JP2007266550A - 半導体装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】従来よりも大きな破壊耐量を有する半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体基体110,112における同一耐圧構造内に、互いに並列の関係にあるn型のIGBT102と、n型のMOSFET104とを有する半導体装置であって、MOSFET104のドレイン・ソース降伏電圧は、IGBT102のコレクタ・エミッタ降伏電圧より小さいことを特徴とする半導体装置100。IGBT102が形成されたIGBT活性領域AR(1)と、MOSFET104が形成されたMOSFET活性領域AR(2)とは、不活性領域としてのゲートフィンガーFにより分離されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、半導体装置に関する。
IGBTは、オン動作時にpn接合などから半導体基体内にホールを注入して伝導度変調を起こさせることにより、本来は高抵抗に設定されている半導体基体を低抵抗化することでオン抵抗を低くすることができるパワー用半導体装置である。
近年、このようなIGBTを改良した半導体装置として、通常のIGBTよりもスイッチング速度が速く、外付けの転流ダイオードを必要としないアノードショート型の半導体装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。図9は、そのような従来の半導体装置900を説明するために示す図である。
従来の半導体装置900は、図9に示すように、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(以下、IGBTという。)902と、絶縁ゲートトランジスタ(以下、MOSFETという。)904とが互いに並列の関係に形成された半導体装置である。IGBT902は、第2主面側にp型拡散層938が形成されたn型半導体基板920と、n型半導体基板920の第1主面に形成されたn型ドリフト領域922と、n型ドリフト領域922の表面に形成されたp型ベース領域924と、p型ベース領域924の表面に形成され、エミッタ電極936と接続されたn型エミッタ領域926と、p型ベース領域924の表面にゲート絶縁膜930を介して形成されたゲート電極932と、p型拡散層938の第2主面側に形成されたコレクタ電極940とを備える。なお、第1主面とはゲート電極が形成される側の面のことをいい、第2主面とはコレクタ電極が形成される側の面のことをいうこととする。
従来の半導体装置900においては、図9に示すように、n型半導体基板920の右半分の部分にはp型拡散層938が形成されているため、この部分は上記したようにIGBT902として動作する。一方、n型半導体基板920の左半分の部分にはp型拡散層938が形成されていないため、この部分はMOSFET904として動作する。
このため、従来の半導体装置900によれば、IGBT902とは別に、IGBT902とは互いに並列の関係にあるMOSFET904を備えるため、比較的小さな電流を流す場合のオン電圧を小さくすることが可能となる。
また、従来の半導体装置900によれば、MOSFET904が形成されている部分においては、半導体基体にホールが注入されないため、 ターンオフ時間を短縮してスイッチング速度を速くすることが可能となる。
また、従来の半導体装置900によれば、MOSFET904が形成されている部分においては、n型半導体基板920とコレクタ電極940とがオーミック接続されるようになるため、p型ベース領域924とn型ドリフト層922との界面に形成されるpnダイオードが内部転流ダイオードとして利用可能となり、この半導体装置900を転流用ダイオードを必要とする用途に用いる場合に外付けの転流ダイオードを必要としなくなる。
特開平7−302898号公報(図1)
ところで、パワー用半導体装置においては、大きな破壊耐量を有する半導体装置が求められている。しかしながら、IGBTは、オフ動作時にコレクタ・エミッタ降伏電圧を超える電圧が印加されると、アバランシェ電流により寄生のnpnpのサイリスタがオンしてしまうため、小さい破壊耐量しか有しないのが実情である。このため、従来の半導体装置900においても、このように小さい破壊耐量しか有しないIGBT902を備えているため、小さい破壊耐量しか有しないという問題がある。
そこで、本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、従来よりも大きな破壊耐量を有する半導体装置を提供することを目的とする。
