JP2006310606A - 絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ - Google Patents

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Abstract

【課題】 他方の領域3bがそれぞれ独立している場合と比較して、配線レイアウトの自由度を高めることができ、かつ、各素子の動作が不均一となるのを抑制できるIGBTを提供する。
【解決手段】 P型ベース領域3の内部に、トレンチ5によって電気的に分断された2つの領域3a、3bを有し、一方の領域3aは、N型エミッタ領域4が形成され、かつ、エミッタ電極8と電気的に接続されており、他方の領域3bは、エミッタ電極8と絶縁され、フローティング電位となっている構造であるトレンチゲート型のIGBTにおいて、2つの領域3a、3bを交互に複数配置し、かつ、2つの領域のうちの他方の領域3bが、セル領域の全域に渡って、連続した1つの形状である平面レイアウトとする。
【選択図】 図1

Description

本発明は、トレンチゲート型の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(以下、IGBTと呼ぶ)に関するものである。
従来、トレンチゲート型のIGBTの1つとして、以下に説明するように、IGBT素子として機能するセル領域を連続して複数配置した構造に対して、複数の連続したセル領域から周期的にセル領域を間引いた、いわゆる間引き構造のものがある(例えば、特許文献1、2参照)。
図6に、いわゆる間引き構造のIGBTの断面図を示す。この断面図は、トレンチを横切るように切断したときの断面図であり、図中の左側半分もしくは右側半分の構造が単位構造である。また、図中の左側半分と右側半分とは左右対称の構造となっている。
このIGBTは、P型基板1と、P型基板1の表面上に配置されたN型ドリフト層2と、N型ドリフト層2の表面上に配置されたP型ベース領域3と、P型ベース領域3の内部表面側に位置するN型エミッタ領域4と、P型ベース領域3の表面から、N型エミッタ領域4およびP型ベース領域3を貫通して、N型ドリフト層2に到達する深さのトレンチ5と、トレンチ5の内壁上に形成されたゲート絶縁膜6と、トレンチ5の内部であって、ゲート絶縁膜6上に形成されたゲート電極7と、P型ベース領域3の表面上に配置され、P型ベース領域3の一部およびN型エミッタ領域4と電気的に接続されたエミッタ電極8と、P型基板1の裏面に接して配置され、P型基板1と電気的に接続されたコレクタ電極9とを備えている。
このIGBTでは、図中の左右片側半分に示すように、P型ベース領域3は、トレンチ5によって電気的に2つの領域3a、3bに分断されており、この2つの領域3a、3bのうち、一方の領域3aのみに、N型エミッタ領域4とP型ボディ領域10とが形成されている。この一方の領域3aは、P型ボディ領域10を介して、エミッタ電極8と電気的に接続されている。また、N型エミッタ領域4は、一方の領域3aのうち、トレンチ5の近傍の領域に部分的に配置されており、一方の領域3aのトレンチ5に接する部分にチャネルが形成される。このようにIGBT素子が形成される一方の領域3aが、上記したセル領域である。
また、上記した2つの領域3a、3bのうち、他方の領域3bは、絶縁膜11により、エミッタ電極8や他の電極と電気的に絶縁されており、電気的にフローティングの状態となっている。この他方の領域3bが、複数の連続したセル領域からセル領域を間引いた領域である。
特開2001−308327号公報 特開2003−204066号公報
上記した構造のIGBTの平面レイアウトとしては、以下に説明するレイアウトが考えられる。図7に、IGBTの平面レイアウトの一例を示す。なお、図7中のA−A線断面図が図6である。
図7に示すレイアウトでは、P型ベース領域3のうちの一方の領域3aと他方の領域3bとがストライプ状に交互に複数配置されており、各他方の領域3bのそれぞれがトレンチ5で囲まれている。
ここで、各他方の領域3bを囲んでいるトレンチ5は、トレンチゲートを構成するトレンチが延長されたものである。また、一方の領域3aにN型エミッタ領域4、P型ボディ領域10が配置されており、これらによりセルが構成されている。なお、図中セル領域の左右両隣には、ホール抜き取り部3cが配置されている。このホール抜き取り部3cは、一方の領域3aと同様にP型ウェルで構成されており、P型ボディ領域10を介して、エミッタ電極8と電気的に接続されている。
この図7に示すレイアウトでは、図中上下方向に連続して配置されている他方の領域3bと一方の領域3aと他方の領域3bとからなる領域に、図6に示すように、左右対称となる2つの単位構造が構成されている。また、この図7に示すレイアウトでは、ホール抜き取り部3cが連続した1つの領域となっている。
