JP2006179815A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP2006179815A
JP2006179815A JP2004373768A JP2004373768A JP2006179815A JP 2006179815 A JP2006179815 A JP 2006179815A JP 2004373768 A JP2004373768 A JP 2004373768A JP 2004373768 A JP2004373768 A JP 2004373768A JP 2006179815 A JP2006179815 A JP 2006179815A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
semiconductor
layer
semiconductor region
semiconductor device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004373768A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sachiko Kawaji
佐智子 河路
Masayasu Ishiko
雅康 石子
Jun Saito
順 斎藤
Kimimori Hamada
公守 濱田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp, Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2004373768A priority Critical patent/JP2006179815A/en
Publication of JP2006179815A publication Critical patent/JP2006179815A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device that suppresses JFET phenomena and solves a tradeoff between break-down voltage and ON voltage. <P>SOLUTION: This semiconductor device contains a gate insulating film 42 formed continually from the surface of a p<SP>-</SP>-type body region 34 separating the n<SP>-</SP>-type semiconductor 12 and n<SP>+</SP>-type emitter region 32 to that of a semiconductor layer 12 positioned outside of a periphery 34a of the body region 34, and a planner gate electrode 44 opposed to the body region 34 interposing the insulating film 42 separating the semiconductor layer 12 and the emitter region 32. In addition, it contains an n<SP>+</SP>-type semiconductor region 52 formed along the periphery 34a of the body region 34 on the surface of the semiconductor layer 12 covered with the gate insulating film 42 and a p<SP>+</SP>-type semiconductor region 54 formed near the n<SP>+</SP>-type semiconductor region 52. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、プレーナーゲート電極を備えている半導体装置に関する。特に、プレーナーゲート電極を備えている半導体装置の耐圧を損ねずにオン電圧を低減する技術に関する。   The present invention relates to a semiconductor device including a planar gate electrode. In particular, the present invention relates to a technique for reducing on-voltage without impairing the breakdown voltage of a semiconductor device including a planar gate electrode.

プレーナーゲート電極を備えている半導体装置が知られている。この種の半導体装置の一例にIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)が知られている。
IGBTは、n型の半導体層を備えており、その半導体層の表面の一部にp型のボディ領域が形成されている。ボディ領域の表面の一部にp型のボディコンタクト領域とn型のエミッタ領域が形成されている。さらに、半導体層とエミッタ領域を隔てているボディ領域の表面からそのボディ領域の周縁より外側に位置する半導体層の表面まで連続的に伸びているに絶縁膜が形成されている。半導体層とエミッタ領域を隔てているボディ領域を覆う絶縁膜の表面にプレーナーゲート電極が形成されている。プレーナーゲート電極は、半導体層とエミッタ領域を隔てているボディ領域に対向している。絶縁膜のうち、プレーナーゲート電極とボディ領域の間に位置している部分をゲート絶縁膜という。絶縁膜は、ゲート絶縁膜の他、フィールド酸化膜及び/又はLOCOS酸化膜等を含む。IGBTは、半導体層の裏面に接しているp型のコレクタ層と、コレクタ層に接しているコレクタ電極と、ボディコンタクト領域とエミッタ領域に接しているエミッタ電極を備えている。ボディ領域を除く半導体層はドリフト領域として機能する。
A semiconductor device provided with a planar gate electrode is known. An IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) is known as an example of this type of semiconductor device.
The IGBT includes an n type semiconductor layer, and a p type body region is formed on a part of the surface of the semiconductor layer. A p + type body contact region and an n + type emitter region are formed in part of the surface of the body region. Furthermore, an insulating film is formed so as to continuously extend from the surface of the body region separating the semiconductor layer and the emitter region to the surface of the semiconductor layer located outside the periphery of the body region. A planar gate electrode is formed on the surface of the insulating film covering the body region separating the semiconductor layer and the emitter region. The planar gate electrode is opposed to the body region separating the semiconductor layer and the emitter region. A portion of the insulating film located between the planar gate electrode and the body region is referred to as a gate insulating film. The insulating film includes a field oxide film and / or a LOCOS oxide film in addition to the gate insulating film. The IGBT includes a p + -type collector layer in contact with the back surface of the semiconductor layer, a collector electrode in contact with the collector layer, and an emitter electrode in contact with the body contact region and the emitter region. The semiconductor layer excluding the body region functions as a drift region.

上記IGBTでは、p型ボディ領域とn型半導体層(ドリフト領域ともいえる)によってpn接合が形成されており、このpn接合から空乏層が伸びる。プレーナーゲート電極構造の場合、前記pn接合からn型半導体層内を横方向に伸びる空乏層が形成されるので、絶縁膜の下方のn半導体層内における電流通路が制限されるという現象、即ちJFET現象が発生するという問題がある。この問題を解決するために、絶縁膜の下方の半導体層に、周辺のn型半導体層よりも不純物濃度が濃いn型半導体領域を設ける技術が知られている。不純物濃度が濃い領域を設けることによって、空乏層の伸びを抑制することができる。これにより、半導体層内に十分な電流経路を確保することができ、JFET現象の発生を抑制することができる。関連する公知技術に、特許文献1と特許文献2の技術が知られている。
特開2002−110985号公報 特開2001−24284号公報
In the IGBT, a pn junction is formed by a p type body region and an n type semiconductor layer (also called a drift region), and a depletion layer extends from the pn junction. In the case of the planar gate electrode structure, a depletion layer extending in the lateral direction from the pn junction in the n type semiconductor layer is formed, so that a current path in the n semiconductor layer below the insulating film is limited, That is, there is a problem that the JFET phenomenon occurs. In order to solve this problem, a technique is known in which an n + type semiconductor region having a higher impurity concentration than the surrounding n type semiconductor layer is provided in the semiconductor layer below the insulating film. By providing a region having a high impurity concentration, the depletion layer can be prevented from growing. Thereby, a sufficient current path can be secured in the semiconductor layer, and the occurrence of the JFET phenomenon can be suppressed. As related publicly known techniques, the techniques of Patent Document 1 and Patent Document 2 are known.
JP 2002-110985 A JP 2001-24284 A

