JP2017017222A - 半導体装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】飽和電流が抑制された半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置１００は、半導体層の表面から深部に向けて伸びるトレンチゲート部３２を備えている。半導体層２０は、トレンチゲート部３２に囲まれる島領域４０を有している。島領域４０には、トレンチゲート部３２の第１側面３２ａと、トレンチゲート部３２の第２側面３２ｂが接している。島領域４０には、第１側面３２ａに接している第１コンタクト領域１４ａと、第２側面３２ｂに接している第２コンタクト領域１４ｂを含む第１導電型コンタクト領域１４が設けられている。また、島領域４０には、第１コンタクト領域１４ａと第２コンタクト領域１４ｂの間でトレンチゲート部３２に接している第２導電型コンタクト領域１２が設けられている。
【選択図】図２

Description

本明細書は、半導体装置に関する技術を開示する。
トレンチゲート部を備える半導体装置が、特許文献１に開示されている。特許文献１の半導体装置では、半導体層を平面視したときに、トレンチゲート部が半導体層の一部を囲っている。トレンチゲート部に囲まれる島領域が、半導体層に形成されている。特許文献１の半導体装置は、ＩＧＢＴであり、ｎ型のドリフト領域の表面に設けられているｐ型のボディ領域と、ボディ領域の表層に設けられている複数のｎ＋型のエミッタ領域と、ボディ領域の表層に設けられているｐ＋型のボディコンタクト領域を備えている。複数のエミッタ領域は、島領域内に分散して配置されている。各々のエミッタ領域は、トレンチゲート部の異なる側面に接している。また、ボディコンタクト領域は、トレンチゲート部から離れた状態で島領域内に配置されている。
特開２０１３−１５００００号公報
トレンチゲート部にオン電圧を印加すると、トレンチゲート部とボディ領域の界面に電子のチャネルが形成される。ストライプ状のトレンチゲート部を備える半導体装置では、オン電圧に対応した濃度のチャネルが、トレンチゲート部の全域において等しく形成される。しかしながら、トレンチゲート部が島領域を形成している場合、島領域の表面においてエミッタ領域同士がチャネルで接続されることがある。エミッタ領域から注入される電子量が増大し、島領域の角部において電流集中が起こり、飽和電流が大きくなる。そのため、トレンチゲート部によって半導体層に島領域が形成されるタイプの半導体装置では、飽和電流の上昇を抑制するための対策が必要とされる。本明細書は、飽和電流が抑制された半導体装置を提供する技術を開示する。
本明細書で開示する半導体装置は、半導体層と、半導体層の表面から深部に向けて伸びるトレンチゲート部を備えている。半導体層は、第１導電型のドリフト領域と、第２導電型のボディ領域と、第１導電型コンタクト領域と、第２導電型コンタクト領域を備えている。ボディ領域は、ドリフト領域の表面に設けられている。第１導電型コンタクト領域は、ボディ領域の表層の一部に設けられているとともに、ボディ領域によってドリフト領域から分離されている。第２導電型コンタクト領域は、ボディ領域の表層の他の一部（第１導電型コンタクト領域とは異なる位置）に設けられており、ボディ領域より第２導電型の不純物を高濃度に含んでいる。また、半導体層は、平面視したときに、トレンチゲート部に囲まれる島領域を有している。トレンチゲート部は、島領域に接している第１側面と、島領域に接しているとともに第１側面とは異なる側面である第２側面を含んでいる。この半導体装置では、第１導電型コンタクト領域は、島領域内において第１側面に接している第１コンタクト領域と、島領域内において第２側面に接している第２コンタクト領域を含んでいる。また、第２導電型コンタクト領域は、第１コンタクト領域と第２コンタクト領域の間で、トレンチゲート部に接している。
