(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体デバイスのための終端構造であって、前記終端構造は、
活性領域及び終端領域を有する半導体基板と、
前記終端領域に位置し、前記活性領域の境界から前記半導体基板の端部に向かって延在する、複数のトレンチセルと、
前記活性領域から離れた前記複数のトレンチセルの側方の前記終端領域に形成された終端トレンチと、
前記複数のトレンチセルに最も近い前記終端トレンチの側壁に隣接して位置する導電性スペーサと、
前記終端トレンチに形成され、前記導電性スペーサの側壁に接する第１酸化物層と、
前記半導体基板の裏面に形成された第１導電層と、
前記活性領域及び前記終端領域の上に形成された第２導電層と、を備え、
前記第２導電層は、前記第２導電層及び前記導電性スペーサが互いに電気的に連結されるように、前記トレンチセル及び前記終端トレンチの少なくとも一部に延出する連続層として延在する、終端構造。
【請求項２】
前記トレンチセルと前記終端トレンチとの側壁及び底部表面をライニングする第２酸化物層を更に備え、前記導電性スペーサは、前記終端トレンチの側壁及び底部表面の上の前記第２酸化物層と接している、請求項１に記載の終端構造。
【請求項３】
隣接するトレンチセル間に配置されたメサの上に位置し、前記第２導電層と前記半導体基板との間に更に位置する第３酸化物層を更に備える、請求項２に記載の終端構造。
【請求項４】
前記半導体デバイスは、ショットキーダイオードである、請求項１に記載の終端構造。
【請求項５】
前記ショットキーダイオードは、前記基板の前記活性領域に少なくとも１つのトレンチを含むＴＭＢＳショットキーダイオードである、請求項４に記載の終端構造。
【請求項６】
前記トレンチセルは、導電性材料で充填されている、請求項２に記載の終端構造。
【請求項７】
前記終端構造は、パワートランジスタ及び整流器からなる群から選択されるデバイスに使用される、請求項１に記載の終端構造。
【請求項８】
半導体デバイスであって、
半導体基板の活性領域に配置された少なくとも１つのトレンチ型ＭＯＳデバイスを有する半導体基板と、
前記半導体基板の前記活性領域に隣接する前記半導体基板の終端領域に位置し、前記活性領域と前記終端領域との間の境界から、前記半導体基板の端部に向かって延在する複数のトレンチセルと、
前記活性領域から離れた前記複数のトレンチセルの側方の前記終端領域に形成された終端トレンチと、
前記複数のトレンチセル及び前記終端トレンチをライニングする第１酸化物層と、
前記複数のトレンチセルに最も近い前記終端トレンチの側壁に隣接して位置する導電性スペーサと、
前記終端トレンチに形成され、前記導電性スペーサの側壁に接する第２酸化物層と、
前記半導体基板の裏面に形成された第１導電層と、
前記活性領域及び前記終端領域の上に位置する第２導電層であって、前記第２導電層の一部は、フィールドプレートを画定する前記終端領域に位置する、第２導電層と、を備え、
前記第２導電層は、前記第２導電層及び前記導電性スペーサが互いに電気的に連結されるように、前記トレンチセル及び前記終端トレンチの少なくとも一部に延出する連続層として延在する、半導体デバイス。
【請求項９】
前記半導体基板は、第１層と、ベース基板と、を含み、前記第１層は、低濃度にドープされた第１のタイプの導電性不純物を有し、前記ベース基板は、高濃度にドープされた前記第１のタイプの導電性不純物を有する、請求項８に記載の半導体デバイス。
【請求項１０】
前記トレンチ型ＭＯＳデバイスと前記終端トレンチは、前記第１層に形成され、約０．５〜１０．０マイクロメートルの間の深さを有する、請求項９に記載の半導体デバイス。
【請求項１１】
前記終端トレンチは、約１０〜５０マイクロメートルの間の幅を有する、請求項８に記載の半導体デバイス。
【請求項１２】
隣接するトレンチセル間に配置されたメサの上に位置し、更に前記第２導電層と前記半導体基板との間に配置された、第３酸化物層を更に含む、請求項８に記載の半導体デバイス。
【請求項１３】
前記半導体デバイスは、ショットキーダイオードである、請求項８に記載の半導体デバイス。
【請求項１４】
前記ショットキーダイオードは、前記基板の前記活性領域に少なくとも１つのトレンチを含むＴＭＢＳショットキーダイオードである、請求項１３に記載の半導体デバイス。
【請求項１５】
前記トレンチセルは、導電性材料で充填されている、請求項８に記載の半導体デバイス。
