[發明專利]半導體裝置

有效

• 申請號: 201580045122.5
• 申請日: 2015-02-20
• 公開（公告）號: CN107135668B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 岸雅人;渡邊祐司;竹森俊之;穴澤健夫;秋元俊孝
• 申請（專利權）人: 新電元工業株式會社
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

技術領域

本發明涉及半導體裝置。

背景技術

以往，具有被稱為柵極屏蔽(Shield Gate)構造的半導體裝置已被普遍認知(例如，參照專利文獻1)。以往的半導體裝置900如圖20(a)所示，包括：半導體基體910，包含：n+型漏極區域912、n-型漂移區域914、p型基極區域916、以及n+型源極區域918；溝槽(Trench)922，具有：被形成在半導體基體910內，并且與n-型漂移區域914相鄰接的槽底、以及與p型基極區域916以及n-型漂移區域914相鄰接的側壁，且從平面上看被形成為條紋(Stripe)狀；柵電極926，被配置在溝槽922內，并且在側壁部分處經由絕緣膜924與p型基極區域916相對；屏蔽電極930，被配置在溝槽922內，并且位于柵電極926與溝槽922的槽底之間；溝槽922內的電氣絕緣區域928，在柵電極926與溝槽922的槽底之間擴展，并且進一步沿溝槽922的側壁以及槽底擴展后使屏蔽電極930從側壁以及槽底處隔開；源電極934，被形成在半導體基體910的上方，并且將源電極918與屏蔽電極930電氣連接；以及漏電極936，與n+型漏極區域912相鄰接后被形成。

根據以往的半導體裝置900，由于具備被配置在溝槽922內，并且位于柵電極926與溝槽922的槽底之間的屏蔽電極930，因此柵漏電容C_GD(參照圖20(b))就會降低，其結果就是柵充電電流量以及柵放電電流量就會減小，從而能夠加快開關速度。另外，由于能夠加長從容易引起電場集中的溝槽922的角部到柵電極926的距離，進而，能夠通過電氣絕緣區域928緩和電場，其結果就是，能夠提高耐壓。

【先行技術文獻】

【專利文獻1】專利第4790908號公報

然而，通過本發明者的研究，發現以往的半導體裝置900，在開關關斷(Switch off)時會產生振鈴(Ringing)或是高浪涌(Surge)電壓。于是，本發明者便想到了使用高電阻屏蔽電極(例如，比源電極和柵電極更高電阻的屏蔽電極)來作為屏蔽電極(參照圖2(a))。這樣的話，依靠屏蔽電極較高的內部電阻，就能夠在開關關斷時緩和漏電極的電位變化，從而，就能夠在開關關斷時抑制振鈴產生的同時，降低浪涌電壓。

但是，如上述般一旦使用高電阻的屏蔽電極來作為屏蔽電極的話，在開關周期的后半段，由于沿屏蔽電極的配線會產生電位差，因此經由柵源電容C_GS(參照圖20，在圖2中也為同樣情況)柵極電壓V_GS就會突然升高，從而有容易產生運行錯誤(自行開啟(Self Turn-On))的問題(參照圖2(b)中的符號A)。另外，由于開關速度變慢(參照圖2(b))，還存在有開關損耗增大的問題。

而另一方面，如使用低電阻的屏蔽電極來作為屏蔽電極的話(參照圖3(a))，則由于在開關關斷時無法緩和漏電極的電位變化，因此就無法獲得抑制振鈴的同時降低浪涌電壓的效果(參照圖3(b))。

因此，本發明鑒于上述這些問題，以提供如下的一種半導體裝置為目的：能夠抑制開關關斷時產生的振鈴的同時降低浪涌電壓，并且，能夠抑制開關關斷時因柵極電壓V_GS啟動而產生的運行錯誤(自行開啟)，而且，還能夠減少開關損耗增大所帶來的問題。

發明內容

本發明的半導體裝置，包括：半導體基體，含有：第一導電型漏極區域、與所述漏極區域相鄰接的第一導電型漂移區域、與所述漂移區域相鄰接的第二導電型基極區域、以及與所述基極區域相鄰接的第一導電型源極區域；溝槽，形成于所述半導體基體內，具有與所述漂移區域相鄰接的槽底、以及與所述基極區域和所述漂移區域相鄰接的側壁，并且從平面上看被形成為條紋狀；柵電極，配置于所述溝槽內，并且，在所述側壁的部分經由柵極絕緣膜與所述基極區域相對；屏蔽電極，配置于所述溝槽內，并且，位于所述柵電極與所述溝槽的所述槽底之間；所述溝槽內的電氣絕緣區域，在所述柵電極與所述屏蔽電極之間擴展，并且進一步地沿所述溝槽的所述側壁以及所述槽底擴展后將所述屏蔽電極從所述側壁以及所述槽底處隔開；源電極，形成于所述半導體基體的上方，并且將所述源極區域與所述屏蔽電極電氣連接；以及漏電極，與所述漏極區域相鄰接后形成，其特征在于：其中，所述屏蔽電極具有：高電阻區域，位于所述漏極區域一側；以及低電阻區域，位于所述柵電極一側。