このように、IGBTの構造として、他方の領域3bのそれぞれを、トレンチ5で囲むことで、各他方の領域3bを、独立したP型ウェルで構成し、一方の領域3aや他の他方の領域3bから電気的に孤立させる構造が考えられる。
しかし、IGBTを図7に示すレイアウト構造とした場合、以下の2つの問題が生じることが考えられる。
すなわち、各他方の領域3bが独立しているため、例えば、IGBTのスイッチング動作時において、各他方の領域3bの電位にばらつきが生じる場合がある。このため、ICチップ内の各セルの動作が不均一となる問題が生じる。
また、各他方の領域3bのフローティング状態を検査する場合、複数の領域3bを同時に検査するため、図7に示すように、各他方の領域3bにコンタクト12を設け、Al等の金属配線により、各他方の領域3bを電気的に接続させる方法が考えられる。これにより、他方の領域3bと電気的に接続された例えば1つの検査パッド13とテスターとを電気的に接続させることで、検査を簡便に行うことができる。
しかしながら、このように各他方の領域3bを電気的に接続させるための専用の配線をICチップ内に設けた場合、他の配線のレイアウトに制限が生じるため、配線レイアウトにおいて、自由度が減少するという問題が生じる。
なお、これらの問題は、P型ベース領域3のうちの他方の領域3bをそれぞれトレンチ5で囲むほか、各他方の領域3bを構成するP型ウェル同士を離間させることで、各他方の領域3bを独立したP型ウェルで構成した場合においても、同様に生じる問題である。
本発明は、上記点に鑑み、他方の領域3bがそれぞれ独立している場合と比較して、配線レイアウトの自由度を高めることができ、かつ、各素子の動作が不均一となるのを抑制できるIGBTを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタにおいて、複数の一方の領域(3a)と複数の他方の領域(3b)とが交互に配置されており、複数の他方の領域(3b)のうち、少なくとも2つの他方の領域(3b)が連続した1つの領域となっていることを特徴としている。
このように、P型ベース領域3のうち、第1の電極と電気的に接続されていない他方の領域を共通化させることで、複数の他方の領域がすべて独立した領域となっている場合と比較して、複数の他方の領域における電位のばらつきを抑制することができる。この結果、他方の領域が共通化されている部分での各素子の動作が不均一となるのを抑制できる。
また、このように、他方の領域を共通化させることで、他方の領域を同時に複数検査する場合において、複数の他方の領域が独立している構造の際に必要となる他方の領域を互いに電気的に接続させるための電気配線を省略することができる。この結果、複数の他方の領域が独立している場合と比較して、配線レイアウトの自由度を高めることができる。
請求項1に記載の発明に関して、例えば、請求項2に示すように、他方の領域(3b)を、1つの一方の領域(3a)を完全に取り囲むように配置することができる。
これにより、1つの一方の領域を他方の領域で完全に取り囲んでいない平面レイアウトの場合と比較して、他方の領域の電位を安定させることができる。
また、請求項1、2に記載の発明に関して、例えば、請求項3に示すように、他方の領域(3b)を、電気配線で電気的に接続されているゲート電極(7)に隣接する範囲において、連続した1つの領域とすることができる。
このように、ICチップ内のうち、少なくとも、ゲート電極が電気配線によって電気的に接続されている1つのブロック内の全域において、他方の領域を1つの連続した領域とすることが好ましい。
また、例えば、請求項4に示すように、他方の領域(3b)を、ICチップ内の全域において、連続した1つの領域とすることもできる。
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
(第1実施形態)
図1に、本発明の第1実施形態におけるIGBTの平面レイアウトを示す。なお、図1は、1つのICチップ内に設けられている複数のブロックのうち、1つのブロックのレイアウトを示している。このブロックとは、複数のセル領域が1つに集まっている領域のことであり、ブロック内では、すべてのゲート電極7が電気配線により電気的に接続されている。
また、図1では、図7中の構成部と同様の構成部に図7と同じ符号を付している。また、図1中のA−A線における断面構造は、図6に示す構造と同じであるため、以下では、図1中のA−A線断面構造についての説明を省略する。
なお、本実施形態と本発明の対応関係は、以下の通りである。P型が第1導電型に相当し、N型が第2導電型に相当する。P型基板1が第1半導体層に相当し、N型ドリフト層2が第2半導体層に相当し、P型ベース領域3が第3半導体層に相当し、N型エミッタ領域4が第4半導体層に相当する。また、エミッタ電極8が第1電極に相当し、コレクタ電極9が第2電極に相当する。
