JP2007266570A - Insulated gate bipolar transistor - Google Patents

Insulated gate bipolar transistor Download PDF

Info

Publication number
JP2007266570A
JP2007266570A JP2006310657A JP2006310657A JP2007266570A JP 2007266570 A JP2007266570 A JP 2007266570A JP 2006310657 A JP2006310657 A JP 2006310657A JP 2006310657 A JP2006310657 A JP 2006310657A JP 2007266570 A JP2007266570 A JP 2007266570A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
trench
dummy
semiconductor layer
gate
bipolar transistor
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.)
Granted
Application number
JP2006310657A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5098303B2 (en
Inventor
Yukio Tsuzuki
幸夫 都築
Norihito Tokura
規仁 戸倉
Makoto Asai
誠 淺井
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.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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 Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2006310657A priority Critical patent/JP5098303B2/en
Publication of JP2007266570A publication Critical patent/JP2007266570A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5098303B2 publication Critical patent/JP5098303B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce on-voltage by suppressing a lowering of a breakdown voltage of a cell of an IGBT having a thinning-out part to obtain an IE effect. <P>SOLUTION: There are provided a substrate; a drift layer formed on the surface of the substrate; a base area formed on the surface of this layer; a gate trench that penetrates this area so as to reach the drift layer from the surface of this area, and is formed to protrude to the drift layer; a channel area formed in the base area between the gate trench and the adjacent gate trench; an emitter area formed in a part of the area in an internal surface of the channel area; a dummy trench formed to protrude in a direction from the base area to the drift area, between the channel area and another channel area; a gate insulating film formed on the surfaces of inner walls of the gate trench and the dummy trench; a gate electrode formed on the gate insulating film inside of the gate trench; a first electrode connected to the channel area; and a second electrode connected to the substrate. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

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。   The present invention relates to a trench gate type insulated gate bipolar transistor (hereinafter referred to as IGBT).

電力変換装置の低消費電力化が進む中で、その中心的な役割を果たすパワーデバイスへの低消費電力化に対する期待は大きい。とりわけ、伝導度変調効果により、パワーMOSFETより低オン電圧が達成でき、ゲート駆動が可能である絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(以下IGBTという)の低消費電力化への貢献度は大きく、その使用が定着してきている。また、半導体基板の表面上にゲート電極を設ける、通常の、いわゆるプレーナ型IGBTに比べ、基板表面からストライプ状のトレンチを掘り下げ、このトレンチ内にゲート電極を埋設するトレンチ型IGBTは、前記基板表面にほぼ垂直であって、かつ電流の流れる方向に平行に並ぶチャネルが多数形成されることになるので、近年普及しつつある。   Along with the progress of lower power consumption of power converters, there are great expectations for lower power consumption of power devices that play a central role. In particular, due to the conductivity modulation effect, an insulated gate bipolar transistor (hereinafter referred to as IGBT), which can achieve a lower on-voltage than a power MOSFET and can be driven by a gate, greatly contributes to lower power consumption, and its use has become established. Have been doing. Further, compared with a normal so-called planar type IGBT in which a gate electrode is provided on the surface of a semiconductor substrate, a trench type IGBT in which a stripe-shaped trench is dug from the surface of the substrate and a gate electrode is embedded in the trench is provided on the surface of the substrate. In recent years, a large number of channels are formed that are substantially perpendicular to each other and parallel to the direction of current flow.

トレンチ型IGBTにとって重要な特性の一つとして、オン電圧が挙げられ、小さいほうが好ましい。これを実現するためにいわゆる間引き構造のIGBTが提案されている。図20に従来のフルトレンチ型IGBT、図21に間引き型IGBTのトレンチを横切るように切断したときの断面図を示す。間引き構造IGBTは、オン電圧の低減を図るため、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のIGBT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構造である。この素子ではフルトレンチ型IGBTと同じであるが、間引いた領域はエミッタ電極とコンタクトしていないために、Pベース層下の正孔は、エミッタ電極に吐き出されにくいためにここに蓄積し、n型ドリフト層のキャリア濃度分布はダイオードのそれに近くまでになるので、このIE通常のトレンチ型IGBTのオン電圧よりも低くなる(例えば、特許文献1参照)。この効果を一般にIE効果と呼ぶ。   One of the important characteristics for the trench IGBT is an on-voltage, and a smaller one is preferable. In order to realize this, a so-called thinned-out IGBT has been proposed. FIG. 20 is a cross-sectional view of the conventional full trench IGBT, and FIG. 21 is a cross-sectional view of the thinned IGBT that is cut across the trench. The thinned-out IGBT has a structure in which cell regions are periodically thinned out from a plurality of continuous cell regions in contrast to an IGBT having a structure in which a plurality of cell regions functioning as elements are continuously arranged in order to reduce the on-voltage. is there. This element is the same as the full trench type IGBT, but since the thinned region is not in contact with the emitter electrode, the holes under the P base layer are not easily discharged to the emitter electrode, and are accumulated here. Since the carrier concentration distribution of the type drift layer is close to that of the diode, it becomes lower than the ON voltage of the IE normal trench type IGBT (see, for example, Patent Document 1). This effect is generally called the IE effect.

具体的には、このIGBTは、P+型エミッタ層1と、N−型ドリフト層3と、N−型ドリフト層3の表面上のP型ベース領域4と、P型ベース領域4の内部表面側に位置するN+型エミッタ領域5と、P型ベース領域4の表面から、N+型エミッタ領域5およびP型ベース領域4を貫通して、N−型ドリフト層3に到達する深さのトレンチ7と、トレンチ7の内壁上に形成されたゲート酸化膜6と、トレンチ7の内部であって、ゲート酸化膜6上に形成されたゲート電極8と、P型ベース領域4の表面上に配置され、P型ベース領域4の一部およびN+型エミッタ領域5と電気的に接続されたエミッタ電極9と、P+型エミッタ層1の裏面に接して配置され、P+型エミッタ層1と電気的に接続されたコレクタ電極10とを備えている。   Specifically, the IGBT includes a P + type emitter layer 1, an N− type drift layer 3, a P type base region 4 on the surface of the N− type drift layer 3, and an inner surface side of the P type base region 4. An N + type emitter region 5 located in the region, and a trench 7 having a depth reaching the N− type drift layer 3 from the surface of the P type base region 4 through the N + type emitter region 5 and the P type base region 4, A gate oxide film 6 formed on the inner wall of the trench 7, a gate electrode 8 formed on the gate oxide film 6 inside the trench 7, and a surface of the P-type base region 4, An emitter electrode 9 electrically connected to a part of the P-type base region 4 and the N + -type emitter region 5 is disposed in contact with the back surface of the P + -type emitter layer 1 and is electrically connected to the P + -type emitter layer 1. Collector electrode 10.

P型ベース領域4は、トレンチ7によって電気的に分断された2つの領域4a、4bを有し、この2つの領域4a、4bのうち、トレンチ7の図20および図21左側の領域4aのみに、N+型エミッタ領域5とP型ボディ領域11とが形成されている。また、左側の領域4aは、P型ボディ領域11を介して、エミッタ電極9と電気的に接続されている。N+型エミッタ領域5は、左側の領域4aのうち、トレンチ7の近傍の領域に部分的に配置されている。また、左側の領域4aのトレンチ7に接する部分にチャネルが形成される。この左側の領域4aが、上記したセル領域である。   The P-type base region 4 has two regions 4a and 4b that are electrically separated by the trench 7. Of the two regions 4a and 4b, only the region 4a on the left side of FIG. 20 and FIG. N + type emitter region 5 and P type body region 11 are formed. The left region 4 a is electrically connected to the emitter electrode 9 via the P-type body region 11. The N + type emitter region 5 is partially disposed in a region in the vicinity of the trench 7 in the left region 4a. In addition, a channel is formed in a portion in contact with the trench 7 in the left region 4a. This left region 4a is the cell region described above.

一方、2つの領域4a、4bのうち、トレンチ7の図21中右側の領域4bは、絶縁膜12により、エミッタ電極9や他の電極と電気的に絶縁されており、フローティング状態となっている。この左側の領域4b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。   On the other hand, of the two regions 4a and 4b, the region 4b on the right side of the trench 7 in FIG. 21 is electrically insulated from the emitter electrode 9 and other electrodes by the insulating film 12, and is in a floating state. . The left region 4b is a region obtained by thinning a cell region from a plurality of continuous cell regions.

以下、このトレンチ型IGBTをオン状態にする動作について説明する。   Hereinafter, an operation for turning on the trench IGBT will be described.

