[发明专利]半导体装置以及电力转换装置

权利要求书

1.一种半导体装置，其特征在于，具备：

发射极电极，其经由层间绝缘膜形成于半导体基板的表面上；

集电极，其形成于所述半导体基板的背面上；

第一导电型的第一半导体层，其与所述集电极相接，形成于所述半导体基板的背面；

第二导电型的第二半导体层，其形成于比所述第一半导体层更靠内侧处；

中心区域单元，其沿着所述半导体基板的表面配置；

外周区域单元，其在所述半导体基板的平面方向上，位于比所述中心区域单元更靠外侧处，配置在所述中心区域单元与芯片终端保护环区域之间，

所述中心区域单元包含：

沟槽，其形成在所述发射极电极与所述半导体基板之间；

栅极电极，其经由栅极绝缘膜形成于所述沟槽的内侧，经由所述层间绝缘膜与所述发射极电极绝缘；

第二导电型的第三半导体层，其形成为与所述栅极绝缘膜相接，且杂质浓度比所述半导体基板高；

第一导电型的第四半导体层，其形成为经由发射极接触部与所述发射极电极的所述半导体基板侧相接，且杂质浓度比所述第一半导体层高；

第一导电型的第五半导体层，其与所述栅极绝缘膜相接，且形成在所述第二半导体层的所述半导体基板侧，且杂质浓度比所述第四半导体层低；

第一导电型的第六半导体层，其与所述第四半导体层的所述半导体基板侧的表面相接，且形成为从所述第五半导体层向所述半导体基板侧突出，载流子浓度比所述第四半导体层低；

第二导电型的第七半导体层，其形成为与所述第六半导体层的所述集电极侧表面相接，且杂质浓度比所述半导体基板高，

所述外周区域单元具有所述沟槽、所述栅极电极、所述第四半导体层、所述第五半导体层以及所述第六半导体层，并且，所述外周区域单元不具有所述第三半导体层和所述第七半导体层中的至少一方。

2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，

所述外周区域单元具有：第二导电型的第三半导体层，其形成为与所述栅极绝缘膜相接，且杂质浓度比所述半导体基板高。

3.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，

所述外周区域单元具有：第二导电型的第七半导体层，其形成为与所述第六半导体层的所述集电极侧表面相接，且杂质浓度比所述半导体基板高而比所述第二半导体层低。

4.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，

在所述半导体基板的平面方向上，在所述中心区域单元与所述外周区域单元之间具备中间区域单元，

所述中间区域单元具有所述沟槽、所述栅极电极、所述第四半导体层、所述第五半导体层、所述第六半导体层以及所述第七半导体层，并且不具有所述第三半导体层。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的半导体装置，其特征在于，

所述栅极电极是在所述沟槽的内侧沿着所述沟槽的形状形成的沟槽栅极电极。

6.根据权利要求1至4中的任意一项所述的半导体装置，其特征在于，

所述栅极电极是在所述沟槽的内侧沿着所述沟槽的侧壁形成的侧壁形状的侧栅极电极，

所述半导体装置在所述沟槽的内侧还具备经由发射极接触部与所述发射极电极连接的Poly-Si场板。

7.根据权利要求1至4中的任意一项所述的半导体装置，其特征在于，

所述栅极电极在所述半导体基板的平面方向上被配置为条纹状。

8.一种电力转换装置，具备：

一对直流端子；

与交流的相数相同数量的交流端子；

开关桥臂，其连接在所述一对直流端子间，将2个与开关元件极性相反的二极管的并联电路串联连接，

所述并联电路的相互连接点构成与连接于不同的交流端子的交流的相数相同数量的电力转换单位，其特征在于，

所述开关元件是权利要求1至7中的任意一项所述的半导体装置。