JP2010263215A - 逆導電半導体デバイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電気的にアクティブな領域を備えた逆導電半導体デバイス200が設けられる。この逆導電半導体デバイスは、共通のウエーハ100上に、フリーホイール・ダイオード及び絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタを有している。ウエーハ100の一部は、ベース・レイヤの厚さ102を備えたベース・レイヤ101を形成する。少なくとも一つの第一の領域10を備えた第一の導電性タイプの第一のレイヤ1、及び、少なくとも一つの第二及び第三の領域20,22を備えた第二の導電性タイプの第二のレイヤ2が、コレクタ側103の上に交互に配置される。各領域は、領域境界により周囲を取り囲まれた領域幅11,21,23を備えた領域エリアを有している。
【選択図】図3
Description
− 各第三の領域エリアは、その中で、何れか二つの第一の領域が、ベース・レイヤの厚さの2倍より大きい距離を有する範囲である。
− 前記少なくとも一つの第二の領域は、第二のレイヤ(2)の一部であって、前記少なくとも一つの第三の領域(22)ではない部分である。
− 前記少なくとも一つの第三の領域は、第三の領域境界とアクティブな領域境界との間に、ベース・レイヤの厚さの少なくとも1倍の最小の距離があるように、アクティブな領域の中心部分に配置される。
− 前記少なくとも一つの第三の領域の面積の合計は、アクティブな領域の10%と30%の間である。
− 各第一の領域幅は、ベース・レイヤの厚さより小さい。
Claims (21)
- 逆導電半導体デバイス(200)であって:
共通のウエーハ(100)の上に、フリーホイール・ダイオード及び絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタを有し、このウエーハ(100)の一部が、第一のドープ濃度及びベース・レイヤの厚さ(102)を備えた第一の導電性タイプのベース・レイヤ(101)を形成し、
前記絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタは、ウエーハ(100)の、コレクタ側(103)、及びコレクタ側(103)の反対側のエミッタ側(104)を有し、
前記ベース・レイヤの厚さ(102)は、ウエーハの第一のドープ濃度を備えた部分の、コレクタ側(103)とエミッタ側(104)の間の最大の縦方向の距離であり、
第一の導電性タイプで、且つ第一のドープ濃度より高いドープ濃度の第一のレイヤ(1)、及び第二の導電性タイプの第二のレイヤ(2)が、コレクタ側(103)の上に交互に配置され、
第一の導電性タイプの第三のレイヤ(3)、第二の導電性タイプの第四のレイヤ(4)、及びゲート電極の形態の導電性の第五のレイヤ(5)が、エミッタ側(104)に配置され、
第一のレイヤ(1)は、少なくとも一つの第一の領域(10)を有し、各第一の領域(10)は、第一の領域幅(11)を有し、
第二のレイヤ(2)は、少なくとも一つの第二の領域(20)及び少なくとも一つの第三の領域(22)を有し、各第二の領域(20)は、第二の領域幅(21)を有し、各第三の領域(22)は、第三の領域幅(23)有し、
何れのの領域も、領域境界により周囲を取り囲まれた、領域幅及び領域エリアを有し、
最短の距離は、前記領域エリアの中のポイントと前記領域境界上のポイントの間の最小の長さであり、
各領域幅は、前記領域の中の全ての最短の距離の最大値の2倍として規定され、
当該逆導電半導体デバイス(200)は、電気的にアクティブな領域(110)を有し、このアクティブな領域(110)は、ウエーハ(100)の中のエリアであって、第三のレイヤ(3)、第四のレイヤ(4)及び第五のレイヤ(5)を含み、且つそれらの下側に配置されたエリアである、
逆導電半導体デバイスにおいて、
各第三の領域エリアは、その中で何れか二つの第一の領域(10)が、ベース・レイヤの厚さ(102)の2倍より大きな距離を有しているエリアであって、前記少なくとも一つの第二の領域は、第二のレイヤ(2)の部分であって、前記少なくとも一つの第三の領域(22)に該当しない部分であり、
前記少なくとも一つの第三の領域(22)は、前記アクティブな領域(110)の中心部分の中に、第三の領域境界と前記アクティブな領域境界の間に、ベース・レイヤの厚さ(102)の少なくとも1倍の最小の距離があるように配置され、
前記少なくとも一つの第三の領域(22)のエリアの合計は、前記アクティブな領域(110)の10%と30%の間であり、
各第一の領域幅(11)は、ベース・レイヤの厚さ(102)より小さいこと、
を特徴とする逆導電半導体デバイス。 - 下記特徴を有する請求項1に記載の逆導電半導体デバイス(200):
少なくとも一つのまたはそれぞれの第二の領域幅(20)は、ベース・レイヤの厚さ(102)より大きい。 - 下記特徴を有する請求項1または2に記載の逆導電半導体デバイス(200):
各第三の領域エリアは、その中で何れか二つの第一の領域(10)が、ベース・レイヤの厚さ(102)の2.5または3倍より大きい距離を有しているエリアである。 - 下記特徴を有する請求項1から3の何れか1項に記載の逆導電半導体デバイス(200):
前記第三の領域(22)は、正方形、矩形、円形、星形、菱形または六角形の形状を有している。 - 下記特徴を有する請求項4に記載の逆導電半導体デバイス(200):
前記第三の領域(22)は、星形の形状を有し、三連星を形成する三つの突出部、十字形を形成する四つの突出部、または五つ以上の突出部を備えている。 - 下記特徴を有する請求項1から5の何れか1項に記載の逆導電半導体デバイス(200):
前記少なくとも一つの第三の領域(22)は、前記アクティブな領域(110)の中ので、少なくとも一つのまたはそれぞれの第二の領域(20)に接続されている。 - 下記特徴を有する請求項6に記載の逆導電半導体デバイス(200):
前記少なくとも一つの第三の領域(22)は、単一の第三の領域であり、
または、少なくとも二つの第三の領域(22)は、第二の領域(20)を介して互いに接続され、
且つ、前記単一の第三の領域または前記少なくとも二つの第三の領域は、第二の領域(22)に接続され、この第二の領域は、前記アクティブな領域(110)の境界に伸びている。 - 下記特徴を有する請求項6または7に記載の逆導電半導体デバイス(200):
第二の領域(22)の少なくとも一部または全ては、前記少なくとも第三の領域(22)から、前記アクティブな領域(110)の境界へ、径方向に伸びている。 - 下記特徴を有する請求項1から8の何れか1項に記載の逆導電半導体デバイス(200):
前記少なくとも一つの第一の領域(10,20)は、ウエーハ(100)の上の縞として配置されている。 - 下記特徴を有する請求項9に記載の逆導電半導体デバイス(200):
複数の縞が、列状に配置され、複数のそのような列が、前記アクティブな領域の中のの複数のコラムの中に配置されている。 - 下記特徴を有する請求項1から8の何れか1項に記載の逆導電半導体デバイス(200):
第一及び第二の領域(10,20)は、互いに周囲を取り囲む自己完結型の形状を有している。 - 下記特徴を有する請求項11に記載の逆導電半導体デバイス(200):
第一及び第二の領域(10,20)は、正方形、矩形または円形の外形形状を有している。 - 下記特徴を有する請求項1から12の何れか1項に記載の逆導電半導体デバイス(200):
前記少なくとも一つの第一のおよび/または第二の領域(10,20)の幅(11,21)は、ウエーハ(100)の上で変化するか、または、
少なくとも一つの第一のおよび/または第二の領域(10,20)の幅(11,21)は、ウエーハ(100)に亘って一定である。 - 下記特徴を有する請求項13に記載の逆導電半導体デバイス(200):
前記第二の領域(10,20)の幅(11,21)は、第二の領域の幅が、前記少なくとも一つの第三の領域の境界の直ぐ近くに配置された第二の領域から、前記アクティブな領域の境界の方へ、少なくとも一つの方向で、減少するように、ウエーハ(100)の上で変化する。 - 下記特徴を有する請求項1から14の何れか1項に記載の逆導電半導体デバイス(200):
前記第一の領域(10,12)の合計面積は、アクティブな領域に対して、10%から30%までの間である。 - 下記特徴を有する請求項1から15の何れか1項に記載の逆導電半導体デバイス(200):
前記デバイスは、ベース・レイヤ(101)より高いドープ濃度を備えた第七のレイヤ(7)を、更に有していて、この第七のレイヤ(7)は、ベース・レイヤ(101)と第一及び第二のレイヤ(1,2)の間に配置されている。 - 下記特徴を有する請求項1から16の何れか1項に記載の逆導電半導体デバイス(200):
前記少なくとも一つの第三の領域(22)の合計面積は、前記アクティブな領域の全体の15%と25%の間であり、特に、約20%である。 - 下記特徴を有する請求項1から17の何れか1項に記載の逆導電半導体デバイス(200):
前記少なくとも一つの第三の領域(22)は、単一の領域から成り、または、
前記少なくとも一つの第三の領域(22)は、複数の領域を有し、それらの領域は、最大でベース・レイヤの厚さ(102)の2倍、特に、最大でベース・レイヤの厚さ(102)1倍、互いから分離されている。 - 下記特徴を有する請求項1から18の何れか1項に記載の逆導電半導体デバイス(200):
第三の領域境界とアクティブな領域境界の間に、ベース・レイヤの厚さ(102)の少なくとも2倍の、最小の距離がある。 - 下記特徴を有する請求項1から19の何れか1項に記載の逆導電半導体デバイス(200):
前記導電性の第五のレイヤ(5)は、トレンチ・ゲート電極またはプラナー・ゲート電極として形成されている。 - 下記特徴を有する請求項1から20の何れか1項に記載の逆導電半導体デバイス(200):
第四のレイヤ(4)より高いドープ濃度を有する、前記第二の導電性タイプの第八のレイヤ(41)が、第四のレイヤ(4)とベース・レイヤ(101)の間に配置されている。
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