[发明专利]半导体装置

说明书

本发明目的是提供可降低阈值电压而不使RBSOA耐量及制造波动恶化的半导体装置。本发明所涉及的半导体装置具有：第1导电型的漂移层(2)；第1导电型的载流子存储层(14)，其设置于漂移层的第1主面侧；第2导电型的基极层(6)，其设置于载流子存储层的第1主面侧；第1导电型的发射极层(7)，其设置于基极层的第1主面侧；沟槽(8)，其以贯通发射极层、基极层及载流子存储层而到达漂移层的方式设置；栅极绝缘膜(9)，其设置于沟槽的内壁；栅极电极(10)，其隔着栅极绝缘膜埋入至沟槽内；以及第2导电型的集电极层(4)，其设置于漂移层的第2主面侧，基极层的杂质的峰值浓度大于或等于1.0E17cm^‑3。

技术领域

本发明涉及一种功率用半导体装置。

背景技术

以往，从节能的观点出发，在通用逆变器以及AC(Alternating Current)伺服等领域中，在进行三相电动机的可变速控制的功率模块等中使用了IGBT(Insulated GateBipolar Transistor)或者二极管。为了降低逆变器损耗，要求通断损耗以及导通电压低的IGBT以及二极管。

以往的IGBT的阈值电压约为6V，栅极电压约为15V。因此，为了对IGBT进行驱动，需要与在微型计算机等中使用的5V电源不同的15V电源。正在进行通过降低IGBT的阈值电压使得能够以栅极电压5V进行驱动，从而简化栅极电源的研究，例如，提出了以一定的系数缩小了IGBT的尺寸的构造(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本专利第6440175号公报

为了降低以往的IGBT的阈值电压，需要降低基极层的杂质浓度或者缩短沟道长度。如果降低基极层的杂质浓度，则存在箍缩(pinch)电阻增大而使RBSOA(Reverse BiasSafe Operation Area)耐量恶化的问题。

另外，为了缩短沟道长度，需要降低将基极层激活的驱动温度或者缩短驱动时间。如果降低驱动温度，则存在基极层的激活率下降、漏电流增大的问题。如果缩短驱动时间，则存在由制造波动引起的沟道长度的波动变大的问题。

这样，就以往的IGBT而言，难以降低阈值电压而不使RBSOA耐量以及制造波动恶化。

发明内容

本发明是为了解决这样的问题而提出的，其目的在于提供一种能够降低阈值电压而不使RBSOA耐量以及制造波动恶化的半导体装置。

为了解决上述课题，本发明所涉及的半导体装置具有：第1导电型的漂移层；第1导电型的载流子存储层，其设置于漂移层的第1主面侧；第2导电型的基极层，其设置于载流子存储层的第1主面侧；第1导电型的发射极层，其设置于基极层的第1主面侧；沟槽，其以贯通发射极层、基极层以及载流子存储层而到达漂移层的方式设置；栅极绝缘膜，其设置于沟槽的内壁；栅极电极，其隔着栅极绝缘膜埋入至沟槽内；以及第2导电型的集电极层，其设置于漂移层的第2主面侧，基极层的杂质的峰值浓度大于或等于1.0E17cm^-3。

发明的效果

根据本发明，半导体装置具有在漂移层的第1主面侧设置的第1导电型的载流子存储层，基极层的杂质的峰值浓度大于或等于1.0E17cm^-3，因此能够降低阈值电压而不使RBSOA耐量以及制造波动恶化。

附图说明

图1是表示实施方式1所涉及的半导体装置的结构的一个例子的剖面图。

图2是表示实施方式1以及相关技术所涉及的各半导体装置的杂质浓度分布的图。

图3是表示实施方式1所涉及的RBSOA耐量对基极层的峰值浓度的依赖性的图。

图4是表示实施方式1所涉及的阈值电压对基极层的峰值浓度的依赖性的图。