【請求項１６】
前記半導体デバイスは、パワートランジスタ及び整流器からなる群から選択されるデバイスに使用される、請求項８に記載の半導体デバイス。
【請求項１７】
半導体デバイスを形成する方法であって、
半導体基板の活性領域に配置された少なくとも１つのトレンチ型ＭＯＳデバイスを形成するステップと、
前記半導体基板の前記活性領域に隣接する前記半導体基板の終端領域に位置し、前記活性領域と前記終端領域との間の境界から、前記半導体基板の端部に向かって延在する複数のトレンチセルを形成するステップと、
前記半導体基板の前記終端領域で、前記活性領域から離れた前記複数のトレンチセルの側方に終端トレンチを形成するステップと、
前記複数のトレンチセルに最も近い前記終端トレンチの側壁に隣接して位置する導電性スペーサを形成するステップと、
前記導電性スペーサの側壁に接する前記終端トレンチ内に第１の酸化物層を形成するステップと、
前記半導体基板の裏面に第１導電層を形成するステップと、
前記活性領域の上に配置された第２導電層を形成するステップと、
前記終端領域にフィールドプレートを形成するステップと、を備え、
前記第２導電層は、前記第２導電層及び前記導電性スペーサが互いに電気的に連結されるように、前記トレンチセル及び前記終端トレンチの少なくとも一部に延出する連続層として延在する、方法。
【請求項１８】
前記フィールドプレートを形成するステップは、前記第２導電層の前記終端トレンチへの延出部を形成するステップを含む、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に、半導体デバイスに関し、より具体的にはトレンチ型ＭＯＳデバイスのための終端構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ショットキーダイオードは、典型的に単結晶シリコンで作られた高濃度にドープされた半導体基板を含んでいる。第２層が、その基板を覆っている。ドリフト領域と呼ばれる第２層は、その基板と同じ導電型のキャリアを有しているが、不純物はより低濃度にドープされている。金属層または金属シリサイド層は、低濃度にドープされたドリフト領域とショットキー接触を形成し、ダイオードアノードを形成する。
【０００３】
ショットキーダイオードなどのユニポーラ部品を作る場合、２つの対立する制約が生じる。特に、その部品は、可能な限り低いオン抵抗（Ｒｏｎ）を示すと同時に、高耐圧を有さなければならない。オン抵抗を最小化することは、より少なくドープされた層の厚さを最小化すること及びこの層のドーピングを最大化することを課す。逆に、高い逆耐圧を得るためには、等電位面が強力に湾曲される領域の生成を回避すると同時に、より少なくドープされた層のドーピングは最小化し、その厚さは最大化しなければならない。
【０００４】
これらの対立する制約を調整するためにさまざまな解決策が提供されてきたが、これによって、トレンチ型ＭＯＳキャパシタンスショットキーダイオード構造（トレンチ型ＭＯＳバリアショットキー（ＴＭＢＳ）ダイオードと呼ばれる）の開発がなされた。かかるデバイスの一例では、トレンチ領域が、下部の基板よりもより低濃度の同じ導電型の不純物でドープされた厚いドリフト層の上側部分に形成される。トレンチ領域は、ＭＯＳ構造体で充填される。アノード金属層は、表面全体を覆うように蒸発させ、下にあるドリフト領域とショットキー接触を形成する。
【０００５】
逆バイアスされる場合、絶縁された導電性領域は、ドリフト領域への横方向の電荷の空乏化を引き起こし、それによって、この層内の等電位面の分布に変更を生じる。これによって、ドリフト領域のドーピングの増大が可能となり、したがって、逆耐圧に悪影響を及ぼすことなく、オン抵抗を低減する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
高電圧ショットキー整流器を実現するための重要な問題は、その終端領域の設計である。任意の電圧の設計に関して、終端領域は、自己マルチセルプロテクションがないこと及び曲率効果により、より高い電界になりやすい。結果として、耐圧は、典型的にはその理想値から劇的に減少する。この減少を回避するために、（活性領域付近の）デバイスの端部における電界集中を低減するように、終端領域を設計しなければならない。電界集中を低減する従来のアプローチとしては、シリコン領域の局所的な酸化（ＬＯＣＯＳ）、フィールドプレート、ガードリング、トレンチ、及びそれらの多様な組み合わせを備えた終端構造が挙げられる。かかる終端領域を含むショットキーダイオードの１例は米国特許第６，３９６，０９０号に示されている。