オフ状態のエミッタ電極9とコレクタ電極10間において、エミッタ電極9をアースに接続し、これよりも高い電圧をコレクタ電極10に印加した場合、N−型ドリフト層2、P型ベース層3間の逆バイアス接合により、その逆耐電圧以下では阻止状態となるが、この状態でゲート電極7に閾値電圧より高い電圧を印加すると、ゲート駆動回路(図示せず)よりゲート抵抗を介してゲート電極7には電荷が蓄積され始める。同時に第一トレンチ7a内壁のN+エミッタ領域4とn型ドリフト層2との間にあって、ゲート酸化膜6を介してゲート電極7に接するPベース層3の表面領域にはn型に反転したチャネル領域(図示せず)が形成される。このチャネル領域が形成されると、このチャネル領域を通る通路では前記逆バイアス接合が消えるので、電子がエミッタ電極9から、N+エミッタ領域4、Pベース層4のN+チャネル領域を通り、N−型ドリフト層3に注入される。N−型ドリフト層3に電子が注入されると、P+型コレクタ層のシリコン基板(コレクタ層)1とN−型ドリフト層3とのPN接合は順バイアスされて、P型コレクタ層のシリコン基板(コレクタ層)1からN型バッファー層2、N−型ドリフト層へ少数キャリアである正孔が注入される。N−ドリフト層3に正孔が注入されると、ドリフト層においてキャリアについての中性条件を保つために多数キャリアである電子濃度が高くなるといういわゆる伝導度変調がおきてドリフト層の抵抗が低くなる。この時のIGBTのコレクタ電極10とエミッタ電極9間に流れる電流による電圧降下は、P+型コレクタ層1とN−ドリフト層2よりなるダイオードのオン電圧と同程度になることが理想的なIGBTのオン電圧である。   When the emitter electrode 9 is connected to the ground between the emitter electrode 9 and the collector electrode 10 in the off state, and a voltage higher than this is applied to the collector electrode 10, between the N − type drift layer 2 and the P type base layer 3. The reverse bias junction results in a blocking state below the reverse withstand voltage, but when a voltage higher than the threshold voltage is applied to the gate electrode 7 in this state, the gate electrode 7 is connected to the gate electrode 7 via a gate resistance from a gate drive circuit (not shown). Charge begins to accumulate. At the same time, the channel region which is between the N + emitter region 4 on the inner wall of the first trench 7a and the n-type drift layer 2 and which is in contact with the gate electrode 7 through the gate oxide film 6 is inverted to the n-type. (Not shown) is formed. When the channel region is formed, the reverse bias junction disappears in the path passing through the channel region, so that electrons pass from the emitter electrode 9 through the N + channel region of the N + emitter region 4 and the P base layer 4 to form an N− type. It is injected into the drift layer 3. When electrons are injected into the N − type drift layer 3, the PN junction between the P + type collector layer silicon substrate (collector layer) 1 and the N − type drift layer 3 is forward-biased, and the P type collector layer silicon substrate Holes that are minority carriers are injected from the (collector layer) 1 to the N-type buffer layer 2 and the N-type drift layer. When holes are injected into the N-drift layer 3, so-called conductivity modulation occurs in which the concentration of electrons as majority carriers increases in order to maintain neutral conditions for carriers in the drift layer, so that the resistance of the drift layer decreases. Become. It is ideal that the voltage drop due to the current flowing between the collector electrode 10 and the emitter electrode 9 of the IGBT at this time is approximately the same as the ON voltage of the diode composed of the P + type collector layer 1 and the N− drift layer 2. ON voltage.

次にIGBTをオン状態からオフ状態にすることは、エミッタ電極9とゲート電極8間の電圧を閾値以下にすることによりなされる。すると、ゲート電極8に蓄積されていた電荷はゲート抵抗を介してゲート駆動回路へ放電され、N型に反転していたチャネル領域がP型に戻り、チャネル領域が無くなるので、電子の供給が止まり、同時にコレクタ電極10からの正孔の注入も無くなる。しかし、電流としては、N−型ドリフト層3内に蓄積されていた電子と正孔がそれぞれコレクタ電極10とエミッタ電極9に吐き出されるか、互いに再結合することにより消滅するまで流れ、前記蓄積電子と正孔の消滅後に電流はオフ状態となる。
特開2001−308327号公報
Next, the IGBT is turned from the on state to the off state by setting the voltage between the emitter electrode 9 and the gate electrode 8 to be equal to or lower than a threshold value. Then, the charge accumulated in the gate electrode 8 is discharged to the gate drive circuit via the gate resistance, the channel region that has been inverted to the N-type returns to the P-type, and the channel region disappears, so the supply of electrons stops. At the same time, the injection of holes from the collector electrode 10 is also eliminated. However, the current flows until the electrons and holes accumulated in the N − type drift layer 3 are discharged to the collector electrode 10 and the emitter electrode 9 or disappear by recombination with each other. And the current is turned off after the hole disappears.
JP 2001-308327 A

従来素子ではDC動作での飽和電流を抑え且つオン電圧を小さくするために、チャネル動作するトレンチ部の寸法は、たとえば4〔μm〕であるのに対し、IE効果によるホール濃度の蓄積を増進するために、間引き部寸法は20〔μm〕と大きくする必要があった。しかし、間引き寸法と素子耐圧との関係をシミュレーションにより求めると、間引き寸法を大きくすると素子耐圧が低下することが明らかとなった。この関係を図22(b)に示した。間引き寸法を4〔μm〕に対し20〔μm〕にすると耐圧が約350〔V〕低下することがわかった。耐圧低下を防ぐためにまびき寸法を4〔μm〕と小さくすればよいが、このまびき寸法ではチャネル幅が大きいため、飽和電流が大きくなり、たとえば負荷短絡時に大電流が流れるため、瞬時にエネルギを消費し破壊に至るという問題がある。そこで、チャネル部を間引いて飽和電流を抑え、且つIE効果により低Vonにするためにまびき間隔を20〔μm〕として、飽和電流とVonのトレードオフから最適設計を行っている。そこで、間引き寸法を20〔μm〕に広げることにより低下した耐圧分を、素子厚さを厚くすることにより補償している。その結果、せっかく間引きによりオン電圧を低減しても、素子厚を厚くするためにオン電圧が増加して、全体としてオン電圧低減効果が目減りし、充分にオン電圧を低下させることができなかった。   In the conventional device, in order to suppress the saturation current in the DC operation and reduce the on-voltage, the size of the trench portion for channel operation is, for example, 4 [μm], whereas the accumulation of hole concentration by the IE effect is promoted. Therefore, it is necessary to increase the thinning portion size to 20 [μm]. However, when the relationship between the thinning dimension and the element breakdown voltage is obtained by simulation, it is clear that the element breakdown voltage decreases when the thinning dimension is increased. This relationship is shown in FIG. It was found that when the thinning dimension is 20 [μm] with respect to 4 [μm], the breakdown voltage is reduced by about 350 [V]. In order to prevent a decrease in withstand voltage, the size of the screen should be as small as 4 [μm]. However, since the channel size is large in this size, the saturation current increases, for example, a large current flows when the load is short-circuited. There is a problem that leads to destruction. Therefore, the channel portion is thinned out to suppress the saturation current, and in order to achieve a low Von due to the IE effect, the blinking interval is set to 20 [μm], and the optimum design is performed from the tradeoff between the saturation current and Von. In view of this, the breakdown voltage reduced by increasing the thinning dimension to 20 [μm] is compensated by increasing the element thickness. As a result, even if the on-voltage was reduced by thinning out, the on-voltage increased to increase the element thickness, the on-voltage reduction effect was reduced as a whole, and the on-voltage could not be lowered sufficiently. .

本発明では間引き部による耐圧低下がなく、しかも従来と同等のIE効果が得られ、低電圧が可能なIGBT素子構造を提案するものである。   The present invention proposes an IGBT element structure in which the withstand voltage is not reduced by the thinning-out portion, and an IE effect equivalent to that of the conventional one is obtained and a low voltage is possible.

上記目的を達成するために請求項1に記載の発明は、第1導電型の第1半導体層と、前記第1半導体層の表面に形成された第2導電型の第2半導体層と、前記第2半導体層の表面に形成された第1導電型の第3半導体層と、前記第3半導体層の表面から前記第2半導体層に到達するように前記第3半導体層を貫通し、前記第2半導体層に突出するように形成されたゲートトレンチと、前記ゲートトレンチと隣のゲートトレンチとの間の前記第3半導体層に形成されるチャネル領域と、前記チャネル領域の内部表面における一部の領域に形成された第2導電型の第4半導体層と、前記チャネル領域と、別のチャネル領域との間において、前記第3半導体層から前記第2半導体層への方向に、前記第2半導体層へ突出するように形成されたダミートレンチと、前記ゲートトレンチおよび前記ダミートレンチの内壁表面に形成されたゲート酸化膜と、前記ゲートトレンチの内部における前記ゲート酸化膜上に形成されたゲート電極と、前記チャネル領域と電気的に接続された第1電極と、前記第1半導体層と電気的に接続された第2電極とを有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a first conductivity type first semiconductor layer, a second conductivity type second semiconductor layer formed on a surface of the first semiconductor layer, and A third semiconductor layer of a first conductivity type formed on a surface of the second semiconductor layer, and penetrating through the third semiconductor layer so as to reach the second semiconductor layer from the surface of the third semiconductor layer; A gate trench formed so as to protrude into the two semiconductor layers, a channel region formed in the third semiconductor layer between the gate trench and the adjacent gate trench, and a part of the inner surface of the channel region The second semiconductor in a direction from the third semiconductor layer to the second semiconductor layer between the fourth semiconductor layer of the second conductivity type formed in the region, the channel region, and another channel region. Dummy formed to protrude into the layer A wrench, a gate oxide film formed on the inner wall surface of the gate trench and the dummy trench, a gate electrode formed on the gate oxide film inside the gate trench, and the channel region are electrically connected. And a second electrode electrically connected to the first semiconductor layer.

このように、ゲートトレンチとゲートトレンチの間に、少なくとも第2半導体層へ突出するダミートレンチを設けることで、トランジスタの耐圧を低下させることなく、オン電圧を低減することが可能である。   In this manner, by providing the dummy trench protruding at least to the second semiconductor layer between the gate trench and the gate trench, the on-voltage can be reduced without lowering the breakdown voltage of the transistor.

請求項2に記載の発明は、前記ダミートレンチは、エミッタ接地されていることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, the dummy trench is grounded at the emitter.

ダミートレンチをエミッタ接地することによって、スイッチングオフ、オン時におけるスイッチング特性への悪影響が抑制できる。   By grounding the dummy trenches at the emitter, adverse effects on the switching characteristics when switching off and on can be suppressed.

請求項3に記載の発明は、前記ダミートレンチの電位は、フローティングとなっていることを特徴とする。   The invention according to claim 3 is characterized in that the potential of the dummy trench is floating.