また、本実施形態のIGBTでは、例えば、P型基板1として、シリコン(Si)基板が用いられる。また、ゲート絶縁膜6として、シリコン酸化膜(SiO膜)が用いられる。また、ゲート電極7として、高濃度にリン(P)がドーピングされ低抵抗化されたポリシリコン(Poly−Si)が用いられる。
本実施形態におけるIGBTの平面レイアウトは、図7に示すレイアウトに対して、他方の領域3bの形状を、複数の帯状の形状から連続した1つの形状に変更したレイアウトである。
具体的には、図1に示すように、本実施形態では、図7に示すレイアウトと同様に、P型ベース領域3におけるトレンチ5によって電気的に分断された2つの領域のうちの一方の領域3aと、他方の領域3bとが、ストライプ状に交互に配置されている。
そして、本実施形態では、図7に示すレイアウトと異なり、複数の一方の領域3aのそれぞれがトレンチ5で囲まれており、他方の領域3bが連続した1つの領域となっている。
一方の領域3aは、図1に示すように、左右に伸びる帯状であり、図7に示すレイアウトと同様に、その内部表面側にN型エミッタ領域4とP型ボディ領域10とが配置されている。これらの一方の領域3a、N型エミッタ領域4、P型ボディ領域10によって、セルが構成される。
また、一方の領域3aの図中左右両隣には、ホール抜き取り部3cが配置されている。ホール抜き取り部3cは、一方の領域3aに対してN型エミッタ領域4を省略した構成となっており、P型ボディ領域10を介して、エミッタ電極8と電気的に接続される。このホール抜き取り部3cは、アバランシェ降伏が起きた場合に、セルにアバランシェ電流が流れないように、ホールを抜き取るための領域である。
トレンチ5は、1つの一方の領域3aと、その両隣に位置するホール抜き取り部3cとを完全に囲むように配置されている。このトレンチ5の内部には、図6に示すように、ゲート絶縁膜6およびゲート電極7が形成されている。このトレンチ5によって、他方の領域3bは、一方の領域3aと電気的に分断されている。
他方の領域3bは、図7中の複数の帯状に配置されている他方の領域3bに対して、セル領域を挟んで対向する領域3b同士をそれらの両端で連結させた形状である。言い換えると、図1の平面レイアウトは、1つの他方の領域3b中に、他方の領域3bよりも小さな一方の領域3aを、複数離間して配置したレイアウトである。このように、本実施形態では、他方の領域3bは、1つの一方の領域3aを完全に取り囲んで配置されている。
また、他方の領域3bの最外周には、他方の領域3bを完全に囲むように、最外周用トレンチ21が配置されている。この最外周用トレンチ21の内部には、図示しないが、絶縁膜としてのシリコン酸化膜および高濃度にリンがドーピングされ低抵抗化されたポリシリコンが配置されている。この最外周用トレンチ21によって、他方の領域3bは、他方の領域3bの外周に位置するP型ウェル22と電気的に分断されている。
なお、このポリシリコンは、ゲート電極7と電気的に接続されていないが、これらの絶縁膜およびポリシリコンは、例えば、ゲート絶縁膜6およびゲート電極7と同時に形成される。
また、他方の領域3bの一領域には、他方の領域3bと検査パッド13とを電気的に接続するためのコンタクト部12が設けられており、コンタクト部12と検査パッド13とは電気配線により電気的に接続されている。このように、検査パッド13とテスターとを電気的に接続させることで、1ブロック内の他方の領域3bについてのフローティング状態の検査が行われるようになっている。本実施形態では、他方の領域3bは、ICチップ内の1ブロックで一体となっているので、コンタクト部12を少なくとも1つ設けることで、1ブロック内の他方の領域3bについてのフローティング状態の検査を簡便に行うことができる。
次に、本実施形態の主な特徴について説明する。
上記したように、本実施形態のIGBTは、図6に示すように、セル領域と複数のセル領域からセル領域を間引いた領域とを有する構造、すなわち、P型ベース領域3の内部に、トレンチ5によって電気的に分断された2つの領域3a、3bを有する構造であって、ICチップ内の1つのブロックで、2つの領域3a、3bが、交互に複数配置されたレイアウトとなっている。そして、2つの領域のうちの他方の領域3bが、1つのブロック内の全域に渡って、連続した1つの領域となっている。
これにより、他方の領域3bのフローティング電位を、1つのブロック内で共通化させることができる。したがって、図7に示すレイアウトのように、トレンチ5で他方の領域3bを囲むことで、複数の他方の領域3bを互いに独立させる場合と比較して、他方の領域3bにおける電位のばらつきを抑制することができる。この結果、1つのブロック内での各セルの動作が不均一となるのを抑制できる。
また、本実施形態によれば、他方の領域3bのフローティング電位を、1つのブロック内で電気配線を用いずに共通化できる。したがって、他方の領域3bのフローティング検査を、複数の他方の領域3bについて同時に検査する場合であっても、図7に示すレイアウト構造では必要となる他方の領域3bを互いに電気的に接続させるための電気配線を省略することができる。この結果、図7に示すレイアウトの場合と比較して、配線レイアウトの自由度を高めることができる。