【０００７】
図１は、米国特許出願第１２／７２４，７７１号に示されたタイプの、ＴＭＢＳショットキーダイオードの活性領域及び終端領域の簡略化された断面図を示す。活性領域は、第１導電型（例えば、ｎ＋型）のドーパントで高濃度にドープされた半導体基板１００Ｂを含んでいる。第１層１００Ａは、基板１００Ｂ上に形成され、第１導電型（例えば、ｎ−型）のドーパントでより低濃度にドープされている。トレンチ１１０（そのうちの１つのみが示されている）が、第１層１００Ａに形成されている。トレンチ１１０は、絶縁層１２５によってライニングされ、ドープされたポリシリコンなどの導電性材料１４０で充填されている。金属層１６５は、導電性材料１４０及び第１層１００Ａの露出面上に形成され、これによって、金属層１６５と第１層１００Ａとの境界面でショットキー接触１６０を形成する。カソード電極（図示せず）は、半導体基板１００Ｂの裏面上に位置している。
【０００８】
図１に示されているＴＭＢＳダイオードの終端領域は、活性領域との境界１１２から半導体基板１００Ｂの端部に向かって延在する終端トレンチ１２０を含む。ＭＯＳゲート１２２は、活性領域との境界１１２に隣接する終端領域の側壁上に形成されている。ＭＯＳゲートは、絶縁材料１２８及び導電性スペーサ１２２を含む。絶縁材料１２８は、導電性スペーサ１２２の位置と反対側の側壁及び側壁に隣接する第１層１００Ａの一部をライニングしている。導電性スペーサ１２２は、絶縁材料１２８を覆っている。終端酸化物層１５０は、終端トレンチ１２０内に形成され、導電性スペーサ１２２からデバイスの端部に向かって延在する。活性領域内に配置された金属層１６５は、終端領域内に延在し、導電性スペーサ１２２及び終端酸化物層１５０の一部を覆うことによって、フィールドプレートを形成する。
【０００９】
残念ながら、高電圧用途について、終端領域に関するこれらの従来の設計は、終端領域の表面における電界分布が、理想からまだ離れているため、限られた成功しか収めていない。ドリフト領域の限定された長さのために、電界は、非対称性に起因して、活性領域の端部で急激に立ち上がる。その結果、デバイスの降伏は、エッジブレークダウンが支配的である。
【００１０】
図１に示した従来のデバイスは、２００Ｖに駆動されてきたものであるが、この時点でのその性能は、終端領域の表面における早期の降伏のために、既に劣化しつつある。その結果、この設計の信頼性は、終端領域におけるフィールドプレート１６５の端部の位置に大きく依存する。通常、フィールドプレート１６５の形成に使用される金属ウェットエッチングプロセスは、約±６μｍ以内の精度でしか制御することができず、この変動は、デバイスの逆阻止電圧に顕著な影響を与える可能性がある。例えば、フィールドプレートが短いと、最終活性セルの角部付近の電界が強調され、早期の降伏をもたらすことになる。一方、リモートスペーサの近傍地点まで延在する比較的長いフィールドプレートは、耐圧を同様に低下させる恐れがあり、更に細長い金属の端部で、機械的応力をも引き起こす可能性がある。
【００１１】
【表１】
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【００１２】
表１は、金属フィールドプレートの長さの関数としての耐圧の変化を示している。データは、２０μｍ終端トレンチを有する高耐圧ＴＭＢＳデバイスのために設計されたドリフト層のシミュレーションから得られたものである。ドリフト領域の同じパラメータを有するユニットセルの耐圧は３７５Ｖであり、表に示すように、従来の終端構造により達成可能な最大耐圧は、理想的な値の７４％であることに留意されたい。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
半導体デバイスの終端構造が開示されている。終端構造は、活性領域及び終端領域を有する半導体基板を含んでいる。２つ以上のトレンチセルは、終端領域に位置し、活性領域の境界から半導体基板の端部に向かって延在する。終端トレンチは、終端領域内で、活性領域から離れた、トレンチセルの側方に形成されている。導電性スペーサは、トレンチセルに最も近い、終端トレンチの側壁に隣接して配置される。第１酸化物層は、終端トレンチ内に形成され、導電性スペーサの側壁に接している。第１導電層は、半導体基板の裏面に形成されている。第２導電層は、活性領域及び終端領域の上に形成される。
