相關(guān)申請的交叉引用

通過引用將2016年3月3日提交的日本專利申請no.2016-040904的公開內(nèi)容(包括說明書、附圖和摘要)整體地并入本文中。

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置，并且優(yōu)選地可以用于電力系統(tǒng)半導(dǎo)體裝置，諸如在與溝槽柵極正交的方向上包括有源單元和無源單元兩者的ie(注入增強)型溝槽柵極igbt(絕緣柵極雙極晶體管)。

背景技術(shù)：

日本未審查的專利申請公開no.2012-256839公開了ie型溝槽柵極igbt。在該igbt中，形成單元區(qū)域的每個線狀單位單元區(qū)域主要由線狀有源單元區(qū)域和線狀無源單元區(qū)域形成。該線狀有源單元區(qū)域在其縱向方向上被分成有源部和無源部、具有發(fā)射極區(qū)域。

日本未審查的專利申請公開no.2013-140885公開了ie型溝槽柵極igbt。在該igbt中，單元形成區(qū)域主要由第一線狀單位單元區(qū)域、第二線狀單位單元區(qū)域以及其間的線狀無源單元區(qū)域來構(gòu)造，第一線狀單位單元區(qū)域具有線狀有源單元區(qū)域，第二線狀單位單元區(qū)域具有線狀空穴集電極單元區(qū)域。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

例如，在日本未審查的專利申請公開no.2012-256839的圖33所示的ie型溝槽柵極igbt中，只能在接觸部分中使從背表面電極注入的正空穴放電。結(jié)果，正空穴的累積效應(yīng)在表面?zhèn)群艽?，從而改善了?dǎo)通電壓能力。然而，反饋電容(柵極和集電極之間的電容)很大。這帶來了斷開開關(guān)損耗大并且錯誤的輪叫容限低的問題。

通過本說明書和附圖的描述，其它目的和新特征將變得明顯。

根據(jù)實施例的半導(dǎo)體裝置包括在第一方向上彼此間隔開布置并且交替地布置的線狀有源單元區(qū)域和線狀空穴集電極單元區(qū)域。線狀有源單元區(qū)域由在與第一方向正交的第二方向上彼此間隔開布置的多個分開的有源單元區(qū)域形成。線狀空穴集電極單元區(qū)域由在第二方向上彼此間隔開布置的多個分開的空穴集電極單元區(qū)域形成。在第一方向上彼此相鄰的線狀有源單元區(qū)域和線狀空穴集電極單元區(qū)域之間、在第二方向上彼此相鄰的分開的有源單元區(qū)域之間以及在第二方向上彼此相鄰的分開的空穴集電極單元區(qū)域之間的半導(dǎo)體襯底之上形成p型浮置區(qū)域。

根據(jù)實施例，可以實現(xiàn)既獲得導(dǎo)通電壓的減小又獲得反饋電容的減小的ie型溝槽柵極igbt。這還可以減小芯片面積。

附圖說明

圖1是根據(jù)實施例1的ie型溝槽柵極igbt包括的半導(dǎo)體芯片的主要部分平面視圖。

圖2是示出根據(jù)實施例1的半導(dǎo)體芯片的有源部分的放大部分的主要部分平面視圖。

圖3是沿著圖2所示的線a-a′得到的主要部分截面視圖。

圖4是用于解釋根據(jù)實施例1的ie型溝槽柵極igbt的第一效應(yīng)的示出單元形成區(qū)域的放大部分的主要部分平面視圖。

圖5是用于解釋根據(jù)實施例1的ie型溝槽柵極igbt的第二效應(yīng)的示出單元形成區(qū)域的放大部分的主要部分平面視圖。

圖6是用于解釋根據(jù)實施例1的ie型溝槽柵極igbt的第三效應(yīng)的示出單元形成區(qū)域的放大部分的主要部分截面視圖。

圖7是用于解釋根據(jù)實施例1的ie型溝槽柵極igbt的第四效應(yīng)的示出單元形成區(qū)域的放大部分的主要部分截面視圖。

圖8是用于解釋根據(jù)實施例1的ie型溝槽柵極igbt的第五效應(yīng)的示出單元形成區(qū)域的放大部分的主要部分截面視圖。

圖9是用于解釋根據(jù)實施例1的ie型溝槽柵極igbt的第六效應(yīng)的示出單元形成區(qū)域的放大部分的主要部分截面視圖。

圖10是示出根據(jù)實施例2的半導(dǎo)體芯片的有源部分的放大部分的主要部分平面視圖。

圖11是沿著圖10所示的線b-b′得到的主要部分截面視圖。

圖12是示出根據(jù)實施例3的半導(dǎo)體芯片的有源部分的放大部分的主要部分平面視圖。

圖13是示出圖12所示的放大區(qū)域c的主要部分平面視圖。

圖14是沿著圖12所示的線d-d′得到的主要部分截面視圖。

圖15是示出根據(jù)實施例4的半導(dǎo)體芯片的有源部分的放大外圍邊部分(圖1所示的區(qū)域e)的主要部分平面視圖。

圖16是沿著圖15所示的線f-f′得到的主要部分截面視圖。

圖17是示出根據(jù)實施例5的半導(dǎo)體芯片的有源部分的放大部分的主要部分平面視圖。

圖18是沿著圖17所示的線g-g′得到的主要部分截面視圖。

圖19是示出根據(jù)實施例6的半導(dǎo)體芯片的有源部分的放大部分的主要部分平面視圖。

圖20是沿著圖19所示的線h-h′得到的主要部分截面視圖。

具體實施方式

在以下的優(yōu)選實施例中，盡管當(dāng)為了方便的緣故而需要時將把描述分成多個部分或優(yōu)選實施例，然而除非另有指定，否則這些部分或?qū)嵤├皇潜舜瞬幌嚓P(guān)的，而是一個與另一個的部分或全部具有修改、細節(jié)、補充說明的關(guān)系。進一步的，在以下的優(yōu)選實施例中，當(dāng)提到元件的數(shù)量(包括總量、數(shù)值值、量、范圍)時，除非另有指定和/或除非原理上明顯受限，否則元件的數(shù)量不限于指定的數(shù)量，而是可以使用指定的數(shù)量之上或之下的數(shù)量。

在以下的優(yōu)選實施例中，除非另有指定和/或除非原理上被認為明顯需要外，否則構(gòu)成元件(包括元件步驟等)不一定是不可或缺的。類似的，在以下的優(yōu)選實施例中，當(dāng)提到構(gòu)成元件的形式或位置關(guān)系時，除非另有指定和/或除非原理上認為明顯不需要它們外，否則它們意在包含與構(gòu)成元件的形式或位置關(guān)系基本近似或類似的形式等。對于上述數(shù)值(包括總量、數(shù)值值、量、范圍)，這個事實也適用。