ダミートレンチの電位をフローティングにすることで、スッチング状態がオンからオフに切り替わった際のサージ電圧を低減することができる。   By making the potential of the dummy trench floating, the surge voltage when the switching state is switched from on to off can be reduced.

請求項4に記載の発明は、前記第3半導体層は、ダミートレンチにより分断されることを特徴とする。   The invention according to claim 4 is characterized in that the third semiconductor layer is divided by a dummy trench.

請求項5に記載の発明は、前記ダミートレンチで分断された領域には、前記第3半導体層が形成されておらず、前記絶縁ゲート型バイポーラトランジスタの端部に存在する前記ゲートトレンチの先端部は第3半導体層に包まれていることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the region divided by the dummy trench, the third semiconductor layer is not formed, and the tip end portion of the gate trench exists at the end portion of the insulated gate bipolar transistor. Is encased in a third semiconductor layer.

ゲートトレンチの底部を第3半導体層で包むことにより、トランジスタ端部の第3半導体層と端部近傍のゲートトレンチとが接触する箇所の電界が緩和され耐圧低下を防ぐことができる。   By wrapping the bottom portion of the gate trench with the third semiconductor layer, the electric field at the portion where the third semiconductor layer at the end of the transistor is in contact with the gate trench in the vicinity of the end can be relaxed, and a decrease in breakdown voltage can be prevented.

請求項6に記載の発明は、前記ゲートトレンチ及び前記ダミートレンチのゲート酸化膜厚さ、トレンチ深さ、幅、埋め込み電極の種類の少なくとも何れか1つ同一であるとともに、トレンチ間隔も同一であることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, at least one of the gate oxide film thickness, the trench depth, the width, and the buried electrode type of the gate trench and the dummy trench is the same, and the trench interval is also the same. It is characterized by that.

請求項7に記載の発明は、前記ダミートレンチと最も近くに存在する別の前記ダミートレンチとの間の間隔は、前記ゲートトレンチと前記チャネル領域を挟んで対向する別の前記ゲートトレンチとの間の間隔以下であることを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, an interval between the dummy trench and another dummy trench that is closest to the dummy trench is between the gate trench and another gate trench facing each other across the channel region. Or less.

耐圧は、ゲートトレンチとダミートレンチ、または、ダミートレンチとダミートレンチ、または、ゲートトレンチとゲートトレンチとの間の間隔が広い場合に低下する。このため、ダミートレンチとダミートレンチとの間の距離を、チャネル部を挟んだゲートトレンチとゲートトレンチとの間の距離と同等もしくは狭くすることで、耐圧の低下を防ぐことができる。   The breakdown voltage decreases when the distance between the gate trench and the dummy trench, or between the dummy trench and the dummy trench, or between the gate trench and the gate trench is wide. For this reason, it is possible to prevent a decrease in breakdown voltage by making the distance between the dummy trench and the dummy trench equal to or narrower than the distance between the gate trench and the gate trench sandwiching the channel portion.

請求項8に記載の発明は、前記ダミートレンチは、前記第1半導体層の延設方向に対して、環状の形状であることを特徴とする。   The invention according to claim 8 is characterized in that the dummy trench has an annular shape with respect to the extending direction of the first semiconductor layer.

ダミートレンチを終端の無い環状形状にすることによって、第1半導体層の延設方向に直交する方向についても電界緩和効果が得られ、高い耐圧が得られる。   By making the dummy trench into an annular shape without termination, an electric field relaxation effect is obtained also in a direction orthogonal to the extending direction of the first semiconductor layer, and a high breakdown voltage is obtained.

請求項9に記載の発明は、前記ダミートレンチは、前記チャネル領域の並ぶ方向に平行な板状形状であることを特徴とする。   The invention according to claim 9 is characterized in that the dummy trench has a plate-like shape parallel to the direction in which the channel regions are arranged.

請求項10に記載の発明は、まびき領域にまびきPが拡散された構造で、チャネル部トレンチに対して外周P拡散終端が接触する位置に拡散することを特徴とする。   The invention described in claim 10 has a structure in which the blink P is diffused in the blink region, and is diffused to a position where the outer peripheral P diffusion termination contacts the channel portion trench.

以下、第1実施形態から第5実施形態を用いて本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail using the first to fifth embodiments.

(第1実施形態)
図1、図2を用いて、第1実施形態について説明する。
(First embodiment)
The first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

図2に、本実施形態におけるIGBTを示す。なお、この図2は、図1に示す平面図のA−A’線の断面図である。   FIG. 2 shows the IGBT in the present embodiment. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A 'of the plan view shown in FIG.

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+型エミッタ層1が第1半導体層に相当し、N−型ドリフト層3が第2半導体層に相当し、P型ベース領域4が第3半導体層に相当し、N+型エミッタ領域5が第4半導体層に相当する。また、エミッタ電極9が第1電極に相当し、コレクタ電極10が第2電極に相当する。   The correspondence between this embodiment and the present invention is as follows. The P type corresponds to the first conductivity type, and the N type corresponds to the second conductivity type. The P + type emitter layer 1 corresponds to the first semiconductor layer, the N− type drift layer 3 corresponds to the second semiconductor layer, the P type base region 4 corresponds to the third semiconductor layer, and the N + type emitter region 5 corresponds to the first semiconductor layer. This corresponds to 4 semiconductor layers. The emitter electrode 9 corresponds to the first electrode, and the collector electrode 10 corresponds to the second electrode.

本実施形態のIGBTでは、例えばP+型エミッタ層1として、シリコン(Si)基板が用いられ、このP+型コレクタ層1の上にはN型バッファー層2、N型バッファー層2にN−型ドリフト層3が、さらにN−型ドリフト層3にP型ベース領域4が積層されている。また、ゲート酸化膜6として、シリコン酸化膜(SiO2膜)が用いられる。また、ゲートトレンチ7aにはゲート電極8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)が埋め込まれる。また、ゲートトレンチ7aは、ゲート電極8に接続され、電気的にはフローティングとなっている。   In the IGBT of this embodiment, for example, a silicon (Si) substrate is used as the P + type emitter layer 1, and the N + type drift layer is added to the N type buffer layer 2 and the N type buffer layer 2 on the P + type collector layer 1. The layer 3 is further laminated with a P-type base region 4 on the N − -type drift layer 3. As the gate oxide film 6, a silicon oxide film (SiO2 film) is used. In addition, polysilicon (Poly-Si) doped with phosphorus (P) at a high concentration and reduced in resistance is buried as a gate electrode 8 in the gate trench 7a. The gate trench 7a is connected to the gate electrode 8 and is electrically floating.

また、セル領域は、4〔μm〕のMOS構造のチャネル領域を隔てて隣接する2つのゲートトレンチ7aにより構成されている。チャネル領域は、チャネルP4aにN+エミッタ領域5が拡散されることで形成される。このチャネル領域の深さ、すなわちP型ベース領域4の厚みは4〔μm〕である。また、チャネルP4aとエミッタ電極9との間には、エミッタ電極9に接触するようにボディP11が形成される。また、ゲートトレンチ7aがエミッタ電極9に接触しないように、ゲートトレンチ7aとエミッタ電極9との間には、層間絶縁膜12が設けられている。   The cell region is constituted by two gate trenches 7a adjacent to each other with a channel region having a MOS structure of 4 [μm]. The channel region is formed by diffusing the N + emitter region 5 in the channel P4a. The depth of the channel region, that is, the thickness of the P-type base region 4 is 4 [μm]. A body P11 is formed between the channel P4a and the emitter electrode 9 so as to be in contact with the emitter electrode 9. Further, an interlayer insulating film 12 is provided between the gate trench 7 a and the emitter electrode 9 so that the gate trench 7 a does not contact the emitter electrode 9.

本実施形態では、図21のセル領域間の距離を広げた構造のダミーP4b領域に、ダミートレンチ7bを設ける。このダミートレンチ7bは、ゲートトレンチ7aと同一の形状、寸法、構造であり、ゲートトレンチ7aと同様の高濃度にリン(P)がドーピングされ低抵抗化されたポリシリコン(Poly−Si)が埋め込まれる。そして、このダミートレンチ7bに埋め込まれたポリシリコン電極は、エミッタに接地され、ダミートレンチ7bの表面には1000〔Å〕のゲート酸化膜が設けられている。また、隣り合わせのダミートレンチ7b同士の間隔は4〔μm〕である。   In this embodiment, the dummy trench 7b is provided in the dummy P4b region having a structure in which the distance between the cell regions in FIG. 21 is increased. The dummy trench 7b has the same shape, size, and structure as the gate trench 7a, and is embedded with polysilicon (Poly-Si) doped with phosphorus (P) at a high concentration and reduced in resistance, similar to the gate trench 7a. It is. The polysilicon electrode buried in the dummy trench 7b is grounded to the emitter, and a 1000 [Å] gate oxide film is provided on the surface of the dummy trench 7b. The interval between the adjacent dummy trenches 7b is 4 [μm].

一方、ダミーP4bは、ゲートトレンチ7aにより、チャネルP4aと電気的に絶縁されており、電位としてはフローティングとなっている。   On the other hand, the dummy P4b is electrically insulated from the channel P4a by the gate trench 7a, and has a floating potential.

このように、ゲートトレンチ7aをフローティングとし、ダミートレンチ7bをエミッタ接地にすることによって、スイッチングオフ、オン時におけるスイッチング特性への悪影響が抑制できる。このため、スイッチング特性の制御性に優れる。なお、スイッチング速度は、ゲート抵抗値を変えることにより制御可能である。   In this way, by setting the gate trench 7a to be floating and the dummy trench 7b to be grounded on the emitter, adverse effects on the switching characteristics when switching off and on can be suppressed. For this reason, it is excellent in controllability of switching characteristics. The switching speed can be controlled by changing the gate resistance value.

