[發明專利]開關元件

有效

• 申請號: 201710137727.8
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN107180862B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 添野明高;久野敬史
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L23/00;H01L29/06;H01L29/423
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 蘇萌萌;范文萍

1.一種開關元件，其具備半導體基板、柵絕緣膜、柵電極、層間絕緣膜、第一金屬層、第二金屬層和絕緣保護膜，其中，

所述半導體基板具有第一元件范圍和被配置于所述第一元件范圍與所述半導體基板的外周端面之間的無效范圍，

在所述半導體基板的上表面上設置有多個第一溝槽，多個所述第一溝槽跨及所述第一元件范圍和所述無效范圍而延伸，并且沿著第一方向而相互平行地延伸，

將在俯視觀察所述上表面時被所述第一溝槽夾著的各個區域設為溝槽間區域，

在所述第一元件范圍內，于各個溝槽間區域內的所述上表面上，以在所述第一方向上隔開間隔的方式而設置有多個第二溝槽，

各個所述第二溝槽與其兩側的兩個所述第一溝槽連接，

在所述無效范圍內，于各個溝槽間區域內的所述上表面上未設置有所述第二溝槽，

所述無效范圍在所述第一方向上的寬度與所述第二溝槽在所述第一方向上的間距相比較寬，

所述柵絕緣膜對所述第一溝槽的內表面和所述第二溝槽的內表面進行覆蓋，

所述柵電極以跨及所述第一溝槽的內部與所述第二溝槽的內部的方式而被配置，并且通過所述柵絕緣膜而與所述半導體基板絕緣，

所述層間絕緣膜在從所述第一元件范圍跨至所述無效范圍的范圍內對所述上表面和所述柵電極進行覆蓋，

在所述第一元件范圍內，于對所述上表面進行覆蓋的部分的所述層間絕緣膜上設置有接觸孔，

在所述無效范圍內，于對所述上表面進行覆蓋的部分的所述層間絕緣膜上未設置有接觸孔，

所述第一金屬層對所述層間絕緣膜進行覆蓋，并通過所述層間絕緣膜而與所述柵電極絕緣，且在所述接觸孔內與所述半導體基板相接，

在所述第一金屬層的表面上，于所述接觸孔的上部設置有凹部，

所述絕緣保護膜對所述無效范圍內的所述第一金屬層的外周側的部分進行覆蓋，

在所述絕緣保護膜上，于包含所述第一元件范圍在內的與所述第一元件范圍相比較寬的范圍內設置有開口，所述開口的側面被配置在所述無效范圍內，

所述第二金屬層在所述開口內與所述第一金屬層的所述表面相接且與所述開口的所述側面相接，并且具有與所述第一金屬層相比較小的線膨脹系數，

所述第一元件范圍內的各個所述溝槽間區域具備：

第一區域，其為第一導電型，并且與所述第一金屬層和所述柵絕緣膜相接；

體區，其為第二導電型，并且與所述第一金屬層相接，且在所述第一區域的下側與所述柵絕緣膜相接，

所述無效范圍內的各個所述溝槽間區域具備與所述體區連接的第二導電型的周邊第二導電型區域，

所述半導體基板具備第一導電型的第二區域，所述第二區域以跨及所述體區的下部和所述周邊第二導電型區域的下部的方式而被配置，并在所述體區的下側與所述柵絕緣膜相接，且通過所述體區而與所述第一區域分離。

2.如權利要求1所述的開關元件，其中，

所述周邊第二導電型區域的下端位于與所述無效范圍內的所述第一溝槽的下端相比靠下側。

3.如權利要求2所述的開關元件，其中，

所述周邊第二導電型區域的第二導電型雜質濃度高于所述體區的位于所述第一區域的下側的部分的第二導電型雜質濃度。

4.如權利要求1至3中任意一項所述的開關元件，其中，

所述半導體基板具有被配置于所述無效范圍與所述半導體基板的所述外周端面之間的外周耐壓范圍，

在所述外周耐壓范圍內設置有第二導電型的護圈，所述護圈在所述上表面上露出，并包圍所述第一元件范圍和所述無效范圍，且與所述第一金屬層電分離。

5.如權利要求4所述的開關元件，其中，

所述半導體基板具有被配置于所述無效范圍與所述外周耐壓范圍之間的第二元件范圍，

所述第一溝槽跨及所述第一元件范圍、所述無效范圍和所述第二元件范圍而延伸，

在所述第二元件范圍內，于各個溝槽間區域內的所述上表面上設置有多個所述第二溝槽，

在所述第二元件范圍內，于對所述上表面進行覆蓋的部分的所述層間絕緣膜上設置有接觸孔，

所述第一金屬層在所述第二元件范圍內的所述接觸孔內與所述上表面相接，

所述絕緣保護膜對所述第二元件范圍內的所述第一金屬層進行覆蓋，

所述第二金屬層以從所述開口內的所述第一金屬層上跨至所述絕緣保護膜上的方式而被配置，

所述第二金屬層的外周側端部位于與所述第一金屬層的外周側端部相比靠內周側，

所述第二元件范圍內的各個所述溝槽間區域具有所述第一區域和所述體區。