現(xiàn)在將基于附圖具體地描述優(yōu)選實施例。在所有附圖中，將為具有相同功能的構(gòu)件給定相同或相關(guān)的附圖標(biāo)記，并且將不會對其反復(fù)描述。當(dāng)存在多個類似構(gòu)件(部分)時，將給一般術(shù)語增加標(biāo)號以指定單獨或特定部分。在以下實施例中，除了需要時，否則原則上將不會一遍遍重復(fù)描述相同或相似部分。

在實施例中所使用的圖示中，為了使圖示簡單，即使在截面視圖中也可以不給定剖面線。為了圖示清楚，即使在截面視圖中也可以給定剖面線。

在截面視圖和平面視圖中，每個部分的尺寸不對應(yīng)于實際裝置的尺寸，并且可以相對較大地顯示特定部分。在截面視圖和平面視圖彼此對應(yīng)的情況下，為了圖示清楚，可以相對大部分地顯示一些特定部分。

例如，在日本未審查的專利申請公開no.2012-256839和no.2013-140885中公開了作為ie型溝槽柵極igbt的現(xiàn)有技術(shù)。日本未審查的專利申請公開no.2013-140885公開了(1)單元區(qū)域及其周圍的平面結(jié)構(gòu)，(2)窄有源單元型單位單元和交替布置系統(tǒng)，以及(3)有源單元二維減薄結(jié)構(gòu)。原則上不重復(fù)其中的這些重疊部分中的任何一個。

實施例1

<ie型溝槽柵極igbt的結(jié)構(gòu)>

現(xiàn)在將使用圖1、圖2和圖3來描述包括根據(jù)實施例1的ie型溝槽柵極igbt的半導(dǎo)體裝置。圖1是根據(jù)實施例1的ie型溝槽柵極igbt中包括的半導(dǎo)體芯片的主要部分平面視圖。圖2是示出根據(jù)實施例1的半導(dǎo)體芯片的有源部分的放大部分的主要部分平面視圖。圖3是根據(jù)實施例1的ie型溝槽柵極igbt的主要部分截面視圖，并且是沿著圖2所示的線a-a′得到的主要部分截面視圖。

如圖1所示，在半導(dǎo)體芯片sc的外周邊部分的上表面設(shè)置有環(huán)狀防護環(huán)gr。在環(huán)內(nèi)，設(shè)置有耦接到環(huán)狀浮置場環(huán)的一些(單個或多個)環(huán)狀場板fp。防護環(huán)gr和場板fp由金屬膜形成，包括例如鋁作為主要構(gòu)成元素。

在環(huán)狀場板fp內(nèi)以及半導(dǎo)體芯片sc的有源部分的主要部分上，設(shè)置有單元形成區(qū)域cr。在半導(dǎo)體芯片sc的有源部分的上表面上，設(shè)置有發(fā)射極電極ee，一直到半導(dǎo)體芯片sc的外周邊部分附近。發(fā)射極電極ee由金屬膜形成，包括例如鋁作為主要構(gòu)成元素。發(fā)射極電極ee的中心部分是用于耦接接合線的發(fā)射極焊盤ep。

柵極線gl布置在發(fā)射極電極ee和場板fp之間，并且柵極電極gl耦接到柵極電極ge。柵極線gl和柵極電極ge由金屬膜形成，包括例如鋁作為主要構(gòu)成元素。柵極電極ge的中心部分是用于耦接接合線的柵極焊盤gp。

如圖2和圖3所示，在單元形成區(qū)域cr中，線狀單位單元區(qū)域lc在第一方向(x方向)上周期性地布置。線狀單位單元區(qū)域lc由第一線狀單位單元區(qū)域lc1和第二線狀單位單元區(qū)域lc2形成。在本實施例1中，第二線狀單位單元區(qū)域lc2的寬度w2比第一線狀單位單元區(qū)域lc1的寬度w1窄。

第一線狀單位單元區(qū)域lc1由在中心處的線狀有源單元區(qū)域lca和在第一方向(x方向)上夾著線狀有源單元區(qū)域lca兩側(cè)的一對線狀無源單元區(qū)域lci(具有半寬度)形成。

每個線狀有源單元區(qū)域lc1由在與第一方向(x方向)正交的第二方向(y方向)上彼此間隔開布置的多個分開的有源單元區(qū)域lcad形成。

在每個分開的有源單元區(qū)域lcad中，沿著外周邊部分形成圍繞其整個區(qū)域的第一溝槽柵極電極tg1。因此，第一溝槽柵極電極tg1存在于線狀有源單元區(qū)域lca和線狀無源單元區(qū)域lci之間。

在第二方向(y方向)上彼此相鄰的相應(yīng)的分開的有源單元區(qū)域lcad的第一溝槽柵極電極tg1通過耦接溝槽柵極電極tga彼此耦接。第一溝槽柵極電極tg1和耦接溝槽柵極電極tga電耦接到柵極電極(上述圖1所示的柵極電極ge)。

在每個分開的有源單元區(qū)域lcad中，在第一方向(x方向)上設(shè)置具有n⁺型發(fā)射極區(qū)域ne(即，有源部lcaa)的區(qū)域和其中不形成n⁺型發(fā)射極區(qū)域ne(即，無源部lcai)的區(qū)域(p型體區(qū)域pb)。

每個第二線狀單位單元區(qū)域lc2由在中心處的線狀空穴集電極單元區(qū)域lcc和在第一方向(x方向)上具有半寬度的將線狀空穴集電極單元區(qū)域lcc兩側(cè)夾在中間的一對線狀無源單元區(qū)域lci形成。

每個線狀空穴集電極單元區(qū)域lcc由在第二方向(y方向)上彼此間隔開布置的多個分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd形成。

在每個分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd中，沿著外周邊部分形成圍繞其整個區(qū)域的第二溝槽柵極電極tg2。因此，第二溝槽柵極電極tg2存在于線狀空穴集電極單元區(qū)域lcc和線狀無源單元區(qū)域lci之間。

第二溝槽柵極電極tg2在接觸溝槽ct中電耦接到發(fā)射極電極ee。

線狀有源單元區(qū)域lca在第一方向(x方向)上的寬度wa和線狀空穴集電極單元區(qū)域lcc在第一方向(x方向)上的寬度wc比線狀無源單元區(qū)域lci在第一方向(x方向)上的寬度wi窄。本實施例1的ie型溝槽柵極igbt是所謂的“窄有源單元型單位單元”。