本発明者らは、半導体層に不純物濃度が濃い領域を形成することによって、JFET現象の発生を抑制することができるだけでなく、その領域の存在によって半導体層内に正孔が蓄積され、両現象が相俟ってIGBTのオン電圧が低減されることを新たに見出した。そこで、不純物高濃度領域の不純物濃度を従来技術で知られているものよりも濃くすることによって、正孔の蓄積効果をさらに向上させようと試みた。ところが、不純物高濃度領域の不純物濃度を濃くしすぎると、半導体装置をオフしたときに、不純物高濃度領域の電位がコレクタ電位まで持ち上がり、不純物高濃度領域とエミッタ領域間の短い距離で、コレクタ電極とエミッタ電極間の電位差に耐えなければならず、半導体装置の耐圧が劣化してしまうことが判明した。一方、上記領域の不純物濃度が薄い場合は、正孔の蓄積効果が減少してしまう。
本発明者らの研究によって、JFET現象に対策するために設ける不純物高濃度領域の不純物濃度を調整するだけでは、JFET現象の発生を抑制するとともに少数キャリアの蓄積効果を高めることによってオン電圧を低減することと、必要な耐圧を確保することが困難であることが判明してきた。少数キャリアの蓄積効果を高めることと耐圧を確保することはトレードオフの関係にあり、両者を両立させることが困難であることを確認した。
なお、このトレードオフ関係は、IGBTに限らず、プレーナーゲート電極を備えているその他の半導体装置、例えばMOS等にも共通して存在している。
本発明者らは、上記知見を見出し、必要な耐圧を確保しながらオン電圧を低減するためには、耐圧と少数キャリアの蓄積効果の間に存在するトレードオフの関係を打破する技術が必要であることを認識し、それに成功したのである。
The inventors of the present invention not only can suppress the occurrence of the JFET phenomenon by forming a region having a high impurity concentration in the semiconductor layer, but also the holes are accumulated in the semiconductor layer due to the presence of the region. Together, the inventors have newly found that the on-voltage of the IGBT is reduced. Therefore, an attempt was made to further improve the hole accumulation effect by making the impurity concentration in the high impurity concentration region higher than that known in the prior art. However, if the impurity concentration of the high impurity concentration region is too high, the potential of the high impurity concentration region rises to the collector potential when the semiconductor device is turned off, and the collector electrode is formed at a short distance between the high impurity concentration region and the emitter region. It has been found that the breakdown voltage of the semiconductor device deteriorates because it must withstand the potential difference between the emitter electrode and the emitter electrode. On the other hand, when the impurity concentration in the region is low, the hole accumulation effect decreases.
By adjusting the impurity concentration in the high impurity concentration region provided to take measures against the JFET phenomenon by the inventors' study, the on-voltage is reduced by suppressing the occurrence of the JFET phenomenon and enhancing the effect of accumulating minority carriers. And it has been found difficult to ensure the required breakdown voltage. It was confirmed that there is a trade-off between increasing the effect of accumulating minority carriers and ensuring withstand voltage, and it is difficult to achieve both.
Note that this trade-off relationship is not limited to the IGBT, but is also common to other semiconductor devices including a planar gate electrode, such as a MOS.
In order to reduce the on-voltage while ensuring the necessary breakdown voltage, the present inventors need a technology that breaks the trade-off relationship that exists between the breakdown voltage and the minority carrier accumulation effect. He recognized and succeeded.

本発明の半導体装置は、第1導電型不純物を低濃度に含む半導体層を備えている。その半導体層の表面の一部に、第2導電型不純物を低濃度に含むボディ領域が形成されている。そのボディ領域の表面の一部に、第2導電型不純物を高濃度に含むボディコンタクト領域と、第1導電型不純物を高濃度に含む第1半導体領域が形成されている。第1半導体領域は、ボディ領域によって半導体層から隔てられている。
半導体層と第1半導体領域を隔てているボディ領域の表面に絶縁膜が形成されている。その絶縁膜は、ボディ領域の周縁より外側に位置する半導体層の表面まで連続的に形成されている。半導体層と第1半導体領域を隔てているボディ領域の表面を覆う絶縁膜の表面にはプレーナーゲート電極が形成されている。プレーナーゲート電極は、絶縁膜を介して、半導体層と第1半導体領域を隔てているボディ領域に対向している。
本発明の半導体装置では、絶縁膜によって覆われている半導体層の表面であってボディ領域の周縁に沿う位置に、第1導電型不純物を高濃度に含む第2半導体領域が形成されている。さらに、その第2半導体領域の近傍に、第2導電型不純物を高濃度に含む第3半導体領域が形成されている。
絶縁膜はゲート絶縁膜を含み、その他にフィールド酸化膜及び/又はLOCOS酸化膜等を含む。これらは複数の絶縁性の部材によって形成されていてもよく、あるいは一体で形成されていてもよい。絶縁膜は、ボディ領域の周縁より外側の半導体層の全表面に形成されていてもよく、表面の一部に形成されていてもよい。絶縁膜のうち、プレーナーゲート電極とボディ領域の間に介在している部分をゲート絶縁膜という。なお、プレーナーゲート電極の一部がフィールド酸化膜及び/又はLOCOS酸化膜等の表面に延設して形成されることもある。
The semiconductor device of the present invention includes a semiconductor layer containing a first conductivity type impurity at a low concentration. A body region containing the second conductivity type impurity at a low concentration is formed on a part of the surface of the semiconductor layer. A body contact region containing a high concentration of the second conductivity type impurity and a first semiconductor region containing a high concentration of the first conductivity type impurity are formed on a part of the surface of the body region. The first semiconductor region is separated from the semiconductor layer by the body region.
An insulating film is formed on the surface of the body region that separates the semiconductor layer from the first semiconductor region. The insulating film is continuously formed up to the surface of the semiconductor layer located outside the periphery of the body region. A planar gate electrode is formed on the surface of the insulating film that covers the surface of the body region that separates the semiconductor layer from the first semiconductor region. The planar gate electrode is opposed to the body region that separates the semiconductor layer and the first semiconductor region via the insulating film.
In the semiconductor device of the present invention, the second semiconductor region containing the first conductivity type impurity at a high concentration is formed on the surface of the semiconductor layer covered with the insulating film and along the periphery of the body region. Further, a third semiconductor region containing the second conductivity type impurity at a high concentration is formed in the vicinity of the second semiconductor region.
The insulating film includes a gate insulating film, and further includes a field oxide film and / or a LOCOS oxide film. These may be formed by a plurality of insulating members, or may be formed integrally. The insulating film may be formed on the entire surface of the semiconductor layer outside the periphery of the body region, or may be formed on a part of the surface. Of the insulating film, a portion interposed between the planar gate electrode and the body region is referred to as a gate insulating film. Note that a part of the planar gate electrode may be formed to extend on the surface of the field oxide film and / or the LOCOS oxide film.