【００１４】
半導体デバイスを形成する方法もまた開示されている。この方法によれば、半導体基板の活性領域に位置する少なくとも１つのトレンチ型ＭＯＳデバイスが形成される。２つ以上のトレンチセルが形成され、半導体基板の終端領域に、半導体基板の活性領域に隣接して配置されている。トレンチセルは、活性領域と終端領域との境界から半導体基板の端部に向かって延在している。終端トレンチは、半導体基板の終端領域で、活性領域から離れたトレンチセルの側方に形成されている。導電性スペーサが形成され、トレンチセルに最も近い終端トレンチの側壁に隣接して配置される。第１酸化物層は、導電性スペーサの側壁に接する終端トレンチに形成されている。第１導電層は、半導体基板の裏面に形成されている。第２導電層は、活性領域の上に配置されている。フィールドプレートは、終端領域に形成されている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来のＴＭＢＳダイオードまたは整流器の単純化された部分図である。
【図２】本発明に従って構成されたＴＭＢＳダイオードの一例の活性領域及び終端領域の断面図を示している。
【図３】図１に示した従来のデバイス、及び、フィールドプレートの長さが１２マイクロメートルの場合の図２に示したデバイスの終端領域の下でのさまざまな場所における電界を示している。
【図４】図１に示した従来のデバイス、及び、フィールドプレートの長さが５マイクロメートルの場合の図２に示したデバイスの終端領域の下でのさまざまな場所における電界を示している。
【図５】図２のデバイスを製造するために使用することができる処理ステップの一例を示す。
【図６】図２のデバイスを製造するために使用することができる処理ステップの一例を示す。
【図７】図２のデバイスを製造するために使用することができる処理ステップの一例を示す。
【図８】図２のデバイスを製造するために使用することができる処理ステップの一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に詳細に記載したように、上記の問題を低減する終端構造が提示される。この構造は、終端トレンチだけでなく、終端トレンチを越えて延びる２つ以上のトレンチセルも含む。終端構造トレンチは、電界緩和リングとして機能し、デバイスの耐圧を向上させる。延長された金属フィールドプレートは、トレンチセル及び終端トレンチの両方を覆う。かかる終端構造は、電界プロファイルの境界を延長することができると同時に、追加のトレンチセルは、フィールドプレートの長さの変化から生じる、電界分布への影響を更に低減することができる。耐圧に及ぼす終端構造の影響を表すシミュレーション結果を示す。
【００１７】
図２は、本発明の一例に従って構成されたＴＭＢＳショットキーダイオードの活性領域及び終端領域の断面図を示している。活性領域は、第１導電型（例えば、ｎ＋型）のドーパントで高濃度にドープされた半導体基板１００Ｂを含む。第１層１００Ａは、基板１００Ｂ上に形成され、第１導電型（例えば、ｎ−型）のドーパントで低濃度にドープされている。トレンチ１１０（そのうちの１つのみが示されている）は、第１層１００Ａに形成されている。トレンチ１１０は、絶縁層１２５によってライニングされ、ドープされたポリシリコン、またはＡｌなどの金属などの導電性材料１１３で充填されている。金属層１６５は、導電性材料１１３及び第１層１００Ａの露出面上に形成され、これによって、金属層１６５と第１層１００Ａとの境界面で、ショットキー接触１６０を形成する。カソード電極１７０は、半導体基板１００Ｂの裏面上に形成される。
【００１８】
図２に示される、本明細書では複数電界緩和トレンチ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｆｉｅｌｄ−Ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ  Ｔｒｅｎｃｈ）（ＭＦＲＴ）構造と呼ばれるＴＭＢＳショットキーダイオードの終端構造は、活性領域との境界１１２から始まり半導体基板１００Ｂの端部に向かって延在する１つ以上のトレンチセル１１１を含む。この例では、３つのかかるトレンチセル１１１が示されている。トレンチセル１１１を越え、基板１００Ｂの端部に近接して、終端領域のまた一部である終端トレンチ１２０も存在する。
