[发明专利]半导体装置及其控制方法

说明书

一种半导体装置及其控制方法，能够降低导通电阻以及开关损失的双方。半导体装置具备半导体部、第一电极、第一～第三控制电极、第二电极。上述半导体部位于上述第一电极与上述第二电极之间。上述第一～第三控制电极分别设置在上述第一电极与上述半导体部之间，被从上述半导体部以及上述第一电极电绝缘，分别独立地被施加偏压。上述半导体部还包含第一导电型的第一层、第二导电型的第二层、第一导电型的第三层、第二导电型的第四层。第二层选择性地设置在上述第一层与上述第一电极之间。第三层选择性地设置在上述第二层与上述第一电极之间。第四层设置在上述第一层与上述第二电极之间。第二层配置成隔着绝缘膜而与上述第一～第三控制电极面对。

本申请享有以日本特许出愿2019－50702号(申请日：2019年3月19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该基础申请的全部内容。

技术领域

实施方式涉及半导体装置及其控制方法。

背景技术

作为在600V以上的高电压下控制大电流的半导体装置，例如使用绝缘栅型双极型晶体管(以下称为Insulated Gate Bipolar Transistor：IGBT)。关于IGBT，例如为了用于电力转换、且提高转换效率，因此谋求稳态损失低(导通电阻低)、开关损失低(开关速度快)双方。

关于IGBT，为了降低导通电阻，具有从p型基区层深深地延伸至n型基区层中的沟道栅构造的IGBT近年来变多。由此，能够提高沟道密度、并且能够利用n型基区层中的相邻的沟道栅的形状而在n型基区层中高效地蓄积载流子，能够降低稳态状态下的导通电阻。然而，若增加载流子的蓄积量而实现低导通电阻，则在关断时应排出的载流子量变多。因此，关断时间变长，关断损失增加。即、导通电阻的降低与关断损失的降低处于此消彼长的关系。

发明内容

实施方式提供一种能够降低导通电阻以及开关损失的双方的半导体装置及其控制方法。

实施方式所涉及的半导体装置具备半导体部、第一电极、第二电极、第一控制电极、第二控制电极、第三控制电极。上述半导体部包含第一导电型的第一半导体层，且具有第一面和位于上述第一面的相反侧的第二面。上述第一电极设置在上述第一面上。上述第二电极设置在上述第二面上。上述第一控制电极设置在上述第一电极与上述半导体部之间，隔着第一绝缘膜而被从上述半导体部电绝缘，且隔着第二绝缘膜而被从上述第一电极电绝缘。上述第二控制电极设置在上述第一电极与上述半导体部之间，隔着第三绝缘膜而被从上述半导体部电绝缘，隔着第四绝缘膜而被从上述第一电极电绝缘，且与上述第一控制电极相独立地被施加偏压。上述第三控制电极设置在上述第一电极与上述半导体部之间，隔着第五绝缘膜而被从上述半导体部电绝缘，隔着第六绝缘膜而被从上述第一电极电绝缘，且与上述第一控制电极以及上述第二控制电极相独立地被施加偏压。上述半导体部还包含第二导电型的第二半导体层、第一导电型的第三半导体层、第二导电型的第四半导体层。上述第二半导体层选择性地设置在上述第一半导体层与上述第一电极之间。上述第三半导体层选择性地设置在上述第二半导体层与上述第一电极之间。上述第四半导体层设置在上述第一半导体层与上述第二电极之间。上述第二半导体层隔着上述第一绝缘膜而与上述第一控制电极面对，隔着上述第二绝缘膜而与上述第二控制电极面对，且隔着上述第三绝缘膜而与上述第三控制电极面对。

附图说明

图1是示出实施方式所涉及的半导体装置的示意剖视图。

图2是示出实施方式所涉及的半导体装置的动作的时序图。

图3A～图3C是示出实施方式所涉及的半导体装置的动作的示意图。

图4是示出实施方式的变形例所涉及的半导体装置的示意剖视图。

图5是示出实施方式的其他的变形例所涉及的半导体装置的示意剖视图。

图6是示出实施方式的又一其他的变形例所涉及的半导体装置的示意剖视图。