第2半導体領域の不純物濃度は高濃度とされている。これにより、ボディ領域と半導体層のpn接合界面(ボディ領域に第2半導体領域が接している場合は、ボディ領域と第2半導体領域のpn接合界面を含む)から伸びる空乏層の幅を抑制することできる。したがって、絶縁膜の下方の半導体層において、空乏層によって電流経路が制限される現象、即ちJFET現象の発生を抑制することができる。さらに、高濃度であるために、少数キャリアを蓄積する効果が大きく、両者が相俟って、半導体装置のオン電圧を低減することができる。さらに、半導体装置がオフしたときは、第2半導体領域の近傍に形成されている第3半導体領域から、第2半導体領域内に空乏層を伸ばすことができる。したがって、第2半導体領域が高濃度であっても、第2半導体領域が高電位に持ち上げられる事態を回避することができる。半導体装置の耐圧が損なわれることもない。
本発明の半導体装置によると、高濃度の第2半導体領域を利用することによって、JFET現象の発生を抑制するとともに少数キャリアを蓄積することができ、オン電圧を低減することができる。その一方において、高濃度の第3半導体領域を利用することによって耐圧が損なわれることを防止することができる。耐圧とオン電圧の間に存在するトレードオフ関係を打破することができ、両者をともに改善することができる。
The impurity concentration of the second semiconductor region is high. Thereby, the width of the depletion layer extending from the pn junction interface between the body region and the semiconductor layer (including the pn junction interface between the body region and the second semiconductor region when the second semiconductor region is in contact with the body region) is suppressed. I can. Therefore, in the semiconductor layer below the insulating film, the phenomenon that the current path is limited by the depletion layer, that is, the occurrence of the JFET phenomenon can be suppressed. Further, since the concentration is high, the effect of accumulating minority carriers is great, and the combination of the two can reduce the on-voltage of the semiconductor device. Furthermore, when the semiconductor device is turned off, a depletion layer can be extended into the second semiconductor region from the third semiconductor region formed in the vicinity of the second semiconductor region. Therefore, even when the second semiconductor region has a high concentration, a situation in which the second semiconductor region is raised to a high potential can be avoided. The breakdown voltage of the semiconductor device is not impaired.
According to the semiconductor device of the present invention, by using the high-concentration second semiconductor region, occurrence of the JFET phenomenon can be suppressed, minority carriers can be accumulated, and the on-voltage can be reduced. On the other hand, it is possible to prevent the breakdown voltage from being damaged by using the high-concentration third semiconductor region. The trade-off relationship existing between the withstand voltage and the on-voltage can be broken, and both can be improved.

本発明の半導体装置は、IGBTにおいて特に有用である。本発明をIGBTに適用した半導体装置は、半導体層の裏面に接している第2導電型のコレクタ層と、コレクタ層に接しているコレクタ電極と、ボディコンタクト領域と第1半導体領域に接しているエミッタ電極をさらに備えている。必要に応じて、コレクタ層と半導体層の間に、第1導電型不純物を高濃度に含むバッファ層を設けてもよい。   The semiconductor device of the present invention is particularly useful in an IGBT. A semiconductor device in which the present invention is applied to an IGBT is in contact with a second conductivity type collector layer in contact with the back surface of the semiconductor layer, a collector electrode in contact with the collector layer, a body contact region, and the first semiconductor region. An emitter electrode is further provided. If necessary, a buffer layer containing a high concentration of the first conductivity type impurity may be provided between the collector layer and the semiconductor layer.

第2半導体領域が、ボディ領域の周縁に沿って間隔を置いて形成されていることが好ましい。
この場合、半導体装置のターンオフ時に、第2半導体領域の間隔から少数キャリアが速やかに排出され、安定したターンオフ動作が得られる。
また、第2半導体領域と第3半導体領域が接していることが好ましい。
この場合、半導体装置がオフしたときに、第3半導体領域から第2半導体領域内に向けて効果的に空乏層を伸ばすことができ、必要な耐圧を確保しやすい。
The second semiconductor regions are preferably formed at intervals along the periphery of the body region.
In this case, when the semiconductor device is turned off, minority carriers are quickly discharged from the interval between the second semiconductor regions, and a stable turn-off operation is obtained.
The second semiconductor region and the third semiconductor region are preferably in contact with each other.
In this case, when the semiconductor device is turned off, the depletion layer can be effectively extended from the third semiconductor region into the second semiconductor region, and a necessary breakdown voltage can be easily secured.

第3半導体領域が、隣合う第2半導体領域の間に形成されていることが好ましい。
この場合、第2半導体領域と第3半導体領域の組合せが、ボディ領域の周縁に沿って繰返し形成されることになる。これにより、半導体装置がオフしたときに、絶縁膜の下方の半導体層の広い範囲を空乏化することができる。第2半導体領域の不純物濃度が高濃度であっても、半導体装置の耐圧が損なわれる事態を回避することができる。
The third semiconductor region is preferably formed between the adjacent second semiconductor regions.
In this case, the combination of the second semiconductor region and the third semiconductor region is repeatedly formed along the periphery of the body region. Thereby, when the semiconductor device is turned off, a wide range of the semiconductor layer below the insulating film can be depleted. Even if the impurity concentration of the second semiconductor region is high, it is possible to avoid a situation where the breakdown voltage of the semiconductor device is impaired.

第1半導体領域が、ボディ領域の周縁に沿って間隔を置いて形成されていることが好ましい。
第2半導体領域を形成することによって、少数キャリアの蓄積効果を向上させることができるが、その一方において、蓄積した少数キャリアが第1半導体領域に流入してゲート電圧をオフしても半導体装置がターンオフしない現象(ラッチアップ現象)が生じる可能性が発生する。
第1半導体領域を間隔を置いて形成することによって、蓄積した少数キャリアをボディコンタクト領域に排出する経路を確保することができる。ラッチアップ現象の発生を抑制しながら、少数キャリアの蓄積効果を向上させることができる。
The first semiconductor regions are preferably formed at intervals along the periphery of the body region.
By forming the second semiconductor region, the minority carrier accumulation effect can be improved. On the other hand, even if the accumulated minority carriers flow into the first semiconductor region and the gate voltage is turned off, the semiconductor device There is a possibility that a phenomenon that does not turn off (latch-up phenomenon) occurs.
By forming the first semiconductor regions at intervals, a path for discharging the accumulated minority carriers to the body contact region can be secured. The minority carrier accumulation effect can be improved while suppressing the occurrence of the latch-up phenomenon.

間隔を置いて形成されている第1半導体領域の前記間隔と第3半導体領域がボディ領域を介して対向していることが好ましい。
第1半導体領域の間隔と第3半導体領域の位置関係が、ボディ領域を介して対向する位置関係となるように配置することによって、少数キャリアがボディコンタクト領域へ排出される経路が最短化される。ラッチアップ現象の発生を効果的に抑制しながら、少数キャリアの蓄積効果をさらに向上させることができる。
It is preferable that the space between the first semiconductor regions formed at intervals and the third semiconductor region face each other with the body region interposed therebetween.
By arranging the positional relationship between the first semiconductor region and the third semiconductor region so as to face each other through the body region, the path through which minority carriers are discharged to the body contact region is minimized. . The minority carrier accumulation effect can be further improved while effectively suppressing the occurrence of the latch-up phenomenon.