(第2実施形態)
図2に、本発明の第2実施形態の第1の例におけるIGBTの平面レイアウトを示す。また、図3に、本発明の第2実施形態の第2の例におけるIGBTの平面レイアウトを示す。図2、3では、図1中の構成部と同様の構成部に図1と同じ符号を付している。また、図2、3中のA−A線における断面構造は、図6に示す構造と同じである。
第1実施形態では、他方の領域3bを連続した1つの領域とするレイアウトとして、 図7中の複数の帯状に配置されている他方の領域3bにおいて、一方の領域3aを挟んで対向して配置された他方の領域3b同士を、それらの図中左右両端側で連結させた形状とする場合を例として説明した。
これに対して、本実施形態のように、他方の領域3bを連続した1つの領域とするレイアウトとして、図7中の複数の帯状に配置されている他方の領域3bにおいて、一方の領域3aを挟んで対向して配置された他方の領域3b同士を、それらの一端側でのみ連結させた形状とすることもできる。
例えば、図2に示すように、他方の領域3bの形状を、図7中の複数の他方の領域3b同士をすべて同じ左端部で連結させた形状とすることもできる。すなわち、他方の領域3bの形状をE字のような形状とすることもできる。
また、例えば、図3に示すように、他方の領域3bの形状を、図7中の複数の他方の領域3b同士を、一端側で連結させ、図中上下方向で、その連結部23が左右交互に位置する形状とすることもできる。すなわち、他方の領域3bの形状をS字のような形状とすることもできる。
本実施形態においても、他方の領域3bが、1つのブロック内全体に渡って、連続した1つの領域となっているので、第1実施形態と同様の効果を奏する。
ただし、第1実施形態と第2実施形態とを比較した場合、第1実施形態では、他方の領域3bは、1つの一方の領域3aを完全に取り囲むように配置されているが、第2実施形態では、他方の領域3bは、1つの一方の領域3aを完全に取り囲むように配置されていない。このため、他方の領域3bのフローティング電位の安定性の観点から、第1実施形態のレイアウトの方が好ましい。これは、第2実施形態の場合、他方の領域3bのうち、一方の領域3aを挟んで対向する他方の領域3bと連結されていない端部24では、連結部23と比較して、電位が不安定になりやすいからである。
(他の実施形態)
(1)図4に、本発明の他の実施形態の第1の例におけるIGBTの平面レイアウトを示す。図4では、図1、2中の構成部と同様の構成部に図1、2と同じ符号を付している。また、図4中のA−A線における断面構造は、図6に示す構造と同じである。
図4に示すように、IGBTの平面レイアウトを、図2中の他方の領域3bの左端を軸として、図2中の他方の領域3b、一方の領域3aを左右対称に配置したレイアウトとすることもできる。
(2)図5に、本発明の他の実施形態の第2の例におけるIGBTの平面レイアウトを示す。図5では、図1中の構成部と同様の構成部に図1と同じ符号を付している。また、図5中のA−A線における断面構造は、図1に示す構造と同じである。なお、図5中の破線で囲まれた領域Bが、図1に示す構造に相当する。
図5に示すように、IGBTの平面レイアウトを、図1に示す形状の他方の領域3を略四角形の枠状に連続して配置させたレイアウトとすることもできる。
言い換えると、他方の領域3bを、略四角形の枠状に配置した第1の枠部31と、第1の枠部31の内側に配置され、第1の枠部31よりも小さな略四角形の枠状の第2の枠部32と、第1の枠部31と第2の枠部32とを連結する複数の連結部33とを有する形状とすることもできる。この場合、第1の枠部31と第2の枠部32との間であって、かつ、隣り合う連結部33の間に、一方の領域3aが配置される。
(3)上記した各実施形態では、IGBTの平面レイアウトにおいて、一方の領域3aと、他方の領域3bとをストライプ状に配置する場合を例として説明したが、他のレイアウトとすることもできる。
例えば、セルを構成する一方の領域3aを六角形形状とし、その外周に他方の領域3bを配置するレイアウトとすることもできる。
(4)上記した各実施形態では、ICチップ内に配置された複数のブロックのうちの1つのブロックにおける平面レイアウトを説明したが、ICチップ内の全域における一方の領域3aと他方の領域3bのレイアウトを上記した各実施形態のレイアウトとすることもできる。
例えば、複数のブロックに分けられている場合であっても、各ブロックにおける他方の領域3bを、ICチップ内の全域で連続した1つの領域とすることもできる。また、ICチップ内において、複数のブロックに分けられていない場合に、他方の領域3bをICチップ内の全域で連続した1つの領域とすることもできる。
(5)上記した各実施形態では、ICチップ内の1つのブロックの全域に渡って、他方の領域3bが連続した1つの形状である場合を例として説明したが、全域に限らず、一部の領域で、他方の領域3bが連続した1つの形状とすることもできる。
例えば、図6に示すように、複数の一方の領域3aと複数の他方の領域3bとが交互にストライプ状に配置されているレイアウトに対して、1つの一方の領域3aを挟んで配置された2つの他方の領域3bが連続した1つの形状とすることもできる。
また、図6中の複数の他方の領域3bのうち、1つの一方の領域3aを挟んで配置された2つの他方の領域3bに限らず、少なくとも2以上の他方の領域3bを連続した1つの形状とすることもできる。
このようにしても、連続した1つの領域となっている他方の領域3bについては、図6に示すように、複数の他方の領域3bが連続していない場合と比較して、複数の他方の領域3bを電気的に接続するための電気配線を省略することができる。
(6)上記した各実施形態では、ホール抜き取り部3cを、P型ベース領域3の一部の領域3aと同様にP型ウェルで構成する場合を例として説明したが、ラッチアップ対策のため、P型ウェルよりも不純物濃度が高いP型層により構成することもできる。
(7)第1実施形態では、他方の領域3bの最外周に、最外周用トレンチ21を配置することで、他方の領域3bと、その外周に位置するP型ウェル22とを電気的に分断する場合を例として説明した。これに対して、最外周用トレンチ21を設ける代わりに、他方の領域3bを構成するP型ウェルと、他方の領域3bの外周に位置するP型ウェル22とを離間させることで、他方の領域3bとその外周に位置するP型ウェル22とを電気的に分断することもできる。
(8)IGBTの構造を、図1に示すIGBTに対して、P型基板1とN型ドリフト層2との間に、N型ドリフト層2よりも不純物濃度が高いN型層を追加した構造とすることもできる。
(9)上記した各実施形態では、第1導電型をP型とし、第2導電型をN型とする場合を例として説明したが、第1導電型をN型とし、第2導電型をP型とすることもできる。すなわち、上記したIGBTの各構成部における導電型をすべて反対の導電型にすることもできる。
本発明の第1実施形態におけるIGBTの平面レイアウトである。 本発明の第2実施形態の第1の例におけるIGBTの平面レイアウトである。 本発明の第2実施形態の第2の例におけるIGBTの平面レイアウトである。 本発明の他の実施形態の第1の例におけるIGBTの平面レイアウトである。 本発明の他の実施形態の第2の例におけるIGBTの平面レイアウトである。 いわゆる間引き構造を有するトレンチゲート型のIGBTの断面図である。 発明が解決しようとする課題を説明するためのIGBTの平面レイアウトである。
符号の説明
1…P型基板、2…N型ドリフト層、3…P型ベース領域、
3a…P型ベース領域3で、トレンチ5で分断された2つの領域のうちの一方の領域、
3b…P型ベース領域3で、トレンチ5で分断された2つの領域のうちの他方の領域、
4…N型エミッタ領域、5…トレンチ、
6…ゲート絶縁膜、7…ゲート電極、8…エミッタ電極、
9…コレクタ電極、10…P型ボディ領域、
12…コンタクト、13…検査パッド。

Claims (4)

  1. 第1導電型の第1半導体層(1)と、
    前記第1半導体層(1)の表面上に配置された第2導電型の第2半導体層(2)と、
    前記第2半導体層(2)の表面上に配置された第1導電型の第3半導体層(3)と、
    前記第3半導体層(3)を貫通して前記第2半導体層(2)に到達する深さのトレンチ(5)と、
    前記トレンチ(5)の内壁上に形成されたゲート絶縁膜(6)と、
    前記トレンチ(5)の内部であって、前記ゲート絶縁膜(6)上に形成されたゲート電極(7)と、
    前記第3半導体層(3)内の前記トレンチ(5)によって電気的に分断された2つの領域(3a、3b)のうち、一方の領域(3a)の内部表面側に、前記トレンチ(5)に接して配置された第2導電型の第4半導体層(4)と、
    前記一方の領域(3a)および前記第4半導体層(4)と電気的に接続され、かつ、前記2つの領域(3a、3b)のうちの他方の領域(3b)と電気的に接続されていない第1電極(8)と、
    前記第1半導体層(1)と電気的に接続された第2電極(9)とを備える絶縁ゲート型バイポーラトランジスタにおいて、
    複数の前記一方の領域(3a)と複数の前記他方の領域(3b)とが交互に配置されており、複数の前記他方の領域(3b)のうち、少なくとも2つの前記他方の領域(3b)が連続した1つの領域となっていることを特徴とする絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ。
  2. 前記他方の領域(3b)は、1つの前記一方の領域(3a)を完全に取り囲んで配置されていることを特徴とする請求項1に記載の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ。
  3. 前記他方の領域(3b)は、電気配線で電気的に接続されている前記ゲート電極(7)に隣接する範囲において、連続した1つの領域となっていることを特徴とする請求項1または2に記載の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ。
  4. 前記他方の領域(3b)は、ICチップ内の全領域において、連続した1つの領域となっていることを特徴とする請求項1または2に記載の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010135676A (ja) * 2008-12-08 2010-06-17 Denso Corp 絶縁ゲート型半導体装置の駆動回路およびそれに適した半導体装置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7718505B2 (en) * 2007-06-22 2010-05-18 Infineon Technologies Austria Ag Method of forming a semiconductor structure comprising insulating layers with different thicknesses
WO2010039842A1 (en) * 2008-09-30 2010-04-08 Ixys Corporation Insulated gate bipolar transistor
JP5729331B2 (ja) * 2011-04-12 2015-06-03 株式会社デンソー 半導体装置の製造方法及び半導体装置
US8680645B2 (en) 2011-08-09 2014-03-25 Infineon Technologies Austria Ag Semiconductor device and a method for forming a semiconductor device
JP7020185B2 (ja) * 2017-03-15 2022-02-16 富士電機株式会社 半導体装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003204066A (ja) * 2002-01-08 2003-07-18 Fuji Electric Co Ltd 半導体装置
JP2004349634A (ja) * 2003-05-26 2004-12-09 Toshiba Corp 電力用半導体装置
JP2005175425A (ja) * 2003-11-20 2005-06-30 Fuji Electric Device Technology Co Ltd 絶縁ゲート型半導体装置
JP2006032676A (ja) * 2004-07-16 2006-02-02 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 半導体装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3329707B2 (ja) * 1997-09-30 2002-09-30 株式会社東芝 半導体装置
JP4581179B2 (ja) * 2000-04-26 2010-11-17 富士電機システムズ株式会社 絶縁ゲート型半導体装置
JP3927111B2 (ja) * 2002-10-31 2007-06-06 株式会社東芝 電力用半導体装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003204066A (ja) * 2002-01-08 2003-07-18 Fuji Electric Co Ltd 半導体装置
JP2004349634A (ja) * 2003-05-26 2004-12-09 Toshiba Corp 電力用半導体装置
JP2005175425A (ja) * 2003-11-20 2005-06-30 Fuji Electric Device Technology Co Ltd 絶縁ゲート型半導体装置
JP2006032676A (ja) * 2004-07-16 2006-02-02 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 半導体装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010135676A (ja) * 2008-12-08 2010-06-17 Denso Corp 絶縁ゲート型半導体装置の駆動回路およびそれに適した半導体装置

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