[发明专利]半导体装置

说明书

本发明提供一种改善半导体装置的动态特性的半导体装置。所述半导体装置具备：晶体管，其具有多个栅极构造部；以及二极管部，其在半导体基板的下表面具有阴极区，各栅极构造部具有：栅极沟槽部；第一导电型的发射区，其在半导体基板的上表面与漂移区之间与栅极沟槽部接触地设置，并且掺杂浓度比漂移区的掺杂浓度高；以及第二导电型的基区，在发射区与漂移区之间与栅极沟槽部接触地设置，在俯视下，距阴极区的距离最近的栅极构造部的第一阈值比距阴极区的距离最远的栅极构造部的第二阈值低0.1V以上且低1V以下。

技术领域

本发明涉及一种半导体装置。

背景技术

以往，已知有在同一基板设置有绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等晶体管、以及续流二极管(FWD)等二极管的半导体装置(例如，参照专利文献1-专利文献6)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-41601号公报

专利文献2：日本特开2011-216825号公报

专利文献3：日本特开2015-118991号公报

专利文献4：日本特开2015-185742号公报

专利文献5：日本特开2018-6648号公报

专利文献6：日本特开2018-120990号公报

发明内容

技术问题

在半导体装置中，优选改善骤回等动态特性。

技术方案

为了解决上述课题，提供一种具备具有第一导电型的漂移区的半导体基板的半导体装置。半导体装置可以具备在半导体基板的上表面具有多个栅极构造部的晶体管部。半导体装置可以具备二极管部，所述二极管部在半导体基板的下表面具有掺杂浓度比漂移区的掺杂浓度高的第一导电型的阴极区。各栅极构造部可以具有以从半导体基板的上表面到达漂移区的方式设置的栅极沟槽部。各栅极构造部可以具有在半导体基板的上表面与漂移区之间与栅极沟槽部接触而设置的、掺杂浓度比漂移区的掺杂浓度高的第一导电型的发射区。各栅极构造部可以具有在发射区与漂移区之间与栅极沟槽部接触而设置的第二导电型的基区。在俯视下，距离阴极区最近的栅极构造部的第一阈值可以比距离阴极区最远的栅极构造部的第二阈值低0.1V以上且低1V以下。

在俯视下，具有第一阈值的栅极构造部可以与阴极区的端边平行地设置。

栅极沟槽部可以以在与阴极区的端边平行的方向上具有长边的方式设置。晶体管部可以具有栅极构造部，并且可以具有沿栅极沟槽部的长边而设置的多个栅极台面部。在多个栅极台面部中的、距离阴极区最近的栅极台面部可以设置有具有第一阈值的栅极构造部。

栅极沟槽部可以具有栅极导电部。栅极沟槽部可以具有设置在栅极导电部与所述半导体基板之间的栅极绝缘膜。具有第一阈值的栅极构造部的栅极沟槽部中的栅极绝缘膜的膜厚可以小于具有第二阈值的栅极构造部的栅极沟槽部中的栅极绝缘膜的膜厚。

具有第一阈值的栅极构造部的基区的掺杂浓度可以低于具有第二阈值的栅极构造部的基区的掺杂浓度。

具有第一阈值的栅极台面部的沟道密度可以高于具有第二阈值的栅极台面部的沟道密度。

栅极台面部在半导体基板的上表面，可以具有发射区、以及掺杂浓度比基区的掺杂浓度高的第二导电型的接触区。具有第一阈值的栅极台面部的上表面处的接触区相对于发射区的面积比可以小于具有第二阈值的栅极台面部的上表面处的接触区相对于发射区的面积比。