【００１９】
トレンチセル１１１及び終端トレンチ１２０は、絶縁層１２６でライニングされており、ドープされたポリシリコン、またはＡｌなどの金属などの導電性材料１４１で充填されている。導電性スペーサ１２２は、トレンチセル１１１に最も近い終端トレンチ１２０の側壁上に形成されている。絶縁材料１２６は、導電性スペーサ１２２の位置と反対側の側壁及び側壁に隣接する第１層１００Ａの一部をライニングしている。
【００２０】
終端酸化物層１５０は、絶縁材料１２６上で、終端トレンチ１２０の中に、形成されている。終端酸化物層１５０は、導電性スペーサ１２２からデバイスの端部に向かって、終端トレンチ１２０の遠隔側壁１１８上まで延在する。終端酸化物層１５０は、トレンチセル１１１間と、トレンチセル１１１と終端トレンチ１２０との間に位置する第１層１００Ａの表面もまた、覆っている。活性領域内に配置された金属層１６５は、終端領域内へ延在して、トレンチセル１１１とそれらの間に位置する酸化物層１５０の部分を覆っている。金属層１５０は、終端トレンチ１２０内に延在し、導電性スペーサ１２２及び終端トレンチ１２０内に位置する酸化物層１５０の一部を覆う。金属層１６５は、フィールドプレートとしての機能を果たすが、終端トレンチ１２０の遠隔側壁１１８に達する前に終端してもよい。
【００２１】
図３は、図１に示した従来のデバイス、及び、図２に示したデバイス、の終端領域の下での、さまざまな場所における電界を例示する。両者の場合とも、フィールドプレートの長さは１２マイクロメートルであり、逆バイアスは２００Ｖである。電界は、コンピュータシミュレーションによって決定された。図３に５点が示されており、各々は、異なる位置を表し、以下の通りである。
点１は、図１に示すような従来のＴＭＢＳデバイスのポリマースペーサの下における最大電界を表す。
【００２２】
点２は、図１に示すような従来のＴＭＢＳデバイスのフィールドプレートの終端部の下における最大電界を表す。
【００２３】
点ａは、ＭＦＲＴ終端構造を有する図２に示されたＴＭＢＳのトレンチセルの下における最大電界を表す。
【００２４】
点ｂは、ＭＦＲＴ終端構造を有する図２に示されるＴＭＢＳデバイスの導電性スペーサの下における最大電界を表す。
【００２５】
点３は、ＭＦＲＴ終端構造を有する図２に示されたＴＭＢＳデバイスのフィールドプレートの終端部の下における最大電界を表す。
【００２６】
図３と同様に、図４は、図１に示した従来のデバイス、及び、図２に示したデバイス、の終端構造の下でのさまざまな場所における電界を例示する。しかし、この例では、フィールドプレートの長さは５マイクロメートルである。
【００２７】
図３及び図４に示された結果は、従来のデバイスと図２に示すデバイスとの間の大きな違いは、導電性スペーサ及びフィールドプレートの終端部の下の電界の値であることを示している。従来のＴＭＢＳデバイスの最大電界は、導電性スペーサの下で起こり、特に、フィールドプレートの長さが５マイクロメートルの場合である。一方、図２に示されたＴＭＢＳデバイスの下における最大電界は、フィールドプレートの長さが５マイクロメートルである場合にトレンチセルの底部の下で生じる。従来のデバイス及び図２に示したデバイスの双方とも、最大電界は４ｘａ１０５Ｖ／ｃｍと大きいが、後者のＴＭＢＳデバイスの終端領域は、トレンチセル間に位置するメサの上に導電性経路がないため、デバイスの耐圧に影響を与えないであろう。
【００２８】
フィールドプレートの長さが１２マイクロメートルである場合、図２に示されたデバイスは、耐圧を２１２Ｖから２２６Ｖに増加させることができる。フィールドプレートの長さが５マイクロメートルである場合には、図２に示されたデバイスは、なお約２２５Ｖの耐圧を維持することができるが、従来のデバイスの耐圧は１７０Ｖに減少する。
【００２９】
図２に示された構造の１つの重要な利点は、その製造には、図１に示された従来のＴＭＢＳデバイスを製造するために使用されるステップを越えるいかなる追加の処理ステップをも必要としないことである。従来のエッジ終端技術と比較して、拡散プロセスまたは複雑なマルチフィールドプレート設定、の追加的な制御を必要としない。例えば、ガードリング用のトレンチは、活性領域内のトレンチと同時に形成することができる。更に、絶縁層１２５及び１２６は、互いに同時に形成することができ、導電性材料１４０及び１４１は、互いに同時に堆積させることができる。