線狀有源單元區(qū)域lca或線狀空穴集電極單元區(qū)域lcc與線狀無源單元區(qū)域lci交替地布置以形成線狀單位單元區(qū)域lc。本實施例1的ie型溝槽柵極igbt具有所謂的“交替布置系統(tǒng)”。

在線狀有源單元區(qū)域lca中包括的分開的有源單元區(qū)域lcad和線狀空穴集電極單元區(qū)域lcc中包括的分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd中的每個的中心部分處形成沿著第二方向(y方向)延伸的接觸溝槽ct。接觸溝槽ct的下端到達形成在半導(dǎo)體襯底ss上的p⁺型體接觸區(qū)域pbc。

在分開的有源單元區(qū)域lcad中形成有在第一方向(x方向)上彼此相鄰并且形成在分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd中的第二溝槽柵極電極tg2的間隔wh，并且間隔wh小于在第一方向(x方向)上彼此相鄰的第一溝槽柵極電極tg1的間隔we(wh<we)。

也就是說，線狀空穴集電極單元區(qū)域lcc可以優(yōu)選地具有釋放注入到p型浮置區(qū)域pf中的正空穴的功能。因此，可以使在分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd的第一方向(x方向)上彼此相鄰的第二溝槽柵極電極tg2的間隔wh比在分開的有源單元區(qū)域lcad的第一方向(x方向)上彼此相鄰的第一溝槽柵極電極tg1的間隔we小。

如果在分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd的第一方向(x方向)上彼此相鄰的第二溝槽柵極電極tg2的間隔wh太窄，則注入到p型浮置區(qū)域pf中的正空穴不太可能被釋放。然而，仍然存在由于在n^-型漂移區(qū)域nd中累積正空穴而使載流子濃度變高，從而降低導(dǎo)通電壓的優(yōu)點。因此，考慮到pmos晶體管的效應(yīng)和期望的導(dǎo)通電壓兩者來設(shè)定上述間隔wh。

分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd的接觸溝槽ct在第一方向(x方向)上的寬度whc大于分開的有源單元區(qū)域lcad的接觸溝槽ct在第一方向(x方向)上的寬度wec(whc>wec)。例如，可以以使分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd中的接觸溝槽ct的寬度whc基本上變?yōu)榕c線狀空穴集電極單元區(qū)域lcc的寬度wc相同的方式，來形成分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd的接觸溝槽ct。

分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd的接觸溝槽ct的寬度whc被設(shè)定為小于在分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd的第一方向(x方向)上彼此相鄰的第二溝槽柵極電極tg2的間隔wh與兩個第二溝槽柵極電極tg2的寬度wt的總寬度wht(wh+2*wt)，并且大于間隔wh(wht>whc>wh)。也就是說，分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd的接觸溝槽ct形成為與第二溝槽柵極電極tg2相接觸。

然而，超出第二柵極溝槽電極tg2以外，分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd的接觸溝槽ct沒有形成在線狀無源單元區(qū)域lci中。這是為了避免由于發(fā)射極電極ee和設(shè)置在線狀無源單元區(qū)域lci中的p型浮置區(qū)域pf的電耦接而使p型浮置區(qū)域pf處于發(fā)射極電位。

在實施例1中，線狀空穴集電極單元區(qū)域lcc的寬度wc形成為比線狀有源單元區(qū)域lca的寬度wa窄。然而，這不是必須的，并且可以使線狀空穴集電極單元區(qū)域lcc的寬度wc與線狀有源單元區(qū)域lca的寬度wa相同或基本相同。相同或基本相同的寬度帶來了正空穴分布均勻的優(yōu)點。

p型浮置區(qū)域pf設(shè)置在線狀無源單元區(qū)域lci中。此外，p型浮置區(qū)域pf設(shè)置在線狀有源單元區(qū)域lca的第二方向(y方向)上彼此相鄰的分開的有源單元區(qū)域lcad之間，以及在線狀空穴集電極單元區(qū)域lcc的第二方向(y方向)上彼此相鄰的分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd之間。因此，第一溝槽柵極電極tg1存在于分開的有源單元區(qū)域lcad與p型浮置區(qū)域pf之間，而第二溝槽柵極電極tg2存在于分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd與p型浮置區(qū)域pf之間。

在實施例1的結(jié)構(gòu)中，p型浮置區(qū)域pf的深度比第一溝槽t1和第二溝槽t2的下端部分深，以覆蓋該下端部分。這種結(jié)構(gòu)不是必需的。然而，通過這種結(jié)構(gòu)，即使線狀無源單元區(qū)域lci的寬度wi大于線狀有源單元區(qū)域lca的寬度wa，也具有有利于保持耐受電壓的優(yōu)點。

在實施例1中，線狀有源單元區(qū)域lca的寬度wa比線狀無源單元區(qū)域lci的寬度wi窄。這種結(jié)構(gòu)不是必需的，但可以增強ie效應(yīng)(電子注入效率)。

例如，p型區(qū)域pfp可以部分地設(shè)置在單元形成區(qū)域cr的外周邊部分(單元周邊結(jié)區(qū)域or)中，以圍繞單元形成區(qū)域cr。與任何其它p型浮置區(qū)域pf不同，在該p型區(qū)域pfp中設(shè)置有多個接觸溝槽ct。p型區(qū)域pfp通過多個接觸溝槽ct電耦接到發(fā)射極電極ee。p型區(qū)域pfp與發(fā)射極電極ee的耦接帶來的優(yōu)點是：p型區(qū)域pfp中的正空穴被釋放，無意的電位波動被抑制，并且emi(電磁干擾)抗噪聲性增加。注意，在多個接觸溝槽ct的下端部分中形成有p⁺型體接觸區(qū)域pbcp。

例如，柵極線gl布置在單元形成區(qū)域cr的外周邊部分(單元周邊結(jié)區(qū)域or)中。第一溝槽柵極電極tg1從單元形成區(qū)域cr的內(nèi)部向該柵極線gl延伸。第一溝槽柵極電極tg1在其中延伸的部分(即，柵極引出單位tgw)的端部耦接的溝槽柵極電極tgz通過柵極線-溝槽柵極電極耦接部分gtg電耦接到柵極線gl。注意，線狀無源單元區(qū)域lci和單元形成區(qū)域cr的外周邊部分(單元周邊結(jié)區(qū)域or)由端部溝槽柵極電極tgp隔開。

