DE112013007576T5 - Halbleitereinrichtung - Google Patents

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Abstract

Es ist eine Technologie zum weiteren Reduzieren eines Verlusts in einer Halbleitereinrichtung, die ein Halbleitersubstrat enthält, in dem ein IGBT-Bereich und ein Diodenbereich bereitgestellt sind, bereitgestellt. Diese Halbleitereinrichtung enthält ein Halbleitersubstrat, in dem zumindest ein IGBT-Bereich und zumindest ein Diodenbereich bereitgestellt sind. Der IGBT-Bereich und der Diodenbereich sind einander in einer vorbestimmten Richtung in einer Aufsicht auf das Halbleitersubstrat benachbart. In der Aufsicht auf das Halbleitersubstrat ist eine erste Grenzebene, an der der Kollektorbereich und der Kathodenbereich benachbart sind, gegenüber einer zweiten Grenzebene, an der der IGBT-Bereich und der Diodenbereich auf der vorderen Oberflächenseite des Halbleitersubstrats benachbart sind, entweder in einer Richtung von dem Kathodenbereich hin zu dem Kollektorbereich oder in einer Richtung von dem Kollektorbereich hin zu dem Kathodenbereich verschoben.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die hierin offenbarte Technologie bezieht sich auf eine Halbleitereinrichtung.
  • STAND DER TECHNIK
  • Die japanische Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 2008-053648 offenbart eine Halbleitereinrichtung (einen sogenannten RC-IGBT), die ein Halbleitersubstrat enthält, in dem eine Vielzahl von IGBT-Bereichen und eine Vielzahl von Diodenbereichen bereitgestellt sind. In jedem der IGBT-Bereiche ist eine vordere Oberflächenstruktur eines IGBT auf einer vorderen Oberflächenseite des Halbleitersubstrats bereitgestellt, und ein Kollektorbereich ist auf einer hinteren Oberflächenseite des Halbleitersubstrats bereitgestellt. In jedem der Diodenbereiche ist eine vordere Oberflächenstruktur einer Diode auf der vorderen Oberflächenseite des Halbleitersubstrats bereitgestellt, und ein Kathodenbereich ist auf der hinteren Oberflächenseite des Halbleitersubstrats bereitgestellt. Die IGBT-Bereiche und die Diodenbereiche sind abwechselnd einander benachbart in einer vorbestimmten Richtung. In einer Aufsicht auf das Halbleitersubstrat ist jede Grenzebene zwischen der vorderen Oberflächenstruktur des IGBT und der vorderen Oberflächenstruktur der Diode in derselben Position wie jede Grenzebene zwischen dem Kollektorbereich und dem Kathodenbereich.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • TECHNISCHES PROBLEM
  • Im Allgemeinen hat eine Halbleitereinrichtung, die ein Halbleitersubstrat enthält, in dem ein IGBT und eine Diode bereitgestellt sind, ein Problem mit einer gegenseitigen Interferenz zwischen dem IGBT und der Diode. Das heißt, ein Erhöhen einer Einschaltspannung (im Weiteren auch als „Von” bezeichnet) des IGBT aufgrund der Diode und/oder ein Erhöhen einer Vorwärtsspannung (im Weiteren auch als „Vf” bezeichnet) der Diode aufgrund des IGBT verursacht ein Anwachsen in einem Verlust der Halbleitereinrichtung.
  • In der oben erwähnten Halbleitereinrichtung sind die IGBT-Bereiche und die Diodenbereiche so bereitgestellt, dass die Grenzebene zwischen der vorderen Oberflächenstruktur des IGBT und der vorderen Oberflächenstruktur der Diode an derselben Position wie die Grenzebene zwischen dem Kollektorbereich und dem Kathodenbereich in der Aufsicht auf das Halbleitersubstrat ist. Es wird davon ausgegangen, dass es möglich gemacht wird, das Anwachsen von Von des IGBT und Vf der Diode zu unterdrücken. Jedoch kann nicht gesagt werden, dass solch eine Struktur ausreichend ist, um das Anwachsen von Von und Vf zu unterdrücken. Unter solchen Umständen gibt es eine Nachfrage für eine Technologie, die den Verlust weiter reduzieren kann.
  • Die vorliegende Offenbarung stellt eine Technologie zum weiteren Reduzieren eines Verlusts in einer Halbleitereinrichtung, die ein Halbleitersubstrat enthält, in dem sowohl ein IGBT-Bereich als auch ein Diodenbereich bereitgestellt sind, bereit.
  • LÖSUNG DES TECHNISCHEN PROBLEMS
  • Eine hierin offenbarte Halbleitereinrichtung weist ein Halbleitersubstrat auf, in dem zumindest ein IGBT-Bereich und zumindest ein Diodenbereich bereitgestellt sind. Der IGBT-Bereich weist einen Emitterbereich eines ersten Leitfähigkeitstyps, der in einer Fläche bereitgestellt ist, die an einer vorderen Oberfläche des Halbleitersubstrats außen liegt, einen Basisbereich des zweiten Leitfähigkeitstyps, der den Emitterbereich umgibt und in Kontakt mit dem Emitterbereich ist, einen ersten Driftbereich eines ersten Leitfähigkeitstyps, der an einer hinteren Oberflächenseite des Halbleitersubstrats mit Bezug auf den Basisbereich angeordnet ist, und der von dem Emitterbereich durch den Basisbereich getrennt ist, eine Gateelektrode, die in einem Graben angeordnet ist, der den Basisbereich durchdringt, um sich zu dem ersten Driftbereich zu erstrecken, und die einem Teil des Basisbereichs zugewandt ist, der den Emitterbereich von dem ersten Driftbereich trennt, einen Isolationskörper, der zwischen der Gateelektrode und einer inneren Wand des Grabens angeordnet ist, und einen Kollektorbereich eines zweiten Leitfähigkeitsbereichstyps, der in einer Fläche angeordnet ist, die an einer hinteren Oberfläche des Halbleitersubstrats außen liegt, auf. Der Diodenbereich weist einen Anodenbereich des zweiten Leitfähigkeitstyps, der in einer Fläche angeordnet ist, die an der vorderen Oberfläche des Halbleitersubstrats außen liegt, einen zweiten Driftbereich des ersten Leitfähigkeitstyps, der auf der hinteren Oberflächenseite des Halbleitersubstrats mit Bezug auf den Anodenbereich angeordnet ist, und einen Kathodenbereich eines ersten Leitfähigkeitstyps, der in einer Fläche angeordnet ist, die an der hinteren Oberfläche des Halbleitersubstrats außen liegt, auf. Der IGBT-Bereich und der Diodenbereich sind einander in einer Aufsicht auf das Halbleitersubstrat benachbart. In der Aufsicht auf das Halbleitersubstrat ist eine erste Grenzebene, bei der der Kollektorbereich und der Kathodenbereich benachbart sind, gegenüber einer zweiten Grenzebene, an der der IGBT-Bereich und der Diodenbereich auf der vorderen Oberflächenseite des Halbleitersubstrats benachbart sind, entweder in einer Richtung von dem Kathodenbereich hin zu dem Kollektorbereich oder in einer Richtung von dem Kollektorbereich hin zu dem Kathodenbereich verschoben.
  • In dieser Halbleitervorrichtung sind die erste Grenzebene und die zweite Grenzebene nicht an derselben Position in der Aufsicht auf das Halbleitersubstrat lokalisiert. Diese Konfiguration ermöglicht es, die erste Grenzebene und die zweite Grenzebene in solchen Positionen zu platzieren, dass die gegenseitige Interferenz zwischen dem IGBT und der Diode angemessen unterdrückt werden kann, was es ermöglicht, angemessener eine Summe an Verlusten aufgrund von Von und Vf zu reduzieren, verglichen mit einer Konfiguration, bei der die erste Grenzebene und die zweite Grenzebene an derselben Position in der Aufsicht auf das Halbleitersubstrat lokalisiert sind. Dies ermöglicht es, einen Verlust in einer Halbleitereinrichtung, die ein Halbleitersubstrat enthält, in dem sowohl ein IGBT-Bereich als auch ein Diodenbereich bereitgestellt sind, weiter zu reduzieren.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Aufsicht auf eine Halbleitereinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 2 ist eine Längsquerschnittsansicht, die entlang der Linie II-II in 1 aufgenommen ist;
  • 3 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht eines Abschnitts auf einer hinteren Oberfläche eines Halbleitersubstrats, der durch eine strichpunktierte Linie in 1 angezeigt ist;
  • 4 ist ein Graph, der schematisch eine Beziehung zwischen einer Projektionsbreite eines Kathodenbereichs und eines Verlusts aufgrund von Von, eine Beziehung zwischen einer Projektionsbreite und einem Verlust aufgrund von Vf, und eine Beziehung zwischen der Projektionsbreite und einer Summe der Verluste aufgrund von Von und Vf zeigt;
  • 5 ist eine Längsquerschnittsansicht einer Halbleitereinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
  • 6 ist ein Graph, der schematisch eine Beziehung zwischen einer Projektionsbreite eines Kollektorbereichs und einem Verlust aufgrund von Von, einer Beziehung zwischen der Projektionsbreite und einem Verlust aufgrund von Vf, und eine Beziehung zwischen der Projektionsbreite und der Summe der Verluste aufgrund von Von und Vf zeigt;
  • 7 ist eine Längsquerschnittsansicht einer Halbleitereinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel; und
  • 8 ist eine Aufsicht auf ein Halbleitersubstrat gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
  • Einige der Hauptmerkmale von Ausführungsbeispielen werden unten aufgelistet. Es soll bemerkt werden, dass die unten beschriebenen technischen Merkmale voneinander unabhängig sind und technisch alleine oder in verschiedenen Kombinationen nützlich sein können und nicht auf die ursprünglich beanspruchten Kombinationen beschränkt sind.