ここで、図2を用いて、ダミートレンチ7bおよびゲートトレンチ7aの奥行き方向(チャネルP4aの延設方向)の構成について説明する。なお、この図2は、図1のA−A’線における断面図である。この図2に示すように、IGBTは、一方の最端に位置するゲートトレンチ7aと、他方の最端に位置するゲートトレンチ7aとの間の素子部と、最端に位置するゲートトレンチ7aの外側の素子外周部とからなる。   Here, the configuration of the dummy trench 7b and the gate trench 7a in the depth direction (the extending direction of the channel P4a) will be described with reference to FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of FIG. As shown in FIG. 2, the IGBT includes an element portion between a gate trench 7a located at one end and a gate trench 7a located at the other end, and a gate trench 7a located at the end. The outer peripheral portion of the element.

本実施形態のゲートトレンチ7aは、図1に示すように環状形状となっている。そして、環状形状のゲートトレンチ7aが、ダミートレンチ7bを内包するように設けられ、ゲートトレンチ7aの内周各辺がダミートレンチ7bの外周各辺に略平行に対向している。そして、ゲートトレンチ7aの内周辺と、この内周辺に対向するダミートレンチ7bの外周辺との間の距離、およびゲートトレンチ7aチの外周辺と、この外周辺に対向する隣のゲートトレンチ7aの外周辺との間の距離は、4〔μm〕と同じ距離になっている。さらに、ゲートトレンチ7aの角部、および、ダミートレンチ7bの角部の角度は、約90〔度〕となっている。   The gate trench 7a of this embodiment has an annular shape as shown in FIG. An annular gate trench 7a is provided so as to enclose the dummy trench 7b, and the inner peripheral sides of the gate trench 7a face the outer peripheral sides of the dummy trench 7b substantially in parallel. The distance between the inner periphery of the gate trench 7a and the outer periphery of the dummy trench 7b facing the inner periphery, the outer periphery of the gate trench 7a, and the adjacent gate trench 7a facing the outer periphery. The distance to the outer periphery is the same distance as 4 [μm]. Further, the angle of the corner of the gate trench 7a and the corner of the dummy trench 7b is about 90 degrees.

図1に示すように、ダミートレンチ7bを終端の無い環状形状にして、ダミートレンチ7bの外周辺と、ゲートトレンチ7aの内周辺とを等間隔に配置することによって、奥行き方向(図1の場合上下方向)についても電界緩和効果が得られ、図22(b)の点Sと同等の耐圧が得られる。   As shown in FIG. 1, the dummy trench 7b is formed in an annular shape having no termination, and the outer periphery of the dummy trench 7b and the inner periphery of the gate trench 7a are arranged at equal intervals, thereby making it possible to obtain a depth direction (in the case of FIG. 1). An electric field relaxation effect is also obtained in the (vertical direction), and a breakdown voltage equivalent to the point S in FIG.

以下、本実施形態の効果について図2で説明する。本実施形態では、ダミートレンチ7bを、ゲートトレンチ7a間の間隔(セル領域の幅)と同等の間隔で、ダミーP4bに形成した。その結果、ダミーP4bの耐圧を向上させることができる。   Hereinafter, the effect of this embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the dummy trenches 7b are formed in the dummy P4b at an interval equivalent to the interval between the gate trenches 7a (the width of the cell region). As a result, the breakdown voltage of the dummy P4b can be improved.

さらに、フローティング間引き部をダミートレンチ7bによって分断しても、図21の単にセル領域間の距離を広げただけの構造のゲートトレンチ7a直下に蓄積したホール濃度に差がなく、図20の従来まびき構造と同等のIE効果を得ることができる。   Furthermore, even if the floating thinned-out portion is divided by the dummy trench 7b, there is no difference in the hole concentration accumulated immediately below the gate trench 7a having a structure in which the distance between the cell regions is simply increased in FIG. An IE effect equivalent to the structure can be obtained.

次に、図3〜5を用いて、本実施形態のIGBTと、図21に示した従来のセル領域間の距離を広げた構造のIGBTのスイッチング特性について説明する。この図3は、IGBTをスイッチング動作に用いる場合の模擬回路であり、図4は従来構造(単にセル領域間の距離を広げた構造)のスイッチング特性、図5は本実施形態の構造のスイッチング特性を表す。   Next, switching characteristics of the IGBT of the present embodiment and the IGBT having a structure in which the distance between the conventional cell regions shown in FIG. 21 is increased will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a simulation circuit when the IGBT is used for the switching operation, FIG. 4 is a switching characteristic of the conventional structure (a structure in which the distance between the cell regions is simply increased), and FIG. 5 is a switching characteristic of the structure of the present embodiment. Represents.

また、図4および図5に示すように、スイッチがオンからオフに切り替わった際のサージ電圧Vpeakは、本実施形態の構造が1100〔V〕であるのに対して、従来構造は1020〔V〕であった。   Further, as shown in FIGS. 4 and 5, the surge voltage Vpeak when the switch is switched from on to off is 1100 [V] in the structure of the present embodiment, whereas 1020 [V in the conventional structure. 〕Met.

さらに、図6に、本実施形態の構造および従来構造がスイッチオン/オフ状態で発生させる熱量、およびサージ電圧Vpeakを示す。図6に示すように、本実施形態の構造は、同一ゲート抵抗でスイッチオンさせ発生する損失EONを低減することができる。また、スイッチがオフ時の損失は本実施形態の構造は0.102〔J〕の発熱が発生するが、従来構造は0.108〔J〕となり、本実施形態の構造の方が、損失が少ない。   Further, FIG. 6 shows the amount of heat generated in the switch on / off state by the structure of this embodiment and the conventional structure, and the surge voltage Vpeak. As shown in FIG. 6, the structure of this embodiment can reduce the loss EON generated by switching on with the same gate resistance. In addition, the loss when the switch is off generates 0.102 [J] in the structure of the present embodiment, but the conventional structure is 0.108 [J], and the structure of the present embodiment has a loss. Few.

以上のように、従来の単にセル領域間の距離を広げた構造のダミーP4bに、ゲートトレンチ7aと同等の間隔でダミートレンチ7bを1つあるいは複数個形成することにより素子耐圧を向上できるため、その分チップ厚を薄くでき、かつ従来のフルトレンチ構造と同様のIE効果を得ることができるのでオン電圧低減が可能である。   As described above, the device withstand voltage can be improved by forming one or a plurality of dummy trenches 7b at the same interval as the gate trenches 7a in the conventional dummy P4b having a structure in which the distance between the cell regions is simply increased. Accordingly, the chip thickness can be reduced and the IE effect similar to that of the conventional full trench structure can be obtained, so that the on-voltage can be reduced.

なお、本実施形態ではダミートレンチ7bの本数は2本であるが、本数に制限はなくIE効果を考慮して選択すればよい。素子耐圧は、ゲートトレンチ7aとダミートレンチ7b、またはゲートトレンチ7aとゲートトレンチ7a、またはダミートレンチ7bとダミートレンチ7bとの間隔で決まるため、ダミーP4bの幅(セル領域間の距離)を広げてもダミートレンチ7bを増やせば耐圧低下を抑制することが可能である。また、ゲートトレンチ7aとダミートレンチ7b、およびゲートトレンチ7aとゲートトレンチ7a、およびダミートレンチ7bとダミートレンチ7bとの間隔を、例えば4〔μm〕に決めれば、要求のIE効果が得られるまでダミーP4bの幅(セル領域間の距離)を増やすとともに、ダミートレンチ7bの本数も増やすことで、耐圧の低下を抑制可能である。   In this embodiment, the number of dummy trenches 7b is two, but the number is not limited and may be selected in consideration of the IE effect. Since the element breakdown voltage is determined by the distance between the gate trench 7a and the dummy trench 7b, or the gate trench 7a and the gate trench 7a, or the dummy trench 7b and the dummy trench 7b, the width of the dummy P4b (distance between the cell regions) is increased. However, if the number of dummy trenches 7b is increased, it is possible to suppress a decrease in breakdown voltage. Further, if the distances between the gate trench 7a and the dummy trench 7b, the gate trench 7a and the gate trench 7a, and the dummy trench 7b and the dummy trench 7b are determined to be, for example, 4 [μm], the dummy until the required IE effect is obtained. By increasing the width of P4b (distance between cell regions) and increasing the number of dummy trenches 7b, it is possible to suppress a decrease in breakdown voltage.

また、図示しないが、セル領域間にP型ベース領域4がある場合(すなわちダミーP4bが存在する場合)と、P型ベース領域4が無い場合におけるゲートトレンチ7a直下のホール濃度をシミュレーションにより推定した結果、ホール濃度には差が無いことが分かった。すなわち、P型ベース領域4が無い場合であっても、ダミートレンチ7bを設けることで、IE効果を得ることができる。   Although not shown, the hole concentration directly under the gate trench 7a when the P-type base region 4 is present between the cell regions (that is, when the dummy P4b is present) and when the P-type base region 4 is not present is estimated by simulation. As a result, it was found that there was no difference in the hole concentration. That is, even if there is no P-type base region 4, the IE effect can be obtained by providing the dummy trench 7b.

