DE112018001627T5 - Halbleitervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Halbleitervorrichtung bereitgestellt, die umfasst: ein Halbleitersubstrat, das einen Driftbereich eines ersten Leitfähigkeitstyps umfasst; einen Transistorabschnitt, der in dem Halbleitersubstrat vorgesehen ist; und einen Nachbarelementabschnitt, der in dem Halbleitersubstrat vorgesehen ist, wobei der Nachbarelementabschnitt und der Transistorabschnitt entlang einer vorbestimmten Anordnungsrichtung angeordnet sind, wobei der Transistorabschnitt und der Nachbarelementabschnitt beide umfassen: einen Basisbereich eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der über dem Driftbereich innerhalb des Halbleitersubstrats vorgesehen ist, mehrere Grabenabschnitte, die von einer oberen Fläche des Halbleitersubstrats aus durch den Basisbereich ausgebildet sind, sich in einer Erstreckungsrichtung orthogonal zu der Anordnungsrichtung auf der oberen Fläche des Halbleitersubstrats erstrecken und einen leitfähigen Abschnitt aufweisen, der innerhalb der Grabenabschnitte vorgesehen ist, und einen ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich, der auf einer Unterflächenseite des Halbleitersubstrats durchgehend von dem Transistorabschnitt zu dem Nachbarelementabschnitt vorgesehen ist und einen Lebensdauerbegrenzer enthält, und wobei in der Anordnungsrichtung der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich in einer Draufsicht auf das Halbleitersubstrat über dem gesamten Transistorabschnitt und in einem Teil des Nachbarelementabschnitts vorgesehen ist.

Description

  • Hintergrund
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halblettervorrichtung.
  • Stand der Technik
  • Halbleltervorrichtungen wie etwa ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT) sind bereits bekannt (siehe beispielsweise japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2012-43981).
  • Zusammenfassung
  • Bei den Halbleitervorrichtungen werden vorzugsweise Leckstromeigenschaften und weitere ähnliche Eigenschaften verbessert.
  • [Allgemeine Offenbarung]
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Halbleitervorrichtung geschaffen, die Folgendes umfasst: ein Halbleitersubstrat, das einen Driftbereich eines ersten Leitfähigkeitstyps umfasst; einen Transistorabschnitt, der in dem Halbleitersubstrat vorgesehen ist; und einen Nachbarelementabschnitt, der in dem Halbleitersubstrat vorgesehen ist, wobei der Nachbarelementabschnitt und der Transistorabschnitt entlang einer vorbestimmten Anordnungsrichtung angeordnet sind. Der Transistorabschnitt und der Nachbarelementabschnitt umfassen beide einen Basisbereich eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der über dem Driftbereich innerhalb des Halbleitersubstrats vorgesehen ist, wobei sich mehrere Grabenabschnitte, die von einer oberen Fläche des Halbleitersubstrats aus durch den Basisbereich ausgebildet sind, in einer Erstreckungsrichtung orthogonal zu der Anordnungsrichtung auf der oberen Fläche des Halbleitersubstrats erstrecken und einen leitfähigen Abschnitt aufweisen, der innerhalb der Grabenabschnitte vorgesehen ist, und einen ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich, der auf einer Unterflächenseite des Halbleitersubstrats durchgehend von dem Transistorabschnitt zu dem Nachbarelementabschnitt vorgesehen ist und einen Lebensdauerbegrenzer enthält. In der Anordnungsrichtung ist der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich in einer Draufsicht auf das Halbleitersubstrat über dem gesamten Transistorabschnitt und in einem Teil des Nachbarelementabschnitts vorgesehen.
  • Ein zweiter unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich ist ferner enthalten, der auf einer Unterflächenseite an einer Position vorgesehen ist, die tiefer ist als der erste Lebensdauersteuerbereich in Bezug auf eine Unterfläche des Halbleitersubstrats ist, so vorgesehen ist, dass er mit dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich in der Draufsicht auf das Halbleitersubstrat überlappt, und einen Lebensdauerbegrenzer enthält. In der Anordnungsrichtung kann der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich durchgehend von dem Transistorabschnitt zu dem Nachbarelementabschnitt vorgesehen sein und in einem Teil des Transistorabschnitts und in einem Teil des Nachbarelementabschnitts vorgesehen sein.
  • Der Transistorabschnitt kann ferner einen oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich, der einen Lebensdauerbegrenzer enthält, auf einer Oberflächenseite des Halbleitersubstrats aufweisen. In dem Transistorabschnitt kann ein Ende des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs in der Anordnungsrichtung näher an dem Nachbarelementabschnitt vorgesehen sein als ein Ende des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs.
  • An einem Ende des Transistorabschnitts in der Anordnungsrichtung können sich der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich und der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich in einer Tiefenrichtung des Halbleitersubstrats überlappen. Der Nachbarelementabschnitt kann einen Diodenabschnitt und einen Grenzabschnitt, der in der Anordnungsrichtung zwischen dem Diodenabschnitt und dem Transistorabschnitt angeordnet ist, umfassen. In dem Grenzabschnitt können sich der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich und der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich in einer Tiefenrichtung des Halbleitersubstrats überlappen.
  • An einem Ende des Diodenabschnitts in der Anordnungsrichtung überlappen sich der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich und der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich möglicherweise nicht in der Tiefenrichtung des Halbleitersubstrats. Der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich kann durchgehend von dem Transistorabschnitt zu dem Nachbarelementabschnitt in der Anordnungsrichtung auf der Oberflächenseite des Halbleitersubstrats vorgesehen sein. In der Anordnungsrichtung kann der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich in einem Teil des Transistorabschnitts und über dem gesamten Nachbarelementabschnitt vorgesehen sein.
  • Die Halbleitervorrichtung kann ferner einen Topfbereich des zweiten Leitfähigkeitstyps aufweisen, der so vorgesehen ist, dass er in der Draufsicht auf das Halbleitersubstrat mit den mehreren Grabenabschnitten überlappt. Ein Teil des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs kann so vorgesehen sein, dass er eine vorbestimmte Länge in der Erstreckungsrichtung von einem Ende des Topfbereichs zu der Außenseite des Topfbereichs aufweist. Die vorbestimmte Länge kann größer als eine Dicke des Halbleitersubstrats in einer Tiefenrichtung sein.
  • Ein Teil des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs kann so vorgesehen sein, dass er in der Erstreckungsrichtung eine vorbestimmte Länge von dem Ende des Topfbereichs zu der Außenseite des Topfbereichs in der Draufsicht auf das Halbleitersubstrat aufweist. Die vorbestimmte Länge kann größer sein als die Dicke des Halbleitersubstrats in der Tiefenrichtung. Ein Teil des ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs kann so vorgesehen sein, dass er in der Erstreckungsrichtung von dem Ende des Topfbereichs zu der Außenseite des Topfbereichs in der Draufsicht auf das Halbleitersubstrat eine vorbestimmte Länge aufweist. Die vorbestimmte Länge kann größer sein als die Dicke des Halbleitersubstrats in der Tiefenrichtung.
  • Die Halbleitervorrichtung kann ferner einen aktiven Abschnitt umfassen, der mit dem Transistorabschnitt und dem Nachbarelementabschnitt versehen ist. Die Halbleitervorrichtung kann ferner einen Randabschlussstrukturabschnitt umfassen, der den aktiven Abschnitt in der Draufsicht umgibt. Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich ist möglicherweise nicht in mindestens einem Teilbereich des Randabschlussstrukturabschnitts vorgesehen.
  • Der Zusammenfassungsabschnitt beschreibt nicht unbedingt alle notwendigen Merkmale der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung kann auch eine Unterkombination der oben beschriebenen Merkmale sein.
  • Figurenliste
    • 1a ist ein Diagramm, das einen Teil einer oberen Fläche einer Halbleitervorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
    • 1b ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Querschnitts entlang der Linie a-a' in 1a zeigt.
    • 1c ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationsverteilung in einem oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 72 und einem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 in dem Querschnitt entlang der Linie b-b' in 1b zeigt.
    • 2a ist ein Diagramm, das einen Teil einer oberen Fläche einer Halbleitervorrichtung 150 eines Vergleichsbeispiels zeigt.
    • 2b ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Querschnitts entlang der Linie z-z' in 2a zeigt.
    • 3a ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel des a-a'-Querschnitts in 1a zeigt.
    • 3b ist ein Diagramm, das eine Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationsverteilung des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 72 sowie des ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 74 und eines zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75-1 im c-c'-Querschnitt in 3a zeigt.
    • 3c ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel des a-a'-Querschnitts in 1a zeigt.
    • 4a ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel des a-a'-Querschnitts in 1a zeigt.
    • 4b ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel des a-a'-Querschnitts in 1a zeigt.
    • 5a ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel des a-a'-Querschnitts in 1a zeigt.
    • 5b ist ein Diagramm, das eine Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationsverteilung des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 72 sowie des ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 74 und eines zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75 in einem d-d'-Querschnitt in 5a zeigt.
    • 5c ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel des a-a'-Querschnitts in 1a zeigt.
    • 5d ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel des a-a'-Querschnitts in 1a zeigt.
    • 5e ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel des a-a'-Querschnitts in 1a zeigt.
    • 6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der oberen Fläche der Halbleitervorrichtung 100 in 1a darstellt, die ferner einen Randabschlussstrukturabschnitt 96 umfasst, der an der Außenseite des Topfbereichs 11 positioniert ist.
    • 7a ist ein Diagramm, das die in 1b gezeigte Querschnittsansicht zeigt, die ferner einen Nachbarelementabschnitt 80 umfasst, der sich in einer Y-Achsenrichtung auf einer positiven Seite eines Transistorabschnitts 70 und benachbart zu diesem befindet.
    • 7b ist ein Diagramm, das die in 3a gezeigte Querschnittsansicht zeigt, die ferner den Nachbarelementabschnitt 80 umfasst, der sich in der Y-Achsenrichtung auf der positiven Seite des Transistorabschnitts 70 und benachbart zu diesem befindet.
    • 7c ist ein Diagramm, das die in 5a gezeigte Querschnittsansicht zeigt, die ferner den Nachbarelementabschnitt 80 umfasst, der sich in der Y-Achsenrichtung auf der positiven Seite des Transistorabschnitts 70 und benachbart zu diesem befindet.
    • 8 ist ein Diagramm, das eine Struktur einer oberen Fläche eines Halbleitersubstrats 10 zeigt.
    • 9 ist ein Diagramm, das in einer Draufsicht auf das Halbleitersubstrat 10 einen Bereich zeigt, in dem der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 liegt.
    • 10 ist ein Diagramm, das in der Draufsicht auf das Halbleitersubstrat 10 einen Bereich zeigt, in dem der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 liegt.
    • 11 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel für den Bereich zeigt, in dem der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 bereitgestellt ist.
    • 12 ist eine vergrößerte Draufsicht auf einen Bereich A in 11.
    • 13 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Querschnitts entlang der Linie e-e' in 12 zeigt.
    • 14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Querschnitts entlang der Linie f-f in 11 zeigt.
  • Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Ausführungsformen beschränken die Erfindung gemäß den Ansprüchen nicht und nicht unbedingt alle Kombinationen der in den Ausführungsformen beschriebenen Merkmale sind wesentlich für Mittel, die durch Aspekte der Erfindung bereitgestellt werden.
  • In dieser Beschreibung wird eine Seite in einer Richtung parallel zu einer Tiefenrichtung eines Halbleitersubstrats als „oben“ und die andere Seite als „unten“ bezeichnet. Von zwei Hauptflächen eines Wafers, einer Schicht oder anderen Elementen wird eine Fläche als obere Fläche (Oberfläche) und die andere Fläche als untere Fläche (Unterfläche) bezeichnet. Die „obere“ und die „untere“ Richtung sind nicht auf die Richtung der Schwerkraft oder eine Richtung der Anbringung an einem Wafer und dergleichen zum Zeitpunkt der Montage einer Halbleitervorrichtung beschränkt.
  • In dieser Beschreibung können technische Angelegenheiten unter Verwendung von orthogonalen Achsen beschrieben werden, die eine X-Achse, eine Y-Achse und eine Z-Achse sind. In dieser Beschreibung ist eine Ebene parallel zur oberen Fläche des Halbleitersubstrats als eine XY-Ebene definiert und eine Tiefenrichtung des Halbleitersubstrats ist als die Z-Achse definiert.
  • In den Ausführungsformen wird ein Beispiel beschrieben, in dem ein erster Leitfähigkeitstyp ein N-Typ und ein zweiter Leitfähigkeitstyp ein P-Typ ist. Der erste Leitfähigkeitstyp kann jedoch der P-Typ sein und der zweite Leitfähigkeitstyp der N-Typ sein. In einem solchen Fall ist bei einem Wafer, einer Schicht, einem Bereich und dergleichen jeweils die Polarität des Leitfähigkeitstyps umgekehrt.
  • 1a ist ein Diagramm, das einen Teil einer oberen Fläche einer Halbleitervorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Die Halbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Beispiels ist ein Halbleiterchip, der Transistorabschnitte 70 und Nachbarelementabschnitte 80, die benachbart zu den Transistorabschnitten 70 bereitgestellt sind, umfasst. Beispielsweise sind der Transistorabschnitt 70 und der Nachbarelementabschnitt 80 in einer Y-Achsenrichtung Seite an Seite angeordnet. Die Transistorabschnitte 70 und die Nachbarelementabschnitte 80 können in der Y-Achsenrichtung abwechselnd angeordnet sein. Die Transistorabschnitte 70 und die Nachbarelementabschnitte 80 können in der Y-Achsenrichtung miteinander in Kontakt stehen. Der Transistorabschnitt 70 umfasst einen Transistor wie etwa einen IGBT. Der Nachbarelementabschnitt 80 umfasst einen Diodenabschnitt 81. Der Nachbarelementabschnitt 80 kann einen Grenzabschnitt 90 aufweisen, der in der Y-Achsenrichtung zwischen dem Diodenabschnitt 81 und dem Transistorabschnitt 70 angeordnet ist. 1a zeigt ein Beispiel, bei dem der Nachbarelementabschnitt 80 den Diodenabschnitt 81 und den Grenzabschnitt 90 umfasst. Der Diodenabschnitt 81 umfasst eine Diode wie etwa eine Freilaufdiode (FWD), die in Kontakt mit dem Grenzabschnitt 90 oder dem Transistorabschnitt 70 auf der oberen Fläche des Halbleitersubstrats bereitgestellt ist. In 1a ist eine obere Chipfläche um ein Chipende herum gezeigt und andere Bereiche sind weggelassen.
  • Obwohl 1a einen aktiven Bereich des Halbleitersubstrats in der Halbleitervorrichtung 100 zeigt, kann die Halbleitervorrichtung 100 einen Randabschlussstrukturabschnitt aufweisen, der den aktiven Bereich umgibt. Der aktive Bereich ist ein Bereich, in dem Strom fließt, wenn die Halbleitervorrichtung 100 so gesteuert wird, dass sie sich in einem EIN-Zustand befindet. Der Randabschlussstrukturabschnitt führt zu einer Relaxation der elektrischen Feldkonzentration auf einer Oberflächenseite des Halbleitersubstrats. Beispielsweise weist der Randabschlussstrukturabschnitt eine Schutzring-Struktur, Feldplatten-Struktur, RESURF-Struktur oder eine Kombination davon auf.
  • Die Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels umfasst Gate-Grabenabschnitte 40, Blind-Grabenabschnitte 30, einen Topfbereich 11, Emitterbereiche 12, Basisbereiche 14 und Kontaktbereiche 15, die innerhalb des Halbleitersubstrats bereitgestellt und auf der oberen Fläche des Halbleitersubstrats freigelegt sind. Die Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels umfasst eine Emitterelektrode 52 und eine Gate-Metallschicht 50, die über der oberen Fläche des Halbleitersubstrats bereitgestellt sind. Die Emitterelektrode 52 und die Gate-Metallschicht 50 sind so bereitgestellt, dass sie voneinander getrennt sind.
  • Ein Zwischenschichtisolierfilm, der in 1 a weggelassen ist, ist zwischen der oberen Fläche des Halbleitersubstrats und der Emitterelektrode 52 und zwischen der oberen Fläche des Halbleitersubstrats und der Gate-Metallschicht 50 bereitgestellt. Der Zwischenschichtisolierfilm dieses Beispiels weist Kontaktlöcher 56, ein Kontaktloch 49 und Kontaktlöcher 54 auf, die durch den Zwischenschichtlsollerfllm ausgebildet sind.
  • Die Emitterelektrode 52 ist durch die Kontaktlöcher 56 mit einem Blindleitungsabschnitt in dem Blind-Grabenabschnitt 30 verbunden. Verbindungsabschnitte 25, die aus einem leitfähigen Material wie mit Fremdatomen dotiertem Polysilizium gebildet sind, können zwischen der Emitterelektrode 52 und dem Blindleitungsabschnitt bereitgestellt sein. Ein Isolierfilm wie etwa ein Oxidfilm ist zwischen den Verbindungsabschnitten 25 und der oberen Fläche des Halbleitersubstrats bereitgestellt.
  • Die Gate-Metallschicht 50 steht durch das Kontaktloch 49 mit einem Gate-Läufer 48 in Kontakt. Der Gate-Läufer 48 ist aus Polysilizium gebildet, das mit Fremdatomen oder dergleichen dotiert ist. Der Gate-Läufer 48 ist mit einem leitfähigen Gate-Abschnitt in dem Gate-Grabenabschnitt 40 auf der oberen Fläche des Halbleitersubstrats verbunden. Der Gate-Läufer 48 ist nicht mit dem leitfähigen Blind-Abschnitt in dem Blind-Grabenabschnitt 30 verbunden.
  • Der Gate-Läufer 48 dieses Beispiels ist von unterhalb des Kontaktlochs 49 bis zu einer Spitze des Gate-Grabenabschnitts 40 bereitgestellt. Ein Isolierfilm wie etwa ein Oxidfilm ist zwischen dem Gate-Läufer 48 und der oberen Fläche des Halbleitersubstrats bereitgestellt. An dem Randabschnitt des Gate-Grabenabschnitts 40 liegt der leitfähige Gate-Abschnitt auf der oberen Fläche des Halbleitersubstrats frei. Der Gate-Grabenabschnitt 40 ist in Kontakt mit dem Gate-Läufer 48 in dem freigelegten Abschnitt des leitfähigen Gate-Abschnitts.
  • Die Emitterelektrode 52 und die Gate-Metallschicht 50 bestehen aus einem Material, das Metall enthält. Zum Beispiel kann mindestens ein Teilbereich der Emitterelektrode 52 aus Aluminium oder einer Aluminium-Silizium-Legierung gebildet sein. Zumindest ein Teilbereich der Gate-Metallschicht 50 kann aus Aluminium oder einer Aluminium-Silizium-Legierung gebildet sein. Die Emitterelektrode 52 und die Gate-Metallschicht 50 können unterhalb der aus Aluminium oder dergleichen gebildeten Bereiche eine Sperrmetallschlcht aus Titan, einer Titanverbindung oder dergleichen aufweisen. Die Emitterelektrode 52 und die Gate-Metallschicht 50 können einen Stopfen aufweisen, der aus Wolfram oder dergleichen besteht und in den Kontaktlöchern bereitgestellt ist.
  • Ein oder mehrere Gate-Grabenabschnitte 40 und ein oder mehrere Btind-Grabenabschnitte 30 sind in vorbestimmten Intervallen entlang einer vorbestimmten Anordnungsrichtung (der Y-Achsenrichtung in diesem Beispiel) angeordnet. Der Gate-Grabenabschnitt 40 dieses Beispiels kann zwei Erstreckungsabschnitte 39, die sich in einer Erstreckungsrichtung (einer X-Achsenrichtung in diesem Beispiel) erstrecken, die parallel zu der oberen Fläche des Halbleitersubstrats und senkrecht zu der Anordnungsrichtung ist, und einen Verbindungsabschnitt 41, der die beiden Erstreckungsabschnitte 39 miteinander verbindet, umfassen. Zumindest ein Teil des Verbindungsabschnitts 41 ist vorzugsweise in einer gekrümmten Form bereitgestellt. Wenn die Enden der beiden Erstreckungsabschnitte 39 des Gate-Grabenabschnitts 40 miteinander verbunden sind, kann die elektrische Feldkonzentration an dem Ende der Erstreckungsabschnitte 39 Relaxation erfahren. Der Gate-Läufer 48 kann mit dem leitfähigen Gate-Abschnitt in dem Verbindungsabschnitt 41 des Gate-Grabenabschnitts 40 verbunden sein.
  • Der Blind-Grabenabschnitt 30 dieses Beispiels kann ähnlich wie der Gate-Grabenabschnitt 40 eine U-Form auf der oberen Fläche des Halbleltersubstrats aufweisen. Insbesondere umfasst der Blind-Grabenabschnitt 30 dieses Beispiels zwei sich entlang der Erstreckungsrichtung erstreckende Erstreckungsabschnitte 29 und einen Verbindungsabschnitt 31, der die beiden Erstreckungsabschnitte 29 miteinander verbindet.