【００３０】
図２のＴＭＢＳダイオードを形成するために使用され得る方法の一例が、図５〜図８を参照して説明される。いつもそうということではないが、この例では、ショットキーダイオードとその終端構造は同時に形成される。
【００３１】
図５は、第１導電型（例えば、ｎ−型）のドーパントを有する第１層２００Ａ及び第１導電型（例えば、ｎ＋型）のドーパントでより高濃度にドープされたベース基板２００Ｂとを含む半導体基板２００の断面図である。酸化物層２０１は、化学気相蒸着法（ＣＶＤ）によって、第１基板２００Ａ上に、例えば、約２，０００〜１０，０００オングストロームの厚さで形成される。次に、活性領域内に１つ以上の活性領域トレンチ２１０、終端領域内に複数のトレンチセル２１１、及び終端領域内に更に終端トレンチ２２０を形成するために、フォトレジスト（図示せず）が酸化物層２０１上に塗布される。この例では、３つのトレンチセル２１１が示されているが、当業者であれば、任意の数のトレンチセルを有するデバイスを形成するために、同様のプロセスを使用できることを認識するであろう。トレンチセル２１１は、メサ２１５によって互いに離隔されており、トレンチセル２１１は、メサ２１６によって、終端トレンチ２２０から分離されている。更に、メサ２１４は、活性セル２１０を互いに分離し、互いに隣接するトレンチセル２１１及び活性セル２１０を分離する。一例では、活性領域トレンチ２１０のそれぞれの幅は、約０．２〜２．０マイクロメートルである。一例では、終端トレンチ２２０は１２μｍの幅を有し、ガードリングトレンチは０．５μｍの幅を有する。
【００３２】
図６を参照すると、酸化物層２０１を除去した後、ゲート酸化物層２２５及び終端酸化物層２２６を形成するために高温酸化処理が実施される。酸化物層２２５及び２２６は、いくつかの例では、約１５０〜３，０００オングストロームの厚さを有し、活性トレンチ２１０、トレンチセル２１１及び終端トレンチ２２０の側壁及び底部に形成されている。全てのさまざまなトレンチをライニングする酸化物層２２５及び２２６は、単一のプロセスで同時に形成することができる。酸化処理の代わりに、酸化物層２２５及び２２６は、ＨＴＯ（高温酸化物堆積）層を形成するための高温堆積によって形成してもよい。
【００３３】
次に、図６を更に参照すると、第１導電層２４０は、酸化物２２５及び２２６上に、例えば、ＣＶＤ法により形成され、活性トレンチ２１０、終端トレンチ２２０、及びトレンチセル２１１、並びにメサ２１４、２１５及び２１６を充填する。第１導電層２４０は、メサ２１５及び２１６を覆うような厚さを有している。第１の導電層２４０は、金属、ドープされたポリシリコンまたはドープされたアモルファスシリコンのような任意の好適な材料とすることができる。第１の導電層２４０は、約０．５〜３．０マイクロメートルの厚さを有することができる。トレンチ２１０の内部に空隙が形成されるのを防止するために、第１導電層２４０は、ＬＰＣＶＤ（低圧ＣＶＤ）処理によって形成されたポリシリコンとすることができ、それは良好な段差被覆性を有する。しかし、いくつかの場合には、アモルファスシリコンは、ポリシリコンよりも空隙をより良好に除去することができる場合がある。アモルファスシリコンを導電性にするために、再結晶処理を使用してもよい。
【００３４】
次に、図７を参照すると、異方性エッチングが、余分の第１の導電層２４０を除去するために行われる。このエッチング処理中に、導電性材料が、導電性スペーサ２４２を除いて、終端トレンチ２２０から除去される。この導電性スペーサは、トレンチセル２１１に最も近い終端トレンチ２２０の側壁をライニングする終端酸化物層２２６の上に形成される。いくつかの例では、導電性スペーサ２４２は、終端トレンチ２２０の高さとほぼ等しい幅（図示された断面図に沿った）を有する。
【００３５】
次に、エッチング処理を用いて、終端領域に誘電体層２５０が形成される。誘電体層２５０は、例えばＬＰＴＥＯＳ若しくはＰＥＴＥＯＳ層、またはＯ３−ＴＥＯＳ若しくはＨＴＯ層、などのＴＥＯＳ層であってもよい。いくつかの例では、誘電体層２５０の厚さは、約０．２〜１．０マイクロメートルの間とすることができる。誘電体層２５０は、活性領域に最も近いトレンチセル２１１の一部、及びトレンチセル２１１の間（即ち、メサ２１５）、及び終端トレンチ１２０とトレンチセル２１１との間（即ち、メサ２１６）、の第１層２１０Ａの一部を覆っている。誘電体層２５０は、終端トレンチ２２０もまた覆い、導電性スペーサ２４２の側壁と接する。しかし、導電性スペーサ２４２の最上部表面２３０は、露出した状態で残される。
