JP2010177243A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010177243A JP2010177243A JP2009015175A JP2009015175A JP2010177243A JP 2010177243 A JP2010177243 A JP 2010177243A JP 2009015175 A JP2009015175 A JP 2009015175A JP 2009015175 A JP2009015175 A JP 2009015175A JP 2010177243 A JP2010177243 A JP 2010177243A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- insulating film
- layer
- outer peripheral
- gate
- 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.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
【課題】半導体装置に接続された負荷が短絡した場合であっても、半導体装置が破壊されることを防止する。
【解決手段】セル領域に備えられたIGBTと、ドリフト層11上に絶縁膜19を介して備えられ、ゲート電極15と電気的に接続される接続配線21と、接続配線21を覆うように、ドリフト層11の表面上に配置された層間絶縁膜20と、層間絶縁膜20上に配置され、接続配線21と電気的に接続されるゲート配線22と、セル領域を囲む外周領域に備えられ、ドリフト層11の表層部において、セル領域から外周領域に延設されたベース領域12と接触する拡散層23と、を有し、拡散層23のうちセル領域側の端部をセル領域と外周領域との境界とし、接続配線21をセル領域と外周領域との境界よりもセル領域側で終端させ、ゲート配線22をセル領域と外周領域との境界よりも外周領域側まで延設する。
【選択図】図1
【解決手段】セル領域に備えられたIGBTと、ドリフト層11上に絶縁膜19を介して備えられ、ゲート電極15と電気的に接続される接続配線21と、接続配線21を覆うように、ドリフト層11の表面上に配置された層間絶縁膜20と、層間絶縁膜20上に配置され、接続配線21と電気的に接続されるゲート配線22と、セル領域を囲む外周領域に備えられ、ドリフト層11の表層部において、セル領域から外周領域に延設されたベース領域12と接触する拡散層23と、を有し、拡散層23のうちセル領域側の端部をセル領域と外周領域との境界とし、接続配線21をセル領域と外周領域との境界よりもセル領域側で終端させ、ゲート配線22をセル領域と外周領域との境界よりも外周領域側まで延設する。
【選択図】図1
Description
本発明は、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)が形成されたセル領域と、セル領域を囲み、耐圧を向上させるために備えられた外周領域とを備えた半導体装置に関する。
従来より、半導体素子が形成されたセル領域を囲むように備えられた外周領域において、電界集中を緩和すると共に半導体装置の耐圧を向上させる拡散層およびフィールドプレートを備えた半導体装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
図4は、従来の半導体装置の断面構成を示す図である。図4に示されるように、セル領域にはIGBTが備えられている。具体的には、p+型コレクタ層J10上に、ドリフト層J11が備えられている。そして、セル領域において、ドリフト層J11の表層部にp型ベース領域J12が形成されており、p型ベース領域J12を貫通してドリフト層J11まで達するように複数個のトレンチJ13が形成されている。そして、これら各トレンチJ13内が、トレンチJ13の内壁表面を覆うように形成されたゲート絶縁膜J14と、このゲート絶縁膜J14の表面に形成されたゲート電極J15とにより埋め込まれることでトレンチゲート構造が形成されている。また、p型ベース領域J12のうち表層部には、トレンチJ13の側面に接するように、n+型エミッタ領域J16が形成されている。
ドリフト層J11の表面上には、エミッタ電極J17が配置されており、エミッタ電極J17はp型ベース領域J12およびn+型エミッタ領域J16と電気的に接続されている。さらに、p+型コレクタ層J10の裏面にはコレクタ電極J18が備えられており、以上説明したようにIGBTが構成されている。なお、エミッタ電極J17は、ドリフト層J11の表面上に配置された絶縁膜J19および層間絶縁膜J20に形成された各コンタクトホールJ19a、J20aを通じてp型ベース領域J12およびn+型エミッタ領域J16と電気的に接続されている。
また、セル領域のうちトレンチゲート構造が備えられている領域から外周領域に向かって、ドリフト層J11の表面上に備えられた絶縁膜J19上に接続配線J21が配置されている。そして、各トレンチJ13内に備えられたそれぞれのゲート電極J15は、図4とは別断面において、絶縁膜J19に形成されたコンタクトホールを通じて接続配線J21と電気的に接続されていると共に、接続配線J21を介して互いに電気的に接続されている。
