[發(fā)明專利]半導(dǎo)體裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680081227.0
• 申請(qǐng)日: 2016-12-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108780808B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田邊廣光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社電裝
• 主分類號(hào): H01L29/739
• 分類號(hào): H01L29/739;H01L29/78
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 呂文卓

半導(dǎo)體裝置具備：具有第1主面(10a)以及第2主面(10b)的半導(dǎo)體基板(10)；形成在第1主面的表層的第1區(qū)域(14)；與第1區(qū)域鄰接的漂移區(qū)域(12)；比漂移區(qū)域濃度高的電荷蓄積區(qū)域(13)；以及具有從第1主面在深度方向上延伸并將第1區(qū)域及電荷蓄積區(qū)域貫通而形成的溝槽(16)、和形成在溝槽的內(nèi)部的柵極電極(18)的溝槽柵極(15)。溝槽柵極具有柵極電極上被施加?xùn)艠O電壓的主溝槽(15a)、和柵極電極上被施加與主溝槽不同的電壓的偽溝槽(15b)。主溝槽和偽溝槽將電荷蓄積區(qū)域夾入，偽溝槽與電荷蓄積區(qū)域的接觸面積(S1)大于主溝槽與電荷蓄積區(qū)域的接觸面積(S2)。

關(guān)聯(lián)申請(qǐng)的相互參照

本申請(qǐng)基于2016年2月10日提出的日本申請(qǐng)第2016－24046號(hào)，這里援引其記載內(nèi)容。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及包括具備電荷蓄積區(qū)域的絕緣柵雙極型晶體管的半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)

在溝槽柵型的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)中，有為了導(dǎo)通電壓的降低而具備電荷蓄積區(qū)域的半導(dǎo)體裝置。在具備電荷蓄積區(qū)域的IGBT中，通過(guò)接通(turn on)而從集電極供給空穴，電荷蓄積區(qū)域的電位變動(dòng)。在具有溝槽柵的IGBT中，存在如下情況：由于伴隨該電位變動(dòng)而產(chǎn)生的位移電流，柵極電容作為負(fù)值被觀測(cè)到。這樣的負(fù)性電容對(duì)于IGBT的開(kāi)關(guān)控制成為噪聲，成為使IGBT的控制不穩(wěn)定的要因。

對(duì)此，專利文獻(xiàn)1記載的半導(dǎo)體裝置，是被施加?xùn)艠O電壓的主柵極與被設(shè)為與發(fā)射極電位相等電位的偽柵極之間的相離距離、即電荷蓄積區(qū)域的寬度為1.4μm以下的半導(dǎo)體裝置。根據(jù)專利文獻(xiàn)1，電荷蓄積區(qū)域的寬度越小，越能夠使電荷蓄積區(qū)域的電位變動(dòng)較小，越能夠使負(fù)性電容較小。

但是，專利文獻(xiàn)1中記載的半導(dǎo)體裝置所要求的電荷蓄積區(qū)域的寬度為1.4μm以下，雖然在技術(shù)水平上能夠?qū)崿F(xiàn)，但其精度不能說(shuō)是充分的。此外，當(dāng)為了進(jìn)一步的導(dǎo)通電壓的降低而提高電荷蓄積區(qū)域的雜質(zhì)濃度，則即使該寬度為1.4μm以下也會(huì)產(chǎn)生負(fù)性電容。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2009－277792號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

本公開(kāi)的目的在于，提供能夠維持低導(dǎo)通電壓并且抑制負(fù)性電容的發(fā)生的半導(dǎo)體裝置。

本公開(kāi)的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置，具備半導(dǎo)體基板、第1區(qū)域、漂移區(qū)域、電荷蓄積區(qū)域、溝槽柵極和第2區(qū)域。半導(dǎo)體基板具有第1主面以及作為第1主面的背面的第2主面。第1區(qū)域具有第1導(dǎo)電型，形成在第1主面的表層。漂移區(qū)域具有第2導(dǎo)電型，以與第1區(qū)域鄰接的方式形成在第1區(qū)域與第2主面之間。電荷蓄積區(qū)域是漂移區(qū)域的一部分，具有第2導(dǎo)電型，與漂移區(qū)域相比雜質(zhì)濃度高。溝槽柵極具有從第1主面向半導(dǎo)體基板的深度方向延伸并且將第1區(qū)域及電荷蓄積區(qū)域貫通而形成的溝槽、和在溝槽的內(nèi)部隔著絕緣膜而形成的柵極電極。第2區(qū)域具有第2導(dǎo)電型，被第1區(qū)域包圍而形成，與溝槽柵極接觸并且在第1主面露出。

溝槽柵極具有柵極電極上被施加?xùn)艠O電壓的主溝槽、和柵極電極上被施加與主溝槽不同的電壓的偽溝槽。主溝槽和偽溝槽將電荷蓄積區(qū)域夾入，偽溝槽與電荷蓄積區(qū)域的接觸面積S1大于主溝槽與電荷蓄積區(qū)域的接觸面積S2。

根據(jù)上述半導(dǎo)體裝置，能夠?qū)㈦姾尚罘e區(qū)域的雜質(zhì)濃度維持在用于實(shí)現(xiàn)規(guī)定的導(dǎo)通電壓的濃度，并且抑制負(fù)性電容的發(fā)生。

附圖說(shuō)明

本公開(kāi)的上述或其他目的、結(jié)構(gòu)、優(yōu)點(diǎn)參照下述的附圖并通過(guò)以下的詳細(xì)說(shuō)明將得以明確。

圖1是表示第1實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖2是表示溝槽柵極的形狀的俯視圖。

圖3A是仿真模型的俯視圖。

圖3B是仿真模型的剖視圖。