【手続補正書】
【提出日】平成27年6月8日(2015.6.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化珪素半導体基板と、
前記炭化珪素半導体基板の第１の主面に形成された、第１導電型の炭化珪素材料を用いたドリフト層と、
前記ドリフト層の表層の一部に複数形成された第２導電型の第１ウェル領域と、
複数の前記第１ウェル領域の各々の表層の一部に形成された第１導電型のソース領域と、  前記ドリフト層の表層の、前記第１ウェル領域とは別の領域に形成された第２導電型の第２ウェル領域と、
複数の前記第１ウェル領域と前記ソース領域の上および前記第２ウェル領域上の前記第１ウェル領域側に形成されたゲート絶縁膜と、
前記第２ウェル領域の上の前記第１ウェル領域側とは反対側に形成され前記ゲート絶縁膜より膜厚の大きなフィールド絶縁膜と、
前記フィールド絶縁膜上および前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と、
前記第１ウェル領域上に形成されたソースコンタクトホール、および、前記第２ウェル領域上に形成されたウェルコンタクトホールを介して前記第１ウェル領域と前記第２ウェル領域とを電気的に接続するソースパッドと、
前記ゲート電極と電気的に接続されたゲートパッドと、
前記炭化珪素半導体基板の第２の主面に設けられたドレイン電極と、
を備え、
前記第２ウェル領域の内前記ウェルコンタクトホールまでの距離が最も大きい位置（Ｐ）から最近接の前記ウェルコンタクトホールの位置（Ｑ）までの距離をｘＰとし、直線ＰＱ上で前記ウェルコンタクトホールの位置（Ｑ）から前記ゲート絶縁膜と前記フィールド絶縁膜との境界（Ｒ）までの距離をｘＲとして、ｄｏｘを前記ゲート絶縁膜の厚さ、ｔをオン状態からオフ状態に切り替わる時間、ＲＳＨを前記第２ウェル領域のシート抵抗、ε０を真空の誘電率、εＳを前記ドリフト層の比誘電率、ｑを素電荷、ＮＤを前記ドリフト層の実効第１導電型不純物濃度、ＶＯＦＦをオフ状態の前記ドレイン電極の電圧とし、Ｅｍａｘが１０ＭＶ／ｃｍであるとき、所定の数式関係を満たし、
前記所定の数式が数１であること
を特徴とする電力用半導体装置。
【数１】
2015057850.tif 000001
【請求項２】
炭化珪素半導体基板と、
前記炭化珪素半導体基板の第１の主面に形成された、第１導電型の炭化珪素材料を用いたドリフト層と、
前記ドリフト層の表層の一部に複数形成された第２導電型の第１ウェル領域と、
複数の前記第１ウェル領域の各々の表層の一部に形成された第１導電型のソース領域と、  前記ドリフト層の表層の、前記第１ウェル領域とは別の領域に形成された第２導電型の第２ウェル領域と、
複数の前記第１ウェル領域と前記ソース領域の上および前記第２ウェル領域上の前記第１ウェル領域側に形成されたゲート絶縁膜と、
前記第２ウェル領域の上の前記第１ウェル領域側とは反対側に形成され前記ゲート絶縁膜より膜厚の大きなフィールド絶縁膜と、
前記フィールド絶縁膜上および前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と、
前記第１ウェル領域上に形成されたソースコンタクトホール、および、前記第２ウェル領域上に形成されたウェルコンタクトホールを介して前記第１ウェル領域と前記第２ウェル領域とを電気的に接続するソースパッドと、
前記ゲート電極と電気的に接続されたゲートパッドと、
前記炭化珪素半導体基板の第２の主面に設けられたドレイン電極と、
を備え、
前記フィールド絶縁膜の下部の前記第２ウェル領域のうち最も前記第１ウェル領域から遠い側の前記第２ウェル領域の外周の各位置（Ｐ’）から最近接の前記ウェルコンタクトホールの位置（Ｑ’）を結ぶ直線上で、Ｐ’Ｑ’間の距離をｘＰ’とし、前記ウェルコンタクトホールの位置（Ｑ’）から前記ゲート絶縁膜と前記フィールド絶縁膜との境界（Ｒ’）までの距離をｘＲ’として、ｄｏｘを前記ゲート絶縁膜の厚さ、ｔをオン状態からオフ状態に切り替わる時間、ＲＳＨを前記第２ウェル領域のシート抵抗、ε０を真空の誘電率、εＳを前記ドリフト層の比誘電率、ｑを素電荷、ＮＤを前記ドリフト層の実効第１導電型不純物濃度、ＶＯＦＦをオフ状態の前記ドレイン電極の電圧とし、Ｅｍａｘが１０ＭＶ／ｃｍであるとき、所定の数式関係を満たし、
前記所定の数式が数２であること
を特徴とする電力用半導体装置。
【数２】
2015057850.tif 000002
【請求項３】
炭化珪素半導体基板と、
前記炭化珪素半導体基板の第１の主面に形成された、第１導電型の炭化珪素材料を用いたドリフト層と、
前記ドリフト層の表層の一部に複数形成された第２導電型の第１ウェル領域と、
複数の前記第１ウェル領域の各々の表層の一部に形成された第１導電型のソース領域と、  前記ドリフト層の表層の、前記第１ウェル領域とは別の領域に形成された第２導電型の第２ウェル領域と、
複数の前記第１ウェル領域と前記ソース領域の上および前記第２ウェル領域上の前記第１ウェル領域側に形成されたゲート絶縁膜と、
前記第２ウェル領域の上の前記第１ウェル領域側とは反対側に形成され前記ゲート絶縁膜より膜厚の大きなフィールド絶縁膜と、
前記フィールド絶縁膜上および前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と、
前記第１ウェル領域上に形成されたソースコンタクトホール、および、前記第２ウェル領域上に形成されたウェルコンタクトホールを介して前記第１ウェル領域と前記第２ウェル領域とを電気的に接続するソースパッドと、
前記ゲート電極と電気的に接続されたゲートパッドと、
前記炭化珪素半導体基板の第２の主面に設けられたドレイン電極と、
を備え、
前記第２ウェル領域の内前記ウェルコンタクトホールまでの距離が最も大きい位置（Ｐ）から最近接の前記ウェルコンタクトホールの位置（Ｑ）までの距離をｘＰとし、直線ＰＱ上で前記フィールド絶縁膜上で前記ウェルコンタクトホールの位置（Ｑ）から最も離れた位置に前記ゲート電極がある位置（Ｓ）と前記ウェルコンタクトホールの位置（Ｑ）との距離をｘＳとして、ｄＦＬを前記フィールド絶縁膜の厚さ、ｔをオン状態からオフ状態に切り替わる時間、ＲＳＨを前記第２ウェル領域のシート抵抗、ε０を真空の誘電率、εＳを前記ドリフト層の比誘電率、ｑを素電荷、ＮＤを前記ドリフト層の実効第１導電型不純物濃度、ＶＯＦＦをオフ状態のドレイン電圧とし、Ｅｍａｘが１０ＭＶ／ｃｍであるとき、所定の数式関係を満たし、
前記所定の数式が数３であること
を特徴とする電力用半導体装置。
【数３】
2015057850.tif 000003
【請求項４】
炭化珪素半導体基板と、
前記炭化珪素半導体基板の第１の主面に形成された、第１導電型の炭化珪素材料を用いたドリフト層と、
前記ドリフト層の表層の一部に複数形成された第２導電型の第１ウェル領域と、
複数の前記第１ウェル領域の各々の表層の一部に形成された第１導電型のソース領域と、  前記ドリフト層の表層の、前記第１ウェル領域とは別の領域に形成された第２導電型の第２ウェル領域と、
複数の前記第１ウェル領域と前記ソース領域の上および前記第２ウェル領域上の前記第１ウェル領域側に形成されたゲート絶縁膜と、
前記第２ウェル領域の上の前記第１ウェル領域側とは反対側に形成され前記ゲート絶縁膜より膜厚の大きなフィールド絶縁膜と、
前記フィールド絶縁膜上および前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と、
前記第１ウェル領域上に形成されたソースコンタクトホール、および、前記第２ウェル領域上に形成されたウェルコンタクトホールを介して前記第１ウェル領域と前記第２ウェル領域とを電気的に接続するソースパッドと、
前記ゲート電極と電気的に接続されたゲートパッドと、
前記炭化珪素半導体基板の第２の主面に設けられたドレイン電極と、
を備え、
前記フィールド絶縁膜の下部の前記第２ウェル領域のうち最も前記第１ウェル領域から遠い側の前記第２ウェル領域の外周の各位置（Ｐ’）から最近接の前記ウェルコンタクトホールの位置（Ｑ’）を結ぶ直線上で、Ｐ’Ｑ’間の距離をｘＰ’とし、前記フィールド絶縁膜上で前記ウェルコンタクトホールの位置（Ｑ’）から最も離れた位置に前記ゲート電極がある位置（Ｓ’）までの距離をｘＳ’とし、ｄＦＬを前記フィールド絶縁膜の厚さ、ｔをオン状態からオフ状態に切り替わる時間、ＲＳＨを前記第２ウェル領域のシート抵抗、ε０を真空の誘電率、εＳを前記ドリフト層の比誘電率、ｑを素電荷、ＮＤを前記ドリフト層の実効第１導電型不純物濃度、ＶＯＦＦをオフ状態のドレイン電圧とし、Ｅｍａｘが１０ＭＶ／ｃｍであるとき、所定の数式関係を満たし、
前記所定の数式が数４であること
を特徴とする電力用半導体装置。
【数４】
2015057850.tif 000004
【請求項５】
前記Ｅｍａｘが３ＭＶ／ｃｍであるとき、前記所定の数式関係を満たすこと
を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電力用半導体装置。
【請求項６】
前記ゲート絶縁膜および前記フィールド絶縁膜の上部に層間絶縁膜を備え、ｘＰ、ｘＰ’、ｘＲ、ｘＲ’、ｘＳまたはｘＳ’が前記層間絶縁膜の膜厚より大きいことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電力用半導体装置。
【請求項７】
前記ＶＯＦＦと前記ｔとが、数５の関係にあるとき、
前記所定の数式関係を満たすことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電力用半導体装置。
【数５】
2015057850.tif 000005
【請求項８】
前記フィールド絶縁膜が０．５μｍ以上２μｍ以下の厚さを有すること
を特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電力用半導体装置。
【請求項９】
前記電力用半導体装置がトレンチ型であること
を特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の電力用半導体装置。