  • Die Emitterelektrode 52 ist über dem Gate-Grabenabschnitt 40, dem Bllnd-Grabenabschnitt 30, dem Topfbereich 11, dem Emitterbereich 12, dem Basisbereich 14 und dem Kontaktbereich 15 bereitgestellt. Der Topfbereich 11 ist von einem zweiten Leitfähigkeitstyp. Beispielsweise ist der Topfbereich 11 vom Typ P+. Der Topfbereich 11 dieses Beispiels ist in einem vorbestimmten Bereich von einem Ende des aktiven Bereichs zu der Innenseite des aktiven Bereichs hin bereitgestellt. Das Topfbereich 11 dieses Beispiels ist so bereitgestellt, dass er mit dem gesamten Gate-Metallschicht 50 und dem Gate-Läufer 48, die in einem Endabschnitt des aktiven Bereichs angeordnet sind, in einer Draufsicht zu überlappen. Das Topfbereich 11 kann in der Draufsicht auch weiter innen in dem aktiven Bereich bereitgestellt sein als die Gate-Metallschicht 50 und der Gate-Läufer 48. Der Topfbereich 11 kann eine Diffusionstiefe aufweisen, die größer als die Tiefen des Gate-Grabenabschnitts 40 und des Blind-Grabenabschnitts 30 ist. Teilbereiche des Gate-Grabenabschnitts 40 und des Blind-Grabenabschnitts 30 auf der Seite der Gate-Metallschicht 50 sind in dem Topfbereich 11 bereitgestellt. Die Böden des Gate-Grabenabschnitts 40 und des Blind-Grabenabschnitts 30 an einem Ende in der Erstreckungsrichtung können mit dem Topfbereich 11 bedeckt sein.
  • In dem Transistorabschnitt 70 sind die Kontaktiöcher 54 jeweils über dem Kontaktbereich 15 und dem Emitterbereich 12 bereitgestellt. In dem Diodenabschnitt 81 sind die Kontaktlöcher 54 über dem Basisbereich 14 bereitgestellt. In dem Grenzabschnitt 90 sind die Kontaktlöcher 54 jeweils über dem Kontaktbereich 15 und dem Emitterbereich 12 bereitgestellt.
    Keines der Kontaktlöcher 54 ist über dem Basisbereich 14 und dem Topfbereich 11 bereitgestellt, die an beiden Enden in der X-Achsenrichtung bereitgestellt sind.
  • Ein Mesaabschnitt ist in einer Ebene parallel zu der oberen Fläche des Halbleitersubstrats bereitgestellt und steht gleichzeitig mit jedem Grabenabschnitt in der Y-Achsenrichtung in Kontakt. Der Mesaabschnitt kann ein Abschnitt des Halbleitersubstrats sein, der zwischen zwei benachbarten Grabenabschnitten angeordnet ist, und kann sich von der oberen Fläche des Halbleitersubstrats bis zu einer Tiefe des Bodens erstrecken, der der tiefste Abschnitt jedes Grabenabschnitts ist. Die Erstreckungsabschnitte (39, 29) jedes Grabenabschnitts können als ein einzelner Grabenabschnitt angesehen werden. Somit kann der Mesaabschnitt ein Bereich sein, der zwischen zwei sich Erstreckungsabschnitten (39, 29) angeordnet ist.
  • Erste Mesaabschnitte 60 sind in dem Transistorabschnitt 70 bereitgestellt. Die Mesaabschnitte in dem Transistorabschnitt 70 können alle die ersten Mesaabschnitte 60 sein. Von Mesaabschnitten in dem Grenzabschnitt 90 sind ein oder mehrere Mesaabschnitte, die auf der Seite des Transistorabschnitts 70 in der Y-Achsenrichtung angeordnet sind, die ersten Mesaabschnitte 60. In dieser Beschreibung bezeichnet der Ausdruck „die Seite eines bestimmten Elements“ wie beispielsweise die Seite des Transistorabschnitts 70 einen Bereich, der näher an dem Element liegt. Von den Mesaabschnitten in dem Grenzabschnitt 90 sind ein oder mehrere Mesaabschnitte, die auf der Seite des Diodenabschnitts 81 in der Y-Achsenrichtung angeordnet sind, zweite Mesaabschnitte 62. In dem Diodenabschnitt 81 sind dritte Mesaabschnitte 64 jeweils in Bereichen bereitgestellt, die zwischen benachbarten Bllnd-Grabenabschnitten 30 angeordnet sind. Die Mesaabschnitte in dem Diodenabschnitt 81 können alle die dritten Mesaabschnitte 64 sein.
  • Als ein Beispiel sind die Basisbereiche 14 des zweiten Leitfähigkeitstyps an beiden Enden von jedem der ersten Mesaabschnitte 60, der zweiten Mesaabschnitte 62 und der dritten Mesaabschnitte 64 in der X-Achsenrichtung auf der oberen Fläche des Halbleitersubstrats bereitgestellt. Die Basisbereiche 14 dieses Beispiels sind vom Typ P-. In 1a ist nur eines der Enden jedes Mesaabschnitts in der X-Achsenrichtung gezeigt.
  • Die Emitterbereiche 12 sind auf der oberen Fläche der ersten Mesaabschnitte 60 bereitgestellt und stehen gleichzeitig mit dem Gate-Grabenabschnitt 40 in Kontakt. Ein Emitterbereich 12 kann so bereitgestellt sein, dass er sich in der Y-Achsenrichtung zwischen zwei Grabenabschnitten erstreckt, die die ersten Mesaabschnitte 60 dazwischen einhegen und sich in der X-Achsenrichtung erstrecken. Die Emitterbereiche 12 sind auch unterhalb der Kontaktlöcher 54 bereitgestellt. In 1a ist eine Grenze des Emitterbereichs 12, die in der Draufsicht auf das Halbleitersubstrat mit den Kontaktlöchern 54 überlappt, mit einer gestrichelten Linie angezeigt.
  • Der Emitterbereich 12 kann mit dem Blind-Grabenabschnitt 30 in Kontakt stehen oder nicht. In diesem Beispiel steht der Emitterbereich 12 mit dem Blind-Grabenabschnitt 30 in Kontakt. Das Emitterbereich 12 dieses Beispiels ist von einem ersten Leitfähigkeitstyp. Der Emitterbereich 12 dieses Beispiels ist beispielsweise vom Typ N+.
  • Die Kontaktbereiche 15 des zweiten Leitfähigkeitstyps mit einer höheren Dotierungskonzentration als derjenigen der Basisbereiche 14 sind auf der oberen Fläche des ersten Mesaabschnitts 60 bereitgestellt. Der Kontaktbereich 15 dieses Beispiels ist beispielsweise vom Typ P+. In dem ersten Mesaabschnitt 60 können die Emitterbereiche 12 und die Kontaktbereiche 15 abwechselnd entlang der Erstreckungsrichtung des Gate-Grabenabschnitts 40 bereitgestellt sein. Der Kontaktbereich 15 kann sich in der Y-Achsenrichtung zwischen den zwei Grabenabschnitten erstrecken, die den ersten Mesaabschnitt 60 dazwischen einhegen und sich In der X-Achsenrichtung erstrecken. Der Kontaktbereich 15 ist zudem unterhalb des Kontaktlochs 54 bereitgestellt. In 1a ist eine Grenze des Kontaktbereichs 15, die mit den Kontaktlöchern 54 in der Draufsicht auf das Halbleitersubstrat überlappt, mit einer gestrichelten Linie angezeigt.
  • Der Kontaktbereich 15 kann mit dem Gate-Grabenabschnitt 40 in Kontakt stehen oder nicht. Der Kontaktbereich 15 kann mit dem Blind-Grabenabschnitt 30 in Kontakt stehen oder nicht. In diesem Beispiel steht der Kontaktbereich 15 mit dem Blind-Grabenabschnitt 30 und dem Gate-Grabenabschnitt 40 in Kontakt.
  • Der Kontaktbereich 15 ist auf der oberen Fläche des zweiten Mesaabschnitts 62 bereitgestellt. Eine Fläche des Kontaktbereichs 15, der auf der oberen Fläche eines zweiten Mesaabschnitts 62 bereitgestellt ist, ist größer als eine Fläche des Kontaktbereichs 15, der auf der oberen Fläche eines ersten Mesaabschnitts 60 bereitgestellt ist. Eine Fläche des Kontaktbereichs 15, der auf der oberen Fläche eines zweiten Mesaabschnitts 62 bereitgestellt ist, kann größer sein als die Fläche des Kontaktbereichs 15, der auf der oberen Fläche eines dritten Mesaabschnitts 64 bereitgestellt ist. Die Basisbereiche 14 sind an beiden Enden des zweiten Mesaabschnitts 62 in der X-Achsenrichtung bereitgestellt. Der Kontaktbereich 15 auf der oberen Fläche des zweiten Mesaabschnitts 62 kann in dem gesamten Bereich bereitgestellt sein, der an beiden Enden zwischen den Basisbereichen 14 angeordnet ist. Wenn der Kontaktbereich 15, der auf dem zweiten Mesaabschnitt 62 bereitgestellt ist, eine große Fläche aufweist, können Ladungsträger zum Zeitpunkt des Ausschaltens leicht extrahiert werden.
  • Auf der oberen Fläche des dritten Mesaabschnitts 64 sind die Kontaktbereiche 15 an beiden Enden in der X-Achsenrichtung bereitgestellt. Der Basisbereich 14 ist in einem Bereich, der zwischen den an beiden Enden bereitgestellten Kontaktbereichen 15 angeordnet ist, auf der oberen Fläche des dritten Mesaabschnitts 64 bereitgestellt. Der Basisbereich 14 kann in dem gesamten Bereich bereitgestellt sein, der von den Kontaktbereichen 15 in der X-Achsenrichtung eingehegt ist.
  • In dem dritten Mesaabschnitt 64 sind die Kontaktbereiche 15 und der Basisbereich 14 zwischen den Blind-Grabenbereichen 30 bereitgestellt, die den dritten Mesaabschnitt 64 dazwischen einhegen.
  • Somit ist auf der oberen Fläche des Halbleitersubstrats die Breite des dritten Mesaabschnitts 64 in der Y-Achsenrichtung in der Y-Achsenrichtung gleich der Breite des Kontaktbereichs 15 oder des Basisbereichs 14, die in dem dritten Mesaabschnitt 64 bereitgestellt sind.
  • Der dritte Mesaabschnitt 64 kann mit dem Emitterbereich 12 versehen sein oder nicht. In diesem Beispiel ist der Emitterbereich 12 nicht in dem dritten Mesaabschnitt 64 bereitgestellt.
  • Die Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels weist die Blind-Grabenabschnitte 30 auf, die in dem Diodenabschnitt 81 bereitgestellt sind. Die linearen Erstreckungsabschnitte 29 der jeweiligen benachbarten Blindgrabenabschnitte 30 können durch den Verbindungsabschnitt 31 miteinander verbunden sein. Der Mesaabschnitt 64 dieses Beispiels ist ein Bereich, der zwischen den Erstreckungsabschnitten 29 jedes Blind-Grabenabschnitts 30 angeordnet ist.
  • Der Diodenabschnitt 81 hat einen Kathodenbereich 82 des ersten Leitfähigkeitstyps auf einer Unterflächenseite des Halbleitersubstrats. Beispielsweise ist der Kathodenbereich 82 dieses Beispiels vom Typ N+. In 1a ist ein Bereich, der mit dem Kathodenbereich 82 versehen ist, in der Draufsicht auf das Halbleitersubstrat mit einem strichpunktierten Abschnitt angegeben. Der Diodenabschnitt 81 kann ein Bereich sein, der durch Projizieren des Kathodenbereichs 82 auf die obere Fläche des Halbleitersubstrats erhalten wird. Der Diodenabschnitt 81 kann den gesamten dritten Mesaabschnitt 64, der teilweise mit dem Kathodenbereich 82 versehen ist, und den Blind-Grabenabschnitt 30, der mit diesem dritten Mesaabschnitt 64 in Kontakt steht, umfassen. Der Bereich, der durch Projizieren des Kathodenbereichs 82 auf die obere Fläche des Halbleitersubstrats erhalten wird, kann in der positiven X-Achsenrichtung von dem Kontaktbereich 15 entfernt sein.
  • Ein Kollektorbereich des zweiten Leitfähigkeitstyps kann in einem Bereich der unteren Fläche des Halbleitersubstrats bereitgestellt sein, der nicht mit dem Kathodenbereich 82 versehen ist. Beispielsweise ist der Kollektorbereich dieses Beispiels ein Typ P+. Der Kollektorbereich kann an einer Position bereitgestellt sein, die durch Projizieren des Endes des Kontaktlochs 54 in dem Diodenabschnitt 81 in der X-Achse auf die untere Fläche des Halbleitersubstrats erhalten wird.
  • Der Transistorabschnitt 70 ist ein Bereich des Bereichs, der durch Projizieren des Kollektorbereichs auf die obere Fläche des Halbleitersubstrats erhalten wird, wobei die Gate-Grabenabschnitte 40 in konstanten Intervallen in der Y-Achsenrichtung angeordnet sind. In diesem Beispiel sind in dem Bereich, der in der Y-Achsenrichtung von den Diodenabschnitten 81 eingehegt ist, die Gate-Grabenabschnitte 40, die den jeweiligen Diodenabschnitten 81 am nächsten sind, als beide Enden des Transistorabschnitts 70 in der Y-Achsenrichtung definiert. Ein Bereich, der in der Y-Achsenrichtung zwischen dem Transistorabschnitt 70 und dem Diodenabschnitt 81 eingehegt ist, ist als der Grenzabschnitt 90 definiert. Der Grenzabschnitt 90 kann einen oder mehrere Mesaabschnitte aufweisen, die zwischen zwei Blind-Grabenabschnitten 30 eingehegt sind. In 1a sind der Gate-Grabenabschnitt 40, der mit dem Grenzabschnitt 90 in Kontakt steht, und ein Bereich an einer positiveren Position in der Y-Achsenrichtung als dieser Gate-Grabenabschnitt 40 der Transistorabschnitt 70. Ein Grenzabschnitt 90, der in 1a nicht gezeigt ist, kann auf der positiven Seite des Transistorabschnitts 70 in der Y-Achsenrichtung vorhanden sein. Der Transistorabschnitt 70 in 1a ist ein Bereich von dem Gate-Grabenabschnitt 40, der in Kontakt mit dem Grenzabschnitt 90 (dem Diodenabschnitt 81, wenn der Grenzabschnitt 90 nicht bereitgestellt ist) auf der positiven Seite in der Y-Achsenrichtung steht, zu dem Gate Grabenabschnitt 40, der in Kontakt mit dem Grenzabschnitt 90 (dem Diodenabschnitt 81, wenn der Grenzabschnitt 90 nicht bereitgestellt ist) auf der negativen Seite in der Y-Achsenrichtung steht. Ein Bereich des Transistorabschnitts 70 in der Y-Achsenrichtung wird unter Bezugnahme auf 7a beschrieben. Bei jeder Figur kann eine Beschreibung gegeben werden, bei der eine Seite, auf die jeweils Pfeile der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse zeigen, als positive Seite definiert ist und eine in Bezug auf die Pfeil gegenüberliegende Seite als negative Seite definiert ist. Die positive Seite und die negative Seite geben relative Positionen in den Richtungen an.
  • Die Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels umfasst einen Akkumulationsbereich 16 in mindestens einigen der Mesaabschnitte. Der Akkumulationsbereich 16 ist ein Bereich vom Typ N+, der unter dem Basisbereich 14 bereitgestellt ist. In 1a ist ein Bereich, in dem der Akkumulationsbereich 16 bereitgestellt ist, in der Draufsicht mit einer gestrichelten Linie angezeigt.
  • Die Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels weist Lebensdauersteuerbereiche 72 auf der Oberflächenseite auf, die einen Lebensdauerbegrenzer enthalten, der lokal in der Tiefenrichtung (Z-Achsenrichtung) des Halbleitersubstrats bereitgestellt ist. In 1a ist in der Draufsicht des Halbleitersubstrats ein Bereich mit einer gestrichelten Linie angezeigt, in dem der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 bereitgestellt ist.
  • Der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 dieses Beispiels kann in der Y-Achsenrichtung durchgehend von dem Transistorabschnitt 70 bis zu dem Nachbarelementabschnitt 80 auf der Oberflächenseite des Halbleitersubstrats bereitgestellt sein. Insbesondere kann der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 durchgehend von einem Bereich des Transistorabschnitts 70, der in Kontakt mit dem Grenzabschnitt 90 steht, bis zu dem Grenzabschnitt 90 und dem Diodenabschnitt 81 in der Y-Achsenrichtung bereitgestellt sein.
  • Der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 dieses Beispiels kann in mindestens einem Teil des Transistorabschnitts 70 und in mindestens einem Teil des Nachbarelementabschnitts 80 in der X-Achsenrichtung bereitgestellt sein. Der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 kann in einem Bereich bereitgestellt sein, der zumindest einige der ersten Mesaabschnitte 60 in dem Transistorabschnitt 70 und zumindest einige der Mesaabschnitte in dem Nachbarelementabschnitt 80 in der X-Achsenrichtung abdeckt. Der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 kann in einem Bereich bereitgestellt sein, der mit der Gate-Metallschicht 50 nicht überlappt, und kann in einem Bereich bereitgestellt sein, der mit der Gate-Metallschicht 50 überlappt. Ein Bereich des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 72 in der Y-Achsenrichtung wird unter Bezugnahme auf 7a im Einzelnen beschrieben.
  • Der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 kann in einem Teil des Transistorabschnitts 70 in der Y-Achsenrichtung bereitgestellt sein. Der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 kann über die Gesamtheit des Nachbarelementabschnitts 80 bereitgestellt sein. Der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 dieses Beispiels ist nicht in einem Teil eines Bereichs des Transistorabschnitts 70 bereitgestellt, der von dem Nachbarelementabschnitt 80 in der Y-Achsenrichtung getrennt ist. Der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 kann durchgehend in dem gesamten Bereich des Nachbarelementabschnitts 80 in der Y-Achsenrichtung und in Teilen der zwei Transistorabschnitte 70, die in Kontakt mit dem Nachbarelementabschnitt 80 sind, in der Y-Achsenrichtung bereitgestellt sein.
  • Das Halbleiterbauelement 100 dieses Beispiels weist einen ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 auf, der einen Lebensdauerbegrenzer enthält, der lokal unterhalb des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 72 in der Tiefenrichtung des Halbleitersubstrats bereitgestellt ist. Insbesondere ist der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 an einer Position bereitgestellt, die in Bezug auf die obere Fläche des Halbleitersubstrats tiefer als der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 liegt. Ein Bereich, in dem der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 in der Draufsicht bereitgestellt ist, ist nicht auf einen Bereich beschränkt, der mit dem oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 72 überlappt. In 1a ist ein Bereich, in dem der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 bereitgestellt ist, in der Draufsicht auf das Halbleitersubstrat mit einem gestrichelten Linienabschnitt angezeigt. Der Lebensdauerbegrenzer ist ein Rekombinationszentrum der Ladungsträger und es kann sich dabei um Kristalldefekte handeln und um eine Leerstelle, eine Doppelleerstelle, einen komplexen Defekt aus diesen und einem Element des Halbleitersubstrats 10, eine Versetzung, ein Edelgaselement wie Helium und Neon, ein Metallelement wie Platin und dergleichen handeln. Mit dem in das Halbleitersubstrat implantierten Lebensdauerbegrenzer kann die Lebensdauer der Ladungsträger in dem Halbleitersubstrat angepasst werden.
  • Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 dieses Beispiels ist über dem gesamten Transistorabschnitt 70 und in einem Teil des Nachbarelementabschnitts 80 in der Y-Achsenrichtung bereitgestellt. Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 kann in einem benachbarten Bereich des Nachbarelementabschnitts 80 in Kontakt mit dem Transistorabschnitt 70 bereitgestellt sein. Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 ist durchgehend von dem Transistorabschnitt 70 zu dem benachbarten Bereich des Nachbarelementabschnitts 80 bereitgestellt. Ein Bereich des ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 74 für in der Y-Achsenrichtung wird unter Bezugnahme auf 7a im Einzelnen beschrieben.
  • Die Grabenabschnitte in dem Bereich in der Draufsicht auf das Halbleitersubstrat, in dem der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 bereitgestellt ist, können alle Blind-Grabenabschnitte 30 sein. In diesem Fall sind ein oder mehrere Blind-Grabenabschnitte 30 in einem Endabschnitt des Transistorabschnitts 70 in der Y-Achsenrichtung bereitgestellt. Auch dann. wenn der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 durch Implantieren mit Teilchenstrahlen durch die obere Fläche gebildet wird, kann somit verhindert werden, dass der Gate-Isolierfilm des Gate-Grabenabschnitts 40 durch die Teilchenstrahlen beschädigt wird. Somit können mit den Blind-Grabenabschnitten 30, die für die Grabenabschnitte in dem oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 72 verwendet werden, Schwankungen einer Gate-Schwelle und eine Zerstörung des Gate-Isolierfilms verhindert werden.
