[實用新型]IE型溝槽柵極IGBT

有效

• 申請號: 201320010525.4
• 申請日: 2013-01-04
• 公開（公告）號: CN203250742U
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 松浦仁
• 申請（專利權）人: 瑞薩電子株式會社
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/06
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

技術領域

本實用新型涉及IE型溝槽柵極IGBT，具體涉及諸如在與溝槽柵極垂直的方向中具有有源晶元和無源晶元共存的IE(增注)型溝槽柵極IGBT(絕緣柵極雙極型晶體管)之類的功率半導體器件(或半導體集成電路器件)中的器件結構技術。?

背景技術

JP-A-11-345969公開了在IE型溝槽柵極IGBT中的溝槽柵極的方向中交替地均勻排放有源晶元區域和空晶元區域的技術。?

JP-A-10-326897或與之對應的第6180966號美國專利公開了在溝槽柵極IGBT中使得主晶元的溝槽側壁與當前檢測晶元的表面方向相同以由此使得兩個晶元的特性相同的技術。?

JP-A-2007-194660公開了在IE型溝槽柵極IGBT中調整主區域與當前檢測區域中的有源晶元和浮動晶元的寬度的比率以由此使得兩個區域中的飽和電流特性相同的技術。?

實用新型內容

作為用于進一步增強具有有源晶元的寬度比無源晶元的寬度更窄的窄有源晶元IE型溝槽柵極IGBT的性能的方法，有效的是縮減(shrink)晶元從而增強IE效應。但是當簡單地縮減晶元時，由于增加的柵極電容而降低了切換速度。?

為了解決以上問題而做出本實用新型。?

本實用新型的一個目的在于提供一種功率半導體器件。?

本實用新型的以上以及其他目的和新穎特征將根據結合附圖所做出的本說明書的以下描述變得明顯。?

下文簡要地描述說明書中公開的本實用新型的代表性方面的概述。?

也就是說，根據本實用新型的一個方面，IE型溝槽柵極IGBT晶元形成區域基本上包括具有線性有源晶元區域的第一線性單元晶元區域、具有線性孔集電極區域的第二線性單元晶元區域以及布置在該第一線性單元晶元區域和該第二線性單元晶元區域的線性無源晶元區域。?

根據本實用新型的一個方面，一種IE型溝槽柵極IGBT，其特征在于，包括：?

(a)具有第一主表面(1a)和第二主表面(1b)的半導體襯底(2)；?

(b)布置在所述半導體襯底(2)中并且具有第一導電類型的漂移區域(20)；?

(c)布置在所述第一主表面(1a)上的晶元形成區域(10)；?

(d)布置在所述晶元形成區域(10)中的大量線性單元晶元區域(40)，并且每個線性單元晶元區域(40)具有第一線性單元晶元區域(40f)和第二線性單元晶元區域(40s)；?

(e)布置在所述第一主表面(1a)上的金屬柵極電極(5)；以及?

(f)布置在所述第一主表面(1a)上的金屬發射極電極(8)；?

每個所述第一線性單元晶元區域(40f)包括：?

(x1)從所述第一主表面(1a)遍及所述漂移區域(20)的內部布置的線性有源晶元區域(40a)；?

(x2)電連接到所述金屬柵極電極(5)并且分別被布置在所述第一主表面(1a)中的第一溝槽(21q)和第二溝槽(21r)中的第一線性溝槽柵極電極(14q)和第二線性溝槽柵極電極(14r)，從而從兩個側面保持所述第一線性溝槽柵極電極(14q)和所述第二線性溝槽柵極電極(14r)之間的所述線性有源晶元區域(40a)；?

(x3)布置在所述漂移區域(20)的所述第一主表面(1a)的?所述側面上的表面區域中并且具有與所述第一導電類型相反的第二導電類型的本體區域(15)；?

(x4)與所述線性有源晶元區域(40a)的兩個側面相鄰布置的線性無源晶元區域(40i)，從而從兩個側面保持所述線性無源晶元區域(40i)之間的所述線性有源晶元區域(40a)，而同時將所述第一線性溝槽柵極電極(14q)和所述第二線性溝槽柵極電極(14r)定義為邊界；?

(x5)布置在所述線性無源晶元區域(40i)中的所述第一主表面(1a)的所述側面上的基本上全部表面區域中的比所述本體區域(15)更深的并且具有與所述本體區域(15)的導電類型相同的導電類型的浮動區域(16)；以及?

(x6)布置在所述本體區域(15)的所述第一主表面(1a)的所述側面上的所述表面區域中的所述第一導電類型的發射極區域(12)；?

每個所述第二線性單元晶元區域(40s)包括：?

(y1)從所述第一主表面(1a)遍布所述漂移區域(20)的所述內部布置的線性孔集電極晶元區域(40c)；?