層間絶縁膜J20は、接続配線J21を覆うように、ドリフト層J11上に配置されており、層間絶縁膜J20上にはゲート配線J22が配置されている。そして、ゲート配線J22は、層間絶縁膜J20に形成されたコンタクトホールJ20bを通じて接続配線J21と電気的に接続されている。
外周領域においては、ドリフト層J11の表層部に、セル領域の外周領域を囲むように複数の拡散層J23、J24が構成されている。そして、最もセル領域側の拡散層J23上には、ゲート電極J15と電気的に接続されている接続配線J21が延設されている。この接続配線J21は、ゲート電極J15とゲート配線J22とを電気的に接続する機能の他に、フィールドプレートとしての機能も備えている。すなわち、層間絶縁膜J20には、製造工程や輸送工程中に電荷が蓄積されることになるが、この接続配線J21により蓄積された電荷を排出することができる。また、この拡散層J23を除く各拡散層J24上には、それぞれ独立した外周電極J25が絶縁膜J19に形成されたコンタクトホールJ19bを通じて各拡散層J24と接触するように配置されている。この外周電極J25は主に電界を緩和するためのものである。
また、このような半導体装置は、セル領域のうち、トレンチゲート構造が備えられている領域と外周領域との間に所定の距離を設け、トレンチゲート構造が拡散層に起因する空乏層の影響を受けないようにしてスイッチングサージを低減させている。そして、セル領域のうち、トレンチゲート構造が備えられている領域と外周領域との間を構成する領域の耐圧を確保するために、ドリフト層J11の表層部において、セル領域から外周領域のうち最もセル領域側に近い拡散層J23にまでp型ベース領域J12が延設されている。
しかしながら、このような半導体装置では、半導体装置がオン状態である際に接続された負荷が短絡すると、コレクタ−エミッタ間に電源電圧が印加されることになり、この電圧に依存してゲート電極J15の電位が上昇することになる。具体的には、半導体装置は、通常の動作において、ゲート電極J15に印加される電圧が、例えば、15Vである場合には、エミッタ−コレクタ間には数Vの電圧が印加されている。このとき、負荷短絡が発生すると、エミッタ−コレクタ間に数百Vの電源電圧が印加されることになり、ゲート電極J15の周辺部ではゲート電極J15より高電圧が印加されている領域が形成される。すると、ゲート電極J15では、ゲート絶縁膜J14を介してゲート電極J15より高電圧が印加されている領域の影響を受け、この領域の電位と等電位になろうとして電位が上昇することになる。
そして、ゲート電極J15の電位が上昇することにより、ゲート電極J15と電気的に接続されている接続配線J21の電位も上昇することになるため、p型ベース領域J12および最もセル領域側の拡散層J23のうち接続配線J21の直下領域にチャネル層が形成される場合がある。図4中に、このような半導体装置において負荷短絡が発生し、接続配線J21の直下領域においてチャネル層が形成された際の電流経路を矢印にて示す。
半導体装置がオン状態である際には、p型ベース領域J12のうちトレンチJ13近傍部にチャネル層が形成され、このチャネル層を通じてエミッタ−コレクタ間に電流が流れる。このとき、負荷短絡が発生し、p型ベース領域J12および最もセル領域側の拡散層J23のうち接続配線J21の直下領域においてチャネル層が形成されると、図4に示されるように、エミッタ電極J17とドリフト層J11との間に新たな電流経路が形成されることになる。すると、電子電流は新たな電流経路を通じてドリフト層J11にも流れることになり、この電子電流の流れに伴って、コレクタ電極J18のうち外周領域から注入されたホール電流が集中してこの電流経路を流れようとする。このとき、新たな電流経路では電流集中が発生し、例えば、絶縁膜J19が静電破壊される等、半導体装置が破壊される可能性があるという問題があった。
また、このような問題はセル領域にトレンチ型IGBTを形成した場合のみでなく、例えば、ドリフト層J11の表面上にゲート電極J15を備えたプレーナ型IGBTにおいても同様の問題となる。なお、このようなプレーナ型IGBTの場合には、ゲート電極J15と接続配線J21とを、例えば、ドープトPoly−Si等の同じ材料を用いて同時に形成することができ、接続配線J21はゲート電極J15を延設することにより構成される。
本発明は、上記点に鑑みて、半導体装置に接続された負荷が短絡した場合であっても、半導体装置が破壊されることを防止することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、セル領域に備えられたIGBTと、ドリフト層(11)上に絶縁膜(19)を介して備えられ、ゲート電極(15)と電気的に接続される接続配線(21)と、接続配線(21)を覆うように、ドリフト層(11)の表面上に配置された層間絶縁膜(20)と、層間絶縁膜(20)上に配置され、接続配線(21)と電気的に接続されるゲート配線(22)と、セル領域を囲む外周領域に備えられ、ドリフト層(11)の表層部において、セル領域から外周領域に延設されたベース領域(12)と接触する拡散層(23)と、を有し、拡散層(23)のうちセル領域側の端部をセル領域と外周領域との境界とし、接続配線(21)は、セル領域と外周領域との境界よりもセル領域側で終端しており、ゲート配線(22)は、セル領域と外周領域との境界よりも外周領域側まで延設されていることを特徴としている。
