[发明专利]MOSFET以及电力转换电路

摘要

本发明的MOSFET100包括：具有超级结结构117的半导体基体110；以及经由栅极绝缘膜124形成在半导体基体110的第一主面侧的栅电极126，当n型柱形区域114的掺杂物总量与p型柱形区域116的掺杂物总量不同的状态下，在将该平均正电荷密度ρ(x)为0时的深度位置表示为Xm，将第1主面侧的耗尽层中的表面中最深的深度位置表示为X0’，并将基准平均正电荷密度表示为ρ0(x)为0时的深度位置表示为Xm，将第1主面侧的耗尽层中最深的深度位置表示为X0时，满足公式：|X0‑X0’|＜|Xm‑Xm’|。根据本发明的MOSFET100，即便是在栅极周围的电荷平衡存在波动的情况下，也能够减小关断时开关特性的波动。

主权项

1.一种MOSFET，包括：由n型柱形区域以及p型柱形区域构成的超级结结构的半导体基体；以及经由栅极绝缘膜形成在所述半导体基体的第一主面侧的栅电极，其特征在于：在以将所述MOSFET关断后所述超级结结构中耗尽层扩展至最大时的所述第一主面侧的耗尽层的表面中最深的深度位置为基准，以将所述MOSFET关断后所述超级结结构耗尽时的，所述超级结结构中规定深度位置的深度x为横轴，以将所述MOSFET关断后所述超级结结构耗尽时，如以下公式(1)中所示，当以所述超级结结构中所述规定深度位置上的平均正电荷密度ρ(x)为纵轴，并以将所述MOSFET关断后所述超级结结构中耗尽层扩展至最大时的所述第2主面侧的耗尽层的位置的最浅的深度位置的深度定为a时，在表示该平均正电荷密度p(x)的曲线中，x＝0时的该平均正电荷密度ρ(0)的值为负数，并且，x＝a时的该平均正电荷密度ρ(a)的值为正数，由表示该平均正电荷密度ρ(x)的曲线、x＝0的直线以及x轴所包围的区域的面积，与由表示该平均正电荷密度ρ(x)的曲线、x＝a的直线以及x轴所包围的区域的面积相等，当所述n型柱形区域的掺杂物总量与所述p型柱形区域的掺杂物总量不同的情况下，以所述超级结结构的所述第1主面侧的表面为基准，所述n型柱形区域的掺杂物总量与所述p型柱形区域的掺杂物总量呈不同状态下的，该平均正电荷密度ρ(x)为0时的深度位置用X_m’表示，所述MOSFET关断后所述超级结结构耗尽层扩大至最大时第1主面侧的耗尽层的表面中最深的深度位置用X₀’表示，在以所述超级结结构区域的所述第1主面侧的表面为基准，使所述n型柱型区域的掺杂物总量与所述p型柱型区域的掺杂物总量相等的情况下构成的基准MOSFET关断后，所述超级结结构耗尽时的所述平均正电荷密度为基准平均正电荷密度表示为ρ₀(x)的情况下，将所述基准平均正电荷密度表示为ρ₀(x)为0时的深度位置表示为X_m，并将所述基准MOSFET关断后所述超级结结构耗尽层扩展至最大时的所述第1主面侧的耗尽层中最深的深度位置表示为X₀时，满足公式：|X₀‑X₀’|＜|X_m‑X_m’|。【公式1】(在公式(1)中，W_n(x)表示所述n型柱形区域中所述规定深度位置上的宽度，N_d(x)表示将所述MOSFET关断后所述超级结结构耗尽时的，所述n型柱形区域中所述规定深度位置上正电荷的平均密度，W_p(x)表示所述p型柱形区域中所述规定深度位置上的宽度，Na(x)表示将所述MOSFET关断后所述超级结结构耗尽时的，所述p型柱形区域中所述规定深度位置上负电荷的平均密度，q表示基本电量，W表示满足W_n(x)+W_p(x)＝2W的正常数)。