JP2021150544A - 半導体装置及び半導体回路 - Google Patents
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Abstract
Description
第1の実施形態の半導体装置は、第1の面と、第1の面と対向する第2の面を有する半導体層であって、第1の面の側に設けられた第1のトレンチと、第2の面の側に設けられた第2のトレンチと、第2の面に接する第1導電形の第1の半導体領域と、第1の半導体領域と第1の面との間に設けられた第2導電形の第2の半導体領域と、第2の半導体領域と第1の面との間に設けられた第1導電形の第3の半導体領域と、第3の半導体領域と第1の面との間に設けられた第2導電形の第4の半導体領域と、第2のトレンチと第3の半導体領域との間に設けられ、第3の半導体領域及び第1の半導体領域と離間し、第2のトレンチに接する第1導電形の第5の半導体領域と、を含む半導体層と、第1のトレンチの中に設けられた第1のゲート電極と、第1のゲート電極と第2の半導体領域との間、第1のゲート電極と第3の半導体領域との間、及び、第1のゲート電極と第4の半導体領域との間に設けられた第1のゲート絶縁膜と、第2のトレンチの中に設けられた第2のゲート電極と、第2のゲート電極と第1の半導体領域との間、及び、第2のゲート電極と第5の半導体領域との間に設けられた第2のゲート絶縁膜と、半導体層の第1の面の側に設けられ、第4の半導体領域に電気的に接続された第1の電極と、半導体層の第2の面の側に設けられ、第1の半導体領域に電気的に接続された第2の電極と、を備える。
第2の実施形態の半導体装置は、半導体層は、第2の面に接し、第2の電極に電気的に接続された第2導電形の第6の半導体領域を含まない点で、第1の実施形態の半導体装置と異なっている。以下、第1の実施形態と重複する内容については一部記述を省略する場合がある。
第3の実施形態の半導体装置は、第1のトレンチは、第1の面において、第1の面に平行な第1の方向に延び、第2のトレンチは、第2の面において、第1の面に平行で、第1の方向に直交する第2の方向に延びる点で、第1の実施形態の半導体装置と異なっている。以下、第1の実施形態と重複する内容については一部記述を省略する場合がある。
第4の実施形態の半導体装置は、第1の面の側に設けられた第3のトレンチを、更に含み、第3のトレンチの中に設けられ、第1の電極に電気的に接続された導電層と、導電層と第2の半導体領域との間、及び、導電層と第3の半導体領域との間、に設けられた絶縁膜とを、更に備える点で、第1の実施形態の半導体装置と異なっている。以下、第1の実施形態と重複する内容については一部記述を省略する場合がある。
第5の実施形態の半導体回路は、第1のゲート電極にターンオン電圧が印加されている際に、第2のゲート電極には、第1導電形がp形の場合には負電圧が印加され、第1導電形がn形の場合には正電圧が印加されるように半導体装置を制御する制御回路と、を備える点で、第1の実施形態の半導体装置と異なっている。以下、第1の実施形態と重複する内容については一部記述を省略する場合がある。
12 エミッタ電極(第1の電極)
14 コレクタ電極(第2の電極)
21 表面ゲートトレンチ(第1のトレンチ)
22 裏面ゲートトレンチ(第2のトレンチ)
23 ダミーゲートトレンチ(第3のトレンチ)
26 p形コレクタ領域(第1の半導体領域)
28 n形コレクタ領域(第6の半導体領域)
30 バッファ領域(第7の半導体領域)
32 ドリフト領域(第2の半導体領域)
34 p形フローティング領域(第5の半導体領域)
36 ベース領域(第3の半導体領域)
38 エミッタ領域(第4の半導体領域)
41 表面ゲート絶縁膜(第1のゲート絶縁膜)
42 裏面ゲート絶縁膜(第2のゲート絶縁膜)
43 ダミーゲート絶縁膜(絶縁膜)