  • 1b ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Querschnitts entlang der Linie a-a' in 1a zeigt. Der a-a'-Querschnitt ist eine YZ-Ebene, die durch die Emitterbereiche 12 des Transistorabschnitts 70, den Kontaktbereich 15 des Grenzabschnitts 90 und die Basisbereiche 14 des Diodenabschnitts 81 verläuft. In dem a-a'-Querschnitt umfasst die Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels das Halbleitersubstrat 10, den Zwischenschichtisolierfilm 38, die Emitterelektrode 52 und eine Kollektorelektrode 24. Die Emitterelektrode 52 ist auf einer oberen Fläche 21 des Halbleitersubstrats 10 und auf oberen Flächen von Zwischenschichtisolierfilmen 38 bereitgestellt.
  • Die Kollektorelektrode 24 ist auf einer unteren Fläche 23 des Halbleitersubstrats 10 bereitgestellt. Die Emitterelektrode 52 und die Kollektorelektrode 24 sind aus einem leitfähigen Material wie Metall gebildet.
  • Das Halbleitersubstrat 10 kann ein Siliziumsubstrat sein, kann ein karbonisiertes Siliziumsubstrat sein, ein aus Nitrid wie etwa Galliumnitrid hergestelltes Halbleitersubstrat oder dergleichen. Das Halbleitersubstrat 10 dieses Beispiels ist ein Siliziumsubstrat.
  • Das Halbleitersubstrat 10 umfasst einen Driftbereich 18 des ersten Leitfähigkeitstyps. Beispielsweise ist der Driftbereich 18 dieses Beispiels vom Typ N-. Der Driftbereich 18 kann ein Bereich des Halbleitersubstrats 10 sein, der frei von der Bildung anderer dotierter Bereiche bleibt. Somit kann die Dotierungskonzentration des Driftbereichs 18 die Dotierungskonzentration des Halbleitersubstrats 10 sein.
  • Der Pufferbereich 20 des ersten Leitfähigkeitstyps kann unterhalb des Driftbereichs 18 bereitgestellt sein. Beispielsweise ist der Pufferbereich 20 dieses Beispiels vom Typ N+. Die Dotierungskonzentration des Pufferbereichs 20 ist höher als die Dotierungskonzentration des Driftbereichs 18. Das Pufferbereich 20 kann als Feldstoppschicht fungieren, die verhindert, dass eine sich von der Unterflächenseite des Basisbereichs 14 ausbreitende Verarmungsschicht den Kollektorbereich 22 vom zweiten Leitfähigkeitstyp und den Kathodenbereich 82 vom ersten Leitfähigkeitstyp erreicht.
  • Der Diodenabschnitt 81 weist einen Kathodenbereich 82 des ersten Leitfähigkeitstyps auf, der unter dem Pufferbereich 20 bereitgestellt ist. Der Transistorabschnitt 70 und der Grenzabschnitt 90 weisen einen Kollektorbereich 22 des zweiten Leitfähigkeitstyps auf, der unter dem Pufferbereich 20 bereitgestellt ist.
  • Der Kathodenbereich 82 kann in der Tiefenrichtung des Halbleltersubstrats 10 in der gleichen Tiefe wie der Kollektorbereich 22 bereitgestellt sein. Wenn der Kathodenbereich 82 in der gleichen Tiefe wie der Kollektorbereich 22 bereitgestellt ist, kann der Diodenabschnitt 81 als Freilaufdiode (FWD) in einer Leistungsumsetzungsschaltung wie etwa einem Wechselrichter fungieren, durch die ein Freilaufstrom in entgegengesetzter Richtung geleitet wird, wenn der Transistorabschnitt 70 einer weiteren Halbleitervorrichtung 100 ausgeschaltet ist.
  • Der Kollektorbereich 22 kann so bereitgestellt sein, dass er sich in der Y-Achsenrichtung zu dem Grenzabschnitt 90 erstreckt. Der Kollektorbereich 22 kann über der Gesamtheit des Grenzabschnitts 90 bereitgestellt sein. Der Kollektorbereich 22 dieses Beispiels kann so bereitgestellt sein, dass er sich in der Y-Achsenrichtung zu einem Bereich nahe der unteren Fläche 23 des zweiten Mesaabschnitts 62, der dem Diodenabschnitt 81 im Grenzabschnitt 90 am nächsten liegt, erstreckt. Wenn sich der Kollektorbereich 22 zu der unteren Fläche 23 des zweiten Mesaabschnitts 62 erstreckt, kann ein Abstand zwischen dem Emitterbereich 12 des Transistorabschnitts 70 und dem Kathodenbereich 82 des Diodenabschnitts 81 bereitgestellt werden. Ferner kann auch ein Abstand zwischen dem Emitterbereich 12 des Grenzabschnitts 90 und dem Kathodenbereich 82 des Diodenabschnitts 81 bereitgestellt werden. Somit kann verhindert werden, dass Elektronen, die von einem Gate-Strukturabschnitt, der den Emitterbereich 12 des Transistorabschnitts 70 und den Emitterbereich 12 des Grenzabschnitts 90 umfasst, in den Driftbereich 18 implantiert werden, zu dem Kathodenbereich 82 des Diodenabschnitts 81 fließen.
  • In diesem Beispiel kann ein Abstand zwischen dem Kontaktbereich 15 des zweiten Mesaabschnitts 62 und dem Kathodenbereich 82 des Diodenabschnitts 81 länger gemacht werden als in einem Fall, in dem ein Abschnitt unmittelbar unter dem zweiten Mesaabschnitt mit dem Kathodenbereich 82 versehen wird. Somit kann die Implantation von Löchern in den Kathodenbereich 82 aus dem Kontaktbereich 15 mit einer höheren Dotierungskonzentration als dem Basisbereich 14 unterdrückt werden, wenn Strom durch den Diodenabschnitt 81 fließt.
  • In dem ersten Mesaabschnitt 60 und dem zweiten Mesaabschnitt 62 kann der Akkumulationsbereich 16 des ersten Leitfähigkeitstyps über dem Driftbereich 18 bereitgestellt sein. Beispielsweise ist der Akkumulationsbereich 16 dieses Beispiels vom Typ N+. Der Akkumulationsbereich 16 ist so bereitgestellt, dass er mit dem Gate-Grabenabschnitt 40 in Kontakt steht. Der Akkumulationsbereich 16 kann mit dem Blind-Grabenabschnitt 30 in Kontakt stehen oder nicht.
  • Die Dotierungskonzentration des Akkumulationsbereichs 16 ist höher als die Dotierungskonzentration des Driftbereichs 18. Das Akkumulationsbereich 16 kann ein Bereich sein, in dem Dotierstoffe eines Leitfähigkeitstyps, der der gleiche wie der des Driftbereichs 18 ist, akkumuliert werden. Wenn der Akkumulationsbereich 16 bereitgestellt ist, kann die Trägerimplantationsverstärkungswirkung (lE-Wirkung) verbessert werden und somit kann die EIN-Spannung des Transistorabschnitts 70 verringert werden.
  • In dem ersten Mesaabschnitt 60 und dem zweiten Mesaabschnitt 62 ist der Basisbereich 14 des zweiten Leitfähigkeitstyps über dem Akkumulationsbereich 16 bereitgestellt. Der Basisbereich 14 ist so bereitgestellt, dass er mit dem Gate-Grabenabschnitt 40 in Kontakt steht.
  • In dem ersten Mesaabschnitt 60 ist der Emitterbereich 12 zwischen dem Basisbereich 14 und der oberen Fläche 21 bereitgestellt. Der Emitterbereich 12 ist so bereitgestellt, dass er mit dem Gate-Grabenabschnitt 40 in Kontakt steht. Der Emitterbereich 12 kann mit dem Blind-Grabenabschnitt 30 in Kontakt stehen oder nicht. Die Dotierungskonzentration des Emitterbereichs 12 ist höher als die Dotierungskonzentration des Driftbereichs 18. Ein Beispiel für das Dotierungsmittel in dem Emitterbereich 12 ist Arsen (As).
  • In dem zweiten Mesaabschnitt 62 ist der Kontaktbereich 15 des zweiten Leitfähigkeitstyps über dem Akkumulationsbereich 16 bereitgestellt. In dem zweiten Mesaabschnitt 62 ist der Kontaktbereich 15 so bereitgestellt, dass er mit dem Gate-Grabenabschnitt 40 in Kontakt steht. In dem zweiten Mesaabschnitt 62 ist der Emitterbereich 12 möglicherweise nicht bereitgestellt.
  • In dem dritten Mesaabschnitt 64 kann der Akkumulationsbereich 16 des ersten Leitfähigkeitstyps über dem Driftbereich 18 bereitgestellt sein. In dem dritten Mesaabschnitt 64 kann der Basisbereich 14 über dem Akkumulationsbereich 16 bereitgestellt sein. In dem dritten Mesaabschnitt 64 ist der Emitterbereich 12 möglicherweise nicht bereitgestellt.
  • Die obere Fläche 21 ist mit einem oder mehreren Grabenabschnitten 40 und einem oder mehreren Bllnd-Grabenabschnitten 30 versehen. Jeder Grabenabschnitt ist von der oberen Fläche 21 zu dem Driftbereich 18 bereitgestellt. Die Grabenabschnitte sind durch Bereiche hindurch, die mit dem Emitterbereich 12, dem Kontaktbereich 15 und/oder dem Akkumulationsbereich 16 versehen sind, bereitgestellt, um den Driftbereich 18 zu erreichen. Die durch den dotierten Bereich gebildeten Grabenabschnitte sind nicht auf die beschränkt, die in einer Abfolge des Bildens des dotierten Bereichs und anschließenden Bildens der Grabenabschnitte ausgebildet werden. Die durch das dotierte Bereich gebildeten Grabenabschnitte umfassen Grabenabschnitte, die in einer Abfolge des Bildens der Grabenabschnitte und anschließenden Bildens des dotierten Bereichs zwischen den Grabenabschnitten ausgebildet werden.
  • Der Gate-Grabenabschnitt 40 umfasst einen Gate-Graben, einen Gate-Isolierfilm 42 und einen leitfähigen Gate-Abschnitt 44, der an der oberen Oberfläche 21 bereitgestellt ist. Der Gate-Isolierfilm 42 ist so ausgebildet, dass er eine Innenwand des Gate-Grabens bedeckt. Der Gate-Isolierfilm 42 kann durch Oxidieren oder Nitrieren eines Halbleiters auf der Innenwand des Gate-Grabens gebildet werden. In dem Gate-Graben ist der leitfähige Gate-Abschnitt 44 weiter innen als der Gate-Isolierfilm 42 bereitgestellt. Der Gate-Isolierfilm 42 isoliert den leitfähigen Gate-Abschnitt 44 und das Halbleitersubstrat 10 voneinander. Der leitfähige Abschnitt 44 ist aus einem leitfähigen Material wie Polysilizium gebildet. Der Gate-Grabenabschnitt 40 ist durch einen Zwischenschichtisolierfilm 38 auf der oberen Fläche 21 bedeckt.
  • Der leitfähige Gate-Abschnitt 44 weist Bereiche auf, die dem Basisbereich 14 zugewandt sind, wobei der Gate-Isolierfilm 42 dazwischen bereitgestellt ist. Wenn eine vorbestimmte Spannung an den leitfähigen Gate-Abschnitt 44 angelegt wird, wird eine Elektroneninversionsschicht, die als Kanal dient, auf einer Oberfläche einer Grenzfläche des Basisbereichs 14 in Kontakt mit dem Gate-Graben gebildet.
  • In 1b kann der Blind-Grabenabschnitt 30 die gleiche Struktur wie der Gate-Grabenabschnitt 40 aufweisen. Der Blind-Grabenabschnitt 30 weist den Blind-Graben, einen Blind-Isolierfilm 32 und einen leitfähigen Blind-Abschnitt 34 auf, die in dem Bereich nahe der oberen Fläche 21 bereitgestellt sind. Der Blind-Isolierfilm 32 ist so ausgebildet, dass er eine Innenwand des Blind-Grabens bedeckt. Der leitfähige Blind-Abschnitt 34 ist In dem Blind-Graben und weiter innen als der Bllnd-Isollerfllm 32 bereitgestellt. Der Blind-Isolierfilm 32 isoliert den leitfähigen Blind-Abschnitt 34 und das Halbleitersubstrat 10 voneinander. Der Blind-Grabenabschnitt 30 ist durch den Zwischenschichtisolierfilm 38 auf der oberen Fläche 21 bedeckt.
  • Die Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels weist den ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 auf, der auf der Seite der unteren Fläche 23 des Halbleitersubstrats 10 bereitgestellt ist. Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 dieses Beispiels ist in Y-Achsenrichtung durchgehend von einem Teil des Diodenabschnitts 81 zu dem Grenzabschnitt 90 und dem Transistorabschnitt 70 bereitgestellt. Die Seite der unteren Fläche 23 des Halbleitersubstrats 10 ist ein Bereich unterhalb des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 72. Die Seite der unteren Fläche 23 kann einen Bereich angeben, der niedriger als die Mitte des Halbleitersubstrats 10 in der Dickenrichtung ist. Somit kann der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 in einem Bereich bereitgestellt sein, der 1/2 einer Dicke T des Halbleitersubstrats 10 von der unteren Fläche 23 des Halbleitersubstrats 10 entfernt ist. In ähnlicher Weise kann die Seite der oberen Fläche 21 des Halbleitersubstrats 10 einen Bereich angeben, der höher als die Mitte des Halbleitersubstrats 10 in der Dickenrichtung ist. Somit kann die Seite der oberen Fläche 21 des Halbleitersubstrats 10 einen Bereich angeben, der 1/2 einer Dicke T des Halbleitersubstrats 10 von der oberen Fläche 21 des Halbleitersubstrats 10 entfernt ist. Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 ist in dem Bereich des Diodenabschnitts 81 in Kontakt mit dem Grenzabschnitt 90 bereitgestellt und ist zumindest in einem Teil eines Bereichs des Diodenabschnitts 81, der von dem Grenzabschnitt 90 getrennt ist, nicht bereitgestellt. Ein Ende des ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 74 in der Y-Achsenrichtung (ein Ende Krb auf der negativen Seite in der Y-Achsenrichtung ist in 1b gezeigt) ist in dem Diodenabschnitt 81 bereitgestellt.
  • Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 kann in der Y-Achsenrichtung durchgehend zwischen zwei Diodenabschnitten 81 bereitgestellt sein, die den Transistorabschnitt 70 in der Y-Achsenrichtung zwischen sich einhegen. In diesem Fall ist der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 über dem gesamten Transistorabschnitt 70 in der Y-Achsenrichtung bereitgestellt. Ein Bereich des ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 74 in der Y-Achsenrichtung wird unter Bezugnahme auf 7a beschrieben.
  • Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 kann in einem Bereich bereitgestellt sein, der 1/3 oder 1/4 der Dicke T des Halbleitersubstrats 10 von der unteren Fläche 23 entfernt ist. Wenn der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 an einer tiefen Position bereitgestellt ist, kann ein Leckstrom in dem Transistorabschnitt 70 unterdrückt werden.
  • Die Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels weist den oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 72 auf der Seite der oberen Fläche 21 auf. Der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 dieses Beispiels ist in der Y-Achsenrichtung durchgehend von einem Teil des Transistorabschnitts 70 zu dem Grenzabschnitt 90 und dem Diodenabschnitt 81 bereitgestellt. Der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 ist in einem Bereich des Transistorabschnitts 70m der in Kontakt mit dem Grenzabschnitt 90 steht, bereitgestellt und in mindestens einem Teil eines Bereichs des Transistorabschnitts 70, der von dem Grenzabschnitt 90 getrennt ist, nicht bereitgestellt. Somit ist ein Ende des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 72 in der Y-Achsenrichtung (ein Ende Kls auf der positiven Seite in der Y-Achsenrichtung ist in 1 b gezeigt) in dem Transistorabschnitt 70 bereitgestellt. Der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 kann in der Y-Achsenrichtung durchgehend zwischen zwei Transistorabschnitten 70 bereitgestellt sein, die den Nachbarelementabschnitt 80 in der Y-Achsenrichtung zwischen sich einschließen. In diesem Fall ist der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 über dem gesamten Nachbarelementabschnitt 80 in der Y-Achsenrichtung bereitgestellt.
  • Der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 kann in einem Bereich bereitgestellt sein, der 1/3 oder 1/4 der Dicke T des Halbleitersubstrats 10 von der oberen Fläche 21 entfernt ist. Es ist zu beachten, dass der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 an einer Position bereitgestellt ist, die tiefer als ein Boden des Grabenabschnitts liegt. Wenn der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 in einer wenig tiefen Position in Bezug auf die obere Fläche 21 bereitgestellt ist, kann die Implantation von Löchern aus dem Basisbereich 14 des Diodenabschnitts 81 in den Kathodenbereich 82 unterdrückt werden. Somit können die Sperrerholungseigenschaften des Diodenabschnitts 81 verbessert werden. Ferner wird in dem Driftbereich 18 des Grenzabschnitts 90 eine übermäßige Ansammlung von Trägern mit einer höheren Konzentration als in dem Diodenabschnitt 81 verhindert, so dass Zerstörungen in dem Grenzabschnitt 90 zum Zeitpunkt des Schaltens verhindert werden können.
  • Der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 und der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 sind in der Tiefenrichtung des Halbleitersubstrats 10 lokal bereitgestellt. Insbesondere weisen der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 und der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 haben eine höhere Defektdichte als andere Bereiche des Halbleitersubstrats 10 auf. Ein Beispiel des Lebensdauerbegrenzers ist Helium, das an einer vorbestimmten Tiefenposition implantiert ist. Durch Implantieren von Helium können Kristalldefekte in dem Halbleitersubstrat 10 gebildet werden.
  • Mit dem in das Halbleitersubstrat 10 implantierten Lebensdauerbegrenzer kann eine Ladungsträgerlebensdauer von Löchern, die Minoritätsträger sind, die in dem Driftbereich 18 erzeugt werden, verkürzt werden. Andererseits können die Kristalldefekte und dergleichen zu dem Leckstrom in dem Transistorabschnitt 70 führen. Der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 ist in einer wenig tiefen Position in der Tiefenrichtung des Halbleitersubstrats 10 in Bezug auf die obere Fläche 21 bereitgestellt und verursacht daher mit höherer Wahrscheinlichkeit Leckstrom in dem Transistorabschnitt 70 als der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74. In dem Transistorabschnitt 70 ist der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 in anderen Bereichen als dem Bereich, der in Kontakt mit dem Grenzabschnitt 90 steht, nicht vorhanden und somit kann bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels der Leckstrom in dem Transistorabschnitt 70 stärker unterdrückt werden als in einem Fall, in dem der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 über die Gesamtheit des Transistorabschnitts 70 in der Y-Achsenrichtung vorhanden ist.
  • In dem Transistorabschnitt 70 ist der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 mit Ausnahme des Bereichs, der mit dem Grenzabschnitt 90 in Kontakt steht, nicht vorhanden und somit kann die Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels eine längere Trägerlebensdauer aufweisen als in einem Fall, in dem der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 in der Y-Achsenrichtung über dem gesamten Transistorabschnitt 70 vorhanden ist. Somit kann ein Kompromiss zwischen der EIN-Spannung und dem Ausschaltleistungsverlust des Transistorabschnitts 70 verbessert werden.
  • In einem Fall, in dem der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 zusätzlich zu dem oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 72 vorhanden ist, wird ein Teil der Ladungsträger, die in dem Driftbereich 18 driften, sowohl in der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 als auch in der ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 rekombiniert, um zu verschwinden in der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels kann die Lebensdauer des Trägers, der durch die untere Fläche 23 des Halbleitersubstrats 10 implantiert wird, durch Anpassen der Tiefe des ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 von der unteren Fläche 23 angepasst werden. Wenn beispielsweise der Abstand zwischen dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 und der unteren Fläche 23 verringert wird, werden die durch die untere Fläche 23 implantierten Ladungsträger wahrscheinlicher in dem ersten oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 eingefangen, so dass sie eine kürzere durchschnittliche Lebensdauer haben. Somit kann der Kompromiss zwischen der EIN-Spannung und dem Ausschaltleistungsverlust des Transistorabschnitts 70 verbessert werden und gleichzeitig können die Konzentration und die Tiefenposition des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 72, die in hohem Maße zum Leckstrom in dem Transistorabschnitt 70 beitragen, innerhalb eines vorbestimmten Bereichs gehalten werden. Auch dann, wenn der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 in der Y-Achsenrichtung über dem gesamten Transistorabschnitt 70 bereitgestellt ist, ändern sich die Eigenschaften des Transistorabschnitts 70 innerhalb des Bereichs des Kompromisses zwischen der EIN-Spannung und dem Ausschaltleistungsverlust. Somit werden die Eigenschaften des Transistorabschnitts 70 nicht beeinträchtigt.
  • Ein Ende R ist ein Ende des Diodenabschnitts 81 in der Y-Achsenrichtung. In diesem Beispiel befindet sich das Ende R an einer Grenze zwischen dem Kathodenbereich 82 und dem Kollektorbereich 22. Der Diodenabschnitt 81 kann eine Endfläche parallel zu einer XZ-Ebene an dem Ende R aufweisen.