〔第1実施形態の変形例〕
本変形例の特徴的な構造は、ダミートレンチ7bの形状が環状形状でない点である。図7に示すように、ダミートレンチ7bは、ゲートトレンチ7aの内側に存在するものの、間引き部の並列方向側が切れており、奥行き方向(図7の上下方向)側が存在する。すなわち、ゲートトレンチ7aの内側のダミーP4bに、線状形状のダミートレンチ7bが、ボディP11の並列方向に複数設けられている。このように、ダミートレンチ7bを環状形状にしなかった場合であっても、ゲートトレンチ7aとダミートレンチ7bとの間隔、およびダミートレンチ7bとダミートレンチ7bとの間隔、およびゲートトレンチ7aとゲートトレンチ7aとの間隔を横方向と同一の間隔にしておけば、すべての箇所において同様の電界緩和効果が得られるため、前述の第1実施形態と同様に、耐圧を向上することができる。
[Modification of First Embodiment]
The characteristic structure of this modification is that the shape of the dummy trench 7b is not an annular shape. As shown in FIG. 7, although the dummy trench 7b exists inside the gate trench 7a, the parallel direction side of the thinned portion is cut and the depth direction (vertical direction in FIG. 7) side exists. That is, a plurality of linear dummy trenches 7b are provided in the parallel direction of the body P11 in the dummy P4b inside the gate trench 7a. As described above, even when the dummy trench 7b is not formed into an annular shape, the distance between the gate trench 7a and the dummy trench 7b, the distance between the dummy trench 7b and the dummy trench 7b, and the gate trench 7a and the gate trench 7a. Since the same electric field relaxation effect can be obtained at all points, the breakdown voltage can be improved as in the first embodiment described above.

(第2実施形態)
図8〜図10を用いて、第2実施形態について説明する。この第2実施形態は、ダミートレンチ7bがフローティングとなっている点で、第1実施形態と異なる。なお、前述の第1実施形態と同等の構成については、第1実施形態と同様の符号を付し、第2実施形態における説明を省略する。
(Second Embodiment)
The second embodiment will be described with reference to FIGS. The second embodiment is different from the first embodiment in that the dummy trench 7b is floating. In addition, about the structure equivalent to the above-mentioned 1st Embodiment, the code | symbol similar to 1st Embodiment is attached | subjected, and description in 2nd Embodiment is abbreviate | omitted.

図8は、第2実施形態におけるIGBTを示す断面図であって、第1実施形態における図2に相当する。この図8に示すように、ダミートレンチ7bは、フローティングとなっている。   FIG. 8 is a cross-sectional view showing the IGBT in the second embodiment and corresponds to FIG. 2 in the first embodiment. As shown in FIG. 8, the dummy trench 7b is floating.

図9に、このフローティング状態のダミートレンチ7bを有するIGBTのスイッチング特性を示し、図10に、スイッチオン/オフ状態で発生させる損失、およびサージ電圧Vpeakを示す。図9から、本実施形態の構造は、Eoff、Eonとも約2倍に大きくなっており、従来セル構造に比べ性能が悪化していることがわかる。   FIG. 9 shows the switching characteristics of the IGBT having the dummy trench 7b in the floating state, and FIG. 10 shows the loss and surge voltage Vpeak generated in the switch on / off state. From FIG. 9, it can be seen that the structure of this embodiment is about twice as large for both Eoff and Eon, and the performance is worse than that of the conventional cell structure.

しかしながら、スイッチオフ時のサージ電圧Vpeakは、従来構造は1020〔V〕であるのに対して、本実施形態の構造は770〔V〕であり、サージ電圧を大幅に低減することができる。   However, the surge voltage Vpeak at the time of switch-off is 1020 [V] in the conventional structure, whereas the structure of this embodiment is 770 [V], and the surge voltage can be greatly reduced.

(第3実施形態)
図11から図14を用いて、第3実施形態について説明する。この第3実施形態は、ダミートレンチ7bがP型ベース領域4に接していない点で、第1実施形態と異なる。なお、前述の第1実施形態と同等の構成については、第1実施形態と同様の符号を付し、第3実施形態における説明を省略する。
(Third embodiment)
The third embodiment will be described with reference to FIGS. The third embodiment is different from the first embodiment in that the dummy trench 7 b is not in contact with the P-type base region 4. In addition, about the structure equivalent to the above-mentioned 1st Embodiment, the code | symbol similar to 1st Embodiment is attached | subjected, and description in 3rd Embodiment is abbreviate | omitted.

図12は、第3実施形態におけるIGBTを示す断面図であって、第1実施形態における図2に相当する。そして、図11は、IGBTを示す断面図であって図1に相当し、図13は図11の線C−C’における断面図である。   FIG. 12 is a cross-sectional view showing the IGBT in the third embodiment, and corresponds to FIG. 2 in the first embodiment. 11 is a cross-sectional view showing the IGBT and corresponds to FIG. 1, and FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line C-C ′ of FIG.

図12および図13に示すように、本実施形態のIGBTには、ダミートレンチ7bとゲートトレンチ7aの間、およびダミートレンチ7bとダミートレンチ7bの間に、外周P領域13が存在しない。すなわち、前述の各実施形態で説明したダミーP4bが存在しない。また、図11に示すように、素子の奥行き方向(図11の上下方向)において、ゲートトレンチ7aを含むチャネルP4aは、ダミートレンチ7bの手前までしか存在していない。すなわち、ダミートレンチ7bはいかようなP型領域にも接していない。   As shown in FIGS. 12 and 13, the IGBT of this embodiment does not have the outer peripheral P region 13 between the dummy trench 7b and the gate trench 7a and between the dummy trench 7b and the dummy trench 7b. That is, the dummy P4b described in each of the above embodiments does not exist. Further, as shown in FIG. 11, in the depth direction of the element (vertical direction in FIG. 11), the channel P4a including the gate trench 7a exists only before the dummy trench 7b. That is, the dummy trench 7b does not contact any P-type region.

このように、ダミーP4bが無い場合、セル領域と素子外周部との境界付近において、以下のような利点がある。   Thus, when there is no dummy P4b, there are the following advantages in the vicinity of the boundary between the cell region and the element outer periphery.

前述の第1実施形態のように、ダミーP4bがあるIGBT素子では、エミッタ接地となっている素子外周部の外周P領域13が、最外周のゲートトレンチ7aを越えてフローティングであるダミーP4bに短絡することはできない。従ってこの場合、最外周のゲートトレンチ7aはN−型ドリフト層3につきだしている構造となる。このため、第1実施形態の構造は素子外周部のP型ベース領域4とゲートトレンチ7aとが接触する部分で、電界集中を起こして耐圧が低下するおそれがある。しかし、本実施形態のようにダミーP4bがなく、セル領域と他のセル領域との間がN−型ドリフト層3である構造では、外周部P領域13が最外周のゲートトレンチ7aの底部を包み込むことができる。換言すると、エミッタ接地されたダミーP4bが存在しないため、素子外周部のP型ベース領域4がゲートトレンチ7aをこえてもエミッタにショートする虞がない。このためダミートレンチ7bを設けることによってIE効果が妨げられる虞がない。また、このようにダミーP4bが存在しない構造では、外周P領域13の深さが最外周のゲートトレンチ7a深さよりも深くすることができ、ゲートトレンチ7aの底部を外周P領域13の中に含むことができるので、素子外周部のP型ベース領域4と最外周のゲートトレンチ7aとが接触する箇所の電界が緩和され耐圧低下を防ぐことができる。たとえ、本発明のように、ダミートレンチ7bを設けて素子の耐圧を向上させている場合であっても、外周P領域13と最外周のゲートトレンチ7aとが接触する箇所の耐圧が低いと、素子全体の耐圧が低下してしまう。このため、本実施形態のように、外周P領域13と最外周のゲートトレンチ7aとが接触する箇所の耐圧も向上しておくことが望ましい。   As in the first embodiment described above, in an IGBT element having a dummy P4b, the outer peripheral P region 13 of the outer peripheral part of the emitter grounded is short-circuited to the floating dummy P4b beyond the outermost gate trench 7a. I can't do it. Therefore, in this case, the outermost peripheral gate trench 7 a has a structure protruding from the N − type drift layer 3. For this reason, in the structure of the first embodiment, there is a possibility that electric field concentration occurs at the portion where the P-type base region 4 and the gate trench 7a on the outer periphery of the element are in contact with each other and the breakdown voltage is lowered. However, in the structure in which there is no dummy P4b and the N− type drift layer 3 is between the cell region and other cell regions as in the present embodiment, the outer peripheral portion P region 13 covers the bottom of the outermost gate trench 7a. Can be wrapped. In other words, since there is no dummy P4b grounded at the emitter, there is no possibility of shorting to the emitter even if the P-type base region 4 in the outer periphery of the element exceeds the gate trench 7a. For this reason, there is no possibility that the IE effect is hindered by providing the dummy trench 7b. Further, in such a structure in which the dummy P4b does not exist, the depth of the outer peripheral P region 13 can be made deeper than the depth of the outermost gate trench 7a, and the bottom of the gate trench 7a is included in the outer peripheral P region 13. Therefore, the electric field at the portion where the P-type base region 4 in the outer peripheral portion of the element and the outermost gate trench 7a are in contact is relaxed, and the breakdown voltage can be prevented from being lowered. Even if the dummy trench 7b is provided to improve the breakdown voltage of the element as in the present invention, if the breakdown voltage at the portion where the outer peripheral P region 13 and the outermost peripheral gate trench 7a are in contact is low, The breakdown voltage of the entire element is reduced. For this reason, it is desirable to improve the breakdown voltage at the location where the outer peripheral P region 13 and the outermost peripheral gate trench 7a are in contact with each other as in this embodiment.