51 表面ゲート電極(第1のゲート電極)
52 裏面ゲート電極52(第2のゲート電極)
53 ダミーゲート電極(導電層)
100 IGBT(半導体装置)
150 制御回路
200 IGBT(半導体装置)
300 IGBT(半導体装置)
400 IGBT(半導体装置)
500 半導体回路
P1 第1の面
P2 第2の面
Claims (9)
- 第1の面と、前記第1の面と対向する第2の面を有する半導体層であって、
前記第1の面の側に設けられた第1のトレンチと、
前記第2の面の側に設けられた第2のトレンチと、
前記第2の面に接する第1導電形の第1の半導体領域と、
前記第1の半導体領域と前記第1の面との間に設けられた第2導電形の第2の半導体領域と、
前記第2の半導体領域と前記第1の面との間に設けられた第1導電形の第3の半導体領域と、
前記第3の半導体領域と前記第1の面との間に設けられた第2導電形の第4の半導体領域と、
前記第2のトレンチと前記第3の半導体領域との間に設けられ、前記第3の半導体領域及び前記第1の半導体領域と離間し、前記第2のトレンチに接する第1導電形の第5の半導体領域と、
を含む半導体層と、
前記第1のトレンチの中に設けられた第1のゲート電極と、
前記第1のゲート電極と前記第2の半導体領域との間、前記第1のゲート電極と前記第3の半導体領域との間、及び、前記第1のゲート電極と前記第4の半導体領域との間に設けられた第1のゲート絶縁膜と、
前記第2のトレンチの中に設けられた第2のゲート電極と、
前記第2のゲート電極と前記第1の半導体領域との間、及び、前記第2のゲート電極と前記第5の半導体領域との間に設けられた第2のゲート絶縁膜と、
前記半導体層の前記第1の面の側に設けられ、前記第4の半導体領域に電気的に接続された第1の電極と、
前記半導体層の前記第2の面の側に設けられ、前記第1の半導体領域に電気的に接続された第2の電極と、
を備える半導体装置。 - 前記半導体層は、前記第2の面に接し、前記第2の電極に電気的に接続された第2導電形の第6の半導体領域を、更に含む
請求項1記載の半導体装置。 - 前記第1のトレンチは、前記第1の面において、前記第1の面に平行な第1の方向に延び、
前記第2のトレンチは、前記第2の面において、前記第1の面に平行で、前記第1の方向に直交する第2の方向に延びる請求項1又は請求項2記載の半導体装置。 - 前記半導体層は、前記第1の面の側に設けられた第3のトレンチを、更に含み、
前記第3のトレンチの中に設けられ、前記第1の電極に電気的に接続された導電層と、
前記導電層と前記第2の半導体領域との間、及び、前記導電層と前記第3の半導体領域との間、に設けられた絶縁膜とを、
更に備える請求項1ないし請求項3いずれか一項記載の半導体装置。 - 前記半導体層は、前記第1の半導体領域と前記第2の半導体領域との間に設けられ、前記第2の半導体領域よりも第2導電形不純物濃度の高い第2導電形の第7の半導体領域を、更に含む請求項1ないし請求項4いずれか一項記載の半導体装置。
- 前記第5の半導体領域は、前記第7の半導体領域に囲まれる請求項5記載の半導体装置。
- 前記第5の半導体領域の第2導電形不純物濃度は、前記第3の半導体領域の第2導電形不純物濃度よりも高い請求項1ないし請求項6いずれか一項記載の半導体装置。
- 前記第1の半導体領域は前記第2のトレンチに接する請求項1ないし請求項7いずれか一項記載の半導体装置。
- 請求項1ないし請求項8いずれか一項記載の半導体装置と、
前記第1のゲート電極にターンオン電圧が印加されている際に、前記第2のゲート電極には、第1導電形がp形の場合には負電圧が印加され、第1導電形がn形の場合には正電圧が印加されるように前記半導体装置を制御する制御回路と、
を備える半導体回路。
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