JP2008141056A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ラッチアップ現象の発生を抑制すること。
【解決手段】 IGBT１０は、ｐ型のボディ領域２４と、そのボディ領域２４を取り囲んでいるｎ型のドリフト領域２３と、半導体基板２０の表面においてボディ領域２４とドリフト領域２３の接合面２４ａを超えて少なくとも一方方向に伸びているトレンチゲート電極３０と、トレンチゲート電極３０の側面に接しているｎ^＋型のエミッタ領域２６と、ボディ領域２４内に選択的に形成されているｐ^＋型のボディコンタクト領域２５を備えている。トレンチゲート電極３０は、半導体基板２０の表面からボディ領域２４を貫通してドリフト領域２３にまで達している。IGBT１０では、前記一方方向におけるエミッタ領域２６とドリフト領域２３の間の距離が、縦方向におけるエミッタ領域２６とドリフト領域２３の間の距離よりも短いことを特徴としている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、バイポーラで動作する半導体装置に関する。本発明は、特に、トレンチゲート電極を備えている半導体装置に関する。

大電流を扱うために、バイポーラで動作する半導体装置の開発が進められている。その一例に、トレンチゲート電極を備えているIGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）が知られている。図１４に、トレンチゲート電極を備えているIGBT３００の要部斜視図を模式的に示す。
IGBT３００は、半導体基板３２０の裏面部分に形成されているｐ^＋型のコレクタ領域３２１と、そのコレクタ領域３２１上に形成されているｎ^＋型のバッファ領域３２２と、そのバッファ領域３２２上に形成されているｎ型のドリフト領域３２３を備えている。IGBT３００はさらに、半導体基板３２０の表面部分の全体に亘って形成されているｐ型のボディ領域３２４と、ゲート絶縁膜３３２で被覆されている導電体３３４を有するトレンチゲート電極３３０を備えている。トレンチゲート電極３３０は、半導体基板３２０の表面において一方方向に伸びており、半導体基板３２０の表面からボディ領域３２４を貫通してドリフト領域３２３まで縦方向に伸びている。IGBT３００はさらに、ボディ領域３２４によってドリフト領域３２３から隔てられているとともにトレンチゲート電極３３０の側面に接しているｎ^＋型のエミッタ領域３２６と、ボディ領域３２４内に選択的に形成されているｐ^＋型のボディコンタクト領域３２５を備えている。
この種のIGBT３００は、下記の特許文献に記載されている。

特開２００３−１２４４６７号公報

IGBT３００がオンすると、トレンチゲート電極３３０の側面に形成される反転層を介してエミッタ領域３２６からドリフト領域３２３に電子が注入されるとともに、コレクタ領域３２１からドリフト領域３２３にホールが注入される。この結果、ドリフト領域３２３において伝導度変調が活発化し、IGBT３００のオン電圧は低く抑えられる。

ドリフト領域３２３に注入されたホールは、ボディ領域３２４を介してボディコンタクト領域３２５に排出される。IGBT３００では、ボディコンタクト領域３２５とドリフト領域３２３が縦方向に沿って配置されているので、ドリフト領域３２３に蓄積したホールは、ボディコンタクト領域３２５に向けてボディ領域３２４内を縦方向に移動する。さらに、図１４に示すように、多くのホールは、電子に引き寄せられることによってトレンチゲート電極３３０の側面に沿って縦方向に移動する。即ち、IGBT３００では、オンしているときにボディ領域３２４内を移動するホールの経路を観察すると、ボディコンタクト領域３２５とドリフト領域３２３の位置関係に由来する経路が、反転層に存在する電子によって影響されやすく、反転層の近傍をホールが集中して移動することがわかる。また、IGBT３００がターンオフした直後では、電子の供給が停止されるものの、多くのホールはトレンチゲート電極３３０の低い電位に引き寄せられることによってトレンチゲート電極３３０の側面に沿って縦方向に移動する。即ち、IGBT３００では、ターンオフした直後にボディ領域３２４内を移動するホールの経路を観察しても、ボディコンタクト領域３２５とドリフト領域３２３の位置関係に由来する経路がトレンチゲート電極３３０の電位に影響されやすく、トレンチゲート電極３３０の近傍をホールが集中して移動することがわかる。したがって、IGBT３００では、ボディ領域３２４内を移動するホールが過度に集中しやすい。ホールが過度に集中すると、ホールの一部がエミッタ領域３２６に流入する現象が顕著に増加してしまう。エミッタ領域３２６に流入するホールが多いと、ドリフト領域３２３とボディ領域３２４とエミッタ領域３２６で構成される寄生のｎｐｎトランジスタが動作し、ラッチアップ現象が発生する。これにより、IGBT３００は、制御不能になり、場合によっては破壊に至ることがある。
本発明は、バイポーラ動作する半導体装置において、ラッチアップ現象が抑制された半導体装置を提供することを目的とする。

本明細書で開示される技術は、ボディコンタクト領域に排出されるキャリアの移動経路をボディ領域内において分散させることによって、排出キャリアがボディ領域内で過度に集中するのを抑制する。これにより、排出キャリアがエミッタ領域に排出されるのを抑制し、排出キャリアがボディコンタクト領域に円滑に排出されることを実現する。本明細書で開示される技術によると、ラッチアップ現象の発生を抑制することができる。
本明細書で開示される技術は、少なくとも２種類の半導体装置を提供することができる。いずれの半導体装置も、ボディ領域内を移動する排出キャリアの移動経路を分散させるという共通した作用効果を有することができ、先行技術では得られない貢献を提供することができる。

本明細書で開示される技術は、バイポーラで動作する半導体装置に具現化することができる。半導体装置は、半導体基板の表面部分に形成されているとともに第１導電型の不純物を含むボディ領域を備えている。半導体装置はさらに、ボディ領域を取り囲むとともに半導体基板の表面に露出する範囲を備えており、第２導電型の不純物を含むドリフト領域を備えている。半導体装置はさらに、ゲート絶縁膜で被覆されている導電体を有するトレンチゲート電極を備えている。トレンチゲート電極は、半導体基板の表面においてボディ領域とドリフト領域の接合面を超えて少なくとも一方方向に伸びているとともに、半導体基板の表面から深部に向けて縦方向にも伸びている。半導体装置はさらに、第２導電型の不純物を含むエミッタ領域と、第１導電型の不純物を含むボディコンタクト領域を備えている。エミッタ領域は、ボディ領域によってドリフト領域から隔てられているとともに、トレンチゲート電極の側面に接している。ボディコンタクト領域は、ボディ領域内に選択的に形成されている。ボディ領域の不純物濃度よりもボディコンタクト領域の不純物濃度が濃い。

本明細書で開示される第１種類の半導体装置は、トレンチゲート電極が半導体基板の表面からボディ領域を貫通してドリフト領域に達していることを特徴としている。さらに、第１種類の半導体装置では、前記一方方向におけるエミッタ領域とドリフト領域の間の距離が、縦方向におけるエミッタ領域とドリフト領域の間の距離よりも短いことを特徴としている。
上記形態の半導体装置によると、エミッタ領域とドリフト領域の間の距離が、前記一方方向において短く形成されているので、エミッタ領域とドリフト領域の間のチャネルはその一方方向、即ち略水平方向に形成される。このため、半導体装置がオンしているときは、排出キャリアのうちの一部が、各種領域の位置関係に由来してボディ領域内を縦方向に移動する排出キャリアとは別に、チャネルに引き寄せられることによって水平方向にボディ領域内を移動することができる。また、半導体装置がターンオフした直後においても、トレンチゲート電極に引き寄せられた排出キャリアの一部は、各種領域の位置関係に起因してボディ領域内を縦方向に移動する排出キャリアとは別に、エミッタ領域とドリフト領域の間の距離がより短い水平方向にボディ領域内を移動することができる。この結果、上記形態の半導体装置は、ボディ領域内を移動する排出キャリアの移動経路を分散させることができ、排出キャリアがボディ領域内の局所に過度に集中するのを抑制することができる。上記形態の半導体装置によると、ラッチアップ現象の発生を抑制することができる。

本明細書で開示される第２種類の半導体装置は、トレンチゲート電極がボディ領域よりも浅く形成されていることを特徴としている。
上記形態の半導体装置によると、トレンチゲート電極が縦方向にボディ領域を貫通していないので、縦方向にチャネルを形成することができない。このため、エミッタ領域とドリフト領域の間のチャネルは、略水平方向に形成される。この結果、半導体装置がオンしているときは、排出キャリアのうちの一部が、各種領域の位置関係に起因してボディ領域内を縦方向に移動する排出キャリアとは別に、チャネルに引き寄せられることによって水平方向にボディ領域内を移動することができる。また、半導体装置がターンオフした直後においても、トレンチゲート電極に引き寄せられた排出キャリアの一部は、各種領域の位置関係に起因してボディ領域内を縦方向に移動する排出キャリアとは別に、水平方向にボディ領域内を移動することができる。この結果、上記形態の半導体装置は、ボディ領域内を移動する排出キャリアの移動経路を分散させることができ、排出キャリアがボディ領域内の局所に過度に集中するのを抑制することができる。上記形態の半導体装置によると、ラッチアップ現象の発生を抑制することができる。

本明細書で開示される技術によると、ボディコンタクト領域が前記一方方向においてエミッタ領域とドリフト領域の間に形成されていることが好ましい。
上記形態の半導体装置によると、チャネル又はトレンチゲート電極に引き寄せられて水平方向に移動する排出キャリアが、ボディコンタクト領域に流入し易くなり、ラッチアップ現象の発生をさらに抑制することができる。

ボディコンタクト領域が前記一方方向においてエミッタ領域とドリフト領域の間に形成されている場合は、ボディコンタクト領域がエミッタ領域よりも浅く形成されていることが好ましい。
上記形態の半導体装置によると、ボディコンタクト領域よりも深い位置のエミッタ領域の側方には、ボディコンタクト領域が存在していない。したがって、上記形態の半導体装置によると、エミッタ領域とドリフト領域の間のチャネルを略水平方向に良好に形成することができる。

本明細書で開示される技術によると、ボディコンタクト領域がトレンチゲート電極に接していないことが好ましい。
上記形態の半導体装置によると、エミッタ領域とドリフト領域の間の水平方向には、不純物濃度が薄いボディ領域が配置される。したがって、上記形態の半導体装置によると、低い抵抗のチャネルを形成することができ、チャネル抵抗を低減することができる。

ボディコンタクト領域がトレンチゲート電極に接していない場合は、そのボディコンタクト領域が、縦方向においてエミッタ領域とドリフト領域の間に形成されていることが好ましい。
ボディコンタクト領域がトレンチゲート電極に接していなければ、エミッタ領域とドリフト領域の間に略水平方向にチャネルを形成することができる。したがって、縦方向においてエミッタ領域とドリフト領域の間にボディコンタクト領域が形成されていても、略水平方向のチャネルに支障を与えない。その上で、縦方向においてエミッタ領域とドリフト領域の間にボディコンタクト領域が形成されていると、ボディ領域内を縦方向に移動する排出キャリアをそのボディコンタクト領域に円滑に排出することができる。上記形態の半導体装置によると、ラッチアップ現象の発生をさらに抑制することができる。

本明細書で開示される技術によると、トレンチゲート電極が、前記一方方向に沿って複数のボディ領域を横断して伸びていることが好ましい。
この場合、ドリフト領域が、隣接するボディ領域間に不純物濃度が残部より濃く調整されている高濃度ドリフト領域を備えていることが好ましい。
上記位置に高濃度ドリフト領域が形成されていると、JFET効果を抑制することができ、オン抵抗を低減することができる。

本明細書で開示される技術によると、排出キャリアがボディ領域内を移動する経路を分散させることができ、排出キャリアがボディ領域内で過度に集中するのを抑制することができ、ラッチアップ現象の発生を抑制することができる。

本明細書で開示される好ましい形態を列記する。
（第１形態）
半導体装置は、IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）であるのが好ましい。
（第２形態）
トレンチゲート電極は、平面視したときに、一方方向に長く伸びているのが好ましい。
（第３形態）
ボディ領域は、半導体基板の表面において、トレンチゲート電極の長手方向に沿って分散して形成されている。換言すると、トレンチゲート電極は、半導体基板の表面において、複数のボディ領域を貫通して伸びている。

以下、図面を参照して実施例を説明する。以下の実施例では、半導体材料にシリコンを用いた例を説明するが、シリコンに代えて、窒化ガリウム系、ガリウムヒ素系、炭化シリコン系などの半導体材料を用いてもよい。

（第１実施例）
図１に、PT型（パンチスルー型）のIGBT１０の要部斜視図を模式的に示す。図２に、図１のII-II線に対応した縦断面図を示す。図３に、図１のIII-III線に対応した縦断面図を示す。これらの図面に示される形態は、IGBT１０の基本的な構造を示すものであり、実際にはこれらの図面に示される基本的な形態が繰返すことによって、一つのIGBT１０を構成している。

IGBT１０は、半導体基板２０を備えており、その半導体基板２０に各種の半導体領域が作り込まれている。IGBT１０は、半導体基板２０の裏面部分に形成されているｐ^＋型のコレクタ領域２１と、そのコレクタ領域２１上に形成されているｎ^＋型のバッファ領域２２と、そのバッファ領域２２上に形成されているｎ型のドリフト領域２３を備えている。コレクタ領域２１は、図示しないコレクタ電極に電気的に接続している。バッファ領域２２は、コレクタ領域２１とドリフト領域２３の間に形成されている。IGBT１０では、バッファ領域２２を除去し、NPN型（ノンパンチスルー型）としてもよい。
コレクタ領域２１の不純物にはボロンが用いられており、バッファ領域２２及びドリフト領域２３の不純物にはリンが用いられている。コレクタ領域２１及びバッファ領域２２は、イオン注入技術を利用して形成することができる。

IGBT１０はさらに、図１及び図２に示すように、半導体基板２０の表面部分に分散して形成されているｐ型のボディ領域２４を備えている。ドリフト領域２３は、ボディ領域２４を取り囲んで半導体基板２０の表面部分に形成されている。ドリフト領域２３は、ボディ領域２４の周囲の半導体基板２０の表面に露出する範囲を備えており、隣接するボディ領域２４の間を隔てている。
ボディ領域２４の不純物には、ボロンが用いられている。ボディ領域２４は、イオン注入技術を利用して形成することができる。

IGBT１０はさらに、ゲート絶縁膜３２で被覆されている導電体３４を有するトレンチゲート電極３０を備えている。トレンチゲート電極３０は、半導体基板２０の表面においてボディ領域２４とドリフト領域２３の接合面２４ａを超えて一方方向に伸びている。トレンチゲート電極３０はさらに、前記一方方向において複数のボディ領域２４を横断して伸びている。換言すると、複数のボディ領域２４は、トレンチゲート電極３０の長手方向に沿って分散して配置されている。図３に示すように、トレンチゲート電極３０は、半導体基板２０の表面からボディ領域２４を貫通してドリフト領域２３にまで達している。
ゲート絶縁膜３２には酸化シリコンが用いられており、導電体３４には不純物が導入されたポリシリコンが用いられている。

IGBT１０はさらに、ボディ領域２４内の半導体基板２０の表面部分に選択的に形成されているｎ^＋型のエミッタ領域２６とｐ^＋型のボディコンタクト領域２５を備えている。エミッタ領域２６は、ボディ領域２４によってドリフト領域２３から隔てられているとともにトレンチゲート電極３０の側面に接している。ボディコンタクト領域２５は、エミッタ領域２６に接しており、トレンチゲート電極３０の側面に接していない。エミッタ領域２６とボディコンタクト領域２５は、図示しないエミッタ電極に電気的に接続している。
エミッタ領域２６の不純物にはリンが用いられており、ボディコンタクト領域２５の不純物にはボロンが用いられている。エミッタ領域２６とボディコンタクト領域２５は、イオン注入技術を利用して形成することができる。

図２に示すように、IGBT１０では、トレンチゲート電極３０の長手方向におけるエミッタ領域２６とドリフト領域２３の間の距離Lhが、縦方向におけるエミッタ領域２６とドリフト領域２３の間の距離Lvよりも短いことを特徴としている。

次に、IGBT１０の動作を説明する。
コレクタ領域２１に正の電圧が印加され、エミッタ領域２６及びボディコンタクト領域２５に接地電圧が印加され、トレンチゲート電極３０の導電体３４に正のオン電圧が印加されると、IGBT１０はオン状態になる。このとき、図２に示すように、IGBT１０では、長手方向におけるエミッタ領域２６とドリフト領域２３の間の距離Lhが、縦方向におけるエミッタ領域２６とドリフト領域２３の間の距離Lvよりも短いので、エミッタ領域２６とドリフト領域２３の間のチャネルはその長手方向、即ち略水平方向に形成される。このため、エミッタ領域２６から注入された電子は、ボディ領域２４内を略水平方向に移動し、隣接するボディ領域２４間のドリフト領域２３に達した後に、ドリフト領域２３内を略縦方向に移動する。
一方、ホールは、コレクタ領域２１からドリフト領域２３に向けて注入される。この結果、ドリフト領域２３には、多量の電子とホールが充満し、ドリフト領域２３において伝導度変調が活発化し、IGBT１０のオン電圧は低く抑えられる。

ドリフト領域２３に注入されたホールは、ボディ領域２４を介してボディコンタクト領域２５に排出される。半導体基板２０の裏面部分に位置するコレクタ領域２１から注入されたホールは、ドリフト領域２３を縦方向に移動した後に、ボディ領域２４内をボディコンタクト領域２５に向けて移動する。
図２に示すように、IGBT１０では、チャネルが略水平方向に形成されている。したがって、ホールの一部は、そのチャネルに引き寄せられてボディ領域２４の表面部分を水平方向に移動する。即ち、IGBT１０がオンしているときは、ホールのうちの一部が、ボディコンタクト領域２５とドリフト領域２３の位置関係に由来してボディ領域２４内を縦方向に移動するホールとは別に、チャネルに引き寄せられることによって水平方向にボディ領域２４内を移動することができる。この結果、ホールは、ボディ領域２４内を分散して移動することができるので、ボディ領域２４内の局所で過度に集中することが抑制される。ホールの過度の集中が抑制されると、ホールがエミッタ領域２６に流入する現象も抑制される。これにより、IGBT１０によると、ラッチアップ現象の発生を抑制することができる。

また、IGBT１０がターンオフすると、エミッタ領域２５から電子の供給が停止する。この場合、トレンチゲート電極３０にはオフ電圧（典型的には0V）が印加されている。したがって、ドリフト領域２３に注入されたホールは、トレンチゲート電極３０の電位に引き寄せられて、トレンチゲート電極３０の側面に沿ってボディ領域２４内を移動する。IGBT１０では、トレンチゲート電極３０の長手方向に沿ってエミッタ領域２６とドリフト領域２３の間の距離が短く形成されている。したがって、ホールは、トレンチゲート電極３０の側面に沿ってボディ領域２４内を縦方向に移動する経路と水平方向に移動する経路に分散される。この結果、IGBT１０では、ホールがボディ領域２４内で過度に集中するのが抑制され、ホールがエミッタ領域２６に流入する現象が抑制される。IGBT１０によると、ラッチアップ現象の発生を抑制することができる。

（第２実施例）
図４に、IGBT１１の要部斜視図を模式的に示す。図５に、図４のV-V線に対応した縦断面図を示す。図６に、図４のVI-VI線に対応した縦断面図を示す。なお、第１実施例のIGBT１０と実質的に同一の構成要素に関しては同一符号を付し、その説明を省略する。
図６に示すように、IGBT１１は、トレンチゲート電極３０がボディ領域１２４よりも浅いことを特徴としている。トレンチゲート電極３０の底面の一部が、ボディ領域１２４によって被覆されていることを特徴としている。トレンチゲート電極３０がボディ領域１２４よりも浅い状態を得るためには、第１実施例のIGBT10のボディ領域２４を深く形成してもよく、トレンチゲート電極３０を浅く形成してもよい。
IGBT１１によると、図５に示すように、トレンチゲート電極３０が縦方向にボディ領域１２４を貫通していないので、チャネルは縦方向に形成されない。このため、エミッタ領域２６とドリフト領域２３の間のチャネルは、略水平方向に形成される。この結果、IGBT１１がオンしているときは、ホールのうちの一部が、ボディコンタクト領域２５とドリフト領域２３の位置関係に由来してボディ領域１２４内を縦方向に移動するホールとは別に、チャネルに引き寄せられることによって水平方向にボディ領域１２４内を移動することができる。また、IGBT１１がターンオフした直後においても、トレンチゲート電極３０に引き寄せられたホールの一部は、ボディコンタクト領域２５とドリフト領域２３の位置関係に由来してボディ領域１２４内を縦方向に移動するホールとは別に、水平方向にボディ領域１２４内を移動することができる。この結果、IGBT１１は、ボディ領域１２４内を移動するホールの移動経路を分散させることができ、ホールがボディ領域１２４内で過度に集中するのを抑制することができる。IGBT１１によると、ラッチアップ現象の発生を抑制することができる。

（第３実施例）
図７に、IGBT１２の要部斜視図を模式的に示す。図８に、図７のVIII-VIII線に対応した縦断面図を示す。図９に、図７のIX-IX線に対応した縦断面図を示す。なお、第１実施例のIGBT１０と実質的に同一の構成要素に関しては同一符号を付し、その説明を省略する。
IGBT１２は、エミッタ領域１２６とドリフト領域１２３の位置関係及び形態に特徴を有している。
エミッタ領域１２６は、ボディ領域２４によってドリフト領域２３から隔てられているとともにトレンチゲート電極３０の側面に接していることを特徴としている。
ボディコンタクト領域１２５は、エミッタ領域１２６に接しているとともに、トレンチゲート電極３０の長手方向においてエミッタ領域１２６とドリフト領域２３の間に形成されていることを特徴としている。さらに、ボディコンタクト領域１２５は、エミッタ領域１２６よりも浅く形成されていることを特徴としている。

IGBT１２によると、図８に示すように、ボディコンタクト領域１２５よりも深い位置のエミッタ領域１２６の側方には、ボディコンタクト領域１２５が存在していない。したがって、IGBT１２によると、チャネルは、エミッタ領域１２６とドリフト領域１２５の間において略水平方向に良好に形成することができる。

IGBT１２によると、IGBT１２がオンしているときは、略水平方向に形成されているチャネルに引き寄せられたホールが、エミッタ領域１２６に到達するよりも先にボディコンタクト領域１２５に円滑に排出することができる。このため、IGBT１２によると、ラッチアップ現象の発生が抑制される。
また、IGBT１２がターンオフした直後においても、トレンチゲート電極３０に引き寄せられて水平方向に移動するホールが、エミッタ領域１２６に到達するよりも先にボディコンタクト領域１２５に円滑に排出されるので、ラッチアップ現象の発生を抑制することができる。
なお、第３実施例のIGBT１２においても、第２実施例の技術を利用して、トレンチゲート電極３０がボディ領域２４よりも浅くなるように形成してもよい。第２実施例と同様の作用効果を奏することができる。

（第４実施例）
図１０に、IGBT１３の要部斜視図を模式的に示す。なお、第３実施例のIGBT１２と実質的に同一の構成要素に関しては同一符号を付し、その説明を省略する。
IGBT１３は、ドリフト領域２３が、隣接するボディ領域２４間に不純物濃度が残部より濃く調整されている高濃度ドリフト領域２３ａを備えていることを特徴としている。高濃度ドリフト領域２３ａは、隣接するボディ領域２４とトレンチゲート電極３０の側面に接しているとともに、半導体基板２０の表面に臨んでいる。
高濃度ドリフト領域２３ａは、IGBT１３がオフしたときに、ボディ領域２４とドリフト領域２３の接合面から伸展してくる空乏層を抑制する。即ち、隣接するボディ領域２４間が空乏層によって閉塞されるのを防止する。高濃度ドリフト領域２３ａは、所謂JFET効果を抑制することができ、オン抵抗を低減することができる。
なお、第４実施例のIGBT１３においても、第２実施例の技術を利用して、トレンチゲート電極３０がボディ領域２４よりも浅くなるように形成してもよい。第２実施例と同様の作用効果を奏することができる。

（第５実施例）
図１１に、IGBT１４の要部斜視図を模式的に示す。図１２に、図１１のXII-XII線に対応した縦断面図を示す。図１３に、図１１のXIII-XIII線に対応した縦断面図を示す。なお、第３実施例のIGBT１２と実質的に同一の構成要素に関しては同一符号を付し、その説明を省略する。
IGBT１４は、ボディコンタクト領域２２５がトレンチゲート電極３０の側面に接していないことを特徴としている。したがって、トレンチゲート電極３０の側面には、不純物濃度が薄いボディ領域２４が形成されている。さらに、IGBT１４では、ボディコンタクト領域２２５が、縦方向においてエミッタ領域１２６とドリフト領域２３の間に形成されていることを特徴としている。ボディコンタクト領域２２５が、エミッタ領域１２６の一部を被覆している。
IGBT１４によると、エミッタ領域１２６とドリフト領域２３の間の略水平方向には、不純物濃度が薄いボディ領域２４が配置される。したがって、IGBT１４によると、低い抵抗のチャネルを形成することができる。IGBT１４によると、チャネル抵抗を低減することができる。

また、IGBT１４では、ボディコンタクト領域２２５が、縦方向においてエミッタ領域１２６とドリフト領域２３の間に形成されている。IGBT１４では、チャネルが略水平方向に形成されているので、エミッタ領域１２６とドリフト領域２３の間の縦方向に不純物濃度が薄いボディ領域２４を配置する必要がない。したがって、エミッタ領域１２６とドリフト領域２３の間の縦方向にボディコンタクト領域２２５を形成すると、ボディ領域２４内を縦方向に移動するホールを円滑にボディコンタクト領域２２５に排出することができる。IGBT１４によると、ラッチアップ現象の発生をさらに抑制することができる。
なお、第５実施例のIGBT１４においても、第２実施例の技術を利用して、トレンチゲート電極３０がボディ領域２４よりも浅くなるように形成してもよい。第２実施例と同様の作用効果を奏することができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

第１実施例のIGBTの要部斜視図を示す。 図１のII-II線に対応した縦断面図を示す。 図１のIII-III線に対応した縦断面図を示す。 第２実施例のIGBTの要部斜視図を示す。 図４のV-V線に対応した縦断面図を示す。 図４のVI-VI線に対応した縦断面図を示す。 第３実施例のIGBTの要部斜視図を示す。 図７のVIII-VIII線に対応した縦断面図を示す。 図７のIX-IX線に対応した縦断面図を示す。 第４実施例のIGBTの要部斜視図を示す。 第５実施例のIGBTの要部斜視図を示す。 図１１のXII-XII線に対応した縦断面図を示す。 図７のXIII-XIII線に対応した縦断面図を示す。 従来のIGBTの要部斜視図を示す。

符号の説明

２０：半導体基板
２１：コレクタ領域
２２：バッファ領域
２３：ドリフト領域
２３ａ：高濃度ドリフト領域
２４、１２４：ボディ領域
２５、１２５、２２５：ボディコンタクト領域
２６、１２６：エミッタ領域
３０：トレンチゲート電極
３２：ゲート絶縁膜
３４：導電体

Claims (8)

1. バイポーラで動作する半導体装置であって、
   半導体基板の表面部分に形成されており、第１導電型の不純物を含むボディ領域と、
   ボディ領域を取り囲むとともに半導体基板の表面に露出する範囲を備えており、第２導電型の不純物を含むドリフト領域と、
   半導体基板の表面においてボディ領域とドリフト領域の接合面を超えて少なくとも一方方向に伸びているとともに、半導体基板の表面から深部に向けて縦方向にも伸びており、ゲート絶縁膜で被覆されている導電体を有するトレンチゲート電極と、
   ボディ領域によってドリフト領域から隔てられているとともにトレンチゲート電極の側面に接しており、第２導電型の不純物を含むエミッタ領域と、
   ボディ領域内に選択的に形成されており、第１導電型の不純物を含むボディコンタクト領域を備えており、
   ボディ領域の不純物濃度よりもボディコンタクト領域の不純物濃度が濃く、
   トレンチゲート電極は、半導体基板の表面からボディ領域を貫通してドリフト領域に達しており、
   前記一方方向におけるエミッタ領域とドリフト領域の間の距離が、縦方向におけるエミッタ領域とドリフト領域の間の距離よりも短いことを特徴とする半導体装置。
2. バイポーラで動作する半導体装置であって、
   半導体基板の表面部分に形成されており、第１導電型の不純物を含むボディ領域と、
   ボディ領域を取り囲むとともに半導体基板の表面に露出する範囲を備えており、第２導電型の不純物を含むドリフト領域と、
   半導体基板の表面においてボディ領域とドリフト領域の接合面を超えて少なくとも一方方向に伸びているとともに、半導体基板の表面から深部に向けて縦方向にも伸びており、ゲート絶縁膜で被覆されている導電体を有するトレンチゲート電極と、
   ボディ領域によってドリフト領域から隔てられているとともにトレンチゲート電極の側面に接しており、第２導電型の不純物を含むエミッタ領域と、
   ボディ領域内に選択的に形成されており、第１導電型の不純物を含むボディコンタクト領域を備えており、
   ボディ領域の不純物濃度よりもボディコンタクト領域の不純物濃度が濃く、
   トレンチゲート電極は、ボディ領域よりも浅く形成されていることを特徴とする半導体装置。
3. ボディコンタクト領域は、前記一方方向においてエミッタ領域とドリフト領域の間に形成されていることを特徴とする請求項１又は２の半導体装置。
4. ボディコンタクト領域は、エミッタ領域よりも浅く形成されていることを特徴とする請求項３の半導体装置。
5. ボディコンタクト領域は、トレンチゲート電極に接していないことを特徴とする請求項１〜４のいずれかの半導体装置。
6. ボディコンタクト領域は、縦方向においてエミッタ領域とドリフト領域の間に形成されていることを特徴とする請求項５の半導体装置。
7. トレンチゲート電極が、前記一方方向に沿って複数のボディ領域を横断して伸びていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの半導体装置。
8. ドリフト領域は、
   隣接するボディ領域間に不純物濃度が残部より濃く調整されている高濃度ドリフト領域を備えていることを特徴とする請求項７の半導体装置。
   

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