[发明专利]半导体装置

说明书

特征在于具备：第2导电类型的基极区域(3)，形成在第1导电类型的漂移层(2a)上；第1导电类型的源极区域(4)，位于基极区域(3)内；沟槽(5)，贯通基极区域(3)和源极区域(4)，在俯视时划分单元区域(14)；第2导电类型的保护扩散层(7)，配设于沟槽(5)的底部；栅极电极(8)，隔着栅极绝缘膜(6)埋入到沟槽(5)内；源极电极(10)，与源极区域(4)电连接；以及保护接触区域(15)，配设于3个以上的单元区域(14)的位置，连接保护扩散层(7)和源极电极(10)，保护接触区域(15)被配设成使以处于最近的距离的3个保护接触区域(15)的中心为顶点的三角形(18)成为锐角三角形，保护扩散层在遍及包括单元区域以及保护接触区域的半导体区域的整个区域而配设于沟槽的底部，单元区域与保护接触区域在俯视时具有相同的宽度。

技术领域

本发明涉及半导体装置。

背景技术

在电子设备中，作为控制向马达等负载的电力供给的开关元件，广泛使用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极晶体管)、MOSFET(Metal OxideSemiconductor Field Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)等绝缘栅极型半导体装置。作为绝缘栅极型半导体装置的一个例子，有将栅极电极埋入形成于半导体层的沟槽栅极型MOSFET。

例如，在纵型MOSFET中，一般将多个MOSFET单元(单元区域)并联地连接而作为一个半导体装置处置。即，由纵型MOSFET构成的半导体装置是通过将各个MOSFET单元配置多个而形成的。作为MOSFET的配置图案，代表性的例子有按照正方形形成源极区域并以格子状配置将其周围用栅极沟槽包围的MOSFET单元的单元型的图案、按照细长的条纹状形成源极区域并在其之间配设栅极沟槽而按照梳形排列有MOSFET单元的条纹型的图案等。

在半导体装置是截止状态时，在沟槽型MOSFET中，电场容易集中到沟槽底部的绝缘膜，所以存在该部位的绝缘膜的可靠性低这样的问题。因此，提出了如下技术：在沟槽底部设置第2导电类型的保护扩散层，该第2导电类型的保护扩散层通过在沟槽底部的第1导电类型的漂移层中使耗尽层扩大，能够降低对沟槽底部的绝缘膜施加的电场(例如参照专利文献1)。

在此，在保护扩散层的电位浮动的情况下，开关特性等电特性有时变得不稳定，所以最好保护扩散层的电位接地。因此，提出了如下方法：在单元型的图案中将MOSFET单元之一作为保护接触区域，通过该保护接触区域将保护扩散层接地(例如参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开2005－142243号公报

专利文献2：国际公开第2012－077617号

发明内容

在格子状的单元型的图案中，在针对一定间隔的每个单元区域将MOSFET单元作为保护接触区域而以格子状置换的情况下，由于保护接触区域不具有MOS沟道的功能，所以沟道密度下降而导致导通电阻增加。因此，为了降低导通电阻，最好保护接触区域少。另一方面，发明者们发现了在负载短路时等流过短路电流时以直至半导体装置损坏为止的时间为指标的短路耐受量依赖于保护接触区域的配置。在负载短路时，成为对MOSFET的漏极侧瞬时地施加高电压的状态，所以从第2导电类型的保护扩散层对第1导电类型的半导体层施加反向的电压，耗尽层延伸。在此，在配置于离保护接触区域远的部位的保护扩散层的附近，耗尽层的延伸变慢。发现了在短路时从漏极侧流出的短路电流集中到耗尽层的延伸小的区域，所以在配置于离保护接触区域远的部位的保护扩散层的周边，在耗尽层延伸完成以前，短路电流局部地集中而发生短路损坏。因此，为了提高短路耐受量，最好保护接触区域与保护扩散层的距离变小。即，导通电阻的增加抑制和短路耐受量的提高处于折衷的关系。

本发明是为了解决上述那样的问题而完成的，其目的在于提供能够在抑制导通电阻增加的同时提高短路耐受量的半导体装置。