[发明专利]开关器件和制造开关器件的方法

说明书

本发明涉及开关器件和制造开关器件的方法。开关器件包括半导体衬底；第一沟槽和第二沟槽；栅极绝缘层；和栅极电极。半导体衬底包括在延伸到第一沟槽和第二沟槽的底表面的区域中布置的第一导电类型的第一半导体区、第二导电类型的本体区、第一导电类型的第二半导体区、第二导电类型的第一底部半导体区和第二底部半导体区，以及从第一沟槽在从本体区的下端的深度到第一沟槽和第二沟槽的底表面的深度的深度范围内延伸以到达第二沟槽的第二导电类型的连接半导体区，所述连接半导体区接触所述第二半导体区，并且被连接到所述本体区以及所述第一底部半导体区和所述第二底部半导体区。

技术领域

本说明书中公开的技术涉及一种开关器件和制造该开关器件的方法。

背景技术

日本专利申请公开No.2015-118966(JP 2015-118966 A)公开了一种包括布置在沟槽中的栅极电极的开关器件。该开关器件包括n型第一半导体区(源极区)、p型本体区、和n型第二半导体区(漂移区)。第一半导体区、本体区、和第二半导体区在沟槽的侧表面处与栅极绝缘层接触。另外，开关器件包括p型底部半导体区，该p型底部半导体区与沟槽的底表面接触。开关器件还包括沿沟槽的侧表面的部分延伸的p型连接半导体区。连接半导体区连接到本体区和底部半导体区。通过连接半导体区，控制底部半导体区的电位大体上等于本体区的电位。当断开开关器件时，耗尽层从底部半导体区延伸到第二半导体区中。通过耗尽层，抑制了底部半导体区附近(即，沟槽的底部的附近) 的电场聚焦。

发明内容

在开关器件中，在本体区和第二半导体区之间的界面处的p-n结能够被使用为p-n二极管。在JP 2015-118966 A的开关器件中，连接半导体区连接到本体区并且与第二半导体区接触。因此，在连接半导体区和第二半导体区之间的界面还能够操作为p-n二极管。p-n二极管并联连接到开关器件。当将反向电压施加到开关器件时，电流流过p-n 二极管。p-n二极管能够被使用为所谓的回流二极管。

为了降低当电流流过p-n二极管时的损失，可优选地的是p-n二极管的正向电压降小。因此，本说明书提出了一种进一步降低包括在开关器件中的p-n二极管的正向电压降的技术。

在本说明书中公开的开关器件包括：半导体衬底；第一沟槽，该第一沟槽被布置在半导体衬底的上表面中；第二沟槽，该第二沟槽被布置在半导体衬底的上表面中并且被从第一沟槽间隔开地布置；栅极绝缘层，该栅极绝缘层中的每个覆盖第一沟槽和第二沟槽中的对应一个的内表面；以及栅极电极，该栅极电极中的每个被布置在第一沟槽和第二沟槽中的对应一个中，并且通过栅极绝缘层中的对应一个将栅极电极中的每个与半导体衬底绝缘。半导体衬底包括第一半导体区、本体区、第二半导体区、第一底部半导体区、第二底部半导体区、和连接半导体区。第一半导体区是布置在所述第一沟槽和所述第二沟槽之间并且经由栅极绝缘层面对第一沟槽和第二沟槽中的栅极电极的第一导电类型的区。本体区是从下侧接触第一半导体区并且经由栅极绝缘层面对第一沟槽和第二沟槽中的栅极电极的第二导电类型的区。第二半导体区是从下侧接触本体区的第一导电类型的区，第二半导体区通过本体区与第一半导体区分离开，以及第二半导体区经由栅极绝缘层面对第一个沟槽和第二沟槽中的栅极电极。第一底部半导体区是在延伸到第一沟槽的底表面的区域中布置的第二导电类型的区，第一底部半导体区接触第二半导体区。第二底部半导体区是在延伸到第二沟槽的底表面的区域中布置的第二导电类型的区，第二底部半导体区接触第二半导体区。连接半导体区是在本体区下方的区域的部分处布置的第二导电类型的区，连接半导体区在从本体区的下端的深度到第一沟槽和第二沟槽的底表面的深度的深度范围中从第一沟槽延伸以到达第二沟槽，连接半导体区接触第二半导体区，以及连接半导体区连接到本体区、第一底部半导体区、和第二底部半导体区。

第一导电类型和第二导电类型中的一个是n型以及另一个是p型。在第一半导体区中，经由栅极绝缘层面对第一沟槽中的栅极电极的部分和经由栅极绝缘层面对第二沟槽中的栅极电极的部分可以彼此连续或彼此分离开。