  • In einer hierin offenbarten Halbleitereinrichtung kann in der Aufsicht auf das Halbleitersubstrat, wenn eine Fläche des IGBT-Bereichs größer als eine Fläche des Diodenbereichs ist, die erste Grenzfläche von der zweiten Grenzfläche in einer Richtung von dem Kathodenbereich hin zu dem Kollektorbereich verschoben sein. Ferner kann in der Aufsicht auf das Halbleitersubstrat, wenn die Fläche des Diodenbereichs größer als die Fläche des IGBT-Bereichs ist, der erste Grenzbereich von dem zweiten Grenzbereich in einer Richtung von dem Kollektorbereich hin zu dem Kathodenbereich verschoben sein. In der folgenden Beschreibung bezieht sich der Ausdruck „IGBT-Bereich” auf eine Fläche, an der eine vordere Oberflächenstruktur eines IGBT auf einer vorderen Oberflächenseite des Halbleitersubstrats in der Aufsicht auf das Halbleitersubstrat bereitgestellt ist. Ähnlich bezieht sich der Ausdruck „Diodenbereich” auf eine Fläche, an der eine vordere Oberflächenstruktur einer Diode auf der vorderen Oberflächenseite des Halbleitersubstrats in der Aufsicht auf das Halbleitersubstrat bereitgestellt ist. In der oben erwähnten Halbleitereinrichtung ist die erste Grenzebene innerhalb des IGBT-Bereichs lokalisiert, wenn die Fläche des IGBT-Bereichs größer als die Fläche des Diodenbereichs in der Aufsicht auf das Halbleitersubstrat ist. Das heißt, in der Aufsicht auf das Halbleitersubstrat ist eine Fläche des Kathodenbereichs größer als die Fläche des Diodenbereichs. Diese Konfiguration reduziert die Interferenz des IGBT mit der Diode an einer Grenzebene zwischen dem IGBT und der Diode, wodurch Vf abnimmt. Bei dieser Gelegenheit nimmt Von im Gegensatz dazu zu, aber weil die Menge an Abnahme von Vf eine Menge des Zuwachses von Von übersteigt, können sowohl Von als auch Vf angemessen als ein Ergebnis reduziert werden. Auf der anderen Seite ist die erste Grenzebene innerhalb des Diodenbereichs lokalisiert, wenn die Fläche des Diodenbereichs größer als die Fläche des IGBT-Bereichs in der Aufsicht auf das Halbleitersubstrat ist. Das heißt, in der Aufsicht auf das Halbleitersubstrat ist eine Fläche des Kollektorbereichs größer als die Fläche des IGBT-Bereichs. Diese Konfiguration reduziert die Interferenz der Diode mit dem IGBT an der Grenzebene zwischen dem IGBT und der Diode, wodurch Von abnimmt. Bei dieser Gelegenheit wächst im Gegensatz dazu Vf, aber weil eine Menge der Abnahme von Von eine Menge des Zuwachses von Vf übersteigt, kann die Summe der Verluste aufgrund von Von und Vf als ein Ergebnis angemessen reduziert werden.
  • In der hierin offenbarten Halbleitereinrichtung können in der Aufsicht auf das Halbleitersubstrat der IGBT-Bereich und der Diodenbereich rechteckige Formen haben. Der IGBT-Bereich und der Diodenbereich können in einer vorbestimmten Richtung einander benachbart sein. Die erste Grenzebene und die zweite Grenzebene können sich in einer Richtung senkrecht zu der vorbestimmten Richtung erstrecken. Wenn eine Breite des IGBT-Bereichs in der vorbestimmten Richtung größer als eine Breite des Diodenbereichs in der vorbestimmten Richtung ist, kann die erste Grenzebene von der zweiten Grenzebene in der Richtung von dem Kathodenbereich hin zu dem Kollektorbereich um eine erste vorbestimmte Breite verschoben sein. Wenn die Breite des Diodenbereichs in der vorbestimmten Richtung größer als die Breite des IGBT-Bereichs in der vorbestimmten Richtung ist, kann die erste Grenzebene von der zweiten Grenzebene in der Richtung von dem Kollektorbereich hin zu dem Kathodenbereich um eine zweite vorbestimmte Breite verschoben sein. Diese Konfiguration ermöglicht es, angemessener die Summe der Verluste aufgrund von Von und Vf verglichen mit einer Konfiguration, bei der die erste Grenzebene in derselben Position wie die zweite Grenzebene in der Aufsicht auf das Halbleitersubstrat positioniert ist, zu reduzieren.
  • In der hierin offenbarten Halbleitereinrichtung können in der Aufsicht auf das Halbleitersubstrat der IGBT-Bereich und der Diodenbereich rechteckige Formen haben. Der IGBT-Bereich und der Diodenbereich können einander in einer vorbestimmten Richtung benachbart sein. Die erste Grenzebene und die zweite Grenzebene können sich in einer Richtung senkrecht zu der vorbestimmten Richtung erstrecken. Wenn eine Breite des IGBT-Bereichs in der vorbestimmten Richtung gleich einer Breite des Diodenbereichs in der vorbestimmten Richtung ist, kann die erste Grenzebene relativ zu der zweiten Grenzebene in der Richtung von dem Kollektorbereich hin zu dem Kathodenbereich um ein dritte vorbestimmte Breite verschoben sein. Im Allgemeinen ist, wenn die Breite des IGBT-Bereichs in der vorbestimmten Richtung und die Breite des Diodenbereichs in der vorbestimmten Richtung gleich sind, Von höher als Vf. Aus diesem Grund reduziert die Konfiguration die Interferenz der Diode mit dem IGBT an der Grenzebene zwischen dem IGBT und der Diode, wodurch Von abnimmt. Bei dieser Gelegenheit wächst im Gegensatz dazu Vf, aber weil die Menge der Abnahme in Von die Menge der Zunahme in Vf übersteigt, kann die Summe der Verluste aufgrund von Von und Vf als ein Ergebnis angemessen reduziert werden.
  • In der hierin offenbarten Halbleitereinrichtung können der IGBT-Bereich und der Diodenbereich in einer vorbestimmten Richtung einander benachbart sein. Wenn ein Verhältnis einer Breite des IGBT-Bereichs zu einer Breite des Diodenbereichs in der vorbestimmten Richtung 3 bis 1 ist, kann die erste Grenzebene von der zweiten Grenzebene in der Richtung von dem Kathodenbereich hin zu dem Kollektorbereich um eine Länge von 3 bis 30% der Breite des Diodenbereichs verschoben sein. Ein angemessenes Einstellen der Breite des Diodenbereichs ermöglicht es, dass die Halbleitereinrichtung die kleinste Summe an Verlusten aufgrund von Von und Vf erreicht.
  • ERSTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
  • Eine Halbleitereinrichtung 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird beschrieben. In einem Halbleitersubstrat 11 sind Elementbereiche 15 und ein Nichtelementbereich 17, der die Elementbereiche 15 umgibt, bereitgestellt. Im Folgenden werden die Elementbereiche 15 beschrieben, aber der Nichtelementbereich 17, der eine allgemein bekannte Komponente ist, wird nicht beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Halbleitersubstrat 11 ein Si-Substrat. Jedoch ist die Halbleitereinrichtung 11 nicht auf ein Si-Substrat beschränkt. Das Halbleitersubstrat 11 kann ein Substrat sein, das aus einem anderen Material (z. B. einem SiC-Substrat) gemacht ist.
  • Wie in 1 gezeigt, sind drei Elementbereiche 15 in dem Halbleitersubstrat 11 bereitgestellt. In dem ersten Ausführungsbeispiel haben die drei Elementbereiche 15 die gleiche Konfiguration. Jedoch können die Elementbereiche 15 ohne Beschränkungen darauf jeweilige Elementstrukturen haben, die voneinander verschieden sind. Eine Emitterelektrode 46 ist auf einer vorderen Oberfläche von jedem der Elementbereiche 15 bereitgestellt. Drei IGBT-Bereiche 12 und drei Diodenbereiche 14 sind in jedem der Elementbereiche 15 bereitgestellt. In einer Aufsicht auf das Halbleitersubstrat haben die IGBT-Bereiche 12 rechteckige Formen und sind im Wesentlichen in ihrer Größe einander gleich. Ähnlich haben die drei Diodenbereiche 14 rechteckige Formen und sind im Wesentlichen in ihrer Größe einander gleich. Die IGBT-Bereiche 12 und die Diodenbereiche 14 sind abwechselnd einander in einer y-Richtung benachbart. In dem ersten Ausführungsbeispiel sind die IGBT-Bereiche 12 und die Diodenbereiche 14 so bereitgestellt, dass ein Verhältnis einer Fläche von jedem IGBT-Bereich 12 zu einer Fläche von jedem Diodenbereich 14 in der Aufsicht auf das Halbleitersubstrat 3 zu 1 ist. Die IGBT-Bereiche 12 und die Diodenbereiche 14 sind im Wesentlichen gleich in ihrer Länge in einer x-Richtung. Aus diesem Grund ist ein Verhältnis einer Breite von jedem IGBT-Bereich 12 zu einer Breite von jedem Diodenbereich 14 in der y-Richtung 3 zu 1. In der folgenden Beschreibung bezieht sich der Ausdruck „Fläche eines Bereichs” auf die Fläche dieses Bereichs in der Aufsicht auf das Halbleitersubstrat 11, und der Ausdruck „Breite eines Bereichs” bezieht sich auf die Breite dieses Bereichs in der y-Richtung, es sei denn, es ist anders vermerkt. Das Gleiche gilt für die anderen Ausführungsbeispiele. Gateanschlüsse 13 sind auf dem Halbleitersubstrat 11 bereitgestellt. Die Gateanschlüsse 13 sind elektrisch mit Gateelektroden 16 (die später beschrieben werden) über Gateleitungen (nicht illustriert) verbunden. Es soll bemerkt werden, dass die y-Richtung einem Beispiel der „vorbestimmten Richtung” entspricht.
