【手続補正書】
【提出日】平成24年12月17日(2012.12.17)
【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】
パワートランジスタデバイスを製造する方法であって、
第１の導電型のバッファ層を、前記第１の導電型とは逆の第２の導電型の基板上に形成するステップを含み、前記バッファ層は、上面、第１の厚さおよび第１のドーピング濃度を有し、前記方法はさらに、
前記バッファ層の上に前記第１の導電型のエピタキシャル層を形成するステップを含み、前記エピタキシャル層は、上面、および、前記第１の厚さよりも厚い第２の厚さを有し、前記方法はさらに、
前記エピタキシャル層において、前記エピタキシャル層を含む柱を規定する、間隔を空けて配置された１対のトレンチを形成するステップを含み、前記柱は、第１および第２の側壁部分ならびに第１の横方向の幅を有し、前記トレンチは、前記エピタキシャル層の上面から下方に垂直方向に延在して、前記バッファ層の上面を越えて延在する底部にまで達し、前記トレンチは第２の横方向の幅を有し、前記方法はさらに、
前記第１および第２の側壁部分の各々を、少なくともボディ領域の下から下方向の前記底部まで覆う誘電材料を前記トレンチに形成するステップと、
第２の導電型のボディ領域を前記柱に形成するステップと、
第１の導電型の第１の領域を前記柱に形成するステップとを含み、前記第１の領域は、前記第１の導電型であり、前記上面に配置され、前記ボディ領域は、前記ボディ領域から前記バッファ層にまで延在するドリフト領域から前記柱の前記第１の領域を分離しており、前記方法はさらに、
前記上面において、または、前記上面付近において前記トレンチの各々にゲート部材を形成するステップを含み、前記ゲート部材は前記ボディ領域に隣接して配置され、前記ボディ領域から絶縁されている、方法。
【請求項２】
パワートランジスタデバイスを製造する方法であって、
第１の導電型の半導体材料を、前記第１の導電型とは逆の第２の導電型の基板上に形成するステップを含み、前記半導体材料は、エピタキシャル層およびバッファ層を含み、前記バッファ層は、前記エピタキシャル層を前記基板から分離し、前記エピタキシャル層は、上面および第１の厚さを有し、前記方法はさらに、
前記エピタキシャル層において、前記半導体材料からなる柱を規定する、間隔を空けて配置された１対のトレンチを形成するステップを含み、前記柱は、第１および第２の側壁部分ならびに第１の横方向の幅を有し、前記トレンチは、前記エピタキシャル層の上面から下方に垂直方向に延在して少なくとも前記バッファ層にまで達し、前記トレンチは第２の横方向の幅を有し、前記方法はさらに、
前記第１および第２の側壁部分の各々を覆う誘電材料を前記トレンチに形成するステップと、
前記第２の導電型のボディ領域を前記柱に形成するステップと、
前記第１の導電型の第１の領域を前記柱に形成するステップとを含み、前記第１の領域は、前記第１の導電型であり、前記上面に配置され、前記ボディ領域は、前記ボディ領域から前記バッファ層にまで延在する前記エピタキシャル層のドリフト領域から前記柱の前記第１の領域を分離しており、前記方法はさらに、
前記上面において、または、前記上面付近において前記トレンチの各々にゲート部材を形成するステップを含み、前記ゲート部材は、前記ボディ領域に隣接して配置され、前記ボディ領域から絶縁されている、方法。
【請求項３】
少なくとも４ミルの厚さを有するシリコンウェハ上にパワートランジスタデバイスを製造する方法であって、
前記シリコンウェハの基板上にバッファ層を形成するステップを含み、前記バッファ層は、第１の厚さを有し、第１の導電型であり、前記基板は前記第１の導電型とは逆の第２の導電型であり、前記方法はさらに、
前記バッファ層上に前記第１の導電型のエピタキシャル層を形成するステップを含み、前記エピタキシャル層は、前記第１の厚さよりも少なくとも３倍厚い第２の厚さを有し、前記エピタキシャル層は、全体にわたって実質的に一定のドーピング濃度を有し、前記バッファ層は、前記エピタキシャル層の実質的に一定のドーピング濃度よりも少なくとも１桁大きいドーピング濃度を有し、前記方法はさらに、
トレンチを前記シリコンウェハに垂直方向にエッチングするステップを含み、前記トレンチは、前記エピタキシャル層の上面から下方に延在して少なくとも前記バッファ層にまで達し、前記トレンチは複数の柱を規定し、各々の柱は、第１および第２の側壁ならびに第１の横方向の幅を有し、前記第２の厚さと前記第１の横方向の幅との比は少なくとも１０：１であり、各々の縦型トレンチは第２の横方向の幅を有し、前記方法はさらに、
前記トレンチを、前記第１および第２の側壁を覆う誘電材料で充填するステップと、
前記柱において前記第２の導電型のボディ領域を形成するステップとを含み、前記ボディ領域は、前記第１の側壁と前記第２の側壁との間において前記柱の第１の横方向の幅にわたって延在し、前記ボディ領域は前記バッファ層から前記ボディ領域を分離するドリフト領域を規定し、前記方法はさらに、
前記柱において前記第１の導電型の第１の領域を形成するステップを含み、前記ボディ領域は前記ドリフト領域から前記第１の領域を分離し、前記方法はさらに、
前記トレンチにおける前記誘電材料をエッチングして、ゲートトレンチを形成するステップと、
前記ゲートトレンチの各々において絶縁ゲート部材を形成するステップとを含み、前記絶縁ゲート部材は、前記ボディ領域に隣接して配置され、前記ボディ領域から絶縁される、方法。
【請求項４】
前記基板はコレクタを含み、前記第１の領域はバイポーラトランジスタのエミッタを含み、前記第１の領域はまたソースを含み、前記ドリフト領域は、電界効果トランジスタの拡張ドレイン領域を含み、前記ゲート部材に電位を印加することにより、前記パワートランジスタデバイスがオン状態であるときに前記エミッタと前記コレクタとの間において入力される順方向導通を制御する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記エピタキシャル層の第２の厚さが前記バッファ層の第１の厚さよりも約３〜５倍厚い、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の横方向の幅は前記第２の横方向の幅と実質的に等しい、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記エピタキシャル層は、前記上面から実質的に垂直方向に一定である第２のドーピング濃度を有し、前記第２のドーピング濃度は実質的に前記第１のドーピング濃度未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の導電型はｎ型であり、前記第２の導電型はｐ型である、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記誘電材料は酸化物を含む、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記トレンチは、垂直方向に延在して前記基板にまで達する、請求項１から請求項３のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記第１のドーピング濃度は、前記パワートランジスタデバイスがオフ状態であるときに前記基板へのパンチスルーを防ぐように、第２のドーピング濃度と比べて十分に高く、前記基板は、前記第１の領域に対して少なくとも６００Ｖの電位である、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記エピタキシャル層は、前記バッファ層まで下方に垂直方向に実質的に一定である第１のドーピング濃度を有し、前記バッファ層は、前記エピタキシャル層の第１のドーピング濃度よりも少なくとも１桁大きい第２のドーピング濃度を有する、請求項２に記載の方法。
【請求項１３】
前記ゲート部材を形成するステップは、
マスキング層において、第１および第２のトレンチ上にそれぞれ配置された第１および第２の開口部を形成するステップを含み、前記マスキング層は、前記柱を覆う部分を前記第１の開口部と前記第２の開口部との間に備え、前記部分は、前記柱の上面と重なる前記第１および第２の側壁部分の各端縁を越えた距離だけ重なっており、前記ゲート部材を形成するステップはさらに、
前記第１および第２の開口部をそれぞれ通る前記トレンチにおいて前記誘電材料を異方的にエッチングして、第１および第２のゲートトレンチを作成するステップと、
前記第１および第２のゲートトレンチにおける第１および第２の誘電体領域を等方的にエッチングして、前記第１および第２の側壁部分の各々のうち、前記上面から前記ボディ領域の底部まで延在する区域から誘電材料を除去するステップとを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１４】
前記区域上にわたってゲート酸化物を形成するステップと、
前記第１および第２のトレンチの各々において前記ゲート部材を形成するステップとを含み、前記ゲート部材は、前記ゲート酸化物によって前記区域から絶縁されている、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記誘電材料だけが、前記ドリフト領域に隣接したトレンチに存在している、請求項２または請求項３に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１および第２の横方向の幅は各々、約２μｍである、請求項３または請求項６に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の領域はソースを含み、前記絶縁ゲート部材はゲートを含み、前記ドリフト領域は、前記パワートランジスタデバイスの電界効果トランジスタの拡張ドレイン領域を含み、前記第１の領域はまた、前記パワートランジスタデバイスのバイポーラトランジスタのエミッタを含み、前記基板は、前記パワートランジスタデバイスのバイポーラトランジスタのコレクタを含む、請求項３に記載の方法。