上記半導体装置は、トレンチゲート部にオン電圧を印加すると、ボディ領域とトレンチゲート部の界面に第１導電型のチャネルが形成される。しかしながら、上記のように、島領域の表層において、第２導電型コンタクト領域が、第１コンタクト領域と第２コンタクト領域の間でトレンチゲート部に接している。トレンチゲート部にオン電圧を印加しても、第２導電型コンタクト領域が接している部分にはチャネルが形成されない。そのため、島領域の表層において、第１コンタクト領域と第２コンタクト領域がチャネルで結ばれない。その結果、トレンチゲート部にオン電圧を印加したときに、コンタクト領域（第１コンタクト領域と第２コンタクト領域）から注入される電子量が増大することが抑制され、飽和電圧の上昇を抑制することができる。
第１実施例の半導体装置の要部断面図を示す。 図１のII−II線に沿った断面図を示す。 図２の部分拡大図を示す。 第２実施例の半導体装置の特徴部分を示す。 第３実施例の半導体装置の特徴部分を示す。 第４実施例の半導体装置の特徴部分を示す。 第５実施例の半導体装置の特徴部分を示す。 従来の半導体装置の特徴部分を示す。
まず、本明細書で開示される技術の特徴を整理する。なお、以下に記す事項は、各々単独で技術的な有用性を有している。
本明細書で開示する半導体装置は、半導体層の表面から深部に向けて伸びるトレンチゲート部を備えている。半導体装置は、一対の主電極の一方が半導体層の表面と設けられ、他方が半導体層の裏面に設けられているタイプ（縦型半導体装置）であってもよい。あるいは、半導体装置は、一対の主電極の双方が半導体層の表面に設けられているタイプ（横型半導体装置）であってもよい。但し、本明細書で開示する技術は、特に、縦型半導体装置に適用することが好ましい。半導体装置は、ユニポーラタイプ（例えばＭＯＳＦＥＴ）であってもよいし、バイポーラタイプ（例えばＩＧＢＴ）であってもよい。
トレンチゲート部は、ゲート電極とゲート絶縁膜を備えている。トレンチゲート部は、半導体層を平面視したときに、半導体層の一部を囲っている。すなわち、半導体層は、トレンチゲート部に囲まれた島領域を備えている。島領域は、平面視したときに、四角形であってよい。例えば、島領域は、正方形又は長方形であってよい。トレンチゲート部は、少なくとも、島領域に接している第１側面と、島領域に接しているとともに第１側面とは異なる側面である第２側面を含んでいる。第１側面と第２側面は平行であってもよい。この場合、トレンチゲート部は、島領域に接するとともに第１側面と第２側面の間を伸びている第３側面をさらに含んでいてよい。第１側面と第３側面、第２側面と第３側面によって角部か形成される。あるいは、第１側面と第２側面は、頂点を共有する隣り合う直線であってもよい。この場合、第１側面と第２側面によって角部か形成される。
半導体層は、第１導電型のドリフト領域と、第２導電型のボディ領域と、第１導電型コンタクト領域と、第２導電型コンタクト領域を備えている。なお、第１導電型がｎ型の場合、第２導電型はｐ型である。反対に、第１導電型がｐ型の場合、第２導電型はｎ型である。ボディ領域は、ドリフト領域の表面に設けられている。上記したトレンチゲート部は、半導体層の表面から深部に向けて伸び、ドリフト領域に達している。第１導電型コンタクト領域は、ボディ領域の表層の一部に設けられている。第１導電型コンタクト領域は、ボディ領域によってドリフト領域から分離されている。第１導電型コンタクト領域は、トレンチゲート部の側面に接している。
複数の第１導電型コンタクト領域が、島領域内に設けられている。各々の第１導電型コンタクト領域は、ボディ領域によって他の第１導電型コンタクト領域から分離されている。具体的には、第１導電型コンタクト領域は、少なくとも、島領域内においてトレンチゲート部の第１側面に接している第１コンタクト領域と、島領域内においてトレンチゲート部の第２側面に接している第２コンタクト領域を含む。第１コンタクト領域と第２コンタクト領域は、ボディ領域によって分離されている。
ゲート電極にオン電圧を印加すると、トレンチゲート部の側面とボディ領域の界面に、第１導電型コンタクト領域とドリフト領域を接続するチャネル（反転層）が形成される。チェネルを通じて、キャリアが第１導電型コンタクト領域からドリフト領域に注入される。なお、例えば、半導体装置がＭＯＳＦＥＴの場合、第１導電型コンタクト領域はソース領域と呼ばれる。また、例えば、半導体装置がＩＧＢＴの場合、第１導電型コンタクト領域はエミッタ領域と呼ばれる。
第２導電型コンタクト領域は、ボディ領域の表層の他の一部（電子供給領域が設けられていない部分）に設けられており、ボディ領域より第２導電型の不純物を高濃度に含んでいる。第２導電型コンタクト領域は、島領域の表層において、第１コンタクト領域と第２コンタクト領域の間で、トレンチゲート部に接している。なお、第２導電型コンタクト領域は、第１側面に接していてもよい。第２導電型コンタクト領域が第１側面に接している場合、第２導電型コンタクト領域は、第１導電型コンタクト領域が接している部分を除く第１側面の全面に接していてもよいし、第１側面の一部に接していてもよい。同様に、第２導電型コンタクト領域が第２側面に接している場合、第２導電型コンタクト領域は、第１導電型コンタクト領域が接している部分を除く第２側面の全面に接していてもよいし、第２側面の一部に接していてもよい。
第１側面と第２側面が平行であり、第１側面と第２側面の間を第３側面が伸びている形態において、第２導電型コンタクト領域は、第１側面，第２側面及び第３側面の全ての面に接していてもよい。また、第２導電型コンタクト領域は、第３側面のみに接しており、第１側面と第２側面に接していなくてもよい。あるいは、第２導電型コンタクト領域は、第１側面と第２側面の少なくとも一方にのみ接しており、第３側面に接していなくてもよい。第２導電型コンタクト領域は、第１側面と第３側面で構成される角部から第１コンタクト領域に至る範囲の第１側面に接していてよい。この場合、第２導電型コンタクト領域は、第１側面と第３側面で構成される角部に接していてもよい。また、第２導電型コンタクト領域は、第２側面と第３側面で構成される角部から第２コンタクト領域に至る範囲の第２側面に接していてよい。この場合、第２導電型コンタクト領域は、第２側面と第３側面で構成される角部に接していてよい。
第２導電型コンタクト領域は、第１側面，第２側面及び第３側面の全ての面に接している場合、第１側面，第２側面及び第３側面の少なくともひとつの側面の一部に、第２導電型コンタクト領域が接触していない範囲が設けられていてもよい。すなわち、トレンチゲート部の側面は、第２導電型コンタクト領域が接触する接触部分と、第２導電型コンタクト領域が接触しない非接触部分を有していてよい。この場合、第２導電型コンタクト領域とトレンチゲート部の側面（非接触部分）の隙間にボディ領域が存在する。第２導電型コンタクト領域と非接触部分の隙間に存在するボディ領域の不純物濃度は、ボディ領域のピーク不純物濃度より低いことが好ましい。好ましくは、第２導電型コンタクト領域は、第３側面の一部に接触していないことである。すなわち、非接触部分が、第３側面に設けられていることが好ましい。この場合、第２導電型コンタクト領域と第３側面（非接触部分）の隙間に存在するボディ領域の不純物濃度は、ボディ領域のピーク不純物濃度より低いことが好ましい。
（第１実施例）
図１及び図２を参照し、半導体装置１００について説明する。図１は、半導体装置１００の一部を示しており、図２のＩ−Ｉ線に沿った断面に相当する。また、図２は、半導体層２０を平面視した図を示しており、図１のII−II線に沿った断面に相当する。すなわち、図２は、半導体装置１００から後述するエミッタ電極３４及び絶縁膜３０を除去し、半導体装置１００を表面側から観察した図に相当する。
図１に示すように、半導体装置１００は、一対の主電極（エミッタ電極３４，コレクタ電極２）と、半導体層２０と、トレンチゲート部３２を備えている。エミッタ電極３４は、半導体層２０の表面２０ａに設けられている。コレクタ電極は、半導体層２０の裏面２０ｂに設けられている。半導体層２０の材料はシリコンである。トレンチゲート部３２は、半導体層２０の表面２０ａから深部に向けて伸びている。なお、半導体装置１００は、縦型のＩＧＢＴである。
図２に示すように、トレンチゲート部３２の側面が、半導体層２０の一部を囲んでいる。トレンチゲート部３２によって、半導体層２０に島領域４０が形成されている。トレンチゲート部３２によって、複数の島領域４０が形成されている。各々の島領域４０は正方形である。本実施例では、トレンチゲート部３２の側面のうち、後述する第１エミッタ領域１４ａが接している側面を第１側面３２ａと称し、第２エミッタ領域１４ｂが接している側面を第２側面３２ｂと称する。第１側面３２ａと第２側面３２ｂは、異なる側面であり、平行に伸びている。
図１に示すように、半導体層２０は、ｐ型のコレクタ領域４と、ｎ型のドリフト領域６と、ｐ型のボディ領域１０と、ｎ型のエミッタ領域１４と、ｐ型のボディコンタクト領域１２を備えている。エミッタ領域１４は、特許請求の範囲に記載の第１導電型コンタクト領域の一例である。ボディコンタクト領域１２は、特許請求の範囲に記載の第２導電型コンタクト領域の一例である。コレクタ領域４は、半導体層２０の裏面側に設けられている。コレクタ電極２が、コレクタ領域４に電気的に接続されている。コレクタ領域４には、ｐ型不純物としてホウ素（Ｂ）が導入されている。コレクタ領域４の不純物濃度は１×１０１７〜５×１０２０ｃｍ−３に調整されている。
ドリフト領域６は、コレクタ領域４の表面に設けられている。ドリフト領域６には、ｎ型不純物としてリン（Ｐ）が導入されている。ドリフト領域６の不純物濃度は１×１０１２〜１×１０１５ｃｍ−３に調整されている。ボディ領域１０は、ドリフト領域６の表面に設けられている。ボディ領域１０には、ｐ型不純物としてホウ素が導入されている。ボディ領域１０の不純物濃度は１×１０１６〜１×１０１９ｃｍ−３に調整されている。ボディ領域１０に導入されている不純物は、濃度分布を有している。すなわち、ボディ領域１０の不純物濃度は、位置によって異なる。
エミッタ領域１４は、ボディ領域１０の表層の一部に設けられている。エミッタ領域１４には、ｎ型不純物としてリン（Ｐ）が導入されている。エミッタ領域１４の不純物濃度は１×１０１７〜５×１０２０ｃｍ−３に調整されている。すなわち、エミッタ領域１４の不純物濃度は、ドリフト領域６より濃い。エミッタ領域１４は、ボディ領域１０によってドリフト領域６から分離されている。２個のエミッタ領域１４（第１エミッタ領域１４ａ，第２エミッタ領域１４ｂ）が、１つの島領域４０内に設けられている。半導体装置１００では、２個のエミッタ領域１４が、島領域４０内においてトレンチゲート部３２に接している（図２を参照）。第１エミッタ領域１４ａと第２エミッタ領域１４ｂは、ボディ領域１０によって分離されている。エミッタ領域１４ａ，１４ｂは、エミッタ電極３４に電気的に接続されている。第１エミッタ領域１４ａが第１側面３２ａに接しており、第２エミッタ領域１４ｂが第２側面３２ｂに接している。なお、以下の説明では、第１側面３２ａのうち第１エミッタ領域１４ａが接している範囲を第１エミッタ接触部４２ａと称し、第２側面３２ｂのうち第２エミッタ領域１４ｂが接している範囲を第２エミッタ接触部４２ｂと称する。
ボディコンタクト領域１２は、ボディ領域１０の表層の一部に設けられている。ボディコンタクト領域１２には、ｐ型不純物としてホウ素が導入されている。ボディコンタクト領域１２の不純物濃度は１×１０１７〜５×１０２０ｃｍ−３に調整されている。すなわち、ボディコンタクト領域１２の不純物濃度は、ボディ領域１０より濃い。ボディコンタクト領域１２は、半導体層２０の表層において、エミッタ領域１４とは異なる位置でトレンチゲート部３２に接している（図２を参照）。ボディコンタクト領域１２は、第１エミッタ領域１４ａと第２エミッタ領域１４ｂの間で、トレンチゲート部３２に接触している。ボディコンタクト領域１２は、エミッタ電極３４に電気的に接続されている。
上記したように、トレンチゲート部３２は、半導体層２０の表面から深部に向けて伸びている。具体的には、トレンチゲート部３２は、半導体層２０の表面から、ボディ領域１０を貫通してドリフト領域６まで達している。トレンチゲート部３２は、ゲート電極３６とゲート絶縁膜３８を備えている。ゲート電極３６の一部は、ゲート絶縁膜３８を介してボディ領域１０に対向している。また、絶縁膜３０が、トレンチゲート部３２の表面に設けられている。絶縁膜３０によって、エミッタ電極３４とゲート電極３６が絶縁されている。
図３を参照し、半導体装置１００の特徴をさらに詳しく説明する。図３は、島領域４０の拡大図である。島領域４０は、互いに平行に伸びる第１側面３２ａ，第２側面３２ｂと、第１側面３２ａと第２側面３２ｂの間を伸びている第３側面３２ｃによって画定されている。すなわち、第１側面３２ａ，第２側面３２ｂ及び第３側面３２ｃは、島領域４０に接している。図３に示すように、半導体層２０の表面に、エミッタ領域１４とボディコンタクト領域１２とボディ領域１０が露出している。図３に現れているボディ領域１０は、表層にエミッタ領域１４とボディコンタクト領域１２のいずれも形成されていない部分である。すなわち、半導体層２０（ボディ領域１０）の表面には、エミッタ領域１４とボディコンタクト領域１２のいずれも設けられていない部分が存在する。トレンチゲート部３２は、エミッタ領域１４が接触している部分（第１エミッタ接触部４２ａ，第２エミッタ接触部４２ｂ）と、ボディコンタクト領域１２が接触している部分（以下、接触部４２ｃと称する）と、エミッタ領域１４とボディコンタクト領域１２のどちらも接触していない部分（以下、非接触部４２ｄと称する）を有する。
接触部４２ｃは、第１エミッタ接触部４２ａと非接触部４２ｄの間、及び、第２エミッタ接触部４２ｂと非接触部４２ｄの間に設けられている。具体的には、第１側面３２ａには、第１エミッタ接触部４２ａと接触部４２ｃが設けられている。第１側面３２ａには、非接触部４２ｄは設けられていない。すなわち、ボディコンタクト領域１２は、第１側面３２ａと第３側面３２ｃで構成される角部５０から第１エミッタ領域１４ａに至る範囲の第１側面３２ａに接している。同様に、第２側面３２ｂには、第２エミッタ接触部４２ｂと接触部４２ｃが設けられている。第２側面３２ｂにも、非接触部４２ｄは設けられていない。ボディコンタクト領域１２は、第２側面３２ｂと第３側面３２ｃで構成される角部５０から第２エミッタ領域１４ｂに至る範囲の第２側面３２ｂに接している。
ボディコンタクト領域１２は、第３側面３２ｃの一部に接触していない。すなわち、第３側面３２ｃには、接触部４２ｃと非接触部４２ｄが設けられている。第３側面３２ｃでは、中央に非接触部４２ｄが設けられており、両端に接触部４２ｃが設けられている。ボディコンタクト領域１２は、全ての角部５０（第１側面３２ａと第３側面３２ｃで構成される角部，第２側面３２ｂと第３側面３２ｃで構成される角部）に接している。角部５０は、接触部４２ｃの一部である。なお、上記したように、ボディ領域１０の不純物濃度は、位置によって異なる。半導体装置１００では、ボディコンタクト領域１２と第３側面３２ｃの非接触部４２ｄの隙間に存在するボディ領域（半導体層２０の表面に露出している部分のボディ領域）の不純物濃度が、ボディ領域１０のピーク不純物濃度より低く調整されている。