  • Eine Breite Wa ist eine Breite in der Y-Achsenrichtung von dem Ende Kls des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 72 in der Y-Achsenrichtung zu dem Ende R. Ein Ende des Lebensdauersteuerbereichs ist ein Punkt, an dem die Lebensdauerbegrenzer-Konzentration beginnt, die Lebensdauerbegrenzer-Konzentration in dem Driftbereich 18 zu überschreiten, wenn eine Verteilung der Lebensdauerbegrenzer-Konzentration von dem Driftbereich 18 in Richtung des Lebensdauersteuerbereichs in der Y-Achsenrichtung gemessen wird. Es ist zu beachten, dass dann, wenn dieser Punkt nicht Identifizierbar ist, das Ende eine Position sein kann, an der die Lebensdauerbegrenzer-Konzentration die Hälfte (oder 1/10) der Spitzenkonzentration in dem Lebensdauersteuerbereich erreicht.
  • Eine Breite Wb ist eine Breite von dem Ende Krb des ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 74 zu dem Ende R in der Y-Achsenrichtung. Die Breite Wa kann mehr als 3-mal so groß wie die Breite Wb und weniger als 15-mal so groß wie die Breite Wb sein. Die Breite Wa kann größer oder gleich 90 µm und kleiner oder gleich 150 µm sein. Die Breite Wb kann größer oder gleich 10 µm und kleiner oder gleich 30 µm sein.
  • Die Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels weist den ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 auf, der durchgehend von dem Transistorabschnitt 70 zu dem Diodenabschnitt 81 und über dem gesamten Transistorabschnitt 70 und in einem Teil des Diodenabschnitts bereitgestellt ist. Somit kann die Implantation der Löcher aus dem Emitterbereich 12 des Transistorabschnitts 70 und aus dem Emitterbereich 12 des Grenzabschnitts 90 in den Kathodenbereich 82 des Diodenabschnitts 81 unterdrückt werden, wenn der Diodenabschnitt 81 arbeitet. Somit können die Sperrerholungseigenschaften des Diodenabschnitts 81 verbessert werden.
  • 1c ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationsverteilung in dem oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 72 und dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 in einem b-b'-Querschnitt in 1b zeigt. In 1c ist die vertikale Achse eine logarithmische Achse, die die Lebensdauerbegrenzer-Konzentration angibt. Die horizontale Achse ist eine lineare Achse, die eine Position in der Tiefenrichtung des Halbleitersubstrats 10 angibt. Der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 ist ein Beispiel, bei dem Heliumionen durch die obere Fläche 21 implantiert werden. Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 ist ein Beispiel, bei dem Heliumionen durch die untere Fläche 23 implantiert werden. In 1b sind Spitzenpositionen der Lebensdauerbegrenzer-Konzentration in den Lebensdauersteuerbereichen mit x-Markierungen angegeben. In dem Fall, in dem Heliumionen und dergleichen durch die obere Fläche 21 implantiert werden, kann ein Abschnitt, der näher an der oberen Fläche 21 liegt als die Spitzenposition, eine Verteilung der Lebensdauerbegrenzer in einer Konzentration aufweisen, die niedriger als die Spitzenkonzentration ist.
  • In dem Fall, in dem der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 durch Implantieren von Heliumionen durch die untere Fläche 23 gebildet wird, können die Lebensdauerbegrenzer in einem Bereich, der näher an der unteren Fläche 23 liegt als die Spitzenposition, in einer niedrigeren Konzentration als der Spitzenkonzentration (ein Schwanzteil der Lebensdauerbegrenzer) verteilt sein. Dieser Schwanzteil 78-2 der Lebensdauerbegrenzer in dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 ist ein Bereich, den die Lebensdauerbegrenzer durchlaufen. Der Schwanzteil 78-2 kann von einer Lebensdauerimplantationsfläche (der unteren Fläche 23 in diesem Beispiel) zu einer Spitzenkonzentrationsposition 76-2 verteilt sein. Andererseits können Bereiche hoher Konzentration vor und nach der Lebensdauerbegrenzer-Spitzenkonzentrationsposition 76-2 in dem ersten Lebensdauerbegrenzer-Bereichsgebiet 74 auf der Seite der unteren Oberfläche als Lebensdauerbegrenzer-Bereichsgebiete bezeichnet werden. Das Bereichsgebiet kann einen Bereich von der Spitzenkonzentrationsposition 76-2 bis zu einer Endposition 77-2, bei der die Konzentration im Wesentlichen auf null abfällt, umfassen. Die Endposition 77-2 des ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 74 ist näher an der oberen Fläche 21 positioniert als die Spitzenposition 76-2.
  • In ähnlicher Weise kann in einem Fall, in dem der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 durch Implantieren von Heliumionen durch die obere Fläche 21 gebildet wird, ein Abschnitt, der näher an der oberen Fläche 21 liegt als die Spitzenposition, die Lebensdauerbegrenzer in einer niedrigeren Konzentration als der Spitzenkonzentration verteilt aufweisen (ein Schwanzteil 78-1 der Lebensbegrenzer). Dieser Schwanzteil 78-1 der Lebensdauerbegrenzer in dem oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 72 ist ein Bereich, den die Lebensdauerbegrenzer passieren. Der Schwanzteil 78-1 kann von einer Lebensdauerimplantationsfläche (der oberen Fläche 21 in diesem Beispiel) zu einer Spitzenkonzentrationsposition 76-1 verteilt sein. Andererseits können Bereiche hoher Konzentration vor und nach der Spitzenkonzentrationsposition 76-1 der Lebensdauerbegrenzer in dem oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 72 als Lebensdauerbegrenzer-Bereichsgebiete bezeichnet werden. Das Bereichsgebiet kann ein Gebiet von der Spitzenkonzentrationsposition 76-1 bis zu einer Endposition 77-1, bei der die Konzentration im Wesentlichen auf null abfällt, umfassen. Die Endposition 77-1 des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 72 ist näher an der unteren Fläche 23 als an der Spitzenposition 76-1 positioniert.
  • Eine Spitzenkonzentration P2 der Lebensdauerbegrenzer-Konzentration in dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 kann höher oder niedriger als eine Spitzenkonzentration P1 des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 72 sein. Die Spitzenkonzentration P2 der Lebensdauerbegrenzer-Konzentration in dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 kann zwei- bis fünfmal so hoch sein wie die Spitzenkonzentration P1 des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 72.
  • Eine Breite w1 der Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationsverteilung in dem oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 72 kann größer sein als eine Breite w2 der Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationsverteilung in dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74. Die Breiten w1 und w2 können eine Halbwertsbreite (FWHM) der Spitzenkonzentration P1 oder der Spitzenkonzentration P2 sein. Alternativ können die Breiten w1 und w2 eine volle Breite bei einem Wert sein, der 10 % der Spitzenkonzentration P1 oder der Spitzenkonzentration P2 beträgt (F10%WHM). Alternativ können die Breiten w1 und w2 eine volle Breite bei einem Wert sein, der 1 % der Spitzenkonzentration P1 oder der Spitzenkonzentration P2 beträgt (F1%WHM).
  • Wenn die Breite w1 größer als die Breite w2 ist, kann ein Abstand von der oberen Fläche 21 zu einer Tiefenposition Dp1 mit der Spitzenkonzentration P1 länger sein als ein Abstand von der unteren Fläche 23 zu einer Tiefenposition Dp2 mit der Spitzenkonzentration P2. Wenn die Breite w1 andererseits kleiner als die Breite w2 ist, kann der Abstand von der oberen Fläche 21 zu der Tiefenposition Dp1 mit der Spitzenkonzentration P1 kürzer sein als der Abstand von der unteren Fläche 23 zu der Tiefenposition Dp2 mit der Spitzenkonzentration P2. In einem Fall, in dem die Position der Spitzenkonzentration in der Tiefenrichtung des Halbleitersubstrats 10 eine große Breite aufweist, kann eine Konzentrationsverteilung des Rekombinationszentrums mit leichtem Gefälle erreicht werden, indem der Lebensdauersteuerbereich so ausgebildet wird, dass er in der Tiefenrichtung eine große Breite aufweist. Somit kann verhindert werden, dass der Leckstrom als Antwort auf einen Anstieg der angelegten Spannung stark ansteigt.
  • Die Konzentrationsverteilung in dem oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 72 und dem ersten oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74, die durch die vertikale Achse in 1c angegeben ist, kann eine Heliumkonzentration sein oder kann eine Dichte von durch Heliumimplantation gebildeten Kristalldefekten sein. Die Kristalldefekte können Zwischengitter-Helium, Leerstellen, Doppelleerstellen und dergleichen sein. Mit diesen Kristalldefekten werden die Rekombinationszentren der Träger gebildet. Die Rekombination der Träger wird über ein Fangniveau (Einfangniveau) des gebildeten Rekombinationszentrums ermöglicht. Die Lebensdauerbegrenzer-Konzentration entspricht der Fangstellendichte. Die Konzentrationsverteilung in dem oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 72 und dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74, die durch die vertikale Achse in 1c angegeben ist, kann die Rekombinationszentrums-Konzentration oder die Rekombinationszentrums-Dichte des Energieniveaus sein.
  • Die Spitzenkonzentrationsposition 76-2 in dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 kann näher an der oberen Fläche 21 liegen als der Pufferbereich 20 oder kann innerhalb des Pufferbereichs 20 liegen. In diesem Beispiel kann die Spitzenkonzentrationsposition 76-2 in dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 näher an der oberen Fläche 21 liegen als der Pufferbereich 20.
  • Die Position 76-1 der Spitzenkonzentration in dem oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 72 kann näher an der unteren Fläche 23 liegen als der Boden des Grabenabschnitts oder kann innerhalb des ersten Mesaabschnitts 60, des zweiten Mesaabschnitts 62 oder des dritten Mesaabschnitts 64 liegen. Wie es oben beschrieben ist, ist der erste Mesaabschnitt 60, der zweite Mesaabschnitt 62 oder der dritte Mesaabschnitt 64 ein Bereich, der näher an der oberen Fläche 21 liegt als der Boden des Grabenabschnitts. In diesem Beispiel liegt die Spitzenkonzentrationsposition in dem oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 72 näher an der unteren Fläche 23 als an dem Boden des Grabenabschnitts.
  • Die Spitzenkonzentrationsposition in dem oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 72 kann an einer Position bereitgestellt sein, die tiefer als die Mitte in der Tiefenrichtung des Halbleitersubstrats 10 ist (d. h. an einer Position in einer Tiefe T/2 von der oberen Fläche 21). In diesem Fall kann der Schwanzteil 78-1 des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 72 näher an der oberen Fläche 21 als an der Spitzenkonzentrationsposition 76-1 bereitgestellt sein. Somit werden insbesondere die Träger, die sich auf der Seite der oberen Fläche 21 in dem Diodenabschnitt 81 angesammelt haben, reduziert, wodurch eine sanfte Erholung erreicht werden kann.
  • In diesem Beispiel ist die Lebensdauerbegrenzer-Konzentration P2 des ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 74 höher eingestellt als die Lebensdauerbegrenzer-Konzentration P1 des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 72, so dass die Lebensdauerbegrenzer-Konzentration des Halbleitersubstrats 10 als Ganzes erhöht werden kann und gleichzeitig die Lebensdauerbegrenzer-Konzentration des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 72, die zum Leckstrom beiträgt, aufrechterhalten wird. Somit kann der Kompromiss zwischen der EIN-Spannung und dem Ausschaltleistungsverlust des Transistorabschnitts 70 angepasst werden und gleichzeitig können die Leckstromcharakteristiken des Transistorabschnitts 70 beibehalten werden.
  • 2a ist ein Diagramm, das eine obere Oberfläche einer Halbleitervorrichtung 150 gemäß einem Vergleichsbeispiel teilweise zeigt. Die Halbleitervorrichtung 150 in 2a ist nicht mit dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 auf der Seite der unteren Fläche 23 versehen. Ein oberflächenseitiger Lebensdauersteuerbereich 272 ist an einer Position bereitgestellt, die mit der in 1a in der Draufsicht auf das Halbleitersubstrat 10 identisch ist.
  • 2b ist ein Diagramm, das den Querschnitt entlang der Linie z-z' in 2a zeigt. Wie es in 2b gezeigt ist, ist die Halbleitervorrichtung 150 des Vergleichsbeispiels nicht mit dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 auf der Seite der unteren Fläche 23 versehen. Der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 272 ist an der gleichen Position wie der entsprechenden Position in 1b in dem z-z'-Querschnitt bereitgestellt.
  • Die Halbleitervorrichtung 150 des Vergleichsbeispiels weist nicht den ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 auf und somit können die Lochimplantation aus der Emitterseite des Transistorabschnitts 70 und das Fließen der implantierten Löcher in den Kathodenbereich 82 kann nicht unterdrückt werden, wenn der Diodenabschnitt 81 arbeitet. Darüber hinaus können die Tiefe des ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 74 und dergleichen nicht angepasst werden. Somit können die Leckstromeigenschaften des Transistorabschnitts 70 nicht verbessert werden und der Kompromiss zwischen der EIN-Spannung und dem Ausschaltleistungsverlust des Transistorabschnitts 70 kann nicht verbessert werden.
  • 3a ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel des Querschnitts a-a' in 1a zeigt. Eine in 3a gezeigte Halbleitervorrichtung 100 unterscheidet sich von der in 1b gezeigten Halbleitervorrichtung 100 darin, dass in der in 1b gezeigten Halbleitervorrichtung 100 ferner ein zweiter unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-1 bereitgestellt ist. Ferner unterscheidet sich die in 3a gezeigte Halbleitervorrichtung 100 von der in 1b gezeigten Halbleitervorrichtung 100 darin, dass ein Ende Krb1 des ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 74 für die untere Fläche in dem Grenzabschnitt 90 in der Y-Achsenrichtung bereitgestellt ist.
  • Der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75-1 ist auf der Seite der unteren Fläche 23 bereitgestellt. Der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75-1 ist in Bezug auf die untere Fläche 23 an einer tieferen Position bereitgestellt als der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74. Der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75-1 dieses Beispiels ist in Tiefenrichtung zwischen dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 und dem oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 72 angeordnet. Der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75-1 für kann so bereitgestellt sein, dass er mit dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 in der Draufsicht auf das Halbleitersubstrat 10 überlappt. Der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75-1 in der Y-Achsenrichtung durchgehend von dem Transistorabschnitt 70 zu dem Nachbarelementabschnitt 80 bereitgestellt sein. Bei dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-1 dieses Beispiels ist ein Ende Klb2 in der Y-Achsenrichtung in dem Transistorabschnitt 70 bereitgestellt und das andere Ende Krb2 in dem Nachbarelementabschnitt 80 bereitgestellt. Insbesondere ist das Ende Krb2 in dem Diodenabschnitt 81 bereitgestellt.
  • Bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels ist eine Breite Wb' eine Breite in der Y-Achsenrichtung von dem Ende Krb2 des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75-1 in der Y-Achsenrichtung bis zu dem Ende R. Eine Breite Wc ist eine Breite in der Y-Achsenrichtung von einem Ende Kls des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 72 in der Y-Achsenrichtung zu einem Ende Klb2 des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75-1 in der Y-Achsenrichtung. Der Endabschnitt Kls dieses Beispiels ist in dem Transistorabschnitt 70 bereitgestellt. Eine Breite Wtk ist eine Breite in der Y-Achsenrichtung von dem Ende Klb2 des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75-1 in der Y-Achsenrichtung bis zu dem Ende R.
  • Ein Ende S ist ein Ende des Transistorabschnitts 70 in der Y-Achsenrichtung, wie es in 3a gezeigt ist. In diesem Beispiel befindet sich das Ende S in der Y-Achsenrichtung in der Mitte des Gate-Grabenabschnitts 40, der in der Y-Achsenrichtung dem Diodenabschnitt 81 am nächsten liegt. Eine XZ-Ebene, die durch das Ende S verläuft, ist als eine Grenze zwischen dem Transistorabschnitt 70 und dem Nachbarelementabschnitt 80 definiert. Bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels ist eine Breite Wt eine Breite in der Y-Achsenrichtung zwischen dem Ende Klb2 des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75-1 in Y-Achsenrichtung und dem Ende S. Eine Breite Wk ist eine Breite in Y-Achsenrichtung zwischen dem Ende S und dem Ende Krb1 der ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 74 in Y-Achsenrichtung. Das Ende Krb1 ist in dem Nachbarelementabschnitt 80 bereitgestellt.
  • Bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels kann die Breite Wa mehr als 3-mal so groß wie die Breite Wb' und weniger als 15-mal so groß wie die Breite Wb' sein. Die Breite Wc kann mehr als 0,1-mal so groß wie die Breite Wa und weniger als 0,3-mal so groß wie die Breite Wa sein. Die Breite Wtk kann mehr als 0,5-mal so groß wie die Breite Wa und weniger als 0,9-mal so groß wie die Breite Wa sein. Die Breite Wt kann mehr als 0,1-mal so groß wie die Breite Wa und weniger als 0,3-mal so groß wie die Breite Wa sein. Die Breite Wk kann mehr als 0,05-mal so groß wie die Breite Wa und weniger als 0,2-mal so groß wie die Breite Wa sein.
  • Bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels kann die Breite Wa größer oder gleich 90 µm und kleiner oder gleich 150 µm sein. Die Breite Wb' kann größer oder gleich 10 µm und kleiner oder gleich 30 µm sein. Die Breite Wc kann größer oder gleich 20 µm und kleiner oder gleich 30 µm sein. Die Breite Wtk kann größer oder gleich 80 µm und kleiner oder gleich 120 µm sein. Die Breite t kann größer oder gleich 20 µm und kleiner oder gleich 30 µm sein. Die Breite Wk kann größer oder gleich 10 µm und kleiner oder gleich 20 µm sein.
  • Der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75-1 kann durchgehend von dem Transistorabschnitt 70 zu dem Nachbarelementabschnitt 80 in der Y-Achsenrichtung bereitgestellt sein. Der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75-1 kann in einem Teil des Transistorabschnitts 70 und in einem Teil des Nachbarelementabschnitts 80 bereitgestellt sein. Auf diese Weise kann eine Implantation von Löchern aus dem Emitterbereich 12 des Transistorabschnitts 70 und dem Emitterbereich 12 des Grenzabschnitts 90 in den Kathodenbereich 82 des Diodenabschnitts 81 unterdrückt werden, wenn der Diodenabschnitt 81 arbeitet. Somit können die Sperrerholungseigenschaften des Diodenabschnitts 81 verbessert werden und ferner können Zerstörungen des Grenzabschnitts 90 durch Schalten verhindert werden.
  • In dem Transistorabschnitt 70 kann die Position des Endes Klb2 des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75-1 in der Y-Achsenrichtung näher an dem Nachbarelementabschnitt 80 (oder dem Diodenabschnitt 81) liegen als das Ende Kls des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 72. Somit ist in Y-Achsenrichtung die Länge des in dem Transistorabschnitt 70 bereitgestellten zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75-1 kürzer als die Länge des in dem Transistorabschnitt 70 bereitgestellten oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 72. Wenn das Ende Klb2 näher an dem Nachbarelementabschnitt 80 bereitgestellt ist als das Ende Kls, kann die Implantation von Löchern aus dem Emitterbereich 12 des Transistorabschnitts 70 und dem Emitterbereich 12 des Grenzabschnitts 90 in den Kathodenbereich 82 des Diodenabschnitts 81 unterdrückt werden, wenn der Diodenabschnitt 81 arbeitet. Somit können die Sperrerholungseigenschaften des Diodenabschnitts 81 verbessert werden und ferner können Zerstörungen des Grenzabschnitts 90 durch Schalten verhindert werden.
  • Der Kollektorbereich 22 kann in einer Verlängerung eines Weges bereitgestellt sein, der von dem Ende Kls bist zu dem Ende Klb2 reicht, wie dies durch eine Linie r-r' in 3a angezeigt ist. Somit kann eine gerade Linie, die das Ende Kls und das Ende Klb2 miteinander verbindet, den Kollektorbereich 22 kreuzen. Die gerade Linie kann auch den ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 kreuzen. Wenn die gerade Linie, die das Ende Kls und das Ende Klb2 miteinander verbindet, so bereitgestellt ist, dass sie den Kollektorbereich 22 kreuzt, ist es wahrscheinlich, dass einige der Löcher, die sich aus dem Emitterbereich 12 des Transistorabschnitts 70 und aus dem Emitterbereich 12 des Grenzabschnitts 90 in den Kathodenbereich 82 des Diodenabschnitts 81 bewegen, in dem Lebensdauersteuerbereich wie etwa dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 rekombinieren und verschwinden. Somit kann bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels eine Implantation von Löcher aus dem Emitterbereich 12 des Transistorabschnitts 70 und dem Emitterbereich 12 des Grenzabschnitts 90 in den Kathodenbereich 82 des Diodenabschnitts 81 unterdrückt werden, wenn der Diodenabschnitt 81 arbeitet. Somit können die Sperrerholungseigenschaften des Diodenabschnitts 81 verbessert werden und ferner können Zerstörungen des Grenzabschnitts 90 durch Schalten verhindert werden.
