resistance depth DR (outer circumferential depth DO) described above.
  • the sixth depth D6 may be 0.1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less. It is particularly preferable that the second depth D2 is 2.5 ⁇ m or less.
  • the plurality of trench termination structures 70 are arranged in the second direction Y at a ninth interval I9. Further, in this form, the outermost trench termination structure 70 on the side of the trench resistance structure 20 is connected to the trench resistance structure 20 and the outermost dummy trench structure 50 (in this form, the first dummy trench structure 51) in the second direction Y. They are arranged at a ninth interval I9.
  • the ninth interval I9 is preferably at least 0.5 times and at most twice the sixth width W6. It is particularly preferable that the ninth interval I9 is less than the sixth width W6. It is preferable that the ninth interval I9 is approximately equal to the second interval I2 described above.
  • the ninth interval I9 may be 0.1 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less.
  • the ninth interval I9 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
  • the trench termination structure 70 includes a termination trench 71, a termination insulating film 72, and a termination buried electrode 73. Termination trenches 71 are formed in active surface 8 and define walls of trench termination structure 70 . The side wall of the termination trench 71 communicates with the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D. The bottom wall of the termination trench 71 communicates with the outer peripheral surface 9.
  • the termination insulating film 72 covers the wall surface of the termination trench 71 and is connected to the main surface insulating film 18 at the active surface 8 .
  • the termination insulating film 72 is connected to the main surface insulating film 18 at the communication portion of the third connection surface 10C, the communication portion of the fourth connection surface 10D, and the communication portion of the outer peripheral surface 9.
  • Termination insulating film 72 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
  • the termination insulating film 72 has a single layer structure made of a silicon oxide film. It is particularly preferable that the termination insulating film 72 includes a silicon oxide film made of an oxide of the chip 2 .
  • the terminal buried electrode 73 is arranged in the terminal trench 71 with the terminal insulating film 72 interposed therebetween.
  • the terminal buried electrode 73 may include conductive polysilicon.
  • the terminal buried electrode 73 has an end face located on the active surface 8 side with respect to the height position of the resistance end face 25 a of the buried resistor 25 .
  • the end surface of the terminal buried electrode 73 may be located on the active surface 8 side with respect to the height position of the insulating end surface 26a of the buried insulator 26.
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of p-type seventh well regions 74 formed in regions along the plurality of trench termination structures 70 in the termination region 16 .
  • the seventh well region 74 has a higher p-type impurity concentration than the body region 19.
  • the p-type impurity concentration of the seventh well region 74 may be lower than that of the body region 19.
  • the p-type impurity concentration of the seventh well region 74 is preferably approximately equal to the p-type impurity concentration of the first well region 28.
  • the plurality of seventh well regions 74 are spaced apart from adjacent trench termination structures 70, cover the wall surfaces of the corresponding trench termination structures 70, and are electrically connected to the body region 19 in the surface layer portion of the active surface 8. .
  • the plurality of seventh well regions 74 extend in a band shape along the corresponding trench termination structure 70 in plan view, and are exposed from the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D.
  • the plurality of seventh well regions 74 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side, and face the second semiconductor region 7 with a part of the first semiconductor region 6 in between. .
  • the bottoms of the plurality of seventh well regions 74 are located on the bottom side of the first semiconductor region 6 with respect to the depth position of the bottoms of the plurality of second well regions 45 .
  • the bottoms of the plurality of seventh well regions 74 are formed to have approximately the same depth as the bottoms of the first well regions 28 (third well regions 46).
  • the plurality of seventh well regions 74 form a pn junction with the first semiconductor region 6.
  • semiconductor device 1 includes a p-type outer well region 75 formed in a surface layer portion of outer peripheral surface 9.
  • Outer well region 75 has a lower p-type impurity concentration than first contact region 48 .
  • the p-type impurity concentration of outer well region 75 is higher than that of body region 19.
  • the p-type impurity concentration of outer well region 75 may be lower than that of body region 19.
  • outer well region 75 has approximately the same p-type impurity concentration as first well region 28 .
  • the outer well region 75 is formed at a distance from the periphery of the outer circumferential surface 9 (first to fourth side surfaces 5A to 5D) toward the active surface 8 in a plan view, and extends in a band shape along the active surface 8.
  • the outer well region 75 is formed in an annular shape (specifically, a square annular shape) surrounding the active surface 8 in plan view.
  • the outer well region 75 extends from the surface layer of the outer circumferential surface 9 toward the surface layer portions of the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
  • the outer well region 75 is electrically connected to the body region 19 at the surface layer of the active surface 8 .
  • the outer well region 75 is connected to the third well region 46 at a communication portion between the third connection surface 10C (fourth connection surface 10D) and the first trench source structure 35.
  • the outer well region 75 is connected to the fourth well region 47 at a communication portion between the third connection surface 10C (fourth connection surface 10D) and the second trench source structure 40.
  • the outer well region 75 is connected to the fifth well region 67 at a communication portion between the third connection surface 10C (fourth connection surface 10D) and the first dummy trench structure 51.
  • the outer well region 75 is connected to the sixth well region 68 at a communication portion between the third connection surface 10C (fourth connection surface 10D) and the second dummy trench structure 52.
  • the outer well region 75 is connected to the seventh well region 74 at a communicating portion between the third connection surface 10C (fourth connection surface 10D) and the trench termination structure 70.
  • the outer well region 75 is formed at a distance from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the outer peripheral surface 9 side, and faces the second semiconductor region 7 with a part of the first semiconductor region 6 in between. Outer well region 75 is located closer to the bottom of first semiconductor region 6 than bottom wall 22 of trench resistance structure 20 . The outer well region 75 is located closer to the bottom of the first semiconductor region 6 than the bottom wall of the first trench source structure 35 .
  • the bottom of the outer well region 75 is located closer to the bottom of the first semiconductor region 6 than the bottom of the first contact region 48 .
  • the bottom of the outer well region 75 is preferably formed at a depth approximately equal to the bottom of the first well region 28 (third well region 46).
  • the outer well region 75 forms a pn junction with the first semiconductor region 6.
  • the semiconductor device 1 includes a p-type outer contact region 76 formed in the surface layer of the outer well region 75.
  • Outer contact region 76 has a higher p-type impurity concentration than body region 19.
  • the p-type impurity concentration of outer contact region 76 is higher than that of outer well region 75.
  • the p-type impurity concentration of the outer contact region 76 is preferably approximately equal to the p-type impurity concentration of the first contact region 48.
  • the outer contact region 76 is located in the outer well at a distance from the periphery of the active surface 8 (first to fourth connection surfaces 10A to 10D) and the periphery of the outer peripheral surface 9 (first to fourth side surfaces 5A to 5D) in plan view. It is formed in the surface layer part of the region 75 and is formed in a band shape extending along the active surface 8 .
  • the outer contact region 76 is formed in an annular shape (specifically, a square annular shape) surrounding the active surface 8 in plan view.
  • the outer contact region 76 is formed at a distance from the bottom of the outer well region 75 toward the outer peripheral surface 9 side, and faces the first semiconductor region 6 with a part of the outer well region 75 interposed therebetween.
  • the outer contact region 76 is located closer to the bottom of the first semiconductor region 6 than the bottom wall 22 of the trench resistance structure 20 .
  • the outer contact region 76 is located closer to the bottom of the first semiconductor region 6 than the bottom wall of the first trench source structure 35 .
  • the bottom of the outer contact region 76 is preferably formed at a depth approximately equal to the bottom of the first contact region 48 .
  • the semiconductor device 1 includes at least one (preferably 2 or more and 20 or less) p-type field regions 77 formed in the surface layer of the outer circumferential surface 9 in a region between the periphery of the outer circumferential surface 9 and the outer well region 75. including.
  • semiconductor device 1 includes four field regions 77.
  • the plurality of field regions 77 are formed in an electrically floating state and relieve the electric field within the chip 2 at the outer peripheral surface 9 .
  • the number, width, depth, p-type impurity concentration, etc. of the field regions 77 are arbitrary, and can take various values depending on the electric field to be alleviated.
  • Field region 77 may have a lower p-type impurity concentration than outer contact region 76.
  • Field region 77 may have a higher p-type impurity concentration than outer well region 75.
  • Field region 77 may have a lower p-type impurity concentration than outer well region 75.
  • the plurality of field regions 77 are arranged at intervals from the outer well region 75 side to the peripheral edge side of the outer peripheral surface 9.
  • the plurality of field regions 77 are formed in a band shape extending along the active surface 8 in plan view.
  • the plurality of field regions 77 are formed in an annular shape (specifically, a square annular shape) surrounding the active surface 8 in plan view.
  • the plurality of field regions 77 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 to the outer peripheral surface 9 side, and face the second semiconductor region 7 with a part of the first semiconductor region 6 in between.
  • the plurality of field regions 77 are located closer to the bottom of the first semiconductor region 6 than the bottom wall 22 of the trench resistance structure 20 .
  • the plurality of field regions 77 are located closer to the bottom of the first semiconductor region 6 than the bottom wall of the first trench source structure 35 .
  • the bottoms of the plurality of field regions 77 are located closer to the bottom of the first semiconductor region 6 than the bottom of the first contact region 48 .
  • the bottoms of the plurality of field regions 77 may be formed at approximately the same depth as the bottom of the third well region 46 .
  • the semiconductor device 1 includes a sidewall wiring 78 formed on the outer peripheral surface 9 so as to cover at least one of the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
  • the sidewall wiring 78 is arranged on the main surface insulating film 18.
  • the sidewall wiring 78 also functions as a sidewall structure that alleviates the step formed between the active surface 8 and the outer circumferential surface 9.
  • the sidewall wiring 78 is preferably formed in a band shape extending along at least one of the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D.
  • the sidewall wiring 78 is formed in a ring shape (specifically, a square ring shape) extending along the first to fourth connection surfaces 10A to 10D so as to surround the active surface 8 in plan view. Portions of the sidewall wiring 78 that cover the four corners of the active surface 8 are formed in a curved shape toward the outer peripheral surface 9 side.
  • the sidewall wiring 78 includes a portion extending in a film shape along the outer peripheral surface 9 and a portion extending in a film shape along the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
  • a portion of the sidewall wiring 78 located above the outer circumferential surface 9 may cover the outer circumferential surface 9 in a film-like manner in a region on the outer circumferential surface 9 side with respect to the active surface 8 .
  • a portion of the sidewall wiring 78 located above the outer peripheral surface 9 may have a thickness less than the thickness of the active plateau 11 (outer peripheral depth DO).
  • the sidewall wiring 78 faces the outer well region 75 on the outer peripheral surface 9 with the main surface insulating film 18 interposed therebetween. Sidewall wiring 78 may face outer contact region 76 with main surface insulating film 18 in between. In this form, the sidewall wiring 78 is formed at a distance from the field region 77 toward the active surface 8 in plan view.
  • the sidewall wiring 78 connects the third well region 46, fourth well region 47, fifth well region 67, sixth well region 68, and third well region 46, fourth well region 47, fifth well region 67, sixth well region 68, and It faces the 7-well region 74 and the outer well region 75. In this form, sidewall wiring 78 also faces body region 19 with main surface insulating film 18 in between.
  • the sidewall wiring 78 includes an exposed portion of the first trench source structure 35, an exposed portion of the second trench source structure 40, an exposed portion of the first dummy trench structure 51, and a second dummy trench structure 51 on the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
  • the exposed portions of trench structure 52 and trench termination structure 70 are covered.
  • the sidewall wiring 78 is electrically connected to the first trench source structure 35, the second trench source structure 40, the first dummy trench structure 51, the second dummy trench structure 52, and the trench termination structure 70.
  • the sidewall wiring 78 applies the source potential VS to the connection target from the outer peripheral surface 9 side.
  • the sidewall wiring 78 has an overlap portion 79 that rides on the edge of the active surface 8 from at least one of the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
  • the overlap portion 79 covers the active surface 8 like a film in a plan view, and is formed in a band shape extending along the edge of the active surface 8 .
  • the overlap portion 79 is formed into an annular shape (specifically, a square annular shape) surrounding the inner part of the active surface 8 in plan view.
  • overlap portion 79 is formed on the active surface 8 at a distance from the trench resistance structure 20 toward the periphery of the active surface 8 .
  • Overlap portion 79 is electrically connected to first trench source structure 35 , second trench source structure 40 , first dummy trench structure 51 , second dummy trench structure 52 , and trench termination structure 70 .
  • the sidewall wiring 78 includes conductive polysilicon, and includes the first buried source electrode 38 , the second buried source electrode 43 , the first dummy buried electrode 55 , the second dummy buried electrode 58 , and the terminal buried electrode 73 . It is integrally formed. Of course, the sidewall wiring 78 is formed separately from the first buried source electrode 38, the second buried source electrode 43, the first dummy buried electrode 55, the second dummy buried electrode 58, and the terminal buried electrode 73. Good too.
  • the semiconductor device 1 includes an interlayer insulating film 80 that covers the main surface insulating film 18.
  • the interlayer insulating film 80 covers the active surface 8, the outer peripheral surface 9, and the first to fourth connection surfaces 10A to 10D with the main surface insulating film 18 in between.
  • the interlayer insulating film 80 includes a trench resistance structure 20, a trench gate structure 30, a first trench source structure 35, a second trench source structure 40, a first dummy trench structure 51, a second dummy trench structure 52, and a trench termination on the active surface 8.
  • the structure 70 is coated.
  • the interlayer insulating film 80 enters the resistance trench 23 from above the main surface insulating film 18 in the resistance region 12 .
  • the interlayer insulating film 80 enters into the resistance trench 23 from the entire circumference of the resistance trench 23 (first to fourth sidewalls 21A to 21D).
  • the interlayer insulating film 80 covers the resistive insulating film 24 at the periphery of the resistive trench 23 (first to fourth sidewalls 21A to 21D) and is connected to the buried insulator 26.
  • the interlayer insulating film 80 is connected to the resistive insulating film 24 at a distance from the periphery of the embedded resistor 25 in plan view.
  • the interlayer insulating film 80 forms one insulating film together with the buried insulator 26. That is, in this embodiment, the buried insulator 26 is formed using a part of the interlayer insulating film 80.
  • the interlayer insulating film 80 may be formed separately from the buried insulator 26.
  • the interlayer insulating film 80 covers the outer well region 75 , the outer contact region 76 , and the plurality of field regions 77 in the outer peripheral region 17 with the main surface insulating film 18 interposed therebetween.
  • the interlayer insulating film 80 covers the sidewall wiring 78 at the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
  • the interlayer insulating film 80 is continuous with the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
  • the wall portion of the interlayer insulating film 80 may be formed at a distance inward from the periphery of the outer circumferential surface 9 to expose the first semiconductor region 6 from the periphery of the outer circumferential surface 9 .
  • Interlayer insulating film 80 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film. In this form, interlayer insulating film 80 includes a silicon oxide film.
  • semiconductor device 1 includes a gate electrode 85 disposed on trench resistance structure 20.
  • Gate electrode 85 has a resistance value lower than that of trench resistance structure 20 .
  • gate electrode 85 has a resistance value lower than that of embedded resistor 25 .
  • the gate electrode 85 is thicker than the buried resistor 25. It is particularly preferred that gate electrode 85 be thicker than buried insulator 26 . It is preferable that the gate electrode 85 is thicker than the interlayer insulating film 80. It is preferable that the gate electrode 85 has a thickness greater than the first depth D1 described above. It is preferable that the gate electrode 85 has a thickness larger than the aforementioned resistance depth DR (outer circumferential depth DO, second depth D2).
  • the gate electrode 85 may have a thickness of 0.5 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less. The thickness of the gate electrode 85 is preferably 1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • the gate electrode 85 may include at least one of a Ti film, a TiN film, a W film, an Al film, a Cu film, an Al alloy film, a Cu alloy film, and a conductive polysilicon film.
  • the gate electrode 85 is made of at least one of a pure Cu film (Cu film with a purity of 99% or more), a pure Al film (an Al film with a purity of 99% or more), an AlCu alloy film, an AlSi alloy film, and an AlSiCu alloy film. It may contain one.
  • the gate electrode 85 has a stacked structure including a Ti film and an Al alloy film (AlSiCu alloy film in this embodiment) stacked in this order from the chip 2 side. Gate electrode 85 may also be referred to as "gate metal.”
  • the gate electrode 85 includes a gate pad 86, a gate wiring 87, and a gate subpad 88.
  • a gate potential VG is applied to the gate pad 86 from the outside.
  • Gate pad 86 is located directly above trench resistance structure 20 in resistance region 12 .
  • the gate pad 86 is in this configuration spaced from the periphery of the active surface 8 and placed on the inner part of the active surface 8 and not on the outer circumferential surface 9 .
  • Gate pad 86 in this configuration, has a planar area that is less than the planar area of trench resistance structure 20 (resistance trench 23 ) and is spaced inwardly from and by the periphery of trench resistance structure 20 . Located only within the enclosed area. That is, the gate pad 86 is arranged directly above the trench resistance structure 20 at a distance from the active region 13 (first to third active regions 13A to 13C), the dummy region 15, and the termination region 16, and is arranged directly above the trench resistance structure 20 in the normal direction Z. It does not face the active region 13, dummy region 15, and termination region 16.
  • the gate pad 86 has a planar area of 1% or more and 25% or less of the planar area of the first main surface 3.
  • the planar area of the gate pad 86 is preferably 5% or more and 20% or less of the planar area of the first main surface 3.
  • the gate pad 86 may have a larger planar area than the planar area of the trench resistance structure 20.
  • the gate pad 86 may face at least one of the active region 13, the dummy region 15, and the termination region 16 in the normal direction Z.
  • the gate pad 86 is arranged on the buried insulator 26 so as to face the buried resistor 25.
  • Gate pad 86 has a planar area larger than that of embedded resistor 25 .
  • the planar area of gate pad 86 is preferably larger than the planar area of buried resistor 25 .
  • the planar area of the gate pad 86 may be set to be less than the planar area of the buried resistor 25.
  • the gate pad 86 is arranged inside the resistance trench 23 at a distance from the periphery of the resistance trench 23 (first to fourth sidewalls 21A to 21D). That is, gate pad 86 is arranged so as to avoid the step formed between active surface 8 and resistance trench 23.
  • the gate pad 86 is formed at a distance inward from the entire circumference of the first to fourth side walls 21A to 21D. That is, the gate pad 86 is placed only on the buried insulator 26 and not on the interlayer insulating film 80. In this form, the gate pad 86 is formed into a rectangular shape having four sides parallel to the periphery of the resistance trench 23 in plan view. Of course, the gate pad 86 may be formed in a polygonal or circular shape in plan view.
  • the gate pad 86 has a first covering part 86a that covers the buried resistor 25 with the buried insulator 26 in between, and a second covering part 86b that covers the insulating region 27 with the buried insulator 26 in between. It is preferable that the area of the second covering part 86b facing the insulating region 27 is larger than the area of the first covering part 86a facing the embedded resistor 25. Such a structure is particularly preferable when the planar area of the insulating region 27 is larger than the planar area of the buried resistor 25. Of course, the area of the second covering part 86b facing the insulating region 27 may be smaller than the area of the first covering part 86a facing the buried resistor 25.
  • the gate pad 86 has a portion located on the bottom wall 22 side of the resistance trench 23 with respect to the height position of the active surface 8 and a portion protruding upward with respect to the height position of the active surface 8. have.
  • the gate pad 86 penetrates the buried insulator 26 in a portion of the resistance trench 23 located on the bottom wall 22 side and is electrically connected to the buried resistor 25 .
  • gate pad 86 is connected to buried resistor 25 through a first resistor opening 89 formed in buried resistor 25 .
  • the first resistance opening 89 is formed in a band shape extending in the first direction X in plan view.
  • the planar shape and number of the first resistance openings 89 are arbitrary.
  • a plurality of first resistance openings 89 having a rectangular shape in a plan view may be formed at intervals in one or both of the first direction X and the second direction Y.
  • the planar area of the connecting portion of the gate pad 86 to the buried resistor 25 is preferably less than the planar area of the non-connecting portion of the gate pad 86 to the buried resistor 25.
  • the planar area of the connecting portion of the gate pad 86 to the buried resistor 25 may be larger than the planar area of the non-connecting portion of the gate pad 86 to the buried resistor 25.
  • the gate wiring 87 is electrically connected to the gate pad 86 via the trench resistance structure 20 in the resistance region 12 and to the plurality of trench gate structures 30 in the active region 13 .
  • the gate wiring 87 transmits the gate potential VG applied to the gate pad 86 to the plurality of trench gate structures 30.
  • the gate wiring 87 is placed directly above the trench resistance structure 20 at a distance from the gate pad 86 in the resistance region 12 , and is selectively routed from the resistance region 12 to the active region 13 .
  • the gate wiring 87 is arranged on the inner part of the active surface 8 at a distance from the periphery of the active surface 8 , and is not arranged on the outer circumferential surface 9 .
  • the gate wiring 87 includes a resistance wiring 87a, a first gate wiring 87b, a second gate wiring 87c, and a third gate wiring 87d.
  • the resistance wiring 87a is a portion located directly above the trench resistance structure 20 and connected to the trench resistance structure 20.
  • the resistance wiring 87a is formed in a band shape extending in the first direction It is arranged in the area between the pads 86.
  • the resistance wiring 87a is formed in a band shape narrower than the trench resistance structure 20 in the second direction Y, and is spaced apart from the first sidewall 21A and the gate pad 86. It is located in the area between. That is, the resistance wiring 87a has two sides that cross the inner part of the trench resistance structure 20 in plan view.
  • the two sides of the resistance wiring 87a intersect (specifically, perpendicularly intersect) the third side wall 21C and the fourth side wall 21D of the trench resistance structure 20.
  • the resistance wiring 87a may have one side that crosses the inside of the trench resistance structure 20 and one side located outside the trench resistance structure 20.
  • the resistance wiring 87a is arranged on the buried insulator 26 so as to face the buried resistor 25 at a position different from the gate pad 86.
  • the resistance wiring 87a may have a planar area greater than or equal to the planar area of the embedded resistor 25, or may have a planar area less than the planar area of the embedded resistor 25.
  • the resistance wiring 87a is arranged in a region between the first sidewall 21A and the gate pad 86 with a space therebetween in a plan view.
  • the resistance wiring 87a has two sides that cross the inner part of the embedded resistor 25 in plan view. Of course, the resistance wiring 87a may have one side that crosses the inner part of the embedded resistor 25 and one side located outside the embedded resistor 25.
  • the buried resistor 25 has a portion facing the buried resistor 25 with the buried insulator 26 in between, and a portion facing the insulating region 27 with the buried insulator 26 in between. Two sides of the buried resistor 25 intersect (specifically, perpendicularly cross) the third side wall 21C and the fourth side wall 21D of the resistance trench 23, and are drawn out from above the buried insulator 26 onto the interlayer insulating film 80. .
  • the resistance wiring 87a includes a portion located on the bottom wall 22 side of the resistance trench 23 with respect to the height position of the active surface 8, and a portion protruding upward with respect to the height position of the active surface 8. have.
  • the resistance wiring 87a penetrates the buried insulator 26 in a portion located on the bottom wall 22 side of the resistance trench 23 and is electrically connected to the buried resistor 25.
  • the resistance wiring 87a is connected to the buried resistor 25 via a second resistance opening 90 formed in the buried insulator 26 at a distance from the first resistance opening 89 toward the first side wall 21A. .
  • the second resistance opening 90 is formed in a band shape extending in the first direction X in plan view. That is, the second resistance opening 90 extends substantially parallel to the first resistance opening 89.
  • the planar shape and number of the second resistance openings 90 are arbitrary.
  • a plurality of second resistance openings 90 having a rectangular shape in plan view may be formed at intervals in one or both of the first direction X and the second direction Y.
  • the planar area of the connecting portion of the resistance wiring 87a to the buried resistor 25 is preferably less than the planar area of the non-connecting portion of the resistive wiring 87a to the buried resistor 25.
  • the planar area of the connecting portion of the resistance wiring 87a to the buried resistor 25 may be larger than the planar area of the non-connecting portion of the resistance wiring 87a to the buried resistor 25.
  • the area of the resistor wiring 87a (gate wiring 87) facing the buried resistor 25 may be larger than the area of the gate pad 86 facing the buried resistor 25.
  • the opposing area of the resistance wiring 87a (gate wiring 87) to the buried resistor 25 may be less than the opposing area of the gate pad 86 to the buried resistor 25.
  • the first gate wiring 87b is arranged on the interlayer insulating film 80.
  • the first gate wiring 87b is drawn out from the resistance wiring 87a to a region on the third connection surface 10C side, and extends in a line shape along the first connection surface 10A and the third connection surface 10C.
  • the first gate wiring 87b is electrically connected to the trench resistance structure 20 via the resistance wiring 87a in the resistance region 12, and to the plurality of trench gate structures 30 in the active region 13.
  • the first gate wiring 87b is drawn out in a line shape extending in the first direction A plurality of dummy trench structures 50 are covered with 80 sandwiched therebetween.
  • the first gate wiring 87b covers the plurality of first dummy trench structures 51 and the plurality of second dummy trench structures 52 with the interlayer insulating film 80 interposed therebetween.
  • the first gate wiring 87b is routed in a line shape extending in the second direction Y from the first dummy region 15A toward the active region 13, and is connected to a plurality of trenches in the first active region 13A and the second active region 13B. It intersects (specifically, perpendicularly crosses) the gate structure 30.
  • the first gate wiring 87b is electrically connected to the plurality of gate connection electrode films 49 through the plurality of gate openings 91 formed in the interlayer insulating film 80 in the active region 13. Thereby, the first gate wiring 87b is electrically connected to the plurality of trench gate structures 30 via the plurality of gate connection electrode films 49.
  • the second gate wiring 87c is arranged on the interlayer insulating film 80.
  • the second gate wiring 87c is drawn out from the resistance wiring 87a to a region on the fourth connection surface 10D side, and extends in a line shape along the first connection surface 10A and the fourth connection surface 10D.
  • the second gate wiring 87c is electrically connected to the trench resistance structure 20 via the resistance wiring 87a in the resistance region 12, and to the plurality of trench gate structures 30 in the active region 13.
  • the second gate wiring 87c is drawn out in a line shape extending in the first direction X from the resistance wiring 87a (resistance region 12) toward the second dummy region 15B, and a plurality of The dummy trench structure 50 is covered.
  • the second gate wiring 87c covers the plurality of first dummy trench structures 51 and the plurality of second dummy trench structures 52 with the interlayer insulating film 80 interposed therebetween.
  • the second gate wiring 87c is routed in a line shape extending in the second direction Y from the second dummy region 15B toward the active region 13, and is formed in a plurality of trenches in the first active region 13A and the third active region 13C. It intersects (specifically, perpendicularly crosses) the gate structure 30.
  • the second gate wiring 87c is electrically connected to the plurality of gate connection electrode films 49 through the plurality of gate openings 91 formed in the interlayer insulating film 80 in the active region 13.
  • the second gate wiring 87c is electrically connected to the plurality of trench gate structures 30 via the plurality of gate connection electrode films 49.
  • the second gate wiring 87c is electrically connected to a plurality of trench gate structures 30 that are electrically connected to the first gate wiring 87b.
  • the third gate wiring 87d is arranged on the buried insulator 26 and the interlayer insulating film 80.
  • the third gate wiring 87d is drawn out from the resistance wiring 87a to a region on the second connection surface 10B side with respect to the gate pad 86, and extends along the second direction Y in the region between the resistance wiring 87a and the second connection surface 10B. It extends in a line.
  • the third gate wiring 87d is electrically connected to the trench resistance structure 20 via the resistance wiring 87a in the resistance region 12, and is electrically connected to the plurality of trench gate structures 30 in the active region 13 (first active region 13A). has been done.
  • the third gate wiring 87d includes a line portion 92, a first branch portion 93, and a second branch portion 94.
  • the line portion 92 extends in a line shape along the second direction Y in a region between the gate pad 86 and the second connection surface 10B on the interlayer insulating film 80.
  • the line portion 92 has a first end on the second connection surface 10B side and a second end on the gate pad 86 side. The first end portion is placed on the interlayer insulating film 80 at a distance from the second connection surface 10B to the gate pad 86 side.
  • the second end portion is disposed directly above the trench resistance structure 20 with an interval from the gate pad 86 toward the second connection surface 10B. Specifically, the second end is disposed over the buried insulator 26 . More specifically, the second end portion is disposed on the buried insulator 26 at a distance from the buried resistor 25 in plan view.
  • the line portion 92 faces the insulating region 27 with the buried insulator 26 in between, but does not face the buried resistor 25 with the buried insulator 26 in between.
  • the line portion 92 (second end portion) is a portion located on the bottom wall 22 side of the resistance trench 23 with respect to the height position of the active surface 8, and a portion located on the bottom wall 22 side of the resistance trench 23 with respect to the height position of the active surface 8. It has an upwardly protruding part.
  • the line portion 92 is electrically connected to the plurality of gate connection electrode films 49 through the plurality of gate openings 91 formed in the interlayer insulating film 80 in the active region 13 (first active region 13A). Thereby, the line portion 92 is electrically connected to the plurality of trench gate structures 30 via the plurality of gate connection electrode films 49. In this form, the line portion 92 is electrically connected to the plurality of trench gate structures 30 connected to the first gate wiring 87b and the second gate wiring 87c.
