[发明专利]功率用半导体元件无效

专利信息
申请号: 201310375789.4 申请日: 2013-08-26
公开(公告)号: CN103681826A 公开(公告)日: 2014-03-26
发明(设计)人: 中村和敏;小仓常雄;二宫英彰 申请(专利权)人: 株式会社东芝
主分类号: H01L29/739 分类号: H01L29/739;H01L29/06
代理公司: 永新专利商标代理有限公司 72002 代理人: 杨谦;房永峰
地址: 日本*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: 功率 半导体 元件
【说明书】:

本申请享有以日本专利申请2012-210035号(申请日:2012年9月24日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包含基础申请的全部内容。

技术领域

本发明涉及功率用半导体元件。

背景技术

作为功率用半导体元件,有IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:绝缘栅双极型晶体管)等。作为降低IGBT的导通(on)电压的方法,有利用IE效应(carrier injection enhancement effect:载流子注入增强效应)的方法。利用IE效应,通过提高空穴的排出阻力(日文原文:排出抵抗)、提高发射极电极侧的载流子浓度,能够实现低导通电压。IE效应例如能够通过在p型的基底(base)层与n型的基底层之间设置与n型的基底层相比杂质浓度高的n层(n阻挡(barrier)层)而产生。

通过提高n阻挡层的杂质浓度,能够促进低导通电压化。但是,若提高n阻挡层的杂质浓度,例如在变为导通(turn on)时会产生栅极电压振荡的问题。栅极电压的振荡成为噪声,对周边的电子设备带来不良影响。此外,若栅极电压振荡,则变为导通时的集电极-发射极间电压的时间变化率(dV/dt)的控制变得困难。这样,导通电压的降低与开关特性(栅极的控制性)的提高存在权衡(trade-off)的关系。

发明内容

本发明的实施方式提供一种低导通电压且开关特性良好的功率用半导体元件。

根据实施方式,提供一种具备第1电极、第1半导体层、第2半导体层、第3半导体层、第4半导体层、第2电极、第3电极、第4电极、第5电极的功率用半导体元件。上述第1电极具有第一面和第二面。上述第1半导体层设在上述第1电极的上述第一面侧,是第1导电型。上述第2半导体层设在上述第1半导体层之上,是杂质浓度比上述第1半导体层的杂质浓度高的第1导电型。上述第3半导体层设在上述第2半导体层之上,是第2导电型。上述第4半导体层设在上述第3半导体层之上,是第1导电型。上述第2电极电连接于上述第4半导体层。上述第3电极隔着绝缘膜而设于上述第2半导体层及上述第3半导体层,上端位于上述第3半导体层,沿上述第1半导体层与上述第2半导体层的层叠方向延伸。上述第4电极隔着绝缘膜而设于上述第2半导体层及上述第3半导体层,上端位于上述第3半导体层,沿上述层叠方向延伸,与上述第3电极并列。上述第5电极隔着绝缘膜而设于上述第3电极与上述第4电极之间,上端位于上述第3半导体层,沿上述第1半导体层与上述第2半导体层的层叠方向延伸,与上述第2电极电连接。

附图说明

图1是例示出第一实施方式的功率用半导体元件的示意剖面图。

图2(a)及图2(b)是例示出第一实施方式的功率用半导体元件的示意图。

图3是例示出第一实施方式的功率用半导体元件的等效电路图。

图4(a)~图4(f)是例示出第一实施方式的功率用半导体元件的制造方法的顺序的工序步骤示意剖面图。

图5(a)~图5(f)是例示出第一实施方式的功率用半导体元件的制造方法的顺序的工序步骤示意剖面图。

图6是例示出第一实施方式的功率用半导体元件的第一变形例的示意剖面图。

图7(a)及图7(b)是例示出第一实施方式的功率用半导体元件的第二变形例的示意图。

图8是例示出第二实施方式的功率用半导体元件的示意剖面图。

图9(a)及图9(b)是例示出第二实施方式的功率用半导体元件的示意图。

图10是例示出第二实施方式的功率用半导体元件的变形例的示意剖面图。

图11是例示出第三实施方式的功率用半导体元件的示意剖面图。

具体实施方式

以下,参照附图对各实施方式进行说明。

另外,附图是示意性或概念性的,各部分的厚度与宽度的关系、部分间的大小的比率等不必限定于与现实相同。此外,即使是在表示相同部分的情况下,也有在附图中将相互的尺寸、比率不同地显示的情况。

另外,在本申请说明书与各图中,对有关先前的图而上述的要素相同的要素附加同一符号而适当省略详细的说明。

(第一实施方式)

图1是例示出第一实施方式的功率用半导体元件的示意剖面图。

图2(a)及图2(b)是例示出第一实施方式的功率用半导体元件的示意图。

图2(a)是示意平面图,图2(b)是示意剖面图。图1表示图2(a)的A1-A2线剖面。图2(b)表示图2(a)的B1-B2线剖面。

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