第3半導体領域が、ボディ領域と接していることが好ましい。蓄積した少数キャリアを第1半導体領域ではなく、ボディコンタクト領域に効果的に排出することができる。   It is preferable that the third semiconductor region is in contact with the body region. The accumulated minority carriers can be effectively discharged not to the first semiconductor region but to the body contact region.

第2半導体領域と第3半導体領域の組合せが、半導体層の層厚方向に積層されていることが好ましい。第2半導体領域と第3半導体領域の組合せを様々な方向に対して形成することによって、第2半導体領域と第3半導体領域の設計の自由度を大きくすることができる。したがって、JFET現象の発生を抑制しながら、耐圧とオン電圧の間に存在するトレードオフ関係を打破するのに最適な状態を実現し易い。   The combination of the second semiconductor region and the third semiconductor region is preferably stacked in the layer thickness direction of the semiconductor layer. By forming the combination of the second semiconductor region and the third semiconductor region in various directions, the degree of freedom in designing the second semiconductor region and the third semiconductor region can be increased. Therefore, it is easy to realize an optimum state for breaking the trade-off relationship existing between the withstand voltage and the on-voltage while suppressing the occurrence of the JFET phenomenon.

本発明のプレーナーゲート電極を備えている半導体装置では、高濃度の第2半導体領域を利用することによって、JFET現象の発生を抑制するとともに少数キャリアの蓄積効果を得ることができ、オン電圧を低減することができる。その一方において、高濃度の第3半導体領域を利用することによって耐圧が損なわれることを防止することができる。耐圧とオン電圧の間に存在するトレードオフ関係を打破することができ、両者をともに改善することができる。   In the semiconductor device having the planar gate electrode according to the present invention, the use of the high-concentration second semiconductor region can suppress the occurrence of the JFET phenomenon and obtain the minority carrier accumulation effect, thereby reducing the on-voltage. can do. On the other hand, it is possible to prevent the breakdown voltage from being damaged by using the high-concentration third semiconductor region. The trade-off relationship existing between the withstand voltage and the on-voltage can be broken, and both can be improved.

実施例の主要な特徴を列記する。
(第1形態) n型半導体領域(第2半導体領域の一例)とp型半導体領域(第3半導体領域の一例)が、ボディ領域の周縁に沿って交互に形成されている。
(第2形態) n型半導体領域とp型半導体領域の組合せが、ボディ領域の周縁に沿って繰返し形成されている。
(第3形態) n型半導体領域の体積が、p型半導体領域の体積より大きい。
(第4形態) 半導体層の表面におけるn型半導体領域の表面積が、p型半導体領域の表面積より大きい。
(第5形態) n型半導体領域の不純物量が、p型半導体領域の不純物量より大きい。
The main features of the examples are listed.
(First Form) n + type semiconductor regions (an example of a second semiconductor region) and p + type semiconductor regions (an example of a third semiconductor region) are alternately formed along the periphery of the body region.
(Second Embodiment) A combination of an n + type semiconductor region and a p + type semiconductor region is repeatedly formed along the periphery of the body region.
Volume (Third Embodiment) n + -type semiconductor region is larger than the volume of the p + -type semiconductor region.
(Fourth Embodiment) The surface area of the n + type semiconductor region on the surface of the semiconductor layer is larger than the surface area of the p + type semiconductor region.
(Fifth Mode) The amount of impurities in the n + type semiconductor region is larger than the amount of impurities in the p + type semiconductor region.

図1に、半導体装置10の要部斜視図を示す。図2は、図1のII−II線に対応する縦断面図であり、図3は図1のIII−III線に対応する縦断面図である。図2と図3は、半導体装置10の繰返し構造の単位セル(ハーフセルともいわれる)を示す。図4は、半導体装置10の平面図であるが、ゲート絶縁膜42とプレーナーゲート電極44を除いた状態で示されている点に留意されたい。以下に示す実施例では、シリコンを主成分とする半導体材料を用いているが、他の半導体材料を用いた場合も同様の作用効果を得ることができる。   FIG. 1 is a perspective view of a main part of the semiconductor device 10. 2 is a longitudinal sectional view corresponding to line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is a longitudinal sectional view corresponding to line III-III in FIG. 2 and 3 show a unit cell (also referred to as a half cell) having a repeating structure of the semiconductor device 10. FIG. 4 is a plan view of the semiconductor device 10, but it should be noted that the semiconductor device 10 is shown with the gate insulating film 42 and the planar gate electrode 44 removed. In the embodiments described below, a semiconductor material containing silicon as a main component is used. However, similar effects can be obtained when other semiconductor materials are used.

半導体装置10は、n型の半導体層12を備えている。後記するように、n型の半導体層12には、局所的に不純物が注入されており、全域がn型に維持されているのではないが、局所的な不純物注入領域以外は、n型に維持されている。
半導体層12の表面の一部にp型のボディ領域34が形成されている。ボディ領域34の表面の一部にp型のボディコンタクト領域36が形成されている。ボディ領域34の表面の一部(p型のボディコンタクト領域36とは異なる位置)にn型のエミッタ領域32(第1半導体領域の一例)が形成されている。n型のエミッタ領域32は、ボディ領域34によってボディ領域34を囲繞しているドリフト領域26とは隔てられている。エミッタ領域32は、図1と図4に示すように、ボディ領域34の周縁34aに沿って、Y軸方向に間隔を置いて形成されている。なお、ここでいうボディ領域34の周縁34aとは、ボディ領域34のp型不純物が拡散している領域の輪郭線が半導体層12の表面に接する線をいう。本実施例では、ボディ領域34の周縁34aがY軸方向に直線的に伸びており、エミッタ領域32の繰返し方向と平行である。隣接するエミッタ領域32の間隔には、ボディコンタクト領域36が形成されている(図示36a)。なお本実施例の場合、図示36aの領域(以下、ボディコンタクト部分領域36aという)は、ボディコンタクト領域36と一体の領域として形成されているが、必要に応じてp型の不純物濃度が異なる領域とすることができる。例えば、製造方法の制限から、不純物濃度が異なる領域となることがある。
The semiconductor device 10 includes an n type semiconductor layer 12. As will be described later, the n type semiconductor layer 12 is locally implanted with impurities, and the entire region is not maintained in the n type. -Maintained in a mold.
A p type body region 34 is formed on a part of the surface of the semiconductor layer 12. A p + -type body contact region 36 is formed on a part of the surface of the body region 34. An n + -type emitter region 32 (an example of a first semiconductor region) is formed on a part of the surface of the body region 34 (a position different from the p + -type body contact region 36). The n + -type emitter region 32 is separated from the drift region 26 surrounding the body region 34 by the body region 34. As shown in FIGS. 1 and 4, the emitter region 32 is formed along the peripheral edge 34 a of the body region 34 with an interval in the Y-axis direction. Here, the peripheral edge 34 a of the body region 34 refers to a line in which the contour line of the region where the p -type impurity of the body region 34 is diffused contacts the surface of the semiconductor layer 12. In the present embodiment, the peripheral edge 34 a of the body region 34 extends linearly in the Y-axis direction and is parallel to the repeating direction of the emitter region 32. A body contact region 36 is formed in the interval between adjacent emitter regions 32 (36a in the figure). In the present embodiment, the region 36a shown in the figure (hereinafter referred to as the body contact partial region 36a) is formed as an integral region with the body contact region 36, but the region having a different p-type impurity concentration as necessary. It can be. For example, regions with different impurity concentrations may be formed due to limitations of the manufacturing method.