このような半導体装置では、ベース領域(12)がセル領域から外周領域に延設されているのに対し、接続配線(21)がセル領域と外周領域との境界よりセル領域側で終端している構成とされている。このため、負荷短絡が発生し、接続配線(21)の直下領域にチャネル層が形成されたとしても、ベース領域(12)および拡散層(23)の表層部にエミッタ電極(17)とドリフト層(11)との間を結ぶ新たな電流経路が形成されることはない。したがって、コレクタ電極(18)のうち外周領域から注入されたホールが集中することもなく、半導体装置が破壊されることもない。
また、ゲート配線(22)をセル領域と外周領域との境界より外周領域側まで延設しているため、ゲート配線(22)にフィールドプレートとしての機能を備えさせることができる。すなわち、層間絶縁膜(20)中には製造工程や搬送中等に電荷が蓄積されているが、延設されたゲート配線(22)により、層間絶縁膜(20)に蓄積された電荷を排出することができる。つまり、このような半導体装置によれば、従来の半導体装置と同じように層間絶縁膜(20)に蓄積された電荷を排出することができつつ、半導体装置が破壊されることを防止することができる。
例えば、請求項2に記載の発明のように、ゲート配線(22)を、拡散層(23)のうちセル領域と外周領域との境界と反対側の端部上まで延設することができる。
また、請求項3に記載の発明では、セル領域に備えられたIGBTと、ドリフト層(11)上に絶縁膜(19)を介して備えられ、ゲート電極(15)と電気的に接続される接続配線(21)と、接続配線(21)を覆うように、ドリフト層(11)の表面上に配置された層間絶縁膜(20)と、層間絶縁膜(20)上に配置され、接続配線(21)と電気的に接続されるゲート配線(22)と、セル領域を囲む外周領域に備えられ、ドリフト層(11)の表層部において、セル領域から外周領域に延設されたベース領域(12)と接触する拡散層(23)と、を有し、拡散層(23)のうちセル領域側の端部をセル領域と外周領域との境界とし、接続配線(21)は、セル領域と外周領域との境界よりもセル領域側で終端しており、IGBTが備えられる領域に対して接続配線(21)が備えられる領域よりも外側の領域であって、絶縁膜(19)と層間絶縁膜(20)との間には、接続配線(21)と離間するようにフィールドプレート(26)が配置されており、フィールドプレート(26)は、IGBTが備えられる領域に対して接続配線(21)とゲート配線(22)との接合領域よりも外側の領域にてゲート配線(22)と電気的に接続されることにより、接続配線(21)と電気的に接続されていることを特徴としている。
このような半導体装置では、ベース領域(12)がセル領域から外周領域に延設されているのに対し、接続配線(21)がセル領域と外周領域との境界よりセル領域側で終端し、接続配線(21)とフィールドプレート(26)とは、離間して配置されている。したがって、負荷短絡が発生し、接続配線(21)およびフィールドプレート(26)の直下領域においてチャネル層が形成されたとしても、ベース領域(12)および拡散層(23)の表層部にエミッタ電極(17)とドリフト層(11)との間を結ぶ新たな電流経路が形成されることはない。
また、絶縁膜(19)と層間絶縁膜(20)との間にフィールドプレート(26)が配置されているので、層間絶縁膜(20)のうちドリフト層(11)側に蓄積された電荷を排出しやすい。
そして、請求項4に記載の発明のように、フィールドプレート(26)を、絶縁膜(19)を介して拡散層(23)と対向するように配置することができる。
また、請求項5に記載の発明のように、接続配線(21)とフィールドプレート(26)とを、同じ材料を有して構成すると共に同じ厚さとすることができる。
さらに、請求項6に記載の発明のように、IGBTを、ベース領域(12)およびエミッタ領域(16)を貫通してドリフト層(11)に達するように形成されたトレンチ(13)を有した構成とし、トレンチ(13)の表面にゲート絶縁膜(14)を配置すると共に、トレンチ(13)内においてゲート絶縁膜(14)の表面にゲート電極(15)を備えたトレンチ型IGBTとすることもできる。
また、請求項7に記載の発明のように、セル領域のうち、ゲート電極(15)が備えられる領域と、セル領域と外周領域との境界との間に所定の間隔を設けることもできる。
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態にかかる半導体装置の断面構成を示す図、図2は図1に示した半導体装置と別断面の断面構成を示す図である。
本発明の第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態にかかる半導体装置の断面構成を示す図、図2は図1に示した半導体装置と別断面の断面構成を示す図である。
図1および図2に示されるように、本実施形態の半導体装置は、IGBTが形成されたセル領域と、セル領域を囲む外周領域とを有して構成されており、具体的な構成を以下に説明する。
