[發明專利]開關元件

有效

• 申請號: 201710138580.4
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN107180864B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 添野明高;妹尾賢;久野敬史;桑野聰;柿本規行;金丸俊隆;橋本健太;利田祐麻
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/06
• 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，

在所述半導體基板的上表面上設置有以網眼狀延伸的溝槽，

所述柵絕緣膜對所述溝槽的內表面進行覆蓋，

所述柵電極被配置在所述溝槽內，并且通過所述柵絕緣膜而與所述半導體基板絕緣，

當將在俯視觀察所述上表面時被所述溝槽包圍的所述半導體基板的各個部分設為單元區，將在俯視觀察所述上表面時包含多個所述單元區的范圍設為第一元件范圍，并將在俯視觀察所述上表面時包圍所述第一元件范圍的周圍并且包含多個所述單元區的范圍設為圍繞范圍時，所述層間絕緣膜在從所述第一元件范圍跨至所述圍繞范圍的范圍內對所述上表面與所述柵電極進行覆蓋，

在所述第一元件范圍內，在各個所述單元區的上部，于所述層間絕緣膜上設置有接觸孔，

在所述圍繞范圍內，所述層間絕緣膜在所述單元區的上部對所述上表面的整個區域進行覆蓋，

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，并且在所述接觸孔內與所述上表面相接，

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圍繞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單元區具備：

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，

所述圍繞范圍內的各個所述單元區具備第二導電型的周邊第二導電型區域，所述周邊第二導電型區域延伸至所述圍繞范圍內的所述溝槽的下側并且與所述體區導通，

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。

3.如權利要求1或2所述的開關元件，其中，

在設置有所述溝槽的范圍的外側設置有護圈，

所述護圈為，在所述上表面上露出，并包圍設置有所述溝槽的范圍，且與所述第一金屬層電分離的第二導電型的區域。

4.如權利要求3所述的開關元件，其中，

具有在俯視觀察所述上表面時包圍所述圍繞范圍的周圍并且包含多個所述單元區的第二元件范圍，

在所述第二元件范圍內，在各個所述單元區的上部，于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單元區具有所述第一區域和所述體區。