ドリフト領域26とエミッタ領域32を隔てているボディ領域34の表面を含むとともに、ボディ領域34の周縁34aから外側に位置する半導体層12の表面を含む範囲に、ゲート絶縁膜42が連続的に形成されている。ドリフト領域26とエミッタ領域32を隔てているボディ領域34に、ゲート絶縁膜42を介して、プレーナーゲート電極44が対向している。この例では、ゲート絶縁膜42のみがドリフト層12の表面に延設している例を示しているが、必要に応じて、より厚みの大きいフィールド酸化膜、LOCOS酸化膜等を、ドリフト領域26の表面に形成してもよい。
図4に示すように、ゲート絶縁膜44に覆われているドリフト領域26の表面であり、且つボディ領域34の周縁34aに沿う位置に、Y軸方向に間隔を置いてn型の半導体領域52(第2半導体領域の一例)が形成されている。隣接するn型半導体領域52の間に、p型の半導体領域54(第3半導体領域の一例)が形成されており、n型半導体領域52とp型半導体領域54の組合せがY軸方向に繰返し形成されている。p型半導体領域54はn型半導体領域52と接している。
図2の図示52aに示すように、n型半導体領域52はボディ領域34と接している。図3の図示54aに示すように、p型半導体領域54はボディ領域34と接している。図4に示すように、エミッタ領域32間に形成されているボディコンタクト部分領域36aとp型半導体領域54は、ボディ領域34を介してX軸方向に対向している。ボディコンタクト部分領域36aとp型半導体領域54は、X軸方向に直線上に並んでいる。ボディコンタクト部分領域36aとp型半導体領域54のそれぞれの組合せが、Y方向に平行に並んでいるということもできる。
ドリフト層26の裏面にn型のバッファ層24を介して接しているp型のコレクタ層22が形成されている。コレクタ層22はコレクタ電極Cと接している。さらに、ボディコンタクト領域36とエミッタ領域32にエミッタ電極Eが接している。本実施例は、バッファ層24を備えるパンチスルー(PT)型IGBTを例示しているが、必要に応じてバッファ層24が省略されたノンパンチスルー(NPT)型でIGBTあってもよい。
本発明でいうn型の半導体層12は、イオン注入前にn型の半導体であった層をいい、n型の半導体層12の表面に、ボディ領域34、ボディコンタクト領域36、エミッタ領域32、n型半導体領域52、p型半導体領域54が形成されている。n型の半導体層12の残部の領域26は、ドリフト領域として機能する。
A gate insulating film 42 is continuously formed in a range including the surface of the body region 34 that separates the drift region 26 and the emitter region 32 and the surface of the semiconductor layer 12 located outside the peripheral edge 34 a of the body region 34. Has been. A planar gate electrode 44 is opposed to the body region 34 separating the drift region 26 and the emitter region 32 with a gate insulating film 42 interposed therebetween. In this example, only the gate insulating film 42 is extended on the surface of the drift layer 12, but if necessary, a thicker field oxide film, LOCOS oxide film, or the like is added to the drift region 26. It may be formed on the surface.
As shown in FIG. 4, the n + -type semiconductor region which is the surface of the drift region 26 covered with the gate insulating film 44 and is spaced along the peripheral edge 34 a of the body region 34 in the Y-axis direction. 52 (an example of a second semiconductor region) is formed. Between adjacent n + -type semiconductor region 52, a combination of the p + -type (an example of the third semiconductor region) semiconductor region 54 is formed, n + -type semiconductor region 52 and p + -type semiconductor region 54 is Y It is repeatedly formed in the axial direction. The p + type semiconductor region 54 is in contact with the n + type semiconductor region 52.
As shown in FIG. 52 a in FIG. 2, the n + type semiconductor region 52 is in contact with the body region 34. As shown in FIG. 54 a of FIG. 3, the p + type semiconductor region 54 is in contact with the body region 34. As shown in FIG. 4, the body contact partial region 36 a and the p + type semiconductor region 54 formed between the emitter regions 32 face each other in the X-axis direction with the body region 34 interposed therebetween. The body contact partial region 36a and the p + type semiconductor region 54 are aligned on a straight line in the X-axis direction. It can also be said that each combination of the body contact partial region 36a and the p + type semiconductor region 54 is arranged in parallel to the Y direction.
A p + -type collector layer 22 that is in contact with the back surface of the drift layer 26 via an n + -type buffer layer 24 is formed. The collector layer 22 is in contact with the collector electrode C. Further, the emitter electrode E is in contact with the body contact region 36 and the emitter region 32. In the present embodiment, a punch-through (PT) type IGBT including the buffer layer 24 is illustrated, but a non-punch-through (NPT) type IGBT in which the buffer layer 24 is omitted may be used as necessary.
N in the present invention - the semiconductor layer 12 of the type, n before the ion implantation - it refers to type semiconductor and a layer of, n - the surface of the type semiconductor layer 12 of the body region 34, body contact region 36, emitter Region 32, n + type semiconductor region 52, and p + type semiconductor region 54 are formed. The remaining region 26 of the n type semiconductor layer 12 functions as a drift region.

