JP2014229794A - Igbt - Google Patents

Igbt Download PDF

Info

Publication number
JP2014229794A
JP2014229794A JP2013109274A JP2013109274A JP2014229794A JP 2014229794 A JP2014229794 A JP 2014229794A JP 2013109274 A JP2013109274 A JP 2013109274A JP 2013109274 A JP2013109274 A JP 2013109274A JP 2014229794 A JP2014229794 A JP 2014229794A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductivity type
layer
collector
semiconductor substrate
collector electrode
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.)
Pending
Application number
JP2013109274A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
貴也 霜野
Takaya Shimono
貴也 霜野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2013109274A priority Critical patent/JP2014229794A/en
Publication of JP2014229794A publication Critical patent/JP2014229794A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce power loss at the turn-off time by preventing short circuit of a collector electrode and a drift layer, preventing the ON-voltage of an IGBT from increasing, and preventing excessive injection of holes into the periphery of the IGBT.SOLUTION: Formation range of a collector electrode is restricted to a range including the central part, where an IGBT is formed, and extending to the outside thereof but not reaching the outside of the periphery, and the formation range of a collector layer is made wider than that of the collector electrode. The ON-voltage is low because the formation range of a collector electrode includes the central part where an IGBT is formed, the collector electrode and drift layer are never short-circuited because the formation range of a collector layer is wider than that of the collector electrode, and the holes are never injected excessively into the periphery because the formation range of a collector electrode does not reach the outside of the periphery.

Description

本明細書では、ドリフト層に少数キャリアが過度に注入されることを抑制するとともにドリフト層とコレクタ電極間に適正電位差を確保することができるIGBT(insulated gate bipolar transistor)を開示する。   In the present specification, an insulated gate bipolar transistor (IGBT) that can suppress an excessive injection of minority carriers into the drift layer and can secure an appropriate potential difference between the drift layer and the collector electrode is disclosed.

IGBTは、通常、n型ドリフト層とp型コレクタ層とコレクタ電極を備えており、コレクタ電極とp型コレクタ層からn型ドリフト層に正孔を注入し、n型ドリフト層で電導度変調現象を発生させる。本明細書では、電導度変調現象が生じる領域を第1導電型ドリフト層という。第1導電型ベース層または第1導電型バルク層と称されることもある。   An IGBT normally includes an n-type drift layer, a p-type collector layer, and a collector electrode, and holes are injected from the collector electrode and the p-type collector layer into the n-type drift layer, and the conductivity modulation phenomenon occurs in the n-type drift layer. Is generated. In this specification, a region where the conductivity modulation phenomenon occurs is referred to as a first conductivity type drift layer. It may be called a 1st conductivity type base layer or a 1st conductivity type bulk layer.

IGBTでは、第1導電型ドリフト層に適正量の第2導電型キャリアを注入することが重要であり、第2導電型キャリアが過度に注入されないように抑制する必要が生じる場合がある。第2導電型キャリアが過度に注入されると、例えばターンオフ時の電力損失が増大するといった問題が生じる。   In the IGBT, it is important to inject an appropriate amount of the second conductivity type carrier into the first conductivity type drift layer, and it may be necessary to suppress the second conductivity type carrier from being excessively injected. When the second conductivity type carrier is excessively injected, there arises a problem that, for example, power loss at turn-off increases.

そこで特許文献1の技術が提案されている。特許文献1の技術では、n型ドリフト層の裏面(p型コレクタ層とコレクタ電極を形成する側の面)の一部に、p型コレクタ層とコレクタ電極を形成する。通常のIGBTは、n型ドリフト層の裏面の全域に亘って、p型コレクタ層とコレクタ電極を形成する。それに対して特許文献1に記載のように、p型コレクタ層とコレクタ電極の形成範囲を制約すると、n型ドリフト層への正孔の注入量が抑制される。   Therefore, the technique of Patent Document 1 has been proposed. In the technique of Patent Document 1, the p-type collector layer and the collector electrode are formed on a part of the back surface of the n-type drift layer (the surface on the side where the p-type collector layer and the collector electrode are formed). In a normal IGBT, a p-type collector layer and a collector electrode are formed over the entire back surface of the n-type drift layer. On the other hand, as described in Patent Document 1, when the formation range of the p-type collector layer and the collector electrode is restricted, the amount of holes injected into the n-type drift layer is suppressed.

特開2009−099713号公報JP 2009-099713 A

特許文献1の技術では、n型ドリフト層の裏面の一部にp型コレクタ層とコレクタ電極を積層する。p型コレクタ層とコレクタ電極は同一サイズであり、同一範囲に形成する。この構造の場合、コレクタ電極の端部とn型ドリフト層の間にp型コレクタ層を介在させておくことができず、コレクタ電極の端部とn型ドリフト層の間がショートしやすい。コレクタ電極とn型ドリフト層の間がショートして両者間の電位差が小さくなると、p型コレクタ層からn型ドリフト層に正孔が注入されなくなり、電導度変調現象が生じなくなってしまう。IGBT本来の動作をしなくなってしまう。   In the technique of Patent Document 1, a p-type collector layer and a collector electrode are stacked on a part of the back surface of the n-type drift layer. The p-type collector layer and the collector electrode have the same size and are formed in the same range. In this structure, the p-type collector layer cannot be interposed between the end portion of the collector electrode and the n-type drift layer, and the end portion of the collector electrode and the n-type drift layer are easily short-circuited. When the collector electrode and the n-type drift layer are short-circuited and the potential difference between the two becomes small, holes are not injected from the p-type collector layer into the n-type drift layer, and the conductivity modulation phenomenon does not occur. The original operation of the IGBT will not be performed.

本明細書では、コレクタ電極の形成範囲を制約することで第1導電型ドリフト層への第2導電型キャリアの注入量を制約し、しかも、コレクタ電極と第1導電型ドリフト層の間がショートすることを防止することによって両者間に適正電位差が維持されるようにし、それによって第2導電型コレクタ層から第1導電型ドリフト層に第2導電型キャリアが注入されて電導度変調現象が生じるIGBTを提案する。   In the present specification, the amount of the second conductivity type carriers injected into the first conductivity type drift layer is restricted by restricting the formation range of the collector electrode, and the collector electrode and the first conductivity type drift layer are short-circuited. Therefore, the proper potential difference is maintained between the two conductivity type carriers, whereby the second conductivity type carriers are injected from the second conductivity type collector layer into the first conductivity type drift layer, and the conductivity modulation phenomenon occurs. An IGBT is proposed.

本明細書ではIGBTを構成する各部分を、エミッタ電極、第1導電型エミッタ領域、第2導電型ボディ領域、第1導電型ドリフト層、第2導電型コレクタ層、コレクタ電極、ゲート電極という。ボディ領域はベース領域と称されることがあり、ドリフト層はベース層またはバルク層と称されることもある。本明細書でいう「層」は、半導体基板に沿って延びているものをいう。IGBTによっては、第1導電型エミッタ領域と第2導電型ボディ領域が層状に延びておらず、局所的範囲に形成されていることがあることから、領域という。IGBTによっては、第2導電型ボディ領域が、エミッタ電極とオーミック接触する不純物高濃度領域と、ゲート電極に対向する位置に形成されている不純物低濃度領域を備えていることがある。
IGBTでは、エミッタ電極に第1導電型エミッタ領域が接しており、コレクタ電極に第2導電型コレクタ層が接している。第1導電型エミッタ領域と第2導電型コレクタ層の間は、少なくとも第2導電型ボディ領域と第1導電型ドリフト層で分離されており、第2導電型ボディ領域が第1エミッタ領域側に配置され、第1導電型ドリフト層が第2導電型コレクタ層側に配置されている。ゲート電極が、第1導電型エミッタ領域と第1導電型ドリフト層を分離している範囲の第2導電型ボディ領域に絶縁膜を介して対向している。
本明細書で開示するIGBTでは、コレクタ電極の形成範囲が第1導電型ドリフト層の形成範囲の一部に制限されており、第2導電型コレクタ層の形成範囲がコレクタ電極の形成範囲を包含してその外側に延びている。
In this specification, each part constituting the IGBT is referred to as an emitter electrode, a first conductivity type emitter region, a second conductivity type body region, a first conductivity type drift layer, a second conductivity type collector layer, a collector electrode, and a gate electrode. The body region may be referred to as a base region, and the drift layer may be referred to as a base layer or a bulk layer. The “layer” in this specification refers to a layer extending along the semiconductor substrate. Depending on the IGBT, the first conductivity type emitter region and the second conductivity type body region do not extend in layers, and may be formed in a local range, and hence are referred to as regions. Depending on the IGBT, the second conductivity type body region may include a high impurity concentration region in ohmic contact with the emitter electrode and a low impurity concentration region formed at a position facing the gate electrode.
In the IGBT, the first conductivity type emitter region is in contact with the emitter electrode, and the second conductivity type collector layer is in contact with the collector electrode. The first conductivity type emitter region and the second conductivity type collector layer are separated by at least the second conductivity type body region and the first conductivity type drift layer, and the second conductivity type body region is located on the first emitter region side. The first conductivity type drift layer is disposed on the second conductivity type collector layer side. The gate electrode is opposed to the second conductivity type body region in a range separating the first conductivity type emitter region and the first conductivity type drift layer via an insulating film.
In the IGBT disclosed in this specification, the formation range of the collector electrode is limited to a part of the formation range of the first conductivity type drift layer, and the formation range of the second conductivity type collector layer includes the formation range of the collector electrode. And it extends to the outside.

上記のIGBTでは、コレクタ電極の形成範囲が第1導電型ドリフト層の形成範囲の一部に制限されており、第1導電型ドリフト層に対する第2導電型キャリアの注入量が抑制され、過剰に注入されることを抑制できる。同時に、第2導電型コレクタ層の形成範囲がコレクタ電極の形成範囲を包含してその外側に延びていることから、コレクタ電極の端部でもコレクタ電極と第1導電型ドリフト層の間に第2導電型コレクタ層が介在する。コレクタ電極と第1導電型ドリフト層の間に、コレクタ電極から第1導電型ドリフト層に向けて第2導電型キャリアが移動する電位差が確保され、第1導電型ドリフト層で電導度変調現象が生じる。電力損失が少ないIGBTが得られる。   In the above-described IGBT, the collector electrode formation range is limited to a part of the first conductivity type drift layer formation range, the amount of second conductivity type carriers injected into the first conductivity type drift layer is suppressed, and excessively Injection can be suppressed. At the same time, since the formation range of the second conductivity type collector layer includes the collector electrode formation range and extends to the outside thereof, the second conductivity type collector layer also extends between the collector electrode and the first conductivity type drift layer at the end of the collector electrode. A conductive collector layer is interposed. A potential difference in which the second conductivity type carriers move from the collector electrode to the first conductivity type drift layer is secured between the collector electrode and the first conductivity type drift layer, and the conductivity modulation phenomenon occurs in the first conductivity type drift layer. Arise. An IGBT with low power loss can be obtained.

IGBTの特性を改善するために、IGBTの基本構造に改良を加えることがある。例えば、第2導電型キャリアがエミッタ電極に抜けることを抑制するために、第2導電型ボディ領域の中間深さ、または第2導電型ボディ領域と第1導電型ドリフト層の間に、第1導電型の層を設けることがある。あるいは、空乏層が第2導電型コレクタ層に達することを防止するために、第1導電型ドリフト層と第2導電型コレクタ層の間に第1導電型バッファ層を挿入することがある。第1導電型バッファ層は、第1導電型ドリフト層より第1導電型不純物を高濃度に含んでいる。
請求項に記載されているIGBTは、上記の改良が加えられたものをも含んでいる。
In order to improve the characteristics of the IGBT, the basic structure of the IGBT may be improved. For example, in order to suppress the escape of the second conductivity type carrier to the emitter electrode, the first depth between the second conductivity type body region or the second conductivity type body region and the first conductivity type drift layer is suppressed. A conductive layer may be provided. Alternatively, in order to prevent the depletion layer from reaching the second conductivity type collector layer, a first conductivity type buffer layer may be inserted between the first conductivity type drift layer and the second conductivity type collector layer. The first conductivity type buffer layer contains the first conductivity type impurity at a higher concentration than the first conductivity type drift layer.
The IGBT described in the claims also includes the above-described improvements.

実際の半導体装置では、半導体基板の中央部にIGBTを形成し、半導体基板の周辺部に電界緩和構造を形成する。その場合、コレクタ電極が、中央部を包含してその外側に延びていることが好ましい。すなわち、IGBTが形成されている中央部では全域に亘ってコレクタ電極が形成される一方において、周辺部の少なくとも一部ではコレクタ電極が形成されていないことが好ましい。   In an actual semiconductor device, an IGBT is formed in the central portion of the semiconductor substrate and an electric field relaxation structure is formed in the peripheral portion of the semiconductor substrate. In that case, it is preferable that the collector electrode includes the central portion and extends to the outside thereof. That is, it is preferable that the collector electrode is formed over the entire area in the central portion where the IGBT is formed, while the collector electrode is not formed in at least a part of the peripheral portion.

上記構造によると、IGBTが形成されている中央部では全域に亘ってコレクタ電極が形成されているために、IGBTの形成範囲では活発な電導度変調現象が生じ、オン電圧が低下する。その一方において、周辺部の少なくとも一部ではコレクタ電極が形成されていないために、周辺部のドリフト層に過剰な少数キャリアが注入されることがなく、ターンオフ時の電力損失が低下する。上記のIGBTによると、コレクタ電極とドリフト層がショートすることがなく、オン電圧が低く、ターンオフ時の電力損失を低く抑えることができる。   According to the above structure, since the collector electrode is formed over the entire area in the central portion where the IGBT is formed, an active conductivity modulation phenomenon occurs in the formation range of the IGBT, and the on-voltage decreases. On the other hand, since no collector electrode is formed in at least a part of the peripheral portion, excessive minority carriers are not injected into the drift layer in the peripheral portion, and power loss at turn-off is reduced. According to the above-described IGBT, the collector electrode and the drift layer are not short-circuited, the on-voltage is low, and the power loss during turn-off can be kept low.

中央部では全域に亘ってコレクタ電極が形成される一方において、周辺部では少なくとも一部においてコレクタ電極が形成されないという場合、半導体基板を断面視したときに、コレクタ電極の外周端が、最外周のゲート電極と第1導電型ドリフト層が接する位置から45°の傾斜角で半導体基板の側面に向かう仮想線より中央部側に留まっていることが好ましい。
IGBTが形成されている中央部と電界緩和構造が形成されている周辺部の間にあって半導体基板の表面に臨む位置に、第2導電型不純物の高濃度領域が形成されていることがある。この場合には、半導体基板を断面視したときに、コレクタ電極の外周端が、第2導電型不純物の高濃度領域の下方に位置していることが好ましい。
When the collector electrode is formed over the entire area in the central portion, but the collector electrode is not formed in at least a part in the peripheral portion, when the semiconductor substrate is viewed in cross section, the outer peripheral edge of the collector electrode is It is preferable that the gate electrode and the first conductivity type drift layer remain at a central portion side with respect to a virtual line toward the side surface of the semiconductor substrate at an inclination angle of 45 ° from a position where the gate electrode and the first conductivity type drift layer are in contact.
A high-concentration region of the second conductivity type impurity may be formed at a position between the central portion where the IGBT is formed and the peripheral portion where the electric field relaxation structure is formed and facing the surface of the semiconductor substrate. In this case, it is preferable that the outer peripheral end of the collector electrode is located below the high concentration region of the second conductivity type impurity when the semiconductor substrate is viewed in cross section.

上記の場合、IGBTの形成範囲では、第2導電型コレクタ層から第1導電型ドリフト層に第2導電型キャリアを注入して活発な電導度変調現象を得ることができ、周辺部では第1導電型ドリフト層に過剰な第2導電型キャリアが注入されることを抑制してターンオフ時の電力損失を低減することができる。   In the above case, in the IGBT formation range, the second conductivity type carrier can be injected from the second conductivity type collector layer into the first conductivity type drift layer to obtain an active conductivity modulation phenomenon. It is possible to suppress excessive second conductivity type carriers from being injected into the conductivity type drift layer and to reduce power loss during turn-off.

コレクタ電極の形成範囲が制約されている場合、第2導電型コレクタ層の形成範囲をも制約してもよいし、第2導電型コレクタ層については制約しなくてもよい。すなわち、第2導電型コレクタ層が半導体基板の全域に亘って延びていてもよい。この場合、第2導電型コレクタ層の形成範囲を制約する工程が不必要となり、製造工程が簡単化される。   When the formation range of the collector electrode is restricted, the formation range of the second conductivity type collector layer may also be restricted, or the second conductivity type collector layer may not be restricted. That is, the second conductivity type collector layer may extend over the entire area of the semiconductor substrate. In this case, a process for restricting the formation range of the second conductivity type collector layer is unnecessary, and the manufacturing process is simplified.

コレクタ電極がIGBTの形成範囲を包含してその外側に延びており、第2導電型コレクタ層がコレクタ電極の形成範囲を包含してその外側に延びているという場合、その条件を満たしながら、第2導電型コレクタ層の形成範囲を制約することも有意味である。半導体基板を断面視したときに、第2導電型コレクタ層の外周端が、最外周のゲート電極と第1導電型ドリフト層が接する位置から45°の傾斜角で半導体基板の側面に向かう仮想線より中央部側に留まっていると、IGBTの形成範囲では活発な電導度変調現象を得ることができ、周辺部では第2導電型キャリアが過剰に注入されることを抑制することができる。
IGBTが形成されている中央部と電界緩和構造が形成されている周辺部の間にあって半導体基板の表面に臨む位置に、第2導電型不純物の高濃度領域が形成されていることがある。この場合には、半導体基板を断面視したときに、第2導電型コレクタ層の外周端が第2導電型不純物の高濃度領域の下方に位置していると、IGBTの形成範囲では活発な電導度変調現象を得ることができ、周辺部では第2導電型キャリアが過剰に注入されることを抑制することができる。
When the collector electrode extends to the outside including the formation range of the IGBT and the second conductivity type collector layer extends to the outside including the formation range of the collector electrode, It is also meaningful to limit the formation range of the two-conductivity type collector layer. When the semiconductor substrate is viewed in cross section, the outer peripheral end of the second conductivity type collector layer is an imaginary line heading toward the side surface of the semiconductor substrate at an inclination angle of 45 ° from the position where the outermost gate electrode and the first conductivity type drift layer are in contact If it stays at the center portion side, an active conductivity modulation phenomenon can be obtained in the IGBT formation range, and excessive injection of the second conductivity type carrier can be suppressed in the peripheral portion.
A high-concentration region of the second conductivity type impurity may be formed at a position between the central portion where the IGBT is formed and the peripheral portion where the electric field relaxation structure is formed and facing the surface of the semiconductor substrate. In this case, when the semiconductor substrate is viewed in cross section, if the outer peripheral edge of the second conductivity type collector layer is located below the high concentration region of the second conductivity type impurity, active conduction is achieved in the IGBT formation range. The degree modulation phenomenon can be obtained, and excessive injection of the second conductivity type carrier can be suppressed in the peripheral portion.

本明細書で開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」と「実施例」で説明する。   Details and further improvements of the technology disclosed in this specification will be described in the following “Description of Embodiments” and “Examples”.

第1実施例の半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device of 1st Example. 第2実施例の半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device of 2nd Example. 第3実施例の半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device of 3rd Example.

以下に説明する実施例の特徴等を列記しておく。請求項の記載は、これらの特徴を備えているものを含む。
(特徴1)第1導電型=n型であり、第2導電型=p型であり、第2導電型キャリア=正孔である。
(特徴2)第2導電型ボディ領域は、エミッタ電極にオーミック接触する不純物高濃度領域と、ゲート電圧によって反転層が形成される不純物低濃度領域を備えている。
(特徴3)第2導電型ボディ領域は、半導体基板の表面に沿って層状に延びている。
(特徴4)第2導電型ボディ領域の下側または中間深さに、第1導電型の層が挿入されている。第1導電型の層は、第1導電型ドリフト層に注入された第2導電型キャリアがエミッタ電極に抜けることに対する障壁となる。
(特徴5)第1導電型ドリフト層と第2導電型コレクタ層の間に、第1導電型バッファ層が挿入されている。第1導電型バッファ層は、第1導電型ドリフト層より第1導電型不純物を高濃度に含んでいる。第1導電型バッファ層は、空乏層が第2導電型コレクタ層に達するのを防止し、耐圧性能を高める。
(特徴6)第2導電型コレクタ層は、コレクタ電極の形成範囲から、第2導電型コレクタ層の厚みを超えて延びている。
(特徴7)第2導電型コレクタ層とコレクタ電極の双方が、中央部を超えて周辺部にまで延びている。
The features and the like of the embodiments described below are listed. The claims include those that have these characteristics.
(Feature 1) First conductivity type = n type, second conductivity type = p type, and second conductivity type carrier = hole.
(Feature 2) The second conductivity type body region includes a high impurity concentration region that is in ohmic contact with the emitter electrode, and a low impurity concentration region in which an inversion layer is formed by a gate voltage.
(Feature 3) The second conductivity type body region extends in layers along the surface of the semiconductor substrate.
(Feature 4) A first conductivity type layer is inserted below or in the middle depth of the second conductivity type body region. The first conductivity type layer serves as a barrier against escape of the second conductivity type carriers injected into the first conductivity type drift layer to the emitter electrode.
(Feature 5) A first conductivity type buffer layer is inserted between the first conductivity type drift layer and the second conductivity type collector layer. The first conductivity type buffer layer contains the first conductivity type impurity at a higher concentration than the first conductivity type drift layer. The first conductivity type buffer layer prevents the depletion layer from reaching the second conductivity type collector layer and improves the withstand voltage performance.
(Feature 6) The second conductivity type collector layer extends from the collector electrode formation range beyond the thickness of the second conductivity type collector layer.
(Feature 7) Both the second conductivity type collector layer and the collector electrode extend beyond the central portion to the peripheral portion.

(第1実施例)
図1は、第1実施例の半導体装置36の周辺部近傍の断面図を示している。半導体基板26の中央部AにはIGBTとして動作する半導体構造が形成されており、周辺部Bには電界を緩和する構造が形成されており、周辺部Bの外側にダイシングエリアCが用意されている。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a cross-sectional view of the vicinity of the periphery of the semiconductor device 36 of the first embodiment. A semiconductor structure that operates as an IGBT is formed in the central portion A of the semiconductor substrate 26, a structure that relaxes the electric field is formed in the peripheral portion B, and a dicing area C is prepared outside the peripheral portion B. Yes.

中央部Aでは、半導体基板26の表面に、Al電極4と表面電極2が形成されており、両者でエミッタ電極6を形成している。半導体基板の表面に臨む位置に、n型エミッタ領域10が形成されている。n型エミッタ領域10には、エミッタ電極6とオーミック接触する濃度のn型不純物がドープされている。n型エミッタ領域10と取り囲むとともに半導体基板26の表面に臨む範囲にp型ボディ領域16が形成されている。p型ボディ領域16は、エミッタ電極6とオーミック接触する濃度のp型不純物がドープされている不純物高濃度領域12と、p型不純物の低濃度領域14で形成されている。p型ボディ領域16は、半導体基板26の表面に沿って層状に延びている。p型ボディ領域16の下側に、n型ドリフト層22が形成されている。n型ドリフト層22は、p型ボディ領域16の界面のうち、n型エミッタ領域10に接しない側の面(すなわち下面)に接している。n型ドリフト層22の下側に、p型コレクタ層24が形成されている。p型コレクタ層24は、n型ドリフト層22の界面のうち、p型ボディ領域16に接しない側の面(すなわち下面)に接している。p型コレクタ層24は、n型ドリフト層22の下面の一部の範囲に形成されている。p型コレクタ層24の下側に、コレクタ電極28形成されている。コレクタ電極28は、p型コレクタ層24界面のうち、n型ドリフト層22に接しない側の面(すなわち下面)に接している。コレクタ電極28は、p型コレクタ層24の下面の一部の範囲に形成されている。すなわち、p型コレクタ層24の形成範囲は、コレクタ電極28の形成範囲を包含し、さらに、距離aだけ外側に延びている。距離aは、p型コレクタ層24の厚みよりも大きい。コレクタ電極28とn型ドリフト層22の間には、コレクタ電極28の外周端28aにおいてもp型コレクタ層24が介在しており、コレクタ電極28とn型ドリフト層22がp型コレクタ層24を介さないで導通することを禁止している。   In the central portion A, the Al electrode 4 and the surface electrode 2 are formed on the surface of the semiconductor substrate 26, and the emitter electrode 6 is formed by both. An n-type emitter region 10 is formed at a position facing the surface of the semiconductor substrate. The n-type emitter region 10 is doped with an n-type impurity having a concentration that makes ohmic contact with the emitter electrode 6. A p-type body region 16 is formed in a range surrounding the n-type emitter region 10 and facing the surface of the semiconductor substrate 26. The p-type body region 16 is formed of a high impurity concentration region 12 doped with a p-type impurity having a concentration in ohmic contact with the emitter electrode 6 and a low concentration region 14 of the p-type impurity. The p-type body region 16 extends in layers along the surface of the semiconductor substrate 26. An n-type drift layer 22 is formed below the p-type body region 16. The n-type drift layer 22 is in contact with the surface (that is, the lower surface) of the interface of the p-type body region 16 that is not in contact with the n-type emitter region 10. A p-type collector layer 24 is formed below the n-type drift layer 22. The p-type collector layer 24 is in contact with the surface (that is, the lower surface) of the interface of the n-type drift layer 22 that does not contact the p-type body region 16. The p-type collector layer 24 is formed in a part of the lower surface of the n-type drift layer 22. A collector electrode 28 is formed below the p-type collector layer 24. The collector electrode 28 is in contact with the surface (that is, the lower surface) of the p-type collector layer 24 interface that does not contact the n-type drift layer 22. The collector electrode 28 is formed in a part of the lower surface of the p-type collector layer 24. That is, the formation range of the p-type collector layer 24 includes the formation range of the collector electrode 28 and further extends outward by the distance a. The distance a is larger than the thickness of the p-type collector layer 24. A p-type collector layer 24 is interposed between the collector electrode 28 and the n-type drift layer 22 also at the outer peripheral end 28 a of the collector electrode 28, and the collector electrode 28 and the n-type drift layer 22 connect the p-type collector layer 24. It is prohibited to conduct without going through.

p型ボディ領域16を構成しているp型不純物の低濃度領域14は、n型エミッタ領域10とn型ドリフト層22を分離している。半導体基板26の表面からn型ドリフト層22に達するトレンチが形成されている。トレンチは、n型エミッタ領域10とp型ボディ領域16を貫通してn型ドリフト層22に達している。トレンチの壁面にはゲート絶縁膜20が形成されており、その内側にゲート電極18が充填されている。ゲート電極18の上面は層間絶縁膜8で覆われている。ゲート電極18とエミッタ電極6は層間絶縁膜8で絶縁されている。ゲート電極18は、n型エミッタ領域10とn型ドリフト層22を分離している範囲のpボディ領域14に絶縁膜20を介して対向している。
IGBTは、エミッタ電極6を接地し、コレクタ電極28に正電圧を加えた状態で使用する。ゲート電極18に正電圧を印加しないと、n型エミッタ領域10とn型ドリフト層22の間がpボディ領域14によって絶縁され、エミッタ電極6とコレクタ電極28の間が絶縁される。ゲート電極18に正の電圧を印加すると、絶縁膜20を介してゲート電極18に対向している範囲のp型不純物の低濃度領域14がn型に反転し、n型エミッタ領域10からn型ドリフト層22に電子が注入され、その結果、コレクタ電極28からコレクタ層24を介してドリフト層22に正孔が注入される。ドリフト層22で電導度変調現象が得られ、オン電圧が低下する。
The p-type impurity low concentration region 14 constituting the p-type body region 16 separates the n-type emitter region 10 and the n-type drift layer 22. A trench reaching the n-type drift layer 22 from the surface of the semiconductor substrate 26 is formed. The trench penetrates the n-type emitter region 10 and the p-type body region 16 and reaches the n-type drift layer 22. A gate insulating film 20 is formed on the wall surface of the trench, and a gate electrode 18 is filled inside the gate insulating film 20. The upper surface of the gate electrode 18 is covered with an interlayer insulating film 8. The gate electrode 18 and the emitter electrode 6 are insulated by the interlayer insulating film 8. The gate electrode 18 faces the p body region 14 in a range separating the n-type emitter region 10 and the n-type drift layer 22 with an insulating film 20 interposed therebetween.
The IGBT is used in a state where the emitter electrode 6 is grounded and a positive voltage is applied to the collector electrode 28. If no positive voltage is applied to the gate electrode 18, the n-type emitter region 10 and the n-type drift layer 22 are insulated by the p body region 14, and the emitter electrode 6 and the collector electrode 28 are insulated. When a positive voltage is applied to the gate electrode 18, the low concentration region 14 of the p-type impurity in a range facing the gate electrode 18 through the insulating film 20 is inverted to the n-type, and the n-type emitter region 10 is changed to the n-type. Electrons are injected into the drift layer 22, and as a result, holes are injected into the drift layer 22 from the collector electrode 28 through the collector layer 24. A conductivity modulation phenomenon is obtained in the drift layer 22 and the on-voltage is lowered.

第1実施例では、最外周のゲート電極18aに沿って形成される反転層の位置Dを基準とし、(1)それより中心側では一様にコレクタ電極28が形成され、(2)それより周辺側ではコレクタ電極28が形成されていない。また前記したように、(3)p型コレクタ層24の形成範囲はコレクタ電極28の形成範囲よりも距離aだけ外側に延びている。
前記(1)によって、IGBTの形成範囲では、コレクタ電極28からコレクタ層24を介してドリフト層22に正孔が注入される。IGBTの形成範囲では、ドリフト層22に十分な量の正孔が注入され、電導度変調が活発化し、オン電圧が低下する。前記(2)によって、IGBTが形成されていない範囲のドリフト層22に注入される正孔の量が低減され、ターンオフ時の電力損失が低減される。前記(3)によって、コレクタ電極28とドリフト層22がコレクタ層24を介さないで導通することがなく、コレクタ電極28とドリフト層22間に適切な電位差を確保し、コレクタ電極28からコレクタ層24を介してドリフト層22に正孔が注入される現象を確実に得ることができる。
第1実施例では、最外周のゲート電極18aに沿って形成される反転層の形成位置Dを基準にし、それよりも中心側ではコレクタ電極28を形成し、それよりも周辺側ではコレクタ電極28を形成しない。それに対して、コレクタ層24は、コレクタ電極28の形成範囲よりコレクタ層24の厚み以上に亘って外側に延びていればよく、半導体基板26の側面26aにまで達していてもよい。
図示はしないが、p型の低濃度ボディ領域14の下側または中間深さに、n型の層を挿入してもよい。そのn型の層は、n型ドリフト層に注入された正孔がエミッタ電極6に抜けることに対する障壁となり、電導度変調現象を活発化する。また、n型ドリフト層22とp型コレクタ層24の間に、n型ドリフト層22よりn型不純物を高濃度に含んでいるn型バッファ層を挿入してもよい。n型バッファ層を挿入すると、p型ボディ領域16から伸びる空乏層がp型コレクタ層24に達するのを防止し、耐圧性能を高めることができる。
In the first embodiment, the position D of the inversion layer formed along the outermost peripheral gate electrode 18a is used as a reference, and (1) the collector electrode 28 is uniformly formed on the center side, and (2) The collector electrode 28 is not formed on the peripheral side. As described above, (3) the formation range of the p-type collector layer 24 extends outward by the distance a from the formation range of the collector electrode 28.
According to the above (1), holes are injected from the collector electrode 28 into the drift layer 22 through the collector layer 24 in the IGBT formation range. In the formation range of the IGBT, a sufficient amount of holes are injected into the drift layer 22, conductivity modulation is activated, and the on-voltage is lowered. Due to the above (2), the amount of holes injected into the drift layer 22 in the range where the IGBT is not formed is reduced, and the power loss at turn-off is reduced. According to the above (3), the collector electrode 28 and the drift layer 22 are not conducted without passing through the collector layer 24, and an appropriate potential difference is secured between the collector electrode 28 and the drift layer 22. It is possible to reliably obtain a phenomenon in which holes are injected into the drift layer 22 via.
In the first embodiment, the collector electrode 28 is formed on the center side of the inversion layer formed along the outermost peripheral gate electrode 18a, and the collector electrode 28 is formed on the peripheral side. Does not form. On the other hand, the collector layer 24 only needs to extend outward from the formation range of the collector electrode 28 over the thickness of the collector layer 24, and may reach the side surface 26 a of the semiconductor substrate 26.
Although not shown, an n-type layer may be inserted below or in the middle depth of the p-type low-concentration body region 14. The n-type layer serves as a barrier against the holes injected into the n-type drift layer from passing through the emitter electrode 6 and activates the conductivity modulation phenomenon. Further, an n-type buffer layer containing n-type impurities at a higher concentration than the n-type drift layer 22 may be inserted between the n-type drift layer 22 and the p-type collector layer 24. When the n-type buffer layer is inserted, it is possible to prevent the depletion layer extending from the p-type body region 16 from reaching the p-type collector layer 24 and improve the withstand voltage performance.

周辺部Bでは、半導体基板26の表面に臨む範囲にリサーフ層30が形成されている。ダイシング領域Cでは半導体基板の表面に臨む範囲にn型不純物の注入領域32が形成されている。ダイシング領域Cで半導体基板26をダイシングすると、ダイシングの結果現れる半導体基板26の側面26aにn型不純物の注入領域32が露出する。周辺部Bとダイシング領域Cでは、半導体基板26の表面に絶縁膜34が形成されている。
周辺部Bでは、リサーフ層30によって空乏層が半導体基板26の側面26aに向けて引き伸ばされて電界が緩和される。ダイシング領域Cでは、n型不純物の注入領域32によって半導体基板26の側面26aに向けて引き伸ばされた空乏層が側面26aに達するのを防止する。周辺部Bとダイシング領域Cによって、半導体装置36の耐圧を確保している。第1実施例では、コレクタ電極28の形成範囲を制約することによって周辺部Bとダイシング領域Cに正孔が注入されるのを防止している。
第1実施例では、リサーフ層30によって電界を緩和しているが、これに代えて、あるいはこれに加えて、フィールドリミティングリング、フィールドプレート等を用いて電界緩和構造を形成してもよい。
In the peripheral portion B, the RESURF layer 30 is formed in a range facing the surface of the semiconductor substrate 26. In the dicing region C, an n-type impurity implantation region 32 is formed in a range facing the surface of the semiconductor substrate. When the semiconductor substrate 26 is diced in the dicing region C, the n-type impurity implantation region 32 is exposed on the side surface 26a of the semiconductor substrate 26 that appears as a result of the dicing. In the peripheral portion B and the dicing region C, an insulating film 34 is formed on the surface of the semiconductor substrate 26.
In the peripheral portion B, the desurf layer is stretched toward the side surface 26a of the semiconductor substrate 26 by the RESURF layer 30, and the electric field is relaxed. In the dicing region C, the depletion layer extended toward the side surface 26a of the semiconductor substrate 26 by the n-type impurity implantation region 32 is prevented from reaching the side surface 26a. The peripheral portion B and the dicing region C ensure the breakdown voltage of the semiconductor device 36. In the first embodiment, holes are prevented from being injected into the peripheral portion B and the dicing region C by limiting the formation range of the collector electrode 28.
In the first embodiment, the electric field is relaxed by the RESURF layer 30, but an electric field relaxation structure may be formed using a field limiting ring, a field plate or the like instead of or in addition to this.

(第2実施例)
以下では、第1実施例を相違する点のみを説明し、重複説明を省略する。第3実施例についても同様である。
第2実施例では、p型コレクタ層124が半導体基板26の裏面に臨む全域に形成されている。p型コレクタ層124の形成範囲を制約する必要がなく、製造工程を簡単化することができる。
コレクタ電極128は、最外周のゲート電極18aに沿って形成される反転層の形成位置Dを超えて周辺側に延びている。ただし、仮想線Eを超えない範囲で終了している。仮想線Eは、最外周のゲート電極18aとn型ドリフト層22が接する位置から45°の傾斜角(半導体基板26の垂線から45°傾斜している)で半導体基板26の側面26aに向かう線である。コレクタ電極128が、最外周のゲート電極18aに沿って形成される反転層の形成位置を超えて延びていても、コレクタ電極128の外周端128aが、反転層の形成位置から45°の傾斜角で側面26aに向かう仮想線Eよりも内側に留まっていれば、周辺部Bとダイシング領域Cに正孔が過剰に注入されるのを防止でき、ターンオフ時の電力損失を低減することができる。
(Second embodiment)
Hereinafter, only differences from the first embodiment will be described, and redundant description will be omitted. The same applies to the third embodiment.
In the second embodiment, the p-type collector layer 124 is formed over the entire area facing the back surface of the semiconductor substrate 26. There is no need to limit the formation range of the p-type collector layer 124, and the manufacturing process can be simplified.
The collector electrode 128 extends to the peripheral side beyond the formation position D of the inversion layer formed along the outermost peripheral gate electrode 18a. However, it ends within a range not exceeding the virtual line E. The imaginary line E is a line toward the side surface 26a of the semiconductor substrate 26 at an inclination angle of 45 ° (inclined 45 ° from the perpendicular of the semiconductor substrate 26) from the position where the outermost gate electrode 18a and the n-type drift layer 22 are in contact. It is. Even if the collector electrode 128 extends beyond the formation position of the inversion layer formed along the outermost peripheral gate electrode 18a, the outer peripheral end 128a of the collector electrode 128 has an inclination angle of 45 ° from the formation position of the inversion layer. If it stays inside the imaginary line E toward the side surface 26a, it is possible to prevent excessive injection of holes into the peripheral portion B and the dicing region C, and to reduce power loss during turn-off.

(第3実施例)
第3実施例では、IGBTが形成されている中央部Aと、電界緩和構造が形成されている周辺部Bの間に、分離領域Fが形成されている。分離領域Fでは、半導体基板26の表面に臨む範囲にp型不純物が高濃度に注入されている領域38が形成されている。第3実施例では、コレクタ電極228の外周端228aがp型不純物の高濃度注入領域38の下方に位置している。本実施例によっても、周辺部Bとダイシング領域Cに正孔が過剰に注入されるのを防止でき、ターンオフ時の電力損失を低減することができる。半導体基板26の裏面であって、コレクタ電極228が形成されない範囲には、絶縁膜230を形成してもよい。
(Third embodiment)
In the third embodiment, the isolation region F is formed between the central portion A where the IGBT is formed and the peripheral portion B where the electric field relaxation structure is formed. In the isolation region F, a region 38 in which p-type impurities are implanted at a high concentration is formed in a range facing the surface of the semiconductor substrate 26. In the third embodiment, the outer peripheral end 228a of the collector electrode 228 is located below the p-type impurity high concentration implantation region 38. Also according to the present embodiment, excessive injection of holes into the peripheral portion B and the dicing region C can be prevented, and power loss at turn-off can be reduced. An insulating film 230 may be formed on the back surface of the semiconductor substrate 26 in a range where the collector electrode 228 is not formed.

第2実施例に示したように、コレクタ電極128の外周端128aが最外周のゲート電極18aに沿って形成される反転層の形成位置から45°の傾斜角で延びる仮想線Eよりも中心側にあるか、あるいは、第3実施例に示したように、コレクタ電極228の外周端228aがp型不純物の高濃度注入領域38の下方に位置していれば、周辺部Bとダイシング領域Cに正孔が過剰に注入されるのを防止でき、ターンオフ時の電力損失を低減することができる。
コレクタ電極の形成範囲が上記のように制約されていても、コレクタ電極の外周端28a,128a,228aが最外周のゲート電極18aに沿って形成される反転層の形成位置Dより周辺側に延びていれば、IGBT領域では活発な電導度変調現象が発生し、オン電圧が増大することはない。
As shown in the second embodiment, the outer peripheral end 128a of the collector electrode 128 is more central than the imaginary line E extending at an inclination angle of 45 ° from the formation position of the inversion layer formed along the outermost gate electrode 18a. If the outer peripheral edge 228a of the collector electrode 228 is located below the high concentration implantation region 38 of the p-type impurity as shown in the third embodiment, the peripheral portion B and the dicing region C Holes can be prevented from being excessively injected, and power loss during turn-off can be reduced.
Even when the formation range of the collector electrode is restricted as described above, the outer peripheral ends 28a, 128a, 228a of the collector electrode extend to the peripheral side from the formation position D of the inversion layer formed along the outermost gate electrode 18a. If so, an active conductivity modulation phenomenon occurs in the IGBT region, and the on-voltage does not increase.

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。
例えば、本実施例では、第1導電型がn型であり、第2導電型がp型である場合を説明したが、第1導電型がp型であり、第2導電型がn型であってもよい。
また、コレクタ電極の外周端の位置を規制するのに加えて、コレクタ層の外周端の位置を規制するのも有用である。コレクタ層の外周端が、最外周のゲート電極18aに沿って形成される反転層の形成位置から45°の傾斜角で延びる仮想線Eよりも中心側にあるか、あるいは、p型不純物の高濃度注入領域38の下方に位置していれば、周辺部Bとダイシング領域Cに正孔が過剰に注入されるのを防止でき、ターンオフ時の電力損失を低減することができる。
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。
Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
For example, in this embodiment, the case where the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type has been described, but the first conductivity type is p-type and the second conductivity type is n-type. There may be.
In addition to restricting the position of the outer peripheral end of the collector electrode, it is also useful to restrict the position of the outer peripheral end of the collector layer. The outer peripheral edge of the collector layer is on the center side of the imaginary line E extending at an inclination angle of 45 ° from the formation position of the inversion layer formed along the outermost peripheral gate electrode 18a, or the height of the p-type impurity If it is located below the concentration injection region 38, it is possible to prevent excessive injection of holes into the peripheral portion B and the dicing region C, and to reduce power loss during turn-off.
The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.

2:表面電極
4:Al電極
6:エミッタ電極
8:層間絶縁膜
10:n型エミッタ領域
12:p型不純物の高濃度ボディ領域
14:p型不純物の低濃度ボディ領域
16:p型ボディ領域
18:ゲート電極
18a:最外周のゲート電極
20:ゲート絶縁膜
22:n型ドリフト層
24:p型コレクタ層
26:半導体基板
26a:半導体基板の側面
28:コレクタ電極
30:リサーフ層
32:n型不純物の注入領域
34:表面絶縁膜
36:半導体装置
38:p型不純物の高濃度注入領域
A:IGBTが形成されている中央部
B:電界緩和構造が形成されている周辺部
C:ダイシングエリア
D:最外周のゲート電極に沿った反転層の形成位置
E:最外周のゲート電極に沿った反転層の形成位置から45°の傾斜角で延びる仮想線
F:分離領域
2: Surface electrode 4: Al electrode 6: Emitter electrode 8: Interlayer insulating film 10: n-type emitter region 12: p-type impurity high-concentration body region 14: p-type impurity low-concentration body region 16: p-type body region 18 : Gate electrode 18a: outermost gate electrode 20: gate insulating film 22: n-type drift layer 24: p-type collector layer 26: semiconductor substrate 26a: side surface 28 of the semiconductor substrate: collector electrode 30: RESURF layer 32: n-type impurity Implantation region 34: surface insulating film 36: semiconductor device 38: high concentration implantation region of p-type impurity A: central portion B where IGBT is formed B: peripheral portion C where electric field relaxation structure is formed: dicing area D: Inversion layer formation position E along the outermost peripheral gate electrode: virtual line F extending at an inclination angle of 45 ° from the inversion layer formation position along the outermost peripheral gate electrode: separation region

Claims (7)

エミッタ電極と、第1導電型エミッタ領域と、第2導電型ボディ領域と、第1導電型ドリフト層と、第2導電型コレクタ層と、コレクタ電極と、ゲート電極を備えており、
エミッタ電極に、第1導電型エミッタ領域が接しており、
コレクタ電極に、第2導電型コレクタ層が接しており、
第1導電型エミッタ領域と第2導電型コレクタ層の間が、少なくとも第2導電型ボディ領域と第1導電型ドリフト層で分離されており、
第2導電型ボディ領域が第1エミッタ領域側に配置され、第1導電型ドリフト層が第2導電型コレクタ層側に配置されており、
コレクタ電極の形成範囲が、第1導電型ドリフト層の形成範囲の一部に制限されており、
第2導電型コレクタ層の形成範囲が、コレクタ電極の形成範囲を包含してその外側に延びており、
ゲート電極が、第1導電型エミッタ領域と第1導電型ドリフト層を分離している範囲の第2導電型ボディ領域に絶縁膜を介して対向していることを特徴とするIGBT。
An emitter electrode, a first conductivity type emitter region, a second conductivity type body region, a first conductivity type drift layer, a second conductivity type collector layer, a collector electrode, and a gate electrode;
A first conductivity type emitter region is in contact with the emitter electrode;
A second conductivity type collector layer is in contact with the collector electrode;
The first conductivity type emitter region and the second conductivity type collector layer are separated by at least the second conductivity type body region and the first conductivity type drift layer,
The second conductivity type body region is disposed on the first emitter region side, the first conductivity type drift layer is disposed on the second conductivity type collector layer side,
The formation range of the collector electrode is limited to a part of the formation range of the first conductivity type drift layer,
The formation range of the second conductivity type collector layer includes the formation range of the collector electrode and extends to the outside thereof.
An IGBT characterized in that a gate electrode is opposed to a second conductivity type body region in a range separating the first conductivity type emitter region and the first conductivity type drift layer through an insulating film.
半導体基板の中央部に、請求項1に記載のIGBTを構成する構造が形成されており、
半導体基板の周辺部に、電界緩和構造が形成されており、
コレクタ電極が、中央部を包含してその外側に延びていることを特徴とする半導体装置。
The structure which comprises IGBT of Claim 1 is formed in the center part of a semiconductor substrate,
An electric field relaxation structure is formed around the semiconductor substrate,
A semiconductor device, wherein a collector electrode includes a central portion and extends outward.
半導体基板を断面視したときに、コレクタ電極の外周端が、最外周のゲート電極と第1導電型ドリフト層が接する位置から45°の傾斜角で半導体基板の側面に向かう仮想線より中央部側に留まっていることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。   When the semiconductor substrate is viewed in cross section, the outer peripheral end of the collector electrode is at the center side from the imaginary line toward the side surface of the semiconductor substrate at an inclination angle of 45 ° from the position where the outermost peripheral gate electrode and the first conductivity type drift layer are in contact The semiconductor device according to claim 2, wherein: IGBTが形成されている中央部と電界緩和構造が形成されている周辺部の間にあって半導体基板の表面に臨む位置に、第2導電型不純物の高濃度領域が形成されており、
半導体基板を断面視したときに、コレクタ電極の外周端が、第2導電型不純物の高濃度領域の下方に位置していることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
A high-concentration region of the second conductivity type impurity is formed at a position facing the surface of the semiconductor substrate between the central portion where the IGBT is formed and the peripheral portion where the electric field relaxation structure is formed,
3. The semiconductor device according to claim 2, wherein when the semiconductor substrate is viewed in cross section, the outer peripheral end of the collector electrode is located below the high concentration region of the second conductivity type impurity.
第2導電型コレクタ層が、半導体基板の全域に亘って延びていることを特徴とする請求項2から4のいずれかの1項に記載の半導体装置。   5. The semiconductor device according to claim 2, wherein the second conductivity type collector layer extends over the entire area of the semiconductor substrate. 6. 半導体基板を断面視したときに、第2導電型コレクタ層の外周端が、最外周のゲート電極と第1導電型ドリフト層が接する位置から45°の傾斜角で半導体基板の側面に向かう仮想線より中央部側に留まっていることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。   When the semiconductor substrate is viewed in cross section, the outer peripheral end of the second conductivity type collector layer is an imaginary line heading toward the side surface of the semiconductor substrate at an inclination angle of 45 ° from the position where the outermost gate electrode and the first conductivity type drift layer are in contact The semiconductor device according to claim 2, wherein the semiconductor device stays closer to the center. IGBTが形成されている中央部と電界緩和構造が形成されている周辺部の間にあって半導体基板の表面に臨む位置に、第2導電型不純物の高濃度領域が形成されており、
半導体基板を断面視したときに、第2導電型コレクタ層の外周端が、第2導電型不純物の高濃度領域の下方に位置していることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
A high-concentration region of the second conductivity type impurity is formed at a position facing the surface of the semiconductor substrate between the central portion where the IGBT is formed and the peripheral portion where the electric field relaxation structure is formed,
3. The semiconductor device according to claim 2, wherein when the semiconductor substrate is viewed in cross section, the outer peripheral end of the second conductivity type collector layer is located below the high concentration region of the second conductivity type impurity.
JP2013109274A 2013-05-23 2013-05-23 Igbt Pending JP2014229794A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013109274A JP2014229794A (en) 2013-05-23 2013-05-23 Igbt

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013109274A JP2014229794A (en) 2013-05-23 2013-05-23 Igbt

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014229794A true JP2014229794A (en) 2014-12-08

Family

ID=52129366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013109274A Pending JP2014229794A (en) 2013-05-23 2013-05-23 Igbt

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014229794A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110610986A (en) * 2019-10-09 2019-12-24 重庆邮电大学 RC-IGBT device integrating transverse freewheeling diode by using junction terminal
WO2021005903A1 (en) * 2019-07-11 2021-01-14 富士電機株式会社 Silicon carbide semiconductor device and method for manufacturing silicon carbide semiconductor device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1022504A (en) * 1996-03-18 1998-01-23 Westinghouse Brake & Signal Holdings Ltd Insulated gate bipolar transistor
JP2002299635A (en) * 2001-01-25 2002-10-11 Toshiba Corp Horizontal semiconductor device and vertical semiconductor device
JP2007220724A (en) * 2006-02-14 2007-08-30 Toyota Motor Corp Thin plate igbt and method for manufacturing the same
WO2011001588A1 (en) * 2009-06-29 2011-01-06 株式会社デンソー Semiconductor device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1022504A (en) * 1996-03-18 1998-01-23 Westinghouse Brake & Signal Holdings Ltd Insulated gate bipolar transistor
JP2002299635A (en) * 2001-01-25 2002-10-11 Toshiba Corp Horizontal semiconductor device and vertical semiconductor device
JP2007220724A (en) * 2006-02-14 2007-08-30 Toyota Motor Corp Thin plate igbt and method for manufacturing the same
WO2011001588A1 (en) * 2009-06-29 2011-01-06 株式会社デンソー Semiconductor device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021005903A1 (en) * 2019-07-11 2021-01-14 富士電機株式会社 Silicon carbide semiconductor device and method for manufacturing silicon carbide semiconductor device
JP2021015880A (en) * 2019-07-11 2021-02-12 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Silicon carbide semiconductor device and method of manufacturing silicon carbide semiconductor device
JP7410478B2 (en) 2019-07-11 2024-01-10 富士電機株式会社 Silicon carbide semiconductor device and method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device
CN110610986A (en) * 2019-10-09 2019-12-24 重庆邮电大学 RC-IGBT device integrating transverse freewheeling diode by using junction terminal

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6332446B2 (en) Semiconductor device
JP5919121B2 (en) Diode and semiconductor device
JP5981859B2 (en) Diode and semiconductor device incorporating diode
US7973363B2 (en) IGBT semiconductor device
US9082815B2 (en) Semiconductor device having carrier extraction in electric field alleviating layer
WO2013136898A1 (en) Semiconductor device
JP6415749B2 (en) Silicon carbide semiconductor device
JP6011696B2 (en) Diode, semiconductor device and MOSFET
JP6561611B2 (en) Semiconductor device
KR20160030823A (en) Semiconductor device
JP2013149798A (en) Silicon carbide semiconductor device
JP6698697B2 (en) Insulated gate power semiconductor device and method of manufacturing the device
JP2005136099A (en) Semiconductor device
US11075285B2 (en) Insulated gate power semiconductor device and method for manufacturing such a device
JP2018067651A (en) Semiconductor device
JP2015162610A (en) semiconductor device
JP2014509453A (en) Power semiconductor devices
US20160064536A1 (en) Semiconductor device
JP6052413B2 (en) Semiconductor device
JP2017191817A (en) Method for manufacturing switching element
JP6299658B2 (en) Insulated gate type switching element
JP2014229794A (en) Igbt
US10600867B2 (en) Semiconductor device having an emitter region and a contact region inside a mesa portion
JP6992476B2 (en) Semiconductor device
JP2019186252A (en) Semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20151207

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20161124

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161129

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20170523