[发明专利]功率半导体元件

说明书

关联申请

本申请主张以日本专利申请2012－208979号（申请日：2012年9月21日）为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请，包含该基础申请的全部内容。

技术领域

本发明涉及功率半导体元件。

背景技术

作为功率半导体元件，有IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）等。作为降低IGBT的开启电压的方法，有利用IE效应（carrier injection enhancement effect，载流子注入增强效应）的方法。如果利用IE效应，则通过提高空穴的排出阻力、提高发射极电极侧的载流子浓度，能够实现低开启电压。IE效应例如可以通过在n型的基极层与发射极电极之间设置p型的浮动（floating）层、使p型的基极区域的面积相对减小来产生。但是，如果设置浮动层，则开关特性劣化。例如在关断时栅极电压振荡。在接通时容易发生开关噪声。这样，开启电压的降低和开关特性的提高存在权衡的关系。

发明内容

本发明的目的是提供一种低开启电压且开关特性良好的功率半导体元件。

根据实施方式，提供一种具备第1电极、第1半导体层、第2半导体层、第3半导体层、第4半导体层、第2电极、第1控制电极和第1绝缘膜的功率半导体元件。上述第1半导体层设在上述第1电极之上，是第1导电型。上述第2半导体层设在上述第1半导体层之上，是第2导电型。上述第3半导体层在上述第1半导体层之上、与上述第2半导体层离开而设置，是第2导电型。上述第4半导体层设在上述第3半导体层之上，是第1导电型。上述第2电极设在上述第4半导体层之上，与上述第4半导体层电连接。上述第1控制电极在上述第2半导体层与上述第3半导体层之间、靠近上述第3半导体层侧设置。上述第1绝缘膜设在上述第1半导体层与上述第1控制电极之间、上述第2半导体层与上述第1控制电极之间、以及上述第3半导体层与上述第1控制电极之间。

附图说明

图1是例示有关第1实施方式的功率半导体元件的示意的剖视图。

图2（a）及图2（b）是例示有关第1实施方式的功率半导体元件的示意图。

图3是例示有关第1实施方式的功率半导体元件的等价电路图。

图4（a）～图4（c）是例示功率半导体元件的特性的曲线图。

图5（a）～图5（d）是例示有关第1实施方式的功率半导体元件的制造方法的次序的工序顺序示意的剖视图。

图6（a）～图6（d）是例示有关第1实施方式的功率半导体元件的制造方法的次序的工序顺序示意的剖视图。

图7（a）～图7（c）是例示有关第1实施方式的功率半导体元件的制造方法的次序的工序顺序示意的剖视图。

图8是例示有关第1实施方式的其他功率半导体元件的示意的剖视图。

图9（a）～图9（d）是例示有关第1实施方式的其他功率半导体元件的制造方法的次序的工序顺序示意的剖视图。

图10是例示有关第1实施方式的其他功率半导体元件的示意的剖视图。

图11是例示有关第1实施方式的其他功率半导体元件的示意的剖视图。

图12（a）～图12（c）是例示有关第2实施方式的功率半导体元件的示意的剖视图。

图13是例示有关第2实施方式的其他功率半导体元件的示意的剖视图。

图14是例示有关第2实施方式的其他功率半导体元件的示意的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对各实施方式进行说明。

另外，附图是示意的或概念性的，各部分的厚度与宽度的关系、部分间的大小的比率等并不一定与现实的结构相同。此外，即使是表示相同部分的情况，也有通过附图使相互的尺寸或比率不同而表示的情况。

另外，在本说明书和各图中，对于与关于已出现的图在上面叙述的部分同样的要素赋予相同的标号，适当省略详细的说明。

（第1实施方式）

图1是例示有关第1实施方式的功率半导体元件的示意的剖视图。

图2（a）及图2（b）是例示有关第1实施方式的功率半导体元件的示意图。

图2（a）是示意的俯视图。图2（b）是示意的剖视图。图1表示图2（a）的A1－A2线截面。图2（b）表示图2（a）的B1－B2线截面。