すなわち、p+型コレクタ層10上にはドリフト層11が備えられており、セル領域において、ドリフト層11の表層部にp型ベース領域12が形成されている。さらに、p型ベース領域12を貫通してドリフト層11まで達するように複数個のトレンチ13が形成されており、このトレンチ13によってp型ベース領域12が複数個に分断されている。具体的には、このトレンチ13は複数所定のピッチ(間隔)で形成されており、図1の奥行き方向(紙面垂直方向)において各トレンチ13が平行に延設されたストライプ構造、もしくは平行に延設されたのちその先端部において引き回されることで環状構造とされている。そして、環状構造とされる場合、各トレンチ13が構成する環状構造を複数本ずつ一組として多重リング構造が構成され、隣接する多重リング構造同士の長手方向が平行となるように配置されている。
そして、これら各トレンチ13内が、トレンチ13の内壁表面を覆うように形成されたゲート絶縁膜14と、このゲート絶縁膜14の表面に形成されたドープトPoly−Si等により構成されるゲート電極15とにより埋め込まれることでトレンチゲート構造が形成されている。
また、p型ベース領域12のうち表層部には、ドリフト層11よりも高不純物濃度で構成され、p型ベース領域12内おいて終端しており、かつトレンチ13の側面に接するように、n+型エミッタ領域16が形成されている。より詳しくは、トレンチ13の長手方向に沿って棒状に延設され、トレンチ13の先端よりも内側で終端した構造とされている。
ドリフト層11の表面上には、エミッタ電極17が配置されており、エミッタ電極17はp型ベース領域12およびn+型エミッタ領域16と電気的に接続されている。さらに、p+型コレクタ層10の裏面にはp+型コレクタ層10と電気的に接続されるコレクタ電極18が備えられており、以上説明したようにIGBTが構成されている。なお、図2に示されるように、エミッタ電極17は、ドリフト層11の表面上に配置された酸化膜等の絶縁膜19およびBPSG(Boro-phospho silicate glass)等の層間絶縁膜20に形成された各コンタクトホール19a、20aを通じてp型ベース領域12およびn+型エミッタ領域16と電気的に接続されている。また、本実施形態では、ゲート絶縁膜14は、トレンチ13の内壁表面を覆うように形成されることにより、p型ベース領域12のうちドリフト層11とn+型エミッタ領域16との間に位置する部分に接するように配置されている。
また、図1および図2に示されるように、セル領域のうちトレンチゲート構造が備えられている領域から外周領域に向かって、ドリフト層11の表面上に備えられた絶縁膜19上には、ドープトPoly−Si等により構成される接続配線21が配置されている。そして、図1に示されるように、各トレンチ13内に備えられたそれぞれのゲート電極15は、絶縁膜19に形成されたコンタクトホール19bを通じて接続配線21と電気的に接続されていると共に、接続配線21を介して互いに電気的に接続されている。
また、図1および図2に示されるように、層間絶縁膜20は、接続配線21を覆うように、絶縁膜19上に配置されており、層間絶縁膜20上にはAl等で構成されるゲート配線22が配置されている。そして、ゲート配線22は、層間絶縁膜20に形成されたコンタクトホール20bを通じて接続配線21と電気的に接続されている。
外周領域においては、ドリフト層11の表層部に、セル領域から外周領域に延設されたp型ベース領域12と接触するように本発明の拡散層に相当するp型のガードリング層23が形成されている。そして、本実施形態では、このガードリング層23のうちセル領域側の端部をセル領域と外周領域との境界とすると、セル領域のうちゲート電極15が備えられる領域(トレンチゲート構造が備えられる領域)と、この境界との間に所定の間隔を設けることで、ガードリング層23に起因する空乏層の影響を受けないようにしてスイッチングサージを低減させている。また、p型ベース領域12をセル領域からガードリング層23まで延設することにより、トレンチゲート構造が備えられる領域と、セル領域と外周領域との境界との間の領域の耐圧を確保している。
さらに、ドリフト層11の表層部には、p型ベース領域12と接触するガードリング層23を囲むように、複数のp型のガードリング層24が形成されている。そして、p型ベース領域12と接触するガードリング層23を囲むように形成された各ガードリング層24上には、独立した外周電極25が、絶縁膜19に形成されたコンタクトホール19cを通じてそれぞれガードリング層24と電気的に接続されると共に、互いに電気的に分離されるように配置されている。これらガードリング層24と電気的に接続されるように配置された各外周電極25は、主に電界を緩和するためのものである。なお、外周電極25は、例えば、接続配線21と同じ材料であるドープトPoly−Si等を用いて構成することができる。
また、上記説明した接続配線21は、セル領域と外周領域との境界よりもセル領域側で終端するように備えられている。そして、上記説明したゲート配線22は、セル領域と外周領域との境界よりも外周領域側まで延設されており、さらに詳しくは、p型ベース領域12と接触するガードリング層23のうちセル領域と外周領域との境界と反対側の端部上にまで延設されている。本実施形態では、このゲート配線22は、接続配線21と電気的に接続される他に、層間絶縁膜20に蓄積された電荷を排出するフィールドプレートとしての機能も備えている。
次に、このような半導体装置の作動について説明する。
まず、このような半導体装置では、ゲート電極15に対してゲート電圧が印加されるとp型ベース領域12のうちトレンチ13近傍部にチャネル層が形成され、このチャネルを通じてコレクタ−エミッタ間に電流が流れる。このとき、半導体装置に接続された負荷が短絡すると、コレクタ−エミッタ間に電源電圧が印加され、この電圧に依存してゲート電極15の電位が上昇することになる。そして、ゲート電極15の電位が上昇することにより、ゲート電極15と電気的に接続されている接続配線21の電位も上昇する。このとき、本実施形態では、p型ベース領域12がセル領域から外周領域まで延設されているのに対し、接続配線21がセル領域と外周領域との境界よりセル領域側で終端しており、p型ベース領域12では、接続配線21の直下領域でチャネル層が形成されたとしても、エミッタ電極17とドリフト層11との間を結ぶ新たな電流経路が形成されることはない。したがって、コレクタ電極18のうち外周領域から注入されたホールが集中してp型ベース領域12の表層部を流れることはない。
以上説明したように、本実施形態の半導体装置では、p型ベース領域12がセル領域から外周領域に延設されているのに対し、ゲート電極15に接続されている接続配線21がセル領域と外周領域との境界よりセル領域側で終端している構成とされている。このため、負荷短絡が発生し、接続配線21の直下領域にてチャネル層が形成されたとしても、p型ベース領域12およびp型ベース領域12と接触しているガードリング層23の表層部にエミッタ電極17とドリフト層11との間を結ぶ新たな電流経路が形成されることはない。したがって、コレクタ電極18のうち外周領域から注入されたホールが集中することもなく、半導体装置が破壊されることもない。
また、本実施形態の半導体装置では、ゲート配線22をp型ベース領域12と接触するガードリング層23上まで延設することにより、このゲート配線22をフィールドプレートとして機能させている。すなわち、層間絶縁膜20中には製造工程や搬送中等に電荷が蓄積され、電荷がガードリング23層上に存在するとガードリング層23の電荷バランスが崩れ、空乏層を伸展させる条件が変化するために耐圧が低下することになる。しかしながら、本実施形態では、ゲート配線22がp型ベース領域12と接触するガードリング層23上まで延設されており、このゲート配線22により層間絶縁膜20に蓄積された電荷を排出することができる。したがって、このような半導体装置によれば、従来の半導体装置と同じように層間絶縁膜20に蓄積された電荷を排出することができつつ、半導体装置が破壊されることを防止することができる。
なお、本実施形態では、接続配線21と電気的に接続されているゲート配線22がp型ベース領域12と接触するガードリング層23上にまで延設されており、負荷短絡が発生するとゲート配線22もゲート電極15の電位と同様に上昇することになる。しかしながら、ゲート配線22と、p型ベース領域12およびp型ベース領域12と接触するガードリング層23との間には、絶縁膜19に対して十分に厚い層間絶縁膜20が配置されており、負荷短絡が発生したとしてもゲート配線22の直下領域においてチャネル層が形成されることはない。
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態の半導体装置は、第1実施形態に対してp型ベース領域12と接触するガードリング層23上にフィールドプレートを配置したものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。図3は、本実施形態の半導体装置の断面構成を示す図である。
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態の半導体装置は、第1実施形態に対してp型ベース領域12と接触するガードリング層23上にフィールドプレートを配置したものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。図3は、本実施形態の半導体装置の断面構成を示す図である。
図3に示されるように、本実施形態の半導体装置では、IGBTが備えられる領域に対して接続配線21が備えられる領域よりも外側の領域であって、絶縁膜19と層間絶縁膜20との間に、接続配線21および各外周電極25と離間するようにフィールドプレート26が配置されている。そして、このフィールドプレート26は、IGBTが備えられる領域に対して接続配線21とゲート配線22との接合領域よりも外側の領域にてゲート配線22と電気的に接続されることにより、接続配線21と電気的に接続されている。さらに、詳しくは、フィールドプレート26は、p型ベース領域12と接触するガードリング層23上に絶縁膜19を介して対向するように配置されており、層間絶縁膜20に形成されたコンタクトホール20cを通じてゲート配線22と電気的に接続されている。
このような半導体装置では、ベース領域12がセル領域から外周領域に延設されているのに対し、接続配線21がセル領域と外周領域との境界よりセル領域側で終端しており、接続配線21とフィールドプレート26とは離間して配置されている。したがって、負荷短絡が発生し、接続配線21およびフィールドプレート26の直下領域においてチャネル層が形成されたとしても、p型ベース領域12およびp型ベース領域12と接触するガードリング層23の表層部にエミッタ電極17とドリフト層11との間を結ぶ新たな電流経路が形成されることはない。
また、絶縁膜19と層間絶縁膜20との間にフィールドプレート26が配置されているので、上記第1実施形態よりも、層間絶縁膜20のうちドリフト層11側に蓄積された電荷を効率よく排出することができる。
なお、かかる半導体装置は、例えば、接続配線21、外周電極25およびフィールドプレート26を、ドープトPoly−Siで構成することができると共に、同じ厚さとすることができる。つまり、接続配線21、外周電極25およびフィールドプレート26を同一の工程で形成することができる。
(他の実施形態)
上記各実施形態では、IGBTとしてトレンチ型IGBTを例に挙げて説明したが、もちろんこれに限定されるものでなく、例えば、ドリフト層11の表面上にゲート電極15を備えたプレーナ型IGBTとすることもできる。プレーナ型IGBTとした場合には、ゲート電極15と接続配線21とを、例えば、ドープトPoly−Si等の同じ材料を用いることができると共に同じ厚みとすることができ、接続配線21はゲート電極15を延設することにより構成される。
上記各実施形態では、IGBTとしてトレンチ型IGBTを例に挙げて説明したが、もちろんこれに限定されるものでなく、例えば、ドリフト層11の表面上にゲート電極15を備えたプレーナ型IGBTとすることもできる。プレーナ型IGBTとした場合には、ゲート電極15と接続配線21とを、例えば、ドープトPoly−Si等の同じ材料を用いることができると共に同じ厚みとすることができ、接続配線21はゲート電極15を延設することにより構成される。
また、上記各実施形態では、p型ベース領域12と接触する拡散層としてガードリング層23を例に挙げて説明したが、例えば、p型ベース領域12と接触する拡散層をリサーフ層とすることもできる。
さらに、上記各実施形態では、第1導電型をp型、第2導電型をn型とするnチャネルタイプのIGBTを例に挙げて説明したが、例えば、コレクタ層10をn+型とし、ドリフト層11をp型とし、ベース領域12をn型とし、エミッタ領域16をp+型としたpチャネルタイプのIGBTについても本発明を適用することもできる。
また、上記各実施形態では、セル領域のうちゲート電極15が備えられる部分と、この境界との間に所定の間隔が設けられている半導体装置について説明したが、もちろん、所定の間隔が設けられていない半導体装置についても本発明を適用することができる。
10 p+型コレクタ層
11 ドリフト層
12 p型ベース領域
13 トレンチ
14 ゲート絶縁膜
15 ゲート電極
16 n+型エミッタ領域
17 エミッタ電極
18 コレクタ電極
19 絶縁膜
20 層間絶縁膜
21 接続配線
22 ゲート配線
23 ガードリング層
11 ドリフト層
12 p型ベース領域
13 トレンチ
14 ゲート絶縁膜
15 ゲート電極
16 n+型エミッタ領域
17 エミッタ電極
18 コレクタ電極
19 絶縁膜
20 層間絶縁膜
21 接続配線
22 ゲート配線
23 ガードリング層
Claims (7)
- 第1導電型のコレクタ層(10)と、
前記コレクタ層(10)上に備えられた第2導電型のドリフト層(11)と、
セル領域に備えられ、前記ドリフト層(11)の表層部に形成された第1導電型のベース領域(12)と、
前記ベース領域(12)の表層部に形成された第2導電型のエミッタ領域(16)と、
前記ベース領域(12)のうち前記ドリフト層(11)と前記エミッタ領域(16)との間に位置する部分と接するように配置されたゲート絶縁膜(14)と、
前記ゲート絶縁膜(14)の表面に備えられたゲート電極(15)と、
前記エミッタ領域(16)および前記ベース領域(12)と電気的に接続されるエミッタ電極(17)と、
前記コレクタ層(10)と電気的に接続されるコレクタ電極(18)と、を備えたIGBTと、
前記ドリフト層(11)上に絶縁膜(19)を介して備えられ、前記ゲート電極(15)と電気的に接続される接続配線(21)と、
前記接続配線(21)を覆うように、前記ドリフト層(11)の表面上に配置された層間絶縁膜(20)と、
前記層間絶縁膜(20)上に配置され、前記接続配線(21)と電気的に接続されるゲート配線(22)と、
前記セル領域を囲む外周領域に備えられ、前記ドリフト層(11)の表層部において、前記セル領域から前記外周領域に延設された前記ベース領域(12)と接触する拡散層(23)と、を有し、
前記拡散層(23)のうち前記セル領域側の端部を前記セル領域と前記外周領域との境界とし、
前記接続配線(21)は、前記セル領域と前記外周領域との境界よりも前記セル領域側で終端しており、
前記ゲート配線(22)は、前記セル領域と前記外周領域との境界よりも前記外周領域側まで延設されていることを特徴とする半導体装置。 - 前記ゲート配線(22)は、前記拡散層(23)のうち前記境界と反対側の端部上まで延設されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 第1導電型のコレクタ層(10)と、