  • An dem Ende S können sich der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 und der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75-1 in der Tiefenrichtung des Halbleitersubstrats 10 überlappen, wie es in 3a gezeigt ist. Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 und der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75-1 können sich in einem Bereich des Transistorabschnitts 70, der in Kontakt mit dem Grenzabschnitt 90 steht, in der Y-Achsenrichtung überlappen. Ferner können sich der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 und der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75-1 in einem Bereich des Grenzabschnitts 90, der in Kontakt mit dem Transistorabschnitt 70 steht, überlappen. Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 und der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75-1 kann sowohl den Transistorabschnitt 70 als auch den Grenzabschnitt 90 überlappen.
  • Bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels überlappen sich an dem Ende S der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 und der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75-1 in der Tiefenrichtung des Halbleitersubstrats 10. Es ist daher wahrscheinlicher, dass einige der Löcher, die sich aus dem Emitterbereich 12 des Transistorabschnitts 70 in den Kathodenbereich 82 des Diodenabschnitts 81 bewegen, rekombinieren und verschwinden, als in einem Fall, in dem der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 und der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75-1 sich in der Tiefenrichtung des Halbleitersubstrats 10 an dem Ende S nicht überlappen. Somit können die Sperrerholungseigenschaften des Diodenabschnitts 81 gegenüber der in 1a gezeigten Halbleitervorrichtung 100 weiter verbessert werden und ferner können Zerstörungen des Grenzabschnitts 90 durch Schalten verhindert werden.
  • Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 und der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75-1 überlappen sich in der Tiefenrichtung des Halbleitersubstrats 10 an dem Ende R möglicherweise nicht, wie es in 3a gezeigt ist. Bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels ist der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75-1 in der Y-Achsenrichtung durchgehend von dem Transistorabschnitt 70 zu dem Diodenabschnitt 81 bereitgestellt. Auch dann, wenn der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 an dem Ende R nicht bereitgestellt ist, kann aufgrund des Vorhandenseins des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75-1 die Implantation von Löchern aus dem Emitterbereich 12 des Transistorabschnitts 70 und dem Emitterbereich 12 des Grenzabschnitts 90 in den Kathodenbereich 82 des Diodenabschnitts 81 unterdrückt werden, wenn der Diodenabschnitt 81 arbeitet. Somit können die Sperrerholungseigenschaften des Diodenabschnitts 81 verbessert werden und ferner können Zerstörungen des Grenzabschnitts 90 durch Schalten verhindert werden.
  • Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 kann durchgehend von dem Transistorabschnitt 70 zu dem Grenzabschnitt 90 in Y-Achsenrichtung bereitgestellt sein. Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 ist möglicherweise nicht in einem Teil des Grenzabschnitts 90, der in Kontakt mit dem Diodenabschnitt 81 steht, und möglicherweise nicht in dem Diodenabschnitt 81 bereitgestellt. Wenn der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 in dem Bereich des Grenzabschnitts 90, der mit dem Diodenabschnitt 81 in Kontakt steht, nicht bereitgestellt ist, können Löcher aus dem Kollektorbereich 22 des Grenzabschnitts 90 in den Diodenabschnitt 81 implantiert werden. Somit können hervorragende Eigenschaften des Diodenabschnitts 81 hinsichtlich einer sanften Sperrerholung erzielt werden.
  • 3b ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationsverteilung in dem oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 72, dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 und dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-1 in einem c-c'-Querschnitt in 3a zeigt. In 3b ist die vertikale Achse eine logarithmische Achse, die die Lebensdauerbegrenzer-Konzentration angibt. Die horizontale Achse ist eine lineare Achse, die eine Position in der Tiefenrichtung des Halbleitersubstrats 10 angibt. Der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 ist ein Beispiel, bei dem Heliumionen durch die obere Fläche 21 implantiert werden. Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 ist ein Beispiel, bei dem Heliumionen durch die untere Fläche 23 implantiert werden. In 3a sind die Spitzenpositionen der Lebensbegrenzer-Konzentration in den Lebensdauersteuerbereichen mit x-Markierungen angegeben. In einem Fall, in dem Heliumionen und dergleichen durch die obere Fläche 21 implantiert werden, kann ein Teil, der näher an der oberen Fläche 21 liegt als die Spitzenposition, eine Konzentrationsverteilung der Lebensdauerbegrenzer aufweisen, die niedriger als die Spitzenkonzentration ist.
  • Wie es in 3b gezeigt ist, kann die Spitzenkonzentration P2 der Lebensdauerbegrenzer-Konzentration in dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 höher sein als eine Spitzenkonzentration P3 der Lebensdauerbegrenzer-Konzentration in dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-1, der näher an der oberen Fläche 21 bereitgestellt ist als der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74. Die Lebensdauerbegrenzer-Konzentration P2 in dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 kann zweibis fünfmal so hoch sein wie die Lebensdauerbegrenzer-Konzentration P3 in dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-1.
  • Die Breite w1 der Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationsverteilung in dem oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 72 kann größer sein als eine Breite w3 der Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationsverteilung in dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-1. Die Breite w3 der Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationsverteilung in dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-1 kann größer sein als die Breite w2 der Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationsverteilung in dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74.
  • Die Konzentrationsverteilung in dem oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 72, dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 und dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-1, die durch die vertikale Achse in 3b angegeben ist, kann eine Heliumkonzentration oder eine Dichte von Kristalldefekten, die durch Heliumimplantation gebildet werden, sein. Die Kristalldefekte können Zwischengitter-Helium, Leerstellen, Doppelleerstellen und dergleichen sein. Mit diesen Kristalldefekten werden die Rekombinationszentren der Träger gebildet. Die Konzentrationsverteilung in dem oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 72, dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 und dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-1, die durch die vertikale Achse in 3b angegeben ist, kann die Rekombinationszentrenkonzentration oder die Rekombinationszentrendichte des Energieniveaus sein.
  • Die Positionen 76-2, 76-3 der Spitzenkonzentration in dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 und dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-1 können näher an der oberen Fläche 21 liegen als der Pufferbereich 20. In diesem Beispiel befinden sich die Positionen 76-2, 76-3 der Spitzenkonzentration in dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 und dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-1 näher an der oberen Fläche 21 als der Pufferbereich 20.
  • Die Lebensdauerbegrenzer-Konzentration P2 in dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 kann höher sein als die Lebensdauerbegrenzer-Konzentration P3 in dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-1. Wenn der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75-1 bereitgestellt ist, kann die gesamte Lebensdauerbegrenzer-Konzentration des Halbleltersubstrats 10 erhöht werden, ohne die Lebensdauerbegrenzer-Konzentration in dem oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 72 zu erhöhen. Somit können die Leckstromeigenschaften des Transistorabschnitts 70, die mit den Lebensdauerbegrenzern in dem oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 72 in Beziehung stehen, gegenüber jenen in der in 1b gezeigten Halbleitervorrichtung 100 verbessert werden. Darüber hinaus kann ein ausgezeichneter Kompromiss zwischen der EIN-Spannung und dem Ausschaltleistungsverlust des Transistorabschnitts 70 erzielt werden.
  • 3c ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel des a-a'-Querschnitts in 1a zeigt. Die in 3c gezeigte Halbleitervorrichtung 100 unterscheidet sich von der in 3a gezeigten Halbleitervorrichtung 100 darin, dass das Ende Klb2 in der Y-Achsenrichtung des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75-1 in dem Grenzabschnitt 90 bereitgestellt ist. Insbesondere ist bei der Haibleitervorrichtung 100 dieses Beispiels der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75-1 durchgehend in Y-Achsenrichtung von dem Grenzabschnitt 90 zu dem Diodenabschnitt 81 bereitgestellt. Der Transistoranschnitt 70 ist nicht mit dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-1 versehen. Das Ende Krb1 des ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 74 in der Y-Achsenrichtung ist wie bei der in 3a gezeigten Halbleitervorrichtung 100 in dem Grenzabschnitt 90 bereitgestellt.
  • Bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels kann die Breite Wc' das 0,1-fache der Breite Wa oder mehr und das 0,3-fache der Breite Wa oder weniger betragen. Die Breite Wtk' kann das 0,3-fache der Breite Wa oder mehr und das 0,8-fache der Breite Wa oder weniger betragen. Die Breite Wt' kann das 0,1-fache der Breite Wa oder mehr und das 0,3-fache der Breite Wa oder weniger betragen. Die Breite Wt' kann das 0,25-fache der Breite Wa oder mehr und das 0,6-fache der Breite Wa oder weniger betragen.
  • In der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels kann die Breite Wc' größer oder gleich 50 µm und kleiner oder gleich 70 µm sein. Die Breite Wtk' kann größer oder gleich 50 µm und kleiner oder gleich 80 µm sein. Die Breite Wt' kann größer oder gleich 20 µm und kleiner oder gleich 30 µm sein. Die Breite Wk' kann größer oder gleich 40 µm und kleiner oder gleich 60 µm sein.
  • Bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels überlappen sich, wie es in 3c gezeigt ist, der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 und der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75-1 in der Tiefenrichtung des Halbleitersubstrats 10 in dem Grenzabschnitt 90. Ein transistorseitiger Bereich des Grenzabschnitts 90, der mit dem Transistorabschnitt 70 in Kontakt steht, kann mit dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 versehen sein und möglicherweise nicht mit dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-1 versehen sein. Ein diodenseitiger Bereich des Grenzabschnitts 90, der mit dem Diodenabschnitt 81 in Kontakt steht, kann mit dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-1 versehen sein und möglicherweise nicht mit dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 versehen sein. In dem Grenzabschnitt 90 kann ein Zwischenbereich zwischen dem transistorseitigen Bereich und dem diodenseltigen Bereich sowohl mit dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 als auch mit dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-1 versehen sein. Bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels überlappen sich der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 und der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75-1 in der Z-Achsenrichtung in dem Grenzabschnitt 90, wodurch einige der Löcher, die sich von dem Emitterbereich 12 des Transistorabschnitts 70 und dem Emitterbereich 12 des Grenzabschnitts 90 zu dem Kathodenbereich 82 des Diodenabschnitts 81 bewegen, rekombinieren und verschwinden. Somit können die Sperrerholungseigenschaften des Diodenabschnitts 81 verbessert werden.
  • Bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels ist der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75-1 durchgehend von dem Grenzabschnitt 90 zu dem Diodenabschnitt 81 in der Y-Achsenrichtung bereitgestellt. Obwohl der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 nicht in dem Diodenabschnitt 81 bereitgestellt ist, kann somit eine Implantation von Löchern aus dem Emitterbereich 12 des Transistorabschnitts 70 und dem Emitterbereich 12 des Grenzabschnitts 90 in den Kathodenbereich 82 des Diodenabschnitts 81 unterdrückt werden. Somit können die Sperrerholungseigenschaften des Diodenabschnitts 81 wie bei der in 3a gezeigten Halbleitervorrichtung 100 verbessert werden.
  • Bei der Halbleltervorrichtung 100 dieses Beispiels ist das Ende Klb2 des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75-1 wie bei der in 3a gezeigten Halbleitervorrichtung 100 näher an dem Diodenabschnitt 81 bereitgestellt als das Ende Kls des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 72 in der Y-Achsenrichtung. Somit können die Sperrerholungseigenschaften des Diodenabschnitts 81 wie bei der in 3a gezeigten Halbleitervorrichtung 100 verbessert werden.
  • Bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels ist der Kollektorbereich 22 auf einer Verlängerung eines Weges von dem Ende Kls zu dem Ende Klb bereitgestellt, wie es durch eine Linie r-r' in 3c angezeigt ist. Somit können wie bei der in 3a gezeigten Halbleitervorrichtung 100 die Sperrerholungseigenschaften des Diodenabschnitts 81 verbessert werden. Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 kann auch auf der Verlängerung des Weges bereitgestellt sein.
  • Bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels überlappen sich der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 und der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75-1 in der Z-Achsenrichtung an dem Ende R nicht. Bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels ist der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75-1 in der Y-Achsenrichtung durchgehend von dem Grenzabschnitt 90 zu dem Diodenabschnitt 81 bereitgestellt. Obwohl der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 in dem Diodenabschnitt 81 bereitgestellt ist, kann somit eine Implantation von Löchern aus dem Emitterbereich 12 des Transistorabschnitts 70 und dem Emitterbereich 12 des Grenzabschnitts 90 in den Kathodenbereich 82 des Diodenabschnitts 81 unterdrückt werden. Somit können wie bei der in 3a gezeigten Halbleitervorrichtung 100 die Sperrerholungseigenschaften des Diodenabschnitts 81 verbessert werden.
  • Bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels kann wie bei der in 3a gezeigten Halbleitervorrichtung 100 der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 in der Y-Achsenrichtung durchgehend von dem Transistorabschnitt 70 zu einem Teilbereich des Grenzabschnitts 90 bereitgestellt sein. Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 ist möglicherweise nicht in einem Teil des Grenzabschnitts 90 und möglicherweise nicht in dem Diodenabschnitt 81 bereitgestellt. Wenn der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 nicht in einem Teil des Grenzabschnitts 90 bereitgestellt ist, wird die Implantation von Löchern aus dem Kollektorbereich 22 des Grenzabschnitts 90 in den Diodenabschnitt 81 nicht behindert. Somit können ausgezeichnete Eigenschaften des Diodenabschnitts 81 hinsichtlich sanfter Sperrerholung erzielt werden.
  • 4a ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel des a-a'-Querschnitts in 1a zeigt. Eine in 4a gezeigte Halbleltervorrichtung 100 unterscheidet sich von der in 3a gezeigten Halbleitervorrichtung 100 darin, dass der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 in der Y-Achsenrichtung durchgehend von dem Transistorabschnitt 70 bis zu einem Teilbereich des Diodenabschnitts 81, der mit dem Grenzabschnitt 90 in Kontakt steht, bereitgestellt ist. Das Ende Krb1 des ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 74 in Y-Achsenrichtung und das Ende Krb2 des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75-1 in Y-Achsenrichtung sind in dem Diodenabschnitt 81 bereitgestellt. Die Positionen des Endes Krb1 und des Endes Krb2 in der Y-Achsenrichtung können übereinstimmen oder nicht.
  • Bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels überlappen sich, wie es in 4a gezeigt ist, der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 und der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75-1 in der Tiefenrichtung des Halbleitersubstrats 10 sowohl an dem Ende S als auch an dem Ende R. Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 und der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75 1 dieses Beispiels überlappen sich in Z-Achsenrichtung in einem Bereich des Transistorabschnitts 70, der mit dem Grenzabschnitt 90 in Y-Achsenrichtung in Kontakt steht, in der Gesamtheit des Grenzabschnitts 90 und in einem Bereich des Diodenabschnitts 81, der mit dem Grenzabschnitt 90 in Kontakt steht. Somit ist es wahrscheinlicher, dass Löcher, die aus dem Transistorabschnitt 70 und dem Grenzabschnitt 90 in die Nähe des Endes R des Kathodenbereichs 82 des Diodenabschnitts 81 fließen, rekombinieren und verschwinden, als bei den in 3a und 3c gezeigten Halbleitervorrichtungen 100. Somit können die Sperrerholungseigenschaften des Diodenabschnitts 81 gegenüber denen in 3a und 3c gezeigten Halbleitervorrichtungen 100 verbessert werden.
  • 4b ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel des in 1a gezeigten a-a'-Querschnitts zeigt. Eine in 4b gezeigte Halbleitervorrichtung 100 unterscheidet sich von der in 3c gezeigten Halbleitervorrichtung 100 darin, dass der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 in der Y-Achsenrichtung durchgehend von dem Transistorabschnitt 70 zu einem Teilbereich des Diodenabschnitts 81, der in Kontakt mit dem Grenzabschnitt 90 steht, bereitgestellt ist. Das Ende Krb1 des ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 74 in der Y-Achsenrichtung und das Ende Krb2 des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75-1 in der Y-Achsenrichtung sind in dem Diodenabschnitt 81 bereitgestellt. Die Positionen des Endes Krb1 und des Endes Krb2 in der Y-Achsenrichtung können übereinstimmen oder nicht.
  • Bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels überlappen sich wie in 4b gezeigt der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 und der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75-1 in der Tiefenrichtung des Halbleitersubstrats 10 an dem Ende R. Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 und der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75-1 dieses Beispiels überlappen sich in der Z-Achsenrichtung in einem Bereich des Grenzabschnitts 90, der in Y Achsenrichtung in Kontakt mit dem Diodenabschnitt 81 steht, und einem Bereich des Diodenabschnitts 81, der in Kontakt mit dem Grenzabschnitt 90 steht. Somit ist es wahrscheinlicher, dass Löcher, die von dem Transistorabschnitt 70 und dem Grenzabschnitt 90 in die Nähe des Endes R des Kathodenbereichs 82 des Diodenabschnitts 81 fließen, rekombinieren und verschwinden, als in den in 3a und 3c gezeigten Halbleitervorrichtungen 100. Somit können die Sperrerholungseigenschaften des Diodenabschnitts 81 gegenüber den in 3a und 3c gezeigten Halbleitervorrichtungen 100 verbessert werden.
  • 5a ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel des in 1a gezeigten a-a'-Querschnitts zeigt. Eine in 5a gezeigte Halbleitervorrichtung 100 unterscheidet sich von der in 3a gezeigten Halbleitervorrichtung 100 darin, dass mehrere zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereiche 75 in verschiedenen Tiefen in der Z-Achsenrichtung bereitgestellt sind. 5a zeigt ein Beispiel, in dem vier zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereiche 75 bereitgestellt sind. In diesem Beispiel sind die mehreren zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereiche 75 als zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereiche 75-1, 75-2, 75-3 und 75-4 in dieser Reihenfolge von der Seite der unteren Fläche 23 aus definiert.
  • Bei jedem der zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereiche 75 ist das Ende Klb in dem Transistorabschnitt 70 bereitgestellt, wie es in 5a gezeigt ist. Das Ende Klb des unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75, das näher an der unteren Fläche 23 bereitgestellt ist, kann in der Y-Achsenrichtung näher an dem Diodenabschnitt 81 bereitgestellt sein als das Ende Klb des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75, das näher an der oberen Fläche 21 bereitgestellt ist. Somit kann, wie es durch eine gestrichelte Linie t-t' in 5a angezeigt ist, das näher an der unteren Fläche 23 bereitgestellte Ende Klb in der Y-Achsenrichtung näher an dem Diodenabschnitt 81 bereitgestellt sein.
  • Bei jedem der zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereiche 75 ist das Ende Krb in dem Diodenabschnitt 81 bereitgestellt, wie es in 5a gezeigt ist. Das Ende Krb des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75, das näher an der unteren Fläche 23 bereitgestellt ist, kann weiter von dem Transistorabschnitt 70 entfernt bereitgestellt sein als das Ende Krb des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75, das mehr auf der Seite der oberen Fläche 21 liegt. Somit kann, wie es durch eine gestrichelte Linie u-u' in 5a gezeigt ist, das näher an der unteren Fläche 23 bereitgestellte Ende Krb in der Y-Achsenrichtung weiter von dem Transistorabschnitt 70 entfernt bereitgestellt sein.
  • Bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels ist das Ende Klb des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75 näher an dem Diodenabschnitt 81 bereitgestellt als das Ende Kls des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 72. Von den mehreren Enden Klb der mehreren zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereiche 75 ist eines, das näher an der unteren Fläche 23 bereitgestellt ist, näher an dem Diodenabschnitt 81 bereitgestellt. Somit kann die Implantation von Löchern aus dem Emitterbereich 12 des Transistorabschnitts 70 und dem Emitterbereich 12 des Grenzabschnitts 90 in den Kathodenbereich 82 des Diodenabschnitts 81 unterdrückt werden, wenn der Diodenabschnitt 81 arbeitet. Somit können die Sperrerholungseigenschaften des Diodenabschnitts 81 verbessert werden. Die mehreren zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereiche 75 können in der Y-Achsenrichtung voneinander verschiedene Längen aufweisen.
  • Bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels ist das Ende Krb1 des ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 74 auf der Seite des Diodenabschnitts 81 in der Y-Achsenrichtung in dem Grenzabschnitt 90 bereitgestellt. Bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels überlappen sich das Ende Krb1 des ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 74 und zwei oder mehr der zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereiche 75 in der Z-Achsenrichtung an dem Ende S. An dem Ende S können sich alle (in diesem Beispiel vier) zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereiche 75 in der Z-Achsenrichtung überlappen. In diesem Beispiel sind die mehreren unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereiche 75 so bereitgestellt, dass es wahrscheinlicher ist, dass einige der Löcher, die sich von dem Emitterbereich 12 des Transistorabschnitts 70 und dem Emitterbereich 12 des Grenzabschnitts 90 in die Kathodenzone 82 des Diodenabschnitts 81 bewegen, rekombinieren und verschwinden, als in der in 3a gezeigten Halbleitervorrichtung 100. Somit können bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels die Sperrerholungseigenschaften des Diodenabschnitts 81 gegenüber der in der in 3a gezeigten Halbleitervorrichtung 100 verbessert werden.