次に、半導体装置10のオン動作を説明する。
コレクタ電極Cに正電圧を印加し、エミッタ電極Eを接地した状態で、ゲート電極44に閾値より大きな電圧を印加すると、ゲート電極44に対向しているボディ領域34の表面部に反転層が形成され、半導体装置10はターンオンする。エミッタ領域32から供給された電子は、反転層とn型半導体領域52を経由してドリフト領域26に注入される。このとき、p型のボディ領域32とn型半導体領域52のpn接合から、n型半導体領域52内に空乏層が伸びているが、n型半導体領域52の不純物濃度が濃いのでこの空乏層の幅は小さい。したがって、図2に示すように、n型半導体領域52内を横方向に移動する電子は、空乏層の幅を超えた位置から下方向に移動する。仮に、この空乏層の幅が大きいと、電子の移動は空乏層によって遮られ下方向に移動することができなくなる。いわゆるJFET現象が発生するが、本実施例のようにn型半導体領域52を利用すると、空乏層がの伸びる幅が抑制され、JFET現象は実質的に認められない。オン抵抗が増大することを防止することができる。
ドリフト領域26に注入された電子は、バッファ層24に蓄積され、コレクタ層22とバッファ層24の接触電位差を低下させる。接触電位差が低下すると、コレクタ層22からバッファ層24とドリフト領域26に正孔が注入される。この結果、ドリフト領域26で伝導度変調が起こる。本実施例では、図2に示すように、ドリフト領域26に注入された正孔が、n型半導体領域52の存在によって、そのn型半導体領域52の下方のドリフト層26内及びn型半導体領域52内に蓄積される。正孔の蓄積量が増大することに呼応して、供給される電子量も増大し、ひいては伝導度変調がさらに活発化する。したがって、半導体装置10のオン電圧は、極めて低減化されている。
Next, the on operation of the semiconductor device 10 will be described.
When a positive voltage is applied to the collector electrode C and a voltage larger than the threshold is applied to the gate electrode 44 with the emitter electrode E grounded, an inversion layer is formed on the surface of the body region 34 facing the gate electrode 44. Then, the semiconductor device 10 is turned on. Electrons supplied from the emitter region 32 are injected into the drift region 26 via the inversion layer and the n + type semiconductor region 52. At this time, a depletion layer extends from the pn junction of the p type body region 32 and the n + type semiconductor region 52 into the n + type semiconductor region 52, but the impurity concentration of the n + type semiconductor region 52 is high. The width of this depletion layer is small. Therefore, as shown in FIG. 2, electrons that move in the n + type semiconductor region 52 in the lateral direction move downward from a position that exceeds the width of the depletion layer. If the width of the depletion layer is large, the electron movement is blocked by the depletion layer and cannot move downward. Although the so-called JFET phenomenon occurs, when the n + type semiconductor region 52 is used as in this embodiment, the width of the depletion layer extending is suppressed, and the JFET phenomenon is not substantially recognized. An increase in on-resistance can be prevented.
Electrons injected into the drift region 26 are accumulated in the buffer layer 24 and reduce the contact potential difference between the collector layer 22 and the buffer layer 24. When the contact potential difference decreases, holes are injected from the collector layer 22 into the buffer layer 24 and the drift region 26. As a result, conductivity modulation occurs in the drift region 26. In this embodiment, as shown in FIG. 2, holes injected into the drift region 26, n + -type by the presence of the semiconductor region 52, the n + -type semiconductor drift layer 26 below the region 52 and the n + Accumulated in the type semiconductor region 52. Corresponding to the increase in the amount of accumulated holes, the amount of electrons supplied also increases, and conductivity modulation is further activated. Therefore, the on-voltage of the semiconductor device 10 is extremely reduced.

また、図3と図4に示すように、蓄積された正孔の一部は、n型半導体領域52に隣接するp型半導体領域54と、そのp型半導体領域54に接するボディ領域34と、ボディコンタクト部分領域36aを介してエミッタ電極Eに排出される。図4に示すように、エミッタ領域32が分散して形成されていること、さらにボディコンタクト部分領域36aとp型半導体領域54が直線的に対向する位置関係に配置されて短距離化されていることによって、正孔はエミッタ領域32に排出されず(正孔がエミッタ領域32に排出されるとラッチアップ現象が生じる)、p型半導体領域54に優先的に排出することができる。即ち、ラッチアップ現象の発生を抑制しながら、オン電圧を低減することができるのである。 As shown in FIGS. 3 and 4, some of the accumulated holes are divided into a p + type semiconductor region 54 adjacent to the n + type semiconductor region 52 and a body region in contact with the p + type semiconductor region 54. 34 and the emitter electrode E through the body contact partial region 36a. As shown in FIG. 4, the emitter regions 32 are formed in a dispersed manner, and the body contact partial region 36a and the p + type semiconductor region 54 are arranged in a linearly opposed positional relationship to shorten the distance. Thus, holes are not discharged to the emitter region 32 (a latch-up phenomenon occurs when holes are discharged to the emitter region 32), and can be discharged preferentially to the p + -type semiconductor region 54. That is, the on-voltage can be reduced while suppressing the occurrence of the latch-up phenomenon.

次に半導体装置10のオフ動作を説明する。
コレクタ電極Cに正電圧を印加し、エミッタ電極Eを接地した状態で、ゲート電極44に閾値より小さな電圧を印加すると、反転層が消失し、半導体装置10はターンオフする。半導体装置10がターンオフすると、ボディ領域34とドリフト領域26のpn接合から空乏層が伸びる。また、n型半導体領域52には、p型半導体領域54から空乏層が伸びる。これにより、ドリフト領域26とn型半導体領域52とp型半導体領域54の全領域に亘って空乏化領域が形成される。したがって、コレクタ電極Cとエミッタ電極E間の電位差は、広い空乏化領域によって作られる縦方向の長い距離で保持することができる。したがって、単位距離当たりの電界強度が緩和され、高耐圧な半導体装置を得ることができる。
これにより、n型半導体領域52を利用することによって、JFET現象の発生を抑制するとともに少数キャリアの蓄積効果を得ることができ、オン電圧を低減することができる。その一方において、p型半導体領域54を利用することによって、耐圧が損なわれることを防止することができる。耐圧とオン電圧の間に存在するトレードオフ関係を打破することができ、両者をともに改善することができる。
Next, the off operation of the semiconductor device 10 will be described.
When a positive voltage is applied to the collector electrode C and a voltage lower than the threshold is applied to the gate electrode 44 with the emitter electrode E grounded, the inversion layer disappears and the semiconductor device 10 is turned off. When the semiconductor device 10 is turned off, a depletion layer extends from the pn junction of the body region 34 and the drift region 26. In addition, a depletion layer extends from the p + type semiconductor region 54 to the n + type semiconductor region 52. As a result, a depletion region is formed over the entire region of the drift region 26, the n + type semiconductor region 52 and the p + type semiconductor region 54. Therefore, the potential difference between the collector electrode C and the emitter electrode E can be maintained over a long vertical distance created by a wide depletion region. Therefore, the electric field intensity per unit distance is relaxed, and a semiconductor device with a high breakdown voltage can be obtained.
Thus, by using the n + -type semiconductor region 52, it is possible to suppress the occurrence of the JFET phenomenon, obtain the effect of minority carrier accumulation, and reduce the on-voltage. On the other hand, by using the p + type semiconductor region 54, it is possible to prevent the breakdown voltage from being damaged. The trade-off relationship existing between the withstand voltage and the on-voltage can be broken, and both can be improved.

半導体装置10は、他に次の特徴を有している。
半導体装置10は、エミッタ領域32が分散して形成されていること、さらにボディコンタクト部分領域36aとp型半導体領域54が直線的に対向する位置関係に配置されて短距離化されていることによって、半導体装置10がオフしたときに、蓄積されていた正孔を素早くエミッタ領域32に排出する効果がある。したがって、ターンオフ時間が短縮され、ターンオフ損失を低減することができる。
型半導体領域54は、ボディ領域34と電気的に接してないフローティング状態であってもよい。
型半導体領域52の不純物濃度は特に限定されないが、JFET現象が実質的に発生しない濃度以上であることが好ましい。JFET現象が実質的に発生するか否かは、不純物濃度だけではなく、n型半導体領域52の体積、ボディ領域34の不純物濃度、p型半導体領域54の不純物濃度、n型半導体領域52とp型半導体領域54の体積比等の様々な要因によって決定されるので、好適な不純物濃度範囲を一律に決定することは難しい。形成する半導体装置に対応して適宜設定するのが好ましい。
型半導体領域52とp型半導体領域54は、完全空乏化するためにチャージバランスさせてもよいが、必要に応じてアンバランスな状態で形成してもよい。要は、半導体装置10がオフのときに、n型半導体領域52の電位がコレクタ電位に持ち上がらない程度に空乏化が進行すればよい。
型半導体領域52の体積は、p型半導体領域54の体積よりも大きく形成されているのが好ましい。正孔の蓄積効果を向上させることができる。なお、p型半導体領域54の体積が小さくても、正孔の排出径路は十分に確保することができる。
型半導体領域52の不純物量は、p型半導体領域54の不純物量よりも大きく形成されているのが好ましい。この場合、正孔の蓄積効果を向上させることができる。
The semiconductor device 10 has the following other features.
In the semiconductor device 10, the emitter regions 32 are formed in a dispersed manner, and further, the body contact partial region 36a and the p + type semiconductor region 54 are arranged in a linearly opposed positional relationship to shorten the distance. Thus, there is an effect of quickly discharging the accumulated holes to the emitter region 32 when the semiconductor device 10 is turned off. Therefore, the turn-off time is shortened and the turn-off loss can be reduced.
The p + type semiconductor region 54 may be in a floating state that is not in electrical contact with the body region 34.
The impurity concentration of the n + -type semiconductor region 52 is not particularly limited, but is preferably a concentration that does not substantially cause the JFET phenomenon. Whether or not the JFET phenomenon substantially occurs depends on not only the impurity concentration but also the volume of the n + type semiconductor region 52, the impurity concentration of the body region 34, the impurity concentration of the p + type semiconductor region 54, and the n + type semiconductor region. Since it is determined by various factors such as a volume ratio between the 52 and the p + type semiconductor region 54, it is difficult to uniformly determine a suitable impurity concentration range. It is preferable to set appropriately corresponding to the semiconductor device to be formed.
The n + type semiconductor region 52 and the p + type semiconductor region 54 may be charge-balanced in order to be fully depleted, but may be formed in an unbalanced state as necessary. In short, it is sufficient that depletion proceeds to such an extent that the potential of the n + -type semiconductor region 52 does not rise to the collector potential when the semiconductor device 10 is off.
The volume of the n + type semiconductor region 52 is preferably larger than the volume of the p + type semiconductor region 54. The hole accumulation effect can be improved. Even when the volume of the p + type semiconductor region 54 is small, a sufficient hole discharge path can be secured.
The impurity amount of the n + type semiconductor region 52 is preferably larger than the impurity amount of the p + type semiconductor region 54. In this case, the hole accumulation effect can be improved.

また、図5に示す変形例としてもよい。
この変形例の半導体装置100は、n型半導体領域152、158とp型半導体領域154、156が、ドリフト領域112の層厚方向に積層している例である。半導体装置100では、n型半導体領域152、158とp型半導体領域154、156が断面視したときに千鳥格子状に積層しており、異なる導電型が水平方向にも垂直方向にも交互に形成されている。
このように、n型半導体領域152、158とp型半導体領域154、156の組合せを、ドリフト領域112の表面と平行な方向だけでなく、層厚方向等の様々な方向に対して形成することによって、n型半導体領域152、158とp型半導体領域154、156の設計の自由度を大きくすることができる。ゲート絶縁膜142の下方の半導体層112の表面部において、正孔の蓄積、正孔の排出、JFET現象の抑制、さらに空乏化の促進等を実現するのに最適な状態を形成し易くなる。
Moreover, it is good also as a modification shown in FIG.
The semiconductor device 100 of this modification is an example in which n + type semiconductor regions 152 and 158 and p + type semiconductor regions 154 and 156 are stacked in the layer thickness direction of the drift region 112. In the semiconductor device 100, the n + type semiconductor regions 152 and 158 and the p + type semiconductor regions 154 and 156 are stacked in a staggered pattern when viewed in cross section, and different conductivity types are provided in both the horizontal direction and the vertical direction. It is formed alternately.
In this manner, combinations of the n + type semiconductor regions 152 and 158 and the p + type semiconductor regions 154 and 156 are formed not only in the direction parallel to the surface of the drift region 112 but also in various directions such as the layer thickness direction. By doing so, the design freedom of the n + type semiconductor regions 152 and 158 and the p + type semiconductor regions 154 and 156 can be increased. In the surface portion of the semiconductor layer 112 below the gate insulating film 142, it becomes easy to form an optimum state for realizing accumulation of holes, discharge of holes, suppression of JFET phenomenon, promotion of depletion, and the like.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.

実施例の半導体装置の要部斜視図を示す。The principal part perspective view of the semiconductor device of an Example is shown. 図1のII−II線に対応する縦断面図を示す。The longitudinal cross-sectional view corresponding to the II-II line of FIG. 1 is shown. 図1のIII−III線に対応する縦断面図を示す。The longitudinal cross-sectional view corresponding to the III-III line of FIG. 1 is shown. 実施例の半導体装置の要部平面図を示す。The principal part top view of the semiconductor device of an Example is shown. 変形例の半導体装置の要部斜視図を示す。The principal part perspective view of the semiconductor device of a modification is shown.