前記コレクタ層(10)上に備えられた第2導電型のドリフト層(11)と、
セル領域に備えられ、前記ドリフト層(11)の表層部に形成された第1導電型のベース領域(12)と、
前記ベース領域(12)の表層部に形成された第2導電型のエミッタ領域(16)と、
前記ベース領域(12)のうち前記ドリフト層(11)と前記エミッタ領域(16)との間に位置する部分と接するように配置されたゲート絶縁膜(14)と、
前記ゲート絶縁膜(14)の表面に備えられたゲート電極(15)と、
前記エミッタ領域(16)および前記ベース領域(12)と電気的に接続されるエミッタ電極(17)と、
前記コレクタ層(10)と電気的に接続されるコレクタ電極(18)と、を備えたIGBTと、
前記ドリフト層(11)上に絶縁膜(19)を介して備えられ、前記ゲート電極(15)と電気的に接続される接続配線(21)と、
前記接続配線(21)を覆うように、前記ドリフト層(11)の表面上に配置された層間絶縁膜(20)と、
前記層間絶縁膜(20)上に配置され、前記接続配線(21)と電気的に接続されるゲート配線(22)と、
前記セル領域を囲む外周領域に備えられ、前記ドリフト層(11)の表層部において、前記セル領域から前記外周領域に延設された前記ベース領域(12)と接触する拡散層(23)と、を有し、
前記拡散層(23)のうち前記セル領域側の端部を前記セル領域と前記外周領域との境界とし、
前記接続配線(21)は、前記セル領域と前記外周領域との境界よりも前記セル領域側で終端しており、
前記IGBTが備えられる領域に対して前記接続配線(21)が備えられる領域よりも外側の領域であって、前記絶縁膜(19)と前記層間絶縁膜(20)との間には、前記接続配線(21)と離間するようにフィールドプレート(26)が配置されており、前記フィールドプレート(26)は、前記IGBTが備えられる領域に対して前記接続配線(21)と前記ゲート配線(22)との接合領域よりも外側の領域にて前記ゲート配線(22)と電気的に接続されることにより、前記接続配線(21)と電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 前記フィールドプレート(26)は、前記絶縁膜(19)を介して前記拡散層(23)と対向するように配置されていることを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。
- 前記接続配線(21)と前記フィールドプレート(26)とは、同じ材料を有して構成されていると共に同じ厚さとされていることを特徴とする請求項3または4に記載の半導体装置。
- 前記IGBTは、
前記ベース領域(12)および前記エミッタ領域(16)を貫通して前記ドリフト層(11)に達するように形成されたトレンチ(13)を有した構成とされ、
前記トレンチ(13)の表面に前記ゲート絶縁膜(14)が配置されていると共に、前記トレンチ(13)内において前記ゲート絶縁膜(14)の表面に前記ゲート電極(15)が備えられているトレンチ型IGBTであることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の半導体装置。 - 前記セル領域のうち、前記ゲート電極(15)が備えられる領域と、前記境界との間に所定の間隔が設けられていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009015175A JP2010177243A (ja) | 2009-01-27 | 2009-01-27 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009015175A JP2010177243A (ja) | 2009-01-27 | 2009-01-27 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010177243A true JP2010177243A (ja) | 2010-08-12 |
Family
ID=42707925
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009015175A Withdrawn JP2010177243A (ja) | 2009-01-27 | 2009-01-27 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010177243A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014049694A (ja) * | 2012-09-03 | 2014-03-17 | Renesas Electronics Corp | Igbt |
CN103839995A (zh) * | 2012-11-26 | 2014-06-04 | 三星电机株式会社 | 功率半导体设备 |
KR101422953B1 (ko) * | 2012-12-14 | 2014-08-13 | 삼성전기주식회사 | 전력 반도체 소자 및 그 제조 방법 |
WO2018143050A1 (ja) * | 2017-02-03 | 2018-08-09 | 株式会社デンソー | 半導体装置 |
-
2009
- 2009-01-27 JP JP2009015175A patent/JP2010177243A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014049694A (ja) * | 2012-09-03 | 2014-03-17 | Renesas Electronics Corp | Igbt |
CN103839995A (zh) * | 2012-11-26 | 2014-06-04 | 三星电机株式会社 | 功率半导体设备 |
US9184247B2 (en) | 2012-11-26 | 2015-11-10 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Power semiconductor device capable of maintaining a withstand voltage |
KR101422953B1 (ko) * | 2012-12-14 | 2014-08-13 | 삼성전기주식회사 | 전력 반도체 소자 및 그 제조 방법 |
US9153678B2 (en) | 2012-12-14 | 2015-10-06 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Power semiconductor device and method of manufacturing the same |
WO2018143050A1 (ja) * | 2017-02-03 | 2018-08-09 | 株式会社デンソー | 半導体装置 |
JP2018125490A (ja) * | 2017-02-03 | 2018-08-09 | 株式会社デンソー | 半導体装置 |
CN110249431A (zh) * | 2017-02-03 | 2019-09-17 | 株式会社电装 | 半导体装置 |
CN110249431B (zh) * | 2017-02-03 | 2022-02-22 | 株式会社电装 | 半导体装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11749675B2 (en) | Semiconductor device | |
CN204680675U (zh) | 半导体器件的结构 | |
JP5863574B2 (ja) | 半導体装置 | |
US8957502B2 (en) | Semiconductor device | |
US9209296B2 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
WO2017126167A1 (ja) | 半導体装置 | |
JP5891023B2 (ja) | 半導体装置及びそれを用いた電力変換装置 | |
JP2017147435A (ja) | 半導体装置 | |
US9111990B1 (en) | Semiconductor device | |
JP5530992B2 (ja) | 電力用半導体装置 | |
JP2015179705A (ja) | トレンチmos型半導体装置 | |
JP5537359B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP2013251296A (ja) | 半導体装置 | |
US8710617B2 (en) | Semiconductor device element formed on SOI substrate comprising a hollow region, and having capacitors in an electric field alleviation region | |
JP2016136620A (ja) | 半導体装置 | |
JP6471508B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP2010135677A (ja) | 半導体装置 | |
JP2013080796A (ja) | 半導体装置 | |
JP2010177243A (ja) | 半導体装置 | |
JP2016058428A (ja) | 半導体装置 | |
JP2013201287A (ja) | パワー半導体装置 | |
JP5685991B2 (ja) | 半導体装置 | |
US10366985B2 (en) | Semiconductor device having a sense IGBT for current detection of a main IGBT | |
JP6624101B2 (ja) | 半導体装置 | |
US9553178B2 (en) | Semiconductor component with an emitter control electrode |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20120403 |