  • In diesem Beispiel kann wie bei den in 3a und 3c gezeigten Halbleitervorrichtungen 100 der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 durchgehend von dem Transistorabschnitt 70 zu dem Grenzabschnitt 90 in der Y-Achsenrichtung bereitgestellt sein. Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 ist möglicherweise nicht in einem Bereich des Grenzabschnitts 90 in Kontakt mit dem Diodenabschnitt 81 bereitgestellt und möglicherweise nicht in dem Diodenabschnitt 81 bereitgestellt. Wenn der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 nicht in dem Bereich des Grenzabschnitts 90, der mit dem Diodenabschnitt 81 in Kontakt steht, bereitgestellt ist, können Löcher aus dem Kollektorbereich 22 des Grenzabschnitts 90 in den Diodenabschnitt 81 implantiert werden. Somit können hervorragende Eigenschaften des Diodenabschnitts 81 hinsichtlich welcher Sperrerholung erzielt werden.
  • 5b ist ein Diagramm, das eine Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationsverteilung in dem oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 72, dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 und den mehreren zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichen 75 in einem d-d'-Querschnitt in 5a zeigt. In 5b ist die vertikale Achse eine logarithmische Achse, die die Lebensdauerbegrenzer-Konzentration angibt. Die horizontale Achse ist eine lineare Achse, die eine Position in der Tiefenrichtung des Halbleitersubstrats 10 angibt. Eine Lebensdauerbegrenzer-Konzentration P2 in dem auf der Seite der unteren Fläche 23 bereitgestellten ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereiche 74 höher als jede der Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationen P3-1, P3-2, P3-3 und P3-4 in den mehreren zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereiche 75, die näher an der oberen Fläche 21 bereitgestellt sind als der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74. Von den mehreren zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichen 75 kann der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75, der näher an der unteren Fläche 23 bereitgestellt ist, eine höhere Lebensdauerbegrenzer-Konzentration P3 aufweisen. Die Lebensdauerbegrenzer-Konzentration P2 des ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 74 kann zweibis fünfmal höher sein als die maximale Konzentration (P3-1 in diesem Beispiel) der Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationen P3 der zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereiche 75.
  • Bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels ist die Lebensdauerbegrenzer-Konzentration P2 in dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 höher als die Lebensdauerbegrenzer-Konzentration P3 in dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75 und von den mehreren zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichen 75, weist eine, die näher an der unteren Fläche 23 liegt, eine höhere Lebensdauerbegrenzer-Konzentration P3 auf. Bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels kann die Lebensdauerbegrenzer-Konzentration des Halbleitersubstrats 10 insgesamt erhöht werden, während die Lebensdauerbegrenzer-Konzentration P1 des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 72, die zum Leckstrom beiträgt, beibehalten wird. Somit kann der Kompromiss zwischen der EIN-Spannung und dem Ausschaltleistungsverlust des Transistorabschnitts 70 angepasst werden, während die Leckstromeigenschaften des Transistorabschnitts 70 beibehalten werden.
  • Es ist ausreichend, wenn die Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationen P3 der mehreren zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereiche 75 derart sind, dass die Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationen P3 im Allgemeinen von der Seite der oberen Fläche 21 zu der Seite der unteren Fläche 23 hoch sind. Es kann insbesondere eine lokale Umkehrung von hohen und niedrigen Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationen geben, beispielsweise in einem Fall, in dem die Lebensdauerbegrenzer-Konzentration P3-3 des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75-3 höher ist als die Lebensdauerbegrenzer-Konzentration P3-2 des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75-2. Die Lebensdauerbegrenzer-Konzentration P3-1 des der unteren Fläche 23 am nächsten liegenden zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75-1 kann von den Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationen P3 der mehreren zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereiche 75 der Maximalwert sein. Die Lebensdauerbegrenzer-Konzentration P3-4 des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75-4, der der oberen Fläche 21 am nächsten liegt, kann von den Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationen P3 der mehreren zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereiche 75 der Minimalwert sein.
  • Die Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationsverteilung weist zwischen den Spitzenkonzentrationen P3 Talabschnitte auf. Von den lokalen Minimalwerten V3 in den Talabschnitten der Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationen kann einer, der näher an der unteren Fläche 23 liegt, höher sein. Ferner kann ein lokaler Minimalwert der Lebensdauerbegrenzer-Konzentration zwischen der Konzentrationsspitze P2 des ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 74, der der unteren Fläche 23 am nächsten liegt, und der unteren Fläche 23 höher sein als die lokalen Minimalwerte V3 der Zentrierung in den Talabschnitten zwischen den mehreren Spitzen P3.
  • Es ist ausreichend, wenn die lokalen Minimalwerte V3 in den Talabschnitten derart sind, dass die Konzentrationen in den Talabschnitten, die näher an der unteren Fläche 23 liegen, im Allgemeinen höher sind als in den Talabschnitten, die näher an der oberen Fläche 21 liegen. insbesondere kann es eine lokale Umkehrung von hohen und niedrigen Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationen geben, wie beispielsweise ein Fall, in dem die Lebensdauerbegrenzer-Konzentration in dem Talabschnitt zwischen dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-3 und dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-4 höher ist als die Lebensdauerbegrenzer-Konzentration in dem Talabschnitt zwischen dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-2 und dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-3. Eine Lebensdauerbegrenzer-Konzentration V3-1 in dem der unteren Fläche 23 am nächsten liegenden Talabschnittkann von den Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationen V3 in den mehreren Talabschnitten der Maximalwert sein. Eine Lebensdauerbegrenzer-Konzentration V3-4 in dem Talabschnitt, der der oberen Fläche 21 am nächsten liegt, kann von den Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationen V3 in den mehreren Talabschnitten der Minimalwert sein.
  • Eine Breite w3-4 der Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationsverteilung in dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-4 kann größer sein als eine Breite w3-3 der Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationsverteilung in dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-3. Die Breite w3-3 der Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationsverteilung in dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-3 kann größer sein als eine Breite w3-2 der Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationsverteilung in dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-2. Die Breite w3-2 der Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationsverteilung in dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-2 kann größer sein als eine Breite w3-1 der Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationsverteilung in dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-1. Die Breite w3-1 der Lebensdauerbegrenzer-Konzentratlonsvertellung in dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-1 kann größer sein als die Breite w2 der Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationsverteilung in dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74. Die Breite w1 der Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationsverteilung in dem oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 72 kann größer sein als die Breite w3-4 der Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationsverteilung in dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-4. Die Breite w1 der Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationsverteilung in dem oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 72 kann größer sein als die Breite w3-3 der Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationsverteilung in dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-3 und kann kleiner sein als die Breite w3-4 der Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationsverteilung in dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-4. Die Breite w1 der Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationsverteilung in dem oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 72 kann größer sein als die Breite w3-2 der Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationsverteilung in dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-2 und kann kleiner sein als die Breite w3-3 der Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationsverteilung in dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-3. Die Breite w1 der Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationsverteilung in dem oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 72 kann größer sein als die Breite w3-1 der Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationsverteilung in dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-1 und kann kleiner sein als die Breite w3-2 der Lebensdauerbegrenzer-Konzentrationsverteilung in dem zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-2.
  • 5c ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel des a-a'-Querschnitts in 1a zeigt. Eine in 5c gezeigte Halbleitervorrichtung 100 unterscheidet sich von der in 5a gezeigten Halbleitervorrichtung 100 darin, dass die Enden Klb von zwei oder mehr zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichen 75 in der Y-Achsenrichtung in dem Grenzabschnitt 90 bereitgestellt sind. Die Enden Klb aller zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichen 75 in der Y-Achsenrichtung können in dem Grenzabschnitt 90 bereitgestellt sein.
  • Bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels überlappen sich in dem Grenzabschnitt 90 der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 und die mehreren zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereiche 75 in der Z-Achsenrichtung. Wie bei der in 5a gezeigten Halbleitervorrichtung 100 rekombinieren und verschwinden in diesem Beispiel einige der Löcher, die sich von dem Emitterbereich 12 des Transistorabschnitts 70 und dem Emitterbereich 12 des Grenzabschnitts 90 zu dem Kathodenbereich 82 des Diodenabschnitts 81 bewegen, in den jeweiligen Lebensdauersteuerbereichen. Somit können bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels die Sperrerholungseigenschaften des Diodenabschnitts 81 wie bei der in 5a gezeigten Halbleitervorrichtung 100 verbessert werden.
  • 5d ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel des a-a'-Querschnitts in 1a zeigt. Eine in 5d gezeigte Halbleitervorrichtung 100 unterscheidet sich von der in 5a gezeigten Halbleitervorrichtung 100 darin, dass der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 in der Y-Achsenrichtung durchgehend von dem Transistorabschnitt 70 zu dem Diodenabschnitt 81 bereitgestellt ist.
  • Bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels überlappen sich, wie es in 5d gezeigt ist, der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 und der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75 in der Z-Achsenrichtung in einem Bereich von dem Transistorabschnitt 70 zu dem Diodenabschnitt 81. Somit ist es wahrscheinlich, dass einige der Löcher, die sich von dem Emitterbereich 12 des Transistorbereichs 70 und dem Emitterbereich 12 des Grenzbereichs 90 zu dem Kathodenbereich 82 des Diodenabschnitts 81 bewegen, rekombinieren und verschwinden. Somit können die Sperrerholungseigenschaften des Diodenabschnitts 81 gegenüber denen der in 5a und 5c gezeigten Halbleitervorrichtungen 100 verbessert sein. Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 dieses Beispiels hat das Ende Krb1 in der Y-Achsenrichtung in dem Diodenabschnitt 81. Das Ende Krb1 kann weiter von dem Transistorabschnitt 70 entfernt bereitgestellt sein als die Enden Krb der jeweiligen zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereiche 75. Insbesondere kann in dem Diodenabschnitt 81 der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 so bereitgestellt sein, dass er sich in der Y-Achsenrichtung länger erstreckt als der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75.
  • 5e ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel des a-a'-Querschnitts in 1a zeigt. Eine in 5e gezeigte Halbleitervorrichtung 100 unterscheidet sich von der in 5c gezeigten Halbleitervorrichtung 100 darin, dass der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 für in der Y-Achsenrichtung durchgehend von dem Transistorabschnitt 70 zu dem Diodenabschnitt 81 bereitgestellt ist.
  • Bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels überlappen sich, wie es in 5e gezeigt ist, der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 und der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75-1 in der Z-Achsenrichtung in einem Bereich von dem Grenzabschnitt 90 zu dem Diodenabschnitt 81. Somit ist es wahrscheinlicher, dass einige der Löcher, die sich von dem Emitterbereich 12 des Transistorbereichs 70 und von dem Emitterbereich 12 des Grenzabschnitts 90 zu dem Kathodenbereich 82 des Diodenabschnitts 81 bewegen, rekombinieren und verschwinden, als bei der in 5a und 5c gezeigten Halbleitervorrichtung 100. Somit können die Sperrerholungseigenschaften des Diodenabschnitts 81 gegenüber denen der In 5a und 5c gezeigten Halbleitervorrichtungen 100 verbessert sein.
  • 6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der oberen Fläche der in 1a gezeigten Halbleitervorrichtung 100 zeigt, die ferner einen Randabschlussstrukturabschnitt 96 umfasst, der an der Außenseite des Topfbereichs 11 positioniert ist. Ein Ende E ist ein Ende des Topfbereichs 11 auf der negativen Seite in der X-Achsenrichtung und ist ein Ende des Randabschlussstrukturabschnitts 96 auf der positiven Seite der X-Achsenrichtung. Ein Ende F ist ein Ende des Randabschlussstrukturabschnitts 96 auf der negativen Seite in der X-Achsenrichtung. Das Ende F kann ein Außenumfangsende eines Halbleiterchips sein, der die Halbleitervorrichtung 100 umfasst. In 6 gibt die negative Seite in der X-Achsenrichtung die Seite des Außenumfangsendes des Halbleiterchips an und die positive Seite in der X-Achsenrichtung die mittlere Seite des Halbleiterchips an.
  • Der Randabschlussstrukturabschnitt 96 kann mit einem Schutzring 97 versehen sein. In diesem Beispiel ist der Schutzring 97 vom Typ P+. Der Schutzring 97 ist bereitgestellt, um die Druckfestigkeit des Transistorabschnitts 70 aufrechtzuerhalten. Der Schutzring 97 kann sich in der Anordnungsrichtung des Transistorabschnitts 70 und des Nachbarelementabschnitts 80 auf der negativen Seite des Topfbereichs 11 in der X-Achsenrichtung erstrecken. In der Draufsicht auf das Halbleitersubstrat 10 können entlang der X-Achsenrichtung mehrere Schutzringe 97 bereitgestellt sein. In 6 sind vier Schutzringe, die ein Schutzring 97-1 bis ein Schutzring 97-4 sind, deutlich gezeigt, es können aber auch vier oder mehr Schutzringe bereitgestellt sein. In diesem Beispiel ist von den Schutzringen 97 der Schutzring 97-4 der Schutzring, der in der X-Achsenrichtung am weitesten auf der negativen Seite bereitgestellt ist.
  • Ein Ende G ist ein Ende des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 72, des ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 74 und des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75 auf der negativen Seite in der X-Achsenrichtung. Das Ende G kann in der X-Achsenrichtung in der Draufsicht auf das Halbleitersubstrat 10 zwischen dem Schutzring 97-4, der in der X-Achsenrichtung am weitesten auf der negativen Seite bereitgestellt ist, und dem Schutzring 97-3, der benachbart zu dem Schutzring 97-4 und auf der positiven Seite davon in der X-Achsenrichtung bereitgestellt ist, bereitgestellt sein.
  • Der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72, der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 und der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75 können über eine vorbestimmte Länge L in der X-Achsenrichtung außerhalb des Topfbereichs 11 bereitgestellt sein, wie es in 16 gezeigt ist. In dem in 6 gezeigten Beispiel ist L der Abstand zwischen dem Ende E und dem Ende G in der X-Achsenrichtung. Die Länge L kann größer als die Dicke T des Halbleitersubstrats 10 sein. Die Länge L kann das 1,2-fache der Dicke T oder mehr betragen. Wenn die Länge L größer als die Dicke T ist, kann die Druckfestigkeit des Transistorabschnitts 70 aufrechterhalten werden.
  • In 6 ist zum leichteren Verständnis dargestellt, dass sich die Positionen des Endes G des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 72, des ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 74 und des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75 in der X-Achsenrichtung voneinander unterscheiden, sie können jedoch in der Draufsicht auf das Halbleitersubstrat 10 übereinstimmen. Die Positionen der Enden G des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 72, des ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 74 und des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75 in der X-Achsenrichtung stimmen möglicherweise in der Draufsicht auf das Halbleitersubstrat 10 nicht überein. Somit können der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72, der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 und der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75 außerhalb des Topfbereichs 11 von dem Ende E mit Längen in der X-Achsenrichtung bereitgestellt sein, die sich voneinander unterscheiden.
  • Die Y-Achsenrichtungs-Positionen eines Endes des ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 74 auf der negativen Seite in der Y-Achsenrichtung und eines Endes des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75 auf der negativen Seite in der Y-Achsenrichtung sind zum leichteren Verständnis in 6 als voneinander verschieden gezeigt, können jedoch in der Draufsicht auf das Halbleitersubstrat 10 übereinstimmen. Die Y-Achsenrichtungs-Positionen des Endes des ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 74 auf der negativen Seite in der Y-Achsenrichtung und des Endes des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75 auf der negativen Seite in der Y-Achsenrichtung können sich in der Draufsicht des Halbleitersubstrats 10 voneinander unterscheiden.
  • 7a ist ein Diagramm, das die in 1b gezeigte Querschnittsansicht zeigt, die ferner zwei Nachbarelementabschnitte 80-1 und 80-2 enthält, die den Transistorabschnitt 70 in der Y-Achsenrichtung dazwischen einschließen. Der Transistorabschnitt 70 und der Nachbarelementabschnitt 80-2 weisen Strukturen auf, die den in 1b gezeigten Strukturen ähnlich sind. Insbesondere ist der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72-2 in der Y-Achsenrichtung durchgehend von einem Teilbereich des Transistorabschnitts 70, der mit dem Nachbarelementabschnitt 80-2 in Kontakt steht, und über dem Nachbarelementabschnitt 80-2 bereitgestellt.
  • Lebensdauersteuerbereiche in dem Nachbarelementabschnitt 80-1 und in dem Bereich des Transistorabschnitts 70, der mit dem Nachbarelementabschnitt 80-1 in Kontakt steht, weisen eine Struktur auf, die durch Invertieren der Lebensdauersteuerbereiche in der Y-Achsenrichtung in dem Nachbarelementabschnitt 80-2 und in einem Bereich des Transistorabschnitts 70, der in Kontakt mit dem Nachbarelementabschnitt 80-2 steht, erhalten wird. Insbesondere ist der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72-1 in der Y-Achsenrichtung durchgehend von dem Bereich des Transistorabschnitts 70, der in Kontakt mit dem Nachbarelementabschnitt 80-1 steht, über dem Nachbarelementabschnitt 80-1 bereitgestellt. Bei der in 7a gezeigten Halbleitervorrichtung 100 ist der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 in der Y-Achsenrichtung durchgehend von dem Nachbarelementabschnitt 80-1 zu dem Nachbarelementabschnitt 80-2 bereitgestellt, so dass er eine Breite Wbb aufweist. Die Struktur der Lebensdauersteuerbereiche in dem Nachbarelementabschnitt 80-2 und dem Bereich des Transistorabschnitts 70, der in Kontakt mit dem Nachbarelementabschnitt 80-1 steht, kann die gleiche sein wie die in der Halbleitervorrichtung 100 gemäß einem der Modi, die unter Bezugnahme auf 1 a bis 6 beschrieben sind. Auch in diesem Fall werden die Lebensdauersteuerbereiche in dem Nachbarelementabschnitt 80-1 und dem Bereich des Transistorabschnitts 70, der in Kontakt mit dem Nachbarelementabschnitt 80-1 steht, durch Invertieren der Lebensdauersteuerbereiche in dem Nachbarelementabschnitt 80-2 und dem Bereich des Transistorabschnitts 70, der in Kontakt mit dem Nachbarelementabschnitt 80-2 steht, in der Y-Achsenrichtung erhalten.
  • Der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72-1 hat ein Ende Krs in dem Transistorabschnitt 70. Der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72-2 hat ein Ende Kls in dem Transistorabschnitt 70. In der Y-Achsenrichtung ist der Transistorabschnitt 70 zwischen dem Ende Krs und dem Ende Kls nicht mit dem oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 72 versehen.
  • Eine Breite Wl ist eine Breite des Transistorabschnitts 70 in der Y-Achsenrichtung. Die Breite Wl des Transistorabschnitts 70 ist eine Breite zwischen einer Grenze zwischen dem Transistorabschnitt 70 und dem Nachbarelementabschnitt 80-1 und einer Grenze zwischen dem Transistorabschnitt 70 und dem Nachbarelementabschnitt 80-2. Beispielsweise beträgt die Breite Wl 1500 µm.
  • Eine Breite Ws ist eine Breite in dem Transistorabschnitt 70 von dem Ende Krs zu dem Ende Kls in der Y-Achsenrichtung. Der auf der Seite der oberen Fläche 21 des Halbleitersubstrats 10 bereitgestellte oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 kann einen Leckstrom in dem Transistorabschnitt 70 verursachen. In diesem Beispiel kann die Breite Ws größer oder gleich 95 % und kleiner oder gleich 99 % der Breite Wl sein. Der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 ist möglicherweise über dem größten Teil der Breite Wl nicht bereitgestellt. Somit kann der Leckstrom in dem Transistorabschnitt 70 unterdrückt werden.
  • Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 ist über die Breite Wbb in der Y-Achsenrichtung bereitgestellt. Die Breite Wbb kann größer oder gleich 105 % und kleiner oder gleich 120 % der Breite Wl sein. Somit kann der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 in einem Bereich bereitgestellt sein, der den Transistorabschnitt 70 in der Y-Achsenrichtung umfasst und eine Breite aufweist, die größer oder gleich der Breite Wl des Transistorabschnitts 70 ist. Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 ist auf der Seite der unteren Fläche 23 des Halbleitersubstrats 10 bereitgestellt und hat einen geringeren Einfluss auf den Leckstrom in dem Transistorabschnitt 70 als der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72. Wenn der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 über dem gesamten Transistorabschnitt 70 in Y-Achsenrichtung bereitgestellt ist, kann somit die Menge der Lebensdauerbegrenzer in dem Halbleitersubstrat 10 angepasst werden und gleichzeitig ein Anstieg des Leckstroms in dem Transistorabschnitt 70 unterdrückt werden.
  • 7b ist ein Diagramm, das die in 3a gezeigte Querschnittsansicht zeigt, die ferner die zwei Nachbarelementabschnitte 80-1 und 80-2 umfasst, die den Transistorabschnitt 70 in der Y-Achsenrichtung dazwischen einschließen. In diesem Beispiel ist die Struktur von Lebensdauersteuerbereichen in dem Transistorabschnitt 70 und dem Nachbarelementabschnitt 80-2 ähnlich zu der in 3a gezeigten Struktur. Lebensdauersteuerbereiche in dem Transistorabschnitt 70 und dem Nachbarelementabschnitt 80-1 haben eine Struktur, die durch Umkehren der Lebensdauersteuerbereiche in dem Transistorabschnitt 70 und dem Nachbarelementabschnitt 80-2 in der Y-Achsenrichtung erhalten wird. Eine in 7b gezeigte Halbleitervorrichtung 100 unterscheidet sich von der in 7a gezeigten Halbleitervorrichtung 100 darin, dass ferner zweite unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 75-1a und 75-1b bereitgestellt sind. Die in 7b gezeigte Halbleitervorrichtung 100 unterscheidet sich ferner von der in 7a gezeigten Halbleitervorrichtung 100 darin, dass ein Ende Klb1 und ein Ende Krb1 des ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 74 in den Grenzabschnitten 90 in der Y-Achsenrichtung bereitgestellt sind.
