JP2014170780A - 逆導通igbt - Google Patents
逆導通igbt Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014170780A JP2014170780A JP2013040561A JP2013040561A JP2014170780A JP 2014170780 A JP2014170780 A JP 2014170780A JP 2013040561 A JP2013040561 A JP 2013040561A JP 2013040561 A JP2013040561 A JP 2013040561A JP 2014170780 A JP2014170780 A JP 2014170780A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- trench gate
- contact
- reverse conducting
- 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.)
- Granted
Links
- 210000000746 body region Anatomy 0.000 claims abstract description 44
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 38
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 37
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 13
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 5
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 1
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
【解決手段】 逆導通IGBT1のボディ領域14は、エミッタ領域15間に位置するコンタクト領域14bと、コンタクト領域14bがトレンチゲート30に接する部分の下方に位置する突出領域16と、を含んでいる。突出領域16のトレンチゲート30に対する深さは、エミッタ領域15がトレンチゲート30に接する部分の下方に位置するボディ領域14の深さよりも深い。
【選択図】図2
Description
(特徴1)本明細書で開示される技術は、IGBT構造が形成されている半導体層内にダイオード構造を一体化させた逆導通IGBTに具現化される。
(特徴2)本明細書で開示される逆導通IGBTは、半導体層の表層部に設けられているトレンチゲートを備えていてもよい。トレンチゲートは、半導体層を平面視したときに、長手方向を有して伸びていてもよい。トレンチゲートのレイアウトは特に限定されない。一例では、トレンチゲートのレイアウトにストライプ状のレイアウトを採用してもよい。
(特徴3)半導体層は、トレンチゲートの底面に接している第1導電型のドリフト領域、ドリフト領域上に設けられているとともにトレンチゲートの側面に接している第2導電型のボディ領域、及びボディ領域上に設けられている第1導電型の複数のエミッタ領域を有していてもよい。複数のエミッタ領域は、トレンチゲートの側面に接しており、トレンチゲートの長手方向に沿って分散して設けられていてもよい。半導体層はさらに、ドリフト領域下の一部に設けられている第2導電型のコレクタ領域、及びドリフト領域下の他の一部に設けられている第1導電型のカソード領域をさらに備えていてもよい。ドリフト領域下に設けられるコレクタ領域とカソード領域のレイアウトは特に限定されない。一例では、半導体層を特定の断面で観測したときに、コレクタ領域とカソード領域が交互に配置されるレイアウトであってもよい。
(特徴4)本明細書で開示される逆導通IGBTでは、ボディ領域が、エミッタ領域間に位置するコンタクト領域、及びコンタクト領域がトレンチゲートに接する部分の下方に位置する突出領域を含んでいてもよい。突出領域のトレンチゲートに対する深さは、エミッタ領域がトレンチゲートに接する部分の下方に位置するボディ領域の深さよりも深い。突出領域の不純物濃度は特に限定されない。突出領域が設けられていることによって、ドリフト領域とトレンチゲートの接する部分が少なくなるので、ゲート干渉時の寄生抵抗動作が起こり難くなる。このため、トレンチゲートにゲート電圧が印加されていても、内蔵されるダイオード構造に十分な順方向電圧が印加されるので、ゲート干渉が抑制される。
(特徴5)ボディ領域の突出領域は、トレンチゲートを覆うように構成されていてもよい。この形態によると、突出領域が設けられている部分においてチャネルが形成されない。このため、トレンチゲートにゲート電圧が印加されていても、内蔵されるダイオード構造に十分な順方向電圧が印加されるので、ゲート干渉が良好に抑制される。
(特徴6)ボディ領域の突出領域は、トレンチゲートの長手方向に沿って分散して設けられていてもよい。この形態によると、トレンチゲートの多くの部分でゲート干渉を抑えることができる。
(特徴7)半導体層を平面視したときに、コレクタ領域が存在する範囲をIGBT範囲とし、カソード領域が存在する範囲をダイオード範囲としたときに、ボディ領域の突出領域は、少なくともダイオード範囲に設けられていてもよい。より好ましくは、ボディ領域の突出領域は、IGBT範囲にも設けられていてもよい。
(1)本実施例の逆導通IGBT1では、突出領域16がトレンチゲート30の底面を被覆するように深く形成されている。この例に代えて、突出領域16がトレンチゲート30の底面を被覆しないように構成されていてもよい。この場合でも、突出領域16は、コンタクト形成範囲A14(図4参照)に選択的に設けられており、エミッタ形成範囲A15(図4参照)のボディ領域14よりも深く形成されていることを特徴としている。このような突出領域16が設けられているコンタクト形成範囲A14では、突出領域16によって、ドリフト領域とトレンチゲートの接する部分が少なくなるので、エミッタ形成範囲A15に比してゲート干渉時の寄生抵抗動作が起こり難い。したがって、このような形態であっても、コンタクト形成範囲A14(図4参照)のダイオード構造では、トレンチゲート30にゲート電圧が印加されていても、順方向電圧が印加され、ゲート干渉が抑えられる。
図5に、突出領域16の効果を検証するためのシミュレーションに用いた逆導通IGBTの単位構造の概略斜視図を示す。なお、上記した実施例と共通する構成要素に関しては共通した符号を付す。突出領域16は、コンタクト領域14bの下方に選択的に形成されており、エミッタ領域15の下方には形成されていない。トレンチゲート30の長手方向に沿って観測したときに、コンタクト領域14bの単位幅W14が3μmであり、エミッタ領域15の単位幅W15が1μmである。また、トレンチゲート30の単位幅W30は0.5μmである。また、コンタクト領域14bの不純物濃度は1×1020cm−3であり、メインボディ領域14aの不純物濃度は1×1017cm−3であり、エミッタ領域15の不純物濃度は1×1020cm−3である。
11:コレクタ領域
12:カソード領域
13:ドリフト領域
14:ボディ領域
14a:メインボディ領域
14b:コンタクト領域
15:エミッタ領域
16:突出領域
30:トレンチゲート
32:トレンチゲート電極
34:ゲート絶縁膜
Claims (6)
- 逆導通IGBTであって、
半導体層と、
前記半導体層の表層部に設けられているトレンチゲートと、を備えており、
前記半導体層は、
前記トレンチゲートの底面に接している第1導電型のドリフト領域と、
前記ドリフト領域上に設けられており、前記トレンチゲートの側面に接している第2導電型のボディ領域と、
前記ボディ領域上に設けられており、前記トレンチゲートの側面に接しており、前記トレンチゲートの長手方向に沿って分散して設けられている第1導電型の複数のエミッタ領域と、を有しており、
前記ボディ領域は、
前記エミッタ領域間に位置するコンタクト領域と、
前記コンタクト領域が前記トレンチゲートに接する部分の下方に位置する突出領域と、を含んでおり、
前記突出領域の前記トレンチゲートに対する深さは、前記エミッタ領域が前記トレンチゲートに接する部分の下方に位置する前記ボディ領域の深さよりも深い逆導通IGBT。 - 前記突出領域は、前記トレンチゲートの底面を覆う請求項1に記載の逆導通IGBT。
- 前記突出領域は、前記トレンチゲートの長手方向に沿って分散して設けられている請求項1又は2に記載の逆導通IGBT。
- 前記半導体層は、
前記ドリフト領域下の一部に設けられている第2導電型のコレクタ領域と、
前記ドリフト領域下の他の一部に設けられている第1導電型のカソード領域と、をさらに有する請求項1〜3のいずれか一項に記載の逆導通IGBT。 - 前記半導体層を平面視したときに、前記コレクタ領域が存在する範囲をIGBT範囲とし、前記カソード領域が存在する範囲をダイオード範囲としたときに、前記突出領域は、少なくとも前記ダイオード範囲に設けられている請求項4に記載の逆導通IGBT。
- 前記突出領域は、前記IGBT範囲にも設けられている請求項5に記載の逆導通IGBT。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013040561A JP6283468B2 (ja) | 2013-03-01 | 2013-03-01 | 逆導通igbt |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013040561A JP6283468B2 (ja) | 2013-03-01 | 2013-03-01 | 逆導通igbt |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014170780A true JP2014170780A (ja) | 2014-09-18 |
JP6283468B2 JP6283468B2 (ja) | 2018-02-21 |
Family
ID=51692978
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013040561A Active JP6283468B2 (ja) | 2013-03-01 | 2013-03-01 | 逆導通igbt |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6283468B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018101669A (ja) * | 2016-12-19 | 2018-06-28 | トヨタ自動車株式会社 | スイッチング素子の製造方法 |
JP2018157040A (ja) * | 2017-03-16 | 2018-10-04 | ローム株式会社 | 半導体装置 |
CN109755294A (zh) * | 2017-11-06 | 2019-05-14 | 丰田自动车株式会社 | 开关元件及其制造方法 |
CN110036461A (zh) * | 2016-12-08 | 2019-07-19 | 克里公司 | 具有带有注入侧壁的栅极沟槽的功率半导体器件及相关方法 |
DE102019106480A1 (de) | 2018-03-15 | 2019-09-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Halbleitervorrichtung |
JP2021150528A (ja) * | 2020-03-19 | 2021-09-27 | 株式会社東芝 | 半導体装置およびその制御方法 |
WO2023106152A1 (ja) * | 2021-12-08 | 2023-06-15 | ローム株式会社 | 半導体装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007523487A (ja) * | 2004-02-21 | 2007-08-16 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | トレンチゲート半導体装置とその製造 |
JP2008109028A (ja) * | 2006-10-27 | 2008-05-08 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2009065105A (ja) * | 2007-09-10 | 2009-03-26 | Toyota Motor Corp | 給電装置とその駆動方法 |
JP2010192597A (ja) * | 2009-02-17 | 2010-09-02 | Toyota Motor Corp | 半導体装置、スイッチング装置、及び、半導体装置の制御方法。 |
JP2010283205A (ja) * | 2009-06-05 | 2010-12-16 | Toyota Motor Corp | 半導体装置 |
-
2013
- 2013-03-01 JP JP2013040561A patent/JP6283468B2/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007523487A (ja) * | 2004-02-21 | 2007-08-16 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | トレンチゲート半導体装置とその製造 |
JP2008109028A (ja) * | 2006-10-27 | 2008-05-08 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2009065105A (ja) * | 2007-09-10 | 2009-03-26 | Toyota Motor Corp | 給電装置とその駆動方法 |