現(xiàn)在將使用圖3并適當(dāng)?shù)貐⒖紙D1和圖2來對沿著圖2的線a-a′得到的截面結(jié)構(gòu)進行描述。

如圖3所示，半導(dǎo)體襯底ss的主要部分被n^-型漂移區(qū)域nd占據(jù)。在半導(dǎo)體襯底ss的背表面(第二主表面和下表面)sb側(cè)上，從靠近n^-型漂移區(qū)域nd的一側(cè)設(shè)置n型場停止區(qū)域ns和p⁺型集電極區(qū)域pc。此外，在半導(dǎo)體襯底ss的背表面sb上，設(shè)置有與p⁺型集電極區(qū)域pc電耦接的集電極電極ce。

在半導(dǎo)體襯底ss的表面(第一主表面和上表面)sa側(cè)上，在其整個表面(幾乎整個單元形成區(qū)域cr的表面)上設(shè)置有p型體區(qū)域pb。

在線狀有源單元區(qū)域lca中，第一溝槽t1沿著分開的有源單元區(qū)域lcad的外周邊設(shè)置在半導(dǎo)體襯底ss的表面sa側(cè)。在第一溝槽t1內(nèi)部，沿著柵極絕緣膜gi設(shè)置第一溝槽柵極電極tg1。

第一溝槽柵極電極tg1電耦接到柵極電極(圖1所示的柵極電極ge)。第一溝槽柵極電極tg1從形成在半導(dǎo)體襯底ss中的第一溝槽t1的下端部分一直嵌入到上部部分。

在線狀空穴集電極單元區(qū)域lcc中，第二溝槽t2沿著分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd的外周邊設(shè)置在半導(dǎo)體襯底ss的表面sa側(cè)。在第二溝槽t2內(nèi)部，隔著柵極絕緣膜gi設(shè)置第二溝槽柵極電極tg2。

第二溝槽柵極電極tg2電耦接到發(fā)射極電極ee。第二溝槽柵極電極tg2從形成在半導(dǎo)體襯底ss中的第二溝槽t2的下端部分一直嵌入到上部部分。

在分開的有源單元區(qū)域lcad中，n⁺型發(fā)射極區(qū)域ne設(shè)置在半導(dǎo)體襯底ss的表面sa側(cè)上。接觸溝槽ct的下端部分到達p型體區(qū)域pb，p⁺型體接觸區(qū)域pbc設(shè)置在與接觸溝槽ct的下端部分接觸的半導(dǎo)體襯底ss中。在p型體區(qū)域pb之下設(shè)置有n型空穴阻擋區(qū)域nhb。注意，在p⁺型體接觸區(qū)域pbc之下設(shè)置p⁺型閉鎖防止區(qū)域。

在分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd中，除了不設(shè)置n⁺型之外，雜質(zhì)摻雜的結(jié)構(gòu)與分開的有源單元區(qū)域lcad基本相同。然而，接觸溝槽ct的下端部分除了到達p型體區(qū)域pb之外還到達第二溝槽柵極電極tg2，并且在接觸溝槽ct到達的半導(dǎo)體襯底ss中設(shè)置p⁺型體接觸區(qū)域pbc。

與分開的有源單元區(qū)域lcad類似，n型空穴阻擋區(qū)域nhb設(shè)置在分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd中。這不是必需的。然而，可以通過提供n型空穴阻擋區(qū)域nhb來整體地保持正空穴的流動的平衡。

在線狀無源單元區(qū)域lci中，在半導(dǎo)體襯底ss的表面sa側(cè)上，在p型體區(qū)域pb之下設(shè)置比例如第一溝槽t1和第二溝槽t2深的p型浮置區(qū)域pf。

在半導(dǎo)體襯底ss的表面sa之上的幾乎整個表面之上，形成由例如氧化硅膜形成的層間絕緣膜il。在層間絕緣膜il之上，形成由金屬膜形成的發(fā)射極電極ee，主要包括例如鋁作為主要構(gòu)成元素。發(fā)射極電極ee通過接觸溝槽ct耦接到n⁺型發(fā)射極區(qū)域ne、p型體區(qū)域pb和p⁺型體接觸區(qū)域pbc。

在發(fā)射極電極ee之上，進一步形成由例如聚酰亞胺基有機絕緣膜形成的最終鈍化膜fpf。

<ie型溝槽柵極igbt的效應(yīng)>

1.關(guān)于ie效應(yīng)

現(xiàn)在將使用圖4來描述實施例1的第一效應(yīng)。圖4是用于解釋根據(jù)實施例1的ie型溝槽柵極igbt的第一效應(yīng)的示出單元形成區(qū)域的放大部分的主要部分平面視圖。

如圖4所示，在根據(jù)實施例1的ie型溝槽柵極igbt中，線狀有源單元區(qū)域lca由在第二方向(y方向)上彼此間隔開布置的多個分開的有源單元區(qū)域lcad形成。類似的，線狀空穴接觸單元區(qū)域lcc由在第二方向(y方向)上彼此間隔開布置的多個分開的空穴接觸單元區(qū)域lccd形成。

除了線狀無源單元區(qū)域lci之外，p型浮置區(qū)域pf形成在第二方向(y方向)上彼此相鄰的分開的有源單元區(qū)域lcad之間以及在第二方向(y方向)上彼此相鄰的分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd之間(在圖4中由虛線所示的區(qū)域)。

通過這種結(jié)構(gòu)，與例如在日本未審查的專利申請公開no.2013-140885的圖27中公開的ie型溝槽柵極igbt相比，平面視圖中的p型浮置區(qū)域pf被形成得寬，并且在半導(dǎo)體襯底的表面?zhèn)壬系恼昭ɡ鄯e效應(yīng)增加。認為這導(dǎo)致導(dǎo)通電壓減小。

2.關(guān)于低柵極電容

現(xiàn)在將使用圖5來描述實施例1的第二效應(yīng)。圖5是用于解釋根據(jù)實施例1的ie型溝槽柵極igbt的第二效應(yīng)的示出單元形成區(qū)域的放大部分的主要部分平面視圖。

如圖5所示，在根據(jù)實施例1的ie型溝槽柵極igbt中，線狀有源單元區(qū)域lca由在第二方向(y方向)上彼此間隔開布置的多個分開的有源單元區(qū)域lcad形成。在第二方向(y方向)上彼此相鄰的分開的有源單元區(qū)域lcad的第一溝槽柵極電極tg1通過耦接溝槽柵極電極tga彼此耦接。