図14に、1つのセル領域を形成するゲートトレンチ7a間の距離を4μmとした場合の、トレンチ同士の距離(ゲートトレンチ7aとダミートレンチ7b間の距離と、ダミートレンチ7bとダミートレンチ7b間の距離とが等しいと仮定)と、耐圧の関係を示す。なお、「ダミーP4b有り」と引き出し線が添えられているグラフが第1実施形態の構造(ダミーP4b有り)、「ダミーP4bなし」と引き出し線が添えられているグラフが本実施形態の構造(ダミーP4b無し)の耐圧とトレンチ距離との関係を示している。この図14に示されるように、ダミーP4bが存在しなかった場合でも、セル領域を形成するゲートトレンチ7a同士の距離(4〔μm〕)と、ダミートレンチ7bとゲートトレンチ7aの距離とが等しい場合(ダミートレンチ7bとゲートトレンチ7aとの距離=4〔μm〕)には、ダミーP4bが存在する場合と同等の耐圧を得ることができる。   FIG. 14 shows the distance between the trenches (the distance between the gate trench 7a and the dummy trench 7b and the distance between the dummy trench 7b and the dummy trench 7b when the distance between the gate trenches 7a forming one cell region is 4 μm. (Assuming that the distance is equal) and the breakdown voltage. The graph with “dummy P4b” and a leader line is attached to the structure of the first embodiment (with dummy P4b), and the graph with “no dummy P4b” and a leader line attached to the structure of this embodiment ( The relationship between the breakdown voltage of the dummy P4b) and the trench distance is shown. As shown in FIG. 14, even when the dummy P4b does not exist, the distance (4 [μm]) between the gate trenches 7a forming the cell region is equal to the distance between the dummy trench 7b and the gate trench 7a. In this case (distance between the dummy trench 7b and the gate trench 7a = 4 [μm]), a breakdown voltage equivalent to that when the dummy P4b is present can be obtained.

なお、図示しないが、ダミーP4bがある場合と、無い場合におけるゲートトレンチ7a直下のホール濃度をシミュレーションにより推定した結果、差が無いことが分かった、すなわちダミーP4bの有無に影響されることなくIE効果を得ることができる。   Although not shown, as a result of estimating the hole concentration immediately below the gate trench 7a with and without the dummy P4b by simulation, it was found that there is no difference, that is, without being affected by the presence or absence of the dummy P4b. An effect can be obtained.

(第4実施形態)
図15から図17を用いて、第4実施形態について説明する。この第4実施形態は、ダミートレンチ7bがP型ベース領域4に接している構造で、第1実施形態と同一である。図15は、第4実施形態におけるIGBTを示す平面図であって、第1実施形態における図1に相当する。そして、図16は、図15の線D−D’における断面図であって図2に相当する。ここで、図16に示すように、エミッタ電極9において、外周P領域13と接触する箇所の中央部を拡散窓端とする。そして、最外郭に位置するゲートトレンチ7aの側面と、拡散窓端との間の距離をオーバラップ量とする。
(Fourth embodiment)
The fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 15 to 17. The fourth embodiment has a structure in which the dummy trench 7b is in contact with the P-type base region 4, and is the same as the first embodiment. FIG. 15 is a plan view showing an IGBT in the fourth embodiment, and corresponds to FIG. 1 in the first embodiment. 16 is a cross-sectional view taken along line DD ′ in FIG. 15, and corresponds to FIG. Here, as shown in FIG. 16, in the emitter electrode 9, the central portion of the portion in contact with the outer peripheral P region 13 is the end of the diffusion window. The distance between the side surface of the gate trench 7a located at the outermost wall and the end of the diffusion window is defined as the overlap amount.

図17は、外周P領域13の拡散深さが8〔μm〕とした場合における拡散窓端とトレンチとのオーバラップ量と素子耐圧との関係を示す図である。この図17では、オーバラップ量=0〔μm〕の状態が拡散窓端の直下にゲートトレンチ7aの側面が位置する状態であり、オーバラップ量がマイナス(図17の横軸右方向)になるに従って、拡散窓端とゲートトレンチ7a側面との距離が遠くなる。この図17に示すように、外周P領域13の拡散深さが8〔μm〕で拡散窓端からトレンチ7aまでの距離、すなわちオーバラップ量が5〔μm〕以下(図17においては−5〜10〔μm〕の範囲)であれば、コレクタ・エミッタ間の耐圧が安定して高い値が得られる。これは外周P領域13の拡散層がゲートトレンチ7aに接触するまで接近すると、外周P領域の空乏層がトレンチ7aの底部まで広がりトレンチ底部での電界を緩和するために、この箇所での耐圧が向上するためにコレクタ・エミッタ間の耐圧が安定して高い値が得られる。しかし、外周P拡散層13がチャネルトレンチを乗り越えないように接近させ必要がある。これはダミーPが外周Pとショートし、IE効果が得られなくなるためである。
図23に示すように外周Pの拡散層13がチャネルトレンチを乗りこえても、チャネル部トレンチに対して外周P拡散まどが接触しない範囲で接近し、外周P拡散層がチャネル部トレンチを乗りこえてダミーPとショートしても、チャネルトレンチ下の外周P拡散層濃度は低濃度となるために、ダミーPと外周P間の抵抗はIE効果が得られる範囲で充分に高抵抗となるので、IE効果の妨げとならない。実施例ではトレンチ深さ5.0μm、トレンチ幅1.0μm、チャネル拡散深さ4.0μm、外周P拡散表面濃度3e18cm、拡散深さ9.0μm、トレンチから外周拡散層窓までの距離2.0μmの場合である。試作品でこの構造と外周Pの拡散層窓とトレンチ間の距離を十分にとり外周P拡散がトレンチPを乗りこえない構造とでオン電圧を比較したが、Vonに差はなく、IE効果は充分得られていた。
FIG. 17 is a diagram showing the relationship between the overlap amount between the diffusion window end and the trench and the element breakdown voltage when the diffusion depth of the outer peripheral P region 13 is 8 [μm]. In FIG. 17, the overlap amount = 0 [μm] is a state where the side surface of the gate trench 7 a is located immediately below the end of the diffusion window, and the overlap amount is negative (rightward in the horizontal axis in FIG. 17). Accordingly, the distance between the end of the diffusion window and the side surface of the gate trench 7a is increased. As shown in FIG. 17, when the diffusion depth of the outer peripheral P region 13 is 8 [μm], the distance from the end of the diffusion window to the trench 7a, that is, the overlap amount is 5 [μm] or less (in FIG. 10 [μm]), the collector-emitter breakdown voltage is stable and high. This is because when the diffusion layer in the outer peripheral P region 13 comes close to contact with the gate trench 7a, the depletion layer in the outer peripheral P region extends to the bottom of the trench 7a and relaxes the electric field at the bottom of the trench. In order to improve the breakdown voltage between the collector and the emitter, a stable high value can be obtained. However, it is necessary to make the outer peripheral P diffusion layer 13 approach so as not to get over the channel trench. This is because the dummy P is short-circuited with the outer periphery P, and the IE effect cannot be obtained.
As shown in FIG. 23, even if the diffusion layer 13 on the outer periphery P passes over the channel trench, the outer periphery P diffusion layer approaches the channel portion trench as long as it does not come into contact with the channel portion trench. Even if it is short-circuited with the dummy P, the concentration of the outer peripheral P diffusion layer under the channel trench is low, so that the resistance between the dummy P and the outer peripheral P becomes sufficiently high as long as the IE effect is obtained. Does not interfere with the effect. In the embodiment, the trench depth is 5.0 μm, the trench width is 1.0 μm, the channel diffusion depth is 4.0 μm, the outer peripheral P diffusion surface concentration is 3e18 cm, the diffusion depth is 9.0 μm, and the distance from the trench to the outer peripheral diffusion layer window is 2.0 μm. This is the case. In the prototype, the on-voltage was compared between this structure and the structure where the outer peripheral P diffusion layer window and the trench had a sufficient distance and the outer peripheral P diffusion could not get over the trench P. However, there was no difference in Von and the IE effect was sufficiently obtained. It was done.

(第5実施形態)
図18、図19を用いて第5実施形態を説明する。図18はIGBTの平面図であり、図19は図18のB−B’線における断面図である。この図19に示すように、ゲートトレンチ7aは、トレンチ深さを5〔μm〕とし、ダミートレンチ7aのチャネル深さ4.0〔μm〕よりも深く、且つゲートトレンチよりも浅く形成される。トレンチ底部の耐圧は深いゲートトレンチに比べ浅いダミートレンチの方が高くなるため、耐圧は必ずゲートトレンチ底部で決まる。その結果、ダミートレンチに影響されずに、ゲートトレンチできまる安定したセル耐圧を得ることができるメリットがある。
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 18 and 19. 18 is a plan view of the IGBT, and FIG. 19 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. As shown in FIG. 19, the gate trench 7a is formed to have a trench depth of 5 [μm], deeper than the channel depth 4.0 [μm] of the dummy trench 7a and shallower than the gate trench. Since the withstand voltage at the bottom of the trench is higher in the shallow dummy trench than in the deep gate trench, the withstand voltage is always determined at the bottom of the gate trench. As a result, there is an advantage that it is possible to obtain a stable cell breakdown voltage that can be obtained by the gate trench without being affected by the dummy trench.