図１を参照し、半導体装置１００の動作について簡単に説明する。エミッタ電極３４を接地電位に固定し、コレクタ電極２を電源の高電位側に接続した状態でゲート電極３６にオン電圧（閾値電圧を超える電圧）を印加すると、ゲート絶縁膜３８とボディ領域１０の界面にチャネルが形成される。エミッタ領域１４から注入された電子は、チャネルを通じてドリフト領域６に移動する。同時に、コレクタ領域４からドリフト領域６にホールが注入される。このときに、ドリフト領域６内で伝導度変調が起こり、電気抵抗が低下する。ドリフト領域６内の電子は、コレクタ領域４に移動し、コレクタ電極２に排出される。また、ドリフト領域６内のホールは、ボディ領域１０を通ってボディコンタクト領域１２に移動し、エミッタ電極３４に排出される。なお、ゲート電極３６にオン電圧を印加すると、半導体層２０の表層では、非接触部４２ｄにチャネルが形成され、接触部４２ｃにはチャネルが形成されない（図３も参照）。
図３及び図８を参照し、半導体装置１００の利点について説明する。図８は従来の半導体装置６００を平面視したときの一部を示しており、半導体装置１００の図３の部分に相当する。半導体装置６００について、半導体装置１００と共通する構造については、同一の参照番号を付すことにより、説明を省略する。半導体装置６００は、ボディコンタクト領域６１２がトレンチゲート部３２に接していない。そのため、ゲート電極３６にオン電圧を印加すると、半導体層の表層において、ゲート絶縁膜３８とボディ領域６１０の界面にチャネル６０が形成される。すなわち、半導体層の表層において、エミッタ領域１４同士を接続するチャネル６０が形成される。エミッタ領域１４からチャネル６０に電子が注入されるので、ドリフト領域に供給される電子量が増大する。そのため、半導体装置６００は、飽和電流が上昇することがある。
それに対して、半導体装置１００は、第１エミッタ領域１４ａと第２エミッタ領域１４ｂの間で、ボディコンタクト領域１２がトレンチゲート部３２に接している（図３を参照）。そのため、半導体層２０の表層において、第１エミッタ領域１４ａと第２エミッタ領域１４ｂを結ぶチャネルが形成されない。そのため、半導体装置１００では、第１エミッタ領域１４ａから第２エミッタ領域１４ｂに向かう方向に電子が注入されない。同様に、第２エミッタ領域１４ｂから第１エミッタ領域１４ａに向かう方向にも電子が注入されない。半導体装置１００は、半導体装置６００と比較して、エミッタ領域１４ａ，１４ｂから注入される電子量を抑制することができ、飽和電流が上昇することを抑制することができる。
半導体装置１００の他の利点を説明する。上記したように、ドリフト領域６に注入されたホールは、ボディ領域１０，ボディコンタクト領域１２を通過して排出される。図８に示す半導体装置６００の場合、ボディコンタクト領域１２が、島領域４０の中央部に配置されている。そのため、トレンチゲート部３２の底部の近傍に存在するホールは、ボディコンタクト領域１２に移動するために、ボディ領域１０内を島領域４０の端部から中央部に向かって移動する。それに対して、半導体装置１００は、ボディコンタクト領域１２がトレンチゲート部３２に接触している。トレンチゲート部３２の底部の近傍に存在するホールは、ボディ領域１０内をトレンチゲート部３２に沿って移動する。半導体装置１００は、半導体装置８００と比較して、ボディ領域１０内におけるホールの移動距離が短い。ボディ領域１０内に存在するホール量を抑制することでき、結果としてエミッタ領域１４から注入される電子量を抑制することができる。半導体装置１００は、ボディ領域１０内におけるホールの移動距離を短くすることにより、飽和電流の上昇を抑制することができる。
上記したように、第３側面３２ｃは、ボディコンタクト領域１２が接触する接触部４２ｃと、ボディコンタクト領域１２が接触しない非接触部４２ｄを備えている。非接触部４２ｄを設けることにより、オン抵抗（電子の移動抵抗）が増大することを抑制することができる。なお、半導体装置１００では、接触部４２ｃが、第１エミッタ接触部４２ａ及び第２エミッタ接触部４２ｂに繋がっている。すなわち、第１側面３２ａ及び第２側面３２ｂが伸びる方向において、エミッタ領域１４とボディコンタクト領域１２が接触している。そのため、半導体層２０の表層において、エミッタ領域１４と繋がるチャネルは形成されない。
上記したように、ボディコンタクト領域１２と第３側面３２ｃの非接触部４２ｄの隙間に存在するボディ領域１０の不純物は、ボディ領域１０のピーク不純物濃度より低く調整されている。その結果、ゲート電極３６にオン電圧を印加したときに、非接触部４２ｄに確実にチャネルが形成され、オン抵抗が上昇することを防止することができる。また、角部５０が接触部４０ｃの一部に含まれているので、島領域４０の角部に、電流が集中して流れることを防止することができる。
なお、本明細書で開示する技術は、トレンチゲート部によって島領域が形成されている半導体装置において種々の形態をとり得る。以下、図４〜図７を参照し、第２実施例〜第５実施例の半導体装置（半導体装置２００〜５００）について説明する。なお、以下の説明では、半導体装置２００〜５００について、半導体装置１００と共通する構造については、半導体装置１００と同一の参照番号を付すことにより説明を省略することがある。
（第２実施例）
図４を参照し、半導体装置２００の特徴を説明する。半導体装置２００では、ボディコンタクト領域２１２が、第１側面３２ａと第２側面３２ｂのみに接触している。ボディコンタクト領域２１２は、第３側面３２ｃに接触していない。そのため、半導体層２０の表層において、チャネルが形成される範囲を広く確保することができる。半導体装置２００は、オン抵抗をより低く抑制することができる。なお、半導体装置２００は、半導体装置１００と同様に、第１側面３２ａ及び第２側面３２ｂが伸びる方向において、エミッタ領域１４とボディコンタクト領域２１２が接触している。そのため、半導体装置２００も半導体層２０の表層において、エミッタ領域１４と繋がるチャネルが形成されることを防止することができる。
（第３実施例）
図５を参照し、半導体装置３００の特徴を説明する。半導体装置３００では、ボディコンタクト領域３１２が、第３側面３２ｃのみに接触している。半導体装置３００も、半導体層２０の表層において、第１エミッタ領域１４ａと第２エミッタ領域１４ｂがチャネルで結ばれることを防止することができる。
（第４実施例）
図６を参照し、半導体装置４００の特徴を説明する。半導体装置４００では、ボディコンタクト領域４１２が、エミッタ領域１４を除き、ボディ領域１０の表層の全体に設けられている。半導体装置４００は、半導体層２０の表層にチャネルが全く形成されない。そのため、飽和電流をより小さくすることができる。
（第５実施例）
図７を参照し、半導体装置５００について説明する。半導体装置５００では、エミッタ領域１４が、トレンチゲート部３２の全ての側面に接している。第１エミッタ領域１４ａが接している第１側面３２ａと、第１エミッタ領域１４ａと隣り合う第２エミッタ領域１４ｂが接している第２側面３２ｂは、頂点を共有する隣り合う側面である。半導体装置５００においても、エミッタ領域１４ａ，１４ｂ間においてボディコンタクト領域５１２がトレンチゲート部３２に接触しており、半導体層２０の表層において、エミッタ領域１４ａ，１４ｂ間がチャネルで接続されることを防止することができる。
上記実施例では、トレンチゲート部を備えるバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）について例示した。しかしながら、本明細書で開示する技術は、トレンチゲート部を備えるユニポーラトランジスタ（例えば、ＭＯＳＦＥＴ）に適用することもできる。重要なことは、トレンチゲート部が島領域を形成しており、その島領域内に複数の電子供給領域（実施例におけるエミッタ領域）が設けられている半導体装置において、隣り合う電子供給領域の間でボディコンタクト領域がトレンチゲート部に接していることである。
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。また、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。
６：ドリフト領域
１０：ボディ領域
１２：第２導電型コンタクト領域
１４：第１導電型コンタクト領域
１４ａ：第１コンタクト領域
１４ｂ：第２コンタクト領域
２０：半導体層
３２：トレンチゲート部
３２ａ：第１側面
３２ｂ：第２側面
４０：島領域
１００：半導体装置

Claims (5)

  1. 半導体装置であって、
    半導体層と
    前記半導体層の表面から深部に向けて伸びるトレンチゲート部と、を備えており、
    前記半導体層は、
    第１導電型のドリフト領域と、
    前記ドリフト領域の表面に設けられている第２導電型のボディ領域と、
    前記ボディ領域の表層の一部に設けられているとともに、前記ボディ領域によって前記ドリフト領域から分離されている第１導電型コンタクト領域と、
    前記ボディ領域の表層の他の一部に設けられており、前記ボディ領域より第２導電型の不純物を高濃度に含む第２導電型コンタクト領域と、を備えており、
    前記半導体層は、平面視したときに、前記トレンチゲート部に囲まれる島領域を有しており、
    前記トレンチゲート部は、前記島領域に接している第１側面と、前記島領域に接しているとともに前記第１側面とは異なる側面である第２側面と、を含み、
    前記第１導電型コンタクト領域は、前記島領域内において前記第１側面に接している第１コンタクト領域と、前記島領域内において前記第２側面に接している第２コンタクト領域と、を含み、
    前記第２導電型コンタクト領域は、前記第１コンタクト領域と前記第２コンタクト領域の間で、前記トレンチゲート部に接している、半導体装置。
  2. 前記トレンチゲート部の前記第１側面と前記第２側面が平行であり、
    前記トレンチゲート部は、前記島領域に接するとともに前記第１側面と前記第２側面の間を伸びている第３側面をさらに含み、
    前記第２導電型コンタクト領域は、前記第１側面と前記第３側面で構成される角部から前記第１コンタクト領域に至る範囲の前記第１側面に接しており、
    前記第２導電型コンタクト領域はさらに、前記第２側面と前記第３側面で構成される角部から前記第２コンタクト領域に至る範囲の前記第２側面に接している、請求項１に記載の半導体装置。
  3. 前記第２導電型コンタクト領域は、前記第１側面と前記第３側面で構成される角部及び前記第２側面と前記第３側面で構成される角部に接する、請求項２に記載の半導体装置。
  4. 前記第２導電型コンタクト領域は、前記第３側面の一部に接触していない、請求項３に記載の半導体装置。
  5. 前記第２導電型コンタクト領域と前記第３側面の隙間に存在する前記ボディ領域の不純物濃度は、前記ボディ領域のピーク不純物濃度より低い請求項４に記載の半導体装置。
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