JP2010192597A (ja) * | 2009-02-17 | 2010-09-02 | Toyota Motor Corp | 半導体装置、スイッチング装置、及び、半導体装置の制御方法。 |
JP2010283205A (ja) * | 2009-06-05 | 2010-12-16 | Toyota Motor Corp | 半導体装置 |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110036461A (zh) * | 2016-12-08 | 2019-07-19 | 克里公司 | 具有带有注入侧壁的栅极沟槽的功率半导体器件及相关方法 |
JP2018101669A (ja) * | 2016-12-19 | 2018-06-28 | トヨタ自動車株式会社 | スイッチング素子の製造方法 |
JP2018157040A (ja) * | 2017-03-16 | 2018-10-04 | ローム株式会社 | 半導体装置 |
CN109755294A (zh) * | 2017-11-06 | 2019-05-14 | 丰田自动车株式会社 | 开关元件及其制造方法 |
JP2019087611A (ja) * | 2017-11-06 | 2019-06-06 | トヨタ自動車株式会社 | スイッチング素子とその製造方法 |
DE102019106480A1 (de) | 2018-03-15 | 2019-09-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Halbleitervorrichtung |
JP2021150528A (ja) * | 2020-03-19 | 2021-09-27 | 株式会社東芝 | 半導体装置およびその制御方法 |
CN113497033A (zh) * | 2020-03-19 | 2021-10-12 | 株式会社东芝 | 半导体装置及其控制方法 |
JP7339908B2 (ja) | 2020-03-19 | 2023-09-06 | 株式会社東芝 | 半導体装置およびその制御方法 |
WO2023106152A1 (ja) * | 2021-12-08 | 2023-06-15 | ローム株式会社 | 半導体装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6283468B2 (ja) | 2018-02-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6283468B2 (ja) | 逆導通igbt | |
JP6063915B2 (ja) | 逆導通igbt | |
JP6053050B2 (ja) | 逆導通igbt | |
JP5924420B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP4265684B1 (ja) | 半導体装置 | |
JP5852555B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP2015138789A (ja) | 半導体装置 | |
US20180269202A1 (en) | Semiconductor device | |
JP6606007B2 (ja) | スイッチング素子 | |
JP2013080796A (ja) | 半導体装置 | |
JP6088401B2 (ja) | 逆導通igbt | |
JP6102354B2 (ja) | 逆導通igbt | |
WO2014125584A1 (ja) | 半導体装置 | |
JP2014103352A (ja) | 半導体装置 | |
JP2016096307A (ja) | 半導体装置 | |
JP7085975B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP2016149429A (ja) | 逆導通igbt | |
JP6241640B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP7158317B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP6519641B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP2019160877A (ja) | 半導体装置 | |
JP2016149430A (ja) | 逆導通igbtを備える電子装置 | |
JP7352151B2 (ja) | スイッチング素子 | |
JP7326991B2 (ja) | スイッチング素子 | |
JP2013069801A (ja) | 半導体装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150715 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160830 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160831 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160928 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20170207 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170412 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20170420 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20170609 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170928 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171027 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180129 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6283468 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
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 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |