[發明專利]MOSFET以及電力轉換電路

有效

• 申請號: 201680088772.2
• 申請日: 2016-11-11
• 公開（公告）號: CN109729743B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 新井大輔;北田瑞枝
• 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;H01L29/40;H01L29/06;H01L29/08
• 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

本發明的MOSFET100的特征在于，包括：半導體基體110，具有n型柱形區域114、p型柱形區域116、基極區域118、以及源極區域120，并且由n型柱形區域114以及p型柱形區域116構成超級結結構；溝槽122，具有側壁以及底部；柵電極126，經由柵極絕緣膜124形成在溝槽122內；載流子補償電極128，位于柵電極126與溝槽122的底部之間；絕緣區域130，將載流子補償電極128與側壁以及底部分離；以及源電極132，在與源極區域120電氣連接的同時也與載流子補償電極128電氣連接。根據本發明的MOSFET100，即便柵極周圍的電荷平衡存在變動，也能夠將關斷MOSFET后的開關特性的變動減小至比以往更小的水平。

技術領域

本發明涉及MOSFET以及電力轉換電路。

背景技術

以往，具備由n型柱形(Column)區域以及p型柱形區域所構成超級結(Superjunction)結構的半導體基體的MOSFET被普遍認知(例如，參照專利文獻1)。

以往的MOSFET800如圖10所示，包括：半導體基體810，具有n型柱形區域814以及p型柱形區域816、形成在n型柱形區域814以及p型柱形區域816的表面的p型基極區域818、以及形成在p型基極區域818的表面的n型源極區域820，并且由n型柱形區域814以及p型柱形區域816構成超級結結構；溝槽(Trench)822，從平面看在n型柱形區域814所在的區域內，被形成至比基極區域818的最深部更深的位置上，并且被形成為使源極區域820的一部分外露在內周面上；以及柵電極826，經由形成在溝槽822的內周面上的柵極絕緣膜824被埋設在溝槽822的內部后形成。

在以往的MOSFET800中，n型柱形區域814以及p型柱形區域816被形成為：使n型柱形區域814的摻雜物總量與p型柱形區域816的摻雜物總量相等。即，n型柱形區域814以及p型柱形區域816處于電荷平衡(Charge balance)狀態。

在本說明書中，“超級結結構”是指：從規定的截面看時n型柱形區域與p型柱形區域被交互重復地排列的結構。另外，在本說明書中，“摻雜物總量”是指：MOSFET中作為構成要素(n型柱形區域或p型柱形區域)的摻雜物的總量。

由于以往的MOSFET800具備有由n型柱形區域814以及p型柱形區域816構成超級結結構的半導體基體810，因此是一種具有低導通(ON)電阻、且高耐壓的開關元件。

【先行技術文獻】

【專利文獻1】特表2012-64660號公報

【專利文獻2】特表2015-133380號公報

雖然由于以往的MOSFET800如上述般是一種具有低導通電阻、且高耐壓的開關元件，可以考慮將其運用在電力轉換電路中。但是，一旦將以往的MOSFET800運用于電力轉換電路后，就存在有在柵極周圍的電荷平衡存在變動的情況下將MOSFET關斷(Turn off)后，開關特性的變動就會變大的問題。(參照圖3中的Id(p過多)與Id(n過多)、以及Vds(n過多)與Vds(p過多))。

因此，本發明鑒于上述問題的解決，目的是提供一種：即便柵極周圍的電荷平衡存在變動，也能夠將MOSFET關斷后的開關特性的變動減小至比以往更小的MOSFET以及使用這種MOSFET的電力轉換電路。

發明內容