[发明专利]半导体装置

说明书

一种半导体装置具有包括元件范围和周边范围的半导体衬底。半导体衬底包括：体区，其布置在元件范围内；p型深区，其从元件范围跨周边范围布置，从半导体衬底的上表面分布到比每个栅极沟槽的下端深的位置，并且包含端栅极沟槽；以及p型耐压区，其布置在周边范围内，并且从上表面分布到比p型深区的下端浅的位置。p型深区内的p型杂质浓度在从体区朝向p型耐压区的方向上增加。

技术领域

本申请中公开的技术涉及一种半导体装置。

背景技术

日本专利申请公开第2016-018848号公开了一种包括元件范围和周边范围的半导体装置。在该元件范围内，提供了一种绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。p型深区设置在元件范围与周边范围之间的边界处。该深区从半导体衬底的上表面分布到比每个栅极沟槽的下端低的位置。该深区包含位于元件范围的端部处的栅极沟槽。通过设置该深区，可以抑制电场集中在位于元件范围的端部处的栅极沟槽附近。

发明内容

已知一种在元件范围内设置有IGBT和二极管的半导体装置。提供带有上述深区的这种半导体装置会产生将二极管的恢复电流集中到深区的问题。在本说明书中，提出了一种半导体装置，其能够抑制深区的电场集中，并且还抑制深区中的恢复电流的集中。

本申请公开的半导体装置包括：半导体衬底、上部电极、下部电极和栅电极。所述半导体衬底包括元件范围和设置在所述元件范围之外的周边范围，在所述元件范围中，多个栅极沟槽设置在所述半导体衬底的上表面上。所述上部电极设置在所述半导体衬底的所述上表面上。所述下部电极设置在所述半导体衬底的下表面上。所述栅电极布置在每个栅极沟槽内，并且通过栅极绝缘膜与所述半导体衬底电绝缘。所述半导体衬底包括发射极区、体区、深区、耐压区、漂移区、集电极区和阴极区。所述发射极区是n型区，其布置在所述元件范围内，连接至所述上部电极，并且与所述栅极绝缘膜接触。所述体区是p型区，其布置在所述元件范围内，并且在所述发射极区下方与所述栅极绝缘膜接触。所述深区是p型区，其从所述元件范围跨所述周边范围布置，从所述上表面分布到比每个栅极沟槽的下端深的位置，并且包含所述多个栅极沟槽中的最靠近所述周边范围设置的端栅极沟槽。所述耐压区是p型区，其布置在所述周边范围内，并且从所述上表面分布到比所述深区的下端浅的位置。所述漂移区是n型区，其从所述元件范围跨所述周边范围布置，在所述体区下方与所述栅极绝缘膜接触，通过所述体区与所述发射极区分隔开，从下方与所述深区接触，并从下方与所述耐压区接触。所述集电极区是p型区，其布置在所述漂移区下方，并与所述下部电极接触。所述阴极区n型区，其布置在所述漂移区下方，并与所述下部电极接触。所述深区内的p型杂质浓度在从所述体区朝向所述耐压区的方向上增加。

所述深区内的p型杂质浓度可在深度方向上改变。在这种情况下，该深区中的特定深度处的p型杂质浓度可在从所述体区朝向所述耐压区的方向上增加。

在该半导体装置中，由于深区内的p型杂质浓度在耐压区侧较高，所以在半导体装置关断的同时，等势线可能在横向方向上从元件区朝向耐压区延伸。因此，抑制了电场集中在位于元件区的端部处的栅极沟槽附近。另外，二极管的恢复电流可能集中到体区附近的深区。在半导体装置中，由于深区内的p型杂质浓度在体区侧较低，因此位于体区附近的深区的电阻较高。因此，电流不太可能流过位于体区附近的深区。结果，抑制了恢复电流集中到深区。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的实例性实施例的特征、优势以及技术和工业意义，其中相同附图标记表示相同元件，并且其中：

图1是半导体装置10的平面图；

图2是沿图1的线II-II截取的剖面图；

图3是沿图1的线III-III截取的剖面图；

图4是示出p型杂质浓度沿着图2的直线IV的分布的曲线图；

图5示出了图2的相同部分中的电势分布和恢复电流的路径；