  • In diesem Beispiel ist ein Ende Klb2 des zweiten oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75-1b in dem Transistorabschnitt 70 in der Y-Achsenrichtung bereitgestellt. Ein Ende Krb2 des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75-1b ist in dem Diodenabschnitt 81-2 in der Y-Achsenrichtung bereitgestellt. Ein Ende Krb2 des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75-1a ist in dem Transistorabschnitt 70 in der Y-Achsenrichtung bereitgestellt. Ein Ende Klb2 des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75-1a ist in dem Diodenabschnitt 81-1 in der Y-Achsenrichtung bereitgestellt.
  • Jeder der zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereiche 75-1 kann an einer tieferen Position als der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 in Bezug auf die untere Fläche 23 bereitgestellt sein. Jeder der zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereiche 75-1 können durchgehend von dem Transistorabschnitt 70 zu dem Diodenabschnitt 81 in der Y-Achsenrichtung bereitgestellt sein. Jeder der zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereiche 75-1 kann in einem Teil des Transistorabschnitts 70 und einem Teil des Nachbarelementabschnitts 80 in der Y-Achsenrichtung bereitgestellt sein. Das Ende Klb2 des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75-1b kann in der Anordnungsrichtung (Y-Achsenrichtung) näher an dem Nachbarelementabschnitt 80-2 bereitgestellt sein als das Ende Kls des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 72-2. Das Ende Krb2 des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75-1a kann in der Anordnungsrichtung (Y-Achsenrichtung) näher an dem Nachbarelementabschnitt 80-1 bereitgestellt sein als das Ende Krs des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 72-1.
  • Bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels ist der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75-1 durchgehend von dem Transistorabschnitt 70 zu dem Nachbarelementabschnitt 80 in der Y-Achsenrichtung bereitgestellt und ist in einem Teil des Transistorabschnitts 70 und einem Teil des Nachbarelementabschnitts 80 bereitgestellt. Somit kann die Implantation von Löchern aus dem Emitterbereich 12 des Transistorabschnitts 70 und dem Emitterbereich 12 des Grenzabschnitts 90 in den Kathodenbereich 82 des Diodenabschnitts 81 unterdrückt werden, wenn der Diodenabschnitt 81 arbeitet. Somit können die Sperrerholungseigenschaften des Diodenabschnitts 81 verbessert werden.
  • Eine Breite Wbb' ist eine Breite des ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 74 in der Y-Achsenrichtung von dem Ende Klb1 zu dem Ende Krb1. Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 dieses Beispiels hat das Ende Klb1 und das Ende Krb1, die in den Grenzabschnitten 90 in der Y-Achsenrichtung bereitgestellt sind. Somit ist die Breite Wbb' kleiner als die Breite Wbb in der in 7a gezeigten Halbleitervorrichtung 100.
  • An jedem Ende S können sich der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 für und der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75-1 in der Tiefenrichtung des Halbleitersubstrats 10 überlappen. In der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels überlappen sich der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 und der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75-1 in der Tiefenrichtung des Halbleitersubstrats 10 an jedem Ende S, so dass einige der Löcher, die sich von dem Emitterbereich 12 des Transistorabschnitt 70 und dem Emitterbereich 12 des Grenzabschnitts 90 zu dem Kathodenbereich 82 des Diodenabschnitts 81 bewegen, rekombinieren und verschwinden. Somit können die Sperrerholungseigenschaften des Diodenabschnitts 81 verbessert werden.
  • Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 und der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75-1 überlappen sich in der Tiefenrichtung des Halbleitersubstrats 10 an jedem Ende R möglicherweise nicht. Bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels ist der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75-1 in der Y-Achsenrichtung durchgehend von dem Transistorabschnitt 70 und über dem Diodenabschnitt 81 bereitgestellt. Auch dann, wenn der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 in der Y-Achsenrichtung nicht von dem Transistorabschnitt 70 zu dem Diodenabschnitt 81 bereitgestellt ist, kann somit eine Implantation von Löchern aus dem Emitterbereich 12 des Transistorabschnitts 70 und dem Emitterbereich 12 des Grenzabschnitts 90 in den Kathodenbereich 82 des Diodenabschnitts 81 aufgrund des Vorhandenseins des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75-1 unterdrückt werden.
  • 7c ist ein Diagramm, das die in 5a gezeigte Querschnittsansicht zeigt, die ferner die zwei Nachbarelementabschnitte 80-1 und 80-2 umfasst, die den Transistorabschnitt 70 in der Y-Achsenrichtung dazwischen einschließen. In diesem Beispiel ist die Struktur der Lebensdauersteuerbereiche in dem Transistorabschnitt 70 und dem Nachbarelementabschnitt 80-2 ähnlich zu der in 5a gezeigten Struktur. Lebensdauersteuerbereiche in dem Transistorabschnitt 70 und dem Nachbarelementabschnitt 80-1 haben eine Struktur, die durch Umkehren der Lebensdauersteuerbereiche in dem Transistorabschnitt 70 und dem Nachbarelementabschnitt 80-2 in der Y-Achsenrichtung erhalten wird. Die in 7c gezeigte Halbleitervorrichtung 100 unterscheidet sich von der in 7b gezeigten Halbleitervorrichtung 100 darin, dass mehrere zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereiche 75 in verschiedenen Tiefen in der Z-Achsenrichtung in Bezug auf die untere Fläche 23 bereitgestellt sind. 7c zeigt ein Beispiel, in dem vier zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereiche 75 bereitgestellt sind.
  • Wie es in 7c gezeigt ist, kann von den zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichen 75 ein zweiter unterflächenseitiger Lebensdauersteuerbereich 75-1, der auf der Seite der unteren Fläche 23 bereitgestellt ist, in der Anordnungsrichtung (Y-Achsenrichtung) näher an dem Nachbarelementabschnitt 80 bereitgestellt sein als ein zweiter unterflächenseitiger Lebensdauersteuerbereich 75-4, der auf der Seite der oberen Fläche 21 bereitgestellt ist. Somit kann von den Enden Klb der zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereiche 75 in dem Transistorabschnitt 70 eines, das näher an der unteren Fläche 23 liegt, näher an dem Nachbarelementabschnitt 80 in der Y-Achsenrichtung bereitgestellt sein. Von den Enden Krb des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75 in dem Diodenabschnitt 81 kann eines, das näher an der unteren Fläche 23 liegt, näher an dem Nachbarelementabschnitt 80 in der Y-Achsenrichtung bereitgestellt sein.
  • Bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels ist das Ende Klb des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 75 näher an dem Diodenabschnitt 81 bereitgestellt als das Ende Kls des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 72. Von den mehreren Enden Klb der mehreren zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereiche 75 ist eines, das näher an der unteren Fläche 23 liegt, näher an dem Diodenabschnitt 81 bereitgestellt. Somit kann die Implantation von Löchern aus dem Emitterbereich 12 des Transistorabschnitts 70 und dem Emitterbereich 12 des Grenzabschnitts 90 in den Kathodenbereich 82 des Diodenabschnitts 81 unterdrückt werden, wenn der Diodenabschnitt 81 arbeitet. Somit können die Sperrerholungseigenschaften des Diodenabschnitts 81 verbessert werden.
  • Bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels sind die mehreren, d. h. vier, zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereiche 75 in verschiedenen Tiefen in der Z-Achsenrichtung bereitgestellt. Somit ist es wahrscheinlicher, dass einige der Löcher, die sich von dem Emitterbereich 12 des Transistorabschnitts 70 und von dem Emitterbereich 12 des Grenzabschnitts 90 zu dem Kathodenbereich 82 des Diodenabschnitts 81 bewegen, rekombinieren und verschwinden, als in der Halbleitervorrichtung 100, die in 7b gezeigt ist. Somit können bei der Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels die Sperrerholungseigenschaften des Diodenabschnitts 81 gegenüber der in 7b gezeigten Halbleitervorrichtung 100 verbessert werden. Die mehreren zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereiche 75 können in der Y-Achsenrichtung voneinander verschiedene Längen aufweisen.
  • 8 ist ein Diagramm, das eine Struktur einer oberen Fläche des Halbleitersubstrats 10 zeigt. In dieser Beschreibung ist ein Außenumfangsende des Halbleitersubstrats 10 in der Draufsicht als ein Außenumfangsende 140 definiert. Die Draufsicht entspricht einer Ansicht parallel zu der Z-Achse von der Oberflächenseite des Halbleitersubstrats 10 aus.
  • Die Halbleitervorrichtung 100 umfasst einen aktiven Abschnitt 120 und einen Randabschlussstrukturabschnitt 96. Der aktive Abschnitt 120 ist ein Bereich, in dem ein Hauptstrom zwischen der oberen Fläche und der unteren Fläche des Halbleitersubstrats 10 fließt, wenn die Halbleitervorrichtung 100 so gesteuert wird, dass sie sich Im EIN-Zustand befindet. Mit anderen Worten ist er ein Bereich, in dem Strom Innerhalb des Halbleitersubstrats 10 von der oberen Fläche zu der unteren Fläche oder von der unteren Fläche zu der oberen Fläche des Halbleitersubstrats 10 in der Tiefenrichtung fließt. Der aktive Abschnitt 120 kann ein Bereich, in dem die Emitterelektrode bereitgestellt ist, und ein Bereich, der zwischen den Bereichen liegt, in denen die Emitterelektrode bereitgestellt ist, in der Draufsicht auf das Halbleitersubstrat 10 sein.
  • Der aktive Abschnitt 120 ist mit dem Transistorabschnitt 70 und dem Nachbarelementabschnitt 80 versehen. In 8 ist nur der Diodenabschnitt 81 als der Nachbarelementabschnitt 80 gezeigt, aber der Grenzabschnitt 90 kann zwischen dem Diodenabschnitt 81 und dem Transistorabschnitt 70 bereitgestellt sein. In jeder Draufsicht kann ein Bezugszeichen I für den Bereich des Transistorabschnitts 70 und ein Bezugszeichen F für einen Bereich des Diodenabschnitts 81 angegeben sein. Wie es in 8 gezeigt ist, können die Transistorabschnitte 70 und die Diodenabschnitte 81 abwechselnd in der Y-Achsenrichtung angeordnet sein.
  • Jeder der Diodenabschnitte 81 ist mit dem Kathodenbereich 82 in einem Bereich versehen, der mit der unteren Fläche 23 des Halbleitersubstrats 10 in Kontakt steht. In 8 ist der Bereich, der mit dem Kathodenbereich 82 versehen ist, mit einer durchgezogenen Linie angegeben. Bei der Halbleitervorrichtung 100 ist ein Kollektorbereich vom Typ P+ als ein Bereich außer dem Kathodenbereich 82 in dem Bereich in Kontakt mit der unteren Fläche 23 des Halbleitersubstrats 10 bereitgestellt.
  • Der Diodenabschnitt 81 ist ein Bereich, der durch Projizieren des Kathodenbereichs 82 auf die Z-Achsenrichtung erhalten wird. In dieser Beschreibung umfasst der Diodenabschnitt 81 einen Erweiterungsbereich 83, der erhalten wird, indem ein Bereich, der durch Projizieren des Kathodenbereichs 82 auf die Z-Achsenrichtung erhalten wird, zu einem Ende des aktiven Abschnitts 120 oder des Gate-Läufers 48 in der X-Achsenrichtung erweitert wird. Der aktive Abschnitt 120 kann an beiden Enden in der Y-Achsenrichtung mit den Transistorabschnitten 70 versehen sein.
  • Der Randabschlussstrukturabschnitt 96 ist zwischen dem aktiven Abschnitt 120 und dem Außenumfangsende 140 des Halbleitersubstrats 10 auf der oberen Fläche des Halbleitersubstrats 10 bereitgestellt. Der Randabschlussstrukturabschnitt 96 kann so bereitgestellt sein, dass er in einer ringförmigen Form den aktiven Abschnitt 120 auf der oberen Fläche des Halbleitersubstrats 10 umgibt. Der Randabschiussstrukturabschnitt 96 dieses Beispiels ist entlang des Außenumfangsendes 140 des Halbleitersubstrats 10 bereitgestellt.
  • Eine Gate-Metallschicht 50 ist zwischen dem Randabschlussstrukturabschnitt 96 und dem aktiven Abschnitt 120 auf der oberen Fläche des Halbleitersubstrats 10 bereitgestellt. Ein Zwischenschichtisolierfilm ist zwischen der Gate-Metallschlcht 50 und dem Halbleitersubstrat 10 bereitgestellt, ist aber in 8 weggelassen.
  • Die Gate-Metallschicht 50 kann so bereitgestellt sein, dass sie den aktiven Abschnitt 120 in der Draufsicht auf das Halbleitersubstrat 10 umgibt. Die Gate-Metallschicht 50 ist elektrisch mit einer Gate-Kontaktstelle 116 verbunden, die außerhalb des aktiven Abschnitts 120 bereitgestellt ist. Zwischen der Gate-Metallschicht 50 und dem aktiven Abschnitt 120 kann eine Kontaktstelle wie etwa eine Emitterkontaktstelle 118 bereitgestellt sein, die elektrisch mit der Emitterelektrode verbunden ist. Die Gate-Metallschicht 50 ist elektrisch mit dem Transistorabschnitt 70 verbunden und liefert eine Gate-Spannung an den Transistorabschnitt 70.
  • Der Gate-Läufer 48 verbindet die Gate-Metallschicht 50 und eine Gate-Elektrode des Transistorabschnitts 70 elektrisch miteinander. Der Gate-Läufer 48 kann entlang der Gate-Metallschicht 50 bereitgestellt sein. Der Gate-Läufer 48 dieses Beispiels ist so bereitgestellt, dass er den aktiven Abschnitt 120 entlang der Gate-Metallschicht 50 umgibt. Der Gate-Läufer 48 kann so bereitgestellt sein, dass er mit der Gate-Metallschicht überlappt. In diesem Fall kann ein Zwischenschichtisolierfilm zwischen dem Gate-Läufer 48 und der Gate-Metallschicht 50 bereitgestellt sein. Der Gate-Läufer 48 und die Gate-Metallschlcht 50 sind miteinander durch ein Kontaktloch verbunden, das in der Zwischenschichtisolierschicht bereitgestellt sein.
  • Der Gate-Läufer 48 kann so bereitgestellt sein, dass er sich zu einem Abschnitt über dem aktiven Abschnitt 120 erstreckt. Wenn der Gate-Läufer 48 so bereitgestellt ist, dass er sich über dem aktiven Abschnitt 120 befindet, kann eine Verzögerung und Dämpfung der Gate-Spannung, die einem von der Gate-Metallschicht 50 entfernten Bereich zugeführt wird, unterdrückt werden. Mindestens ein Gate-Läufer 48 kann in der Y-Achsenrichtung über den aktiven Abschnitt 120 hinweg bereitgestellt sein. Somit kann der aktive Abschnitt 120 durch den Gate-Läufer 48 in der X-Achsenrichtung aufgeteilt werden. In jedem der aufgeteilten Bereiche des aktiven Abschnitts 120 sind die Transistorabschnitte 70 und die Diodenabschnitte 81 abwechselnd in der Y-Achsenrichtung angeordnet.
  • Die Halbleitervorrichtung 100 dieses Beispiels umfasst einen Temperaturerfassungsabschnitt 110, eine Temperaturerfassungsverdrahtung 112 und eine Temperaturmesskontaktstelle 114. Der Temperaturerfassungsabschnitt 110 ist über dem aktiven Abschnitt 120 bereitgestellt. Der Temperaturerfassungsabschnitt 110 kann in der Draufsicht auf das Halbleitersubstrat 10 in der Mitte des aktiven Abschnitts 120 bereitgestellt sein. Der Temperaturerfassungsabschnitt 110 detektiert die Temperatur des aktiven Abschnitts 120. Der Temperaturerfassungsabschnitt 110 kann eine Temperaturerfassungsdiode vom PN-Typ sein, die aus einkristallinem oder polykristallinem Silizium gebildet ist.
  • Die Temperaturerfassungsverdrahtung 112 ist in der Draufsicht auf das Halbleitersubstrat 10 über dem aktiven Abschnitt 120 bereitgestellt. Die Temperaturerfassungsverdrahtung 112 ist mit dem Temperaturerfassungsabschnitt 110 verbunden. Die Temperaturerfassungsverdrahtung 112 erstreckt sich zu einem Bereich zwischen dem aktiven Abschnitt 120 und dem Außenumfangsende 140 auf der oberen Fläche des Halbleitersubstrats 10 und ist mit der Temperaturmesskontaktstelle 114 verbunden. Die Temperaturerfassungsverdrahtung 112 kann eine Verdrahtung 112-1 einer Anodenelektrode, die elektrisch mit einer P-Typ-Schicht einer Temperaturerfassungsdiode vom PN-Typ verbunden ist, und eine Verdrahtung 112-2 einer Kathodenelektrode, die elektrisch mit einer N-Typ-Schicht verbunden ist, umfassen. Die Temperaturmesskontaktstelle 114 kann eine Anodenkontaktstelle 114-1 und eine Kathodenkontaktstelle 114-2 umfassen.
  • In 8 sind die Lebensdauersteuerbereiche weggelassen. Ein Bereich, in dem die Lebensdauersteuerbereiche bereitgestellt sind, ist der gleiche wie derjenige in einer der Halbleitervorrichtungen 100, die in 1a bis 7c gezeigt sind.
  • 9 ist ein Diagramm, das Bereiche zeigt, in denen die oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereiche 72 des Halbleitersubstrats 10 bereitgestellt sind. In 9 sind die Bereiche, in denen die oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereiche 72 bereitgestellt sind, mit diagonalen Linien schraffiert. In 9 ist die Konfiguration, obwohl einige der in 8 vorgesehenen Bezugszeichen weggelassen sind, mit Ausnahme des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 72 die gleiche wie in dem oben unter Bezugnahme auf 8 beschriebenen Beispiel.
  • Der Bereich des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 72 in der Y-Achsenrichtung ist der gleiche wie derjenige in einer der Halbleitervorrichtungen 100, die unter Bezugnahme auf 1a bis 7c beschrieben sind. In der X-Achsenrichtung kann der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 mit der Gesamtheit der Diodenabschnitte 81 überlappen. Der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 kann zumindest mit einem Teil der Erweiterungsbereiche 83 überlappen. In 9 überlappt der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 mit der Gesamtheit der Erweiterungsbereiche 83.
  • Der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 kann so bereitgestellt sein, dass er sich zu einer Position zu erstreckt, die mit der Gate-Metallschicht 50 in der X-Achsenrichtung überlappt. Der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 kann auch an einer Position bereitgestellt sein, die mit dem Randabschlussstrukturabschnitt 96 überlappt. Ein Ende des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 72 dieses Beispiels in der X-Achsenrichtung ist in dem Randabschlussstrukturabschnitt bereitgestellt. Wenn der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 an einem Punkt bereitgestellt Ist, der in der X-Achsenrichtung weiter außen liegt als der Kathodenbereich 82, kann ein Strom von Trägern aus dem Randabschlussstrukturabschnitt 96 und dergleichen zu dem Kathodenbereich 82 unterdrückt werden.
  • 10 ist ein Diagramm, das einen Bereich zeigt, in dem der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 in der Draufsicht auf das Halbleitersubstrat 10 bereitgestellt ist. In 10 ist der Bereich, in dem der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 bereitgestellt ist, schraffiert mit diagonalen Linien dargestellt. Der Bereich des ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 74 in der Y-Achsenrichtung ist der gleiche wie derjenige in einer der Halbleitervorrichtungen 100, die unter Bezugnahme auf 1a bis 7c beschrieben sind.
  • In der X-Achsenrichtung ist der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 mehr an der Außenseite bereitgestellt als der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72. In diesem Beispiel bezeichnet der Begriff Außenseite eine Seite, die näher an dem Außenumfangsende 140 liegt. Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 kann in der Draufsicht über der gesamten Oberfläche des Halbleitersubstrats 10 bereitgestellt sein. Wenn der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 über einen weiten Bereich bereitgestellt ist, kann ein Fluss von Trägem aus dem Randabschlussstrukturabschnitt 96 und dergleichen zu dem Kathodenbereich 82 unterdrückt werden.
