[發明專利]功率半導體裝置以及功率半導體裝置的制造方法

有效

• 申請號: 201680068884.1
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN108292679B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 新井大輔;北田瑞枝;淺田毅;山口武司;鈴木教章
• 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

1.一種功率半導體裝置，具有由交互排列的第一導電型柱形區域以及第二導電型柱形區域所構成的超級結結構，并且劃分有：從作為所述第一導電型柱形區域以及所述第二導電型柱形區域的表面側的上端面側看作為形成有有源元件電極的區域的有源元件部、以及從所述上端面看作為形成有柵極焊盤電極的區域的柵極焊盤部，其特征在于：

所述有源元件部，包括：

低電阻半導體層；

沿規定的方向按規定的間隔排列的多個所述第一導電型柱形區域；

沿所述規定的方向與所述第一導電型柱形區域交互排列的多個所述第二導電型柱形區域；

形成于所述第一導電型柱形區域以及所述第二導電型柱形區域表面的第二導電型基極區域；

從上端面側看形成于存在有所述第一導電型柱形區域的區域內的，并且被形成為：在貫穿所述基極區域后直至到達所述第一導電型柱形區域的深度位置上的溝槽；

形成于所述溝槽的內周面上的柵極絕緣膜；

經由所述柵極絕緣膜埋設至所述溝槽內部的柵電極；

配置于所述基極區域的表面的，同時被形成為至少有一部分暴露在所述溝槽的內周面上的第一導電型高濃度擴散區域；

至少覆蓋所述第一導電型高濃度擴散區域、所述柵極絕緣膜、以及所述柵電極的層間絕緣膜；

形成于從所述上端面側看存在有所述第二導電型柱形區域的區域內的，并且在貫穿所述層間絕緣膜后至少到達所述基極區域的接觸孔；

在所述接觸孔的內部填充規定的金屬后形成的金屬塞；

被形成為與所述金屬塞的底面接觸的，并且比所述基極區域的摻雜物濃度更高的第二導電型高濃度擴散區域；以及

形成于所述層間絕緣膜上的，并且經由所述金屬塞與所述基極區域、所述第一導電型高濃度擴散區域、以及所述第二導電型高濃度擴散區域電氣連接的所述有源元件電極，

所述柵極焊盤部，包括：

與所述有源元件部共通的所述低電阻半導體層；所述第一導電型柱形區域；

所述第二導電型柱形區域；與所述有源元件部共通的所述基極區域；

與所述有源元件部共通的所述層間絕緣膜；以及

形成于所述層間絕緣膜上的所述柵極焊盤電極，

其中，從與所述規定的方向相平行的，并且包含所述柵極焊盤部的規定的截面看所述功率半導體裝置時，所述有源元件部在所述第二導電型柱形區域中距離所述柵極焊盤部最近的規定的第二導電型柱形區域，與同所述溝槽相接觸的所述第一導電型柱形區域中距離所述柵極焊盤部最近的規定的第一導電型柱形區域之間，具備至少一個所述第一導電型柱形區域。

2.根據權利要求1所述的功率半導體裝置，其特征在于：

其中，所述有源元件部，從所述上端面側看在所述規定的第一導電型柱形區域與所述規定的第二導電型柱形區域之間形成有所述第一導電型柱形區域的區域上也具備：所述接觸孔、所述金屬塞、以及所述第二導電型高濃度擴散區域。

3.根據權利要求1或2所述的功率半導體裝置，其特征在于：

其中，在從所述規定的截面上看時，所述有源元件部在每個從所述上端面側看形成有所述第二導電型柱形區域的區域上，分別具備多組所述接觸孔、所述金屬塞、以及所述第二導電型高濃度擴散區域。

4.根據權利要求1至2中任意一項所述的功率半導體裝置，其特征在于：

其中，所述有源元件部具備多組所述溝槽、所述柵極絕緣膜、以及所述柵電極，

并且在所述有源元件部中，所述第一導電型高濃度擴散區域僅形成在：彼此相鄰的兩個所述溝槽間的，所述溝槽與距離所述溝槽最近的所述金屬塞之間。

5.根據權利要求1至2中任意一項所述的功率半導體裝置，其特征在于：

其中，所述規定的金屬為鎢。

6.根據權利要求1至2中任意一項所述的功率半導體裝置，其特征在于：

其中，所述有源元件部具備多組所述溝槽、所述柵極絕緣膜、以及所述柵電極，

并且在所述有源元件部中，彼此相鄰的兩個所述溝槽的間隔至少為2.5μm。