符号の説明Explanation of symbols

12:半導体層
22:コレクタ層
24:バッファ層
26:ドリフト領域
32:エミッタ領域
34:ボディ領域
36:ボディコンタクト領域
36a:ボディコンタクト部分領域
42:ゲート絶縁膜
44:プレーナーゲート電極
52:n型半導体領域
54:p型半導体領域
12: Semiconductor layer 22: Collector layer 24: Buffer layer 26: Drift region 32: Emitter region 34: Body region 36: Body contact region 36a: Body contact partial region 42: Gate insulating film 44: Planar gate electrode 52: n + type Semiconductor region 54: p + type semiconductor region

Claims (9)

第1導電型不純物を低濃度に含む半導体層と、
その半導体層の表面の一部に形成されているとともに、第2導電型不純物を低濃度に含むボディ領域と、
そのボディ領域の表面の一部に形成されているとともに、第2導電型不純物を高濃度に含むボディコンタクト領域と、
そのボディ領域の表面の一部に形成されており、そのボディ領域によって前記半導体層から隔てられているとともに、第1導電型不純物を高濃度に含む第1半導体領域と、
前記半導体層と前記第1半導体領域を隔てている前記ボディ領域の表面から、そのボディ領域の周縁より外側に位置する半導体層の表面まで連続的に形成されている絶縁膜と、
前記半導体層と前記第1半導体領域を隔てている前記ボディ領域に前記絶縁膜を介して対向しているプレーナーゲート電極と、
前記絶縁膜によって覆われている前記半導体層の表面であって前記ボディ領域の周縁に沿う位置に形成されているとともに、第1導電型不純物を高濃度に含む第2半導体領域と、
その第2半導体領域の近傍に形成されているとともに、第2導電型不純物を高濃度に含む第3半導体領域と、
を備えていることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor layer containing a first conductivity type impurity in a low concentration;
A body region formed on a part of the surface of the semiconductor layer and containing a second conductivity type impurity at a low concentration;
A body contact region formed on a part of the surface of the body region and containing a second conductivity type impurity in a high concentration;
A first semiconductor region formed on a part of a surface of the body region, separated from the semiconductor layer by the body region, and containing a first conductivity type impurity in a high concentration;
An insulating film continuously formed from the surface of the body region separating the semiconductor layer and the first semiconductor region to the surface of the semiconductor layer located outside the periphery of the body region;
A planar gate electrode facing the body region separating the semiconductor layer and the first semiconductor region through the insulating film;
A second semiconductor region formed on the surface of the semiconductor layer covered with the insulating film and at a position along the periphery of the body region, and containing a high concentration of first conductivity type impurities;
A third semiconductor region formed in the vicinity of the second semiconductor region and containing a second conductivity type impurity in a high concentration;
A semiconductor device comprising:
前記半導体層の裏面に接している第2導電型のコレクタ層と、
そのコレクタ層に接しているコレクタ電極と、
前記ボディコンタクト領域と前記第1半導体領域に接しているエミッタ電極をさらに備えていることを特徴とする請求項1の半導体装置。
A collector layer of a second conductivity type in contact with the back surface of the semiconductor layer;
A collector electrode in contact with the collector layer;
The semiconductor device according to claim 1, further comprising an emitter electrode in contact with the body contact region and the first semiconductor region.
前記第2半導体領域が、前記ボディ領域の周縁に沿って間隔を置いて形成されていることを特徴とする請求項1又は2の半導体装置。   3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the second semiconductor region is formed at intervals along a peripheral edge of the body region. 前記第2半導体領域と前記第3半導体領域が接していることを特徴とする請求項1〜3のいずれかの半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the second semiconductor region and the third semiconductor region are in contact with each other. 前記第3半導体領域が、隣接する第2半導体領域の間に形成されていることを特徴とする請求項3又は4の半導体装置。   5. The semiconductor device according to claim 3, wherein the third semiconductor region is formed between adjacent second semiconductor regions. 前記第1半導体領域が、前記ボディ領域の周縁に沿って間隔を置いて形成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかの半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the first semiconductor region is formed at intervals along a peripheral edge of the body region. 前記第1半導体領域の間隔と第3半導体領域がボディ領域を介して対向していることを特徴とする請求項6の半導体装置。   7. The semiconductor device according to claim 6, wherein the interval between the first semiconductor regions and the third semiconductor region are opposed to each other through the body region. 前記第3半導体領域が、前記ボディ領域と接していることを特徴とする請求項3〜7のいずれかの半導体装置。   The semiconductor device according to claim 3, wherein the third semiconductor region is in contact with the body region. 前記第2半導体領域と前記第3半導体領域の組合せが、半導体層の層厚方向に積層されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれかの半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein a combination of the second semiconductor region and the third semiconductor region is stacked in a layer thickness direction of the semiconductor layer.
JP2004373768A 2004-12-24 2004-12-24 Semiconductor device Pending JP2006179815A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004373768A JP2006179815A (en) 2004-12-24 2004-12-24 Semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004373768A JP2006179815A (en) 2004-12-24 2004-12-24 Semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006179815A true JP2006179815A (en) 2006-07-06

Family

ID=36733603

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004373768A Pending JP2006179815A (en) 2004-12-24 2004-12-24 Semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006179815A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107331702A (en) * 2016-04-29 2017-11-07 株洲中车时代电气股份有限公司 Carrier injection type IGBT with super-junction structure
CN112289845A (en) * 2019-07-25 2021-01-29 创能动力科技有限公司 Semiconductor device with JFET area layout design

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107331702A (en) * 2016-04-29 2017-11-07 株洲中车时代电气股份有限公司 Carrier injection type IGBT with super-junction structure
CN112289845A (en) * 2019-07-25 2021-01-29 创能动力科技有限公司 Semiconductor device with JFET area layout design

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4723816B2 (en) Semiconductor device
JP5132123B2 (en) Power semiconductor device
JP6022774B2 (en) Semiconductor device
US8232593B2 (en) Power semiconductor device
JP5604892B2 (en) Insulated gate bipolar transistor
JP5282823B2 (en) Semiconductor device comprising a semiconductor substrate having a diode region and an IGBT region
JP2004022941A (en) Semiconductor device
US20100224907A1 (en) Semiconductor device
US10903346B2 (en) Trench-gate semiconductor device having first and second gate pads and gate electrodes connected thereto
JPWO2005109521A1 (en) Semiconductor device
JP2005150246A (en) Semiconductor device
JP2007221012A (en) Mos device and manufacturing method thereof
JP2004134597A (en) Semiconductor element
US8829563B2 (en) Power semiconductor device and method for manufacturing such a power semiconductor device
JP2007266134A (en) Semiconductor device
WO2011118512A1 (en) Insulated gate bipolar transistor
WO2014087499A1 (en) Semiconductor device
JP2013080796A (en) Semiconductor device
JP5531700B2 (en) Insulated gate bipolar transistor
EP3025373B1 (en) Mos-bipolar device
JP2019087611A (en) Switching element and manufacturing method thereof
JP2010232335A (en) Insulated gate bipolar transistor
EP2517249A1 (en) Power semiconductor device
JP6733829B2 (en) Semiconductor device
JP7327672B2 (en) semiconductor equipment