具體地，在半導(dǎo)體襯底ss的表面sa側(cè)上設(shè)置有連接到第二方向(y方向)上的相應(yīng)第一溝槽t1的第三溝槽t3，第三溝槽t3在第二方向(y方向)上彼此相鄰的分開的有源單元區(qū)域lcad之間。耦接溝槽柵極電極tga隔著其內(nèi)部的柵極絕緣膜gi與對應(yīng)的第一溝槽柵極電極tg1一體形成。該耦接溝槽柵極電極tga不用作misfet(金屬絕緣體半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)的柵極。

通過這種結(jié)構(gòu)，與例如在日本未審查的專利申請公開no.2013-140885的圖27中公開的ie型溝槽柵極igbt相比，可以降低柵極和集電極之間的電容(反饋電容)和柵極與發(fā)射極之間的電容(輸入電容)。

存在由所提供的耦接溝槽柵極電極tga導(dǎo)致的柵極電阻的增加的擔(dān)憂。然而，因為ie型溝槽柵極igbt并不執(zhí)行高頻操作，所以可以允許柵極電阻的一定量的增加。

3.關(guān)于正空穴累積效應(yīng)

現(xiàn)在將使用圖6來描述實施例1的第三效應(yīng)。圖6是用于解釋根據(jù)實施例1的ie型溝槽柵極igbt的第三效應(yīng)的示出單元形成區(qū)域的放大部分的主要部分截面視圖。

如圖6所示，在第一方向(x方向)上彼此相鄰并且形成在分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd中的第二溝槽柵極電極tg2的間隔wh小于在第一方向(x方向)上彼此相鄰并且形成在分開的有源單元區(qū)域lcad中的第一溝槽柵極電極tg1的間隔we(wh<we)。

當(dāng)在第一方向(x方向)上彼此相鄰的第二溝槽柵極電極tg2的間隔wh形成得較小并且當(dāng)線狀無源單元區(qū)域lci的寬度wi形成得較大時，在不改變線狀單位單元區(qū)域lc的寬度的情況下，平面視圖中的p型浮置區(qū)域pf變寬，并且增強了半導(dǎo)體襯底ss的表面sa側(cè)上的正空穴累積效應(yīng)。

當(dāng)在第一方向(x方向)上彼此相鄰的第二溝槽柵極電極tg2的間隔wh形成得較小并且當(dāng)?shù)诙喜蹡艠O電極tg2的間隔we形成得較大時，在不改變線狀單位單元區(qū)域lc的寬度的情況下，線狀有源單元區(qū)域lca中的柵極電容降低，因此能夠改善ie型溝槽柵極igbt的開關(guān)特性。

即使在第一方向(x方向)上彼此相鄰的第二溝槽柵極電極tg2的間隔wh形成得較小，也不存在寄生npn雙極，因此對擊穿電阻沒有影響。

4.關(guān)于線狀空穴集電極單元區(qū)域中的接觸溝槽的處理余量

現(xiàn)在將使用圖7來描述實施例1的第四效應(yīng)。圖7是用于解釋根據(jù)實施例1的ie型溝槽柵極igbt的第四效應(yīng)的示出單元形成區(qū)域的放大部分的主要部分截面視圖。

如圖7所示，以使分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd的接觸溝槽ct的寬度whc大于分開的有源單元區(qū)域lcad的接觸溝槽ct的寬度wec(whc>wec)的方式形成分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd的接觸溝槽ct。

由于需要在垂直方向上形成misfet，因此需要在分開的有源單元區(qū)域lcad的第一溝槽t1的側(cè)面之上以高效率穩(wěn)定地形成n⁺型發(fā)射極區(qū)域ne和p型體區(qū)域pb。因此，需要在分開的有源單元區(qū)域lcad的接觸溝槽ct與第一溝槽t1的側(cè)壁之間保持一定距離。這個具體的余量值取決于制造過程的處理技術(shù)和工廠管理能力。有必要考慮分開的有源單元區(qū)域lcad的接觸溝槽ct的寬度wec變得太大，并考慮在接觸溝槽ct和分開的有源單元區(qū)域lcad的第一溝槽t1的光刻技術(shù)中發(fā)生不對準。

在分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd的第二溝槽t2側(cè)，由于在垂直方向上不形成misfet，因此不形成n⁺型發(fā)射極區(qū)域ne。不需要具有接觸溝槽ct和分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd的第二溝槽t2的對準余量?？梢允褂靡粋€接觸溝槽ct將在分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd的第一方向(x方向)上彼此相鄰的兩個第二溝槽柵極電極tg2、p型體區(qū)域pb和p⁺型體接觸區(qū)域pbc電耦接。結(jié)果，不需要形成用于第二溝槽柵極電極tg2的接觸溝槽和用于p型體區(qū)域pb的接觸溝槽。因此，這適合于小型化。

5.關(guān)于減小反饋電容

現(xiàn)在將使用圖8來描述實施例1的第五效應(yīng)。圖8是用于解釋根據(jù)實施例1的ie型溝槽柵極igbt的第五效應(yīng)的示出單元形成區(qū)域的放大部分的主要部分截面視圖。

如圖8所示，根據(jù)實施例1的ie型溝槽柵極igbt是使用耦接到發(fā)射極電極ee的第二溝槽柵極電極tg2的ggee型。因此，在分開的有源單元區(qū)域lcad中，存在將充當(dāng)反饋電容(柵極和集電極之間的電容)cres的電容cgc。具體地，電容cgc存在于耦接到柵極電極(圖1所示的柵極電極ge)的第一溝槽柵極電極tg1的突出部分與p型體區(qū)域pb、n型空穴勢壘區(qū)域nhb以及p型浮置區(qū)域pf之間。

cres＝cgc

因此，與不使用耦接到發(fā)射極電極ee的第二溝槽柵極電極tg2的gg型的ie型溝槽柵極igbt相比，根據(jù)實施例1的ie型溝槽柵極igbt可以通過減小反饋電容cres來改善關(guān)斷損耗。

