半導體裝置以及電力變換裝置的制作方法

本申請說明書中公開的技術涉及半導體裝置。

背景技術：

1、在使用碳化硅的縱型金屬-氧化膜-半導體場效應晶體管(metal-oxide-semiconductor?field-effect?transistor，即mosfet)中，有時內置有單極型的二極管作為續流二極管。

2、例如，在專利文獻1中，提出了如下方法：作為單極型的二極管，將肖特基勢壘二極管(schottky?barrier?diode，即sbd)內置于mosfet的單位單元內并利用。

3、在這樣的在活性區域內置有單極型即僅通過大量載流子通電的二極管的單極型晶體管中，將單極型二極管的擴散電位、即通電動作開始的電壓設計得低于mos結構中的pn結(以下，有時稱為體二極管)的通電動作開始的電壓，從而能夠抑制體二極管中的正向電流以及缺陷擴大。

4、現有技術文獻

5、專利文獻

6、專利文獻1:日本特開2018-049951號公報

技術實現思路

1、在內置有sbd的mosfet中，當在sbd中流過特定的電流密度的電流時，體二極管的通電開始。將該特定的電流密度定義為最大單極電流密度。

2、當將sbd的寬度或長度、也就是面積設計得大時，最大單極電流密度增加，能夠抑制流過體二極管的電流。另一方面，在晶體管截止狀態時，電場容易集中于形成于sbd周圍的pn二極管，有時流過漏電流而發熱，從而元件或電路被損壞。

3、根據以上內容，存在如下狀況：為了提高最大單極電流密度，希望將sbd面積設計得大；相反地，為了防止在晶體管截止狀態時元件的損壞，希望將sbd面積設計得窄。

4、在本申請說明書中公開的技術是鑒于以上所記載的問題而完成的，是用于在晶體管截止狀態下緩和作用到體二極管的電場，并且提高最大單極電流密度的技術。

5、作為在本申請說明書中公開的技術的第1方面的半導體裝置具備：第1導電類型的漂移層，設置于第1導電類型的半導體基板的上表面；多個第2導電類型的阱區域，相互分離地設置于所述漂移層的表層；第1導電類型的源極區域，設置于所述阱區域的表層；第1導電類型的第1分隔區域，是在所述漂移層的所述表層的多個所述阱區域之間的區域；第1導電類型的第2分隔區域，是在所述漂移層的所述表層的多個所述阱區域之間的、與所述第1分隔區域不同的區域；柵極絕緣膜，被設置為與被所述源極區域和所述漂移層夾著的所述阱區域接觸；柵極電極，被設置為與所述柵極絕緣膜接觸；肖特基電極，設置于所述第1分隔區域的上表面，與所述第1分隔區域肖特基接合；歐姆電極，設置于所述源極區域的上表面；以及源極電極，被設置為與所述肖特基電極和所述歐姆電極接觸，所述第1分隔區域在俯視時朝第1方向以及第2方向延伸，該第2方向是與所述第1方向不同的方向，所述第1分隔區域具有在所述第2方向上折返的至少1個第1折返區域，所述第2分隔區域在俯視時至少在所述第1方向上延伸，所述第2分隔區域在所述第2方向上的寬度大于等于所述第1分隔區域在所述第1方向或所述第2方向上的寬度。

6、根據在本申請說明書中公開的技術的至少第1方面，通過在第1分隔區域設置第1折返區域，能夠提高最大單極電流密度。另一方面，通過使第1分隔區域的寬度比第2分隔區域的寬度窄，能夠減輕作用到由第1分隔區域和阱區域形成的pn結部的電場。

7、另外，通過以下所示的詳細說明和附圖，與在本申請說明書中公開的技術相關的目的、特征、方案、優點將更加明確。

技術特征：

1.一種半導體裝置，具備：

2.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中，

3.根據權利要求2所述的半導體裝置，其中，

4.根據權利要求2或3所述的半導體裝置，其中，

5.根據權利要求1至4中的任一項所述的半導體裝置，其中，

6.一種半導體裝置，具備：

7.根據權利要求6所述的半導體裝置，其中，

8.根據權利要求7所述的半導體裝置，其中，

9.根據權利要求7或8所述的半導體裝置，其中，

10.根據權利要求6至9中的任一項所述的半導體裝置，其中，

11.根據權利要求1至10中的任一項所述的半導體裝置，其中，

12.根據權利要求1至10中的任一項所述的半導體裝置，其中，

13.一種電力變換裝置，具備：

技術總結
緩和晶體管的截止狀態下作用到體二極管的電場，并且提高最大單極電流密度。半導體裝置具備第1分隔區域和第2分隔區域，第1分隔區域在俯視時朝第1方向以及第2方向延伸，第1分隔區域具有在第2方向上折返的至少1個第1折返區域，第2分隔區域在俯視時至少在第1方向上延伸，第2分隔區域在第2方向上的寬度大于等于第1分隔區域在第1方向或第2方向上的寬度。

技術研發人員：飯島彬文,永久雄一,川原洸太朗,日野史郎
受保護的技術使用者：三菱電機株式會社
技術研發日：
技術公布日：2025/3/13