  • the first branch portion 93 connects the resistance wiring 87a and the line portion 92. Specifically, the first branch portion 93 is drawn out from the second end of the line portion 92 to one side (the third connection surface 10C side) and extends in a band shape along the gate pad 86. In this embodiment, the first branch 93 is formed directly above the trench resistance structure 20 .
  • the first branch portion 93 is arranged only in a region surrounded by the periphery of the resistance trench 23 with a spaced inward from the periphery of the resistance trench 23 (the first to fourth side walls 21A to 21D). has been done. That is, the first branch part 93 is arranged directly above the trench resistance structure 20 with a space from the active region 13, the dummy region 15, and the termination region 16, and extends in the normal direction Z to the active region 13, the dummy region 15, and the termination region. Not facing 16.
  • the first branch portion 93 is arranged on the buried insulator 26 at a distance from the periphery of the resistance trench 23 and extends in a band shape along the second side wall 21B and the third side wall 21C of the resistance trench 23. ing.
  • the first branch portion 93 is arranged on the buried insulator 26 at a distance from the buried resistor 25 in plan view.
  • the first branch portion 93 faces the insulating region 27 with the buried insulator 26 in between, and does not face the buried resistor 25 with the buried insulator 26 in between.
  • the first branch portion 93 is connected to the resistance wiring 87a in the region of the resistance trench 23 on the first side wall 21A side. That is, the first branch portion 93 is connected to the resistance wiring 87a directly above the insulating region 27.
  • the first branch portion 93 includes a portion located on the bottom wall 22 side of the resistance trench 23 with respect to the height position of the active surface 8, and a portion that protrudes upward with respect to the height position of the active surface 8. It has a part.
  • the first branch portion 93 may have a portion that is drawn out from above the buried insulator 26 onto the interlayer insulating film 80 and faces a region outside the trench resistance structure 20 in the normal direction Z. In this case, the first branch portion 93 may face at least one of the active region 13, the dummy region 15, and the termination region 16 in the normal direction Z. Further, the first branch portion 93 may be connected to the first gate wiring 87b, and may be electrically connected to the resistance wiring 87a via the first gate wiring 87b.
  • the second branch portion 94 connects the resistance wiring 87a and the line portion 92.
  • the second branch portion 94 is drawn out from the first end of the line portion 92 to the other side (fourth connection surface 10D side) and extends in a band shape along the gate pad 86.
  • the second branch 94 is formed directly above the trench resistance structure 20 .
  • the second branch portion 94 is located only within a region surrounded by the periphery of the trench resistance structure 20 at a distance inward from the periphery of the trench resistance structure 20 (the first to fourth side walls 21A to 21D). It is located in In other words, the second branch 94 is arranged directly above the trench resistance structure 20 with a space from the active region 13, the dummy region 15, and the termination region 16, and extends in the normal direction Z to the active region 13, the dummy region 15, and the termination region. Not facing 16.
  • the second branch portion 94 is arranged on the buried insulator 26 at a distance from the periphery of the resistance trench 23 and extends in a band shape along the second side wall 21B and the fourth side wall 21D of the resistance trench 23. ing.
  • the second branch portion 94 is arranged on the buried insulator 26 at a distance from the buried resistor 25 in plan view. That is, the second branch portion 94 faces the insulating region 27 with the buried insulator 26 in between, but does not face the buried resistor 25 with the buried insulator 26 in between.
  • the second branch portion 94 is connected to the resistance wiring 87a in the region of the resistance trench 23 on the first side wall 21A side.
  • the second branch portion 94 is connected to the resistance wiring 87a directly above the insulating region 27.
  • the second branch 94 surrounds the gate pad 86 together with the resistance wiring 87a and the first branch 93.
  • the second branch portion 94 includes a portion located on the bottom wall 22 side of the resistance trench 23 with respect to the height position of the active surface 8, and a portion that protrudes upward with respect to the height position of the active surface 8. It has a part.
  • the second branch portion 94 may have a portion that is drawn out from above the buried insulator 26 onto the interlayer insulating film 80 and faces a region outside the trench resistance structure 20 in the normal direction Z. In this case, the second branch portion 94 may face at least one of the active region 13, the dummy region 15, and the termination region 16 in the normal direction Z. Further, the second branch portion 94 may be connected to the second gate wiring 87c, and may be electrically connected to the resistance wiring 87a via the second gate wiring 87c.
  • a gate potential VG is applied to the gate subpad 88 from the outside.
  • Gate subpad 88 is formed narrower than gate pad 86 and wider than gate wiring 87 . Part or all of gate subpad 88 is arranged in a region outside trench resistance structure 20 in plan view.
  • the gate subpad 88 is arranged on the interlayer insulating film 80 so as to be electrically connected to the gate pad 86 via the trench resistance structure 20.
  • the gate sub-pad 88 is arranged at a distance from the gate pad 86 toward the third connection surface 10C, and faces the gate pad 86 in the first direction X.
  • the gate subpad 88 is arranged on a portion of the interlayer insulating film 80 that covers the active region 13, with a distance from the dummy region 15 (first dummy region 15A) in plan view. Gate subpad 88 faces the plurality of trench gate structures 30 and the plurality of first trench source structures 35 with interlayer insulating film 80 in between. The gate subpad 88 faces the dummy region 15 (first dummy region 15A) in the second direction Y in plan view.
  • the gate subpad 88 is electrically connected to the gate wiring 87. Specifically, the gate sub-pad 88 is led out from the third gate wiring 87d (first branch portion 93) to a region outside the trench resistance structure 20, and has a portion facing the trench resistance structure 20 with the buried resistance 25 in between. are doing.
  • the gate subpad 88 only needs to be connected to at least one of the first to third gate wirings 87b to 87d, and the location of the gate subpad 88 is arbitrary.
  • the gate subpad 88 may be connected to the resistance wiring 87a.
  • the gate subpad 88 may be arranged in a region facing at least one of the first dummy region 15A, the second dummy region 15B, and the first termination region 16A.
  • FIG. 26 is an electrical circuit diagram showing a connection form between gate electrode 85 and trench resistance structure 20.
  • trench gate structure 30 is indicated by a circuit symbol indicating MISFET.
  • gate wiring 87 is electrically connected to gate pad 86 via gate resistor R.
  • the gate resistance R is formed by a portion of the trench resistance structure 20 located between the connection portion of the gate pad 86 and the connection portion of the first gate wiring 87b (that is, a part of the buried resistance 25).
  • the resistance value of the gate resistor R is adjusted by increasing or decreasing the distance between the connection portion of the gate pad 86 and the connection portion of the first gate wiring 87b.
  • the gate resistance R delays the switching speed during the switching operation and suppresses surge current. In other words, the gate resistance R suppresses noise caused by surge current. Since the gate resistor R is formed on the first main surface 3 (active surface 8), it is not externally connected to the semiconductor device 1. Therefore, by incorporating the gate resistor R into the first main surface 3, the number of components mounted on the circuit board is reduced.
  • the gate resistor R includes the trench resistor structure 20 incorporated in the thickness direction of the chip 2, the area occupied by the gate resistor R with respect to the first main surface 3 is limited. Therefore, reduction in the area of active region 13 due to introduction of gate resistor R is suppressed. Further, the thickness (enlargement) of the chip 2 of the semiconductor device 1 in the thickness direction is suppressed.
  • the gate wiring 87 does not need to include all of the first to third gate wirings 87b to 87d at the same time, and only needs to include at least one of the first to third gate wirings 87b to 87d.
  • semiconductor device 1 includes a source electrode 95 disposed on interlayer insulating film 80 with a distance from gate electrode 85.
  • Source electrode 95 is arranged on interlayer insulating film 80 at a distance from trench resistance structure 20 in plan view. Source electrode 95 does not cover buried insulator 26 .
  • the source electrode 95 has a resistance value lower than the resistance value of the trench resistance structure 20. Specifically, the source electrode 95 has a resistance value lower than the resistance value of the embedded resistor 25.
  • the source electrode 95 is preferably thicker than the embedded resistor 25. It is particularly preferred that source electrode 95 is thicker than buried insulator 26 .
  • the source electrode 95 is preferably thicker than the interlayer insulating film 80.
  • the source electrode 95 has a thickness greater than the first depth D1 described above. It is preferable that the source electrode 95 has a thickness larger than the resistance depth DR (outer circumferential depth DO, second depth D2) described above.
  • the source electrode 95 may have a thickness of 0.5 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the thickness of the source electrode 95 is preferably 1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • the thickness of the source electrode 95 is approximately equal to the thickness of the gate electrode 85.
  • the source electrode 95 may include at least one of a Ti film, a TiN film, a W film, an Al film, a Cu film, an Al alloy film, a Cu alloy film, and a conductive polysilicon film.
  • the source electrode 95 is at least one of a pure Cu film (a Cu film with a purity of 99% or more), a pure Al film (an Al film with a purity of 99% or more), an AlCu alloy film, an AlSi alloy film, and an AlSiCu alloy film. It may contain one.
  • the source electrode 95 has a stacked structure including a Ti film and an Al alloy film (AlSiCu alloy film in this embodiment) stacked in this order from the chip 2 side. Source electrode 95 may be referred to as a "source metal.”
  • the source electrode 95 includes a first source pad 96, a second source pad 97, a first source subpad 98, a second source subpad 99, and a source wiring 100.
  • a source potential VS for the main source is applied to the first source pad 96 from the outside.
  • the first source pad 96 is arranged on the portion of the interlayer insulating film 80 that covers the first active region 13A, in a region between the first gate wiring 87b and the third gate wiring 87d.
  • the first source pad 96 faces the plurality of trench gate structures 30 with the interlayer insulating film 80 in between.
  • the first source pad 96 is electrically connected to the plurality of first trench source structures 35, the source regions 29, and the plurality of first contact regions 48 through the plurality of source openings 101 formed in the interlayer insulating film 80. There is.
  • the first source pad 96 preferably has a larger planar area than the gate pad 86 .
  • a source potential VS for the main source is applied to the second source pad 97 from the outside.
  • the second source pad 97 is arranged on the portion of the interlayer insulating film 80 that covers the first active region 13A, in a region between the second gate wiring 87c and the third gate wiring 87d.
  • the second source pad 97 faces the plurality of trench gate structures 30 with the interlayer insulating film 80 in between.
  • the second source pad 97 is electrically connected to the plurality of first trench source structures 35, the source regions 29, and the plurality of first contact regions 48 through the plurality of source openings 101 formed in the interlayer insulating film 80. There is.
  • the second source pad 97 preferably has a larger planar area than the gate pad 86 . If the third gate wiring 87d is not formed, the second source pad 97 may be formed integrally with the first source pad 96.
  • a source potential VS for source sensing is applied to the first source sub-pad 98 from the outside.
  • the first source sub-pad 98 is a region between the gate pad 86 and the first gate wiring 87b (third connection surface 10C) on the portion of the interlayer insulating film 80 that covers the second active region 13B. It is located in Specifically, the first source sub-pad 98 is arranged in a region between the first branch portion 93 of the first gate wiring 87b and the third gate wiring 87d.
  • the first source sub-pad 98 has a planar area less than the planar area of the first source pad 96, and is formed integrally with the first source pad 96.
  • the planar area of the first source subpad 98 is larger than the planar area of the gate subpad 88. It is particularly preferred that the planar area of the first source subpad 98 is larger than the planar area of the gate pad 86.
  • the first source subpad 98 faces the plurality of trench gate structures 30 with the interlayer insulating film 80 in between.
  • the first source subpads 98 are electrically connected to the plurality of first trench source structures 35 , the source regions 29 , and the plurality of first contact regions 48 through the plurality of source openings 101 formed in the interlayer insulating film 80 . There is.
  • a source potential VS for source sensing is applied to the second source sub-pad 99 from the outside.
  • the second source sub-pad 99 is a region between the gate pad 86 and the second gate wiring 87c (fourth connection surface 10D) on the portion of the interlayer insulating film 80 that covers the third active region 13C. It is located in Specifically, the second source sub-pad 99 is arranged in a region between the second branch portion 94 of the second gate wiring 87c and the third gate wiring 87d.
  • the second source sub-pad 99 has a planar area less than the planar area of the second source pad 97 and is formed integrally with the second source pad 97.
  • the planar area of the second source subpad 99 is preferably larger than the planar area of the gate subpad 88. It is particularly preferable that the planar area of the second source subpad 99 is larger than the planar area of the gate pad 86.
  • the second source subpad 99 faces the plurality of trench gate structures 30 with the interlayer insulating film 80 in between.
  • the second source subpad 99 is electrically connected to the plurality of first trench source structures 35 , the source regions 29 , and the plurality of first contact regions 48 through the plurality of source openings 101 formed in the interlayer insulating film 80 . There is.
  • the total planar area of the first source pad 96, second source pad 97, first source subpad 98, and second source subpad 99 is preferably 50% or more and 90% or less of the planar area of the first main surface 3. It is particularly preferable that the total planar area is 75% or more of the planar area of the first main surface 3.
  • the source wiring 100 transmits the source potential VS applied to the first source pad 96 and the second source pad 97 to other regions.
  • the source wiring 100 is drawn out from the first source pad 96 and the second source pad 97 so as to be located closer to the outer peripheral region 17 than the gate wiring 87 .
  • the source wiring 100 is drawn out from the active surface 8 side to the outer peripheral surface 9 side through the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
  • the source wiring 100 is formed in a band shape extending along the first to fourth connection surfaces 10A to 10D. In other words, the source wiring 100 faces the sidewall wiring 78 with the interlayer insulating film 80 in between.
  • the source wiring 100 is formed in a ring shape (specifically, a square ring shape) extending along the first to fourth connection surfaces 10A to 10D, and surrounds the gate wiring 87.
  • the source wiring 100 is electrically connected to the sidewall wiring 78 and the outer contact region 76 via an outer opening 102 formed in the interlayer insulating film 80.
  • the outer opening 102 is formed in a band or ring shape extending along the sidewall wiring 78 and the outer contact region 76.
  • the source potential VS applied to the source wiring 100 is applied to the first trench source structure 35, the second trench source structure 40, the first dummy trench structure 51, the second dummy trench structure 52, and the trench termination structure via the sidewall wiring 78. 70.
  • the semiconductor device 1 includes an upper insulating film 110 that selectively covers the gate electrode 85, the source electrode 95, and the interlayer insulating film 80 on the first main surface 3.
  • Upper insulating film 110 includes a gate pad opening 111 that exposes the inner side of gate pad 86 and a gate subpad opening 112 that exposes the inner side of gate subpad 88 .
  • the upper insulating film 110 covers the peripheral edge of the gate pad 86, the peripheral edge of the gate sub-pad 88, and the entire area of the gate wiring 87. That is, the upper insulating film 110 covers the buried insulator 26, the peripheral edge of the gate pad 86, the resistance wiring 87a, the first branch 93, and the second branch 94 within the resistance trench 23.
  • the gate pad opening 111 is formed into a rectangular shape in plan view.
  • the gate subpad opening 112 is formed into a rectangular shape when viewed from above. Gate subpad opening 112 has a smaller planar area than gate pad opening 111 .
  • the upper insulating film 110 has a first source pad opening 113 that exposes the inner part of the first source pad 96 , a second source pad opening 114 that exposes the inner part of the second source pad 97 , and a second source pad opening 114 that exposes the inner part of the first source pad 98 . It includes a first source subpad opening 115 that exposes the inner portion of the second source subpad 99 and a second source subpad opening 116 that exposes the inner portion of the second source subpad 99 .
  • the upper insulating film 110 covers the periphery of the first source pad 96 , the periphery of the second source pad 97 , the periphery of the first source sub-pad 98 , the periphery of the second source sub-pad 99 , and the entire source wiring 100 . ing.
  • the first source pad opening 113 is formed into a rectangular shape in plan view.
  • the first source pad opening 113 has a larger planar area than the gate subpad opening 112.
  • the planar area of the first source pad opening 113 is preferably larger than the planar area of the gate pad opening 111.
  • the second source pad opening 114 is formed into a rectangular shape in plan view. Second source pad opening 114 has a larger planar area than gate subpad opening 112 .
  • the planar area of the second source pad opening 114 is preferably larger than the planar area of the gate pad opening 111. Preferably, the planar area of the second source pad opening 114 is approximately equal to the planar area of the first source pad opening 113.
  • the first source subpad opening 115 is formed into a rectangular shape in plan view.
  • the first source subpad opening 115 has a planar area smaller than the planar area of the first source pad opening 113.
  • the planar area of the first source subpad opening 115 is preferably larger than the planar area of the gate subpad opening 112.
  • the planar area of the first source sub-pad opening 115 is larger than the planar area of the gate pad opening 111 in this embodiment.
  • the planar area of the first source subpad opening 115 may be less than the planar area of the gate pad opening 111.
  • the second source subpad opening 116 is formed into a rectangular shape in plan view.
  • the second source subpad opening 116 has a planar area smaller than the planar area of the second source pad opening 114.
  • the planar area of the second source subpad opening 116 is larger than the planar area of the gate subpad opening 112.
  • the planar area of the second source subpad opening 116 is larger than the planar area of the gate pad opening 111 in this form.
  • the planar area of the second source subpad opening 116 may be less than the planar area of the gate pad opening 111.
  • the planar area of the second source subpad opening 116 is approximately equal to the planar area of the first source subpad opening 115.
  • a first source pad opening 113 that exposes both the first source pad 96 and the first source subpad 98 may be formed.
  • a second source pad opening 114 that exposes both the second source pad 97 and the second source subpad 99 may be formed.
  • the upper insulating film 110 is formed at a distance inward from the periphery of the chip 2 (first to fourth side surfaces 5A to 5D), and defines a dicing street 117 between the upper insulating film 110 and the periphery of the chip 2.
  • the dicing street 117 is formed in a band shape extending along the periphery of the chip 2 in plan view.
  • the dicing street 117 is formed in an annular shape (specifically, a square annular shape) surrounding the active surface 8 in plan view.
  • the dicing street 117 exposes the interlayer insulating film 80.
  • the dicing streets 117 may expose the outer peripheral surface 9.
  • the dicing street 117 may have a width of 1 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the width of the dicing street 117 is the width in the direction perpendicular to the extending direction of the dicing street 117.
  • the width of the dicing street 117 is preferably 5 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the upper insulating film 110 has a thickness that exceeds the thickness of the gate electrode 85 and the thickness of the source electrode 95.
  • the thickness of the upper insulating film 110 is preferably less than the thickness of the chip 2.
  • the thickness of the upper insulating film 110 may be 3 ⁇ m or more and 35 ⁇ m or less.
  • the thickness of the upper insulating film 110 is preferably 25 ⁇ m or less.
  • the upper insulating film 110 has a laminated structure including an inorganic insulating film 120 and an organic insulating film 121 laminated in this order from the chip 2 side.
  • Upper insulating film 110 only needs to include at least one of inorganic insulating film 120 and organic insulating film 121, and does not necessarily need to include inorganic insulating film 120 and organic insulating film 121 at the same time.
  • the inorganic insulating film 120 selectively covers the gate electrode 85, the source electrode 95, and the interlayer insulating film 80, and covers part of the gate pad opening 111, part of the gate sub-pad opening 112, and part of the first source pad opening 113. , a portion of the second source pad opening 114, a portion of the first source subpad opening 115, a portion of the second source subpad opening 116, and a portion of the dicing street 117.
  • the inorganic insulating film 120 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
  • the inorganic insulating film 120 includes an insulating material different from that of the interlayer insulating film 80.
  • the inorganic insulating film 120 includes a silicon nitride film. It is preferable that the inorganic insulating film 120 has a thickness less than the thickness of the interlayer insulating film 80. The thickness of the inorganic insulating film 120 may be 0.1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • the organic insulating film 121 selectively covers the inorganic insulating film 120 and covers part of the gate pad opening 111, part of the gate sub-pad opening 112, part of the first source pad opening 113, and part of the second source pad opening 114. A portion of the first source sub-pad opening 115, a portion of the second source sub-pad opening 116, and a portion of the dicing street 117 are defined.
  • the organic insulating film 121 may expose the inorganic insulating film 120 on the wall surface of the gate pad opening 111.
  • the organic insulating film 121 may expose the inorganic insulating film 120 on the wall surface of the gate subpad opening 112.
  • the organic insulating film 121 may expose the inorganic insulating film 120 on the wall surface of the first source pad opening 113.
  • the organic insulating film 121 may expose the inorganic insulating film 120 on the wall surface of the second source pad opening 114.
  • the organic insulating film 121 may expose the inorganic insulating film 120 on the wall surface of the first source subpad opening 115.
  • the organic insulating film 121 may expose the inorganic insulating film 120 on the wall surface of the second source subpad opening 116.
  • the organic insulating film 121 may expose the inorganic insulating film 120 on the wall surface of the dicing street 117.
  • the organic insulating film 121 may cover the entire area of the inorganic insulating film 120 so that the inorganic insulating film 120 is not exposed.
  • the organic insulating film 121 is preferably made of a resin film other than thermosetting resin.
  • the organic insulating film 121 may be made of translucent resin or transparent resin.
  • the organic insulating film 121 may be made of a negative type or positive type photosensitive resin film.
  • the organic insulating film 121 is preferably made of a polyimide film, a polyamide film, or a polybenzoxazole film. In this form, the organic insulating film 121 includes a polybenzoxazole film.
  • the organic insulating film 121 has a thickness that exceeds the thickness of the inorganic insulating film 120. It is preferable that the thickness of the organic insulating film 121 exceeds the thickness of the interlayer insulating film 80. It is particularly preferable that the thickness of the organic insulating film 121 exceeds the thickness of the gate electrode 85 and the thickness of the source electrode 95.
  • the thickness of the organic insulating film 121 may be 3 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less.
  • the thickness of the organic insulating film 121 is preferably 20 ⁇ m or less.
  • the semiconductor device 1 includes a drain electrode 130 covering the second main surface 4.
  • the drain electrode 130 forms an ohmic contact with the second semiconductor region 7 exposed from the second main surface 4 .
  • the drain electrode 130 may cover the entire second main surface 4 so as to be continuous with the periphery of the chip 2 (first to fourth side surfaces 5A to 5D).
  • the breakdown voltage that can be applied between the source electrode 95 and the drain electrode 130 (between the first main surface 3 and the second main surface 4) may be 500V or more and 3000V or less.
  • the semiconductor device 1 includes the chip 2, the trench resistance structure 20, the gate pad 86, and the gate wiring 87.
  • the chip 2 has a first main surface 3 .
  • Trench resistance structure 20 is formed on first main surface 3 .
  • Gate pad 86 has a lower resistance value than trench resistance structure 20 and is disposed over trench resistance structure 20 such that it is electrically connected to trench resistance structure 20 .
  • Gate wiring 87 has a lower resistance value than trench resistance structure 20 and is disposed on trench resistance structure 20 so as to be electrically connected to gate pad 86 via trench resistance structure 20 .
  • the trench resistance structure 20 serving as the gate resistance R is built into the chip 2, it is possible to suppress the increase in size (thickness) of the device along the normal direction Z of the first main surface 3. Further, since the gate pad 86 and the gate wiring 87 are arranged on the trench resistance structure 20, the area occupied by the trench resistance structure 20, the gate pad 86, and the gate wiring 87 with respect to the first main surface 3 can be reduced in plan view. Therefore, in the configuration including the gate resistor R, it is possible to provide the semiconductor device 1 having a novel layout that contributes to miniaturization.
  • the gate pad 86 has a planar area that is less than the planar area of the trench resistance structure 20.
  • the gate pad 86 can be arranged in a region surrounded by the wall surface of the trench resistance structure 20 at a distance from the wall surface of the trench resistance structure 20 in plan view. Furthermore, it is possible to suppress the increase in the size of the gate pad 86 and limit the location of the gate pad 86 to be directly above the trench resistance structure 20. This makes it possible to limit the design rules due to the layout of the gate pad 86 (for example, if the gate pad 86 is not formed on the chip 2 side). (restrictions on layout of structures) can be relaxed.
  • the gate wiring 87 extends in a band shape narrower than the trench resistance structure 20 in plan view. It is preferable that the gate wiring 87 has two sides that cross the inner part of the trench resistance structure 20 in a plan view. According to these structures, it is possible to suppress the gate wiring 87 from increasing in size, so that restrictions on design rules caused by the layout of the gate wiring 87 (for example, restrictions on the layout of structures formed on the chip 2 side) can be relaxed.
  • the trench resistance structure 20 includes a resistance trench 23 formed on the first main surface 3, a resistance insulating film 24 covering the wall surface of the resistance trench 23, and a buried structure disposed in the resistance trench 23 with the resistance insulating film 24 in between.
  • a resistor 25 is included.
  • the gate pad 86 has a lower resistance value than the buried resistor 25 and is electrically connected to the buried resistor 25.
  • the gate wiring 87 has a lower resistance value than the buried resistor 25 and is electrically connected to the buried resistor 25.
  • the buried resistor 25 is disposed within the inner part of the resistor trench 23 at a distance from the periphery of the resistor trench 23 .
  • an insulating region 27 in which the resistive insulating film 24 is exposed can be defined between the buried resistor 25 and the periphery of the resistive trench 23.
  • the buried resistance 25 (trench resistance structure 20) can be made appropriately electrically independent from the chip 2 and other structures.
  • the electrical influence of the gate resistance R on other structures can be reduced, and the electrical influence of other structures on the gate resistance R can be reduced.
  • channel malfunctions caused by the buried resistor 25 can be suppressed. Therefore, the gate resistor R can be appropriately incorporated into the chip 2.
  • the buried resistor 25 is arranged in the inner part of the resistor trench 23 at a distance from the entire circumference of the resistor trench 23. According to this structure, it is possible to define an insulating region 27 that annularly surrounds the embedded resistor 25 in a plan view. The planar area of the insulating region 27 is preferably greater than or equal to the planar area of the embedded resistor 25.
  • the embedded resistor 25 may be unevenly distributed on the peripheral edge side of the resistance trench 23 with respect to the center portion of the resistance trench 23. According to this structure, the connection position of the gate pad 86 to the buried resistor 25 and the connection position of the gate wiring 87 to the buried resistor 25 can be adjusted appropriately. In other words, restrictions on design rules imposed on the buried resistor 25, gate pad 86, and gate wiring 87 can be relaxed.
  • the gate pad 86 has a planar area larger than the planar area of the buried resistor 25. According to this structure, the gate potential VG can be appropriately applied to the gate pad 86 from the outside. It is preferable that the gate wiring 87 is formed in a band shape narrower than the buried resistor 25 in plan view. It is preferable that the gate wiring 87 has two sides that cross the inner part of the buried resistor 25 in a plan view. According to these structures, enlargement of the gate wiring 87 can be appropriately suppressed.
  • the buried resistor 25 has a thickness smaller than the depth of the resistor trench 23, and is arranged in the resistor trench 23 at a distance from the height of the first main surface 3 toward the bottom wall 22 of the resistor trench 23. Preferably. According to this structure, the buried resistor 25 can be accommodated within the resistance trench 23, so that an increase in size due to the thickness of the buried resistor 25 can be suppressed.
  • the gate pad 86 is preferably connected to the buried resistor 25 in a region on the bottom wall 22 side of the resistor trench 23 with respect to the height position of the first main surface 3. In this case, it is preferable that the gate pad 86 has a portion that protrudes above the first main surface 3. According to this structure, the gate potential VG can be appropriately applied to the gate pad 86 from the outside.
  • the gate wiring 87 is connected to the buried resistor 25 in a region on the bottom wall 22 side of the resistor trench 23 with respect to the height position of the first main surface 3.
  • the gate wiring 87 may have a portion that protrudes above the first main surface 3.
  • the trench resistance structure 20 includes a buried insulator 26 that covers the buried resistor 25 within the resistance trench 23.
  • the buried resistor 25 can be appropriately insulated and protected from other structures by the buried insulator 26.
  • gate pad 86 is preferably disposed on buried insulator 26 so as to penetrate through buried insulator 26 and be electrically connected to buried resistor 25 .
  • the gate wiring 87 is disposed on the buried insulator 26 so as to penetrate the buried insulator 26 and be electrically connected to the buried resistor 25 .
  • the semiconductor device 1 includes an interlayer insulating film 80 covering the first main surface 3 so as to be connected to the buried insulator 26.
  • the interlayer insulating film 80 is preferably connected to the buried insulator 26. According to this structure, the resistor trench 23 and the buried resistor 25 can be protected by the buried insulator 26 and the interlayer insulating film 80.
  • the semiconductor device 1 includes a dummy trench structure 50 formed on the first main surface 3 at a distance from the trench resistance structure 20 so as to be adjacent to the trench resistance structure 20 .
  • the electric field in the vicinity of the trench resistance structure 20 can be relaxed using the dummy trench structure 50.
  • the dummy trench structure 50 is provided with a different potential than the trench resistance structure 20. In other words, it is preferable that the dummy trench structure 50 does not contribute to channel control.
  • the source potential VS is preferably applied to the dummy trench structure 50.
  • the gate wiring 87 may overlap the dummy trench structure 50 in plan view.
  • the arrangement location of the gate wiring 87 can be limited to directly above the dummy trench structure 50, so there are restrictions on design rules due to the layout of the gate wiring 87 (for example, restrictions on the layout of structures formed on the chip 2 side). restrictions) can be relaxed.
  • a plurality of dummy trench structures 50 are formed on the first main surface 3. According to this structure, it is possible to relax the vicinity of the trench resistance structure 20 by using the plurality of dummy trench structures 50.
  • the semiconductor device 1 includes a trench gate structure 30 formed on the first main surface 3 at a distance from the trench resistance structure 20 so as to be adjacent to the trench resistance structure 20 .
  • the gate wiring 87 is preferably electrically connected to the trench gate structure 30.
  • the trench resistance structure 20 (gate resistance R) can be electrically interposed between the gate pad 86 and the trench gate structure 30.
  • the semiconductor device 1 includes a first trench source structure 35 formed on the first main surface 3 so as to be adjacent to the trench resistance structure 20 and the trench gate structure 30.
  • Trench resistance structure 20 may be formed shallower than trench resistance structure 20 .
  • the first trench source structure 35 may be formed deeper than the trench gate structure 30.
  • the first trench source structure 35 may be formed at approximately the same depth as the trench resistance structure 20.
  • the plurality of dummy trench structures 50 are a first dummy trench structure 51 formed relatively shallowly corresponding to the trench gate structure 30, and a first dummy trench structure 51 formed relatively deeply correspondingly to the trench resistance structure 20.
  • the second dummy trench structure 52 is included.
  • the semiconductor device 1 includes an n-type first semiconductor region 6 formed in the surface layer portion of the first main surface 3.
  • trench resistance structure 20 is formed on first main surface 3 so as to be located within first semiconductor region 6 .
  • the semiconductor device 1 includes a p-type first well region formed in the first semiconductor region 6 in a region along the trench resistance structure 20 so as to form a pn junction with the first semiconductor region 6. 28 is preferred.
  • the withstand voltage for example, breakdown voltage
  • the depletion layer can be improved by the depletion layer that spreads from the first well region 28 as a starting point.
  • the semiconductor device 1 includes an active surface 8 formed on the inner side of the first main surface 3 and an outer circumferential surface 9 formed on the periphery of the first main surface 3 so as to be recessed from the active surface 8 in the thickness direction of the chip 2. , and an active plateau 11 defined on the first main surface 3 by first to fourth connection surfaces 10A to 10D that connect the active surface 8 and the outer circumferential surface 9.
  • the trench resistance structure 20 is preferably formed on the active surface 8 .
  • the semiconductor device 1 may include a sidewall structure disposed on the outer peripheral surface 9 so as to cover at least one of the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
  • the first trench source structure 35 may be exposed from at least one of the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
  • the sidewall structure may consist of a sidewall wiring 78 electrically connected to the first trench source structure 35.
  • a potential different from the potential to the trench resistance structure 20 can be applied to the first trench source structure 35 from the outer peripheral surface 9 side by the sidewall wiring 78.
  • the dummy trench structure 50 may be exposed from at least one of the first to fourth connection surfaces 10A to 10D, and the sidewall wiring 78 may be electrically connected to the dummy trench structure 50.
  • Semiconductor device 1 has a gate subpad that has a lower resistance value than trench resistance structure 20 and is disposed on first main surface 3 so as to be electrically connected to gate pad 86 via trench resistance structure 20. 88 may be included. According to this structure, by measuring the resistance value between gate pad 86 and gate subpad 88, the resistance value between gate pad 86 and gate wiring 87 can be indirectly measured.
  • the gate subpad 88 is arranged in a region outside the trench resistance structure 20 in plan view. It is preferable that the gate sub-pad 88 is formed narrower than the gate pad 86 and wider than the gate wiring 87. Gate subpad 88 may be connected to gate wiring 87.
  • the semiconductor device 1 may include a p-type outer well region 75 formed in the surface layer portion of the first main surface 3 in the outer peripheral region 17. According to this structure, the electric field in the outer peripheral region 17 can be relaxed by the outer well region 75.
  • the semiconductor device 1 may include at least one p-type field region 77 formed in the surface layer portion of the first main surface 3 in the outer peripheral region 17 . According to this structure, the electric field in the outer peripheral region 17 can be relaxed by the field region 77.
  • the chip 2 includes a single crystal of a wide bandgap semiconductor.
  • Single crystal wide bandgap semiconductors are effective in improving electrical characteristics.
  • the chip 2 may have a first main surface 3 having an area of 1 mm square or more in plan view.
  • the chip 2 may have a thickness of 200 ⁇ m or less. It is preferable that the chip 2 has a thickness of 100 ⁇ m or less in cross-sectional view.
  • FIG. 27 is a cross-sectional view showing a trench resistance structure 20 according to a first modification.
  • the trench resistance structure 20 according to the embodiment described above had an insulating region 27 .
  • the trench resistance structure 20 according to the first modification does not have the insulating region 27.
  • the buried resistor 25 covers the entire bottom wall 22 of the resistor trench 23 so as to be connected to the resistor insulating film 24 at the periphery of the resistor trench 23 .
  • FIG. 28 is a cross-sectional view showing a trench resistance structure 20 according to a second modification.
  • the trench resistance structure 20 according to the second modification has a form in which the buried resistor 25 is thickened in the trench resistance structure 20 according to the first modification.
  • the buried resistor 25 has a resistor end surface 25a located closer to the active surface 8 than the intermediate portion of the resistor trench 23 in the depth direction.
  • the end surface of the gate buried electrode 33 may be formed at approximately the same height as the resistance end surface 25a of the buried resistor 25.
  • the end surface of the first source buried electrode 38 may be formed at a height approximately equal to the resistance end surface 25a of the buried resistor 25.
  • FIG. 29 is a cross-sectional view showing a trench resistance structure 20 according to a third modification.
  • the trench resistance structure 20 according to the embodiment described above had a depth approximately equal to the outer circumferential depth DO of the outer circumferential surface 9.
  • the trench resistance structure 20 according to the third modification has a resistance depth DR that is less than the outer circumferential depth DO.
  • the resistance depth DR may be 0.1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less.
  • the resistance depth DR is preferably 0.5 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
  • the trench gate structure 30 may have a first depth D1 that is approximately equal to the resistance depth DR.
  • the first trench source structure 35 may have a second depth D2 that is larger than the resistance depth DR.
  • the bottom of the second well region 45 is formed to have approximately the same depth as the bottom of the first well region 28.
  • the bottom of the third well region 46 is formed closer to the bottom of the first semiconductor region 6 than the bottom of the first well region 28 .
  • FIG. 30 is a cross-sectional view showing a trench resistance structure according to a fourth modification.
  • the trench resistance structure 20 according to the fourth modification has a form in which the insulating region 27 is excluded from the third modification.
  • the buried resistor 25 covers the entire bottom wall 22 of the resistor trench 23 so as to be connected to the resistor insulating film 24 at the periphery of the resistor trench 23 .
  • the buried resistor 25 may have a resistor end surface 25 a located closer to the active surface 8 than the intermediate portion in the depth direction of the resistor trench 23 .
  • the end surface of the gate buried electrode 33 may be formed at approximately the same height as the resistance end surface 25a of the buried resistor 25.
  • the end surface of the first source buried electrode 38 may be formed at a height approximately equal to the resistance end surface 25a of the buried resistor 25.
  • FIG. 31 is a cross-sectional view showing the chip 2 according to the first modification.
  • semiconductor device 1 may include second semiconductor region 7 having a thickness smaller than first semiconductor region 6 inside chip 2.
  • the chip 2 may include an epitaxial layer that is thicker than the semiconductor substrate.
  • FIG. 32 is a cross-sectional view showing a chip 2 according to a second modification.
  • semiconductor device 1 may include only first semiconductor region 6 without second semiconductor region 7 inside chip 2.
  • the first semiconductor region 6 is exposed from the first main surface 3, second main surface 4, and first to fourth side surfaces 5A to 5D of the chip 2. That is, in this form, the chip 2 does not have a semiconductor substrate and has a single layer structure made of an epitaxial layer.
  • the embodiments described above can be implemented in other forms.
  • the "first conductivity type” is “n type” and the “second conductivity type” is “p type”.
  • a configuration may be adopted in which the "first conductivity type” is the "p type” and the “second conductivity type” is the "n type”.
  • the specific configuration in this case can be obtained by replacing “n type” with “p type” and simultaneously replacing “p type” with “n type” in the above description and accompanying drawings.
  • the n-type second semiconductor region 7 was shown. However, a p-type second semiconductor region 7 may also be used. In this case, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) is formed in place of the MISFET. In this case, in the above description, the "source” of the MISFET is replaced with the “emitter” of the IGBT, and the “drain” of the MISFET is replaced with the "collector” of the IGBT.
  • the p-type second semiconductor region 7 may be an impurity region containing p-type impurities introduced into the surface layer of the second main surface 4 of the chip 2 by ion implantation.
  • a chip (2) having a main surface (3), a trench resistance structure (20) formed on the main surface (3), and a resistance value lower than that of the trench resistance structure (20), a gate pad (86) disposed on the trench resistance structure (20) to be electrically connected to the trench resistance structure (20); and gate wiring (87, 87a to 87d) disposed on the trench resistance structure (20) so as to be electrically connected to the gate pad (86) via the trench resistance structure (20).
  • a semiconductor device (1) comprising:
  • the gate pad (86) is arranged in a region surrounded by the wall surface of the trench resistance structure (20) at a distance from the wall surface of the trench resistance structure (20) in plan view. Or the semiconductor device (1) according to A2.
  • the trench resistance structure (20) includes a trench (23) formed in the main surface (3), an insulating film (24) covering a wall surface of the trench (23), and the insulating film (24).
  • the gate pad (86) has a lower resistance value than the buried resistor (25)
  • the gate pad (86) has a lower resistance value than the buried resistor (25).
  • the gate wiring (87, 87a to 87d) has a resistance value lower than the buried resistor (25), and is electrically connected to the buried resistor (25).
  • the semiconductor device (1) according to any one of A1 to A5.
  • the buried resistor (25) is arranged in the inner part of the trench (23) at a distance from the periphery (21A to 21D) of the trench (23).
  • the gate wiring (87, 87a to 87d) has two sides that cross the buried resistor (25) in the trench (23) in plan view, and is connected to any one of A7 to A9.
  • the buried resistor (25) has a thickness smaller than the depth of the trench (23), and extends from the height of the main surface (3) to the bottom wall (22) side of the trench (23).
  • the gate pad (86) is arranged in the trench (23) at intervals of
  • the gate wiring (87, 87a to 87d) is connected to the buried resistor (25) in a region on the bottom wall (22) side of the trench (23) with respect to the height position of the main surface (3).
  • the semiconductor device (1) according to any one of A6 to A10, wherein the semiconductor device (1) is connected to the buried resistor (25) in the semiconductor device (1).
  • the trench resistance structure (20) includes a buried insulator (26) covering the buried resistor (25) within the trench (23), and the gate pad (86)
  • the gate wiring (87, 87a to 87d) is arranged on the buried insulator (26) so as to pass through the buried insulator (26) and be electrically connected to the buried resistor (25).
  • the semiconductor device (1) according to A11 or A12, wherein the semiconductor device (1) is placed on the buried insulator (26) so as to be electrically connected to the buried resistor (25).
  • A17 The semiconductor device according to A16, further comprising a trench source structure (35) formed on the main surface (3) adjacent to the trench resistance structure (20) and the trench gate structure (30). 1).
  • the semiconductor device (1) according to any one of A1 to A17, further including a second conductivity type (p-type) well region (28).
  • the main surface (3) is divided by a second surface (9) formed on the peripheral edge of the main surface (3) and connection surfaces (10A to 10D) that connect the first surface (8) and the second surface (9).
  • the semiconductor device (1) according to any one of A1 to A18, further comprising a plateau (11) with a flat surface, and the trench resistance structure (20) is formed on the first surface (8).
  • the main surface (3) has a resistance value lower than that of the trench resistance structure (20) and is electrically connected to the gate pad (86) via the trench resistance structure (20).
  • the semiconductor device (1) according to any one of A1 to A19, further comprising a gate subpad (88) arranged on the semiconductor device (1).

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Abstract