【００３６】
次に、図８では、構造全体の上に第２導電層１６５を堆積するために、スパッタリングまたは他の好適なプロセスが実行され、メサ１１４の上にショットキー接触領域２６０を形成する。第２導電層１６５は、下層の第１層１００Ａとショットキーダイオードを形成することができる任意の材料から形成することができる。例えば、第２導電層１６５は、金属シリサイド層であってもよい。最後に、基板１００Ｂの裏面上にカソード電極１７０を堆積する。
【実施例】
【００３７】
例示のために、さまざまな構造の寸法及びパラメータに関して、４つのトレンチセルを含む本発明の１つの特定の実施形態について説明する。この実施形態では、終端トレンチ１２０は、１０〜５０マイクロメートルの範囲の幅、及び活性領域におけるトレンチ１１０の深さと同じかまたは異なる深さを有している。特定の設計及び所望のデバイス特性（例えば、電圧能力、速度、リーク電流）に応じて、終端トレンチ１２０の深さは、０．５〜１０マイクロメートルの範囲とすることができる。終端トレンチ１２０に位置する誘電体層１５０は、必要とされる阻止電圧及び材料の組成に応じて、約１，５００〜１５，０００オングストロームの間の厚さを有する二酸化シリコン層としてもよい。
【００３８】
トレンチセルは、０．２〜２．０マイクロメートルの幅、及び０．５〜１０マイクロメートルの深さを有することができる。トレンチセルの幅及び深さは、互いに同一であっても異なっていてもよい。導電層１６５の終端領域への延出によって画定されるフィールドプレートは、終端トレンチ１２０において、約５〜５０マイクロメートルの長さを有することができる。
【００３９】
本明細書に記載したＭＦＲＴ終端構造は、多数の利点を提供する。例えば、終端構造下での電界を再分布することによって、導電性スペーサは、デバイスの耐圧に影響を与える重大なポイントにはならないであろう。その結果、終端構造の耐圧維持能力は、活性領域の耐圧維持能力と同様となるであろう。また、例え、フィールドプレートを形成するために用いることができるウェット金属エッチングプロセス中に、何らかの制御上の問題があるとしても、導電性スペーサの下及びフィールドプレートの遠位端の下の電界は、依然として許容可能なレベルに維持することができ、耐圧に影響を与えないであろう。
【００４０】
本明細書に記載したＭＦＲＴ終端構造を、ＴＭＢＳダイオード（例示のためにのみ提示）以外のデバイスと共に使用することができることに留意されたい。例えば、本終端構造は、二重拡散金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＤＭＯＳＦＥＴ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）及び他のトレンチ型ＭＯＳデバイスなどの任意のパワートランジスタに適用することができる。
【００４１】
図に示されるように、「頂部」、「底部」、「上方に」、「上側の」、「下に」、「下方に」、「下側の」、などの、空間的に相対的な用語は、一つの要素または特徴の、別の要素（単数または複数）または特徴（単数または複数）に対する関係を容易に記述するために、本明細書で使用され得ることが理解されるであろう。空間的に相対的な用語は、図に描かれた向きに加えて、使用時または動作時のデバイスの異なる向きを包含するよう意図することが理解されるであろう。例えば、図中のデバイスがひっくり返された場合、他の要素または特徴の「下方に」または「下に」として記載された要素は、この他の要素または特徴の「上方に」配置されることになる。したがって、「上方に」という例示的用語は、上方と下方の両方の向きを包含することができる。
【００４２】
さまざまな実施形態が本明細書に例示され、記載されているが、本発明の修正及び変更は上記の教示によって包含され、本発明の趣旨及び意図する範囲から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲の範囲内であることが理解されよう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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