JP2010238993A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 メイン素子部20とサブ素子部40が形成されている半導体基板12を有する半導体装置であって、半導体基板12の上面のうち、メイン素子部20の上面にはメイン電極66が形成されており、サブ素子部40の上面には互いに分離されている複数のコンタクト部69を介して半導体基板12と導通しているサブ電極68が形成されており、前記複数のコンタクト部69は、第1方向に沿って伸びる直線状に形成されているとともに、前記第1方向と直交する第2方向に沿って配列されており、前記複数のコンタクト部69が形成されている領域のうちの前記第2方向の少なくとも一方の端部近傍において、各コンタクト部69の第1方向の長さが、その端部から前記領域の中央に向かうにつれて長くなっている。
【選択図】図3
Description
この半導体装置では、複数のコンタクト部が形成されている領域の第2方向の少なくとも一方の端部近傍において、各コンタクト部の第1方向の長さが、その端部から領域(すなわち、複数のコンタクト部が形成されている領域)の中央に向かうにつれて長くなっている。このため、サブ素子部の周囲からの電流が、第2方向における端部のコンタクト部だけでなく、その端部近傍のコンタクト部に分散して流れる。したがって、端部のコンタクト部への電流集中が抑制される。また、このように各コンタクト部が配置されていることによって、コンタクト部群が形成されている領域が角部を有しない形状となる。このため、角部への電流集中が抑制される。このように、この半導体装置では、コンタクト部に電流集中が生じることが抑制される。
この半導体装置では、複数の列状コンタクト部群が形成されている領域の第2方向の少なくとも一方の端部近傍において、列状コンタクト部群の第1方向の長さが、その端部から領域(すなわち、複数の列状コンタクト部群が形成されている領域)の中央に向かうにつれて長くなっている。このため、サブ素子部の周囲からの電流が、第2方向における端部の列状コンタクト部群に集中することが抑制される。また、コンタクト部群が形成されている領域が角部を有しない形状となり、これによっても電流集中が抑制される。
このような構成によれば、コンタクト部群が形成されている領域が円形または楕円形となるので、サブ素子部の周囲からサブ素子部に向けて流れる電流がより均一化される。
したがって、上述した半導体装置は、以下の構成を有していることが好ましい。すなわち、メイン電極が、互いに分離されている複数のコンタクト部を介して半導体基板と導通している。半導体基板には、サブ電極と導通するコンタクト部群が形成されている領域と、メイン電極と導通するコンタクト部群が形成されている領域との間に、コンタクト部が形成されていない分離領域が形成されている。サブ電極がサブ素子部の上面よりも外部の領域まで伸びている。サブ電極が伸びている範囲を除く分離領域が、一定幅で形成されている。
メイン電極に導通するコンタクト部群が形成されている領域の形状を、サブ電極に導通するコンタクト部群が形成されている領域の形状に合わせた形状とすることによって、分離領域の幅を一定とすることができる。なお、サブ電極がサブ素子部の上面よりも外部まで伸びている領域では、メイン電極のコンタクト部を形成することはできない。この半導体装置では、サブ電極が伸びている範囲を除く分離領域が、一定幅で形成されている。このため、分離領域の幅による電流の不均一性が最小限に抑えられる。
このような構成によれば、サブ電極の周囲全域が分離領域に囲まれ、かつ、その分離領域の幅が一定であるので、サブ電極の各コンタクト部に流入する電流がより均一化される。
より詳細には、ゲート電極34にゲートオン電圧を印加すると、絶縁膜32と接する範囲の低濃度ボディ領域24bにチャネルが形成される。すると、メイン素子部20では、電子が、メイン電極66から、エミッタ領域22、チャネル、ドリフト層26、及び、コレクタ層28を介して、コレクタ電極60へ流れる。それと同時に、ホールが、コレクタ層28からドリフト層26へ流入する。ドリフト層26に流入したホールは、低濃度ボディ領域24bとボディコンタクト領域24aを通過して、メイン電極66へと流れる。すなわち、コレクタ電極60からメイン電極66に向かって電流が流れ、メイン素子部20のIGBTがオン状態となる。サブ素子部40のIGBTも、メイン素子部20のIGBTと同様にしてオンし、コレクタ電極60からサブ電極68に向かって電流が流れる。
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み合わ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み合わ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するものであり、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。
12:半導体基板
20:メイン素子部
22:エミッタ領域
24:ボディ領域
24a:ボディコンタクト領域
24b:低濃度ボディ領域
26:ドリフト層
28:コレクタ層
30:トレンチ
32:絶縁膜
34:ゲート電極
36:キャップ絶縁膜
40:サブ素子部
60:コレクタ電極
66:メイン電極
67:コンタクト部
68:サブ電極
69:コンタクト部
80:分離領域
82:列状コンタクト部群
Claims (5)
- メイン素子部とサブ素子部が形成されている半導体基板を有する半導体装置であって、
半導体基板の下面には、下部電極が形成されており、
半導体基板の上面のうち、メイン素子部の上面にはメイン電極が形成されており、サブ素子部の上面には互いに分離されている複数のコンタクト部を介して半導体基板と導通しているサブ電極が形成されており、
前記複数のコンタクト部は、第1方向に沿って伸びる直線状に形成されているとともに、前記第1方向と直交する第2方向に沿って配列されており、
前記複数のコンタクト部が形成されている領域のうちの前記第2方向の少なくとも一方の端部近傍において、各コンタクト部の第1方向の長さが、その端部から前記領域の中央に向かうにつれて長くなっている、
ことを特徴とする半導体装置。 - メイン素子部とサブ素子部が形成されている半導体基板を有する半導体装置であって、
半導体基板の下面には、下部電極が形成されており、
半導体基板の上面のうち、メイン素子部の上面にはメイン電極が形成されており、サブ素子部の上面には互いに分離されている複数のコンタクト部を介して半導体基板と導通しているサブ電極が形成されており、
前記複数のコンタクト部は、第1方向に沿ってコンタクト部が直線状に配列された列状コンタクト部群を複数個形成しており、
前記複数の列状コンタクト部群が、前記第1方向と直交する第2方向に沿って配列されており、
前記複数の列状コンタクト部群が形成されている領域のうちの前記第2方向の少なくとも一方の端部近傍において、各列状コンタクト部群の第1方向の長さが、その端部から前記領域の中央に向かうにしたがって長くなっている、
ことを特徴とする半導体装置。 - 各コンタクト部または各列状コンタクト部群の第1方向の端部のそれぞれが、単一の円または楕円の周上に存在することを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置。
- メイン電極が、互いに分離されている複数のコンタクト部を介して半導体基板と導通しており、
半導体基板には、サブ電極と導通するコンタクト部群が形成されている領域と、メイン電極と導通するコンタクト部群が形成されている領域との間に、コンタクト部が形成されていない分離領域が形成されており、
サブ電極がサブ素子部の上面よりも外部の領域まで伸びており、
サブ電極が伸びている範囲を除く分離領域が、一定幅で形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の半導体装置。 - メイン電極が、互いに分離されている複数のコンタクト部を介して半導体基板と導通しており、
半導体基板には、サブ電極と導通するコンタクト部群が形成されている領域と、メイン電極と導通するコンタクト部群が形成されている領域との間に、コンタクト部が形成されていない分離領域が形成されており、
サブ素子部が、メイン素子部に囲まれた領域内に形成されており、
サブ電極と導通するコンタクト部群が形成されている領域の周囲全体に、一定幅の分離領域が形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の半導体装置。
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