  • Als Nächstes werden die IGBT-Bereiche 12 und die Diodenbereiche 14 mit Bezug auf 2 beschrieben. Es soll bemerkt werden, dass der Ausdruck „IGBT-Bereich 12” in dem ersten Ausführungsbeispiel sich auf eine Fläche bezieht, bei der eine vordere Oberflächenstruktur eines IGBT auf einer vorderen Oberflächenseite des Hableitersubstrats 11 in der Aufsicht auf das Halbleitersubstrat 11 bereitgestellt ist. Ähnlich bezieht sich der Ausdruck „Diodenbereich 14” auf eine Fläche, bei der eine vordere Oberflächenstruktur einer Diode auf der vorderen Oberflächenseite des Halbleitersubstrats 11 in der Aufsicht auf das Halbleitersubstrat 11 bereitgestellt ist. Details werden später beschrieben.
  • Jeder der ersten IGBT-Bereiche 12 wird beschrieben. Die IGBT-Bereiche 12 enthalten Emitterbereiche 40 des n+-Typs und Kontaktbereiche 38 des p+-Typs. Die Emitterbereiche 40 und die Kontaktbereiche 38 sind in Bereichen bereitgestellt, die an der vorderen Oberfläche des Halbleitersubstrats 11 außen liegen. In dem ersten Ausführungsbeispiel ist jeder Kontaktbereich 38 in Kontakt mit einer Seitenoberfläche des entsprechenden Emitterbereichs 40 bereitgestellt. Jedoch impliziert dies keine Beschränkung. Jeder Kontaktbereiche 38 kann getrennt von dem entsprechenden Emitterbereich 40 bereitgestellt sein.
  • Ein Basisbereich 36 des p–-Typs ist auf unteren Seiten der Emitterbereiche 40 und der Kontaktbereiche 38 bereitgestellt. Der Basisbereich 36 hat eine niedrigere Verunreinigungskonzentration als die Kontaktbereiche 38. Der Basisbereich 36 steht in Kontakt mit unteren Oberflächen der Emitterbereiche 40 und unteren Oberflächen der Kontaktbereiche 38. Aus diesem Grund ist jeder Emitterbereich 40 von dem Basisbereich 36 und dem entsprechenden Kontaktbereich 38 umgeben. Es soll bemerkt werden, dass in einem Fall, in dem jeder Kontaktbereich 38 entfernt von dem entsprechenden Emitterbereich 40 bereitgestellt ist, der Basisbereich an der vorderen Oberfläche des Halbleitersubstrats außen liegt und auch zwischen dem Emitterbereich 40 und dem Kontaktbereich 38 angeordnet ist. Das heißt, der Basisbereich 36 ist auch in Kontakt mit Seitenoberflächen der Emitterbereiche 40 und Seitenoberflächen der Kontaktbereiche 38.
  • Ein Driftbereich 32a des n–-Typs ist ferner auf einer unteren Seite des Basisbereichs 36 bereitgestellt. Jeder Driftbereich 32a ist von den Emitterbereichen 40 und den Kontaktbereichen 38 durch den Basisbereich 36 getrennt. Der Driftbereich 32a hat eine geringere Verunreinigungskonzentration als die Emitterbereiche 40. Der Driftbereich 32a entspricht einem Beispiel des „ersten Driftbereichs”.
  • Der IGBT-Bereich 12 enthält Gategräben 24 in dem Halbleitersubstrat 11, die sich in der x-Richtung erstrecken. Jeder der Gategräben 24 dringt durch den entsprechenden Emitterbereich 40 und den Basisbereich 36 von der vorderen Oberfläche des Halbleitersubstrats 11 und hat ein unteres Ende, das sich zu dem Driftbereich 32a erstreckt. Gateelektroden 16 sind jeweils in einem entsprechenden Gategraben 24 bereitgestellt. Jede der Gateelektroden 16 ist so bereitgestellt, dass ein unteres Ende davon etwas tiefer als eine untere Oberfläche des Basisbereichs 36 ist. Ein Isolationskörper 26 ist zwischen einer Wandoberfläche von jedem Gategraben 24 und der entsprechenden Gateelektrode 16 eingefüllt (d. h., lateral von und unter der Gateelektrode 16). Aus diesem Grund ist jede Gateelektrode 16 dem Basisbereich 36 und dem entsprechenden Emitterbereich 40 über den entsprechenden Isolationskörper 26 zugewandt. Jedoch enthalten die Gateelektroden 16 einen Typ von Gateelektroden 16, die jeweils dem Basisbereich 36 und dem Emitterbereich 40 über den Isolationskörper 26 auf beiden Seitenoberflächen der Gateelektrode 16 zugewandt sind, und einen Typ von Gateelektroden 16, die jeweils dem Basisbereich 36 und dem Emitterbereich 40 über den Isolationskörper 26 nur auf einer Seitenoberfläche dieser Gateelektrode 16 zugewandt sind, wie in 2 gezeigt. In der folgenden Beschreibung wird insbesondere jeder der Gategräben 24, in denen der letztere Typ von Gateelektroden 16 bereitgestellt wird, als ein „Kantengategraben 24a” bezeichnet. Deckelisolationsschichten 45 sind jeweils auf einer vorderen Oberfläche der entsprechenden Gateelektrode 16 bereitgestellt. Für die isolierenden Körper 26 kann z. B. SiO2, SiN oder Al2O3 implementiert werden, aber sie sind nicht darauf beschränkt.
  • Die Emitterbereiche 40, die Kontaktbereiche 38, der Basisbereich 36, die Gategräben 24 (einschließlich der Kantengategräben 24a (die später beschrieben werden)), die Gateelektroden 16 und die isolierenden Körper 26 bilden die vordere Oberflächenstruktur von jedem IGBT. Genauer ist jede der Endflächen der vorderen Oberflächenstruktur des IGBT auf einer y-Richtungsseite an einem Zentrum von jedem Kantengategraben 24a in einer Breitenrichtung (y-Richtung) lokalisiert. Gestrichelte Linien B sind Linien, entlang derer das Halbleitersubstrat 11 in einer z-Richtung in den Zentren der Kantengategräben 24a in der y-Richtung geschnitten wird. Das heißt, die gestrichelten Linien B sind Linien, die sich entlang der Endflächen der vorderen Oberflächenstruktur von jedem IGBT auf der y-Richtungsseite erstrecken. Unter den Bereichen, die durch die gestrichelten Linien B abgegrenzt sind, ist jeder der Bereiche, die die oben erwähnten Emitterbereiche 40 enthält, der IGBT-Bereich 12.
  • Ein Pufferbereich 30a des n-Typs ist auf einer unteren Seite des Driftbereichs 32a bereitgestellt. Der Pufferbereich 30a hat eine höhere Verunreinigungskonzentration als der Driftbereich 32a und hat eine niedrigere Verunreinigungskonzentration als die Emitterbereiche 40. Der Pufferbereich 30a ist von dem Basisbereich 36 durch den Driftbereich 32a getrennt.
  • Der IGBT-Bereich 12 enthält einen Kollektorbereich 42 des p+-Typs, der in einem zentralen Teil davon in der y-Richtung und in einer Fläche, die an einer hinteren Oberfläche des Halbleitersubstrats 11 außen liegt, bereitgestellt ist. Der Kollektorbereich 42 hat eine höhere Verunreinigungskonzentration als der Basisbereich 36. Der Kollektorbereich 42 ist in Kontakt mit einer unteren Oberfläche des Pufferbereichs 30a. Der Kollektorbereich 42 ist von dem Driftbereich 32a durch den Pufferbereich 30a getrennt. Ferner enthält der IGBT-Bereich 12 Kathodenbereiche 44 des n+-Typs (die später beschrieben werden), die an beiden Enden davon in der y-Richtung und in Flächen, die an der hinteren Oberfläche des Halbleitersubstrats 11 außen liegen, bereitgestellt sind.
  • Als Nächstes wird jeder der Diodenbereiche 14 beschrieben. In dem Diodenbereich 14 sind Kontaktbereiche 50 des p+-Typs in Bereichen bereitgestellt, die an der vorderen Oberfläche des Halbleitersubstrats 11 außen liegen. Ferner ist ein Anodenbereich 60 des p–-Typs in einem Bereich bereitgestellt, der an der vorderen Oberfläche des Halbleitersubstrats 11 außen liegt. Der Anodenbereich 60 hat eine niedrigere Verunreinigungskonzentration als die Kontaktbereiche 50. Der Anodenbereich 60 ist in Kontakt mit einer lateralen Seite und unteren Oberflächen der Kontaktbereiche 50 und umgibt die Kontaktbereiche 50. Der Anodenbereich 60 und der Basisbereich 36 können entweder einheitlich in einem Schritt gebildet werden oder getrennt gebildet werden.