本発明の半導体装置は、半導体基体における同一耐圧構造内に、互いに並列の関係にある第1導電型のドリフト領域を有するIGBTと、第1導電型のドリフト領域を有するMOSFETとを有する半導体装置であって、前記MOSFETのドレイン・ソース降伏電圧は、前記IGBTのコレクタ・エミッタ降伏電圧より小さいことを特徴とする。
このため、本発明の半導体装置によれば、MOSFETのドレイン・ソース降伏電圧がIGBTのコレクタ・エミッタ降伏電圧より小さく構成されているため、オフ動作時に望ましくない電圧が印加されたとしてもそのような電圧による電流はMOSFETに流れるようになる。このため、本発明の半導体装置は、小さい破壊耐量しか有しないIGBTにアバランシェ電流が流れることがなくなるため、従来よりも大きな破壊耐量を有する半導体装置となる。
また、本発明の半導体装置によれば、IGBTとは別に、IGBTとは互いに並列の関係にあるMOSFETを備えるため、比較的小さな電流を流す場合のオン電圧を小さくすることが可能となる。
さらにまた、本発明の半導体装置によれば、IGBTとは別に、IGBTとは互いに並列の関係にあるMOSFETを備えるため、スイッチング速度が速く、外付けの転流ダイオードを必要としない半導体装置となる。
本発明の半導体装置においては、前記IGBTのゲート電極と、前記MOSFETのゲート電極とは同電位に接続され、前記IGBTのエミッタ領域と、前記MOSFETのソース領域とは、共通のエミッタ電極に接続され、前記IGBTのコレクタ領域と、前記MOSFETのドレイン領域とは、共通のコレクタ電極により接続され、前記MOSFETの前記ドリフト領域の厚さは、前記IGBTの前記ドリフト領域の厚さよりも薄いことが好ましい。
このように構成することにより、IGBTのゲート電極とMOSFETのゲート電極とが同電位に接続され、IGBTのエミッタ領域とMOSFETのソース領域とが共通のエミッタ電極に接続され、IGBTのコレクタ領域とMOSFETのドレイン領域が共通のコレクタ電極に接続されているため、IGBTとMOSFETとが互いに並列な関係になる。
また、MOSFETのドリフト領域の厚さがIGBTのドリフト領域の厚さよりも薄いため、MOSFETのドレイン・ソース降伏電圧はIGBTのコレクタ・エミッタ降伏電圧より小さくなる。
本発明の半導体装置においては、前記IGBTは、IGBT活性領域に形成され、前記MOSFETは、MOSFET活性領域に形成され、前記IGBT活性領域と前記MOSFET活性領域とは、第2導電型の不活性領域により分離されていることが好ましい。
このように構成することにより、IGBT活性領域とMOSFET活性領域とが第2導電型の不活性領域により分離されているため、IGBTにおけるpn接合からIGBT活性領域の半導体基体に注入された少数キャリアがMOSFET活性領域の半導体基体に移動するのを抑制することが可能となる結果、MOSFETにおける破壊耐量が低下するのを抑制することが可能となる。
本発明の半導体装置においては、前記不活性領域の幅は、前記IGBT活性領域におけるドリフト領域の厚さよりも大きい値を有することが好ましい。
このように構成することにより、不活性領域の幅がIGBT活性領域におけるドリフト領域の厚さよりも大きい値を有するため、IGBTにおけるpn接合からIGBT活性領域の半導体基体に注入された少数キャリアがMOSFET活性領域の半導体基体に移動するのを十分に抑制することが可能となる結果、MOSFETにおける破壊耐量が低下するのを十分に抑制することが可能となる。
本発明の半導体装置においては、前記IGBTは、pn接合から少数キャリアを注入するタイプのIGBTであってもよいし、ショットキ接合から少数キャリアを注入するタイプのIGBTであってもよい。
以下、本発明の半導体装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。
[実施形態1]
実施形態1は、本発明の半導体装置を、pn接合から少数キャリアとしてのホールを注入するタイプのIGBTに適用した場合を説明するための実施形態である。
図1は、実施形態1に係る半導体装置100を説明するために示す図である。図1(a)は半導体装置100の平面図であり、図1(b)は図1(a)のA−A断面を模式的に示す図である。なお、図1においては、半導体装置100のIGBT102及びMOSFET104(ともに図2参照。)における第1主面側の構造は捨象している。また、図1(b)においては、半導体装置100の構造を模式的に示しており、n型ドリフト領域122(1)の厚さd、n型ドリフト領域122(2)の厚さdなどの半導体基体110,112の厚み方向に沿った厚さや深さについては、半導体基体110,112の第1主面に平行な方向に沿った距離や間隔についてよりも誇張して示している。
図2は、半導体装置100の要部拡大図である。図2(a)は半導体装置100におけるIGBT102の断面図であり、図2(b)は半導体装置100におけるMOSFET104の断面図である。
なお、第1主面とはゲート電極が形成される側の面のことをいい、第2主面とはコレクタ電極が形成される側の面のことをいうこととする。
実施形態1に係る半導体装置100は、図1及び図2に示すように、半導体基体110,112における同一耐圧構造内(図1(a)におけるガードリングGRに囲まれた領域。)に、互いに並列の関係にあるn型(第1導電型)のドリフト領域を有するIGBT102と、n型(第1導電型)のドリフト領域を有するMOSFET104とを有する半導体装置である。
実施形態1に係る半導体装置100においては、図2には示されていないが、IGBT102のゲート電極132とMOSFET104のゲート電極132とは同電位に接続されている。IGBT102のn型エミッタ領域126とMOSFET104のn型ソース領域128とは、図2に示すように、共通のエミッタ電極136に接続されている。また、図2に示すように、IGBT102のコレクタ領域(この場合、n型ドリフト領域122(1)、n型バッファ領域120及びp型半導体基板118)とMOSFET104のドレイン領域(この場合、n型ドリフト領域122(2)及びn型バッファ領域138)とは、共通のコレクタ電極140により接続されている。
IGBT102のn型ドリフト領域122(1)の厚さdは、例えば50μmである。MOSFET104のn型ドリフト領域122(2)の厚さdは、例えば45μmである。
実施形態1に係る半導体装置100においては、IGBT102はIGBT活性領域AR(1)に形成され、MOSFET104はMOSFET活性領域AR(2)に形成されている。そして、IGBT活性領域AR(1)とMOSFET活性領域AR(2)とは、p型(第2導電型)の不活性領域としてのゲートフィンガーF(図1(b)の符号F参照。)により分離されている。ゲートフィンガーFの幅wは、例えば70μmである。
なお、実施形態1に係る半導体装置100においては、予め所定位置にn+型不純物が埋め込まれた埋め込みエピタキシャル基板(p型半導体基板\n型エピタキシャル層\n型エピタキシャル層)を用いることによって、MOSFET活性領域AR(2)の直下のみにn型バッファ領域138が形成された構造を実現している(図1(b)参照。)。
以上のように構成された実施形態1に係る半導体装置100によれば、MOSFET104のドレイン・ソース降伏電圧がIGBT102のコレクタ・エミッタ降伏電圧より小さく構成されているため、オフ動作時に望ましくない電圧が印加されたとしてもそのような電圧による電流はMOSFET104に流れるようになる。このため、実施形態1に係る半導体装置100は、小さい破壊耐量しか有しないIGBT102にアバランシェ電流が流れることがなくなるため、従来よりも大きな破壊耐量を有する半導体装置となる。
また、実施形態1に係る半導体装置100によれば、IGBT102とは別に、IGBT102とは互いに並列の関係にあるMOSFET104を備えるため、比較的小さな電流を流す場合のオン電圧を小さくすることが可能となる。
また、実施形態1に係る半導体装置100によれば、IGBT102とは別に、IGBT102とは互いに並列の関係にあるMOSFET104を備えるため、スイッチング速度が速く、外付けの転流ダイオードを必要としない半導体装置となる。
また、実施形態1に係る半導体装置100によれば、IGBT102のゲート電極132とMOSFET104のゲート電極132とが同電位に接続され、IGBT102のn型エミッタ領域126とMOSFET104のn型ソース領域128とが共通のエミッタ電極136に接続され、IGBT102のコレクタ領域(n型ドリフト領域122(1)、n型バッファ領域120及びp型半導体基板118)とMOSFET104のドレイン領域(n型ドリフト領域122(2)及びn型バッファ領域138)とが共通のコレクタ電極140に接続されているため、IGBT102とMOSFET104とが互いに並列な関係になる。
また、実施形態1に係る半導体装置100によれば、MOSFET104のn型ドリフト領域122(2)の厚さdがIGBT102のn型ドリフト領域122(1)の厚さdよりも薄いため、MOSFET104のドレイン・ソース降伏電圧はIGBT102のコレクタ・エミッタ降伏電圧より小さくなる。
また、実施形態1に係る半導体装置100においては、IGBT活性領域AR(1)とMOSFET活性領域AR(2)とがp型の不活性領域としてのゲートフィンガーFにより分離されているため、IGBT102におけるpn接合からIGBT活性領域AR(1)の半導体基体110(n型バッファ領域120及びn型ドリフト領域122(1))に注入されたホールがMOSFET活性領域AR(2)の半導体基体112(n型バッファ領域138及びn型ドリフト領域122(2))に移動するのを抑制することが可能となる結果、MOSFET104における破壊耐量が低下するのを抑制することが可能となる。
また、実施形態1に係る半導体装置100においては、p型の不活性領域としてのゲートフィンガーFの幅wがIGBT活性領域AR(1)におけるn型ドリフト領域122(1)の厚さdよりも大きい値を有するため、IGBT102におけるpn接合からIGBT活性領域AR(1)の半導体基体110(n型バッファ領域120及びn型ドリフト領域122(1))に注入されたホールがMOSFET活性領域AR(2)の半導体基体112(n型バッファ領域138及びn型ドリフト領域122(2))に移動するのを十分に抑制することが可能となる結果、MOSFET104における破壊耐量が低下するのを十分に抑制することが可能となる。
[実施形態2]
実施形態2は、本発明の半導体装置を、ショットキ接合から少数キャリアとしてのホールを注入するタイプのIGBTに適用した場合を説明するための実施形態である。
図3は、実施形態2に係る半導体装置200を説明するために示す図である。図3(a)は半導体装置200の平面図であり、図3(b)は図3(a)のA−A断面を模式的に示す図である。なお、図3においては、図1の場合と同様に、半導体装置200のIGBT202及びMOSFET204(ともに図4参照。)における第1主面側の構造は捨象している。また、図3(b)においては、半導体装置200の構造を模式的に示しており、n型ドリフト領域222(1)の厚さd、n型ドリフト領域222(2)の厚さdなどの半導体基体210,212の厚み方向に沿った厚さや深さについては、半導体基体210,212の第1主面に平行な方向に沿った距離や間隔についてよりも誇張して示している。
図4は、半導体装置200の要部拡大図である。図4(a)は半導体装置200におけるIGBT202の断面図であり、図4(b)は半導体装置200におけるMOSFET204の断面図である。
実施形態2に係る半導体装置200は、基本的には実施形態1に係る半導体装置100とよく似た構造を有しているが、IGBTのタイプが実施形態1に係る半導体装置100の場合とは異なっている。すなわち、実施形態2に係る半導体装置200においては、図3及び図4に示すように、IGBTとして、ショットキ接合からホールを注入するタイプのIGBTを備えている。
なお、実施形態2に係る半導体装置200においては、MOSFET204におけるn型バッファ領域238は、コレクタ電極240との間でショットキ接合が形成されないようにするため、IGBT202におけるn型バッファ領域220よりも高濃度のn型不純物を含んでいる。
このように、実施形態2に係る半導体装置200は、IGBTのタイプが実施形態1に係る半導体装置100の場合とは異なるが、実施形態1に係る半導体装置100の場合と同様に、MOSFET204のドレイン・ソース降伏電圧がIGBT202のコレクタ・エミッタ降伏電圧より小さく構成されているため、オフ動作時に望ましくない電圧が印加されたとしてもそのような電圧による電流はMOSFET204に流れるようになる。このため、実施形態2に係る半導体装置200は、小さい破壊耐量しか有しないIGBT202にアバランシェ電流が流れることがなくなるため、従来よりも大きな破壊耐量を有する半導体装置となる。
また、実施形態2に係る半導体装置200によれば、IGBT202とは互いに並列の関係にあるMOSFET204を備えるため、比較的小さな電流を流す場合のオン電圧を小さくすることが可能となる。
また、実施形態2に係る半導体装置200によれば、IGBT202とは互いに並列の関係にあるMOSFET204を備えるため、スイッチング速度が速く、外付けの転流ダイオードを必要としない半導体装置となる。
また、実施形態2に係る半導体装置200によれば、図3に示すように、IGBT活性領域AR(1)とMOSFET活性領域AR(2)とが、ゲートフィンガーFにより分離されているため、IGBT202におけるショットキ接合からIGBT活性領域AR(1)の半導体基体210(n型バッファ領域220及びn型ドリフト領域222(1))に注入されたホールがMOSFET活性領域AR(2)の半導体基体212(n型バッファ領域238及びn型ドリフト領域222(2))に移動するのを抑制することが可能となる結果、MOSFET204における破壊耐量が低下するのを抑制することが可能となる。
また、実施形態2に係る半導体装置200によれば、実施形態1に係る半導体装置100の場合と同様に、ゲートフィンガーFの幅wがIGBT活性領域AR(1)におけるn型ドリフト領域222(1)の厚さdよりも大きい値を有するため、IGBT202におけるショットキ接合からIGBT活性領域AR(1)の半導体基体210(n型バッファ領域220及びn型ドリフト領域222(1))に注入されたホールがMOSFET活性領域AR(2)の半導体基体212(n型バッファ領域238及びn型ドリフト領域222(2))に移動するのを十分に抑制することが可能となる結果、MOSFET204における破壊耐量が低下するのを十分に抑制することが可能となる。
[実施形態3]
実施形態3は、実施形態2に係る半導体装置200におけるIGBT202をノンパンチスルー型のIGBT302に代えた実施形態である。
図5は、実施形態3に係る半導体装置300を説明するために示す図である。図5(a)は半導体装置300の平面図であり、図5(b)は図5(a)のA−A断面を模式的に示す図である。なお、図5においては、図1の場合と同様に、半導体装置300のIGBT302及びMOSFET304(ともに図6参照。)における第1主面側の構造は捨象している。また、図5(b)においては、半導体装置300の構造を模式的に示しており、n型ドリフト領域322(1)の厚さd、n型ドリフト領域322(2)の厚さdなどの半導体基体310,312の厚み方向に沿った厚さや深さについては、半導体基体310,312の第1主面に平行な方向に沿った距離や間隔についてよりも誇張して示している。
図6は、半導体装置300の要部拡大図である。図6(a)は半導体装置300におけるIGBT302の断面図であり、図6(b)は半導体装置300におけるMOSFET304の断面図である。
実施形態3に係る半導体装置300は、基本的には実施形態2に係る半導体装置200とよく似た構造を有しているが、IGBTの構造が実施形態2に係る半導体装置200の場合とは異なっている。すなわち、実施形態3に係る半導体装置300においては、図5及び図6に示すように、IGBTとして、ノンパンチスルー型のIGBTを用いている。
なお、実施形態3に係る半導体装置300においては、IGBT302のn型ドリフト領域322(1)の厚さdは、例えば100μmである。MOSFET304のn型ドリフト領域322(2)の厚さdは、例えば70μmである。ゲートフィンガーFの幅wは、例えば120μmである。
また、実施形態3に係る半導体装置300においては、MOSFET304におけるn型バッファ領域338は、コレクタ電極340との間でショットキ接合が形成されないように、IGBT302におけるn型ドリフト領域322(1)よりも高濃度のn型不純物を含んでいる。
このように、実施形態3に係る半導体装置300は、IGBTの構造が実施形態2に係る半導体装置200の場合とは異なるが、実施形態2に係る半導体装置200の場合と同様に、MOSFET304のドレイン・ソース降伏電圧がIGBT302のコレクタ・エミッタ降伏電圧より小さく構成されているため、オフ動作時に望ましくない電圧が印加されたとしてもそのような電圧による電流はMOSFET304に流れるようになる。このため、実施形態3に係る半導体装置300は、小さい破壊耐量しか有しないIGBT302にアバランシェ電流が流れることがなくなるため、従来よりも大きな破壊耐量を有する半導体装置となる。
また、実施形態3に係る半導体装置300によれば、IGBT302とは互いに並列の関係にあるMOSFET304を備えるため、比較的小さな電流を流す場合のオン電圧を小さくすることが可能となる。
また、実施形態3に係る半導体装置300によれば、IGBT302とは互いに並列の関係にあるMOSFET304を備えるため、スイッチング速度が速く、外付けの転流ダイオードを必要としない半導体装置となる。
また、実施形態3に係る半導体装置300によれば、図5に示すように、IGBT活性領域AR(1)とMOSFET活性領域AR(2)とが、ゲートフィンガーFにより分離されているため、IGBT302におけるpn接合からIGBT活性領域AR(1)の半導体基体310(n型ドリフト領域322(1))に注入されたホールがMOSFET活性領域AR(2)の半導体基体312(n型バッファ領域338及びn型ドリフト領域322(2))に移動するのを抑制することが可能となる結果、MOSFET304における破壊耐量が低下するのを抑制することが可能となる。
また、実施形態3に係る半導体装置300によれば、実施形態1に係る半導体装置100の場合と同様に、ゲートフィンガーFの幅wがIGBT活性領域AR(1)におけるn型ドリフト領域322(1)の厚さdよりも大きい値を有するため、IGBT302におけるpn接合からIGBT活性領域AR(1)の半導体基体310(n型ドリフト領域322(1))に注入されたホールがMOSFET活性領域AR(2)の半導体基体312(n型バッファ領域338及びn型ドリフト領域322(2))に移動するのを十分に抑制することが可能となる結果、MOSFET304における破壊耐量が低下するのを十分に抑制することが可能となる。
[実施形態4]
実施形態4は、実施形態1に係る半導体装置100におけるMOSFET104を、MOSFET104とは別の構造を有するMOSFET404に代えた実施形態である。
図7は、実施形態4に係る半導体装置400を説明するために示す図である。図7(a)は半導体装置400の平面図であり、図7(b)は図7(a)のA−A断面を模式的に示す図である。なお、図7においては、図1の場合と同様に、半導体装置400のIGBT402及びMOSFET404(ともに図8参照。)における第1主面側の構造は捨象している。また、図7(b)においては、半導体装置400の構造を模式的に示しており、n型ドリフト領域422(1)の厚さd、n型ドリフト領域422(2)の厚さdなどの半導体基体410,412の厚み方向に沿った厚さや深さについては、半導体基体410,412の第1主面に平行な方向に沿った距離や間隔についてよりも誇張して示している。
図8は、半導体装置400の要部拡大図である。図8(a)は半導体装置400におけるIGBT402の断面図であり、図8(b)は半導体装置400におけるMOSFET404の断面図である。
実施形態4に係る半導体装置400は、基本的には実施形態1に係る半導体装置100とよく似た構造を有しているが、MOSFETの構造が実施形態1に係る半導体装置100の場合とは異なっている。すなわち、実施形態4に係る半導体装置400においては、図7及び図8に示すように、MOSFET404は、半導体基体のうち半導体基体412の部分の第2主面側に凹部444が形成された構造を有する。MOSFET404は、半導体基体410,412を第2主面側から薄型化した後に半導体基体412の部分に凹部444を形成し、その後当該凹部444からn型不純物を拡散し、さらにその後コレクタ電極440を形成することにより製造する。
このように、実施形態4に係る半導体装置400は、MOSFETの構造が実施形態1に係る半導体装置100の場合とは異なるが、実施形態1に係る半導体装置100の場合と同様に、MOSFET404のドレイン・ソース降伏電圧がIGBT402のコレクタ・エミッタ降伏電圧より小さく構成されているため、オフ動作時に望ましくない電圧が印加されたとしてもそのような電圧による電流はMOSFET404に流れるようになる。このため、このため、実施形態4に係る半導体装置400は、小さい破壊耐量しか有しないIGBT402にアバランシェ電流が流れることがなくなるため、従来よりも大きな破壊耐量を有する半導体装置となる。
また、実施形態4に係る半導体装置400によれば、IGBT402とは互いに並列の関係にあるMOSFET404を備えるため、比較的小さな電流を流す場合のオン電圧を小さくすることが可能となる。
また、実施形態4に係る半導体装置400によれば、IGBT402とは互いに並列の関係にあるMOSFET404を備えるため、スイッチング速度が速く、外付けの転流ダイオードを必要としない半導体装置となる。
また、実施形態4に係る半導体装置400によれば、図7に示すように、IGBT活性領域AR(1)とMOSFET活性領域AR(2)とが、ゲートフィンガーFにより分離されているため、IGBT402におけるpn接合からIGBT活性領域AR(1)の半導体基体410(n型バッファ領域420及びn型ドリフト領域422(1))に注入されたホールがMOSFET活性領域AR(2)の半導体基体412(n型バッファ領域438及びn型ドリフト領域422(2))に移動するのを抑制することが可能となる結果、MOSFET404における破壊耐量が低下するのを抑制することが可能となる。
また、実施形態4に係る半導体装置400によれば、実施形態1に係る半導体装置100の場合と同様に、ゲートフィンガーFの幅wがIGBT活性領域AR(1)におけるドリフト領域422(1)の厚さdよりも大きい値を有するため、IGBT402におけるpn接合からIGBT活性領域AR(1)の半導体基体410(n型バッファ領域420及びn型ドリフト領域422(1))に注入されたホールがMOSFET活性領域AR(2)の半導体基体412(n型バッファ領域438及びn型ドリフト領域422(2))に移動するのを十分に抑制することが可能となる結果、MOSFET404における破壊耐量が低下するのを十分に抑制することが可能となる。
以上、本発明の半導体装置を上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。
(1)上記した実施形態3に係る半導体装置300においては、ノンパンチスルー型のIGBTとして、ショットキ接合からホールを注入するタイプのIGBT302を用いたが、本発明の半導体装置はこれに限定されるものではない。ノンパンチスルー型のIGBTとして、pn接合からホールを注入するタイプのIGBTを用いることもできる。