即使是使用耦接到發(fā)射極電極ee的第二溝槽柵極電極tg2的ggee型，在彼此面對的第一溝槽柵極電極tg1和第二溝槽柵極電極tg2之間存在電容cgs。具體地，電極tg1耦接到柵極電極(圖1所示的柵極電極ge)，并且電極tg2耦接到發(fā)射極電極ee。因此，輸入電容(柵極和發(fā)射極之間的電容)cies不會真正降低。

cies＝cgs+cgc

也就是說，在根據(jù)實施例1的ie型溝槽柵極igbt中，可以減小反饋電容cres，而不會減小輸入電容cies。這意味著cres/cies比可以降低。

逆變器裝置的故障現(xiàn)象之一是在斬波電路被控制以執(zhí)行開關(guān)操作時的dv/dt錯誤滾叫。在這種現(xiàn)象中，由于集電極電位的突然變化導(dǎo)致的位移電流的影響，在柵極和發(fā)射極之間出現(xiàn)電位差，并且原來要被斷開的igbt變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)。柵極和發(fā)射極之間的電壓vge由下式表示。

vge＝∫(cres/cies)dv

因此，因為cres/cies比可以減小，所以可以降低柵極和發(fā)射極之間的電壓vge。在斷開狀態(tài)下通過電流不會瞬時流動，因此能夠改善錯誤滾叫容限。

6.關(guān)于正空穴釋放效應(yīng)

現(xiàn)在將使用圖9來描述實施例1的第六效應(yīng)。圖9是用于說明根據(jù)實施例1的ie型溝槽柵極igbt的第六效應(yīng)的示出單元形成區(qū)域的放大部分的主要部分截面視圖。

如圖9所示，在ie型溝槽柵極igbt中，形成寄生pmos晶體管。也就是說，在形成的寄生pmos晶體管中，p型浮置區(qū)域pf形成為源極(s)，n^-型漂移區(qū)域nd和n型空穴勢壘區(qū)域nhb形成為溝道(ch)，p型體區(qū)域pb和p⁺型體接觸區(qū)域pbc形成為漏極(d)，并且形成在分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd中的第二溝槽柵極電極tg2形成為柵極(g)。

因此，如果正空穴注入到p型浮置區(qū)域pf中，則寄生pmos晶體管的源極的電位增加，并且在寄生pmos晶體管的柵極和源極之間出現(xiàn)負電位差。結(jié)果，寄生pmos晶體管導(dǎo)通，并且注入到p型浮置區(qū)域pf中的正空穴被釋放到寄生pmos晶體管的漏極。

因此，在ie型溝槽柵極igbt中，注入到p型浮置區(qū)域pf中的正空穴從p型浮置區(qū)域pf釋放。根據(jù)一個特征，通過該釋放，在開關(guān)操作時的過渡狀態(tài)下，過量的正空穴不太可能累積在p型浮置區(qū)域pf中。結(jié)果，可以抑制過渡狀態(tài)下的p型浮置區(qū)域pf中的不可控的電位波動，從而實現(xiàn)優(yōu)異的低噪聲性能。

以這種方式，根據(jù)實施例1，可以實現(xiàn)既獲得導(dǎo)通電壓的減小又獲得反饋電容的減小的ie型溝槽柵極igbt。

實施例2

現(xiàn)在將使用圖10和圖11描述包括根據(jù)實施例2的ie型溝槽柵極igbt的半導(dǎo)體裝置。圖10是示出根據(jù)實施例2的半導(dǎo)體芯片的有源部分的放大部分的主要部分平面視圖。圖11是根據(jù)實施例2的ie型溝槽柵極igbt的主要部分截面視圖，并且是沿著圖10所示的線b-b′得到的主要部分截面視圖。

如圖10和圖11所示，與根據(jù)實施例1的ie型溝槽柵極igbt的不同之處在于在根據(jù)實施例2的ie型溝槽柵極igbt中的分開的有源單元區(qū)域lcad和分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd的布置。

在根據(jù)上述實施例1的ie型溝槽柵極igbt中，線狀有源單元區(qū)域lca的分開的有源單元區(qū)域lcad和線狀無源單元區(qū)域lci的分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd在第一方向(x方向)上交替地布置。

也就是說，在平面視圖中，分開的有源單元區(qū)域lcad被布置成分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd在第一方向(x方向)上夾著線狀無源單元區(qū)域lci的兩側(cè)。此外，耦接溝槽柵極電極tga被布置為在第二方向(y方向)上彼此相鄰的分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd之間的p型浮置區(qū)域pf在第一方向(x方向)上，夾著線狀無源單元區(qū)域lci的兩側(cè)。

另一方面，在根據(jù)實施例2的ie型溝槽柵極igbt中，如圖10和圖11所示，線狀有源單元區(qū)域lca的分開的有源單元區(qū)域lcad和線狀無源單元區(qū)域lci的分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd以z字形布置。

也就是說，在平面視圖中，耦接溝槽柵極電極tga定位成分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd在第一方向(x方向)上，夾著線狀無源單元區(qū)域lci的兩側(cè)。此外，分開的有源單元區(qū)域lcad被布置成在第二方向(y方向)上彼此相鄰的分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd之間的p型浮置區(qū)域pf在第一方向(x方向)上，夾著線狀無源單元區(qū)域lci在的兩側(cè)。

結(jié)果，在關(guān)斷時，可以有利于在第二方向(y方向)上彼此相鄰的分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd之間的p型浮置區(qū)域pf的半導(dǎo)體襯底ss的表面sa側(cè)累積的正空穴瞬時從分開的有源單元區(qū)域lcad在第一方向(x)方向上的兩側(cè)釋放。

以這種方式，根據(jù)實施例2，除了根據(jù)實施例1的ie型溝槽柵極igbt的效應(yīng)之外，還存在優(yōu)化關(guān)斷時導(dǎo)通電壓的減小效應(yīng)與正空穴釋放效應(yīng)之間的平衡的可能性。

實施例3

現(xiàn)在將使用圖12、圖13和圖14來描述包括根據(jù)實施例3的ie型溝槽柵極igbt的半導(dǎo)體裝置。圖12是示出根據(jù)實施例3的半導(dǎo)體芯片的有源部分的放大部分的主要部分平面視圖。圖13是示出圖12所示的放大區(qū)域c的主要部分平面視圖。圖14是根據(jù)實施例3的ie型溝槽柵極igbt的主要部分截面視圖，并且是沿著圖12所示的線d-d′得到的截面視圖。

如圖12、圖13和圖14所示，在根據(jù)實施例3的ie型溝槽柵極igbt中，與根據(jù)實施例1的ie型溝槽柵極igbt的不同之處在于形成在線狀有源單元區(qū)域lca的分開的有源單元區(qū)域lcad中的n⁺型發(fā)射極區(qū)域ne在第二方向(y方向)上的寬度。

在根據(jù)實施例1的上述ie型溝槽柵極igbt的分開的有源單元區(qū)域lcad中，在第二方向(y方向)上，n⁺型發(fā)射極區(qū)域ne(即，有源部lcaa)的寬度比不形成n⁺型發(fā)射極區(qū)域ne(即，無源部lcai)的區(qū)域(p型體區(qū)域pb)的寬度小。