第1実施形態におけるトレンチゲート型IGBTの平面図を示す。The top view of trench gate type IGBT in a 1st embodiment is shown. 第1実施形態におけるトレンチゲート型IGBTの断面図を示す。A sectional view of trench gate type IGBT in a 1st embodiment is shown. 第1実施形態におけるIGBTを用いたスイッチング回路の一例である。It is an example of the switching circuit using IGBT in 1st Embodiment. 従来素子のスイッチングオフ時の動作波形を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement waveform at the time of switching off of a conventional element. 第1実施形態におけるIGBTの動作波形を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement waveform of IGBT in 1st Embodiment. 従来素子と第1実施形態のIGBTのスイッチング損失(Eon、Eoff)とスイッチング時のサージ電圧(Vpeak)を示す表である。It is a table | surface which shows the switching loss (Eon, Eoff) of the conventional element and IGBT of 1st Embodiment, and the surge voltage (Vpeak) at the time of switching. 第1実施形態の変形例におけるトレンチゲート型IGBTの平面図を示す。The top view of the trench gate type IGBT in the modification of 1st Embodiment is shown. 第2実施形態におけるトレンチゲート型IGBTの断面図を示す。Sectional drawing of the trench gate type IGBT in 2nd Embodiment is shown. 第2実施形態におけるIGBTの動作波形を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement waveform of IGBT in 2nd Embodiment. 従来素子と第2実施形態のIGBTのスイッチング損失(Eon、Eoff)とスイッチング時のサージ電圧(Vpeak)を示す表である。It is a table | surface which shows the switching loss (Eon, Eoff) of the conventional element and IGBT of 2nd Embodiment, and the surge voltage (Vpeak) at the time of switching. 第3実施形態におけるトレンチゲート型IGBTの平面図を示す。The top view of the trench gate type IGBT in 3rd Embodiment is shown. 第3実施形態におけるトレンチゲート型IGBTの断面図を示す。Sectional drawing of the trench gate type IGBT in 3rd Embodiment is shown. 第3実施形態におけるトレンチゲート型IGBTの部分断面図を示す。The fragmentary sectional view of trench gate type IGBT in a 3rd embodiment is shown. 第3実施形態におけるトレンチゲート型IGBTの1つのセル領域を形成するゲートトレンチ間の距離を4μmとした場合の、トレンチ同士の距離(ゲートトレンチとダミートレンチ間の距離と、ダミートレンチとダミートレンチ間の距離とが等しいと仮定)と、耐圧の関係を示す。The distance between the trenches (the distance between the gate trench and the dummy trench and the distance between the dummy trench and the dummy trench when the distance between the gate trenches forming one cell region of the trench gate type IGBT in the third embodiment is 4 μm. ) And the breakdown voltage. 第4実施形態におけるトレンチゲート型IGBTの平面図を示す。The top view of the trench gate type IGBT in 4th Embodiment is shown. 第4実施形態におけるトレンチゲート型IGBTの部分断面図を示す。The fragmentary sectional view of trench gate type IGBT in a 4th embodiment is shown. 第4実施形態における拡散窓端とトレンチとのオーバラップ量と素子耐圧との関係を示す。The relationship between the overlap amount of the diffusion window edge and trench in 4th Embodiment and an element breakdown voltage is shown. 第5実施形態におけるトレンチゲート型IGBTの平面図を示す。The top view of the trench gate type IGBT in 5th Embodiment is shown. 第5実施形態におけるトレンチゲート型IGBTの部分断面図を示す。The fragmentary sectional view of trench gate type IGBT in a 5th embodiment is shown. 従来のフルトレンチ型IGBTの断面図を示す。Sectional drawing of the conventional full trench type IGBT is shown. 従来の間引き型IGBTの断面図を示す。Sectional drawing of the conventional thinning type IGBT is shown. 従来のトレンチゲート型IGBTの1つのセル領域を形成するゲートトレンチ間の距離と、耐圧の関係を示す。The relationship between the distance between gate trenches that form one cell region of a conventional trench gate type IGBT and the breakdown voltage is shown. 第6実施形態におけるトレンチゲート型IGBTの部分断面図を示す。The fragmentary sectional view of trench gate type IGBT in a 6th embodiment is shown.

符号の説明Explanation of symbols

1 P+型エミッタ層
2 N型バッファー層
3 N−型ドリフト層
4 P型ベース領域
4a チャネルP
4b ダミーP
5 N+エミッタ領域
6 ゲート酸化膜
7a ゲートトレンチ
7b ダミートレンチ
8 ゲート電極
9 エミッタ電極
10 コレクタ電極
11 ボディP
12 層間絶縁膜
13 外周P領域
1 P + type emitter layer 2 N type buffer layer 3 N− type drift layer 4 P type base region 4a Channel P
4b Dummy P
5 N + emitter region 6 Gate oxide film 7a Gate trench 7b Dummy trench 8 Gate electrode 9 Emitter electrode 10 Collector electrode 11 Body P
12 Interlayer insulation film 13 Outer periphery P region

Claims (12)

第1導電型の第1半導体層(1)と、
前記第1半導体層(1)の表面に形成された第2導電型の第2半導体層(2,3)と、
前記第2半導体層(3)の表面に形成された第1導電型の第3半導体層(4)と、
前記第3半導体層(4)の表面から前記第2半導体層(3)に到達するように前記第3半導体層(4)を貫通し、前記第2半導体層(3)に突出するように形成されたゲートトレンチ(7a)と、
前記ゲートトレンチ(7a)と隣のゲートトレンチ(7a)との間の前記第3半導体層(4)に形成されるチャネル領域(4a)と、
前記チャネル領域(4a)の内部表面における一部の領域に形成された第2導電型の第4半導体層(5)と、
前記チャネル領域と、別のチャネル領域との間において、前記第3半導体層(4)から前記第2半導体層(3)への方向に、前記第2半導体層(3)へ突出するように形成されたダミートレンチ(7b)と、
前記ゲートトレンチ(7a)および前記ダミートレンチ(7b)の内壁表面に形成されたゲート絶縁膜(6)と、
前記ゲートトレンチ(7a)の内部における前記ゲート絶縁膜(6)上に形成されたゲート電極(8)と、
前記チャネル領域(4a)と電気的に接続された第1電極(9)と、
前記第1半導体層(1)と電気的に接続された第2電極(10)とを有す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。
A first conductivity type first semiconductor layer (1);
A second conductivity type second semiconductor layer (2, 3) formed on the surface of the first semiconductor layer (1);
A third semiconductor layer (4) of the first conductivity type formed on the surface of the second semiconductor layer (3);
Formed so as to penetrate the third semiconductor layer (4) so as to reach the second semiconductor layer (3) from the surface of the third semiconductor layer (4) and to protrude to the second semiconductor layer (3) Gate trench (7a),
A channel region (4a) formed in the third semiconductor layer (4) between the gate trench (7a) and the adjacent gate trench (7a);
A fourth semiconductor layer (5) of the second conductivity type formed in a partial region on the inner surface of the channel region (4a);
Formed between the channel region and another channel region so as to protrude from the third semiconductor layer (4) to the second semiconductor layer (3) in the direction from the third semiconductor layer (4). Dummy trench (7b) made,
A gate insulating film (6) formed on inner wall surfaces of the gate trench (7a) and the dummy trench (7b);
A gate electrode (8) formed on the gate insulating film (6) inside the gate trench (7a);
A first electrode (9) electrically connected to the channel region (4a);
An insulated gate bipolar transistor comprising a second electrode (10) electrically connected to the first semiconductor layer (1).
前記ダミートレンチ(7b)は、エミッタ接地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。 The insulated gate bipolar transistor according to claim 1, wherein the dummy trench (7b) is grounded at the emitter. 前記ダミートレンチ(7b)の電位は、フローティングとなっ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。 The insulated gate bipolar transistor according to claim 1, wherein the potential of the dummy trench (7b) is floating. 前記第3半導体層(4)は、ダミートレンチ(7b)により分断されることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1つに記載の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ。 The insulated gate bipolar transistor according to any one of claims 1 to 3, wherein the third semiconductor layer (4) is divided by a dummy trench (7b). 前記ダミートレンチ(7b)で分断された領域には、前記第3半導体層(4)が形成されておらず、前記絶縁ゲート型バイポーラトランジスタの端部に存在する前記ゲートトレンチ(7a)の先端部は第3半導体層(4)に包まれていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1つに記載の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ。 In the region divided by the dummy trench (7b), the third semiconductor layer (4) is not formed, and the tip of the gate trench (7a) existing at the end of the insulated gate bipolar transistor. 4. The insulated gate bipolar transistor according to claim 1, wherein the insulated gate bipolar transistor is enclosed in a third semiconductor layer. 4. 前記ゲートトレンチ(7a)及び前記ダミートレンチ(7b)のゲート酸化膜厚さ、トレンチ深さ、幅、埋め込み電極の種類の少なくとも何れか1つ同一であるとともに、トレンチ間隔も同一であることを特徴とする請求項2乃至4の何れか1つに記載の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ。 At least one of the gate oxide film thickness, trench depth, width, and buried electrode type of the gate trench (7a) and the dummy trench (7b) is the same, and the trench interval is also the same. An insulated gate bipolar transistor according to any one of claims 2 to 4. 前記ダミートレンチ(7b)と最も近くに存在する別の前記ダミートレンチ(7b)との間の間隔は、前記ゲートトレンチ(7a)と前記チャネル領域(4a)を挟んで対向する別の前記ゲートトレンチ(7a)との間の間隔以下であることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1つに記載の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ。 The distance between the dummy trench (7b) and another nearest dummy trench (7b) is another gate trench facing the gate trench (7a) and the channel region (4a). 7. The insulated gate bipolar transistor according to claim 1, wherein the insulated gate bipolar transistor is equal to or less than an interval between (7 a). 前記ダミートレンチ(7b)は、前記第1半導体層(1)の延設方向に対して、環状の形状であることを特徴とする請求項1乃至7の何れか1つに記載の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ。 The insulated gate type according to any one of claims 1 to 7, wherein the dummy trench (7b) has an annular shape with respect to an extending direction of the first semiconductor layer (1). Bipolar transistor. 前記ダミートレンチ(7b)は、前記チャネル領域(4a)の並ぶ方向に平行な板状形状であることを特徴とする請求項1乃至7の何れか1つに記載の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ。 The insulated gate bipolar transistor according to any one of claims 1 to 7, wherein the dummy trench (7b) has a plate shape parallel to a direction in which the channel regions (4a) are arranged. まびき領域にまびきPが拡散された構造で、チャネル部トレンチに対して外周P拡散終端が接触する以上に接近し、外周P拡散層がチャネル部トレンチを乗りこえてダミーPとショートしない位置まで接近させ拡散層を形成することを特徴とする請求項1乃至7の何れか1つに記載の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ。 In the structure in which the blink P is diffused in the blink region, the outer peripheral P diffusion end is brought into contact with the channel portion trench more than the contact, and the outer peripheral P diffusion layer is brought close to the position where the channel portion trench is not short-circuited with the dummy P. The insulated gate bipolar transistor according to any one of claims 1 to 7, wherein a diffusion layer is formed. まびき領域にまびきPが拡散された構造で、チャネル部トレンチに対して外周P拡散まどが接触しない範囲で接近し、外周P拡散層がチャネル部トレンチを乗りこえてダミーPとショートする位置まで拡散層を形成することを特徴とする請求項1乃至7の何れか1つに記載の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ。 With a structure in which the blink P is diffused in the blink region, the outer peripheral P diffusion layer approaches the channel trench in a range where it does not come in contact, and diffuses to a position where the outer peripheral P diffusion layer passes over the channel trench and shorts with the dummy P 8. The insulated gate bipolar transistor according to claim 1, wherein a layer is formed. チャネルトレンチに比べダミートレンチの深さが浅いことを特徴とする請求項1乃至7の何れか1つに記載の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ。 8. The insulated gate bipolar transistor according to claim 1, wherein the dummy trench has a shallower depth than the channel trench.
JP2006310657A 2006-03-02 2006-11-16 Insulated gate bipolar transistor Expired - Fee Related JP5098303B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006310657A JP5098303B2 (en) 2006-03-02 2006-11-16 Insulated gate bipolar transistor