(2)上記した実施形態4に係る半導体装置400においては、IGBTとして、pn接合からホールを注入するタイプのIGBT402を用いたが、本発明の半導体装置はこれに限定されるものではない。ショットキ接合からホールを注入するタイプのIGBTを用いることもできる。
(3)上記した実施形態4に係る半導体装置400においては、IGBTとして、パンチスルー型のIGBT402を用いたが、本発明の半導体装置はこれに限定されるものではない。ノンパンチスルー型のIGBTを用いることもできる。
(4)上記した各実施形態においては、第1導電型をn型とし第2導電型をp型としたが、本発明の半導体装置はこれに限定されるものではなく、第1導電型をp型とし第2導電型をn型としてもよい。
実施形態1に係る半導体装置100を説明するために示す図である。 半導体装置100の要部拡大図である。 実施形態2に係る半導体装置200を説明するために示す図である。 半導体装置200の要部拡大図である。 実施形態3に係る半導体装置300を説明するために示す図である。 半導体装置300の要部拡大図である。 実施形態4に係る半導体装置400を説明するために示す図である。 半導体装置400の要部拡大図である。 従来の半導体装置900を説明するために示す図である。
符号の説明
100,200,300,400,900…半導体装置、102,202,302,402,902…IGBT、104,204,304,404,904…MOSFET、110,112,210,212,310,312,410,412…半導体基体、118,418…p型半導体基板、120,138,220,238,338,420,438…n型バッファ領域、122,122(1),122(2),222,222(1),222(2),322,322(1),322(2),422,422(1),422(2),922…n型ドリフト領域、124,224,324,424,924…p型ベース領域、126,226,326,426,926…n型エミッタ領域、128,228,328,428…n型ソース領域、130,230,330,430,930…ゲート絶縁膜、132,232,332,432,932…ゲート電極、134,234,334,434,934…層間絶縁膜、136,236,336,436,936…エミッタ電極、140,240,340,440,940…コレクタ電極、142,242,342,442…絶縁膜、444…凹部、920…n型半導体基板、938…p型拡散層、AR(1)…IGBT活性領域、AR(2)…MOSFET活性領域、GP…ゲートパッド、GR…ガードリング、F…ゲートフィンガー

Claims (6)

  1. 半導体基体における同一耐圧構造内に、互いに並列の関係にある第1導電型のドリフト領域を有するIGBTと、第1導電型のドリフト領域を有するMOSFETとを有する半導体装置であって、
    前記MOSFETのドレイン・ソース降伏電圧は、前記IGBTのコレクタ・エミッタ降伏電圧より小さいことを特徴とする半導体装置。
  2. 請求項1に記載の半導体装置において、
    前記IGBTのゲート電極と前記MOSFETのゲート電極とは、同電位に接続され、
    前記IGBTのエミッタ領域と前記MOSFETのソース領域とは、共通のエミッタ電極に接続され、
    前記IGBTのコレクタ領域と前記MOSFETのドレイン領域とは、共通のコレクタ電極により接続され、
    前記MOSFETの前記ドリフト領域の厚さは、前記IGBTの前記ドリフト領域の厚さよりも薄いことを特徴とする半導体装置。
  3. 請求項1又は2に記載の半導体装置において、
    前記IGBTは、IGBT活性領域に形成され、
    前記MOSFETは、MOSFET活性領域に形成され、
    前記IGBT活性領域と前記MOSFET活性領域とは、第2導電型の不活性領域により分離されていることを特徴とする半導体装置。
  4. 請求項3に記載の半導体装置において、
    前記不活性領域の幅は、前記IGBT活性領域におけるドリフト領域の厚さよりも大きい値を有することを特徴とする半導体装置。
  5. 請求項1〜4のいずれかに記載の半導体装置において、
    前記IGBTは、pn接合から少数キャリアを注入するタイプのIGBTであることを特徴とする半導体装置。
  6. 請求項1〜4のいずれかに記載の半導体装置において、
    前記IGBTは、ショットキ接合から少数キャリアを注入するタイプのIGBTであることを特徴とする半導体装置。
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