另一方面，在根據(jù)實施例3的ie型溝槽柵極igbt的分開的有源單元區(qū)域lcad中，有源部lcaa(n⁺型發(fā)射極區(qū)域ne)的寬度wna大于無源部lcai(未形成n⁺型發(fā)射極區(qū)域ne的區(qū)域(p型體區(qū)域pb))的寬度(wni1+wni2)(wna>(wni1+wni2))。通過使n⁺型發(fā)射極區(qū)域ne更大，可以增加在施加?xùn)艠O電壓的狀態(tài)下流動的飽和電流。注意，寬度wni1和寬度wni2中的任一個可以是零。也就是說，可以不必形成一個p型體區(qū)域pb。

n⁺型發(fā)射極區(qū)域ne在第二方向(y方向)上的寬度wna小于接觸溝槽ct在第二方向(y方向)上的長度lct，并且以n⁺型發(fā)射極區(qū)域ne的端部部分位于比接觸溝槽ct的端部部分更靠內(nèi)的方式進行設(shè)置。

如果在平面視圖中由n⁺型發(fā)射極區(qū)域ne包圍接觸溝槽ct的周邊，則在來自外圍部分的正空穴流到接觸溝槽ct(發(fā)射極電極ee)的過程中，它們中的大多數(shù)貢獻作為npn寄生雙極的基極電流。因此，npn寄生雙極容易操作。如果npn寄生雙極不希望地工作，則它可能不由misfet的柵極電壓控制。存在發(fā)生ie型溝槽柵極igbt損壞的問題的擔(dān)憂。

以這種方式，根據(jù)實施例3，除了根據(jù)實施例1的上述ie型溝槽柵極igbt的效應(yīng)之外，還可以增加飽和電流。

實施例4

現(xiàn)在將使用圖15和圖16來描述包括根據(jù)實施例4的ie型溝槽柵極igbt的半導(dǎo)體裝置。圖15是示出根據(jù)實施例4的半導(dǎo)體芯片的有源部分的放大外圍部分(圖1所示的區(qū)域e)的主要部分平面視圖。圖16是根據(jù)實施例4的ie型溝槽柵極igbt的主要部分截面視圖，并且是沿著圖15所示的線f-f′得到的主要部分截面視圖。

現(xiàn)在將描述根據(jù)實施例4的ie型溝槽柵極igbt的單元區(qū)域的外圍結(jié)構(gòu)。

如圖15和圖16所示，在單元區(qū)域cr的端部部分中，在線狀單位單元區(qū)域lc的寬度方向(第一方向，x方向)中設(shè)置有一個或幾個線狀偽單元區(qū)域dc。在線狀偽單元區(qū)域dc中，與線狀有源單元區(qū)域lca一樣，形成p型體區(qū)域pb和p⁺型體接觸區(qū)域pbc。然而，在線狀偽區(qū)域dc中，不形成n⁺型發(fā)射極區(qū)域ne和n型空穴阻擋區(qū)域nhb。在線狀偽區(qū)域dc中，不存在寄生npn雙極，并且正空穴釋放電阻低。因此，不太可能發(fā)生電流集中，并且其用作端部緩沖區(qū)域。

即使在線狀單位單元區(qū)域lc的縱向方向(第二方向，y方向)的端部部分中，在一些區(qū)域中也不形成n⁺型發(fā)射極區(qū)域ne和n型空穴阻擋區(qū)域nhb。該區(qū)域用作端部緩沖區(qū)域。

在端部緩沖區(qū)域的外部，設(shè)置似環(huán)的單元周邊結(jié)區(qū)域or以圍繞端部緩沖區(qū)域。在該單元周邊結(jié)區(qū)域or中，設(shè)置有p型區(qū)域pfp。該p型區(qū)域pfp在與單元區(qū)域cr中的p型浮置區(qū)域pf相同的過程中同時形成。該p型區(qū)域pfp耦接到發(fā)射極電位。也就是說，它與上述實施例1的圖2中描述的p型區(qū)域pfp一體形成。

如圖16所示，p型體區(qū)域pb設(shè)置在線狀偽單元區(qū)域dc和單元周邊結(jié)區(qū)域or中的半導(dǎo)體襯底ss的表面sa上。

在線狀偽單元區(qū)域dc中，設(shè)置接觸溝槽ct和p⁺型體接觸區(qū)域pbc。除了沒有形成n型空穴阻擋區(qū)域nhb和n⁺型發(fā)射極區(qū)域ne并且在第二方向(y方向)上不分開之外，線狀偽單元區(qū)域dc的結(jié)構(gòu)基本上與分開的有源單元區(qū)域lcad的結(jié)構(gòu)相同。

在單元周邊結(jié)區(qū)域or中，類似的，設(shè)置接觸溝槽ct和p⁺型體接觸區(qū)域pbcp，并且在p型體區(qū)域pb之下設(shè)置p型區(qū)域pfp。

在線狀偽單元區(qū)域dc中，存在電耦接到發(fā)射極電極ee的p型體區(qū)域pb，并且形成有p型體區(qū)域pb和n^-型漂移區(qū)域nd的pn結(jié)。在單元周邊結(jié)區(qū)域or中，存在電耦接到發(fā)射極電極ee的深p型區(qū)域pfp，并且形成p型區(qū)域pfp和n^-型漂移區(qū)域nd的pn結(jié)。

在發(fā)射極和集電極之間的反向偏置狀態(tài)下，單元最終端部溝槽底部可以容易地在兩個結(jié)的耗盡層中被從右側(cè)和左側(cè)覆蓋。因此，不太可能發(fā)生場強度的局部集中。結(jié)果，由于單元端部結(jié)構(gòu)，發(fā)射極和集電極之間的耐受電壓不降低。以正空穴累積效應(yīng)比任何其它部分小并且導(dǎo)通電壓高的方式設(shè)計單元端部線狀偽單元的結(jié)構(gòu)?？梢砸种朴捎谠趇e型溝槽柵極igbt產(chǎn)生熱的部分中和產(chǎn)生熱時的電流集中而引起的熱失控，并且還可以增加作為產(chǎn)品的擊穿電阻。

根據(jù)實施例4，除了根據(jù)上述實施例1的ie型溝槽柵極igbt的效應(yīng)之外，還能夠?qū)崿F(xiàn)擊穿電阻的增大。

實施例5

現(xiàn)在將使用圖17和圖18來描述包括根據(jù)實施例5的ie型溝槽柵極igbt的半導(dǎo)體裝置。圖17是示出根據(jù)實施例5的半導(dǎo)體芯片的有源部分的放大外圍部分的主要部分平面視圖。圖18是根據(jù)實施例5的ie型溝槽柵極igbt的主要部分截面視圖，并且是沿著圖17所示的線g-g′得到的主要部分截面視圖。

如圖17和圖18所示，在根據(jù)實施例5的ie型溝槽柵極igbt中，與根據(jù)上述實施例1的ie型溝槽柵極igbt的不同之處在于用于耦接在線狀有源單元區(qū)域lca中的第二方向(y方向)上彼此相鄰的分開的有源單元區(qū)域lcad中的第一溝槽柵極電極tg1的耦接溝槽柵極電極tga的數(shù)量。

在根據(jù)上述實施例1的ie型溝槽柵極igbt中，在線狀有源單元區(qū)域lca中，在第二方向(y方向)上彼此相鄰的相應(yīng)的分開的有源單元區(qū)域lcad的第一溝槽柵極電極tg1通過一個耦接溝槽柵極電極tga彼此耦接。

另一方面，在根據(jù)實施例5的ie型溝槽柵極igbt中，在線狀有源單元區(qū)域lca中，在第二方向(y方向)上彼此耦接的相應(yīng)的分開的有源單元區(qū)域lcad的第一溝槽柵極電極tga通過在第一方向(x方向)上彼此間隔開設(shè)置的兩個耦接溝槽柵極電極tga彼此耦接。

具體地，在半導(dǎo)體襯底ss的表面sa側(cè)設(shè)置有兩個第三溝槽t3。此時，溝槽t3在第二方向(y方向)上耦接到相應(yīng)的第一溝槽，溝槽t3在第二方向(y方向)上彼此相鄰的分開的有源單元區(qū)域lcad之間。在溝槽t3內(nèi)部，耦接溝槽柵極電極tga隔著相應(yīng)的柵極絕緣膜gi與相應(yīng)的第一溝槽柵極電極tg1一體形成。耦接溝槽柵極電極tga不用作misfet的柵極。

結(jié)果，可以實現(xiàn)由在第二方向(y方向)上延伸的多個第一溝槽柵極電極tg1和多個耦接溝槽柵極電極tga形成的溝槽柵極電極的電阻的減小。在實施例5中，兩個耦接溝槽柵極電極tga設(shè)置在第二方向(y方向)上彼此相鄰的相應(yīng)的分開的有源單元區(qū)域lcad的第一溝槽柵極電極tg1之間。然而，耦接溝槽柵極電極tga的數(shù)量不限于該示例。

根據(jù)實施例5，除了根據(jù)上述實施例1的ie型溝槽柵極igbt的效應(yīng)之外，還可以實現(xiàn)柵極電阻的減小。

實施例6

現(xiàn)在將使用圖19和圖20來描述包括根據(jù)實施例6的ie型溝槽柵極igbt的半導(dǎo)體裝置。圖19是示出根據(jù)實施例6的半導(dǎo)體芯片的有源部分的放大部分的主要部分平面視圖。圖20是根據(jù)實施例6的ie型溝槽柵極igbt的主要部分截面視圖，并且是沿著圖19所示的線h-h′得到的主要部分截面視圖。

在上述實施例1中，以分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd的接觸溝槽ct的寬度whc大于分開的有源單元區(qū)域lcad的接觸溝槽ct的寬度wec(whc>wec)的方式形成接觸溝槽ct。

在實施例6中，以分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd的接觸溝槽ct的寬度whc與分開的有源單元區(qū)域lcad的接觸溝槽ct的寬度wec大致相同的方式形成接觸溝槽ct。進一步的，分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd的接觸溝槽ct被布置為耦接到p型體區(qū)域pb以及在第一方向(x方向)上彼此相鄰的第二溝槽柵極電極tg2中的一個。注意，在實施例6中，大致相同的寬度意味著相對于另一寬度的容許誤差在10％或更小的范圍內(nèi)的寬度。

如圖19所示，分開的空穴集電極單元區(qū)域lccd的第二溝槽柵極電極tg2在平面視圖中為一體，因此必須在截面中耦接到另一個第二溝槽柵極電極tg2。結(jié)果，可以減小接觸溝槽ct的寬度，并且減小芯片面積。第二溝槽柵極電極tg2不包括在misfet中，因此對擊穿電阻沒有影響。

在實施例6中，如圖20所示，在層間絕緣膜il中形成接觸溝槽ct，并且由導(dǎo)電膜形成的插塞pg嵌入在接觸溝槽ct的內(nèi)部。插塞pg主要由鎢的導(dǎo)電膜形成?？梢孕纬捎傻佇纬傻淖钃踅饘僮鳛閷?dǎo)電膜的基底。在層間絕緣膜il之上形成耦接到插塞pg的發(fā)射極電極ee。

在實施例6中，已經(jīng)使用插塞pg作為示例。然而，其不限于該示例。例如，與任何其它實施例類似，發(fā)射極電極ee可以直接嵌入接觸溝槽ct內(nèi)部。

然而，當(dāng)使用插塞pg時，使用cvd(化學(xué)氣相沉積)技術(shù)在接觸溝槽ct內(nèi)部和層間絕緣膜il之上形成導(dǎo)電膜。之后，使用cmp(化學(xué)機械拋光)技術(shù)來拋光導(dǎo)電膜，并且導(dǎo)電膜必然嵌入接觸溝槽ct內(nèi)部。此時，如果接觸溝槽ct具有不同的寬度，則嵌入在接觸溝槽ct內(nèi)部的導(dǎo)電膜的厚度根據(jù)接觸溝槽ct的寬度而變化。因此，需要形成與寬度大的接觸溝槽相符的厚的導(dǎo)電膜。然而，如果導(dǎo)電膜形成得厚，則導(dǎo)電膜的拋光量大。這導(dǎo)致過量的拋光，或?qū)е戮砻嬷械哪ず穸鹊拇蟮淖兓?/p>

也就是說，在使用插塞pg時，優(yōu)選給定與接觸溝槽ct的小寬度相符的大致相同的寬度。這導(dǎo)致容易管理導(dǎo)電膜的厚度的效應(yīng)。

實施例6中公開的技術(shù)不僅適用于上述實施例1，而且適用于任何其它實施例，并且可以實現(xiàn)相同的效應(yīng)。

因此，已經(jīng)具體地描述了本發(fā)明人做出的本發(fā)明。然而，不用說，本發(fā)明并不限于以上內(nèi)容，并且在不脫離其范圍的情況下可以進行各種改變。