  • 11 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel des Bereichs zeigt, in dem der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 bereitgestellt ist. Der Bereich des ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 74 in der Y-Achsenrichtung ist ähnlich dem in dem in 1b gezeigten Beispiel und dergleichen. Insbesondere ist in der Y-Achsenrichtung der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 in dem Bereich des Diodenabschnitts 81, der in Kontakt mit dem Transistorabschnitt 70 (oder dem Grenzabschnitt 90) steht, bereitgestellt, jedoch nicht in einem Bereich des Diodenabschnitts 81, der von dem Transistorabschnitt 70 (oder dem Grenzabschnitt 90) getrennt ist, bereitgestellt. Wie es in 1b und dergleichen gezeigt ist, überlappt der Bereich, in dem der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 bereitgestellt ist, in der Y-Achsenrichtung teilweise mit dem Bereich, in dem der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 72 bereitgestellt ist.
  • In der Y-Achsenrichtung kann der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 auch in dem Randabschlussstrukturabschnitt 96 bereitgestellt sein. Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 kann an dem Außenumfangsende 140 bereitgestellt sein. In der X-Achsenrichtung kann der Bereich des ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 74 größer oder gleich dem Bereich des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs 72 sein. In der X-Achsenrichtung kann der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74 in dem Außenumfangsende 140 bereitgestellt sein.
  • 12 ist eine vergrößerte Draufsicht auf einen Bereich A in 11. Der Bereich A umfasst ein Ende des aktiven Abschnitts 120 in der Y-Achsenrichtung. Der Transistorabschnitt 70 ist an dem Ende des aktiven Abschnitts 120 in der Y-Achsenrichtung bereitgestellt. In diesem Beispiel sind ein erster Abschlussbereich 152 und ein zweiter Abschlussbereich 154 in der Y-Achsenrichtung zwischen dem Transistorabschnitt 70 und der Gate-Metallschicht 50 bereitgestellt. Die Halbleitervorrichtung 100 kann nur einen von dem ersten Abschlussbereich 152 und dem zweiten Abschlussbereich 154 umfassen. In dem ersten Abschlussbereich 152 und dem zweiten Abschlussbereich 154 ist die untere Fläche 23 des Halbleitersubstrats 10 mit dem Kollektorbereich 22 versehen.
  • 13 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Querschnitts entlang der Linie e-e' in 12 zeigt. Der e-e'-Querschnltt ist ein YZ-Querschnitt, der die Gate-Metallschicht 50, den ersten Abschlussbereich 152, den zweiten Abschlussbereich 154 und den Transistorabschnitt 70 umfasst.
  • Der zweite Abschlussbereich 154 steht in der Y-Achsenrichtung in Kontakt mit dem Transistorabschnitt 70. Der zweite Abschlussbereich 154 ist mit den mehreren Blind-Grabenabschnitten 30 versehen, die in der Y-Achsenrichtung angeordnet sind. Der zweite Abschlussbereich 154 kann mit dem zweiten Mesaabschnitt 62 versehen sein. Mit anderen Worten kann der zweite Abschlussbereich 154 mit einem Mesaabschnitt versehen sein, der den Kontaktbereich 15 mit einer großen Fläche aufweist. Dies ermöglicht, dass Löcher in dem zweiten Abschlussbereich 154 leicht extrahiert werden können. Somit kann ein Fluss von Löchern, der von der Seite des Außenumfangsendes 140 in die Nähe des Endes des Transistorabschnitts 70 in der Y-Achsenrichtung fließt, unterdrückt werden.
  • Zumindest ein Teil der Mesaabschnitte in dem zweiten Abschlussbereich 154 ist möglicherweise nicht mit dem Akkumulationsbereich 16 versehen. In den in 12 und 13 gezeigten Beispielen sind in dem zweiten Abschlussbereich 154 einige der Mesaabschnitte auf der Seite des Transistorabschnitts 70 mit dem Akkumulationsbereich 16 versehen und einige der Mesaabschnitte auf der Seite der Gate-Metallschicht 50 nicht mit dem Akkumulationsbereich 16 versehen.
  • Zumindest ein Teil der Blind-Grabenabschnitte 30 in dem zweiten Abschlussbereich 154 kann innerhalb des Topfbereichs 11 bereitgestellt sein. In den in 12 und 13 gezeigten Beispielen können in dem zweiten Abschlussbereich 154 einige der Blind-Grabenabschnltte 30 auf der Seite der Gate-Metallschicht 50 innerhalb des Topfbereichs 11 bereitgestellt sein. Insbesondere ist in dem aktiven Abschnitt 120 von den in der Y-Achsenrichtung angeordneten Grabenabschnitten der äußerste Grabenabschnitt innerhalb des Topfbereichs 11 bereitgestellt. Somit kann der Grabenabschnitt, in dem das elektrische Feld relativ wahrscheinlich konzentriert ist, geschützt werden.
  • Der erste Abschlussbereich 152 ist in der Y-Achsenrichtung zwischen dem zweiten Abschlussbereich 154 und der Gate-Metallschicht 50 bereitgestellt. Der erste Abschlussbereich 152 ist mit keinem Grabenabschnitt versehen. Der Kontaktbereich 15 kann auf der oberen Fläche des ersten Abschlussbereichs 152 freigelegt sein. Der erste Abschlussbereich 152 kann mehrere Kontaktlöcher 54 aufweisen, die sich in der X-Achsenrichtung erstrecken. Das Kontaktloch 54 verbindet die Emitterelektrode 52 und den Kontaktbereich 15 miteinander. Der erste Abschlussbereich 152 kann so bereitgestellt sein, dass er in der Draufsicht mit dem Topfbereich 11 überlappt. Die Länge in der X-Achsenrichtung des Kontaktlochs 54 in dem ersten Abschlussbereich 152 kann größer oder gleich der Länge des Kontaktlochs 54 in dem Transistorabschnitt 70 in der X-Achsenrichtung sein.
  • Wenn der erste Abschlussbereich 152 bereitgestellt ist, können Löcher an einem Abschnitt an der Außenseite des zweiten Abschlussbereichs 154 extrahiert werden. Somit kann ein Strom von Löchern, der von der Seite des Außenumfangsendes 140 in die Nähe des Endes des Transistorabschnitts 70 in Y-Achsenrichtung fließt, unterdrückt werden.
  • 14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Querschnitts entlang der Linie f-f in 11 zeigt. Der f-f-Querschnitt ist ein YZ-Querschnitt, der den Randabschlussstrukturabschnitt 96, die Gate-Metallschicht 50, den ersten Abschlussbereich 152, den zweiten Abschlussbereich 154, die mehreren Transistorabschnitte 70 und die mehreren Diodenabschnitte 81 enthält.
  • Der Randabschlussstrukturabschnitt 96 kann mehrere Schutzringe 97 umfassen. Die Schutzringe 97 dieses Beispiels sind Bereiche vom Typ P+, die auf der oberen Fläche 21 des Halbleitersubstrats 10 bereitgestellt sind. Die Schutzringe 97 sind an einem Abschnitt, der weiter außen liegt als der Topfbereich 11, so bereitgestellt, dass sie den aktiven Abschnitt 120 umgeben. Wenn die Schutzringe 97 bereitgestellt sind, kann sich eine Verarmungsschicht von dem aktiven Abschnitt 120 in Richtung des Außenumfangsendes 140 erstrecken Die Druckfestigkeit des aktiven Abschnitts 120 kann verbessert werden.
  • Der Randabschlussstrukturabschnitt 96 kann mehrere Feldplatten 162 umfassen. Die Feldplatten 162 dieses Beispiels sind aus einem leitfähigen Material gebildet. Die Feldplatten 162 sind über den Schutzringen 97 bereitgestellt und können mit den Schutzringen 97 elektrisch verbunden sein. Durch Anlegen einer Spannung an die Feldplatten 162 kann eine Verarmungsschicht, die sich von den Schutzringen 97 zu dem Driftbereich 18 erstreckt, verbreitert werden. Die Feldplatten 162 können mit der Emitterelektrode 52 elektrisch verbunden sein.
  • Der Randabschlussstrukturabschnitt 96 kann einen Kanalstopper 164 umfassen. Der Kanalstopper 164 dieses Beispiels ist ein Bereich vom Typ N+, der auf der oberen Fläche 21 des Halbleitersubstrats 10 bereitgestellt ist. Der Kanalstopper 164 ist in einem Abschnitt, der weiter außen als die Schutzringe 97 liegt, so bereitgestellt, dass er die mehreren Schutzringe 97 umgibt. Wenn der Kanalstopper 164 bereitgestellt ist, kann verhindert werden, dass die sich aus den Schutzringen 97 erstreckende Verarmungsschicht das Außenumfangsende 140 des Halbleitersubstrats 10 erreicht. Der Randabschlussstrukturabschnitt 96 kann eine Elektrode 166 umfassen, die mit dem Kanalstopper 164 verbunden ist. Die Elektrode 166 kann mit der Emitterelektrode 52 elektrisch verbunden sein.
  • In dem Querschnitt sind ein erster unterflächenseitiger Lebensdauersteuerbereich 74-a und ein erster unterflächenseitiger Lebensdauersteuerbereich 74-b bereitgestellt. Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74-b ist dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 ähnlich, der unter Bezugnahme auf 1a bis 13 beschrieben ist.
  • Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74-a ist über dem gesamten Transistorabschnitt 70-a bereitgestellt, der dem Ende in der Y-Achsenrichtung am nächsten liegt. Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74-a ist ebenfalls in dem Diodenabschnitt 81 in Kontakt mit dem Transistorabschnitt 70-a bereitgestellt.
  • Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74-a kann durchgehend zu einem Abschnitt unterhalb der Gate-Metallschicht 50 bereitgestellt sein. In der Y-Achsenrichtung ist der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74-a dieses Beispiels dann über der Gesamtheit der Gate-Metallschicht 50, der Gesamtheit des ersten Abschlussbereichs 152 und der Gesamtheit des zweiten Abschlussbereichs 154 bereitgestellt. Der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 74-a dieses Beispiels ist zumindest in einem Tell des Randabschlussstrukturabschnitts 96 nicht bereitgestellt. Der Randabschlussstrukturabschnitt 96 dieses Beispiels umfasst einen begrenzerfreien Bereich 172, der nicht mit dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 versehen ist. Wenn der begrenzerfreie Bereich 172 bereitgestellt ist, kann eine harte Sperrerholungseigenschaften unterdrückt werden und eine Oszillation einer Sperrerholungswellenform unterdrückt werden, wenn der Diodenabschnitt 81 eine Sperrerholungsoperation ausführt.
  • Der begrenzerfreie Bereich 172 ist ein Bereich, der durch Projizieren eines Bereichs, der nicht mit dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich 74 versehen ist, auf die Z-Achsenrichtung erhalten wird. Der begrenzerfreie Bereich 172 ist auch nicht mit anderen Lebensdauersteuerbereichen versehen. In der Y-Achsenrichtung kann der begrenzerfreie Bereich 172 über 50 % oder mehr der Breite des Randabschlussstrukturabschnitts 96 oder über der Gesamtheit des Randabschlussstrukturabschnitts 96 bereitgestellt sein. Der begrenzerfreie Bereich 172 kann mit dem Außenumfangsende 140 des Halbleitersubstrats 10 in Kontakt stehen.
  • In den unter Bezugnahme auf 8 bis 14 beschriebenen Halbleitervorrichtungen 100 ist der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich 75 weggelassen, jedoch Jede der unter Bezugnahme auf 8 bis 14 beschriebenen Halbleitervorrichtungen 100 irgendeinen der unter Bezugnahme auf 1a bis 7c beschriebenen zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereiche 75 umfassen.
  • Obwohl die Ausführungsform(en) der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde(n), ist der technische Umfang der Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Für Fachleute ist es offensichtlich, dass verschiedene Änderungen und Verbesserungen zu den oben beschriebenen Ausführungsformen hinzugefügt werden können. Aus dem Umfang der Ansprüche ist auch ersichtlich, dass die mit solchen Änderungen oder Verbesserungen versehenen Ausführungsformen unter den technischen Umfang der Erfindung fallen können.
  • Die Operationen, Prozeduren, Schritte und Stufen jedes Prozesses, die durch eine Vorrichtung, ein System, ein Programm und ein Verfahren ausgeführt werden, die in den Ansprüchen, Ausführungsformen oder Diagrammen gezeigt sind, können in einer beliebigen Reihenfolge ausgeführt werden, solange die Reihenfolge nicht durch „vor“, „bevor“ oder dergleichen angegeben ist und solange die Ausgabe aus einem vorherigen Prozesses nicht in einem späteren Prozess verwendet wird. Auch wenn der Prozessablauf in den Ansprüchen, Ausführungsformen oder Diagrammen mit Ausdrücken wie „zuerst“ oder „als Nächstes“ beschrieben ist, bedeutet dies nicht unbedingt, dass der Prozess in dieser Reihenfolge ausgeführt werden muss.
  • Bezugszeichenliste
  • 10 ... Halbleitersubstrat, 11 ... Topfbereich, 12 ... Emitterbereich, 14 ... Basisbereich, 15 ... Kontaktbereich, 16 ... Akkumulationsbereich, 18 ... Driftbereich, 20 ... Pufferbereich, 21 ... obere Fläche, 22 ... Kollektorbereich, 23 ... untere Fläche, 24 ... Kollektorelektrode, 25 ... Verbindungsabschnitt, 29 ... Erstreckungsabschnitt, 30... Bllnd-Grabenabschnltt, 31 ... Verbindungsabschnitt, 32 ... Blind-Isolierfilm, 34 ... leitfähiger Blind-Abschnitt, 38 ... Zwischenschichtisolierfilm, 39 ... Erstreckungsabschnitt, 40 ... Gate-Grabenabschnitt, 41 ... Verbindungsabschnitt, 42 ... Gate-Isolierfilm, 44 ... leitfähiger Gate-Abschnitt, 48 ... Gate-Läufer, 49 ... Kontaktloch, 50 ... Gate-Metallschicht, 52 ... Emitterelektrode, 54 ... Kontaktloch, 56 ... Kontaktloch, 60 ... erster Mesaabschnitt, 62 ... zweiter Mesaabschnitt, 64 ... dritter Mesaabschnitt, 70 ... Transistorabschnitt, 72 ... oberflächenseitiger Lebensdauersteuerbereich, 74 ... erster unterflächenseitiger Lebensdauersteuerbereich, 75 ... zweiter unterflächenseitiger Lebensdauersteuerbereich, 75-1 ... zweiter unterflächenseitiger Lebensdauersteuerbereich, 75-2 ... zweiter unterflächenseitiger Lebensdauersteuerbereich, 75-3 ... zweiter unterflächenseitiger Lebensdauersteuerbereich, 75 -4 ... zweiter unterflächenseitiger Lebensdauersteuerbereich, 76 ... Position, 77 ... Endposition, 78 ... Schwanzabschnitt, 80 ... Nachbarelementabschnitt, 81 ... Diodenabschnitt, 82... Kathodenbereich, 83 ... Erweiterungsbereich, 90 ... Grenzabschnitt, 96 ... Randabschlussstrukturabschnitt, 97 ... Schutzring, 97-1 ... Schutzring, 97-2 ... Schutzring, 97-3 ... Schutzring, 97-4 ... Schutzring, 98 ... Halbleiterchip, 100 ... Halbleitervorrichtung, 110 ... Temperaturerfassungsabschnitt, 112 ... Temperaturerfassungsverdrahtung, 114... Temperaturmesskontaktstelle, 116 ... Gate-Kontaktstelle, 118 ... Emitter-Kontaktstelle, 120 ... aktiver Bereich, 140 ... Außenumfangsende, 150 ... Halbleitervorrichtung, 152 ... erster Abschlussbereich, 154 ... zweiter Abschlussbereich, 162 ... Feldplatte, 164 ... Kanalstopper, 166 ... Elektrode, 172 ... begrenzerfreier Bereich, 272 ... oberflächenseitiger Lebensdauersteuerbereich

Claims (13)

  1. Halbleitervorrichtung, die Folgendes umfasst: ein Halbleitersubstrat, das einen Driftbereich eines ersten Leitfähigkeitstyps enthält; einen Transistorabschnitt, der in dem Halbleitersubstrat vorgesehen ist; und einen Nachbarelementabschnitt, der in dem Halbleitersubstrat vorgesehen ist, wobei der Nachbarelementabschnitt und der Transistorabschnitt entlang einer vorbestimmten Anordnungsrichtung angeordnet sind, wobei der Transistorabschnitt und der Nachbarelementabschnitt beide umfassen: einen Basisbereich eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der über dem Driftbereich innerhalb des Halbleitersubstrats vorgesehen ist, mehrere Grabenabschnitte, die von einer oberen Fläche des Halbleltersubstrats aus durch den Basisbereich ausgebildet sind, sich in einer Erstreckungsrichtung orthogonal zu der Anordnungsrichtung auf der oberen Fläche des Halbleitersubstrats erstrecken und einen leitfähigen Abschnitt aufweisen, der innerhalb der Grabenabschnitte vorgesehen ist, und einen ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich, der auf einer Unterflächenseite des Halbleitersubstrats durchgehend von dem Transistorabschnitt zu dem Nachbarelementabschnitt vorgesehen ist und einen Lebensdauerbegrenzer enthält, und wobei in der Anordnungsrichtung der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich in einer Draufsicht auf das Halbleitersubstrat über dem gesamten Transistorabschnitt und in einem Teil des Nachbarelementabschnitts vorgesehen ist.
  2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei ferner ein zweiter unterflächenseitiger Lebensdauersteuerbereich enthalten ist, der auf einer Unterflächenseite an einer Position vorgesehen ist, die tiefer ist als der erste Lebensdauersteuerbereich in Bezug auf eine untere Fläche des Halbleitersubstrats, und so vorgesehen ist, dass er mit dem ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich in der Draufsicht auf das Halbleitersubstrat überlappt, und einen Lebensdauerbegrenzer enthält.
  3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2, wobei der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich in der Anordnungsrichtung durchgehend von dem Transistorabschnitt zu dem Nachbarelementabschnitt vorgesehen ist und in einem Teil des Transistorabschnitts und in einem Teil des Nachbarelementabschnitts vorgesehen ist.
  4. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei an einem Ende des Transistorabschnitts in der Anordnungsrichtung der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich und der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich in einer Tiefenrichtung des Halbleitersubstrats überlappen.
  5. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Transistorabschnitt ferner einen oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereich, der einen Lebensdauerbegrenzer enthält, auf einer Oberflächenseite des Halbleitersubstrats aufweist, und in dem Transistorabschnitt ein Ende des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs in der Anordnungsrichtung näher als ein Ende des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs an dem Nachbarelementabschnitt vorgesehen ist.
  6. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Nachbarelementabschnitt einen Diodenabschnitt und einen Grenzabschnitt, der in der Anordnungsrichtung zwischen dem Diodenabschnitt und dem Transistorabschnitt angeordnet ist, umfasst und in dem Grenzabschnitt der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich und der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich in einer Tiefenrichtung des Halbleitersubstrats überlappen.
  7. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 6, wobei an einem Ende des Diodenabschnitts in der Anordnungsrichtung der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich und der zweite unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich in der Tiefenrichtung des Halbleitersubstrats nicht überlappen.
  8. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich durchgehend von dem Transistorabschnitt zu dem Nachbarelementabschnitt in der Anordnungsrichtung auf der Oberflächenseite des Halbleitersubstrats vorgesehen ist.
  9. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei in der Anordnungsrichtung der oberflächenseitige Lebensdauersteuerbereich in einem Teil des Transistorabschnitts und über dem gesamten Nachbarelementabschnitt vorgesehen ist.
  10. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, die ferner Folgendes umfasst: einen Topfbereich des zweiten Leitfähigkeitstyps, der so vorgesehen Ist, dass er in der Draufsicht auf das Halbleitersubstrat mit den mehreren Grabenabschnitten überlappt, wobei ein Teil des oberflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs so vorgesehen ist, dass er eine vorbestimmte Länge in der Erstreckungsrichtung von einem Ende des Topfbereichs zu der Außenseite des Topfbereichs aufweist, und die vorbestimmte Länge größer als eine Dicke des Halbleitersubstrats In Tiefenrichtung ist.
  11. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 10, wobei ein Teil des zweiten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs so vorgesehen ist, dass er in der Erstreckungsrichtung eine vorbestimmte Länge von dem Ende des Topfbereichs zu der Außenseite des Topfbereichs In der Draufsicht auf das Halbleitersubstrat aufweist, und die vorbestimmte Länge größer ist als die Dicke des Halbleitersubstrats in der Tiefenrichtung.
  12. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei ein Teil des ersten unterflächenseitigen Lebensdauersteuerbereichs so vorgesehen ist, dass er in der Erstreckungsrichtung von dem Ende des Topfbereichs zu der Außenseite des Topfbereichs in der Draufsicht auf das Halbleitersubstrat eine vorbestimmte Länge aufweist, und die vorbestimmte Länge größer ist als die Dicke des Halbleitersubstrats in der Tiefenrichtung.
  13. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, die ferner Folgendes umfasst: einen aktiven Abschnitt, der mit dem Transistorabschnitt und dem Nachbarelementabschnitt versehen ist; und einen Randabschlussstrukturabschnitt, der den aktiven Abschnitt in der Draufsicht auf das Halbleitersubstrat umgibt, wobei der erste unterflächenseitige Lebensdauersteuerbereich in mindestens einem Teilbereich des Randabschlussstrukturabschnitts nicht vorgesehen ist.
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