半導体装置は、主面を有するチップと、前記主面に形成されたトレンチ抵抗構造と、前記トレンチ抵抗構造よりも低い抵抗値を有し、前記トレンチ抵抗構造に電気的に接続されるように前記トレンチ抵抗構造の上に配置されたゲートパッドと、前記トレンチ抵抗構造よりも低い抵抗値を有し、前記トレンチ抵抗構造を介して前記ゲートパッドに電気的に接続されるように前記トレンチ抵抗構造の上に配置されたゲート配線と、を含む。

Description

半導体装置
 この出願は、2022年3月31日提出の日本国特許出願2022-061315号に基づく優先権を主張しており、この出願の全内容はここに引用により組み込まれる。本発明は、半導体装置に関する。
 特許文献1は、半導体基板、複数のトレンチ構造およびゲートパッド部を含む半導体装置を開示している。複数のトレンチ構造は、半導体基板の表面に形成されている。ゲートパッド部は、複数のトレンチ構造を被覆するように半導体基板の上に配置されている。
米国特許出願公開第2017/0040423号明細書
 一実施形態は、新規なレイアウトを有する半導体装置を提供する。
 一実施形態は、主面を有するチップと、前記主面に形成されたトレンチ抵抗構造と、前記トレンチ抵抗構造よりも低い抵抗値を有し、前記トレンチ抵抗構造に電気的に接続されるように前記トレンチ抵抗構造の上に配置されたゲートパッドと、前記トレンチ抵抗構造よりも低い抵抗値を有し、前記トレンチ抵抗構造を介して前記ゲートパッドに電気的に接続されるように前記トレンチ抵抗構造の上に配置されたゲート配線と、を含む、半導体装置を提供する。
 上述のまたはさらに他の目的、特徴および効果は、添付図面の参照によって説明される実施形態により明らかにされる。
図1は、一実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。 図2は、図1に示すII-II線に沿う断面図である。 図3は、ゲート電極およびソース電極のレイアウトを示す平面図である。 図4は、第1主面のレイアウトを示す平面図である。 図5は、抵抗領域の近傍を示す拡大平面図である。 図6は、抵抗領域の近傍のレイアウトを示す拡大平面図である。 図7は、図6に示すVII-VII線に沿う断面図である。 図8は、抵抗領域および活性領域のレイアウトを示す拡大平面図である。 図9は、活性領域および周縁領域のレイアウトを示す拡大平面図である。 図10は、図8に示すX-X線に沿う断面図である。 図11は、図8に示すXI-XI線に沿う断面図である。 図12は、図8に示すXII-XII線に沿う断面図である。 図13は、図8に示すXIII-XIII線に沿う断面図である。 図14は、図9に示すXIV-XIV線に沿う断面図である。 図15は、図9に示すXV-XV線に沿う断面図である。 図16は、図9に示すXVI-XVI線に沿う断面図である。 図17は、図9に示すXVII-XVII線に沿う断面図である。 図18は、抵抗領域、活性領域およびダミー領域のレイアウトを示す拡大平面図である。 図19は、活性領域、周縁領域およびダミー領域のレイアウトを示す拡大平面図である。 図20は、図18に示すXX-XX線に沿う断面図である。 図21は、図18に示すXXI-XXI線に沿う断面図である。 図22は、図18に示すXXII-XXII線に沿う断面図である。 図23は、終端領域のレイアウトを示す拡大平面図である。 図24は、図23に示すXXIV-XXIV線に沿う断面図である。 図25は、外周領域の構造を示す断面図である。 図26は、ゲート電極およびゲート抵抗の接続形態を示す電気回路図である。 図27は、第1変形例に係るトレンチ抵抗構造を示す断面図である。 図28は、第2変形例に係るトレンチ抵抗構造を示す断面図である。 図29は、第3変形例に係るトレンチ抵抗構造を示す断面図である。 図30は、第4変形例に係るトレンチ抵抗構造を示す断面図である。 図31は、第1変形例に係るチップを示す断面図である。 図32は、第2変形例に係るチップを示す断面図である。
 以下、添付図面を参照して、実施形態が詳細に説明される。添付図面は、模式図であり、厳密に図示されたものではなく、縮尺等は必ずしも一致しない。また、添付図面の間で対応する構造には同一の参照符号が付され、重複する説明は省略または簡略化される。説明が省略または簡略化された構造については、省略または簡略化される前になされた説明が適用される。
 比較対象(comparison target)が存する説明において「ほぼ(substantially)等しい」の文言が使用される場合、この文言は、比較対象の数値(形態)と等しい数値(形態)を含む他、比較対象の数値(形態)を基準とする±10%の範囲の数値誤差(形態誤差)も含む。実施形態では「第1」、「第2」、「第3」等の文言が使用されるが、これらは説明順序を明確にするために各構造の名称に付された記号であり、各構造の名称を限定する趣旨で付されていない。
 図1は、一実施形態に係る半導体装置1を示す平面図である。図2は、図1に示すII-II線に沿う断面図である。図3は、ゲート電極85およびソース電極95のレイアウトを示す平面図である。図4は、第1主面3のレイアウトを示す平面図である。半導体装置1は、MISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)を含む半導体スイッチング装置である。
 図1~図4を参照して、半導体装置1は、この形態(this embodiment)では、ワイドバンドギャップ半導体の単結晶を含み、六面体形状(具体的には直方体形状)に形成されたチップ2を含む。つまり、半導体装置1は、「ワイドバンドギャップ半導体装置」である。チップ2は、「半導体チップ」または「ワイドバンドギャップ半導体チップ」と称されてもよい。ワイドバンドギャップ半導体は、Si(シリコン)のバンドギャップを超えるバンドギャップを有する半導体である。GaN(窒化ガリウム)、SiC(炭化シリコン)およびC(ダイアモンド)が、ワイドバンドギャップ半導体として例示される。
 チップ2は、この形態では、ワイドバンドギャップ半導体の一例として六方晶のSiC単結晶を含む「SiCチップ」である。つまり、半導体装置1は、「SiC半導体装置」である。半導体装置1は、「SiC-MISFET」と称されてもよい。六方晶のSiC単結晶は、2H(Hexagonal)-SiC単結晶、4H-SiC単結晶、6H-SiC単結晶等を含む複数種のポリタイプを有している。この形態では、チップ2が4H-SiC単結晶を含む例が示されるが、チップ2は他のポリタイプを含んでいてもよい。
 チップ2は、一方側の第1主面3、他方側の第2主面4、ならびに、第1主面3および第2主面4を接続する第1~第4側面5A~5Dを有している。第1主面3および第2主面4は、それらの法線方向Zから見た平面視(以下、単に「平面視」という。)において四角形状に形成されている。法線方向Zは、チップ2の厚さ方向でもある。第1主面3および第2主面4は、SiC単結晶のc面によって形成されていることが好ましい。
 この場合、第1主面3はSiC単結晶のシリコン面((0001)面)によって形成され、第2主面4はSiC単結晶のカーボン面((000ー1)面)によって形成されていることが好ましい。第1主面3および第2主面4は、c面に対して所定のオフ方向に所定の角度で傾斜したオフ角を有していてもよい。オフ方向は、SiC単結晶のa軸方向([11-20]方向)であることが好ましい。オフ角は、0°を超えて10°以下であってもよい。オフ角は、5°以下であることが好ましい。
 第1側面5Aおよび第2側面5Bは、第1主面3に沿う第1方向Xに延び、第1方向Xに交差(具体的には直交)する第2方向Yに対向している。第3側面5Cおよび第4側面5Dは、第2方向Yに延び、第1方向Xに対向している。第1方向XがSiC単結晶のm軸方向([1-100]方向)であり、第2方向YがSiC単結晶のa軸方向であってもよい。むろん、第1方向XがSiC単結晶のa軸方向であり、第2方向YがSiC単結晶のm軸方向であってもよい。
 チップ2は、5μm以上200μm以下の厚さを有していてもよい。チップ2の厚さは、5μm以上25μm以下、25μm以上50μm以下、50μm以上75μm以下、75μm以上100μm以下、100μm以上125μm以下、125μm以上150μm以下、150μm以上175μm以下、および、175μm以上200μm以下のいずれか1つの範囲に属する値に設定されていてもよい。チップ2の厚さは、100μm以下であることが好ましい。
 第1~第4側面5A~5Dは、平面視において0.5mm以上20mm以下の長さを有していてもよい。第1~第4側面5A~5Dの長さは、0.5mm以上5mm以下、5mm以上10mm以下、10mm以上15mm以下、および、15mm以上20mm以下のいずれか1つの範囲に属する値に設定されていてもよい。第1~第4側面5A~5Dの長さは、5mm以上であることが好ましい。
 半導体装置1は、チップ2内において第1主面3側の領域(表層部)に形成されたn型の第1半導体領域6を含む。第1半導体領域6は、第1主面3に沿って延びる層状に形成され、第1主面3および第1~第4側面5A~5Dから露出している。第1半導体領域6は、この形態では、エピタキシャル層(具体的にはSiCエピタキシャル層)からなる。第1半導体領域6は、1μm以上50μm以下の厚さを有していてもよい。第1半導体領域6の厚さは、3μm以上30μm以下であることが好ましい。第1半導体領域6の厚さは、5μm以上25μm以下であることが特に好ましい。
 半導体装置1は、チップ2内において第2主面4側の領域(表層部)に形成されたn型の第2半導体領域7を含む。第2半導体領域7は、第2主面4に沿って延びる層状に形成され、第2主面4および第1~第4側面5A~5Dから露出している。第2半導体領域7は、第1半導体領域6よりも高いn型不純物濃度を有し、第1半導体領域6に電気的に接続されている。第2半導体領域7は、この形態では、半導体基板(具体的にはSiC半導体基板)からなる。つまり、チップ2は、半導体基板およびエピタキシャル層を含む積層構造を有している。
 第2半導体領域7は、1μm以上200μm以下の厚さを有していてもよい。第2半導体領域7の厚さは、150μm以下、100μm以下、50μm以下または40μm以下であってもよい。第2半導体領域7の厚さは、5μm以上であってもよい。第2半導体領域7の厚さは、10μm以上であることが好ましい。第2半導体領域7は、この形態では、第1半導体領域6の厚さを超える厚さを有している。
 半導体装置1は、第1主面3に形成された活性面8(active surface)、外周面9(outer surface)および第1~第4接続面10A~10D(connecting surface)を含む。活性面8、外周面9および第1~第4接続面10A~10Dは、第1主面3において活性台地11を区画している。活性面8が「第1面部」と称され、外周面9が「第2面部」と称され、第1~第4接続面10A~10Dが「接続面部」と称されてもよい。活性面8、外周面9および第1~第4接続面10A~10D(つまり活性台地11)は、チップ2(第1主面3)の構成要素と見なされてもよい。
 活性面8は、第1主面3の周縁(第1~第4側面5A~5D)から内方に間隔を空けて形成されている。活性面8は、第1方向Xおよび第2方向Yに延びる平坦面を有している。活性面8は、この形態では、c面(Si面)によって形成されている。活性面8は、この形態では、平面視において第1~第4側面5A~5Dに平行な4辺を有する四角形状に形成されている。
 外周面9は、活性面8外に位置し、活性面8からチップ2の厚さ方向(第2主面4側)に窪んでいる。具体的には、外周面9は、第1半導体領域6を露出させるように第1半導体領域6の厚さ未満の深さで窪んでいる。外周面9は、平面視において活性面8に沿って帯状に延び、活性面8を取り囲む環状(具体的には四角環状)に形成されている。
 外周面9は、第1方向Xおよび第2方向Yに延びる平坦面を有し、活性面8に対してほぼ平行に形成されている。外周面9は、この形態では、c面(Si面)によって形成されている。外周面9は、第1~第4側面5A~5Dに連なっている。外周面9は、外周深さDOを有している。外周深さDOは、0.1μm以上5μm以下であってもよい。外周深さDOは、2.5μm以下であることが好ましい。
 第1~第4接続面10A~10Dは、法線方向Zに延び、活性面8および外周面9を接続している。第1接続面10Aは第1側面5A側に位置し、第2接続面10Bは第2側面5B側に位置し、第3接続面10Cは第3側面5C側に位置し、第4接続面10Dは第4側面5D側に位置している。第1接続面10Aおよび第2接続面10Bは、第1方向Xに延び、第2方向Yに対向している。第3接続面10Cおよび第4接続面10Dは、第2方向Yに延び、第1方向Xに対向している。
 第1~第4接続面10A~10Dは、四角柱状の活性台地11が区画されるように活性面8および外周面9の間をほぼ垂直に延びていてもよい。第1~第4接続面10A~10Dは、四角錘台状の活性台地11が区画されるように活性面8から外周面9に向かって斜め下り傾斜していてもよい。このように、半導体装置1は、第1主面3において第1半導体領域6に突状に区画された活性台地11を含む。活性台地11は、第1半導体領域6のみに形成され、第2半導体領域7には形成されていない。
 図4を参照して、半導体装置1は、抵抗領域12、活性領域13、周縁領域14、ダミー領域15、終端領域16および外周領域17を含む。抵抗領域12は、活性面8に設けられている。具体的には、抵抗領域12は、活性面8の周縁(第1~第4接続面10A~10D)から間隔を空けて活性面8の内方部に設けられている。抵抗領域12は、この形態では、平面視において第1接続面10Aの中央部に沿う領域に設けられている。抵抗領域12は、平面視において第1~第4側面5A~5Dに平行な4辺を有する四角形状に設けられている。
 活性領域13は、チャネルの制御によってドレイン電流IDSを生成する領域である。活性領域13は、活性面8において抵抗領域12の周囲に設けられている。具体的には、活性領域13は、抵抗領域12外の領域において活性面8の周縁から間隔を空けて活性面8の内方部に設けられている。活性領域13は、第1活性領域13A、第2活性領域13Bおよび第3活性領域13Cを含む。
 第1活性領域13Aは、抵抗領域12に対して第2接続面10B側(活性面8の内方部側)に設けられ、第2方向Yに抵抗領域12に対向している。第1活性領域13Aは、平面視において活性面8の周縁に平行な4辺を有する四角形状に設けられている。第1活性領域13Aは、第1方向Xに抵抗領域12よりも幅広に設けられている。
 第2活性領域13Bは、抵抗領域12および第3接続面10Cの間の領域に設けられ、第1方向Xに抵抗領域12に対向している。第3活性領域13Cは、抵抗領域12および第4接続面10Dの間の領域に設けられ、第1方向Xに抵抗領域12を挟んで第2活性領域13Bに対向している。
 周縁領域14は、第1方向Xの両サイドから活性領域13を挟み込むように活性面8に設けられている。周縁領域14は、第1周縁領域14Aおよび第2周縁領域14Bを含む。第1周縁領域14Aは、活性領域13および第3接続面10Cの間の領域に設けられ、第1方向Xに第1活性領域13Aおよび第2活性領域13Bに対向するように第2方向Yに帯状に延びている。第2周縁領域14Bは、活性領域13および第4接続面10Dの間の領域に設けられ、第1方向Xに第1活性領域13Aおよび第3活性領域13Cに対向するように第2方向Yに帯状に延びている。
 ダミー領域15は、第2方向Yの両サイドから活性領域13を挟み込むように活性面8に設けられている。ダミー領域15は、第1ダミー領域15A、第2ダミー領域15Bおよび第3ダミー領域15Cを含む。第1ダミー領域15Aは、抵抗領域12および第3接続面10Cの間の領域に設けられている。第1ダミー領域15Aは、第1方向Xに抵抗領域12に対向し、第2方向Yに第2活性領域13Bおよび第1周縁領域14Aに対向するように第1方向Xに帯状に延びている。
 第2ダミー領域15Bは、抵抗領域12および第4接続面10Dの間の領域に設けられている。第2ダミー領域15Bは、第1方向Xに抵抗領域12に対向し、第2方向Yに第3活性領域13Cおよび第2周縁領域14Bに対向するように第1方向Xに帯状に延びている。第3ダミー領域15Cは、第1活性領域13Aおよび第2接続面10Bの間の領域に設けられている。第3ダミー領域15Cは、第2方向Yに第1活性領域13A、第1周縁領域14Aおよび第2周縁領域14Bに対向するように第1方向Xに帯状に延びている。
 第1ダミー領域15Aの平面積は、第2活性領域13Bの平面積未満であることが好ましい。つまり、抵抗領域12に対する第1ダミー領域15Aの対向面積は、抵抗領域12に対する第2活性領域13Bの対向面積未満であることが好ましい。第2ダミー領域15Bの平面積は、第3活性領域13Cの平面積未満であることが好ましい。つまり、抵抗領域12に対する第2ダミー領域15Bの対向面積は、抵抗領域12に対する第3活性領域13Cの対向面積未満であることが好ましい。
 終端領域16は、第2方向Yの両サイドからダミー領域15を挟み込むように活性面8に設けられている。終端領域16は、第1終端領域16Aおよび第2終端領域16Bを含む。第1終端領域16Aは、抵抗領域12および第1接続面10Aの間の領域に設けられている。
 第1終端領域16Aは、第2方向Yに抵抗領域12、第1ダミー領域15Aおよび第2ダミー領域15Bに対向するように第1方向Xに帯状に延びている。第2終端領域16Bは、第3ダミー領域15Cおよび第2接続面10Bの間の領域に設けられている。第2終端領域16Bは、第2方向Yに第3ダミー領域15Cに対向するように第1方向Xに帯状に延びている。
 外周領域17は、外周面9に設けられている。外周領域17は、この形態では、平面視において活性面8(活性台地11)を取り囲む環状(具体的に四角環状)に設けられている。つまり、外周領域17は、抵抗領域12、活性領域13、周縁領域14、ダミー領域15および終端領域16を一括して取り囲んでいる。
 半導体装置1は、第1主面3を被覆する主面絶縁膜18を含む。主面絶縁膜18は、活性面8、外周面9および第1~第4接続面10A~10Dを選択的に被覆している。主面絶縁膜18は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および酸窒化シリコン膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。
 主面絶縁膜18は、この形態では、酸化シリコン膜からなる単層構造を有している。主面絶縁膜18は、チップ2の酸化物からなる酸化シリコン膜を含むことが特に好ましい。主面絶縁膜18は、この形態では、第1~第4側面5A~5Dに連なっている。むろん、主面絶縁膜18の壁部は、外周面9の周縁から内方に間隔を空けて形成され、外周面9の周縁部から第1半導体領域6を露出させていてもよい。
 図5は、抵抗領域12の近傍を示す拡大平面図である。図6は、抵抗領域12の近傍のレイアウトを示す拡大平面図である。図7は、図6に示すVII-VII線に沿う断面図である。図8は、抵抗領域12および活性領域13のレイアウトを示す拡大平面図である。図9は、活性領域13および周縁領域14のレイアウトを示す拡大平面図である。
 図10は、図8に示すX-X線に沿う断面図である。図11は、図8に示すXI-XI線に沿う断面図である。図12は、図8に示すXII-XII線に沿う断面図である。図13は、図8に示すXIII-XIII線に沿う断面図である。図14は、図9に示すXIV-XIV線に沿う断面図である。図15は、図9に示すXV-XV線に沿う断面図である。図16は、図9に示すXVI-XVI線に沿う断面図である。図17は、図9に示すXVII-XVII線に沿う断面図である。
 図5~図17を参照して、半導体装置1は、第1主面3(活性面8)の表層部に形成されたp型(第2導電型)のボディ領域19を含む。ボディ領域19は、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成されている。ボディ領域19は、活性面8に沿って延びる層状に形成されている。ボディ領域19は、活性面8の全域に形成され、第1~第4接続面10A~10Dから露出していてもよい。
 半導体装置1は、抵抗領域12において第1主面3(活性面8)に形成されたトレンチ抵抗構造20を含む。この形態では、単一のトレンチ抵抗構造20が第1主面3(活性面8)に形成されている。トレンチ抵抗構造20は、MISFETのゲートに電気的に接続されるゲート抵抗Rとしてチップ2に組み込まれている。トレンチ抵抗構造20にはゲート電位VGが付与されるが、トレンチ抵抗構造20はチャネルの制御に寄与しない。
 トレンチ抵抗構造20は、活性領域13に対して第1接続面10A側の領域に配置され、第2方向Yに活性領域13に対向している。トレンチ抵抗構造20は、第2方向Yに周縁領域14に対向しないように周縁領域14から第1方向Xに間隔を空けて配置されている。トレンチ抵抗構造20は、この形態では、第1接続面10Aの中央部および活性領域13の間に配置されている。
 トレンチ抵抗構造20は、第1半導体領域6に至るようにボディ領域19を貫通し、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成されている。トレンチ抵抗構造20は、この形態では、平面視において活性面8の周縁に平行な4辺を有する四角形状に形成されている。トレンチ抵抗構造20は、第1~第4側壁21A~21Dおよび底壁22を有している。
 第1側壁21Aは第1接続面10A側に位置し、第2側壁21Bは第2接続面10B側に位置し、第3側壁21Cは第3接続面10C側に位置し、第4側壁21Dは第4接続面10D側に位置している。第1接続面10Aおよび第2接続面10Bは、第1方向Xに延び、第2方向Yに対向している。第3接続面10Cおよび第4接続面10Dは、第2方向Yに延び、第1方向Xに対向している。底壁22は、第1~第4側壁21A~21Dを接続し、活性面8に対してほぼ平行に延びている。
 トレンチ抵抗構造20は、第1主面3の平面積の1%以上25%以下の平面積を有していることが好ましい。トレンチ抵抗構造20の平面積は、第1主面3の平面積の5%以上20%以下であることが好ましい。トレンチ抵抗構造20は、法線方向Zに抵抗深さDRを有している。抵抗深さDRは、前述の外周深さDO以下であることが好ましい。抵抗深さDRは、この形態では、外周深さDOとほぼ等しい。抵抗深さDRは、0.1μm以上5μm以下であってもよい。抵抗深さDRは、2.5μm以下であることが好ましい。
 トレンチ抵抗構造20は、抵抗トレンチ23、抵抗絶縁膜24、埋設抵抗25および埋設絶縁体26を含む。抵抗トレンチ23は、活性面8に形成され、トレンチ抵抗構造20の壁面(第1~第4側壁21A~21Dおよび底壁22)を区画している。
 抵抗絶縁膜24は、抵抗トレンチ23の壁面を被覆し、活性面8において主面絶縁膜18に接続されている。抵抗絶縁膜24は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および酸窒化シリコン膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。抵抗絶縁膜24は、この形態では、酸化シリコン膜からなる単層構造を有している。抵抗絶縁膜24は、チップ2の酸化物からなる酸化シリコン膜を含むことが特に好ましい。
 埋設抵抗25は、抵抗絶縁膜24を挟んで抵抗トレンチ23内に配置されている。埋設抵抗25は、導電性ポリシリコン膜および合金結晶膜のうちの少なくとも1つを含む。合金結晶膜は、金属元素および非金属元素によって構成された合金結晶を含む。合金結晶膜は、CrSi膜、CrSiN膜、CrSiO膜、TaN膜およびTiN膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。埋設抵抗25は、この形態では、導電性ポリシリコンを含む。
 埋設抵抗25は、抵抗トレンチ23の周縁(第1~第4側壁21A~21D)から間隔を空けて抵抗トレンチ23の内方部に配置されている。つまり、埋設抵抗25は、抵抗トレンチ23内において膜状に延びる抵抗膜として形成されている。埋設抵抗25は、抵抗トレンチ23の周縁との間で抵抗絶縁膜24の一部を露出させる絶縁領域27を区画している。埋設抵抗25は、この形態では、抵抗トレンチ23の周縁の全周から内方に間隔を空けて形成されている。つまり、絶縁領域27は、平面視において第1~第4側壁21A~21Dに沿って延びる環状に区画されている。
 埋設抵抗25は、抵抗トレンチ23の中心部に対してトレンチ抵抗構造20の周縁部側に偏在していてもよい。つまり、埋設抵抗25は、トレンチ抵抗構造20の中心部から第1~第4側壁21A~21Dのうちの少なくとも1つの側壁に向けてずれていてもよい。埋設抵抗25は、この形態では、第2側壁21Bに対して第1側壁21A側に偏在している。つまり、第1側壁21Aおよび埋設抵抗25の間の距離は、第2側壁21Bおよび埋設抵抗25の間の距離よりも小さい。
 埋設抵抗25は、抵抗トレンチ23の抵抗深さDRよりも小さい抵抗厚さTRを有している。抵抗トレンチ23は、活性面8の高さ位置から抵抗トレンチ23の底壁22側に間隔を空けて形成された抵抗端面25aを有している。抵抗端面25aは、底壁22に対してほぼ平行に延びている。埋設抵抗25は、この形態では、断面視において抵抗端面25aに向けて幅が狭まる先細り形状(テーパ形状)に形成されている。
 抵抗端面25aは、抵抗トレンチ23の深さ方向中間部に対して抵抗トレンチ23の底壁22側に位置していてもよい。むろん、抵抗端面25aは、抵抗トレンチ23の深さ方向中間部に対して活性面8側に位置していてもよい。抵抗厚さTRは、抵抗深さDRの3/4以下であることが好ましい。抵抗厚さTRは、抵抗深さDRの1/2以下であってもよい。抵抗厚さTRは、抵抗深さDRの1/4以下であってもよい。むろん、抵抗厚さTRは、抵抗深さDRの1/2よりも大きくてもよい。抵抗厚さTRは、0.05μm以上2.5μm以下であってもよい。
 抵抗厚さTRは、0.05μm以上0.1μm以下、0.1μm以上0.5μm以下、0.5μm以上1μm以下、1μm以上1.5μm以下、1.5μm以上2μm以下、および、2μm以上2.5μm以下のいずれか1つの範囲に属する値に設定されてもよい。埋設抵抗25が合金結晶膜からなる場合、抵抗厚さTRは、0.1nm以上100nm以下であってもよい。
 埋設抵抗25の平面形状および平面積は任意であり、達成すべき抵抗値に応じて適宜調整される。埋設抵抗25は、この形態では、平面視において第1~第4側壁21A~21Dに平行な4辺を有する四角形状に形成されている。つまり、絶縁領域27は、平面視において第1~第4側壁21A~21Dに沿って延びる四角環状に区画されている。むろん、埋設抵抗25は、平面視において多角形状や円形状に形成されていてもよい。
 埋設抵抗25は、抵抗トレンチ23の平面積の0.05倍以上0.5倍以下の平面積を有していることが好ましい。埋設抵抗25の平面積は、抵抗トレンチ23の平面積の0.1倍以上0.25倍以下であることが特に好ましい。絶縁領域27の平面積は、埋設抵抗25の平面積よりも大きいことが好ましい。むろん、絶縁領域27の平面積は、埋設抵抗25の平面積以下に設定されてもよい。
 埋設絶縁体26は、抵抗トレンチ23内において埋設抵抗25を被覆している。埋設絶縁体26は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および酸窒化シリコン膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。埋設絶縁体26は、この形態では、酸化シリコン膜を含む。埋設絶縁体26は、抵抗トレンチ23内において埋設抵抗25の全域および絶縁領域27の全域を被覆し、抵抗トレンチ23の周縁(第1~第4側壁21A~21D)において抵抗絶縁膜24に接続されている。
 埋設絶縁体26は、この形態では、抵抗トレンチ23の抵抗深さDR以下の絶縁厚さTIを有している。絶縁厚さTIは、抵抗絶縁膜24を基準とした埋設絶縁体26の厚さである。絶縁厚さTIは、この形態では、抵抗深さDR未満である。埋設絶縁体26は、活性面8の高さ位置から抵抗トレンチ23の底壁22側に間隔を空けて形成された絶縁端面26aを有している。絶縁端面26aは、抵抗絶縁膜24および埋設抵抗25に対してほぼ平行に延びている。
 絶縁厚さTIは、抵抗深さDRの3/4以下であってもよい。絶縁厚さTIは、抵抗深さDRの1/2以下であってもよい。絶縁厚さTIは、抵抗深さDRの1/4以下であってもよい。絶縁厚さTIは、埋設抵抗25の抵抗厚さTR以上であることが好ましい。むろん、絶縁厚さTIは、抵抗厚さTR以下であってもよい。絶縁厚さTIは、0.1μm以上2.5μm以下であってもよい。絶縁厚さTIは、0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。
 半導体装置1は、抵抗領域12においてトレンチ抵抗構造20に沿う領域に形成されたp型の第1ウェル領域28を含む。第1ウェル領域28は、この形態では、ボディ領域19よりも高いp型不純物濃度を有している。むろん、第1ウェル領域28のp型不純物濃度は、ボディ領域19よりも低くてもよい。
 第1ウェル領域28は、トレンチ抵抗構造20の壁面(第1~第4側壁21A~21Dおよび底壁22)を被覆し、活性面8の表層部においてボディ領域19に電気的に接続されている。第1ウェル領域28は、抵抗絶縁膜24を挟んで埋設抵抗25および埋設絶縁体26(絶縁領域27)に対向している。第1ウェル領域28は、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成され、第1半導体領域6の一部を挟んで第2半導体領域7に対向している。第1ウェル領域28は、第1半導体領域6とpn接合部を形成している。
 半導体装置1は、活性領域13において第1主面3(活性面8)の表層部に形成されたn型のソース領域29を含む。具体的には、ソース領域29は、ボディ領域19の底部から活性面8側に間隔を空けてボディ領域19の表層部に形成されている。ソース領域29は、抵抗領域12、周縁領域14、ダミー領域15および終端領域16には形成されていない。つまり、ソース領域29は、トレンチ抵抗構造20に沿う領域には形成されていない。
 むろん、ソース領域29は、チャネルの制御に影響を与えない範囲において、抵抗領域12、周縁領域14、ダミー領域15および終端領域16に形成されていてもよい。ソース領域29は、第1半導体領域6よりも高いn型不純物濃度を有している。ソース領域29は、第1半導体領域6と共にボディ領域19内にMISFETのチャネルを形成する。
 半導体装置1は、活性領域13(第1~第3活性領域13A~13C)において第1主面3(活性面8)に形成された複数のトレンチゲート構造30を含む。複数のトレンチゲート構造30には、ゲート電位VGが付与される。複数のトレンチゲート構造30は、ボディ領域19内におけるチャネルの反転および非反転を制御する。
 複数のトレンチゲート構造30は、この形態では、活性面8の周縁から間隔を空けて活性面8の内方部に配置されている。具体的には、複数のトレンチゲート構造30は、第1~第4接続面10A~10Dから第1方向Xおよび第2方向Yに間隔を空けて配置され、活性面8の内方部に活性領域13を区画し、活性面8の周縁部に周縁領域14を区画している。複数のトレンチゲート構造30は、第1半導体領域6に至るようにボディ領域19およびソース領域29を貫通し、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成されている。
 第1活性領域13A側の複数のトレンチゲート構造30は、第2接続面10Bおよびトレンチ抵抗構造20の間の領域において第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成され、第2方向Yに間隔を空けて配列されている。第1活性領域13A側の複数のトレンチゲート構造30は、トレンチ抵抗構造20から第2方向Yに間隔を空けて形成され、第2方向Yにトレンチ抵抗構造20に対向している。複数のトレンチゲート構造30は、第1活性領域13Aにおいて第1方向Xにトレンチ抵抗構造20よりも幅広に形成されている。
 第2活性領域13B側の複数のトレンチゲート構造30は、第3接続面10Cおよびトレンチ抵抗構造20の間の領域において第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成され、第2方向Yに間隔を空けて配列されている。第2活性領域13B側の複数のトレンチゲート構造30は、トレンチ抵抗構造20から第1方向Xに間隔を空けて形成され、第1方向Xにトレンチ抵抗構造20に対向している。第2活性領域13B側の複数のトレンチゲート構造30は、第1方向Xにトレンチ抵抗構造20よりも幅広に形成されている。むろん、第2活性領域13B側の複数のトレンチゲート構造30はトレンチ抵抗構造20よりも幅狭に形成されていてもよい。
 第3活性領域13C側のトレンチ抵抗構造20は、第4接続面10Dおよびトレンチ抵抗構造20の間の領域において第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成され、第2方向Yに間隔を空けて配列されている。第3活性領域13C側の複数のトレンチゲート構造30は、トレンチ抵抗構造20から第1方向Xに間隔を空けて形成され、第1方向Xにトレンチ抵抗構造20に対向している。
 第3活性領域13C側の複数のトレンチゲート構造30は、トレンチ抵抗構造20を挟んで第2活性領域13B側の複数のトレンチゲート構造30に1対1の対応関係で対向していてもよい。第3活性領域13C側の複数のトレンチゲート構造30は、第1方向Xにトレンチ抵抗構造20よりも幅広に形成されている。むろん、第3活性領域13C側の複数のトレンチゲート構造30はトレンチ抵抗構造20よりも幅狭に形成されていてもよい。
 以下、1つのトレンチゲート構造30が説明される。トレンチゲート構造30は、第2方向Yに第1幅W1を有し、法線方向Zに第1深さD1を有している。第1幅W1は、トレンチ抵抗構造20の幅未満である。第1幅W1は、トレンチ抵抗構造20の幅の1/1000以上1/10以下であってもよい。第1幅W1は、トレンチ抵抗構造20の幅の1/100以上であることが好ましい。
 第1幅W1は、0.1μm以上3μm以下であってもよい。第1幅W1は、0.5μm以上2μm以下であることが好ましい。第1深さD1は、前述の抵抗深さDR(外周深さDO)未満である。第1深さD1は、抵抗深さDRの1/3以上2/3以下であってもよい。第1深さD1は、0.1μm以上3μm以下であってもよい。第1深さD1は、0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。
 第2~第3活性領域13B~13Cにおいて、トレンチゲート構造30は、トレンチ抵抗構造20から第1方向Xに第1間隔I1を空けて形成されている。第1間隔I1は、第2方向Yに隣り合う2つのトレンチゲート構造30の間の距離未満であることが好ましい。第1間隔I1は、第1幅W1以上であってもよいし、第1幅W1未満であってもよい。第1間隔I1は、第1幅W1の0.5倍以上2倍以下であることが好ましい。第1間隔I1は、0.1μm以上2.5μm以下であってもよい。第1間隔I1は、0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。
 トレンチゲート構造30は、ゲートトレンチ31、ゲート絶縁膜32およびゲート埋設電極33を含む。ゲートトレンチ31は、活性面8に形成され、トレンチゲート構造30の壁面を区画している。ゲート絶縁膜32は、ゲートトレンチ31の壁面を被覆し、活性面8において主面絶縁膜18に接続されている。ゲート絶縁膜32は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および酸窒化シリコン膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。ゲート絶縁膜32は、この形態では、酸化シリコン膜からなる単層構造を有している。ゲート絶縁膜32は、チップ2の酸化物からなる酸化シリコン膜を含むことが特に好ましい。
 ゲート埋設電極33は、ゲート絶縁膜32を挟んでゲートトレンチ31内に配置され、ゲート絶縁膜32を挟んでチャネルに対向している。ゲート埋設電極33は、導電性ポリシリコンを含んでいてもよい。ゲート埋設電極33は、この形態では、埋設抵抗25の抵抗端面25aの高さ位置に対して活性面8側に位置する端面を有している。ゲート埋設電極33の端面は、埋設絶縁体26の絶縁端面26aの高さ位置に対して活性面8側に位置していてもよい。
 半導体装置1は、活性領域13(第1~第3活性領域13A~13C)において第1主面3(活性面8)に形成された複数の第1トレンチソース構造35を含む。複数の第1トレンチソース構造35には、ソース電位VSが付与される。ソース電位VSは、動作基準となる基準電位(たとえばグランド電位)であってもよい。複数の第1トレンチソース構造35は、第1半導体領域6に至るようにボディ領域19およびソース領域29を貫通し、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成されている。
 第1活性領域13A側の複数の第1トレンチソース構造35は、第2接続面10Bおよびトレンチ抵抗構造20の間の領域において、第2方向Yに隣り合う2つのトレンチゲート構造30の間の領域にそれぞれ配置されている。第1活性領域13A側の複数の第1トレンチソース構造35は、平面視において第2方向Yに複数のトレンチゲート構造30と交互に配列され、第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成されている。第1活性領域13A側の複数の第1トレンチソース構造35は、この形態では、トレンチ抵抗構造20およびトレンチゲート構造30の間の領域に配置された第1トレンチソース構造35を含む。
 第1活性領域13A側の複数の第1トレンチソース構造35は、第3接続面10Cおよび第4接続面10Dのうちの少なくとも一方から露出するように第1周縁領域14Aおよび第2周縁領域14Bのうちの少なくとも一方に引き出されている。第1活性領域13A側の複数の第1トレンチソース構造35は、この形態では、第3接続面10Cおよび第4接続面10Dの双方から露出している。第1活性領域13A側の複数の第1トレンチソース構造35は、第2方向Yにトレンチゲート構造30に対向し、周縁領域14において第2方向Yにトレンチゲート構造30に対向していない。
 第2活性領域13B側の複数の第1トレンチソース構造35は、第3接続面10Cおよびトレンチ抵抗構造20の間の領域において、第2方向Yに隣り合う2つのトレンチゲート構造30の間の領域にそれぞれ配置されている。第2活性領域13B側の複数の第1トレンチソース構造35は、平面視において第2方向Yに複数のトレンチゲート構造30と交互に配列され、第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成されている。
 第2活性領域13B側の複数の第1トレンチソース構造35は、トレンチ抵抗構造20から第1方向Xに間隔を空けて形成され、第1方向Xにトレンチ抵抗構造20に対向している。第2活性領域13B側の複数の第1トレンチソース構造35は、第1方向Xにトレンチ抵抗構造20よりも幅広に形成されている。むろん、第2活性領域13B側の複数の第1トレンチソース構造35は、第1方向Xにトレンチ抵抗構造20よりも幅狭に形成されていてもよい。
 第2活性領域13B側の複数の第1トレンチソース構造35は、第1周縁領域14Aに引き出され、第3接続面10Cから露出している。第2活性領域13B側の複数の第1トレンチソース構造35は、第2方向Yにトレンチゲート構造30に対向し、第1周縁領域14Aにおいて第2方向Yにトレンチゲート構造30に対向していない。
 第3活性領域13C側の複数の第1トレンチソース構造35は、第4接続面10Dおよびトレンチ抵抗構造20の間の領域において、第2方向Yに隣り合う2つのトレンチゲート構造30の間の領域にそれぞれ配置されている。第3活性領域13C側の複数の第1トレンチソース構造35は、平面視において第2方向Yに複数のトレンチゲート構造30と交互に配列され、第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成されている。
 第3活性領域13C側の複数の第1トレンチソース構造35は、トレンチ抵抗構造20から第1方向Xに間隔を空けて形成され、第1方向Xにトレンチ抵抗構造20に対向している。第3活性領域13C側の複数の第1トレンチソース構造35は、トレンチ抵抗構造20を挟んで第2活性領域13B側の複数の第1トレンチソース構造35に1対1の対応関係で対向していてもよい。
 第3活性領域13C側の複数の第1トレンチソース構造35は、第1方向Xにトレンチ抵抗構造20よりも幅広に形成されている。むろん、第3活性領域13C側の複数の第1トレンチソース構造35は、第1方向Xにトレンチ抵抗構造20よりも幅狭に形成されていてもよい。
 第3活性領域13C側の複数の第1トレンチソース構造35は、第2周縁領域14Bに引き出され、第4接続面10Dから露出している。第3活性領域13C側の複数の第1トレンチソース構造35は、第2方向Yにトレンチゲート構造30に対向し、第2周縁領域14Bにおいて第2方向Yにトレンチゲート構造30に対向していない。
 以下、1つの第1トレンチソース構造35が説明される。第1トレンチソース構造35は、第2方向Yに第2幅W2を有し、法線方向Zに第2深さD2を有している。第2幅W2は、トレンチ抵抗構造20の幅未満である。第2幅W2は、トレンチ抵抗構造20の幅の1/1000以上1/10以下であってもよい。第2幅W2は、トレンチ抵抗構造20の幅の1/100以上であることが好ましい。第2幅W2は、前述の第1幅W1とほぼ等しいことが好ましい。第2幅W2は、0.1μm以上3μm以下であってもよい。第2幅W2は、0.5μm以上2μm以下であることが好ましい。
 第2深さD2は、前述の第1深さD1以上である。第2深さD2は、この形態では、第1深さD1よりも大きい。第2深さD2は、第1深さD1の1.5倍以上3倍以下であることが好ましい。第2深さD2は、前述の抵抗深さDR(外周深さDO)とほぼ等しいことが特に好ましい。第2深さD2は、0.1μm以上5μm以下であってもよい。第2深さD2は、2.5μm以下であることが特に好ましい。
 第1トレンチソース構造35は、第2方向Yにトレンチ抵抗構造20およびトレンチゲート構造30から第2間隔I2を空けて配置されている。第2間隔I2は、第2幅W2の0.5倍以上2倍以下であることが好ましい。第2間隔I2は、第2幅W2未満であることが特に好ましい。第2間隔I2は、0.1μm以上2.5μm以下であってもよい。第2間隔I2は、0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。
 第2~第3活性領域13B~13Cにおいて、第1トレンチソース構造35は、第1方向Xにトレンチ抵抗構造20から第3間隔I3を空けて配置されている。第3間隔I3は、第2方向Yに隣り合う2つの第1トレンチソース構造35(トレンチゲート構造30)の間の距離未満であることが好ましい。
 第3間隔I3は、第2幅W2以上であってもよいし、第2幅W2未満であってもよい。第3間隔I3は、第2幅W2の0.5倍以上2倍以下であることが好ましい。第3間隔I3は、前述の第1間隔I1とほぼ等しいことが好ましい。第3間隔I3は、0.1μm以上2.5μm以下であってもよい。第3間隔I3は、0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。
 第1トレンチソース構造35は、第1ソーストレンチ36、第1ソース絶縁膜37および第1ソース埋設電極38を含む。第1ソーストレンチ36は、活性面8に形成され、第1トレンチソース構造35の壁面を区画している。第1ソーストレンチ36の側壁は、第3接続面10Cおよび第4接続面10Dのいずれか一方または双方から露出している。第1ソーストレンチ36の底壁は、外周面9に連通している。
 第1ソース絶縁膜37は、第1ソーストレンチ36の壁面を被覆し、活性面8において主面絶縁膜18に接続されている。第1ソース絶縁膜37は、第3接続面10Cの連通部(第4接続面10Dの連通部)および外周面9の連通部において主面絶縁膜18に接続されている。第1ソース絶縁膜37は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および酸窒化シリコン膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。第1ソース絶縁膜37は、この形態では、酸化シリコン膜からなる単層構造を有している。第1ソース絶縁膜37は、チップ2の酸化物からなる酸化シリコン膜を含むことが特に好ましい。
 第1ソース埋設電極38は、第1ソース絶縁膜37を挟んで第1ソーストレンチ36内に配置されている。第1ソース埋設電極38は、導電性ポリシリコンを含んでいてもよい。第1ソース埋設電極38は、この形態では、埋設抵抗25の抵抗端面25aの高さ位置に対して活性面8側に位置する端面を有している。第1ソース埋設電極38の端面は、埋設絶縁体26の絶縁端面26aの高さ位置に対して活性面8側に位置していてもよい。
 半導体装置1は、周縁領域14(第1~第2周縁領域14A~14B)において第1主面3(活性面8)に形成された複数の第2トレンチソース構造40を含む。複数の第2トレンチソース構造40には、ソース電位VSが付与される。複数の第2トレンチソース構造40は、第1半導体領域6に至るようにボディ領域19を貫通し、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成されている。
 第1周縁領域14A側の複数の第2トレンチソース構造40は、第3接続面10Cおよび複数のトレンチゲート構造30の間の領域において第2方向Yに隣り合う2つの第1トレンチソース構造35の間の領域に配置され、第1方向Xに複数のトレンチゲート構造30に1対1の対応関係で対向している。第1周縁領域14A側の複数の第2トレンチソース構造40は、平面視において第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成されている。第1周縁領域14A側の複数の第2トレンチソース構造40は、第3接続面10Cから露出している。
 第2周縁領域14B側の複数の第2トレンチソース構造40は、第4接続面10Dおよび複数のトレンチゲート構造30の間の領域において第2方向Yに隣り合う2つの第1トレンチソース構造35の間の領域に配置され、第1方向Xに複数のトレンチゲート構造30に1対1の対応関係で対向している。第2周縁領域14B側の複数の第2トレンチソース構造40は、平面視において第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成されている。第2周縁領域14B側の複数の第2トレンチソース構造40は、第4接続面10Dから露出している。
 以下、1つの第2トレンチソース構造40が説明される。第2トレンチソース構造40は、第2方向Yに第3幅W3を有し、法線方向Zに第3深さD3を有している。第3幅W3は、前述の第2幅W2(第1幅W1)とほぼ等しいことが好ましい。第3幅W3は、0.1μm以上3μm以下であってもよい。第3幅W3は、0.5μm以上2μm以下であることが好ましい。
 第3深さD3は、前述の第1深さD1以上である。第3深さD3は、この形態では、第1深さD1よりも大きい。第3深さD3は、第1深さD1の1.5倍以上3倍以下であることが好ましい。第3深さD3は、前述の第2深さD2(抵抗深さDR)とほぼ等しいことが特に好ましい。第3深さD3は、0.1μm以上5μm以下であってもよい。第2深さD2は、2.5μm以下であることが特に好ましい。
 第2トレンチソース構造40は、第2方向Yに第1トレンチソース構造35から第4間隔I4を空けて配置されている。第4間隔I4は、第3幅W3(第2幅W2)の0.5倍以上2倍以下であることが好ましい。第4間隔I4は、第3幅W3(第2幅W2)未満であることが特に好ましい。第4間隔I4は、前述の第2間隔I2とほぼ等しいことが好ましい。第4間隔I4は、0.1μm以上2.5μm以下であってもよい。第4間隔I4は、0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。
 第2トレンチソース構造40は、第1方向Xにトレンチゲート構造30から第5間隔I5を空けて配置されている。第5間隔I5は、第3幅W3(第2幅W2)の0.5倍以上2倍以下であることが好ましい。第5間隔I5は、第4間隔I4の0.5倍以上2倍以下であることが好ましい。第5間隔I5は、第4間隔I4の1.5倍以下であることが特に好ましい。第5間隔I5は、前述の第1間隔I1(第3間隔I3)とほぼ等しいことが好ましい。第5間隔I5は、第4間隔I4とほぼ等しくてもよい。第5間隔I5は、0.1μm以上2.5μm以下であってもよい。第5間隔I5は、0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。
 第2トレンチソース構造40は、第2ソーストレンチ41、第2ソース絶縁膜42および第2ソース埋設電極43を含む。第2ソーストレンチ41は、活性面8に形成され、第2トレンチソース構造40の壁面を区画している。第2ソーストレンチ41の側壁は、第3接続面10C(第4接続面10D)に連通している。第2ソーストレンチ41の底壁は、外周面9に連通している。
 第2ソース絶縁膜42は、第2ソーストレンチ41の壁面を被覆し、活性面8において主面絶縁膜18に接続されている。第2ソース絶縁膜42は、第3接続面10Cの連通部(第4接続面10Dの連通部)および外周面9の連通部において主面絶縁膜18に接続されている。第2ソース絶縁膜42は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および酸窒化シリコン膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。第2ソース絶縁膜42は、この形態では、酸化シリコン膜からなる単層構造を有している。第2ソース絶縁膜42は、チップ2の酸化物からなる酸化シリコン膜を含むことが特に好ましい。
 第2ソース埋設電極43は、第2ソース絶縁膜42を挟んで第2ソーストレンチ41内に配置されている。第2ソース埋設電極43は、導電性ポリシリコンを含んでいてもよい。第2ソース埋設電極43は、この形態では、埋設抵抗25の抵抗端面25aの高さ位置に対して活性面8側に位置する端面を有している。第2ソース埋設電極43の端面は、埋設絶縁体26の絶縁端面26aの高さ位置に対して活性面8側に位置していてもよい。
 半導体装置1は、活性領域13において複数のトレンチゲート構造30に沿う領域に形成されたp型の複数の第2ウェル領域45を含む。第2ウェル領域45は、この形態では、ボディ領域19よりも高いp型不純物濃度を有している。むろん、第2ウェル領域45のp型不純物濃度は、ボディ領域19よりも低くてもよい。第2ウェル領域45のp型不純物濃度は、第1ウェル領域28のp型不純物濃度とほぼ等しいことが好ましい。
 複数の第2ウェル領域45は、隣り合う第1トレンチソース構造35から間隔を空けて対応するトレンチゲート構造30の壁面を被覆し、活性面8の表層部においてボディ領域19に電気的に接続されている。複数の第2ウェル領域45は、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成され、第1半導体領域6の一部を挟んで第2半導体領域7に対向している。複数の第2ウェル領域45の底部は、第1ウェル領域28の底部の深さ位置に対して活性面8側に位置している。複数の第2ウェル領域45は、第1半導体領域6とpn接合部を形成している。
 半導体装置1は、活性領域13および周縁領域14において複数の第1トレンチソース構造35に沿う領域に形成されたp型の複数の第3ウェル領域46を含む。第3ウェル領域46は、この形態では、ボディ領域19よりも高いp型不純物濃度を有している。むろん、第3ウェル領域46のp型不純物濃度は、ボディ領域19よりも低くてもよい。第3ウェル領域46のp型不純物濃度は、第1ウェル領域28(第2ウェル領域45)のp型不純物濃度とほぼ等しいことが好ましい。
 複数の第3ウェル領域46は、隣り合うトレンチゲート構造30から間隔を空けて対応する第1トレンチソース構造35の壁面を被覆し、活性面8の表層部においてボディ領域19に電気的に接続されている。複数の第3ウェル領域46は、活性領域13および周縁領域14において対応する第1トレンチソース構造35の壁面を被覆し、第3接続面10Cおよび第4接続面10Dから露出している。
 複数の第3ウェル領域46は、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成され、第1半導体領域6の一部を挟んで第2半導体領域7に対向している。複数の第3ウェル領域46の底部は、複数の第2ウェル領域45の底部の深さ位置に対して第1半導体領域6の底部側に位置している。複数の第3ウェル領域46の底部は、第1ウェル領域28の底部とほぼ等しい深さに形成されている。複数の第3ウェル領域46は、第1半導体領域6とpn接合部を形成している。
 半導体装置1は、周縁領域14において複数の第2トレンチソース構造40に沿う領域に形成されたp型の複数の第4ウェル領域47を含む。第4ウェル領域47は、この形態では、ボディ領域19よりも高いp型不純物濃度を有している。むろん、第4ウェル領域47のp型不純物濃度は、ボディ領域19よりも低くてもよい。第4ウェル領域47のp型不純物濃度は、第1ウェル領域28(第3ウェル領域46)のp型不純物濃度とほぼ等しいことが好ましい。
 複数の第4ウェル領域47は、隣り合うトレンチゲート構造30および第1トレンチソース構造35から間隔を空けて対応する第2トレンチソース構造40の壁面を被覆し、活性面8の表層部においてボディ領域19に電気的に接続されている。むろん、第4ウェル領域47は、トレンチゲート構造30および第2トレンチソース構造40の間の領域において第2ウェル領域45と一体化していてもよい。複数の第4ウェル領域47は、第3接続面10Cまたは第4接続面10Dから露出している。
 複数の第4ウェル領域47は、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成され、第1半導体領域6の一部を挟んで第2半導体領域7に対向している。複数の第4ウェル領域47の底部は、複数の第2ウェル領域45の底部の深さ位置に対して第1半導体領域6の底部側に位置している。複数の第4ウェル領域47の底部は、第1ウェル領域28(第3ウェル領域46)の底部とほぼ等しい深さに形成されている。複数の第4ウェル領域47は、第1半導体領域6とpn接合部を形成している。
 半導体装置1は、活性領域13において複数の第1トレンチソース構造35に沿う領域に形成されたp型の複数の第1コンタクト領域48を含む。第1コンタクト領域48は、ボディ領域19よりも高いp型不純物濃度を有している。第1コンタクト領域48のp型不純物濃度は、この形態では、第3ウェル領域46よりも高い。
 複数の第1コンタクト領域48は、対応する第3ウェル領域46内において対応する第1トレンチソース構造35の壁面を被覆している。複数の第1コンタクト領域48は、各第1トレンチソース構造35に対して1対多の対応関係で形成されている。複数の第1コンタクト領域48は、対応する第1トレンチソース構造35に沿って間隔を空けて形成されている。
 複数の第1コンタクト領域48は、対応する第3ウェル領域46内から対応する第1トレンチソース構造35の壁面に沿ってボディ領域19の表層部に引き出され、活性面8から露出している。複数の第1コンタクト領域48は、活性領域13に形成され、周縁領域14には形成されていない。つまり、複数の第1コンタクト領域48は、第2方向Yにトレンチゲート構造30に対向し、第2方向Yに第2トレンチソース構造40に対向していない。第1コンタクト領域48は、第4ウェル領域47内に形成されていない。
 複数の第1コンタクト領域48は、この形態では、平面視において第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成されている。複数の第1コンタクト領域48の第1方向Xの長さは、第1トレンチソース構造35の第2幅W2以上であることが好ましい。複数の第1コンタクト領域48の長さは、第1方向Xに隣り合う2つの第1コンタクト領域48の間の距離よりも大きいことが好ましい。
 1つの第1トレンチソース構造35に沿う複数の第1コンタクト領域48は、他の第1トレンチソース構造35に沿う複数の第1コンタクト領域48に第2方向Yに対向している。つまり、複数の第1コンタクト領域48は、この形態では、平面視において全体として第1方向Xおよび第2方向Yに間隔を空けて行列状に配列されている。
 1つの第1トレンチソース構造35に沿う複数の第1コンタクト領域48は、他の第1トレンチソース構造35に沿う複数の第1コンタクト領域48の間の領域に第2方向Yに対向するように第1方向Xにずれて配列されていてもよい。つまり、複数の第1コンタクト領域48は、平面視において全体として第1方向Xおよび第2方向Yに間隔を空けて千鳥状に配列されていてもよい。
 図7、図9および図14を参照して、半導体装置1は、活性領域13において第1主面3(活性面8)の上で複数のトレンチゲート構造30の端部および中間部をそれぞれ被覆する複数のゲート接続電極膜49を含む。複数のゲート接続電極膜49は、具体的には、主面絶縁膜18の上に配置されている。複数のゲート接続電極膜49は、複数の第1トレンチソース構造35および複数の第2トレンチソース構造40から間隔を空けて対応するトレンチゲート構造30の端部および中間部をそれぞれ被覆している。
 複数のゲート接続電極膜49は、平面視において第2方向Yに複数の第1トレンチソース構造35と交互に配列されている。複数のゲート接続電極膜49は、この形態では、第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成されている。複数のゲート接続電極膜49は、平面視において第2方向Yに複数の第2トレンチソース構造40に対向していない。以下、1つのゲート接続電極膜49が説明される。
 ゲート接続電極膜49は、対応するトレンチゲート構造30を被覆する部分において対応するゲート埋設電極33に接続されている。ゲート接続電極膜49は、この形態では、対応するゲート埋設電極33と一体的に形成されている。つまり、ゲート接続電極膜49は、ゲート埋設電極33の一部が活性面8(主面絶縁膜18)の上に膜状に引き出された部分からなる。むろん、ゲート接続電極膜49は、ゲート埋設電極33とは別体的に形成されていてもよい。
 ゲート接続電極膜49は、活性面8に沿って延びる電極面49aを有している。電極面49aは、埋設抵抗25の抵抗端面25aよりも上方に位置している。電極面49aは、埋設絶縁体26の絶縁端面26aよりも上方に位置している。ゲート接続電極膜49は、この形態では、断面視において電極面49aに向けて幅が狭まる先細り形状(テーパ形状)に形成されている。
 電極面49aは、第2方向Yに関してトレンチゲート構造30よりも幅広に形成されていることが好ましい。電極面49aは、法線方向Zにトレンチゲート構造30に対向する部分、および、法線方向Zにトレンチゲート構造30外の領域(つまり主面絶縁膜18)に対向する部分を有していることが好ましい。
 ゲート接続電極膜49は、この形態では、導電性ポリシリコンを含む。ゲート接続電極膜49は、電極厚さTEを有している。電極厚さTEは、前述の第1幅W1の0.5倍以上であることが好ましい。電極厚さTEは、前述の抵抗深さDR(第2深さD2)以下であることが好ましい。電極厚さTEは、抵抗深さDR(第2深さD2)未満であること特に好ましい。
 電極厚さTEは、前述の第1深さD1以下であることが好ましい。電極厚さTEは、第1深さD1未満であることが特に好ましい。電極厚さTEは、抵抗厚さTRとほぼ等しくてもよい。電極厚さTEは、抵抗厚さTR以上であってもよい。電極厚さTEは、抵抗厚さTR未満であってもよい。電極厚さTEは、0.05μm以上2.5μm以下であってもよい。電極厚さTEは、0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。むろん、電極厚さTEは、第1深さD1よりも大きくてもよい。また、電極厚さTEは、抵抗深さDR(第2深さD2)以上であってもよい。
 図18は、抵抗領域12、活性領域13およびダミー領域15のレイアウトを示す拡大平面図である。図19は、活性領域13、周縁領域14およびダミー領域15のレイアウトを示す拡大平面図である。図20は、図18に示すXX-XX線に沿う断面図である。図21は、図18に示すXXI-XXI線に沿う断面図である。図22は、図18に示すXXII-XXII線に沿う断面図である。
 図18~図22を参照して、半導体装置1は、ダミー領域15(第1~第3ダミー領域15A~15C)において第1主面3(活性面8)に形成された複数のダミートレンチ構造50を含む。複数のダミートレンチ構造50には、トレンチ抵抗構造20とは異なる電位が付与される。複数のダミートレンチ構造50には、ソース電位VSが付与される。複数のダミートレンチ構造50は、第1半導体領域6に至るようにボディ領域19を貫通し、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成されている。
 複数のダミートレンチ構造50は、活性領域13の近傍およびトレンチ抵抗構造20の近傍における局所的な電界集中を緩和し、耐圧(たとえばブレークダウン電圧)を向上させることを1つの目的として活性面8に組み込まれている。複数のダミートレンチ構造50(ダミー領域15)の有無は任意であり、複数のダミートレンチ構造50(ダミー領域15)を備えない形態が採用されてもよい。
 第1ダミー領域15A側の複数のダミートレンチ構造50は、第3接続面10Cおよびトレンチ抵抗構造20の間の領域において第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成され、第2方向Yに間隔を空けて配列されている。第1ダミー領域15A側の複数のダミートレンチ構造50は、トレンチ抵抗構造20から第1方向Xに間隔を空けて形成され、第1方向Xにトレンチ抵抗構造20に対向している。
 第1ダミー領域15A側の複数のダミートレンチ構造50は、第2方向Yに複数のトレンチゲート構造30および複数の第1トレンチソース構造35に対向している。第1ダミー領域15A側の複数のダミートレンチ構造50は、第3接続面10Cを貫通し、第3接続面10Cから露出している。つまり、第1ダミー領域15A側の複数のダミートレンチ構造50は、第2方向Yに複数の第2トレンチソース構造40に対向している。
 第2ダミー領域15B側の複数のダミートレンチ構造50は、第4接続面10Dおよびトレンチ抵抗構造20の間の領域において第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成され、第2方向Yに間隔を空けて配列されている。第2ダミー領域15B側の複数のダミートレンチ構造50は、トレンチ抵抗構造20から第1方向Xに間隔を空けて形成され、第1方向Xにトレンチ抵抗構造20に対向している。第2ダミー領域15B側の複数のダミートレンチ構造50は、トレンチ抵抗構造20を挟んで第1ダミー領域15A側の複数のダミートレンチ構造50に1対1の対応関係で対向していてもよい。
 第2ダミー領域15B側の複数のダミートレンチ構造50は、第2方向Yに複数のトレンチゲート構造30および複数の第1トレンチソース構造35に対向している。第2ダミー領域15B側の複数のダミートレンチ構造50は、第4接続面10Dを貫通し、第4接続面10Dから露出している。つまり、第2ダミー領域15B側の複数のダミートレンチ構造50は、第2方向Yに複数の第2トレンチソース構造40に対向している。
 第3ダミー領域15C側の複数のダミートレンチ構造50は、第2接続面10Bおよび第1活性領域13Aの間の領域において第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成され、第2方向Yに間隔を空けて配列されている。第3ダミー領域15C側の複数のダミートレンチ構造50は、第3接続面10Cおよび第4接続面10Dのうちの少なくとも一方を貫通し、第3接続面10Cおよび第4接続面10Dのうちの少なくとも一方から露出している。
 第3ダミー領域15C側の複数のダミートレンチ構造50は、この形態では、第3接続面10Cおよび第4接続面10Dの双方から露出している。第3ダミー領域15C側の複数のダミートレンチ構造50は、第2方向Yに複数のトレンチゲート構造30、複数の第1トレンチソース構造35および複数の第2トレンチソース構造40に対向している。
 複数のダミートレンチ構造50は、この形態では、複数の第1ダミートレンチ構造51、および、複数の第1ダミートレンチ構造51よりも深い複数の第2ダミートレンチ構造52を含む。複数の第1ダミートレンチ構造51は、第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成され、第2方向Yに間隔を空けて配列されている。複数の第1ダミートレンチ構造51は、第1~第3ダミー領域15A~15Cにおいて第3接続面10Cおよび第4接続面10Dのいずれか一方または双方から露出している。
 複数の第1ダミートレンチ構造51は、第1~第2ダミー領域15A~15Bにおいて第1方向Xにトレンチ抵抗構造20に対向し、第2方向Yに複数のトレンチゲート構造30、複数の第1トレンチソース構造35および複数の第2トレンチソース構造40に対向している。複数の第1ダミートレンチ構造51は、第1半導体領域6に至るようにボディ領域19を貫通している。複数の第1ダミートレンチ構造51は、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成されている。
 以下、1つの第1ダミートレンチ構造51が説明される。第1ダミートレンチ構造51は、第2方向Yに第4幅W4を有し、法線方向Zに第4深さD4を有している。第4幅W4は、前述の第1幅W1とほぼ等しいことが好ましい。第4幅W4は、0.1μm以上3μm以下であってもよい。第4幅W4は、0.5μm以上2μm以下であることが好ましい。
 第4深さD4は、前述の抵抗深さDR(第2深さD2)未満である。第4深さD4は、抵抗深さDR(第2深さD2)の1/3以上2/3以下であってもよい。第4深さD4は、前述の第1深さD1とほぼ等しいことが好ましい。第4深さD4は、0.1μm以上3μm以下であってもよい。第4深さD4は、0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。
 第1ダミートレンチ構造51は、第1方向Xにトレンチ抵抗構造20から第6間隔I6を空けて配置されている。第6間隔I6は、第4幅W4の0.5倍以上2倍以下であることが好ましい。第6間隔I6は、前述の第1間隔I1とほぼ等しくてもよい。第6間隔I6は、0.1μm以上2.5μm以下であってもよい。第6間隔I6は、0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。活性領域13側の最外の第1ダミートレンチ構造51は、この形態では、第2方向Yに最外の第1トレンチソース構造35に隣り合うように最外の第1トレンチソース構造35から前述の第2間隔I2を空けて配置されている。
 第1ダミートレンチ構造51は、第1ダミートレンチ53、第1ダミー絶縁膜54および第1ダミー埋設電極55を含む。第1ダミートレンチ53は、活性面8に形成され、第1ダミートレンチ構造51の壁面を区画している。第1ダミートレンチ53の側壁および底壁は、第3接続面10C(第4接続面10D)に連通している。
 第1ダミー絶縁膜54は、第1ダミートレンチ53の壁面を被覆し、活性面8において主面絶縁膜18に接続されている。第1ダミー絶縁膜54は、第3接続面10Cの連通部(第4接続面10Dの連通部)において主面絶縁膜18に接続されている。第1ダミー絶縁膜54は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および酸窒化シリコン膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。第1ダミー絶縁膜54は、この形態では、酸化シリコン膜からなる単層構造を有している。第1ダミー絶縁膜54は、チップ2の酸化物からなる酸化シリコン膜を含むことが特に好ましい。
 第1ダミー埋設電極55は、第1ダミー絶縁膜54を挟んで第1ダミートレンチ53内に配置されている。第1ダミー埋設電極55は、導電性ポリシリコンを含んでいてもよい。第1ダミー埋設電極55は、埋設抵抗25の抵抗端面25aの高さ位置に対して活性面8側に位置する端面を有している。第1ダミー埋設電極55の端面は、埋設絶縁体26の絶縁端面26aの高さ位置に対して活性面8側に位置していてもよい。
 複数の第2ダミートレンチ構造52は、第2方向Yに隣り合う2つの第1ダミートレンチ構造51の間の領域に配置されている。複数の第2ダミートレンチ構造52は、第2方向Yに複数の第1ダミートレンチ構造51と交互に配列され、第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成されている。複数の第2ダミートレンチ構造52は、第1~第3ダミー領域15A~15Cにおいて第3接続面10Cおよび第4接続面10Dのいずれか一方または双方から露出している。
 複数の第2ダミートレンチ構造52は、第1~第2ダミー領域15A~15Bにおいて第1方向Xにトレンチ抵抗構造20に対向し、第2方向Yに複数のトレンチゲート構造30、複数の第1トレンチソース構造35、複数の第2トレンチソース構造40および複数の第1ダミートレンチ構造51に対向している。複数の第2ダミートレンチ構造52は、第1半導体領域6に至るようにボディ領域19を貫通している。複数の第2ダミートレンチ構造52は、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成されている。
 以下、1つの第2ダミートレンチ構造52が説明される。第2ダミートレンチ構造52は、第2方向Yに第5幅W5を有し、法線方向Zに第5深さD5を有している。第5幅W5は、前述の第2幅W2(第1幅W1)とほぼ等しいことが好ましい。第5幅W5は、0.1μm以上3μm以下であってもよい。第5幅W5は、0.5μm以上2μm以下であることが好ましい。
 第5深さD5は、前述の第4深さD4(第1深さD1)以上である。第5深さD5は、この形態では、第4深さD4(第1深さD1)よりも大きい。第5深さD5は、第4深さD4(第1深さD1)の1.5倍以上3倍以下であることが好ましい。第5深さD5は、前述の抵抗深さDR(外周深さDO)とほぼ等しいことが特に好ましい。第5深さD5は、0.1μm以上5μm以下であってもよい。第5深さD5は、2.5μm以下であることが特に好ましい。
 第2ダミートレンチ構造52は、第2方向Yに第1ダミートレンチ構造51から第7間隔I7を空けて配置されている。第7間隔I7は、第5幅W5の0.5倍以上2倍以下であることが好ましい。第7間隔I7は、第5幅W5未満であることが特に好ましい。第7間隔I7は、前述の第2間隔I2とほぼ等しいことが好ましい。第7間隔I7は、0.1μm以上2.5μm以下であってもよい。第7間隔I7は、0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。
 第2ダミートレンチ構造52は、第1方向Xにトレンチ抵抗構造20から第8間隔I8を空けて配置されている。第8間隔I8は、第5幅W5の0.5倍以上2倍以下であることが好ましい。第8間隔I8は、前述の第1間隔I1とほぼ等しくてもよい。第8間隔I8は、0.1μm以上2.5μm以下であってもよい。第8間隔I8は、0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。
 第2ダミートレンチ構造52は、第2ダミートレンチ56、第2ダミー絶縁膜57および第2ダミー埋設電極58を含む。第2ダミートレンチ56は、活性面8に形成され、第2ダミートレンチ構造52の壁面を区画している。第2ダミートレンチ56の側壁は、第3接続面10C(第4接続面10D)に連通している。また、第2ダミートレンチ56の底壁は、外周面9に連通している。
 第2ダミー絶縁膜57は、第2ダミートレンチ56の壁面を被覆し、活性面8において主面絶縁膜18に接続されている。第2ダミー絶縁膜57は、第3接続面10Cの連通部(第4接続面10Dの連通部)および外周面9の連通部において主面絶縁膜18に接続されている。第2ダミー絶縁膜57は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および酸窒化シリコン膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。第2ダミー絶縁膜57は、この形態では、酸化シリコン膜からなる単層構造を有している。第2ダミー絶縁膜57は、チップ2の酸化物からなる酸化シリコン膜を含むことが特に好ましい。
 第2ダミー埋設電極58は、第2ダミー絶縁膜57を挟んで第2ダミートレンチ56内に配置されている。第2ダミー埋設電極58は、導電性ポリシリコンを含んでいてもよい。第2ダミー埋設電極58は、埋設抵抗25の抵抗端面25aの高さ位置に対して活性面8側に位置する端面を有している。第2ダミー埋設電極58の端面は、埋設絶縁体26の絶縁端面26aの高さ位置に対して活性面8側に位置していてもよい。
 半導体装置1は、ダミー領域15において複数の第1ダミートレンチ構造51に沿う領域に形成されたp型の複数の第5ウェル領域67を含む。第5ウェル領域67は、この形態では、ボディ領域19よりも高いp型不純物濃度を有している。むろん、第5ウェル領域67のp型不純物濃度は、ボディ領域19よりも低くてもよい。第5ウェル領域67のp型不純物濃度は、第1ウェル領域28のp型不純物濃度とほぼ等しいことが好ましい。
 複数の第5ウェル領域67は、隣り合う第2ダミートレンチ構造52から間隔を空けて対応する第1ダミートレンチ構造51の壁面を被覆し、活性面8の表層部においてボディ領域19に電気的に接続されている。複数の第5ウェル領域67は、第3接続面10Cまたは第4接続面10Dから露出している。
 複数の第5ウェル領域67は、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成され、第1半導体領域6の一部を挟んで第2半導体領域7に対向している。複数の第5ウェル領域67の底部は、第1ウェル領域28の底部の深さ位置に対して活性面8側に位置している。複数の第5ウェル領域67の底部は、第2ウェル領域45の底部とほぼ等しい深さに形成されている。複数の第5ウェル領域67は、第1半導体領域6とpn接合部を形成している。
 半導体装置1は、ダミー領域15において複数の第2ダミートレンチ構造52に沿う領域に形成されたp型の複数の第6ウェル領域68を含む。第6ウェル領域68は、この形態では、ボディ領域19よりも高いp型不純物濃度を有している。むろん、第6ウェル領域68のp型不純物濃度は、ボディ領域19よりも低くてもよい。第6ウェル領域68のp型不純物濃度は、第1ウェル領域28(第5ウェル領域67)のp型不純物濃度とほぼ等しいことが好ましい。
 複数の第6ウェル領域68は、隣り合う第1ダミートレンチ構造51から間隔を空けて対応する第2ダミートレンチ構造52の壁面を被覆し、活性面8の表層部においてボディ領域19に電気的に接続されている。複数の第6ウェル領域68は、第3接続面10Cまたは第4接続面10Dから露出している。複数の第6ウェル領域68は、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成され、第1半導体領域6の一部を挟んで第2半導体領域7に対向している。
 複数の第6ウェル領域68の底部は、複数の第5ウェル領域67(第2ウェル領域45)の底部の深さ位置に対して第1半導体領域6の底部側に位置している。複数の第6ウェル領域68の底部は、第1ウェル領域28(第3ウェル領域46)の底部とほぼ等しい深さに形成されている。複数の第6ウェル領域68は、第1半導体領域6とpn接合部を形成している。
 半導体装置1は、ダミー領域15において複数の第2ダミートレンチ構造52に沿う領域に形成されたp型の複数の第2コンタクト領域69を含む。第2コンタクト領域69は、ボディ領域19よりも高いp型不純物濃度を有している。第2コンタクト領域69のp型不純物濃度は、第6ウェル領域68よりも高い。第2コンタクト領域69のp型不純物濃度は、第1コンタクト領域48のp型不純物濃度とほぼ等しいことが好ましい。
 複数の第2コンタクト領域69は、対応する第6ウェル領域68内において対応する第2ダミートレンチ構造52の壁面を被覆している。複数の第2コンタクト領域69は、各第2ダミートレンチ構造52に対して1対多の対応関係で形成されている。複数の第2コンタクト領域69は、対応する第2ダミートレンチ構造52に沿って間隔を空けて形成されている。複数の第2コンタクト領域69は、対応する第6ウェル領域68内から対応する第2ダミートレンチ構造52の壁面に沿ってボディ領域19の表層部に引き出され、活性面8から露出している。
 複数の第2コンタクト領域69は、この形態では、平面視において第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成されている。複数の第2コンタクト領域69の第1方向Xの長さは、第2ダミートレンチ構造52の第5幅W5以上であることが好ましい。複数の第2コンタクト領域69の長さは、第1方向Xに隣り合う2つの第2コンタクト領域69の間の距離よりも大きいことが好ましい。複数の第2コンタクト領域69の長さは、複数の第1コンタクト領域48の長さとほぼ等しいことが好ましい。
 1つの第2ダミートレンチ構造52に沿う複数の第2コンタクト領域69は、他の第2ダミートレンチ構造52に沿う複数の第2コンタクト領域69に第2方向Yに対向している。つまり、複数の第2コンタクト領域69は、この形態では、平面視において全体として第1方向Xおよび第2方向Yに間隔を空けて行列状に配列されている。この場合、複数の第2コンタクト領域69は、複数の第1コンタクト領域48と共に行列状に配列されていてもよい。また、複数の第2コンタクト領域69は、複数の第1コンタクト領域48と共に行列状に配列されていてもよい。
 1つの第2ダミートレンチ構造52に沿う複数の第2コンタクト領域69は、他の第2ダミートレンチ構造52に沿う複数の第2コンタクト領域69の間の領域に第2方向Yに対向するように第1方向Xにずれて配列されていてもよい。つまり、複数の第2コンタクト領域69は、平面視において全体として第1方向Xおよび第2方向Yに間隔を空けて千鳥状に配列されていてもよい。この場合、複数の第2コンタクト領域69は、複数の第1コンタクト領域48と共に千鳥状に配列されていてもよい。また、複数の第2コンタクト領域69は、複数の第1コンタクト領域48と共に千鳥状に配列されていてもよい。
 図23は、終端領域16のレイアウトを示す拡大平面図である。図24は、図23に示すXXIV-XXIV線に沿う断面図である。図23および図24を参照して、半導体装置1は、終端領域16において第1主面3(活性面8)に形成された複数のトレンチ終端構造70を含む。複数のトレンチ終端構造70には、トレンチ抵抗構造20とは異なる電位が付与される。複数のトレンチ終端構造70にはソース電位VSが付与される。複数のトレンチ終端構造70は、第1半導体領域6に至るようにボディ領域19を貫通し、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成されている。
 複数のトレンチ終端構造70は、活性面8の周縁およびトレンチ抵抗構造20の近傍における局所的な電界集中を緩和し、耐圧(たとえばブレークダウン電圧)を向上させることを1つの目的として活性面8に組み込まれている。複数のトレンチ終端構造70(終端領域16)の有無は任意であり、複数のトレンチ終端構造70(終端領域16)を備えない形態が採用されてもよい。
 第1終端領域16A側の複数のトレンチ終端構造70は、第1接続面10Aおよびトレンチ抵抗構造20の間の領域において第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成され、第2方向Yに間隔を空けて配列されている。第1終端領域16A側の複数のトレンチ終端構造70は、トレンチ抵抗構造20から第2方向Yに間隔を空けて形成され、第2方向Yにトレンチ抵抗構造20に対向している。第1終端領域16A側の複数のトレンチ終端構造70は、さらに、最外のダミートレンチ構造50(この形態では第1ダミートレンチ構造51)から第2方向Yに間隔を空けて形成され、第2方向Yに最外のダミートレンチ構造50に対向している。
 第1終端領域16A側の複数のトレンチ終端構造70は、第3接続面10Cおよび第4接続面10Dのうちの少なくとも一方を貫通し、第3接続面10Cおよび第4接続面10Dのうちの少なくとも一方から露出している。第1終端領域16A側の複数のトレンチ終端構造70は、この形態では、第3接続面10Cおよび第4接続面10Dの双方から露出している。
 第2終端領域16B側の複数のトレンチ終端構造70は、第2接続面10Bおよび第3ダミー領域15Cの間の領域において第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成され、第2方向Yに間隔を空けて配列されている。第2終端領域16B側の複数のトレンチ終端構造70は、最外のダミートレンチ構造50(この形態では第1ダミートレンチ構造51)から第2方向Yに間隔を空けて形成され、第2方向Yに最外のダミートレンチ構造50に対向している。
 第2終端領域16B側の複数のトレンチ終端構造70は、第3接続面10Cおよび第4接続面10Dのうちの少なくとも一方を貫通し、第3接続面10Cおよび第4接続面10Dのうちの少なくとも一方から露出している。第2終端領域16B側の複数のトレンチ終端構造70は、この形態では、第3接続面10Cおよび第4接続面10Dの双方から露出している。
 以下、1つのトレンチ終端構造70が説明される。トレンチ終端構造70は、第2方向Yに第6幅W6を有し、法線方向Zに第6深さD6を有している。第6幅W6は、前述の第1幅W1(第2幅W2)とほぼ等しいことが好ましい。第6幅W6は、0.1μm以上3μm以下であってもよい。第6幅W6は、0.5μm以上2μm以下であることが好ましい。
 第6深さD6は、前述の第1深さD1以上である。第6深さD6は、この形態では、第1深さD1よりも大きい。第6深さD6は、第1深さD1の1.5倍以上3倍以下であることが好ましい。第6深さD6は、前述の抵抗深さDR(外周深さDO)とほぼ等しいことが特に好ましい。第6深さD6は、0.1μm以上5μm以下であってもよい。第2深さD2は、2.5μm以下であることが特に好ましい。
 複数のトレンチ終端構造70は、第2方向Yに互いに第9間隔I9を空けて配列されている。また、トレンチ抵抗構造20側の最外のトレンチ終端構造70は、この形態では、第2方向Yにトレンチ抵抗構造20および最外のダミートレンチ構造50(この形態では第1ダミートレンチ構造51)から第9間隔I9を空けて配置されている。
 第9間隔I9は、第6幅W6の0.5倍以上2倍以下であることが好ましい。第9間隔I9は、第6幅W6未満であることが特に好ましい。第9間隔I9は、前述の第2間隔I2とほぼ等しいことが好ましい。第9間隔I9は、0.1μm以上2.5μm以下であってもよい。第9間隔I9は、0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。
 トレンチ終端構造70は、終端トレンチ71、終端絶縁膜72および終端埋設電極73を含む。終端トレンチ71は、活性面8に形成され、トレンチ終端構造70の壁面を区画している。終端トレンチ71の側壁は、第3接続面10Cおよび第4接続面10Dに連通している。終端トレンチ71の底壁は、外周面9に連通している。
 終端絶縁膜72は、終端トレンチ71の壁面を被覆し、活性面8において主面絶縁膜18に接続されている。終端絶縁膜72は、第3接続面10Cの連通部、第4接続面10Dの連通部および外周面9の連通部において主面絶縁膜18に接続されている。終端絶縁膜72は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および酸窒化シリコン膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。終端絶縁膜72は、この形態では、酸化シリコン膜からなる単層構造を有している。終端絶縁膜72は、チップ2の酸化物からなる酸化シリコン膜を含むことが特に好ましい。
 終端埋設電極73は、終端絶縁膜72を挟んで終端トレンチ71内に配置されている。終端埋設電極73は、導電性ポリシリコンを含んでいてもよい。終端埋設電極73は、埋設抵抗25の抵抗端面25aの高さ位置に対して活性面8側に位置する端面を有している。終端埋設電極73の端面は、埋設絶縁体26の絶縁端面26aの高さ位置に対して活性面8側に位置していてもよい。
 半導体装置1は、終端領域16において複数のトレンチ終端構造70に沿う領域に形成されたp型の複数の第7ウェル領域74を含む。第7ウェル領域74は、この形態では、ボディ領域19よりも高いp型不純物濃度を有している。むろん、第7ウェル領域74のp型不純物濃度は、ボディ領域19よりも低くてもよい。第7ウェル領域74のp型不純物濃度は、第1ウェル領域28のp型不純物濃度とほぼ等しいことが好ましい。
 複数の第7ウェル領域74は、隣り合うトレンチ終端構造70から間隔を空けて対応するトレンチ終端構造70の壁面を被覆し、活性面8の表層部においてボディ領域19に電気的に接続されている。複数の第7ウェル領域74は、平面視において対応するトレンチ終端構造70に沿って帯状に延び、第3接続面10Cおよび第4接続面10Dから露出している。
 複数の第7ウェル領域74は、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成され、第1半導体領域6の一部を挟んで第2半導体領域7に対向している。複数の第7ウェル領域74の底部は、複数の第2ウェル領域45の底部の深さ位置に対して第1半導体領域6の底部側に位置している。複数の第7ウェル領域74の底部は、第1ウェル領域28(第3ウェル領域46)の底部とほぼ等しい深さに形成されている。複数の第7ウェル領域74は、第1半導体領域6とpn接合部を形成している。
 次に、図25の断面図を参照して、外周領域17の構造が説明される。図25を参照して、半導体装置1は、外周面9の表層部に形成されたp型のアウターウェル領域75を含む。アウターウェル領域75は、第1コンタクト領域48よりも低いp型不純物濃度を有している。アウターウェル領域75のp型不純物濃度は、この形態では、ボディ領域19よりも高い。むろん、アウターウェル領域75のp型不純物濃度は、ボディ領域19よりも低くてもよい。アウターウェル領域75は、第1ウェル領域28とほぼ等しいp型不純物濃度を有していることが好ましい。
 アウターウェル領域75は、平面視において外周面9の周縁(第1~第4側面5A~5D)から活性面8側に間隔を空けて形成され、活性面8に沿って帯状に延びている。アウターウェル領域75は、この形態では、平面視において活性面8を取り囲む環状(具体的には四角環状)に形成されている。アウターウェル領域75は、外周面9の表層部から第1~第4接続面10A~10Dの表層部に向けて延びている。
 アウターウェル領域75は、活性面8の表層部においてボディ領域19に電気的に接続されている。アウターウェル領域75は、第3接続面10C(第4接続面10D)および第1トレンチソース構造35の連通部において第3ウェル領域46に接続されている。アウターウェル領域75は、第3接続面10C(第4接続面10D)および第2トレンチソース構造40の連通部において第4ウェル領域47に接続されている。
 アウターウェル領域75は、第3接続面10C(第4接続面10D)および第1ダミートレンチ構造51の連通部において第5ウェル領域67に接続されている。アウターウェル領域75は、第3接続面10C(第4接続面10D)および第2ダミートレンチ構造52の連通部において第6ウェル領域68に接続されている。アウターウェル領域75は、第3接続面10C(第4接続面10D)およびトレンチ終端構造70の連通部において第7ウェル領域74に接続されている。
 アウターウェル領域75は、第1半導体領域6の底部から外周面9側に間隔を空けて形成され、第1半導体領域6の一部を挟んで第2半導体領域7に対向している。アウターウェル領域75は、トレンチ抵抗構造20の底壁22よりも第1半導体領域6の底部側に位置している。アウターウェル領域75は、第1トレンチソース構造35の底壁よりも第1半導体領域6の底部側に位置している。
 アウターウェル領域75の底部は、第1コンタクト領域48の底部よりも第1半導体領域6の底部側に位置している。アウターウェル領域75の底部は、第1ウェル領域28(第3ウェル領域46)の底部とほぼ等しい深さ位置に形成されていることが好ましい。アウターウェル領域75は、第1半導体領域6とpn接合部を形成している。
 半導体装置1は、アウターウェル領域75の表層部に形成されたp型のアウターコンタクト領域76を含む。アウターコンタクト領域76は、ボディ領域19よりも高いp型不純物濃度を有している。アウターコンタクト領域76のp型不純物濃度は、アウターウェル領域75よりも高い。アウターコンタクト領域76のp型不純物濃度は、第1コンタクト領域48のp型不純物濃度とほぼ等しいことが好ましい。
 アウターコンタクト領域76は、平面視において活性面8の周縁(第1~第4接続面10A~10D)および外周面9の周縁(第1~第4側面5A~5D)から間隔を空けてアウターウェル領域75の表層部に形成され、活性面8に沿って延びる帯状に形成されている。アウターコンタクト領域76は、この形態では、平面視において活性面8を取り囲む環状(具体的には四角環状)に形成されている。
 アウターコンタクト領域76は、アウターウェル領域75の底部から外周面9側に間隔を空けて形成され、アウターウェル領域75の一部を挟んで第1半導体領域6に対向している。アウターコンタクト領域76は、トレンチ抵抗構造20の底壁22よりも第1半導体領域6の底部側に位置している。アウターコンタクト領域76は、第1トレンチソース構造35の底壁よりも第1半導体領域6の底部側に位置している。アウターコンタクト領域76の底部は、第1コンタクト領域48の底部とほぼ等しい深さ位置に形成されていることが好ましい。
 半導体装置1は、外周面9の表層部において外周面9の周縁およびアウターウェル領域75の間の領域に形成された少なくとも1つ(好ましくは2個以上20個以下)のp型のフィールド領域77を含む。半導体装置1は、この形態では、4個のフィールド領域77を含む。複数のフィールド領域77は、電気的に浮遊状態に形成され、外周面9においてチップ2内の電界を緩和する。
 フィールド領域77の個数、幅、深さ、p型不純物濃度等は任意であり、緩和すべき電界に応じて種々の値を取り得る。フィールド領域77は、アウターコンタクト領域76よりも低いp型不純物濃度を有していてもよい。フィールド領域77は、アウターウェル領域75よりも高いp型不純物濃度を有していてもよい。フィールド領域77は、アウターウェル領域75よりも低いp型不純物濃度を有していてもよい。
 複数のフィールド領域77は、アウターウェル領域75側から外周面9の周縁側に間隔を空けて配列されている。複数のフィールド領域77は、平面視において活性面8に沿って延びる帯状に形成されている。複数のフィールド領域77は、この形態では、平面視において活性面8を取り囲む環状(具体的には四角環状)に形成されている。
 複数のフィールド領域77は、第1半導体領域6の底部から外周面9側に間隔を空けて形成され、第1半導体領域6の一部を挟んで第2半導体領域7に対向している。複数のフィールド領域77は、トレンチ抵抗構造20の底壁22よりも第1半導体領域6の底部側に位置している。
 複数のフィールド領域77は、第1トレンチソース構造35の底壁よりも第1半導体領域6の底部側に位置している。複数のフィールド領域77の底部は、第1コンタクト領域48の底部よりも第1半導体領域6の底部側に位置している。複数のフィールド領域77の底部は、第3ウェル領域46の底部とほぼ等しい深さ位置に形成されていてもよい。
 半導体装置1は、第1~第4接続面10A~10Dのうちの少なくとも1つを被覆するように外周面9の上に形成されたサイドウォール配線78を含む。サイドウォール配線78は、具体的には、主面絶縁膜18の上に配置されている。サイドウォール配線78は、活性面8および外周面9の間に形成された段差を緩和するサイドウォール構造としても機能する。
 サイドウォール配線78は、少なくとも第3接続面10Cおよび第4接続面10Dのいずれか一方に沿って延びる帯状に形成されていることが好ましい。サイドウォール配線78は、この形態では、平面視において活性面8を取り囲むように第1~第4接続面10A~10Dに沿って延びる環状(具体的には四角環状)に形成されている。サイドウォール配線78のうち活性面8の四隅を被覆する部分は、外周面9側に向かう湾曲状に形成されている。
 サイドウォール配線78は、外周面9に沿って膜状に延びる部分、および、第1~第4接続面10A~10Dに沿って膜状に延びる部分を含む。サイドウォール配線78のうち外周面9の上に位置する部分は、活性面8に対して外周面9側の領域において外周面9を膜状に被覆していてもよい。サイドウォール配線78のうち外周面9の上に位置する部分は、活性台地11の厚さ(外周深さDO)未満の厚さを有していてもよい。
 サイドウォール配線78は、外周面9において主面絶縁膜18を挟んでアウターウェル領域75に対向している。サイドウォール配線78は、主面絶縁膜18を挟んでアウターコンタクト領域76に対向していてもよい。サイドウォール配線78は、この形態では、平面視においてフィールド領域77から活性面8側に間隔を空けて形成されている。
 サイドウォール配線78は、第1~第4接続面10A~10Dにおいて主面絶縁膜18を挟んで第3ウェル領域46、第4ウェル領域47、第5ウェル領域67、第6ウェル領域68、第7ウェル領域74およびアウターウェル領域75に対向している。サイドウォール配線78は、この形態では、主面絶縁膜18を挟んでボディ領域19にも対向している。
 サイドウォール配線78は、第1~第4接続面10A~10Dにおいて第1トレンチソース構造35の露出部、第2トレンチソース構造40の露出部、第1ダミートレンチ構造51の露出部、第2ダミートレンチ構造52の露出部およびトレンチ終端構造70の露出部を被覆している。
 これにより、サイドウォール配線78は、第1トレンチソース構造35、第2トレンチソース構造40、第1ダミートレンチ構造51、第2ダミートレンチ構造52およびトレンチ終端構造70に電気的に接続されている。つまり、サイドウォール配線78は、外周面9側から接続対象にソース電位VSを付与する。
 サイドウォール配線78は、第1~第4接続面10A~10Dのうちの少なくとも1つから活性面8の縁部の上に乗り上げたオーバラップ部79を有している。オーバラップ部79は、平面視において活性面8を膜状に被覆し、活性面8の縁部に沿って延びる帯状に形成されている。オーバラップ部79は、この形態では、平面視において活性面8の内方部を取り囲む環状(具体的には四角環状)に形成されている。
 オーバラップ部79は、活性面8の上おいてトレンチ抵抗構造20から活性面8の周縁側に間隔を空けて形成されている。オーバラップ部79は、第1トレンチソース構造35、第2トレンチソース構造40、第1ダミートレンチ構造51、第2ダミートレンチ構造52およびトレンチ終端構造70に電気的に接続されている。
 サイドウォール配線78は、この形態では、導電性ポリシリコンを含み、第1ソース埋設電極38、第2ソース埋設電極43、第1ダミー埋設電極55、第2ダミー埋設電極58および終端埋設電極73と一体的に形成されている。むろん、サイドウォール配線78は、第1ソース埋設電極38、第2ソース埋設電極43、第1ダミー埋設電極55、第2ダミー埋設電極58および終端埋設電極73とは別体的に形成されていてもよい。
 半導体装置1は、主面絶縁膜18を被覆する層間絶縁膜80を含む。層間絶縁膜80は、主面絶縁膜18を挟んで活性面8、外周面9および第1~第4接続面10A~10Dを被覆している。層間絶縁膜80は、活性面8においてトレンチ抵抗構造20、トレンチゲート構造30、第1トレンチソース構造35、第2トレンチソース構造40、第1ダミートレンチ構造51、第2ダミートレンチ構造52およびトレンチ終端構造70を被覆している。
 層間絶縁膜80は、抵抗領域12において主面絶縁膜18の上から抵抗トレンチ23に入り込んでいる。層間絶縁膜80は、抵抗トレンチ23の全周(第1~第4側壁21A~21D)から抵抗トレンチ23に入り込んでいる。層間絶縁膜80は、抵抗トレンチ23の周縁(第1~第4側壁21A~21D)において抵抗絶縁膜24を被覆し、埋設絶縁体26に接続されている。
 層間絶縁膜80は、平面視において埋設抵抗25の周縁から間隔を空けて抵抗絶縁膜24に接続されていることが好ましい。層間絶縁膜80は、この形態では、埋設絶縁体26と共に1つの絶縁膜を形成している。つまり、埋設絶縁体26は、この形態では、層間絶縁膜80の一部を利用して形成されている。むろん、層間絶縁膜80は、埋設絶縁体26とは別体的に形成されていてもよい。
 層間絶縁膜80は、外周領域17において主面絶縁膜18を挟んでアウターウェル領域75、アウターコンタクト領域76および複数のフィールド領域77を被覆している。層間絶縁膜80は、第1~第4接続面10A~10Dにおいてサイドウォール配線78を被覆している。
 層間絶縁膜80は、この形態では、第1~第4側面5A~5Dに連なっている。むろん、層間絶縁膜80の壁部は、外周面9の周縁から内方に間隔を空けて形成され、外周面9の周縁部から第1半導体領域6を露出させていてもよい。層間絶縁膜80は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および酸窒化シリコン膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。層間絶縁膜80は、この形態では、酸化シリコン膜を含む。
 図1~図17(特に図5および図6)を参照して、半導体装置1は、トレンチ抵抗構造20の上に配置されたゲート電極85を含む。ゲート電極85は、トレンチ抵抗構造20の抵抗値よりも低い抵抗値を有している。具体的には、ゲート電極85は、埋設抵抗25の抵抗値よりも低い抵抗値を有している。
 ゲート電極85は、埋設抵抗25よりも厚いことが好ましい。ゲート電極85は、埋設絶縁体26よりも厚いことが特に好ましい。ゲート電極85は、層間絶縁膜80よりも厚いことが好ましい。ゲート電極85は、前述の第1深さD1よりも大きい厚さを有していることが好ましい。ゲート電極85は、前述の抵抗深さDR(外周深さDO、第2深さD2)よりも大きい厚さを有していることが好ましい。ゲート電極85は、0.5μm以上10μm以下の厚さを有していてもよい。ゲート電極85の厚さは、1μm以上5μm以下であることが好ましい。
 ゲート電極85は、Ti膜、TiN膜、W膜、Al膜、Cu膜、Al合金膜、Cu合金膜および導電性ポリシリコン膜のうちの少なくとも1種を含んでいてもよい。ゲート電極85は、純Cu膜(純度が99%以上のCu膜)、純Al膜(純度が99%以上のAl膜)、AlCu合金膜、AlSi合金膜、および、AlSiCu合金膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。ゲート電極85は、この形態では、チップ2側からこの順に積層されたTi膜およびAl合金膜(この形態ではAlSiCu合金膜)を含む積層構造を有している。ゲート電極85は、「ゲートメタル」と称されてもよい。
 ゲート電極85は、この形態では、ゲートパッド86、ゲート配線87およびゲートサブパッド88を含む。ゲートパッド86には、外部からゲート電位VGが付与される。ゲートパッド86は、抵抗領域12においてトレンチ抵抗構造20の直上に配置されている。ゲートパッド86は、この形態では、活性面8の周縁から間隔を空けて活性面8の内方部の上に配置され、外周面9の上に配置されていない。
 ゲートパッド86は、この形態では、トレンチ抵抗構造20(抵抗トレンチ23)の平面積未満の平面積を有し、トレンチ抵抗構造20の周縁から内方に間隔を空けてトレンチ抵抗構造20の周縁によって取り囲まれた領域内のみに配置されている。つまり、ゲートパッド86は、活性領域13(第1~第3活性領域13A~13C)、ダミー領域15および終端領域16から間隔を空けてトレンチ抵抗構造20の直上に配置され、法線方向Zに活性領域13、ダミー領域15および終端領域16に対向していない。
 ゲートパッド86は、第1主面3の平面積の1%以上25%以下の平面積を有していることが好ましい。ゲートパッド86の平面積は、第1主面3の平面積の5%以上20%以下であることが好ましい。むろん、ゲートパッド86は、トレンチ抵抗構造20の平面積よりも大きい平面積を有していてもよい。この場合、ゲートパッド86は、法線方向Zに活性領域13、ダミー領域15および終端領域16のうちの少なくとも1つに対向していてもよい。
 具体的には、ゲートパッド86は、埋設抵抗25に対向するように埋設絶縁体26の上に配置されている。ゲートパッド86は、埋設抵抗25の平面積以上の平面積を有している。ゲートパッド86の平面積は、埋設抵抗25の平面積よりも大きいことが好ましい。むろん、ゲートパッド86の平面積は、埋設抵抗25の平面積未満に設定されてもよい。
 ゲートパッド86は、抵抗トレンチ23の周縁(第1~第4側壁21A~21D)から間隔を空けて抵抗トレンチ23の内方部に配置されている。つまり、ゲートパッド86は、活性面8および抵抗トレンチ23の間に形成された段差部を回避するように配置されている。
 ゲートパッド86は、この形態では、第1~第4側壁21A~21Dの全周から内方に間隔を空けて形成されている。つまり、ゲートパッド86は、埋設絶縁体26の上にのみ配置され、層間絶縁膜80の上には配置されていない。ゲートパッド86は、この形態では、平面視において抵抗トレンチ23の周縁に平行な4辺を有する四角形状に形成されている。むろん、ゲートパッド86は、平面視において多角形状や円形状に形成されていてもよい。
 ゲートパッド86は、埋設絶縁体26を挟んで埋設抵抗25を被覆する第1被覆部86a、および、埋設絶縁体26を挟んで絶縁領域27を被覆する第2被覆部86bを有している。絶縁領域27に対する第2被覆部86bの対向面積は、埋設抵抗25に対する第1被覆部86aの対向面積よりも大きいことが好ましい。このような構造は、絶縁領域27の平面積が埋設抵抗25の平面積よりも大きい場合に特に好ましい。むろん、絶縁領域27に対する第2被覆部86bの対向面積は、埋設抵抗25に対する第1被覆部86aの対向面積よりも小さくてもよい。
 ゲートパッド86は、この形態では、活性面8の高さ位置に対して抵抗トレンチ23の底壁22側に位置する部分、および、活性面8の高さ位置に対して上方に突出した部分を有している。ゲートパッド86は、抵抗トレンチ23の底壁22側に位置する部分において埋設絶縁体26を貫通して埋設抵抗25に電気的に接続されている。具体的には、ゲートパッド86は、埋設抵抗25に形成された第1抵抗開口89を介して埋設抵抗25に接続されている。
 第1抵抗開口89は、平面視において第1方向Xに延びる帯状に形成されている。第1抵抗開口89の平面形状や個数は任意である。たとえば、平面視において四角形状の複数の第1抵抗開口89が第1方向Xおよび第2方向Yのいずれか一方または双方に間隔を空けて形成されていてもよい。
 埋設抵抗25に対するゲートパッド86の接続部の平面積は、埋設抵抗25に対するゲートパッド86の非接続部の平面積未満であることが好ましい。むろん、埋設抵抗25に対するゲートパッド86の接続部の平面積は、埋設抵抗25に対するゲートパッド86の非接続部の平面積よりも大きくてもよい。
 ゲート配線87は、抵抗領域12においてトレンチ抵抗構造20を介してゲートパッド86に電気的に接続され、活性領域13において複数のトレンチゲート構造30に電気的に接続されている。ゲート配線87は、ゲートパッド86に付与されたゲート電位VGを複数のトレンチゲート構造30に伝達する。
 ゲート配線87は、抵抗領域12においてゲートパッド86から間隔を空けてトレンチ抵抗構造20の直上に配置され、抵抗領域12から活性領域13に選択的に引き回されている。ゲート配線87は、この形態では、活性面8の周縁から間隔を空けて活性面8の内方部の上に配置され、外周面9の上に配置されていない。
 ゲート配線87は、この形態では、抵抗配線87a、第1ゲート配線87b、第2ゲート配線87cおよび第3ゲート配線87dを含む。抵抗配線87aは、トレンチ抵抗構造20の直上に位置し、トレンチ抵抗構造20に接続された部分である。抵抗配線87aは、この形態では、平面視においてトレンチ抵抗構造20に交差(具体的には直交)するように第1方向Xに延びる帯状に形成され、トレンチ抵抗構造20の第1側壁21Aおよびゲートパッド86の間の領域に配置されている。
 具体的には、抵抗配線87aは、第2方向Yに関してトレンチ抵抗構造20よりも幅狭な帯状に形成され、第1側壁21Aおよびゲートパッド86から間隔を空けて第1側壁21Aおよびゲートパッド86の間の領域に配置されている。つまり、抵抗配線87aは、平面視においてトレンチ抵抗構造20の内方部を横切る2辺を有している。
 抵抗配線87aの2辺は、この形態では、トレンチ抵抗構造20の第3側壁21Cおよび第4側壁21Dに交差(具体的には直交)している。むろん、抵抗配線87aは、トレンチ抵抗構造20内方部を横切る1辺およびトレンチ抵抗構造20外に位置する1辺を有していてもよい。
 具体的には、抵抗配線87aは、ゲートパッド86とは異なる位置で埋設抵抗25に対向するように埋設絶縁体26の上に配置されている。抵抗配線87aは、埋設抵抗25の平面積以上の平面積を有していてもよいし、埋設抵抗25の平面積未満の平面積を有していてもよい。抵抗配線87aは、平面視において第1側壁21Aおよびゲートパッド86から間隔を空けて第1側壁21Aおよびゲートパッド86の間の領域に配置されている。
 抵抗配線87aは、平面視において埋設抵抗25の内方部を横切る2辺を有している。むろん、抵抗配線87aは、埋設抵抗25の内方部を横切る1辺および埋設抵抗25外に位置する1辺を有していてもよい。埋設抵抗25は、埋設絶縁体26を挟んで埋設抵抗25に対向する部分、および、埋設絶縁体26を挟んで絶縁領域27に対向する部分を有している。埋設抵抗25の2辺は、抵抗トレンチ23の第3側壁21Cおよび第4側壁21Dに交差(具体的には直交)し、埋設絶縁体26の上から層間絶縁膜80の上に引き出されている。
 抵抗配線87aは、この形態では、活性面8の高さ位置に対して抵抗トレンチ23の底壁22側に位置する部分、および、活性面8の高さ位置に対して上方に突出した部分を有している。抵抗配線87aは、抵抗トレンチ23の底壁22側に位置する部分において埋設絶縁体26を貫通して埋設抵抗25に電気的に接続されている。具体的には、抵抗配線87aは、第1抵抗開口89から第1側壁21A側に間隔を空けて埋設絶縁体26に形成された第2抵抗開口90を介して埋設抵抗25に接続されている。
 第2抵抗開口90は、この形態では、平面視において第1方向Xに延びる帯状に形成されている。つまり、第2抵抗開口90は、第1抵抗開口89に対してほぼ平行に延びている。第2抵抗開口90の平面形状や個数は任意である。たとえば、平面視において四角形状の複数の第2抵抗開口90が第1方向Xおよび第2方向Yのいずれか一方または双方に間隔を空けて形成されていてもよい。
 埋設抵抗25に対する抵抗配線87aの接続部の平面積は、埋設抵抗25に対する抵抗配線87aの非接続部の平面積未満であることが好ましい。むろん、埋設抵抗25に対する抵抗配線87aの接続部の平面積は、埋設抵抗25に対する抵抗配線87aの非接続部の平面積よりも大きくてもよい。
 埋設抵抗25に対する抵抗配線87a(ゲート配線87)の対向面積は、埋設抵抗25に対するゲートパッド86の対向面積よりも大きくてもよい。むろん、埋設抵抗25に対する抵抗配線87a(ゲート配線87)の対向面積は、埋設抵抗25に対するゲートパッド86の対向面積未満であってもよい。
 第1ゲート配線87bは、層間絶縁膜80の上に配置されている。第1ゲート配線87bは、抵抗配線87aから第3接続面10C側の領域に引き出され、第1接続面10Aおよび第3接続面10Cに沿ってライン状に延びている。第1ゲート配線87bは、抵抗領域12において抵抗配線87aを介してトレンチ抵抗構造20に電気的に接続され、活性領域13において複数のトレンチゲート構造30に電気的に接続されている。
 具体的には、第1ゲート配線87bは、抵抗配線87a(抵抗領域12)から第1ダミー領域15Aに向けて第1方向Xに延びるライン状に引き出され、第1ダミー領域15Aにおいて層間絶縁膜80を挟んで複数のダミートレンチ構造50を被覆している。第1ゲート配線87bは、この形態では、層間絶縁膜80を挟んで複数の第1ダミートレンチ構造51および複数の第2ダミートレンチ構造52を被覆している。
 第1ゲート配線87bは、第1ダミー領域15Aから活性領域13側に向けて第2方向Yに沿って延びるライン状に引き回され、第1活性領域13Aおよび第2活性領域13Bにおいて複数のトレンチゲート構造30に交差(具体的には直交)している。第1ゲート配線87bは、活性領域13において層間絶縁膜80に形成された複数のゲート開口91を介して複数のゲート接続電極膜49に電気的に接続されている。これにより、第1ゲート配線87bは、複数のゲート接続電極膜49を介して複数のトレンチゲート構造30に電気的に接続されている。
 第2ゲート配線87cは、層間絶縁膜80の上に配置されている。第2ゲート配線87cは、抵抗配線87aから第4接続面10D側の領域に引き出され、第1接続面10Aおよび第4接続面10Dに沿ってライン状に延びている。第2ゲート配線87cは、抵抗領域12において抵抗配線87aを介してトレンチ抵抗構造20に電気的に接続され、活性領域13において複数のトレンチゲート構造30に電気的に接続されている。
 第2ゲート配線87cは、抵抗配線87a(抵抗領域12)から第2ダミー領域15Bに向けて第1方向Xに延びるライン状に引き出され、第2ダミー領域15Bにおいて層間絶縁膜80を挟んで複数のダミートレンチ構造50を被覆している。第2ゲート配線87cは、この形態では、層間絶縁膜80を挟んで複数の第1ダミートレンチ構造51および複数の第2ダミートレンチ構造52を被覆している。
 第2ゲート配線87cは、第2ダミー領域15Bから活性領域13側に向けて第2方向Yに沿って延びるライン状に引き回され、第1活性領域13Aおよび第3活性領域13Cにおいて複数のトレンチゲート構造30に交差(具体的には直交)している。第2ゲート配線87cは、活性領域13において層間絶縁膜80に形成された複数のゲート開口91を介して複数のゲート接続電極膜49に電気的に接続されている。
 第2ゲート配線87cは、複数のゲート接続電極膜49を介して複数のトレンチゲート構造30に電気的に接続されている。第2ゲート配線87cは、この形態では、第1ゲート配線87bに電気的に接続された複数のトレンチゲート構造30に電気的に接続されている。
 第3ゲート配線87dは、埋設絶縁体26および層間絶縁膜80の上に配置されている。第3ゲート配線87dは、抵抗配線87aからゲートパッド86に対して第2接続面10B側の領域に引き出され、抵抗配線87aおよび第2接続面10Bの間の領域を第2方向Yに沿ってライン状に延びている。第3ゲート配線87dは、抵抗領域12において抵抗配線87aを介してトレンチ抵抗構造20に電気的に接続され、活性領域13(第1活性領域13A)において複数のトレンチゲート構造30に電気的に接続されている。
 具体的には、第3ゲート配線87dは、ライン部92、第1分岐部93および第2分岐部94を含む。ライン部92は、層間絶縁膜80の上においてゲートパッド86および第2接続面10Bの間の領域を第2方向Yに沿ってライン状に延びている。ライン部92は、第2接続面10B側の第1端部およびゲートパッド86側の第2端部を有している。第1端部は、第2接続面10Bからゲートパッド86側に間隔を空けて層間絶縁膜80の上に配置されている。
 第2端部は、ゲートパッド86から第2接続面10B側に間隔を空けてトレンチ抵抗構造20の直上に配置している。具体的には、第2端部は、埋設絶縁体26の上に配置されている。さらに具体的には、第2端部は、平面視において埋設抵抗25から間隔を空けて埋設絶縁体26の上に配置されている。
 つまり、ライン部92は、埋設絶縁体26を挟んで絶縁領域27に対向し、埋設絶縁体26を挟んで埋設抵抗25に対向していない。ライン部92(第2端部)は、この形態では、活性面8の高さ位置に対して抵抗トレンチ23の底壁22側に位置する部分、および、活性面8の高さ位置に対して上方に突出した部分を有している。
 ライン部92は、活性領域13(第1活性領域13A)において層間絶縁膜80に形成された複数のゲート開口91を介して複数のゲート接続電極膜49に電気的に接続されている。これにより、ライン部92は、複数のゲート接続電極膜49を介して複数のトレンチゲート構造30に電気的に接続されている。ライン部92は、この形態では、第1ゲート配線87bおよび第2ゲート配線87cに接続された複数のトレンチゲート構造30に電気的に接続されている。
 第1分岐部93は、抵抗配線87aおよびライン部92を接続している。具体的には、第1分岐部93は、ライン部92の第2端部から一方側(第3接続面10C側)に引き出され、ゲートパッド86に沿って帯状に延びている。第1分岐部93は、この形態では、トレンチ抵抗構造20の直上に形成されている。
 具体的には、第1分岐部93は、抵抗トレンチ23の周縁(第1~第4側壁21A~21D)から内方に間隔を空けて抵抗トレンチ23の周縁によって取り囲まれた領域内のみに配置されている。つまり、第1分岐部93は、活性領域13、ダミー領域15および終端領域16から間隔を空けてトレンチ抵抗構造20の直上に配置され、法線方向Zに活性領域13、ダミー領域15および終端領域16に対向していない。
 第1分岐部93は、この形態では、抵抗トレンチ23の周縁から間隔を空けて埋設絶縁体26の上に配置され、抵抗トレンチ23の第2側壁21Bおよび第3側壁21Cに沿って帯状に延びている。第1分岐部93は、平面視において埋設抵抗25から間隔を空けて埋設絶縁体26の上に配置されている。第1分岐部93は、埋設絶縁体26を挟んで絶縁領域27に対向し、埋設絶縁体26を挟んで埋設抵抗25に対向していない。
 第1分岐部93は、抵抗トレンチ23の第1側壁21A側の領域において抵抗配線87aに接続されている。つまり、第1分岐部93は、絶縁領域27の直上で抵抗配線87aに接続されている。第1分岐部93は、この形態では、活性面8の高さ位置に対して抵抗トレンチ23の底壁22側に位置する部分、および、活性面8の高さ位置に対して上方に突出した部分を有している。
 むろん、第1分岐部93は、埋設絶縁体26の上から層間絶縁膜80の上に引き出され、法線方向Zにトレンチ抵抗構造20外の領域に対向する部分を有していてもよい。この場合、第1分岐部93は、法線方向Zに活性領域13、ダミー領域15および終端領域16のうちの少なくとも1つに対向していてもよい。また、第1分岐部93は、第1ゲート配線87bに接続され、第1ゲート配線87bを介して抵抗配線87aに電気的に接続されていてもよい。
 第2分岐部94は、抵抗配線87aおよびライン部92を接続している。第2分岐部94は、ライン部92の第1端部から他方側(第4接続面10D側)に引き出され、ゲートパッド86に沿って帯状に延びている。第2分岐部94は、この形態では、トレンチ抵抗構造20の直上に形成されている。
 具体的には、第2分岐部94は、トレンチ抵抗構造20の周縁(第1~第4側壁21A~21D)から内方に間隔を空けてトレンチ抵抗構造20の周縁によって取り囲まれた領域内のみに配置されている。つまり、第2分岐部94は、活性領域13、ダミー領域15および終端領域16から間隔を空けてトレンチ抵抗構造20の直上に配置され、法線方向Zに活性領域13、ダミー領域15および終端領域16に対向していない。
 第2分岐部94は、この形態では、抵抗トレンチ23の周縁から間隔を空けて埋設絶縁体26の上に配置され、抵抗トレンチ23の第2側壁21Bおよび第4側壁21Dに沿って帯状に延びている。第2分岐部94は、平面視において埋設抵抗25から間隔を空けて埋設絶縁体26の上に配置されている。つまり、第2分岐部94は、埋設絶縁体26を挟んで絶縁領域27に対向し、埋設絶縁体26を挟んで埋設抵抗25に対向していない。
 第2分岐部94は、抵抗トレンチ23の第1側壁21A側の領域において抵抗配線87aに接続されている。第2分岐部94は、絶縁領域27の直上で抵抗配線87aに接続されている。第2分岐部94は、抵抗配線87aおよび第1分岐部93と共にゲートパッド86を取り囲んでいる。第2分岐部94は、この形態では、活性面8の高さ位置に対して抵抗トレンチ23の底壁22側に位置する部分、および、活性面8の高さ位置に対して上方に突出した部分を有している。
 むろん、第2分岐部94は、埋設絶縁体26の上から層間絶縁膜80の上に引き出され、法線方向Zにトレンチ抵抗構造20外の領域に対向する部分を有していてもよい。この場合、第2分岐部94は、法線方向Zに活性領域13、ダミー領域15および終端領域16のうちの少なくとも1つに対向していてもよい。また、第2分岐部94は、第2ゲート配線87cに接続され、第2ゲート配線87cを介して抵抗配線87aに電気的に接続されていてもよい。
 ゲートサブパッド88には、外部からゲート電位VGが付与される。ゲートサブパッド88は、ゲートパッド86よりも幅狭に形成され、ゲート配線87よりも幅広に形成されている。ゲートサブパッド88の一部または全部は、平面視においてトレンチ抵抗構造20外の領域に配置される。
 ゲートサブパッド88は、トレンチ抵抗構造20を介してゲートパッド86に電気的に接続されるように層間絶縁膜80の上に配置されている。ゲートサブパッド88は、この形態では、ゲートパッド86から第3接続面10C側に間隔を空けて配置され、第1方向Xにゲートパッド86に対向している。
 ゲートサブパッド88は、平面視においてダミー領域15(第1ダミー領域15A)から間隔を空けて層間絶縁膜80のうち活性領域13を被覆する部分の上に配置されている。ゲートサブパッド88は、層間絶縁膜80を挟んで複数のトレンチゲート構造30および複数の第1トレンチソース構造35に対向している。ゲートサブパッド88は、平面視において第2方向Yにダミー領域15(第1ダミー領域15A)に対向している。
 ゲートサブパッド88は、この形態では、ゲート配線87に電気的に接続されている。具体的には、ゲートサブパッド88は、第3ゲート配線87d(第1分岐部93)からトレンチ抵抗構造20外の領域に引き出され、埋設抵抗25を挟んでトレンチ抵抗構造20に対向する部分を有している。
 ゲートサブパッド88は、第1~第3ゲート配線87b~87dの少なくとも1つに接続されていればよく、ゲートサブパッド88の配置箇所は任意である。むろん、ゲートサブパッド88は、抵抗配線87aに接続されていてもよい。また、ゲートサブパッド88は、第1ダミー領域15A、第2ダミー領域15Bおよび第1終端領域16Aの少なくとも1つに対向する領域に配置されていてもよい。
 以下、図26を参照して、ゲート電極85およびトレンチ抵抗構造20の接続形態が説明される。図26は、ゲート電極85およびトレンチ抵抗構造20の接続形態を示す電気回路図である。図26では、トレンチゲート構造30がMISFETを示す回路記号によって示されている。
 図26を参照して、ゲート配線87は、ゲート抵抗Rを介してゲートパッド86に電気的に接続されている。ゲート抵抗Rは、トレンチ抵抗構造20のうちゲートパッド86の接続部および第1ゲート配線87bの接続部の間に位置する部分(つまり埋設抵抗25の一部)によって形成されている。ゲート抵抗Rの抵抗値は、ゲートパッド86の接続部および第1ゲート配線87bの接続部の間の距離を増減させることによって調節される。
 ゲート抵抗R(トレンチ抵抗構造20)は、スイッチング動作時におけるスイッチング速度を遅延させて、サージ電流を抑制する。つまり、ゲート抵抗Rは、サージ電流に起因するノイズを抑制する。ゲート抵抗Rは、第1主面3(活性面8)に形成されているため、半導体装置1に外付け接続されない。したがって、ゲート抵抗Rが第1主面3に組み込まれることによって、回路基板に実装される部品点数が削減される。
 ゲート抵抗Rはチップ2の厚さ方向に組み込まれたトレンチ抵抗構造20を含むため、第1主面3に対するゲート抵抗Rの専有面積は限定的になる。したがって、ゲート抵抗Rの導入に起因する活性領域13の面積の縮小は抑制される。また、半導体装置1のチップ2の厚さ方向に沿う厚化(大型化)が抑制される。ゲート配線87は、第1~第3ゲート配線87b~87dの全てを同時に含む必要はなく、第1~第3ゲート配線87b~87dのうちの少なくとも1つを含んでいればよい。
 図1~図25を再度参照して、半導体装置1は、ゲート電極85から間隔を空けて層間絶縁膜80の上に配置されたソース電極95を含む。ソース電極95は、平面視においてトレンチ抵抗構造20から間隔を空けて層間絶縁膜80の上に配置されている。ソース電極95は、埋設絶縁体26を被覆していない。
 ソース電極95は、トレンチ抵抗構造20の抵抗値よりも低い抵抗値を有している。具体的には、ソース電極95は、埋設抵抗25の抵抗値よりも低い抵抗値を有している。ソース電極95は、埋設抵抗25よりも厚いことが好ましい。ソース電極95は、埋設絶縁体26よりも厚いことが特に好ましい。ソース電極95は、層間絶縁膜80よりも厚いことが好ましい。
 ソース電極95は、前述の第1深さD1よりも大きい厚さを有していることが好ましい。ソース電極95は、前述の抵抗深さDR(外周深さDO、第2深さD2)よりも大きい厚さを有していることが好ましい。ソース電極95は、0.5μm以上10μm以下の厚さを有していてもよい。ソース電極95の厚さは、1μm以上5μm以下であることが好ましい。ソース電極95の厚さは、ゲート電極85の厚さとほぼ等しいことが好ましい。
 ソース電極95は、Ti膜、TiN膜、W膜、Al膜、Cu膜、Al合金膜、Cu合金膜および導電性ポリシリコン膜のうちの少なくとも1種を含んでいてもよい。ソース電極95は、純Cu膜(純度が99%以上のCu膜)、純Al膜(純度が99%以上のAl膜)、AlCu合金膜、AlSi合金膜、および、AlSiCu合金膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。ソース電極95は、この形態では、チップ2側からこの順に積層されたTi膜およびAl合金膜(この形態ではAlSiCu合金膜)を含む積層構造を有している。ソース電極95は、「ソースメタル」と称されてもよい。
 ソース電極95は、この形態では、第1ソースパッド96、第2ソースパッド97、第1ソースサブパッド98、第2ソースサブパッド99およびソース配線100を含む。第1ソースパッド96には、外部からメインソース用のソース電位VSが付与される。第1ソースパッド96は、層間絶縁膜80のうち第1活性領域13Aを被覆する部分の上において、第1ゲート配線87bおよび第3ゲート配線87dの間の領域に配置されている。
 第1ソースパッド96は、層間絶縁膜80を挟んで複数のトレンチゲート構造30に対向している。第1ソースパッド96は、層間絶縁膜80に形成された複数のソース開口101を介して複数の第1トレンチソース構造35、ソース領域29および複数の第1コンタクト領域48に電気的に接続されている。第1ソースパッド96は、ゲートパッド86の平面積よりも大きい平面積を有していることが好ましい。
 第2ソースパッド97には、外部からメインソース用のソース電位VSが付与される。第2ソースパッド97は、層間絶縁膜80のうち第1活性領域13Aを被覆する部分の上において、第2ゲート配線87cおよび第3ゲート配線87dの間の領域に配置されている。第2ソースパッド97は、層間絶縁膜80を挟んで複数のトレンチゲート構造30に対向している。
 第2ソースパッド97は、層間絶縁膜80に形成された複数のソース開口101を介して複数の第1トレンチソース構造35、ソース領域29および複数の第1コンタクト領域48に電気的に接続されている。第2ソースパッド97は、ゲートパッド86の平面積よりも大きい平面積を有していることが好ましい。第3ゲート配線87dが形成されていない場合、第2ソースパッド97は、第1ソースパッド96と一体的に形成されていてもよい。
 第1ソースサブパッド98には、外部からソースセンス用のソース電位VSが付与される。第1ソースサブパッド98は、この形態では、層間絶縁膜80のうち第2活性領域13Bを被覆する部分の上において、ゲートパッド86および第1ゲート配線87b(第3接続面10C)の間の領域に配置されている。具体的には、第1ソースサブパッド98は、第1ゲート配線87bおよび第3ゲート配線87dの第1分岐部93の間の領域に配置されている。
 第1ソースサブパッド98は、第1ソースパッド96の平面積未満の平面積を有し、第1ソースパッド96と一体的に形成されている。第1ソースサブパッド98の平面積は、ゲートサブパッド88の平面積よりも大きいことが好ましい。第1ソースサブパッド98の平面積は、ゲートパッド86の平面積よりも大きいことが特に好ましい。
 第1ソースサブパッド98は、層間絶縁膜80を挟んで複数のトレンチゲート構造30に対向している。第1ソースサブパッド98は、層間絶縁膜80に形成された複数のソース開口101を介して複数の第1トレンチソース構造35、ソース領域29および複数の第1コンタクト領域48に電気的に接続されている。
 第2ソースサブパッド99には、外部からソースセンス用のソース電位VSが付与される。第2ソースサブパッド99は、この形態では、層間絶縁膜80のうち第3活性領域13Cを被覆する部分の上において、ゲートパッド86および第2ゲート配線87c(第4接続面10D)の間の領域に配置されている。具体的には、第2ソースサブパッド99は、第2ゲート配線87cおよび第3ゲート配線87dの第2分岐部94の間の領域に配置されている。
 第2ソースサブパッド99は、この形態では、第2ソースパッド97の平面積未満の平面積を有し、第2ソースパッド97と一体的に形成されている。第2ソースサブパッド99の平面積は、ゲートサブパッド88の平面積よりも大きいことが好ましい。第2ソースサブパッド99の平面積は、ゲートパッド86の平面積よりも大きいことが特に好ましい。
 第2ソースサブパッド99は、層間絶縁膜80を挟んで複数のトレンチゲート構造30に対向している。第2ソースサブパッド99は、層間絶縁膜80に形成された複数のソース開口101を介して複数の第1トレンチソース構造35、ソース領域29および複数の第1コンタクト領域48に電気的に接続されている。
 第1ソースパッド96、第2ソースパッド97、第1ソースサブパッド98、第2ソースサブパッド99の総平面積は、第1主面3の平面積の50%以上90%以下であることが好ましい。総平面積は、第1主面3の平面積の75%以上であることが特に好ましい。
 ソース配線100は、第1ソースパッド96および第2ソースパッド97に付与されたソース電位VSを他の領域に伝達する。ソース配線100は、この形態では、ゲート配線87よりも外周領域17側に位置するように第1ソースパッド96および第2ソースパッド97から引き出されている。
 ソース配線100は、活性面8側から第1~第4接続面10A~10Dを通過して外周面9側に引き出されている。ソース配線100は、第1~第4接続面10A~10Dに沿って延びる帯状に形成されている。つまり、ソース配線100は、層間絶縁膜80を挟んでサイドウォール配線78に対向している。ソース配線100は、この形態では、第1~第4接続面10A~10Dに沿って延びる環状(具体的には四角環状)に形成され、ゲート配線87を取り囲んでいる。
 ソース配線100は、層間絶縁膜80に形成されたアウター開口102を介してサイドウォール配線78およびアウターコンタクト領域76に電気的に接続されている。アウター開口102は、サイドウォール配線78およびアウターコンタクト領域76に沿って延びる帯状または環状に形成されている。ソース配線100に付与されたソース電位VSは、サイドウォール配線78を介して第1トレンチソース構造35、第2トレンチソース構造40、第1ダミートレンチ構造51、第2ダミートレンチ構造52およびトレンチ終端構造70に伝達される。
 半導体装置1は、第1主面3の上でゲート電極85、ソース電極95および層間絶縁膜80を選択的に被覆するアッパー絶縁膜110を含む。アッパー絶縁膜110は、ゲートパッド86の内方部を露出させるゲートパッド開口111およびゲートサブパッド88の内方部を露出させるゲートサブパッド開口112を含む。
 アッパー絶縁膜110は、ゲートパッド86の周縁部、ゲートサブパッド88の周縁部およびゲート配線87の全域を被覆している。つまり、アッパー絶縁膜110は、抵抗トレンチ23内において埋設絶縁体26、ゲートパッド86の周縁部、抵抗配線87a、第1分岐部93および第2分岐部94を被覆している。
 ゲートパッド開口111は、平面視において四角形状に形成されている。ゲートサブパッド開口112は、平面視において四角形状に形成されている。ゲートサブパッド開口112は、ゲートパッド開口111の平面積よりも小さい平面積を有している。
 アッパー絶縁膜110は、第1ソースパッド96の内方部を露出させる第1ソースパッド開口113、第2ソースパッド97の内方部を露出させる第2ソースパッド開口114、第1ソースサブパッド98の内方部を露出させる第1ソースサブパッド開口115、および、第2ソースサブパッド99の内方部を露出させる第2ソースサブパッド開口116を含む。アッパー絶縁膜110は、第1ソースパッド96の周縁部、第2ソースパッド97の周縁部、第1ソースサブパッド98の周縁部、第2ソースサブパッド99の周縁部およびソース配線100の全域を被覆している。
 第1ソースパッド開口113は、平面視において四角形状に形成されている。第1ソースパッド開口113は、ゲートサブパッド開口112の平面積よりも大きい平面積を有している。第1ソースパッド開口113の平面積は、ゲートパッド開口111の平面積よりも大きいことが好ましい。
 第2ソースパッド開口114は、平面視において四角形状に形成されている。第2ソースパッド開口114は、ゲートサブパッド開口112の平面積よりも大きい平面積を有している。第2ソースパッド開口114の平面積は、ゲートパッド開口111の平面積よりも大きいことが好ましい。第2ソースパッド開口114の平面積は、第1ソースパッド開口113の平面積とほぼ等しいことが好ましい。
 第1ソースサブパッド開口115は、平面視において四角形状に形成されている。第1ソースサブパッド開口115は、第1ソースパッド開口113の平面積よりも小さい平面積を有している。第1ソースサブパッド開口115の平面積は、ゲートサブパッド開口112の平面積よりも大きいことが好ましい。第1ソースサブパッド開口115の平面積は、この形態では、ゲートパッド開口111の平面積よりも大きい。むろん、第1ソースサブパッド開口115の平面積は、ゲートパッド開口111の平面積未満であってもよい。
 第2ソースサブパッド開口116は、平面視において四角形状に形成されている。第2ソースサブパッド開口116は、第2ソースパッド開口114の平面積よりも小さい平面積を有している。第2ソースサブパッド開口116の平面積は、ゲートサブパッド開口112の平面積よりも大きいことが好ましい。第2ソースサブパッド開口116の平面積は、この形態では、ゲートパッド開口111の平面積よりも大きい。むろん、第2ソースサブパッド開口116の平面積は、ゲートパッド開口111の平面積未満であってもよい。第2ソースサブパッド開口116の平面積は、第1ソースサブパッド開口115の平面積とほぼ等しいことが好ましい。
 第1ソースサブパッド98を利用したソースセンスを必要としない場合、第1ソースパッド96および第1ソースサブパッド98の双方を露出させる第1ソースパッド開口113を形成すればよい。第2ソースサブパッド99を利用したソースセンスを必要としない場合、第2ソースパッド97および第2ソースサブパッド99の双方を露出させる第2ソースパッド開口114を形成すればよい。
 アッパー絶縁膜110は、チップ2の周縁(第1~第4側面5A~5D)から内方に間隔を空けて形成され、チップ2の周縁との間でダイシングストリート117を区画している。ダイシングストリート117は、平面視においてチップ2の周縁に沿って延びる帯状に形成されている。ダイシングストリート117は、この形態では、平面視において活性面8を取り囲む環状(具体的には四角環状)に形成されている。ダイシングストリート117は、この形態では、層間絶縁膜80を露出させている。
 むろん、主面絶縁膜18および層間絶縁膜80が外周面9を露出させている場合、ダイシングストリート117は、外周面9を露出させていてもよい。ダイシングストリート117は、1μm以上200μm以下の幅を有していてもよい。ダイシングストリート117の幅は、ダイシングストリート117の延在方向に直交する方向の幅である。ダイシングストリート117の幅は、5μm以上50μm以下であることが好ましい。
 アッパー絶縁膜110は、ゲート電極85の厚さおよびソース電極95の厚さを超える厚さを有していることが好ましい。アッパー絶縁膜110の厚さは、チップ2の厚さ未満であることが好ましい。アッパー絶縁膜110の厚さは、3μm以上35μm以下であってもよい。アッパー絶縁膜110の厚さは、25μm以下であることが好ましい。
 アッパー絶縁膜110は、この形態では、チップ2側からこの順に積層された無機絶縁膜120および有機絶縁膜121を含む積層構造を有している。アッパー絶縁膜110は、無機絶縁膜120および有機絶縁膜121のうちの少なくとも1つを含んでいればよく、必ずしも無機絶縁膜120および有機絶縁膜121を同時に含む必要はない。
 無機絶縁膜120は、ゲート電極85、ソース電極95および層間絶縁膜80を選択的に被覆し、ゲートパッド開口111の一部、ゲートサブパッド開口112の一部、第1ソースパッド開口113の一部、第2ソースパッド開口114の一部、第1ソースサブパッド開口115の一部、第2ソースサブパッド開口116の一部およびダイシングストリート117の一部を区画している。