  • Ein Driftbereich 32b des n–-Typs ist auf einer unteren Seite des Anodenbereichs 60 bereitgestellt. Der Driftbereich 32b ist in Kontakt mit einer unteren Oberfläche des Anodenbereichs 60 und ist von den Kontaktbereichen 50 durch den Anodenbereich 60 getrennt. Es soll bemerkt werden, dass der Driftbereich 32b ganzheitlich mit dem Driftbereich 32a des IGBT-Bereichs 12 gebildet ist. Ferner sind die Driftbereiche 32a und 32b als Ganze über jeden der Elementbereiche 15 des Halbleitersubstrats 11 bereitgestellt. In der folgenden Beschreibung können der Driftbereich 32a und der Driftbereich 32b gemeinsam als ein „Driftbereich 32” bezeichnet werden. Es soll bemerkt werden, dass der Driftbereich 32b einem Beispiel des „zweiten Driftbereichs” entspricht.
  • Der Diodenbereich 14 enthält einen Graben 54 in dem Halbleitersubstrat 11, der sich in der x-Richtung erstreckt. Der Graben 54 dringt durch den Anodenbereich 60 von der vorderen Oberfläche des Halbleitersubstrats 11 und hat ein unteres Ende, das sich zu dem Driftbereich 32b erstreckt. Ein leitfähiger Körper 52 ist in dem Graben 54 bereitgestellt. Der leitfähige Körper 52 ist so bereitgestellt, dass ein unteres Ende davon etwas tiefer als die untere Oberfläche des Anodenbereichs 60 ist. Ein Isolationskörper 56 ist zwischen einer Wandoberfläche des Grabens 54 und dem leitfähigen Körper 52 (d. h. lateral von und unter dem leitfähigen Körper 52) eingefüllt. In dem ersten Ausführungsbeispiel werden der Graben 54, der leitfähige Körper 52 und der Isolationskörper 56 in einem gleichen Schritt wie die Gategräben 24, die Gateelektroden 16 und die isolierenden Körper 26 des IGBT-Bereichs 12 gebildet. Jedoch impliziert dies keine Beschränkung. Der Graben 54, der leitfähige Körper 52 und der isolierende Körper 56 können getrennt gebildet werden. Ferner muss der leitfähige Körper 52 nicht bereitgestellt werden.
  • Die Kontaktbereiche 50, der Anodenbereich 60, der Graben 54, der leitfähige Körper 52 und der isolierende Körper 56 bilden die vordere Oberflächenstruktur von jeder Diode. Genauer gesprochen ist jede der Endflächen der vorderen Oberflächenstruktur der Diode auf der y-Richtungsseite an dem Zentrum von jedem Kantengategraben 24a in der Breitenrichtung (y-Richtung) lokalisiert. Das heißt, es kann auch gesagt werden, dass die gestrichelten Linien B Linien sind, die sich entlang der Endflächen der vorderen Oberflächenstruktur von jeder Diode auf der y-Richtungsseite erstrecken. Unter den Bereichen, die durch die gestrichelten Linien B abgegrenzt werden, ist jeder der Bereiche, der nicht die Emitterbereiche 40 enthält, der Diodenbereich 14.
  • Ein Pufferbereich 30b des n-Typs ist auf einer unteren Seite des Driftbereichs 32b bereitgestellt. Der Pufferbereich 30b hat eine höhere Verunreinigungskonzentration als der Driftbereich 32b. Der Pufferbereich 30b ist von dem Anodenbereich 60 durch den Driftbereich 32b getrennt. Es soll bemerkt werden, dass der Pufferbereich 30b einheitlich mit dem Pufferbereich 30a des IGBT-Bereichs 12 gebildet wird. Ferner sind die Pufferbereiche 30a und 30b als Ganze über jeden der Elementbereiche 15 des Halbleitersubstrats 11 bereitgestellt.
  • Der Diodenbereich 14 enthält einen Kathodenbereich 44 des n+-Typs, der in einer Fläche bereitgestellt ist, die an der hinteren Oberfläche des Halbleitersubstrats 11 außen liegt. Der Kathodenbereich 44 hat eine höhere Verunreinigungskonzentration als der Pufferbereich 30b. Der Kathodenbereich 44 ist in Kontakt mit einer unteren Oberfläche des Pufferbereichs 30b. Der Kathodenbereich 44 ist von dem Driftbereich 32b durch den Pufferbereich 30b getrennt. Beide Enden des Kathodenbereichs 44 in der y-Richtung sind in den entsprechenden IGBT-Bereichen 12 lokalisiert. Das heißt, der Kathodenbereich 44 ist nicht nur in dem Diodenbereich 14 sondern auch in den IGBT-Bereichen 12 bereitgestellt.
  • Die Emitterelektroden 46 sind auf der vorderen Oberfläche des Halbleitersubstrats 11 bereitgestellt. Jede der Emitterelektroden ist auf einer ganzen Oberfläche des entsprechenden Elementbereichs 15 des Halbleitersubstrats 11 bereitgestellt. Die Emitterelektrode 46 ist in ohmschem Kontakt mit den Emitterbereichen 40, den Kontaktbereichen 38, den Kontaktbereichen 50 und den Anodenbereichen 60. Die Emitterelektrode 46 ist von der Gateelektrode 16 durch die Deckelisolationsschichten 45 isoliert. Unterdessen ist eine Kollektorelektrode 28 auf der hinteren Oberfläche des Halbleitersubstrats 11 bereitgestellt. Die Kollektorelektrode 28 ist auf einer ganzen Oberfläche des Halbleitersubstrats 11 bereitgestellt. Die Kollektorelektrode 28 ist in ohmschem Kontakt mit den Kollektorbereichen 42 und den Kathodenbereichen 44.
  • Als Nächstes wird eine Positionsbeziehung zwischen Grenzebenen (im Weiteren als „Vordere Oberflächenseitengrenzebenen 20” bezeichnet) zwischen einer vorderen Oberflächenstruktur eines IGBT und einer vorderen Oberflächenstruktur einer Diode und Grenzebenen (im Weiteren als „hintere Oberflächenseitengrenzebenen 22” bezeichnet) zwischen dem Kollektorbereich 42 und dem Kathodenbereich 44 im Detail mit Bezug auf 2 und 3 beschrieben. Zur Vereinfachung der Illustration illustriert in 3 nicht die Kollektorelektrode 28, die auf der hinteren Oberfläche des Halbleitersubstrats 11 bereitgestellt ist. Es soll bemerkt werden, dass die vorderen Oberflächenseitengrenzebenen 20 einem Beispiel der „zweiten Grenzebene” und die hinteren Oberflächenseitengrenzebenen 22 einem Beispiel der „ersten Grenzebene” entsprechen.
  • Gestrichelte Linien 20 in 2 und 3 zeigen Positionen der vorderen Oberflächenseitengrenzebenen 20 des Halbleitersubstrats 11 an. Wie in 3 gezeigt, erstrecken sich die vorderen Oberflächenseitengrenzebenen 20 und hinteren Oberflächenseitengrenzebenen 22 in der x-Richtung. Das heißt, die vorderen Oberflächenseitengrenzebenen 20 und die hinteren Oberflächenseitengrenzebenen 22 erstrecken sich in einer Richtung senkrecht zu der Richtung (y-Richtung), in der die IGBT-Bereiche 12 und die Diodenbereiche 14 abwechselnd einander benachbart bereitgestellt sind.
  • In dem ersten Ausführungsbeispiel ist, wie oben erwähnt, die Fläche von jedem IGBT-Bereich 12 größer als die Fläche von jedem Diodenbereich 14. In diesem Fall sind jeder Kollektorbereich 42 und jeder Kathodenbereich 44 so bereitgestellt, dass die hinteren Oberflächenseitengrenzebenen 22 innerhalb der IGBT-Bereiche 12 in der Aufsicht auf das Halbleitersubstrat 11 bereitgestellt sind. Insbesondere sind die hinteren Oberflächenseitengrenzebenen 22 relativ zu den vorderen Oberflächenseitengrenzebenen 20 in Richtungen von jedem Kathodenbereich 44 hin zu den entsprechenden Kollektorbereichen 42 um eine Breite w1 verschoben (d. h., in Richtungen, in denen eine Breite des Kathodenbereichs 44 in der y-Richtung verlängert wird). Genauer ist die hintere Oberflächenseitengrenzebene 22 eines einzelnen Kathodenbereichs 44 auf einer –y-Richtungsseite in eine –y-Richtungsseite um eine Breite w1 relativ zu der vorderen Oberflächenseitengrenzebene 20 einer vorderen Oberflächenstruktur einer Diode auf der –y-Richtungsseite verschoben. Ferner ist die hintere Oberflächenseitengrenzebene 22 des einzelnen Kathodenbereichs 44 auf der y-Richtungsseite um die Breite w1 von der vorderen Oberflächenseitengrenzebene 20 auf der vorderen Oberflächenstruktur der Diode auf der y-Richtungsseite verschoben. Deswegen ist die Breite von jedem Kathodenbereich 44 um 2 × w1 größer als eine Breite von jedem Diodenbereich 14. Umgekehrt ist eine Breite von jedem Diodenbereich 42 um 2 × w1 kürzer als eine Breite von jedem IGBT-Bereich 12. Wie oben erwähnt sind die jeweiligen Bereiche im Wesentlichen gleich in ihrer Länge in der x-Richtung. Aus diesem Grund ist die Fläche von jedem Kathodenbereich 44 größer als die Fläche von jedem Diodenbereich 14 (d. h., eine Fläche der vorderen Oberflächenstruktur der Diode). Umgekehrt ist eine Fläche von jedem Kollektorbereich 42 kleiner als eine Fläche von jedem IGBT-Bereich 12 (d. h., eine Fläche der vorderen Oberflächenstruktur des IGBT). Deswegen ist ein Verhältnis der Fläche von jedem Kathodenbereich 44 zu der Fläche von jedem Kollektorbereich 42 größer als ein Verhältnis der Fläche von jedem Diodenbereich 14 zu der Fläche von jedem IGBT-Bereich 12. Wie es aus der oben erwähnten Konfiguration evident ist, muss nicht gesagt werden, dass in der Aufsicht auf das Halbleitersubstrat 11 jeder Diodenbereich 14 innerhalb des entsprechenden Kathodenbereichs 44 lokalisiert ist und jeder Kollektorbereich 42 innerhalb des entsprechenden IGBT-Bereichs 12 lokalisiert ist. Es soll bemerkt werden, dass die Breite w1 einem Beispiel der „ersten vorbestimmten Breite” entspricht.
  • Als Nächstes wird ein Betrieb des IGBT beschrieben. Zunächst ist die Kollektorelektrode 28 mit einem Spannungsquellenpotenzial verbunden, und die Emitterelektroden 46 sind mit einem Massepotenzial verbunden. In einem Fall, in dem ein Potenzial, das an die Gateanschlüsse 13 angelegt ist, niedriger als ein Schwellwertpotenzial ist, ist die Halbleitereinrichtung 10 ausgeschaltet. Wenn jedoch das Potenzial, das an die Gateanschlüsse 13 angelegt ist, größer oder gleich dem Schwellwertpotenzial wird, wird die Halbleitereinrichtung 10 eingeschaltet. Das heißt, das an die Gateanschlüsse 13 angelegte Potenzial wird an die Gateelektroden 16 über die Gateleitungen (nicht illustriert) angelegt. Wenn das Potenzial, das an die Gateelektroden 16 angelegt wird, größer oder gleich dem Schwellwertpotenzial wird, wird ein Kanal in einer Fläche der Basisbereiche 36 gebildet, die in Kontakt mit jedem Isolationskörper 26 ist. Dies verursacht, dass Elektronen von den Emitterelektroden 46 zu der Kollektorelektrode 28 durch die Emitterbereiche 40, den Kanal der Basisbereiche 36, die Driftbereiche 32a, die Pufferbereiche 30a und die Kollektorbereiche 42 fließen. Das heißt, ein Strom fließt von einer Fläche der Kollektorelektrode 28, wo die Kollektorbereiche 42 bereitgestellt sind, zu einer Fläche der Emitterelektroden 46, wo die vorderen Oberflächenstrukturen des IGBT bereitgestellt sind. Es soll bemerkt werden, dass die Kathodenbereiche 44 in den IGBT-Bereichen 12 nicht als ein IGBT fungieren. Das heißt, es soll bemerkt werden, dass das erste Ausführungsbeispiel zwischen den IGBT-Bereichen 12 und IGBTs unterscheidet.
  • Als Nächstes wird ein Betrieb der Dioden beschrieben. Ein Anlegen einer positiven Spannung an die Emitterelektroden 46 schaltet die Dioden, die durch die Anodenbereiche 60 und die Kathodenbereiche 44 gebildet werden, ein. Dies verursacht, dass ein Strom von einer Fläche der Emitterelektroden 46, wo die vorderen Oberflächenstrukturen der Dioden bereitgestellt sind, zu Flächen der Kollektorelektrode 28, wo die Kathodenbereiche 44 bereitgestellt sind, fließt. In dem ersten Ausführungsbeispiel ist jeder Kathodenbereich 44 nicht nur in dem Diodenbereich 14 sondern auch in den IGBT-Bereichen 12 bereitgestellt. Aus diesem Grund enthält jeder IGBT-Bereich 12 einen Bereich, der als eine Diode fungiert. Das heißt, es soll bemerkt werden, dass das erste Ausführungsbeispiel eine Unterscheidung zwischen den Diodenbereichen 14 und den Dioden macht.
  • In einer herkömmlichen Halbleitereinrichtung (d. h. einer Halbleitereinrichtung, in der die vordere Oberflächenseitengrenzebenen 20 und die hinteren Oberflächenseitengrenzebenen 22 an denselben Positionen in der Aufsicht auf ein Halbleitersubstrat 11 sind) gibt es eine signifikante Menge von gegenseitiger Interferenz an jeder Grenzebene zwischen einem IGBT und einer Diode. Die gegenseitige Interferenz ist ein Phänomen, bei der in einem Fall, in dem ein IGBT und eine Diode benachbart zueinander in einem Halbleitersubstrat 11 bereitgestellt sind, Vf der Diode aufgrund des Vorhandenseins des IGBT wächst und Von des IGBT aufgrund des Vorhandenseins der Diode wächst. In dem ersten Ausführungsbeispiel sind die hinteren Oberflächenseitengrenzebenen 22 gegenüber den vorderen Oberflächenseitengrenzebenen 20 in den y-Richtungen (genau gesprochen, in den ±y-Richtungen) um die Breite w1 verschoben. Dies ermöglicht es, einen Verlust der Halbleitereinrichtung 10, die durch die gegenseitige Interferenz an den Grenzebenen verursacht wird, zu reduzieren.
  • In dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Fläche von jedem IGBT-Bereich 12 größer als die Fläche von jedem Diodenbereich 14. In diesem Fall sind die hinteren Oberflächenseitengrenzebenen 22 so gemacht, dass sie von den vorderen Oberflächenseitengrenzebenen 20 in Richtungen von jedem Kathodenbereich 44 hin zu den entsprechenden Kollektorbereichen 42 vorstehen. Dies verursacht, dass jeder Kathodenbereich 44 in einer Fläche größer als in der herkömmlichen Halbleitervorrichtung ist. Dies senkt eine Stromdichte eines Stroms, die in die Kathodenbereiche 44 fließt, wenn die Diode eingeschaltet ist, was es möglich macht, Vf zu senken. Das heißt, dies ermöglicht es, die Interferenz des IGBT mit der Diode zu reduzieren. Man bemerke hier, dass eine Summe der Flächen eines IGBT-Bereichs 12 und eines Diodenbereichs 14 im Wesentlichen gleich einer Summe der Flächen eines Kollektorbereichs 42 und eines Kathodenbereichs 44 sind. Aus diesem Grund wird, wenn die Fläche von jedem Kathodenbereich 44 größer wird, die Fläche von jedem Kollektorbereich 42 um die erhöhte Menge entsprechend größer. Deswegen wächst die Interferenz der Diode mit dem IGBT im Gegenzug, und Von wird größer, als es in der herkömmlichen Halbleitereinrichtung ist. Jedoch ist in einem Fall, in dem die Fläche von jedem IGBT-Bereich 12 größer als die Fläche von jedem Diodenbereich 14 ist, die Menge der Abnahme im Verlust, der durch Vf dadurch verursacht wird, dass die hinteren Oberflächenseitengrenzebenen 22 in die oben erwähnten Richtungen vorstehen, größer als die Menge des Anwachsens in einem Verlust, der durch Von verursacht wird. Dies ermöglicht es, die Summe der Verluste, die durch Von und Vf verursacht werden, zu reduzieren, und besser als in der herkömmlichen Technologie den Verlust der Halbleitereinrichtung zu reduzieren.
  • Insbesondere sind in dem ersten Ausführungsbeispiel die IGBT-Bereiche 12 und die Diodenbereiche 14 im Wesentlichen in einer Länge in der x-Richtung zueinander gleich. Aus diesem Grund ist das Verhältnis der Fläche von jedem IGBT-Bereich 12 zu der Fläche von jedem Diodenbereich 14 gleich dem Verhältnis der Breite von jedem IGBT-Bereich 12 zu der Breite von jedem Diodenbereich 14 in der y-Richtung. Ferner sind in dem ersten Ausführungsbeispiel die hinteren Oberflächenseitengrenzebenen 22 und die vorderen Oberflächenseitengrenzebenen 20 parallel zueinander in der Aufsicht auf das Halbleitersubstrat 11. Aus diesem Grund bleibt jede Vorstehbreite der hinteren Oberflächenseitengrenzebenen 22 bezogen auf die vorderen Oberflächenseitengrenzebenen 20 (im Weiteren auch „Vorstehbreite des Kathodenbereichs 44” genannt) entlang der x-Richtung konstant. Deswegen ist die Interferenz des IGBT mit der Diode entlang der x-Richtung gleich reduziert.
  • Eine Beziehung zwischen der Vorstehbreite von jedem Kathodenbereich 44 und einem Verlust des IGBT aufgrund von Von, einer Beziehung zwischen der Vorstehbreite und einem Verlust einer Diode aufgrund von Vf, und eine Beziehung zwischen der Vorstehbreite und der Summe der Verluste aufgrund von Von und Vf (d. h., ein Verlust der Halbleitervorrichtung 10) wird hier mit Bezug auf den Graphen von 4 beschrieben. Wie in dem Graphen gezeigt, nimmt der Verlust aufgrund von Vf ab, wenn die Vorstehbreite des Kathodenbereichs 44 größer wird. Die Menge der Abnahme in dem Verlust aufgrund von Vf wird allmählich kleiner und sättigt schließlich, wenn die Vorstehbreite des Kathodenbereichs 44 größer wird. Unterdessen wächst der Verlust aufgrund von Von exponentiell, wenn die Projektionsbreite des Kathodenbereichs 44 größer wird. Aus diesem Grund nimmt die Summe der Verluste aufgrund von Von und Vf allmählich ab, wenn die Vorstehbreite des Kathodenbereichs 44 größer wird, und wächst allmählich, wenn ein konstanter Wert w1 überschritten wird. Gemäß dieses Graphen kann eine angemessene Vorstehbreite w1 des Kathodenbereichs 44 erhalten werden. Ein Simulationsergebnis zeigt, dass in dem ersten Ausführungsbeispiel die Summe der Verluste aufgrund von Von und Vf am kleinsten ist, wenn der Kathodenbereich 44 um eine Länge von 12% der Breite des Kathodenbereichs 44 vorsteht.
  • Der konstante Wert w1 variiert abhängig von dem Verhältnis der Breite von jedem IGBT-Bereich 12 zu der Breite von jedem Diodenbereich 14. Ferner variiert selbst in einem Fall, in dem das Verhältnis der Breite des Bereichs 12 zu der Breite des Bereichs 14 konstant ist, der konstante Wert w1 abhängig von Werten der Flächen der Bereiche 12 und 14. Zum Beispiel ist in dem ersten Ausführungsbeispiel das Verhältnis der Breite des Bereichs 12 zu der Breite des Bereichs 14 3 zu 1. In diesem Fall ist der konstante Wert w1 klein, wenn die Breiten der Bereiche 12 und 14 vergleichbar breit sind. Dies kann wie folgt erklärt werden: Das heißt, die gegenseitige Interferenz ist ein Phänomen, das an einer Grenzebene zwischen einem IGBT und einer Diode auftritt. Aus diesem Grund ist der IGBT nicht durch die Diode in dem zentralen Teil des IGBT-Bereichs 12 in der y-Richtung beeinflusst. Ähnlich ist die Diode in einem zentralen Teil des Diodenbereichs 14 in der y-Richtung nicht durch den IGBT beeinflusst. Deswegen werden, wenn die Breiten der Bereiche 12 und 14 vergleichbar breit sind, die zentralen Teile der Bereiche 12 und 14 in der y-Richtung auch breit, woraus resultiert, dass mehr der Bereiche frei von einer Interferenz von der Diode oder dem IGBT sind. In diesem Fall ist die kleinste Summe der Verluste aufgrund von Von und Vf einfach dadurch erreicht, dass veranlasst wird, dass jeder Kathodenbereich 44 ein wenig vorsteht.
  • Auf der anderen Seite sind in einem Fall, in dem die Breiten der Bereiche 12 und 14 vergleichbar klein sind, die zentralen Teile der Bereiche 12 und 14 in der y-Richtung auch kurz, woraus resultiert, dass weniger der Bereiche frei von der Interferenz von der Diode oder dem IGBT sind. In diesem Beispiel ist insbesondere die Diode mehr Gegenstand der Interferenz von dem IGBT, weil der Diodenbereich 14 in einer Breite kleiner ist (d. h. kleiner in einer Fläche) als der IGBT-Bereich 12. Aus diesem Grund kann die kleinste Summe der Verluste aufgrund von Von und Vf nicht erreicht werden, es sei denn, der Kathodenbereich 44 steht sehr bis zu einem gewissen Grad vor.
  • Die Erfinder der vorliegenden Lehren führten eine Simulation zum Berechnen des konstanten Werts w1 basierend auf Bereichen von Werten für die Flächen von jedem der Bereiche 12 und 14, die derzeit angenommen werden können, durch. Die Ergebnisse zeigten, dass in einem Fall, in dem das Verhältnis der Breite des Bereichs 12 zu der Breite des Bereichs 14 3 zu 1 ist, der konstante Wert w1 in einen Bereich von 3 bis 30% der Breite des Diodenbereichs 14 fällt. Wie es aus der obigen Erklärung evident ist, entspricht in einem Fall, in dem die Flächen der Bereiche 12 und 14 die größten Werte annehmen, die derzeit angenommen werden können, der konstante Wert einem Wert von 3% der Breite des Diodenbereichs 14. Ferner entspricht in einem Fall, in dem die Flächen der Bereiche 12 und 14 die kleinsten Werte, die derzeit angenommen werden können, annehmen, der konstante Wert w1 einem Wert von 30% der Breite des Diodenbereichs 14. Es soll bemerkt werden, dass ein Anteil des konstanten Werts w1 zu der Breite des Diodenbereichs 14 bevorzugt in einen Bereich von 4,8% bis 12% fällt. Es soll auch bemerkt werden, dass das Verhältnis der Breite des Bereichs 12 zu der Breite des Bereichs 14 nicht auf 3 zu 1 beschränkt ist. Zum Beispiel fällt der konstante Wert w1 in einem Fall, in dem das Verhältnis der Breite des Bereichs 12 zu der Breite des Bereichs 14 2 zu 1 ist, in einen Bereich von 3 bis 20% der Breite des Diodenbereichs 14. Alternativ fällt in einen Fall, in dem das Verhältnis der Breite des Bereichs 12 zu der Breite des Bereichs 14 4 zu 1 ist, der konstante Wert w1 in einen Bereich von 3 bis 40% der Breite des Diodenbereichs 14. Alternativ fällt in einem Fall, in dem das Verhältnis der Breite des Bereichs 12 zu der Breite des Bereichs 14 5 zu 1 ist, der konstante Wert w1 in einen Bereich von 3 bis 50% der Breite des Diodenbereichs 14. Es wurde gefunden, dass eine Rate einer Reduktion in dem Verlust der Halbleitereinrichtung 10 aufgrund des Vorstehens des Kathodenbereichs 44 meistens ungefähr 20% ist, obwohl dies abhängig von z. B. dem Verhältnis der Fläche des Bereichs 12 zu der Fläche des Bereichs 14, den Werten der Flächen der Bereiche 12 und 14, und der Dicke des Halbleitersubstrats 11 ist.
  • Ferner kann das Vorstehen von jedem Kathodenbereich 44 in die Richtung von dem Kathodenbereich 44 zu den entsprechenden Kollektorbereichen 42 um eine bestimmte Breite einfach durch Ändern des Maskenausrichters zum separaten Herstellen der Kollektorbereiche 42 und der Kathodenbereiche 44 erreicht werden. Dies ermöglicht es, einfach den Verlust der Halbleitereinrichtung 10 zu reduzieren, ohne Herstellschritte zu ändern oder die Anzahl der Schritte zu erhöhen.
  • Ferner sind im Allgemeinen eine Vielzahl der IGBT-Bereiche 12 und eine Vielzahl der Diodenbereiche 14 verteilt in jedem Elementbereich 15 bereitgestellt. Dies verhindert, dass entweder die IGBT-Bereiche 12 oder die Diodenbereiche 14 lokal an einem einzelnen Punkt gebildet sind, wodurch es möglich wird, Wärmeerzeugungsabschnitte der Halbleitereinrichtung 10 zu verteilen. Jedoch führt das Bilden der Vielzahl von IGBT-Bereichen 12 und der Vielzahl von Diodenbereichen 14 zu einem Anwachsen in einer Zahl von Grenzebenen zwischen IGBTs und Dioden. Dies enthält das Risiko eines Anwachsens in dem Verlust der Halbleitereinrichtung 10 aufgrund der gegenseitigen Interferenz in der Nähe der jeweiligen Grenzebenen. In dem ersten Ausführungsbeispiel wird der Verlust der Halbleitereinrichtung 10, der durch die gegenseitige Interferenz in der Nähe der Grenzebenen verursacht wird, durch Verschieben der hinteren Oberflächenseitengrenzebenen 22 bezogen auf die vorderen Oberflächenseitengrenzebenen 20 in der Aufsicht auf das Halbleitersubstrat 11 reduziert. Dies ermöglicht es, den Verlust der Halbleitereinrichtung 10 zu reduzieren, während die Wärmeerzeugungsabschnitte der Halbleitereinrichtung 10 verteilt sind.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • Als nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel mit Bezug auf 5 und 6 beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden nur Punkte beschrieben, die verschieden von dem ersten Ausführungsbeispiel sind und eine detaillierte Beschreibung von Komponenten, die identisch zu denen des ersten Ausführungsbeispiels sind, wird weggelassen. Dasselbe gilt für die anderen Ausführungsbeispiele.
  • Eine Halbleitereinrichtung 110 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der Halbleitereinrichtung 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass die Breite von jedem Diodenbereich 14 breiter als die Breite von jedem IGBT-Bereich 12 ist und dass die hintere Oberflächenseitengrenzebenen 22 von den vorderen Oberflächenseitengrenzebenen 20 in Richtungen von jedem Kollektorbereich 42 hin zu entsprechenden Kathodenbereichen 44 um eine Breite w2 vorstehen. Es soll bemerkt werden, dass die Breite w2 einem Beispiel der „zweiten vorbestimmten Breite” entspricht.
  • Wie oben erwähnt sind die Kathodenbereiche 44 und der Driftbereich 32 von demselben Leitfähigkeitstyp. Dies verursacht einen Kurzschluss zwischen dem Driftbereich 32 und der Kollektorelektrode 28 in einer Fläche, an der jeder Kathodenbereich 44 bereitgestellt ist. Deswegen hatten herkömmliche Halbleitereinrichtungen ein Problem, dass Elektronen, die aus den Emitterbereichen 40 in der Nähe der vorderen Oberflächenseitengrenzebenen 20 frei gelassen werden, bevorzugt in die Kathodenbereiche 44 der Diodenbereiche 14 fließen, wenn jeder IGBT in einem eingeschalteten Zustand ist. Das heißt, Elektronen, die in die Driftbereiche 32a durch den Kanal von den Emitterbereichen 40 in der Nähe der vorderen Oberflächenseitengrenzebenen 20 eingetreten sind, neigten dazu, in die Kathodenbereiche 44 jenseits der Grenzebenen jeweils zwischen dem IGBT und der Diode zu fließen, anstatt in die Kollektorbereiche 42 zu fließen, die unter den Emitterbereichen 40 bereitgestellt sind. Dies macht es weniger wahrscheinlich, dass eine Potenzialdifferenz zwischen den Kollektorbereichen 42 in der Nähe der hinteren Oberflächengrenzebenen 22 und den Pufferbereichen 30a erzeugt wird, wodurch es weniger wahrscheinlich ist, dass Löcher in die Driftbereiche 32a implantiert werden. Als ein Ergebnis tritt ein Zurückschnapp-(„snap back”)-Phänomen in der Nähe der Grenzebenen jeweils zwischen dem IGBT und der Diode auf, und Von des IGBT wächst (Interferenz der Diode mit dem IGBT).
  • In dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Breite von jedem Diodenbereich 14 größer als die Breite von jedem IGBT-Bereich 12. In diesem Fall wird dafür gesorgt, dass die hinteren Oberflächenseitengrenzebenen 22 bezogen auf die vorderen Oberflächenseitengrenzebenen 20 in Richtungen von jedem Kollektorbereich 42 hin zu entsprechenden Kathodenbereichen 44 um die Breite w2 vorstehen. Das Vorstehen von jedem Kollektorbereich 42 in die Richtungen (y-Richtung), die die Richtung (z-Richtung) kreuzt, in der Elektronen normalerweise fließen, macht es Elektronen, die aus den Emitterbereichen 40 freigegeben werden, unmöglich, einfach in die Kathodenbereiche 44 zu fließen. Mit anderen Worten fließen Elektronen, die aus den Emitterbereichen 40 in der Nähe der vorderen Oberflächenseitengrenzebenen 20 freigelassen werden, einfach in die Kollektorbereiche 42. Dies ermöglicht es, dass Löcher angemessen aus den Kollektorebenen 42 in die Driftbereiche 32a implantiert werden, und eine Leitfähigkeitsmodulation senkt drastischen einen Widerstand der Driftbereiche 32a. Als ein Ergebnis kann Von reduziert werden. Das heißt, die Interferenz der Diode mit dem IGBT kann reduziert werden. Bei dieser Gelegenheit wird die Breite von jedem Kathodenbereich 44 kürzer gemäß der angewachsenen Menge (d. h., die Fläche des Kathodenbereichs 44 wird kleiner), wenn die Breite von jedem Kollektorbereiche 42 größer wird. Deswegen wächst die Stromdichte eines Stroms, der durch die Diode fließt, und Vf wächst im Gegenzug. Jedoch ist in einem Fall, in dem die Breite von jedem Diodenbereich 14 größer als die Breite von jedem IGBT-Bereich 12 ist, die Menge eines Abnehmens in einem Verlust von Von aufgrund des Vorstehens der hinteren Oberflächenseitengrenzebenen 22 in der oben erwähnten Richtung größer als die Menge des Anwachsens in einem Verlust von Vf. Dies ermöglicht es, die Summe der Verluste von Von und Vf zu reduzieren, wodurch es möglich ist, den Verlust der Halbleitereinrichtung zu reduzieren.
  • Eine Beziehung zwischen der Vorstehbreite von jedem Kollektorbereich 42 und dem Verlust aufgrund von Von, eine Beziehung zwischen der Vorstehbreite und dem Verlust aufgrund von Vf, und eine Beziehung zwischen der Vorstehbreite und der Summe der Verluste aufgrund von Von und Vf wird hier mit Bezug auf einen Graphen von 6 beschrieben. Wie in dem Graphen gezeigt, nimmt der Verlust aufgrund von Von ab, wenn die Vorstehbreite des Kollektorbereichs 42 größer wird. Die Menge des Abnehmens in dem Verlust aufgrund von Von wird allmählich kleiner und wird schließlich gesättigt, wenn die Vorstehbreite des Kollektorbereichs 42 größer wird. Unterdessen wächst der Verlust aufgrund von Vf exponentiell, wenn die Projektionsbreite des Kathodenbereichs 44 größer wird. Aus diesem Grund nimmt die Summe der Verluste aufgrund von Von und Vf allmählich ab, wenn die Projektionsbreite des Kollektorbereichs 42 größer wird, und wächst allmählich beim Überschreiten eines konstanten Werts w2. Gemäß diesem Graphen kann eine angemessene Vorstehbreite w2 des Kollektorbereichs 42 berechnet werden.
  • Drittes Ausführungsbeispiel
  • Als nächstes wird ein drittes Ausführungsbeispiel mit Bezug auf 7 beschrieben. Eine Halbleitereinrichtung 210 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der Halbleitereinrichtung 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass die Breite von jedem IGBT-Bereich 12 und die Breite von jedem Diodenbereich 14 einander gleich sind und dass hintere Oberflächenseitengrenzebenen 22 bezogen auf die vorderen Oberflächenseitengrenzebenen 20 in einer Richtung von jedem Kollektorbereich 42 hin zu den entsprechenden Kathodenbereichen 44 um eine Breite w3 vorstehen. Es soll bemerkt werden, dass die Breite w3 einem Beispiel der „dritten vorbestimmten Breite” entspricht.
  • Im Allgemeinen ist in einem Fall, in dem die Breite eines IGBT-Bereichs und die Breite eines Diodenbereichs gleich sind, ein Verlust von Von größer als ein Verlust von Vf. Die oben erwähnte Konfiguration reduziert die Interferenz einer Diode mit einem IGBT an einer Grenzebene zwischen dem IGBT und der Diode, wodurch der Verlust von Von abnimmt. Bei dieser Gelegenheit wächst im Gegenzug der Verlust von Vf, aber die Menge des Abnehmens in dem Verlust von Von übersteigt die Menge des Zunehmens in dem Verlust von Vf. Als ein Ergebnis kann die Summe der Verluste von Von und Vf reduziert werden.
  • Wie in den ersten bis dritten Ausführungsbeispielen gezeigt, variieren die Vorstehbreiten w1 bis w3 von jedem Kathodenbereich 44 oder jedem Kollektorbereich 42, bei dem der Verlust der Halbleitereinrichtung (d. h. die Summe der Verluste von Von und Vf) am kleinsten ist, abhängig von z. B. dem Verhältnis der Fläche von jedem IGBT-Bereich 12 zu der Fläche von jedem Diodenbereich 14 (d. h., dem Verhältnis der Breite des IGBT-Bereichs 12 zu der Breite des Diodenbereichs 14), den Werten der Flächen des IGBT-Bereichs 12 und des Diodenbereichs 14, und der Dicke des Halbleitersubstrats. Das Verschieben der hinteren Oberflächenseitengrenzebenen 22 bezogen auf die vorderen Oberflächenseitengrenzebenen 20 um eine Länge der Projektionsbreiten w1 bis w3 kann die Interferenz von einem der aus dem IGBT und der Diode mit dem anderen reduzieren. Bei dieser Gelegenheit wächst im Gegenzug die Interferenz des anderen mit dem einen. Das heißt, es gibt einen Trade-Off zwischen dem Verlust aufgrund von Von und dem Verlust aufgrund von Vf. Die vorliegenden Erfinder fanden, dass das Verschieben der hinteren Oberflächenseitengrenzebenen 22 bezogen auf die jeweiligen vorderen Oberflächenseitengrenzebenen 20 verursacht, dass der Verlust von Von und der Verlust von Vf um verschiedene Änderungsmengen wächst oder abnimmt. Die hierin offenbarte Technologie verwendet diese Erkenntnis und ermöglicht es, einfach den Verlust einer Halbleitereinrichtung durch Ändern der Breite von jedem Kathodenbereich 44 oder jedem Kollektorbereich 42 zu reduzieren.
  • Viertes Ausführungsbeispiel
  • Als nächstes wird ein viertes Ausführungsbeispiel mit Bezug auf 8 beschrieben. In einem Halbleitersubstrat 311 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel sind ein Elementbereich 15 und ein Nicht-Elementbereich 17, der den Elementbereich 15 umgibt, bereitgestellt. In dem Elementbereich 15 sind ein IGBT-Bereich 12 und ein Diodenbereich 14 bereitgestellt. Der IGBT-Bereich 12 umgibt eine äußere Peripherie des Diodenbereichs 14 und der IGBT-Bereich 12 und der Diodenbereich 14 sind einander benachbart. Der IGBT-Bereich 12 hat eine größere Fläche als der Diodenbereich 14. Eine Grenze zwischen dem IGBT-Bereich 12 und dem Diodenbereich 14 auf einer vorderen Oberflächenseite des Halbleitersubstrats 311 ist eine vordere Oberflächenseitengrenzebene 20. Unterdessen sind ein Kollektorbereich 42 und ein Kathodenbereich 44 auf einer hinteren Oberfläche des Halbleitersubstrats 311 bereitgestellt. Der Kollektorbereich 42 umgibt eine äußere Peripherie des Kathodenbereichs 44. Gestrichelte Linien zeigen die Position einer hinteren Oberflächenseitengrenzebene 22 an. Wie in 8 gezeigt, ist die hintere Oberflächenseitengrenzebene 22 innerhalb des IGBT-Bereichs 12 lokalisiert. Es soll bemerkt werden, dass in dem vierten Ausführungsbeispiel der Kollektorbereich 42 seine äußere periphere Kante an der gleichen Position wie eine Grenzebene einer äußeren peripheren Seite des IGBT-Bereichs 12 (d. h., einer äußeren peripheren Kante des Elementbereichs 15) in einer Aufsicht auf das Halbleitersubstrat 311 lokalisiert hat.
  • In dem vierten Ausführungsbeispiel ist die Fläche des IGBT-Bereichs 12 größer als die Fläche des Diodenbereichs 14. In diesem Fall ist die hintere Oberflächenseitengrenzebene 22 bezogen auf die vordere Oberflächenseitengrenzebene 20 in Richtungen von dem Kathodenbereich 44 zu dem Kollektorbereich 42 verschoben. Diese Konfiguration bringt dieselben Effekte wie das erste Ausführungsbeispiel mit sich.
  • In der vorhergehenden Beschreibung wurden Ausführungsbeispiele der hierin offenbarten Technologie im Detail beschrieben. Jedoch sind diese Ausführungsbeispiele nur Beispiele. Hierin offenbarte Halbleitereinrichtungen umfassen verschiedene Modifikationen und Variationen der obigen Ausführungsbeispiele. Zum Beispiel kann die hierin offenbarte Technologie auf eine Kombination von Halbleiterelementen, die verschieden von einer Kombination aus einem IGBT und einer Diode sind, angewendet werden. Ferner muss kein Graben in irgendeinem Diodenbereich 14 bereitgestellt sein. Ferner impliziert es keine Beschränkung, dass die obigen Ausführungsbeispiele annehmen, dass der erste Leitfähigkeitstyp ein n-Typ unter der zweite Leitfähigkeitstyp ein p-Typ ist. Der erste Leitfähigkeitstyp kann ein p-Typ sein und der zweite Leitfähigkeitstyp kann ein n-Typ sein.
  • Während Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung oben im Detail beschrieben wurden, sind diese Ausführungsbeispiele nur illustrativ und beschränken nicht den Bereich der Patentansprüche. Die in den Patentansprüchen beschriebene Technologie umfasst auch verschiedene Änderungen und Modifikationen an den spezifischen oben beschriebenen Beispielen. Die technischen Elemente, die in der vorliegenden Beschreibung oder den Zeichnungen erklärt wurden, stellen eine technische Nützlichkeit entweder unabhängig oder durch verschiedene Kombinationen bereit. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die zu der Zeit, als die Patentansprüche eingereicht wurden, beschriebenen Kombinationen beschränkt. Ferner ist es der Zweck der durch die vorliegenden Beschreibung oder Zeichnungen illustrierten Beispiele, mehrere Ziele gleichzeitig zu erfüllen, und das Erfüllen von einem dieser Ziele gibt der vorliegenden Erfindung eine technische Nützlichkeit.

Claims (5)

  1. Halbleitereinrichtung mit einem Halbleitersubstrat, in dem zumindest ein IGBT-Bereich und zumindest ein Diodenbereich bereitgestellt sind, wobei der IGBT-Bereich aufweist: einen Emitterbereich eines ersten Leitfähigkeitstyps, der in einer Fläche angeordnet ist, die an einer vorderen Oberfläche des Halbleitersubstrats außen liegt; einem Basisbereich eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der den Emitterbereich umgibt und in Kontakt mit dem Emitterbereich steht; einen ersten Driftbereich des ersten Leitfähigkeitstyps, der an einer hinteren Oberflächenseite des Halbleitersubstrats mit Bezug auf den Basisbereich angeordnet ist und von dem Emitterbereich durch den Basisbereich getrennt ist; eine Gateelektrode, die in einem Graben, der den Basisbereich durchdringt, um den ersten Driftbereich zu erreichen, angeordnet ist und einem Teil des Basisbereichs, der den Emitterbereich von dem ersten Driftbereich trennt, zugewandt ist; einen Isolationskörper, der zwischen der Gateelektrode und einer inneren Wand des Grabens angeordnet ist; und einen Kollektorbereich des zweiten Leitfähigkeitstyps, der in einer Fläche angeordnet ist, die an einer hinteren Oberfläche des Halbleitersubstrats außen liegt, wobei der Diodenbereich aufweist: einen Anodenbereich des zweiten Leitfähigkeitstyps, der in einer Fläche, die an der vorderen Oberfläche des Halbleitersubstrats außen liegt, angeordnet ist; einen zweiten Driftbereich des ersten Leitfähigkeitstyps, der an der hinteren Oberflächenseite des Halbleitersubstrats mit Bezug auf den Anodenbereichen angeordnet ist; und einen Kathodenbereich, des ersten Leitfähigkeitstyps, der an einer Fläche, die an der hinteren Oberfläche des Halbleitersubstrats außen liegt, angeordnet ist; wobei der IGBT-Bereich und der der Diodenbereich einander benachbart in einer Aufsicht auf das Halbleitersubstrat sind, und wobei in der Aufsicht auf das Halbleitersubstrat, eine erste Grenzebene, in der der Kollektorbereich und der Kathodenbereich benachbart sind, gegenüber einer zweiten Grenzebene, an der der IGBT-Bereich und der Diodenbereich auf der vorderen Oberflächenseite des Halbleitersubstrats benachbart sind, in einer Richtung von dem Kathodenbereich hin zu dem Kollektorbereich oder in einer Richtung von dem Kollektorbereich hin zu dem Kathodenbereich verschoben ist.
  2. Halbleitereinrichtung nach Anspruch 1, wobei in der Aufsicht auf das Halbleitersubstrat die erste Grenzebene bezogen auf die zweite Grenzebene in einer Richtung von dem Kathodenbereich hin zu dem Kollektorbereich verschoben ist, wenn eine Fläche des IGBT-Bereichs größer als eine Fläche des Diodenbereichs ist, und in der Aufsicht auf das Halbleitersubstrat die erste Grenzebene bezogen auf die zweite Grenzebene in einer Richtung von dem Kollektorbereich hin zu dem Kathodenbereich verschoben ist, wenn die Fläche des Diodenbereichs größer als die Fläche des IGBT-Bereichs ist.
  3. Halbleitereinrichtung nach Anspruch 1, wobei in der Aufsicht auf das Halbleitersubstrat, der IGBT-Bereich und der Diodenbereich rechteckige Formen haben, der IGBT-Bereich und der Diodenbereich einander in einer vorbestimmten Richtung benachbart sind, die erste Grenzebene und die zweite Grenzebene sich in einer Richtung senkrecht zu der vorbestimmten Richtung erstrecken, wobei wenn die Breite des IGBT-Bereichs in der vorbestimmten Richtung breiter als eine Breite des Diodenbereichs in der vorbestimmten Richtung ist, die erste Grenzenebene bezogen auf die zweite Grenzebene in der Richtung von dem Kathodenbereich hin zu dem Kollektorbereich um eine erste vorbestimmte Breite verschoben ist, und wenn die Breite des Diodenbereichs in der vorbestimmten Richtung breiter als die Breite des IGBT-Bereichs in der vorbestimmten Richtung ist, die erste Grenzebene bezogen auf die zweite Grenzebene in der Richtung von dem Kollektorbereich hin zu dem Kathodenbereich um eine zweite vorbestimmte Breite verschoben ist.
  4. Halbleitereinrichtung nach Anspruch 2, wobei in der Aufsicht auf das Halbleitersubstrat der IGBT-Bereich und der Diodenbereich rechteckige Formen haben, der IGBT-Bereich und Diodenbereich einander in einer vorbestimmten Richtung benachbart sind, die erste Grenzebene und die zweite Grenzebene sich ein einer Richtung senkrecht zu der vorbestimmten Richtung erstrecken, und wenn eine Breite des IGBT-Bereichs in der vorbestimmten Richtung gleich einer Breite des Diodenbereichs in der vorbestimmten Richtung ist, die erste Grenzebene bezogen auf die zweite Grenzebene in der Richtung von dem Kollektorbereich hin zu dem Kathodenbereich um eine dritte vorbestimmte Breite verschoben ist.
  5. Halbleitereinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei der IGBT-Bereich und der Diodenbereich in einer vorbestimmten Richtung einander benachbart sind, und wenn ein Verhältnis einer Breite des IGBT-Bereichs zu einer Breite des Diodenbereichs in der vorbestimmten Richtung 3 zu 1 ist, die erste Grenzebene bezogen auf die zweite Grenzebene in der Richtung von dem Kathodenbereich hin zu dem Kollektorbereich um eine Länge von 3 bis 30% der Breite des Diodenbereichs 14 verschoben ist.
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