[發(fā)明專利]MOSFET以及電力轉(zhuǎn)換電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780052518.1
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN109643734B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 新井大輔;北田瑞枝
• 申請（專利權(quán)）人: 新電元工業(yè)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(chǎn)權(quán)代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

本發(fā)明的MOSFET100，包括：具有超級結(jié)結(jié)構(gòu)117的半導(dǎo)體基體110；以及經(jīng)由柵極絕緣膜124后被形成在半導(dǎo)體基體110的第一主面?zhèn)壬系臇烹姌O126，其特征在于：在以超級結(jié)結(jié)構(gòu)117中規(guī)定深度位置的深度x為橫軸，以超級結(jié)結(jié)構(gòu)117中規(guī)定深度位置上的平均正電荷密度p(x)為縱軸時，將MOSFET關(guān)斷后超級結(jié)結(jié)構(gòu)117耗盡時的，超級結(jié)結(jié)構(gòu)117中規(guī)定深度位置上的平均正電荷密度p(x)展現(xiàn)為上凸的向右上揚(yáng)的曲線。根據(jù)本發(fā)明的MOSFET，即便柵極周圍的電荷平衡存在變動，也能夠?qū)㈥P(guān)斷后的開關(guān)特性的變動減小至比以往更小的水平。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及MOSFET以及電力轉(zhuǎn)換電路。

背景技術(shù)

以往，具備由n型柱形(Column)區(qū)域以及p型柱形區(qū)域構(gòu)成的超級結(jié)(Superjunction)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體基體的MOSFET被普遍認(rèn)知(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。

在本說明書中，超級結(jié)結(jié)構(gòu)是指：從規(guī)定的截面上觀看時，n型柱形區(qū)域與p型柱形區(qū)域交互地重復(fù)排列的結(jié)構(gòu)。

以往的MOSFET900如圖17所示，是一種平面柵極(Plane gate)型MOSFET，其包括：半導(dǎo)體基體910，具有由n型柱形區(qū)域914以及p型柱形區(qū)域916構(gòu)成的超級結(jié)結(jié)構(gòu)917、形成在第一主面的表面，并且形成在p型柱形區(qū)域916的整個表面上以及n型柱形區(qū)域914的一部分表面上的基極區(qū)域918、形成在第一主面的表面，并且形成在n型柱形區(qū)域914的表面上的與基極區(qū)域918相鄰接的n型表面高濃度區(qū)域919、以及形成在基極區(qū)域918的表面的n型源極區(qū)域920；以及柵電極936，經(jīng)由柵極絕緣膜934形成在被源極區(qū)域920與n型表面高濃度區(qū)域919相夾的基極區(qū)域918的表面上。

在以往的MOSFET900中，n型柱形區(qū)域914以及p型柱形區(qū)域916被形成為：使n型柱形區(qū)域914的摻雜物總量與p型柱形區(qū)域916的摻雜物總量相等。即，n型柱形區(qū)域914以及p型柱形區(qū)域916處于電荷平衡(Charge balance)狀態(tài)。另外，n型柱形區(qū)域914的摻雜物濃度以及p型柱形區(qū)域916的摻雜物濃度均不受深度的影響而保持固定。再有，n型柱形區(qū)域914的側(cè)壁形狀為第一主面?zhèn)泉M窄的錐形形狀，p型柱形區(qū)域916的側(cè)壁形狀為底部狹窄的錐形形狀。

在本說明書中，“摻雜物總量”是指：MOSFET中作為構(gòu)成要素(n型柱形區(qū)域或p型柱形區(qū)域)的摻雜物的總量。

根據(jù)以往的MOSFET900，由于包括了具有由n型柱形區(qū)域914以及p型柱形區(qū)域916構(gòu)成的超級結(jié)結(jié)構(gòu)917的半導(dǎo)體基體910，因此是一種具有低導(dǎo)通(ON)電阻、且高耐壓的開關(guān)元件。

【先行技術(shù)文獻(xiàn)】

【專利文獻(xiàn)1】特開2004-119611號公報

【專利文獻(xiàn)2】特開2013-93560號公報

然而，在以往的MOSFET900中，一旦柵極周圍的電荷平衡存在變動，就會出現(xiàn)關(guān)斷(Turn off)后開關(guān)特性的變動變大的問題。

因此，本發(fā)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?qū)㈥P(guān)斷后的開關(guān)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(zhuǎn)換電路。

發(fā)明內(nèi)容