 無機絶縁膜120は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および酸窒化シリコン膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。無機絶縁膜120は、層間絶縁膜80とは異なる絶縁材料を含むことが好ましい。無機絶縁膜120は、窒化シリコン膜を含むことが好ましい。無機絶縁膜120は、層間絶縁膜80の厚さ未満の厚さを有していることが好ましい。無機絶縁膜120の厚さは、0.1μm以上5μm以下であってもよい。
 有機絶縁膜121は、無機絶縁膜120を選択的に被覆し、ゲートパッド開口111の一部、ゲートサブパッド開口112の一部、第1ソースパッド開口113の一部、第2ソースパッド開口114の一部、第1ソースサブパッド開口115の一部、第2ソースサブパッド開口116の一部およびダイシングストリート117の一部を区画している。
 有機絶縁膜121は、ゲートパッド開口111の壁面において無機絶縁膜120を露出させていてもよい。有機絶縁膜121は、ゲートサブパッド開口112の壁面において無機絶縁膜120を露出させていてもよい。有機絶縁膜121は、第1ソースパッド開口113の壁面において無機絶縁膜120を露出させていてもよい。有機絶縁膜121は、第2ソースパッド開口114の壁面において無機絶縁膜120を露出させていてもよい。
 有機絶縁膜121は、第1ソースサブパッド開口115の壁面において無機絶縁膜120を露出させていてもよい。有機絶縁膜121は、第2ソースサブパッド開口116の壁面において無機絶縁膜120を露出させていてもよい。有機絶縁膜121は、ダイシングストリート117の壁面において無機絶縁膜120を露出させていてもよい。むろん、有機絶縁膜121は、無機絶縁膜120を露出させないように無機絶縁膜120の全域を被覆していてもよい。
 有機絶縁膜121は、熱硬化性樹脂以外の樹脂膜からなることが好ましい。有機絶縁膜121は、透光性樹脂または透明樹脂からなっていてもよい。有機絶縁膜121は、ネガティブタイプまたはポジティブタイプの感光性樹脂膜からなっていてもよい。有機絶縁膜121は、ポリイミド膜、ポリアミド膜またはポリベンゾオキサゾール膜からなることが好ましい。有機絶縁膜121は、この形態では、ポリベンゾオキサゾール膜を含む。
 有機絶縁膜121は、無機絶縁膜120の厚さを超える厚さを有していることが好ましい。有機絶縁膜121の厚さは、層間絶縁膜80の厚さを超えていることが好ましい。有機絶縁膜121の厚さは、ゲート電極85の厚さおよびソース電極95の厚さを超えていることが特に好ましい。有機絶縁膜121の厚さは、3μm以上30μm以下であってもよい。有機絶縁膜121の厚さは、20μm以下であることが好ましい。
 半導体装置1は、第2主面4を被覆するドレイン電極130を含む。ドレイン電極130は、第2主面4から露出した第2半導体領域7とオーミック接触を形成している。ドレイン電極130は、チップ2の周縁(第1~第4側面5A~5D)に連なるように第2主面4の全域を被覆していてもよい。ソース電極95およびドレイン電極130の間(第1主面3および第2主面4の間)に印加可能なブレークダウン電圧は、500V以上3000V以下であってもよい。
 以上、半導体装置1は、チップ2、トレンチ抵抗構造20、ゲートパッド86およびゲート配線87を含む。チップ2は、第1主面3を有している。トレンチ抵抗構造20は、第1主面3に形成されている。ゲートパッド86は、トレンチ抵抗構造20よりも低い抵抗値を有し、トレンチ抵抗構造20に電気的に接続されるようにトレンチ抵抗構造20の上に配置されている。ゲート配線87は、トレンチ抵抗構造20よりも低い抵抗値を有し、トレンチ抵抗構造20を介してゲートパッド86に電気的に接続されるようにトレンチ抵抗構造20の上に配置されている。
 この構造によれば、ゲート抵抗Rとなるトレンチ抵抗構造20がチップ2内に組み込まれているため、第1主面3の法線方向Zに沿うデバイスの大型化(厚化)を抑制できる。また、ゲートパッド86およびゲート配線87がトレンチ抵抗構造20の上に配置されるため、平面視において第1主面3に対するトレンチ抵抗構造20、ゲートパッド86およびゲート配線87の専有面積を低減できる。よって、ゲート抵抗Rを備えた構成において、小型化に寄与する新規なレイアウトを有する半導体装置1を提供できる。
 ゲートパッド86は、トレンチ抵抗構造20の平面積未満の平面積を有していることが好ましい。この構造によれば、平面視においてトレンチ抵抗構造20の壁面から間隔を空けてトレンチ抵抗構造20の壁面によって取り囲まれた領域内にゲートパッド86を配置できる。また、ゲートパッド86の大型化を抑制し、ゲートパッド86の配置箇所をトレンチ抵抗構造20の直上に制限できるため、ゲートパッド86のレイアウトに起因する設計ルールの制限(たとえばチップ2側に形成される構造物のレイアウトの制限)を緩和できる。
 ゲート配線87は、平面視においてトレンチ抵抗構造20よりも幅狭な帯状に延びていることが好ましい。ゲート配線87は、平面視においてトレンチ抵抗構造20の内方部を横切る2辺を有していることが好ましい。これらの構造によれば、ゲート配線87の大型化を抑制できるため、ゲート配線87のレイアウトに起因する設計ルールの制限(たとえばチップ2側に形成される構造物のレイアウトの制限)を緩和できる。
 トレンチ抵抗構造20は、第1主面3に形成された抵抗トレンチ23、抵抗トレンチ23の壁面を被覆する抵抗絶縁膜24、および、抵抗絶縁膜24を挟んで抵抗トレンチ23内に配置された埋設抵抗25を含むことが好ましい。この場合、ゲートパッド86は、埋設抵抗25よりも低い抵抗値を有し、埋設抵抗25に電気的に接続されていることが好ましい。また、ゲート配線87は、埋設抵抗25よりも低い抵抗値を有し、埋設抵抗25に電気的に接続されていることが好ましい。
 埋設抵抗25は、抵抗トレンチ23の周縁から間隔を空けて抵抗トレンチ23の内方部内に配置されていることが好ましい。この構造によれば、埋設抵抗25および抵抗トレンチ23の周縁との間に抵抗絶縁膜24が露出した絶縁領域27を区画できる。この構造によれば、埋設抵抗25(トレンチ抵抗構造20)を、チップ2や他の構造物から適切に電気的に独立させることができる。
 これにより、他の構造物に対するゲート抵抗Rの電気的な影響を低減し、ゲート抵抗Rに対する他の構造物の電気的な影響を低減できる。たとえば、埋設抵抗25に起因するチャネルの誤作動を抑制できる。よって、ゲート抵抗Rをチップ2に適切に組み込むことができる。
 埋設抵抗25は、抵抗トレンチ23の全周から間隔を空けて抵抗トレンチ23の内方部内に配置されていることが特に好ましい。この構造によれば、平面視において埋設抵抗25を環状に取り囲む絶縁領域27を区画できる。絶縁領域27の平面積は、埋設抵抗25の平面積以上であることが好ましい。
 埋設抵抗25は、抵抗トレンチ23の中央部に対して抵抗トレンチ23の周縁側に偏在していてもよい。この構造によれば、埋設抵抗25に対するゲートパッド86の接続位置および埋設抵抗25に対するゲート配線87の接続位置を適切に調節できる。つまり、埋設抵抗25、ゲートパッド86およびゲート配線87に課される設計ルールの制限を緩和できる。
 ゲートパッド86は、埋設抵抗25の平面積以上の平面積を有していることが好ましい。この構造によれば、外部からゲートパッド86にゲート電位VGを適切に付与できる。ゲート配線87は、平面視において埋設抵抗25よりも幅狭な帯状に形成されていることが好ましい。ゲート配線87は、平面視において埋設抵抗25の内方部を横切る2辺を有していることが好ましい。これらの構造によれば、ゲート配線87の大型化を適切に抑制できる。
 埋設抵抗25は、抵抗トレンチ23の深さよりも小さい厚さを有し、第1主面3の高さ位置から抵抗トレンチ23の底壁22側に間隔を空けて抵抗トレンチ23内に配置されていることが好ましい。この構造によれば、抵抗トレンチ23内に埋設抵抗25を収容できるため、埋設抵抗25の厚さに起因する大型化を抑制できる。
 このような構造において、ゲートパッド86は、第1主面3の高さ位置に対して抵抗トレンチ23の底壁22側の領域において埋設抵抗25に接続されることが好ましい。この場合、ゲートパッド86は、第1主面3よりも上方に突出した部分を有していることが好ましい。この構造によれば、外部からゲートパッド86にゲート電位VGを適切に付与できる。
 また、ゲート配線87は、第1主面3の高さ位置に対して抵抗トレンチ23の底壁22側の領域において埋設抵抗25に接続されることが好ましい。この場合、ゲート配線87は、第1主面3よりも上方に突出した部分を有していてもよい。
 トレンチ抵抗構造20は、抵抗トレンチ23内で埋設抵抗25を被覆する埋設絶縁体26を含むことが好ましい。この構造によれば、埋設絶縁体26によって埋設抵抗25を他の構造物から適切に絶縁し、保護できる。この場合、ゲートパッド86は、埋設絶縁体26を貫通して埋設抵抗25に電気的に接続されるように埋設絶縁体26の上に配置されていることが好ましい。また、ゲート配線87は、埋設絶縁体26を貫通して埋設抵抗25に電気的に接続されるように埋設絶縁体26の上に配置されていることが好ましい。
 半導体装置1は、埋設絶縁体26に接続されるように第1主面3を被覆する層間絶縁膜80を含むことが好ましい。この場合、層間絶縁膜80は、埋設絶縁体26に接続されていることが好ましい。この構造によれば、埋設絶縁体26および層間絶縁膜80によって抵抗トレンチ23および埋設抵抗25を保護できる。
 半導体装置1は、トレンチ抵抗構造20に隣り合うようにトレンチ抵抗構造20から間隔を空けて第1主面3に形成されたダミートレンチ構造50を含むことが好ましい。この構造によれば、ダミートレンチ構造50を利用してトレンチ抵抗構造20の近傍における電界を緩和できる。ダミートレンチ構造50には、トレンチ抵抗構造20とは異なる電位が付与されることが好ましい。つまり、ダミートレンチ構造50は、チャネルの制御に寄与しないことが好ましい。この場合、ダミートレンチ構造50には、ソース電位VSが付与されることが好ましい。
 この場合、ゲート配線87は、平面視においてダミートレンチ構造50に重なっていてもよい。この構造によれば、ゲート配線87の配置箇所をダミートレンチ構造50の直上に制限できるため、ゲート配線87のレイアウトに起因する設計ルールの制限(たとえばチップ2側に形成される構造物のレイアウトの制限)を緩和できる。複数のダミートレンチ構造50が第1主面3に形成されていることが好ましい。この構造によれば、複数のダミートレンチ構造50を利用してトレンチ抵抗構造20の近傍における緩和できる。
 半導体装置1は、トレンチ抵抗構造20に隣り合うようにトレンチ抵抗構造20から間隔を空けて第1主面3に形成されたトレンチゲート構造30を含むことが好ましい。この場合、ゲート配線87は、トレンチゲート構造30に電気的に接続されていることが好ましい。この構造によれば、ゲートパッド86およびトレンチゲート構造30の間にトレンチ抵抗構造20(ゲート抵抗R)を電気的に介在させることができる。
 半導体装置1は、トレンチ抵抗構造20およびトレンチゲート構造30に隣り合うように第1主面3に形成された第1トレンチソース構造35を含むことが好ましい。トレンチ抵抗構造20は、トレンチ抵抗構造20よりも浅く形成されていてもよい。第1トレンチソース構造35は、トレンチゲート構造30よりも深く形成されていてもよい。第1トレンチソース構造35は、トレンチ抵抗構造20ほぼ等しい深さで形成されていてもよい。
 このような構造は、トレンチ抵抗構造20に対する電界集中を抑制し、耐圧(ブレークダウン電圧)を向上させる上で有効である。このような構造において、複数のダミートレンチ構造50は、トレンチゲート構造30に対応して比較的浅く形成された第1ダミートレンチ構造51、および、トレンチ抵抗構造20に対応して比較的深く形成された第2ダミートレンチ構造52を含むことが好ましい。
 半導体装置1は、第1主面3の表層部に形成されたn型の第1半導体領域6を含むことが好ましい。この場合、トレンチ抵抗構造20は、第1半導体領域6内に位置するように第1主面3に形成される。このような構造において、半導体装置1は、第1半導体領域6とpn接合部を形成するように第1半導体領域6内においてトレンチ抵抗構造20に沿う領域に形成されたp型の第1ウェル領域28を含むことが好ましい。この構造によれば、第1ウェル領域28を起点に拡がる空乏層によって耐圧(たとえばブレークダウン電圧)を向上できる。
 半導体装置1は、第1主面3の内方部に形成された活性面8、活性面8からチップ2の厚さ方向に窪むように第1主面3の周縁部に形成された外周面9、ならびに、活性面8および外周面9を接続する第1~第4接続面10A~10Dによって第1主面3に区画された活性台地11を含んでいてもよい。この場合、トレンチ抵抗構造20は、活性面8に形成されていることが好ましい。
 半導体装置1は、第1~第4接続面10A~10Dの少なくとも1つを被覆するように外周面9の上に配置されたサイドウォール構造を含んでいてもよい。第1トレンチソース構造35は第1~第4接続面10A~10Dのうちの少なくとも1つから露出していてもよい。この場合、サイドウォール構造は、第1トレンチソース構造35に電気的に接続されたサイドウォール配線78からなっていてもよい。
 この構造によれば、サイドウォール配線78によって、トレンチ抵抗構造20に対する電位とは異なる電位を外周面9側から第1トレンチソース構造35に付与できる。むろん、ダミートレンチ構造50が第1~第4接続面10A~10Dのうちの少なくとも1つから露出し、サイドウォール配線78がダミートレンチ構造50に電気的に接続されていてもよい。
 半導体装置1は、トレンチ抵抗構造20よりも低い抵抗値を有し、トレンチ抵抗構造20を介してゲートパッド86に電気的に接続されるように第1主面3の上に配置されたゲートサブパッド88を含んでいてもよい。この構造によれば、ゲートパッド86およびゲートサブパッド88の間の抵抗値を測定することによって、ゲートパッド86およびゲート配線87の間の抵抗値を間接的に測定できる。
 ゲートサブパッド88は、平面視においてトレンチ抵抗構造20外の領域に配置されていることが好ましい。ゲートサブパッド88は、ゲートパッド86よりも幅狭に形成され、ゲート配線87よりも幅広に形成されていることが好ましい。ゲートサブパッド88は、ゲート配線87に接続されていてもよい。
 半導体装置1は、外周領域17において第1主面3の表層部に形成されたp型のアウターウェル領域75を含んでいてもよい。この構造によれば、アウターウェル領域75によって外周領域17の電界を緩和できる。半導体装置1は、外周領域17において第1主面3の表層部に形成された少なくとも1つのp型のフィールド領域77を含んでいてもよい。この構造によれば、フィールド領域77によって外周領域17の電界を緩和できる。
 チップ2は、ワイドバンドギャップ半導体の単結晶を含むことが好ましい。ワイドバンドギャップ半導体の単結晶は、電気的特性を向上させる上で有効である。また、ワイドバンドギャップ半導体の単結晶によれば、比較的高い硬度によってチップ2の変形を抑制しながら、チップ2の薄化およびチップ2の平面積の増加を達成できる。
 チップ2の薄化およびチップ2の平面積の拡張は、電気的特性を向上させる上でも有効である。たとえば、チップ2は、平面視において1mm角以上の面積を有する第1主面3を有していてもよい。たとえば、チップ2は、200μm以下の厚さを有していてもよい。チップ2は、断面視において100μm以下の厚さを有していることが好ましい。
 以下、図27~図32を参照して、実施形態に適用される種々の変形例が説明される。図27は、第1変形例に係るトレンチ抵抗構造20を示す断面図である。前述の実施形態に係るトレンチ抵抗構造20は、絶縁領域27を有していた。これに対して、第1変形例に係るトレンチ抵抗構造20は、絶縁領域27を有していない。つまり。埋設抵抗25は、抵抗トレンチ23の周縁において抵抗絶縁膜24に接続されるように抵抗トレンチ23の底壁22の全域を被覆している。
 図28は、第2変形例に係るトレンチ抵抗構造20を示す断面図である。第2変形例に係るトレンチ抵抗構造20は、第1変形例に係るトレンチ抵抗構造20において埋設抵抗25を厚化させた形態を有している。埋設抵抗25は、この形態では、抵抗トレンチ23の深さ方向中間部よりも活性面8側に位置する抵抗端面25aを有している。この場合、ゲート埋設電極33の端面は、埋設抵抗25の抵抗端面25aとほぼ等しい高さ位置に形成されていてもよい。また、第1ソース埋設電極38の端面は、埋設抵抗25の抵抗端面25aとほぼ等しい高さ位置に形成されていてもよい。
 図29は、第3変形例に係るトレンチ抵抗構造20を示す断面図である。前述の実施形態に係るトレンチ抵抗構造20は、外周面9の外周深さDOとほぼ等しい深さを有していた。これに対して、第3変形例に係るトレンチ抵抗構造20は、外周深さDO未満の抵抗深さDRを有している。この場合、抵抗深さDRは、0.1μm以上3μm以下であってもよい。抵抗深さDRは、0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。
 この場合、トレンチゲート構造30は、抵抗深さDRとほぼ等しい第1深さD1を有していてもよい。また、第1トレンチソース構造35は、抵抗深さDRよりも大きい第2深さD2を有していてもよい。第2ウェル領域45の底部は、この形態では、第1ウェル領域28の底部とほぼ等しい深さに形成されている。第3ウェル領域46の底部は、この形態では、第1ウェル領域28の底部に対して第1半導体領域6の底部側に形成されている。
 図30は、第4変形例に係るトレンチ抵抗構造を示す断面図である。第4変形例に係るトレンチ抵抗構造20は、第3変形例において絶縁領域27を排除した形態を有している。つまり。埋設抵抗25は、抵抗トレンチ23の周縁において抵抗絶縁膜24に接続されるように抵抗トレンチ23の底壁22の全域を被覆している。
 この場合、埋設抵抗25は、抵抗トレンチ23の深さ方向中間部よりも活性面8側に位置する抵抗端面25aを有していてもよい。ゲート埋設電極33の端面は、埋設抵抗25の抵抗端面25aとほぼ等しい高さ位置に形成されていてもよい。また、第1ソース埋設電極38の端面は、埋設抵抗25の抵抗端面25aとほぼ等しい高さ位置に形成されていてもよい。
 図31は、第1変形例に係るチップ2を示す断面図である。図31を参照して、半導体装置1は、チップ2の内部において第1半導体領域6の厚さよりも小さい厚さを有する第2半導体領域7を含んでいてもよい。つまり、チップ2は、半導体基板よりも厚いエピタキシャル層を含んでいてもよい。
 図32は、第2変形例に係るチップ2を示す断面図である。図32を参照して、半導体装置1は、チップ2の内部において第2半導体領域7を有さず、第1半導体領域6のみを含んでいてもよい。この場合、第1半導体領域6は、チップ2の第1主面3、第2主面4および第1~第4側面5A~5Dから露出している。つまり、チップ2は、この形態では、半導体基板を有さず、エピタキシャル層からなる単層構造を有している。
 前述の実施形態はさらに他の形態で実施できる。前述の各実施形態では、「第1導電型」が「n型」であり、「第2導電型」が「p型」である形態が示された。しかし、前述の各実施形態において、「第1導電型」が「p型」であり、「第2導電型」が「n型」である形態が採用されてもよい。この場合の具体的な構成は、前述の説明および添付図面において、「n型」を「p型」に置き換えると同時に、「p型」を「n型」に置き換えることによって得られる。
 前述の実施形態では、n型の第2半導体領域7が示された。しかし、p型の第2半導体領域7が採用されてもよい。この場合、MISFETに代えてIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)が形成される。この場合、前述の説明において、MISFETの「ソース」がIGBTの「エミッタ」に置き換えられ、MISFETの「ドレイン」がIGBTの「コレクタ」に置き換えられる。p型の第2半導体領域7はイオン注入法によってチップ2の第2主面4の表層部に導入されたp型不純物を含む不純物領域であってもよい。
 以下、この明細書および図面から抽出される特徴例が示される。以下、括弧内の英数字等は前述の実施形態における対応構成要素等を表すが、各項目(Clause)の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。以下の項目に係る「半導体装置」は、必要に応じて「ワイドバンドギャップ半導体装置」、「SiC半導体装置」、「半導体スイッチング装置」、「SiC-MISFET」等に置き換えられてもよい。
 [A1]主面(3)を有するチップ(2)と、前記主面(3)に形成されたトレンチ抵抗構造(20)と、前記トレンチ抵抗構造(20)よりも低い抵抗値を有し、前記トレンチ抵抗構造(20)に電気的に接続されるように前記トレンチ抵抗構造(20)の上に配置されたゲートパッド(86)と、前記トレンチ抵抗構造(20)よりも低い抵抗値を有し、前記トレンチ抵抗構造(20)を介して前記ゲートパッド(86)に電気的に接続されるように前記トレンチ抵抗構造(20)の上に配置されたゲート配線(87、87a~87d)と、を含む、半導体装置(1)。
 [A2]前記ゲートパッド(86)は、前記トレンチ抵抗構造(20)の平面積未満の平面積を有している、A1に記載の半導体装置(1)。
 [A3]前記ゲートパッド(86)は、平面視において前記トレンチ抵抗構造(20)の壁面から間隔を空けて前記トレンチ抵抗構造(20)の壁面によって取り囲まれた領域内に配置されている、A1またはA2に記載の半導体装置(1)。
 [A4]前記ゲート配線(87、87a~87d)は、平面視において前記トレンチ抵抗構造(20)よりも幅狭な帯状に形成されている、A1~A3のいずれか一つに記載の半導体装置(1)。
 [A5]前記ゲート配線(87、87a~87d)は、平面視において前記トレンチ抵抗構造(20)の内方部を横切る2辺を有している、A4に記載の半導体装置(1)。
 [A6]前記トレンチ抵抗構造(20)は、前記主面(3)に形成されたトレンチ(23)、前記トレンチ(23)の壁面を被覆する絶縁膜(24)、および、前記絶縁膜(24)を挟んで前記トレンチ(23)内に配置された埋設抵抗(25)を含み、前記ゲートパッド(86)は、前記埋設抵抗(25)よりも低い抵抗値を有し、前記埋設抵抗(25)に電気的に接続され、前記ゲート配線(87、87a~87d)は、前記埋設抵抗(25)よりも低い抵抗値を有し、前記埋設抵抗(25)に電気的に接続されている、A1~A5のいずれか一つに記載の半導体装置(1)。
 [A7]前記埋設抵抗(25)は、前記トレンチ(23)の周縁(21A~21D)から間隔を空けて前記トレンチ(23)の内方部内に配置され、前記トレンチ(23)の周縁(21A~21D)との間で前記絶縁膜(24)を露出させる絶縁領域(27)を区画している、A6に記載の半導体装置(1)。
 [A8]前記ゲートパッド(86)は、前記埋設抵抗(25)の平面積以上の平面積を有している、A7に記載の半導体装置(1)。
 [A9]前記ゲート配線(87、87a~87d)は、平面視において前記埋設抵抗(25)よりも幅狭な帯状に形成されている、A7またはA8に記載の半導体装置(1)。
 [A10]前記ゲート配線(87、87a~87d)は、平面視において前記トレンチ(23)内において前記埋設抵抗(25)を横切る2辺を有している、A7~A9のいずれか一つに記載の半導体装置(1)。
 [A11]前記埋設抵抗(25)は、前記トレンチ(23)の深さよりも小さい厚さを有し、前記主面(3)の高さ位置から前記トレンチ(23)の底壁(22)側に間隔を空けて前記トレンチ(23)内に配置され、前記ゲートパッド(86)は、前記主面(3)の高さ位置に対して前記トレンチ(23)の底壁(22)側の領域において前記埋設抵抗(25)に接続され、前記ゲート配線(87、87a~87d)は、前記主面(3)の高さ位置に対して前記トレンチ(23)の底壁(22)側の領域において前記埋設抵抗(25)に接続されている、A6~A10のいずれか一つに記載の半導体装置(1)。
 [A12]前記ゲートパッド(86)は、前記主面(3)よりも上方に突出した部分を有している、A11に記載の半導体装置(1)。
 [A13]前記トレンチ抵抗構造(20)は、前記トレンチ(23)内で前記埋設抵抗(25)を被覆する埋設絶縁体(26)を含み、前記ゲートパッド(86)は、前記埋設絶縁体(26)を貫通して前記埋設抵抗(25)に電気的に接続されるように前記埋設絶縁体(26)の上に配置され、前記ゲート配線(87、87a~87d)は、前記埋設絶縁体(26)を貫通して前記埋設抵抗(25)に電気的に接続されるように前記埋設絶縁体(26)の上に配置されている、A11またはA12に記載の半導体装置(1)。
 [A14]前記埋設絶縁体(26)に接続されるように前記主面(3)を被覆する層間絶縁膜(80)をさらに含む、A13に記載の半導体装置(1)。
 [A15]前記トレンチ抵抗構造(20)に隣り合うように前記トレンチ抵抗構造(20)から間隔を空けて前記主面(3)に形成され、前記トレンチ抵抗構造(20)とは異なる電位が付与されるダミートレンチ構造(50~52)をさらに含む、A1~A14のいずれか一つに記載の半導体装置(1)。
 [A16]前記トレンチ抵抗構造(20)に隣り合うように前記トレンチ抵抗構造(20)から間隔を空けて前記主面(3)に形成されたトレンチゲート構造(30)をさらに含み、前記ゲート配線(87、87a~87d)は、前記トレンチゲート構造(30)に電気的に接続されている、A1~A15のいずれか一つに記載の半導体装置(1)。
 [A17]前記トレンチ抵抗構造(20)および前記トレンチゲート構造(30)に隣り合うように前記主面(3)に形成されたトレンチソース構造(35)をさらに含む、A16に記載の半導体装置(1)。
 [A18]前記主面(3)の表層部に形成された第1導電型(n型)の半導体領域(6)と、前記半導体領域(6)内に位置するように前記主面(3)に形成された前記トレンチ抵抗構造(20)と、前記半導体領域(6)とpn接合部を形成するように前記半導体領域(6)内において前記トレンチ抵抗構造(20)に沿う領域に形成された第2導電型(p型)のウェル領域(28)と、をさらに含む、A1~A17のいずれか一つに記載の半導体装置(1)。
 [A19]前記主面(3)の内方部に形成された第1面部(8)、前記第1面部(8)から前記チップ(2)の厚さ方向に窪むように前記主面(3)の周縁部に形成された第2面部(9)、ならびに、前記第1面部(8)および前記第2面部(9)を接続する接続面部(10A~10D)によって前記主面(3)に区画された台地(11)をさらに含み、前記トレンチ抵抗構造(20)は、前記第1面部(8)に形成されている、A1~A18のいずれか一つに記載の半導体装置(1)。
 [A20]前記トレンチ抵抗構造(20)よりも低い抵抗値を有し、前記トレンチ抵抗構造(20)を介して前記ゲートパッド(86)に電気的に接続されるように前記主面(3)の上に配置されたゲートサブパッド(88)をさらに含む、A1~A19のいずれか一つに記載の半導体装置(1)。
 以上、実施形態が詳細に説明されたが、これらは技術的内容を明示する具体例に過ぎない。この明細書から抽出される種々の技術的思想は、明細書内の説明順序や実施形態の順序等に制限されずにそれらの間で適宜組み合わせ可能である。
1   半導体装置
2   チップ
3   第1主面
6   第1半導体領域
8   活性面(第1面部)
9   外周面(第2面部)
10A 第1接続面(接続面部)
10B 第2接続面(接続面部)
10C 第3接続面(接続面部)
10D 第4接続面(接続面部)
11  活性台地
20  トレンチ抵抗構造
21A トレンチ抵抗構造の第1側壁(周縁)
21B トレンチ抵抗構造の第2側壁(周縁)
21C トレンチ抵抗構造の第3側壁(周縁)
21D トレンチ抵抗構造の第4側壁(周縁)
22  トレンチ抵抗構造の底壁
23  抵抗トレンチ
24  抵抗絶縁膜
25  埋設抵抗
26  埋設絶縁体
27  絶縁領域
28  第1ウェル領域
30  トレンチゲート構造
35  第1トレンチソース構造
50  ダミートレンチ構造
51  第1ダミートレンチ構造
52  第2ダミートレンチ構造
80  層間絶縁膜
86  ゲートパッド
87  ゲート配線
87a 抵抗配線(ゲート配線)
87b 第1ゲート配線(ゲート配線)
87c 第2ゲート配線(ゲート配線)
87d 第3ゲート破線(ゲート配線)
88  ゲートサブパッド
 

Claims (20)

  1.  主面を有するチップと、
     前記主面に形成されたトレンチ抵抗構造と、
     前記トレンチ抵抗構造よりも低い抵抗値を有し、前記トレンチ抵抗構造に電気的に接続されるように前記トレンチ抵抗構造の上に配置されたゲートパッドと、
     前記トレンチ抵抗構造よりも低い抵抗値を有し、前記トレンチ抵抗構造を介して前記ゲートパッドに電気的に接続されるように前記トレンチ抵抗構造の上に配置されたゲート配線と、を含む、半導体装置。
  2.  前記ゲートパッドは、前記トレンチ抵抗構造の平面積未満の平面積を有している、請求項1に記載の半導体装置。
  3.  前記ゲートパッドは、平面視において前記トレンチ抵抗構造の壁面から間隔を空けて前記トレンチ抵抗構造の壁面によって取り囲まれた領域内に配置されている、請求項1または2に記載の半導体装置。
  4.  前記ゲート配線は、平面視において前記トレンチ抵抗構造よりも幅狭な帯状に形成されている、請求項1~3のいずれか一項に記載の半導体装置。
  5.  前記ゲート配線は、平面視において前記トレンチ抵抗構造の内方部を横切る2辺を有している、請求項4に記載の半導体装置。
  6.  前記トレンチ抵抗構造は、前記主面に形成されたトレンチ、前記トレンチの壁面を被覆する絶縁膜、および、前記絶縁膜を挟んで前記トレンチ内に配置された埋設抵抗を含み、
     前記ゲートパッドは、前記埋設抵抗よりも低い抵抗値を有し、前記埋設抵抗に電気的に接続され、
     前記ゲート配線は、前記埋設抵抗よりも低い抵抗値を有し、前記埋設抵抗に電気的に接続されている、請求項1~5のいずれか一項に記載の半導体装置。
  7.  前記埋設抵抗は、前記トレンチの周縁から間隔を空けて前記トレンチの内方部内に配置され、前記トレンチの周縁との間で前記絶縁膜を露出させる絶縁領域を区画している、請求項6に記載の半導体装置。
  8.  前記ゲートパッドは、前記埋設抵抗の平面積以上の平面積を有している、請求項7に記載の半導体装置。
  9.  前記ゲート配線は、平面視において前記埋設抵抗よりも幅狭な帯状に形成されている、請求項7または8に記載の半導体装置。
  10.  前記ゲート配線は、平面視において前記トレンチ内において前記埋設抵抗を横切る2辺を有している、請求項7~9のいずれか一項に記載の半導体装置。
  11.  前記埋設抵抗は、前記トレンチの深さよりも小さい厚さを有し、前記主面の高さ位置から前記トレンチの底壁側に間隔を空けて前記トレンチ内に配置され、
     前記ゲートパッドは、前記主面の高さ位置に対して前記トレンチの底壁側の領域において前記埋設抵抗に接続され、
     前記ゲート配線は、前記主面の高さ位置に対して前記トレンチの底壁側の領域において前記埋設抵抗に接続されている、請求項6~10のいずれか一項に記載の半導体装置。
  12.  前記ゲートパッドは、前記主面よりも上方に突出した部分を有している、請求項11に記載の半導体装置。
  13.  前記トレンチ抵抗構造は、前記トレンチ内で前記埋設抵抗を被覆する埋設絶縁体を含み、
     前記ゲートパッドは、前記埋設絶縁体を貫通して前記埋設抵抗に電気的に接続されるように前記埋設絶縁体の上に配置され、
     前記ゲート配線は、前記埋設絶縁体を貫通して前記埋設抵抗に電気的に接続されるように前記埋設絶縁体の上に配置されている、請求項11または12に記載の半導体装置。
  14.  前記埋設絶縁体に接続されるように前記主面を被覆する層間絶縁膜をさらに含む、請求項13に記載の半導体装置。
  15.  前記トレンチ抵抗構造に隣り合うように前記トレンチ抵抗構造から間隔を空けて前記主面に形成され、前記トレンチ抵抗構造とは異なる電位が付与されるダミートレンチ構造をさらに含む、請求項1~14のいずれか一項に記載の半導体装置。
  16.  前記トレンチ抵抗構造に隣り合うように前記トレンチ抵抗構造から間隔を空けて前記主面に形成されたトレンチゲート構造をさらに含み、
     前記ゲート配線は、前記トレンチゲート構造に電気的に接続されている、請求項1~15のいずれか一項に記載の半導体装置。
  17.  前記トレンチ抵抗構造および前記トレンチゲート構造に隣り合うように前記主面に形成されたトレンチソース構造をさらに含む、請求項16に記載の半導体装置。
  18.  前記主面の表層部に形成された第1導電型の半導体領域と、
     前記半導体領域内に位置するように前記主面に形成された前記トレンチ抵抗構造と、
     前記半導体領域とpn接合部を形成するように前記半導体領域内において前記トレンチ抵抗構造に沿う領域に形成された第2導電型のウェル領域と、をさらに含む、請求項1~17のいずれか一項に記載の半導体装置。
  19.  前記主面の内方部に形成された第1面部、前記第1面部から前記チップの厚さ方向に窪むように前記主面の周縁部に形成された第2面部、ならびに、前記第1面部および前記第2面部を接続する接続面部によって前記主面に区画された台地をさらに含み、
     前記トレンチ抵抗構造は、前記第1面部に形成されている、請求項1~18のいずれか一項に記載の半導体装置。
  20.  前記トレンチ抵抗構造よりも低い抵抗値を有し、前記トレンチ抵抗構造を介して前記ゲートパッドに電気的に接続されるように前記主面の上に配置されたゲートサブパッドをさらに含む、請求項1~19のいずれか一項に記載の半導体装置。
     
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