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006056201 2006-03-02
JP2006056201 2006-03-02
JP2006310657A JP5098303B2 (en) 2006-03-02 2006-11-16 Insulated gate bipolar transistor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007266570A true JP2007266570A (en) 2007-10-11
JP5098303B2 JP5098303B2 (en) 2012-12-12

Family

ID=38639213

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006310657A Expired - Fee Related JP5098303B2 (en) 2006-03-02 2006-11-16 Insulated gate bipolar transistor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5098303B2 (en)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009206478A (en) * 2008-01-28 2009-09-10 Fuji Electric Device Technology Co Ltd Semiconductor device
JP2010050211A (en) * 2008-08-20 2010-03-04 Denso Corp Method of manufacturing semiconductor device
JP2010109545A (en) * 2008-10-29 2010-05-13 Denso Corp Driving circuit of insulated gate semiconductor device
JP2010238721A (en) * 2009-03-30 2010-10-21 Fuji Electric Systems Co Ltd Semiconductor device, and method of controlling the same
JP2011040586A (en) * 2009-08-12 2011-02-24 Hitachi Ltd Trench gate type semiconductor device
JP5340961B2 (en) * 2008-01-29 2013-11-13 富士電機株式会社 Semiconductor device
JP2016029710A (en) * 2014-07-14 2016-03-03 株式会社デンソー Semiconductor device
WO2017010393A1 (en) * 2015-07-16 2017-01-19 富士電機株式会社 Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device
JP2017037965A (en) * 2015-08-10 2017-02-16 株式会社東芝 Semiconductor device
KR101745776B1 (en) 2015-05-12 2017-06-28 매그나칩 반도체 유한회사 Power Semiconductor Device
JP2017147300A (en) * 2016-02-16 2017-08-24 富士電機株式会社 Semiconductor device
US9847409B2 (en) 2014-07-16 2017-12-19 Denso Corporation Semiconductor device and manufacturing method for the same
JP2018156996A (en) * 2017-03-15 2018-10-04 富士電機株式会社 Semiconductor device
CN108933169A (en) * 2017-05-29 2018-12-04 英飞凌科技股份有限公司 The power semiconductor arranged with dV/dt controllability and intersection trench
US11222891B2 (en) 2019-09-20 2022-01-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device and semiconductor circuit

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0878668A (en) * 1994-08-31 1996-03-22 Toshiba Corp Semiconductor device for power
JPH10163483A (en) * 1996-11-29 1998-06-19 Toshiba Corp Power semiconductor
JPH11330466A (en) * 1998-05-19 1999-11-30 Toshiba Corp Insulating-gate-type semiconductor device
JP2005032941A (en) * 2003-07-11 2005-02-03 Fuji Electric Device Technology Co Ltd Insulated gate type semiconductor device
JP2006049455A (en) * 2004-08-03 2006-02-16 Fuji Electric Device Technology Co Ltd Trench type insulated gate semiconductor device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0878668A (en) * 1994-08-31 1996-03-22 Toshiba Corp Semiconductor device for power
JPH10163483A (en) * 1996-11-29 1998-06-19 Toshiba Corp Power semiconductor
JPH11330466A (en) * 1998-05-19 1999-11-30 Toshiba Corp Insulating-gate-type semiconductor device
JP2005032941A (en) * 2003-07-11 2005-02-03 Fuji Electric Device Technology Co Ltd Insulated gate type semiconductor device
JP2006049455A (en) * 2004-08-03 2006-02-16 Fuji Electric Device Technology Co Ltd Trench type insulated gate semiconductor device

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009206478A (en) * 2008-01-28 2009-09-10 Fuji Electric Device Technology Co Ltd Semiconductor device
JP5340961B2 (en) * 2008-01-29 2013-11-13 富士電機株式会社 Semiconductor device
US9466711B2 (en) 2008-01-29 2016-10-11 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device
US11749675B2 (en) 2008-01-29 2023-09-05 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device
US10916541B2 (en) 2008-01-29 2021-02-09 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device
JP2010050211A (en) * 2008-08-20 2010-03-04 Denso Corp Method of manufacturing semiconductor device
JP2010109545A (en) * 2008-10-29 2010-05-13 Denso Corp Driving circuit of insulated gate semiconductor device
JP2010238721A (en) * 2009-03-30 2010-10-21 Fuji Electric Systems Co Ltd Semiconductor device, and method of controlling the same
JP2011040586A (en) * 2009-08-12 2011-02-24 Hitachi Ltd Trench gate type semiconductor device
JP2016029710A (en) * 2014-07-14 2016-03-03 株式会社デンソー Semiconductor device
US9847409B2 (en) 2014-07-16 2017-12-19 Denso Corporation Semiconductor device and manufacturing method for the same
KR101745776B1 (en) 2015-05-12 2017-06-28 매그나칩 반도체 유한회사 Power Semiconductor Device
CN107112358A (en) * 2015-07-16 2017-08-29 富士电机株式会社 The manufacture method of semiconductor device and semiconductor device
US10211299B2 (en) 2015-07-16 2019-02-19 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device and semiconductor device manufacturing method
JPWO2017010393A1 (en) * 2015-07-16 2017-11-02 富士電機株式会社 Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device
WO2017010393A1 (en) * 2015-07-16 2017-01-19 富士電機株式会社 Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device
JP2017037965A (en) * 2015-08-10 2017-02-16 株式会社東芝 Semiconductor device
JP2017147300A (en) * 2016-02-16 2017-08-24 富士電機株式会社 Semiconductor device
JP2018156996A (en) * 2017-03-15 2018-10-04 富士電機株式会社 Semiconductor device
CN108933169A (en) * 2017-05-29 2018-12-04 英飞凌科技股份有限公司 The power semiconductor arranged with dV/dt controllability and intersection trench
JP2019009428A (en) * 2017-05-29 2019-01-17 インフィネオン テクノロジーズ アーゲーInfineon Technologies Ag Power semiconductor device having dv/dt controllability and cross trench mechanism
US11610986B2 (en) 2017-05-29 2023-03-21 Infineon Technologies Ag Power semiconductor switch having a cross-trench structure
KR102558629B1 (en) * 2017-05-29 2023-07-24 인피니언 테크놀로지스 아게 POWER SEMICONDUCTOR DEVICE WITH dV/dt CONTROLLABILITY AND CROSS-TRENCH ARRANGEMENT
JP7329907B2 (en) 2017-05-29 2023-08-21 インフィネオン テクノロジーズ アーゲー Power semiconductor device with dV/dt controllability and cross-trench mechanism
KR20180130463A (en) * 2017-05-29 2018-12-07 인피니언 테크놀로지스 아게 POWER SEMICONDUCTOR DEVICE WITH dV/dt CONTROLLABILITY AND CROSS-TRENCH ARRANGEMENT
CN108933169B (en) * 2017-05-29 2023-10-31 英飞凌科技股份有限公司 Power semiconductor device with dV/dt controllability and cross-trench arrangement
US11222891B2 (en) 2019-09-20 2022-01-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device and semiconductor circuit

Also Published As

Publication number Publication date
JP5098303B2 (en) 2012-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5098303B2 (en) Insulated gate bipolar transistor
US9478647B2 (en) Semiconductor device
JP4857566B2 (en) Insulated gate type semiconductor device and manufacturing method thereof
US9059238B2 (en) Semiconductor device
JP5480084B2 (en) Semiconductor device
US9941395B2 (en) Insulated gate semiconductor device and method for manufacturing the same
WO2018220879A1 (en) Semiconductor device
JP5805756B2 (en) Power semiconductor devices
JP2008288349A (en) Insulating gate type semiconductor device and its manufacturing method
JP2009026797A (en) Semiconductor device
JP5537359B2 (en) Semiconductor device
JP2007184486A (en) Semiconductor device
JP2011129622A (en) High breakdown voltage semiconductor device
US7135718B2 (en) Diode device and transistor device
US9312372B2 (en) Semiconductor device
US9502547B2 (en) Charge reservoir IGBT top structure
JP5261893B2 (en) Trench type insulated gate bipolar transistor
JP2014154739A (en) Semiconductor device
JP2008177297A (en) Semiconductor device
JP6173987B2 (en) Semiconductor device
JP5070668B2 (en) Semiconductor device
US20150171198A1 (en) Power semiconductor device
JPH08293618A (en) High breakdown strength semiconductor device
JP2004055968A (en) Semiconductor device
KR101397784B1 (en) Insulated gate bipolar transistor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090625

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120608

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120619

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20120621

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120808

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120828

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120910

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151005

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151005

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees