半導體裝置制造方法及圖紙

半導體裝置100包括：柵電極126，配置于溝槽122內，并且，在側壁的部分經由柵極絕緣膜124與p型基極區域116相對；屏蔽電極130，配置于溝槽122內，并且，位于柵電極126與溝槽122的槽底之間；溝槽22內的電氣絕緣區域128，在柵電極126與屏蔽電極130之間擴展，并且進一步地沿溝槽122的側壁以及槽底擴展后將屏蔽電極130從側壁以及槽底處隔開；以及源電極134，將n+型源極區域118與屏蔽電極130電氣連接，其中，屏蔽電極130具有：高電阻區域130a，被設置在與溝槽122的側壁對向的位置上；以及低電阻區域130，被設置在被高電阻區域130a夾住的位置上。能夠抑制振鈴以及浪涌電壓、抑制錯誤運行以及防止開關損耗增大。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】半導體裝置
本專利技術涉及半導體裝置。
技術介紹
以往，具有被稱為柵極屏蔽(ShieldGate)構造的半導體裝置已被普遍認知(例如，參照專利文獻1)。以往的半導體裝置900如圖21(a)所示，包括：半導體基體910，包含：n+型漏極區域912、n-型漂移區域914、p型基極區域916、以及n+型源極區域918；溝槽(Trench)922，具有：被形成在半導體基體910內，并且與n-型漂移區域914相鄰接的槽底、以及與p型基極區域916以及n-型漂移區域914相鄰接的側壁，且從平面上看被形成為條紋(Stripe)狀；柵電極926，被配置在溝槽922內，并且在側壁部分處經由絕緣膜924與p型基極區域916相對；屏蔽電極930，被配置在溝槽922內，并且位于柵電極926與溝槽922的槽底之間；溝槽922內的電氣絕緣區域928，在柵電極926與溝槽922的槽底之間擴展，并且進一步沿溝槽922的側壁以及槽底擴展后使屏蔽電極930從側壁以及槽底處隔開；源電極934，被形成在半導體基體910的上方，并且將源電極918與屏蔽電極930電氣連接；以及漏電極936，與n+型漏極區域912相鄰接后被形成。根據以往的半導體裝置900，由于具備被配置在溝槽922內，并且位于柵電極926與溝槽922的槽底之間的屏蔽電極930，因此柵漏電容CGD(參照圖21(b))就會降低，其結果就是柵充電電流量以及柵放電電流量就會減小，從而能夠加快開關速度。另外，由于能夠加長從容易引起電場集中的溝槽922的角部到柵電極926的距離，進而，能夠通過電氣絕緣區域928緩和電場，其結果就是，能夠提高耐壓。【先行技術文獻】【專利文獻1】專利第4790908號公報然而，通過本專利技術者的研究，發現以往的半導體裝置900，在開關關斷(Switchoff)時會產生振鈴(Ringing)或是高浪涌(Surge)電壓。于是，本專利技術者便想到了使用高電阻屏蔽電極(例如，比源電極和柵電極更高電阻的屏蔽電極)來作為屏蔽電極(參照圖2(a))。這樣的話，依靠屏蔽電極較高的內部電阻，就能夠在開關關斷時緩和漏電極的電位變化，從而，就能夠在開關關斷時抑制振鈴產生的同時，降低浪涌電壓。但是，如上述般一旦使用高電阻的屏蔽電極來作為屏蔽電極的話，在開關周期的后半段，由于沿屏蔽電極的配線會產生電位差，因此經由柵源電容CGS(參照圖20，在圖2中也為同樣情況)柵極電壓VGS就會突然升高，從而有容易產生運行錯誤(自行開啟(SelfTurn-On))的問題(參照圖2(b)中的符號A)。另外，由于開關速度變慢(參照圖2(b))，還存在有開關損耗增大的問題。而另一方面，如使用低電阻的屏蔽電極來作為屏蔽電極的話(參照圖3(a))，則由于在開關關斷時無法緩和漏電極的電位變化，因此就無法獲得抑制振鈴的同時降低浪涌電壓的效果(參照圖3(b))。因此，本專利技術鑒于上述這些問題，以提供如下的一種半導體裝置為目的：能夠抑制開關關斷時產生的振鈴的同時降低浪涌電壓，并且，能夠抑制開關關斷時因柵極電壓VGS啟動而產生的運行錯誤(自行開啟)，而且，還能夠減少開關損耗增大所帶來的問題。
技術實現思路
本專利技術的半導體裝置，包括：半導體基體，含有：第一導電型漏極區域、與所述漏極區域相鄰接的第一導電型漂移區域、與所述漂移區域相鄰接的第二導電型基極區域、以及與所述基極區域相鄰接的第一導電型源極區域；溝槽，形成于所述半導體基體內，具有與所述漂移區域相鄰接的槽底、以及與所述基極區域和所述漂移區域相鄰接的側壁，并且從平面上看被形成為條紋狀；柵電極，配置于所述溝槽內，并且，在所述側壁的部分經由柵極絕緣膜與所述基極區域相對；屏蔽電極，配置于所述溝槽內，并且，位于所述柵電極與所述溝槽的所述槽底之間；所述溝槽內的電氣絕緣區域，在所述柵電極與所述屏蔽電極之間擴展，并且進一步地沿所述溝槽的所述側壁以及所述槽底擴展后將所述屏蔽電極從所述側壁以及所述槽底處隔開；源電極，形成于所述半導體基體的上方，并且將所述源極區域與所述屏蔽電極電氣連接；以及漏電極，與所述漏極區域相鄰接后形成，其特征在于：其中，所述屏蔽電極具有：高電阻區域，被設置在與所述側壁對向的位置上；以及低電阻區域，被設置在被所述高電阻區域夾住的位置上。再有，上述高電阻區域也可稱為：被設置在與所述側壁對向的位置上的，并且沿所述屏蔽電極的長度方向具有第一電阻的第一區域；上述低電阻區域也可稱為：被設置在被所述高電阻區域夾住的位置上的，并且沿所述屏蔽電極的長度方向具有高于所述第一電阻的第二電阻的第二區域。在本專利技術的半導體裝置中，比較理想的情況是所述高電阻區域以及所述低電阻區域均由含有摻雜物的同一半導體材料所構成，并且所述低電阻區域的摻雜物濃度高于所述高電阻區域的摻雜物濃度。在本專利技術的半導體裝置中，比較理想的情況是所述高電阻區域以及所述低電阻區域分別由不同的材料所構成，并且構成所述低電阻區域的材料的電阻率低于構成所述高電阻區域的材料的電阻率。在本專利技術的半導體裝置中，比較理想的情況是所述高電阻區域以及所述低電阻區域分別由同一材料所構成，并且以與所述屏蔽電極的條紋的長度方向垂直相交的平面進行切割后的所述低電阻區域的切面面積，大于以與所述屏蔽電極的條紋的長度方向垂直相交的平面進行切割后的所述高電阻區域的切面面積。在本專利技術的半導體裝置中，比較理想的情況是所述高電阻區域以及所述低電阻區域位于互相接觸的位置上。在本專利技術的半導體裝置中，比較理想的情況是所述高電阻區域以及所述低電阻區域位于經由所述電氣絕緣區域相互隔開的位置上。在本專利技術的半導體裝置中，比較理想的情況是所述電氣絕緣區域中被夾在所述高電阻區域和所述低電阻區域之間的電氣絕緣區域的一部分具有開口部，并且所述高電阻區域以及所述低電阻區域經由所述開口部部分接觸。在本專利技術的半導體裝置中，比較理想的情況是所述低電阻區域比所述高電阻區域更薄。在本專利技術的半導體裝置中，比較理想的情況是所述高電阻區域比所述低電阻區域更薄。專利技術效果根據本專利技術的半導體裝置，因為具備具有被設置在與溝槽的側壁對向的位置上的高電阻區域以及被設置在被高電阻區域夾住的位置上的低電阻區域的屏蔽電極來作為屏蔽電極(參照圖1(a))，因此由于在高電阻區域中，該區域中的電阻Ra(參照圖4)的電阻值高于電阻Rb(參照圖4)的電阻值，所以能夠緩和開關關斷時漏電極的電位變化，從而就能夠在抑制開關關斷時產生的振鈴的同時降低浪涌電壓(參照圖1(b))。另外，由于在低電阻區域中，該區域中的電阻Rb(參照圖4)的電阻值低于電阻Ra(參照圖4)的電阻值，所以能夠降低沿屏蔽電極的配線所產生的電位差，從而就能夠抑制開關周期的后半期中因柵極電壓VGS啟動而產生的運行錯誤(自行開啟)(參照圖1(b)中的符號A)。另外，通過存在有低電阻區域，還能夠加快開關速度(參照圖1(b))，從而就能夠防止開關損耗的增大。簡單附圖說明圖1是實施方式一所涉及的半導體裝置100的說明圖。圖1(a)是半導體裝置100的截面圖，圖1(b)是半導體裝置100開關關斷時的波形響應圖。圖2是比較例一所涉及的半導體裝置100a的說明圖。圖2(a)是半導體裝置100a的截面圖，圖2(b)是半導體裝置100a開關關斷時的波形響應圖。圖3是比較例二所涉及的半導體裝置100本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種半導體裝置，包括：半導體基體，含有：第一導電型漏極區域、與所述漏極區域相鄰接的第一導電型漂移區域、與所述漂移區域相鄰接的第二導電型基極區域、以及與所述基極區域相鄰接的第一導電型源極區域；溝槽，形成于所述半導體基體內，具有與所述漂移區域相鄰接的槽底、以及與所述基極區域和所述漂移區域相鄰接的側壁，并且從平面上看被形成為條紋狀；柵電極，配置于所述溝槽內，并且，在所述側壁的部分經由柵極絕緣膜與所述基極區域相對；屏蔽電極，配置于所述溝槽內，并且，位于所述柵電極與所述溝槽的所述槽底之間；所述溝槽內的電氣絕緣區域，在所述柵電極與所述屏蔽電極之間擴展，并且進一步地沿所述溝槽的所述側壁以及所述槽底擴展后將所述屏蔽電極從所述側壁以及所述槽底處隔開；源電極，形成于所述半導體基體的上方，并且將所述源極區域與所述屏蔽電極電氣連接；以及漏電極，與所述漏極區域相鄰接后形成，其特征在于：其中，所述屏蔽電極具有：高電阻區域，被設置在與所述側壁對向的位置上；以及低電阻區域，被設置在被所述高電阻區域夾住的位置上。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.一種半導體裝置，包括：半導體基體，含有：第一導電型漏極區域、與所述漏極區域相鄰接的第一導電型漂移區域、與所述漂移區域相鄰接的第二導電型基極區域、以及與所述基極區域相鄰接的第一導電型源極區域；溝槽，形成于所述半導體基體內，具有與所述漂移區域相鄰接的槽底、以及與所述基極區域和所述漂移區域相鄰接的側壁，并且從平面上看被形成為條紋狀；柵電極，配置于所述溝槽內，并且，在所述側壁的部分經由柵極絕緣膜與所述基極區域相對；屏蔽電極，配置于所述溝槽內，并且，位于所述柵電極與所述溝槽的所述槽底之間；所述溝槽內的電氣絕緣區域，在所述柵電極與所述屏蔽電極之間擴展，并且進一步地沿所述溝槽的所述側壁以及所述槽底擴展后將所述屏蔽電極從所述側壁以及所述槽底處隔開；源電極，形成于所述半導體基體的上方，并且將所述源極區域與所述屏蔽電極電氣連接；以及漏電極，與所述漏極區域相鄰接后形成，其特征在于：其中，所述屏蔽電極具有：高電阻區域，被設置在與所述側壁對向的位置上；以及低電阻區域，被設置在被所述高電阻區域夾住的位置上。2.根據權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于：其中，所述高電阻區域以及所述低電阻區域均由含有摻雜物的同一半導體材料所構成，并且所述低電阻區域的摻雜物濃度高于所述高電阻區域的摻雜物濃度。3.根據權利要求1...

【專利技術屬性】
技術研發人員：岸雅人，渡邊祐司，竹森俊之，
申請(專利權)人：新電元工業株式會社，
類型：發明
國別省市：日本,JP