JP3371836B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、MOS素子を有す
る半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a MOS element.

【0002】[0002]

【背景技術および発明が解決しようとする課題】例えば
MOSFETとサイリスタ構造を複合化したMOSサイ
リスタは、MOSゲートを用いてカソードからフローテ
ィングエミッタ領域にエレクトロンが供給され、さらに
アノードからベース領域にホールが注入されることによ
り、素子の内部にてサイリスタ動作を行う素子である。
BACKGROUND ART For example, in a MOS thyristor in which a MOSFET and a thyristor structure are combined, electrons are supplied from a cathode to a floating emitter region by using a MOS gate, and holes are further injected from an anode to a base region. As a result, the thyristor operation is performed inside the element.

【0003】図11に、従来のMOSサイリスタの一例
を示す。このMOSサイリスタは、p+型エミッタ層1
0、n+型バッファ層12、n-型ベース領域14、p-
型ベース領域16、フローティングエミッタ領域22お
よびn+型不純物拡散層18を有する。さらに、ソース
領域あるいはエミッタ領域として機能するn+型不純物
拡散層18およびp-型ベース領域16の表面には、ゲ
ート絶縁層32を介してゲート電極30が形成されてい
る。そして、このゲート電極30によってMOSゲート
を駆動し、サイリスタの動作を制御する。すなわち、n
+型不純物拡散層(ソース領域)18、第1のチャネル
領域20a、フローティングエミッタ領域22、第2の
チャネル領域20b、n-型ベース領域14、n+型バッ
ファ層12およびp+型エミッタ層10によって、サイ
リスタ動作用のIGBTが構成される。
FIG. 11 shows an example of a conventional MOS thyristor. This MOS thyristor has ap + type emitter layer 1
0, n + type buffer layer 12, n type base region 14, p
It has a type base region 16, a floating emitter region 22 and an n + type impurity diffusion layer 18. Further, a gate electrode 30 is formed on the surface of the n + type impurity diffusion layer 18 and the p type base region 16 which function as a source region or an emitter region, with a gate insulating layer 32 interposed therebetween. The gate electrode 30 drives the MOS gate to control the operation of the thyristor. That is, n
+ Type impurity diffusion layer (source region) 18, first channel region 20a, floating emitter region 22, second channel region 20b, n type base region 14, n + type buffer layer 12 and p + type emitter layer 10 An IGBT for thyristor operation is constituted by.

【0004】このMOSサイリスタにおいては、サイリ
スタが動作状態となった場合に、n +型フローティング
エミッタ領域22からp-型ベース領域16にエレクト
ロンの注入が起こり、同時にp+型エミッタ層10から
-型ベース領域14を経てp-型ベース領域16へホー
ルの注入が起こる。しかし、この構造の素子において
は、高注入状態となった場合に、n+型エミッタ領域1
8、p-型ベース領域16、n-型ベース領域14、n+
型バッファ層12およびp+型エミッタ層10からなる
寄生サイリスタがラッチアップするとMOSゲートの制
御機能が失われ、サイリスタのオフ動作ができなくな
る。そのため、寄生サイリスタのラッチアップを防止す
るために、カソード電極50直下のp型ベース領域17
の不純物濃度を高くしたり、あるいはその拡散深さを深
くすることが行われる。しかし、寄生サイリスタのラッ
チアップを防止するために、カソード電極直下のベース
領域の不純物濃度を高くすることはプロセスの複雑化に
つながり、また拡散深さを充分に深くすることも単位セ
ルサイズが大きくなってしまうことから、安全動作領域
が狭くなる上、オン電圧も高くなる。
In this MOS thyristor,
When the switch is in the operating state, n +Type floating
P from the emitter region 22-Elect to mold base area 16
Ron injection occurs and at the same time p+From the emitter layer 10
n-P through the mold base region 14-To mold base area 16
Infusion of the le occurs. However, in the device of this structure
Is n when the high injection state is reached.+Type emitter region 1
8, p-Mold base region 16, n-Mold base region 14, n+
Type buffer layer 12 and p+Formed by emitter layer 10
When the parasitic thyristor latches up, the MOS gate is controlled.
Function is lost and the thyristor cannot be turned off.
It Therefore, prevent latch-up of parasitic thyristor.
In order to reduce the p-type base region 17 just below the cathode electrode 50,
Or increase the diffusion depth.
Combing is done. However, the parasitic thyristor
Base just below the cathode electrode to prevent chill-up
Increasing the impurity concentration in the region complicates the process.
It is also possible to increase the connection depth and the diffusion depth sufficiently.
Safe operating area
Becomes narrower and the on-voltage becomes higher.

【0005】本発明の目的は、オン電圧の低い、MOS
素子を含む半導体装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a MOS having a low on-voltage.
It is to provide a semiconductor device including an element.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
は、絶縁ゲートに印加する電圧によってチャネル領域に
おけるチャネルの形成あるいは非形成を制御する半導体
装置であって、前記チャネル領域と接し、ソース領域と
して機能する半導体層と、少なくとも、前記チャネル領
域および前記半導体層の端部あるいはその近傍に、ゲー
ト絶縁層と対向するように形成された埋込み絶縁層と、
を含み、少なくとも前記チャネル領域に、電流経路に沿
った方向にトレンチゲートが形成されている。
A semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device in which formation or non-formation of a channel in a channel region is controlled by a voltage applied to an insulated gate, the semiconductor device being in contact with the channel region and being in contact with the source region. A semiconductor layer functioning as, and at least an embedded insulating layer formed to face the gate insulating layer at or near an end of the channel region and the semiconductor layer or in the vicinity thereof,
And a trench gate is formed in at least the channel region in a direction along the current path.

【0007】前記チャネル領域は、デバイスの構造によ
って、第1あるいは第2導電型のいずれかの半導体層に
よって構成される。
The channel region is formed of a semiconductor layer of either the first or second conductivity type depending on the structure of the device.

【0008】この半導体装置によれば、少なくともチャ
ネル領域に電流経路に沿った方向にトレンチゲートを形
成することにより、チャネル領域におけるMOSゲート
の実効面積を大きくすることができ、その結果、チャネ
ル抵抗を低減できオン電圧を小さくすることができる。
この作用効果は、本発明に係る半導体装置に共通する。
また、前記埋込み絶縁層を形成することにより、ソース
領域として機能する前記半導体層を含む寄生サイリスタ
がある場合には、そのラッチアップ動作を防止すること
ができる。
According to this semiconductor device, the effective area of the MOS gate in the channel region can be increased by forming the trench gate in at least the channel region in the direction along the current path, and as a result, the channel resistance can be increased. It can be reduced and the on-voltage can be reduced.
This effect is common to the semiconductor device according to the present invention.
Further, by forming the buried insulating layer, when there is a parasitic thyristor including the semiconductor layer functioning as a source region, the latch-up operation can be prevented.

【0009】本発明の半導体装置は、例えば、以下の態
様をとりうる。
The semiconductor device of the present invention can take the following modes, for example.

【0010】(A)半導体装置は、第1導電型の第1半
導体層、前記第1半導体層の一方の主面側に形成された
第2導電型の第2半導体層、前記第2半導体層の表面部
に選択的に形成された第1導電型の第3半導体層、前記
第3半導体層の表面部に選択的に形成された第2導電型
の第4半導体層、前記第4半導体層と接し、チャネル領
域を形成しうる第5半導体層、前記第3半導体層の表面
部に、前記第5半導体層を介在させて、前記第4半導体
層と離間して選択的に形成された第2導電型の第6半導
体層、少なくとも、前記第5半導体層の表面に、ゲート
絶縁層を介して形成されたゲート電極、前記第3半導体
層の内部にあって、かつ、少なくとも、前記第4半導体
層および前記第5半導体層の、前記第1半導体層側の端
部あるいはその近傍に形成された埋込み絶縁層、前記第
3半導体層および前記第4半導体層の表面に形成された
第1の主電極、および前記第1半導体層の他方の主面側
に形成された第2の主電極、を含み、少なくとも前記第
5半導体層に、電流経路に沿った方向にトレンチゲート
が形成されている。
(A) A semiconductor device comprises a first conductive type first semiconductor layer, a second conductive type second semiconductor layer formed on one main surface side of the first semiconductor layer, and the second semiconductor layer. A third semiconductor layer of the first conductivity type selectively formed on the surface of the second semiconductor layer, a fourth semiconductor layer of the second conductivity type selectively formed on the surface of the third semiconductor layer, and the fourth semiconductor layer A fifth semiconductor layer that is in contact with the third semiconductor layer and can form a channel region, and a fifth semiconductor layer is interposed between the fifth semiconductor layer and the third semiconductor layer, and the fifth semiconductor layer is formed separately from the fourth semiconductor layer. A second conductivity type sixth semiconductor layer, at least a gate electrode formed on the surface of the fifth semiconductor layer via a gate insulating layer, and inside the third semiconductor layer, and at least the fourth semiconductor layer; Ends of the semiconductor layer and the fifth semiconductor layer on the side of the first semiconductor layer or in the vicinity thereof. The embedded insulating layer formed on the first semiconductor layer, the first main electrode formed on the surfaces of the third semiconductor layer and the fourth semiconductor layer, and the second main surface formed on the other main surface side of the first semiconductor layer. A trench gate including a main electrode is formed in at least the fifth semiconductor layer in a direction along the current path.

【0011】この半導体装置においては、ソース領域と
して機能する第4半導体層、チャネル領域を形成し得る
第5半導体層、ドレイン領域およびフローティングエミ
ッタ領域として機能する第6半導体層によって、MOS
トランジスタが形成される。また、第1,第2,第3お
よび第6半導体層によってサイリスタが形成される。
In this semiconductor device, the fourth semiconductor layer that functions as a source region, the fifth semiconductor layer that can form a channel region, the drain region, and the sixth semiconductor layer that functions as a floating emitter region are used to form a MOS.
A transistor is formed. A thyristor is formed by the first, second, third and sixth semiconductor layers.

【0012】この半導体装置によれば、少なくともチャ
ネル領域に電流経路に沿った方向にトレンチゲートを形
成することにより、チャネル領域におけるMOSゲート
の実効面積を大きくすることができ、その結果、チャネ
ル抵抗を低減できオン電圧を小さくすることができる。
According to this semiconductor device, the effective area of the MOS gate in the channel region can be increased by forming the trench gate in at least the channel region in the direction along the current path, and as a result, the channel resistance can be increased. It can be reduced and the on-voltage can be reduced.

【0013】この半導体装置においては、ソース領域ま
たはエミッタ領域として機能する第4半導体層およびチ
ャネル領域を形成し得る第5半導体層の端部あるいはそ
の近傍に埋込み絶縁層を形成することにより、カソード
電極として機能する第1の主電極の直下に存在する寄生
サイリスタのラッチアップ動作を防止することができ
る。すなわち、ソース領域またはエミッタ領域として機
能する第4半導体層およびチャネル領域を形成し得る第
5半導体層の下端領域に、好ましくは動作領域を横切る
状態で(前記第1半導体層の主面と平行な方向に)埋込
み絶縁層を形成することにより、アノード電極として機
能する第2の主電極に電圧が印加された高注入状態であ
った場合でも、前記埋込み絶縁層によって第4半導体層
および第5半導体層と第2半導体層とが電気的に分離さ
れるため、第1の主電極の下に形成される寄生サイリス
タの動作が抑制される。その結果、従来構造の素子に比
べて確実にオン・オフ動作を行うことができる。
In this semiconductor device, the cathode electrode is formed by forming the buried insulating layer at or near the end of the fifth semiconductor layer capable of forming the fourth semiconductor layer functioning as the source region or the emitter region and the channel region. It is possible to prevent the latch-up operation of the parasitic thyristor existing immediately below the first main electrode functioning as. That is, in the lower end region of the fifth semiconductor layer capable of forming the fourth semiconductor layer functioning as the source region or the emitter region and the channel region, preferably in a state of traversing the operating region (parallel to the main surface of the first semiconductor layer). By forming the buried insulating layer (in the direction), the fourth insulating layer and the fifth semiconductor layer are formed by the buried insulating layer even in a high injection state in which a voltage is applied to the second main electrode functioning as an anode electrode. Since the layer and the second semiconductor layer are electrically separated, the operation of the parasitic thyristor formed under the first main electrode is suppressed. As a result, the on / off operation can be performed more reliably as compared with the device having the conventional structure.

【0014】(B)半導体装置は、1導電型の第1半導
体層、前記第1半導体層の一方の主面側に形成された第
2導電型の第2半導体層、前記第2半導体層の表面部に
選択的に形成された第1導電型の第3半導体層、前記第
3半導体層の表面部に選択的に形成された第2導電型の
第4半導体層、前記第4半導体層と接し、チャネル領域
を形成しうる第5半導体層、少なくとも、前記第5半導
体層の表面に、ゲート絶縁層を介して形成されたゲート
電極、前記第3半導体層の内部にあって、かつ、少なく
とも、前記第4半導体層および前記第5半導体層の、前
記第1半導体層側の端部あるいはその近傍に形成された
埋込み絶縁層、前記第3半導体層および前記第4半導体
層の表面に形成された第1の主電極、および前記第1半
導体層の他方の主面側に形成された第2の主電極、を含
み、少なくとも前記第5半導体層に、電流経路に沿った
方向にトレンチゲートが形成されている。
(B) The semiconductor device includes a first conductivity type first semiconductor layer, a second conductivity type second semiconductor layer formed on one main surface side of the first semiconductor layer, and a second semiconductor layer. A first conductive type third semiconductor layer selectively formed on a surface portion, a second conductive type fourth semiconductor layer selectively formed on a surface portion of the third semiconductor layer, and a fourth semiconductor layer, A fifth semiconductor layer which is in contact with and can form a channel region, at least a gate electrode formed on the surface of the fifth semiconductor layer via a gate insulating layer, and inside the third semiconductor layer, and at least A buried insulating layer formed at or near the ends of the fourth semiconductor layer and the fifth semiconductor layer on the first semiconductor layer side, and formed on the surfaces of the third semiconductor layer and the fourth semiconductor layer. A first main electrode and the other main electrode of the first semiconductor layer It includes a second main electrode, which is formed on the side, at least the fifth semiconductor layer, and a trench gate is formed in a direction along the current path.

【0015】この半導体装置においては、ソース領域お
よびエミッタ領域として機能する第4半導体層およびチ
ャネル領域を形成し得る第5半導体層を有する。また、
第1,第2,第3、第5および第4半導体層によってI
GBT(Insulated Gate Bipolor Transistor)が形
成される。
This semiconductor device has a fourth semiconductor layer functioning as a source region and an emitter region and a fifth semiconductor layer capable of forming a channel region. Also,
By the first, second, third, fifth and fourth semiconductor layers I
A GBT (Insulated Gate Bipolor Transistor) is formed.

【0016】この半導体装置によれば、少なくともチャ
ネル領域に電流経路に沿った方向にトレンチゲートを形
成することにより、チャネル領域におけるMOSゲート
の実効面積を大きくすることができ、その結果、チャネ
ル抵抗を低減できオン電圧を小さくすることができる。
According to this semiconductor device, the effective area of the MOS gate in the channel region can be increased by forming the trench gate in at least the channel region in the direction along the current path, and as a result, the channel resistance can be increased. It can be reduced and the on-voltage can be reduced.

【0017】この半導体装置においては、エミッタ領域
として機能する第4半導体層およびチャネル領域を形成
し得る第5半導体層の端部あるいはその近傍に埋込み絶
縁層を形成することにより、カソード電極として機能す
る第1の主電極の直下に存在する寄生サイリスタのラッ
チアップ動作を防止することができる。すなわち、エミ
ッタ領域として機能する第4半導体層およびチャネル領
域を形成し得る第5半導体層の下端領域に、好ましくは
動作領域を横切る状態で(前記第1半導体層の主面と平
行な方向に)埋込み絶縁層を形成することにより、アノ
ード電極として機能する第2の主電極に電圧が印加され
た高注入状態であった場合でも、前記埋込み絶縁層によ
って第4半導体層および第5半導体層と第2半導体層と
が電気的に分離されるため、第1の主電極の下に形成さ
れる寄生サイリスタの動作が抑制される。その結果、従
来構造の素子に比べて確実にオン・オフ動作を行うこと
ができる。
In this semiconductor device, a buried insulating layer is formed at or near the end of the fourth semiconductor layer functioning as an emitter region and the fifth semiconductor layer capable of forming a channel region, thereby functioning as a cathode electrode. It is possible to prevent the latch-up operation of the parasitic thyristor existing immediately below the first main electrode. That is, in the lower end region of the fourth semiconductor layer functioning as an emitter region and the fifth semiconductor layer capable of forming a channel region, preferably in a state of traversing the operation region (in a direction parallel to the main surface of the first semiconductor layer). By forming the buried insulating layer, the buried insulating layer allows the fourth semiconductor layer and the fifth semiconductor layer to be connected to the second main electrode functioning as an anode electrode even when a high voltage is applied. Since the two semiconductor layers are electrically separated, the operation of the parasitic thyristor formed below the first main electrode is suppressed. As a result, the on / off operation can be performed more reliably as compared with the device having the conventional structure.

【0018】(C)半導体装置は、第2導電型の第1半
導体層、前記第1半導体層の一方の主面側に形成された
第2導電型の第2半導体層、前記第2半導体層の表面部
に選択的に形成された第1導電型の第3半導体層、前記
第3半導体層の表面部に選択的に形成された第2導電型
の第4半導体層、前記第4半導体層と接し、チャネル領
域を形成しうる第5半導体層、少なくとも、前記第5半
導体層の表面に、ゲート絶縁層を介して形成されたゲー
ト電極、前記第3半導体層の内部にあって、かつ、少な
くとも、前記第4半導体層および前記第5半導体層の、
前記第1半導体層側の端部あるいはその近傍に形成され
た埋込み絶縁層、前記第3半導体層および前記第4半導
体層の表面に形成された第1の主電極、および前記第1
半導体層の他方の主面側に形成された第2の主電極、を
含み、少なくとも前記第5半導体層に、電流経路に沿っ
た方向にトレンチゲートが形成されている。
(C) The semiconductor device comprises a second conductive type first semiconductor layer, a second conductive type second semiconductor layer formed on one main surface side of the first semiconductor layer, and the second semiconductor layer. A third semiconductor layer of the first conductivity type selectively formed on the surface of the second semiconductor layer, a fourth semiconductor layer of the second conductivity type selectively formed on the surface of the third semiconductor layer, and the fourth semiconductor layer A fifth semiconductor layer that is in contact with a channel region and can form a channel region, at least a gate electrode formed on the surface of the fifth semiconductor layer via a gate insulating layer, and inside the third semiconductor layer, and At least the fourth semiconductor layer and the fifth semiconductor layer,
A buried insulating layer formed at or near the end of the first semiconductor layer side, a first main electrode formed on the surfaces of the third semiconductor layer and the fourth semiconductor layer, and the first
A trench gate is formed in at least the fifth semiconductor layer in a direction along the current path, including a second main electrode formed on the other main surface side of the semiconductor layer.

【0019】この半導体装置においては、上記(B)の
半導体装置の第1導電型の第1半導体層の代わりに、第
2導電型の第1半導体層を有している。つまり、この半
導体装置においては、ソース領域として機能する第4半
導体層およびチャネル領域を形成し得る第5半導体層お
よびドレイン領域として機能する第1半導体層を有し、
MOSFETを構成する。
This semiconductor device has a second conductivity type first semiconductor layer in place of the first conductivity type first semiconductor layer of the semiconductor device of (B). That is, this semiconductor device has a fourth semiconductor layer that functions as a source region, a fifth semiconductor layer that can form a channel region, and a first semiconductor layer that functions as a drain region,
Configure a MOSFET.

【0020】この半導体装置によれば、少なくともチャ
ネル領域に電流経路に沿った方向にトレンチゲートを形
成することにより、チャネル領域におけるMOSゲート
の実効面積を大きくすることができ、その結果、チャネ
ル抵抗を低減できオン電圧を小さくすることができる。
According to this semiconductor device, by forming the trench gate in at least the channel region in the direction along the current path, the effective area of the MOS gate in the channel region can be increased, and as a result, the channel resistance can be increased. It can be reduced and the on-voltage can be reduced.

【0021】本発明においては、前記トレンチゲート
は、前記チャネル領域のみならず、前記ゲート絶縁層お
よびゲート電極が形成された領域の一部または全体に形
成されていてもよい。トレンチゲートが形成された領域
では、低抵抗なアキミュレーション領域が形成され、素
子のオン電圧を低減できる。
In the present invention, the trench gate may be formed not only in the channel region but also in a part or the whole of the region where the gate insulating layer and the gate electrode are formed. In the region where the trench gate is formed, a low resistance accumulation region is formed, and the on-voltage of the device can be reduced.

【0022】さらに、本発明に係るいずれの半導体装置
も、前記埋込み絶縁層中に埋込み電極が形成されること
が望ましい。そして、素子をターンオフする際に、前記
埋込み電極に所定の電位を加えることにより、アノード
電位(第2の主電極の電位)の上昇によって埋込み絶縁
層の表面に存在する寄生チャネル領域が動作することを
防止することができ、素子のターンオフをより確実に行
うことができる。
Further, in any of the semiconductor devices according to the present invention, it is desirable that a buried electrode be formed in the buried insulating layer. Then, when the element is turned off, by applying a predetermined potential to the embedded electrode, the parasitic channel region existing on the surface of the embedded insulating layer operates due to the rise of the anode potential (the potential of the second main electrode). Can be prevented, and the element can be turned off more reliably.

【0023】本発明の半導体装置は、MOSゲートを有
するデバイスに適用でき、MOSゲートサイリスタ、I
GBTの他に、パワーMOSFETなどにも適用でき
る。
The semiconductor device of the present invention can be applied to a device having a MOS gate, and a MOS gate thyristor, I
In addition to the GBT, it can be applied to a power MOSFET and the like.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)図1は、本
発明を適用した、MOSゲートによって制御されるサイ
リスタ(MOSゲートサイリスタ)100を模式的に示
す断面図であり、図2は、図1のMOSゲートサイリス
タ100の要部を示す斜視図であり、図3は、図1のA
−A線に沿った部分を示す断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) FIG. 1 is a sectional view schematically showing a thyristor 100 (MOS gate thyristor) 100 controlled by a MOS gate to which the present invention is applied. 3 is a perspective view showing a main part of the MOS gate thyristor 100 of FIG. 1, and FIG.
It is sectional drawing which shows the part along the -A line.

【0025】(構成)このMOSゲートサイリスタ10
0においては、低抵抗半導体基板からなるエミッタ領域
として機能するp+型アノード層(第1半導体層)10
の一方の主面上に、n+型バッファ層12が形成され、
このバッファ層12の表面にはドリフト層として機能す
るn-型ベース領域(第2半導体層)14が形成されて
いる。このn-型ベース領域14の表面部には、p-型ベ
ース領域(第3半導体層)16が形成され、このベース
領域16には、MOSFETのソース領域として機能す
るn+型不純物拡散層(第4半導体層)18が選択的に
形成されている。さらに、前記p-型ベース領域16の
表面部には、前記n+型不純物拡散層18と離れた位置
に、n+型フローティングエミッタ領域(第6半導体
層)22が選択的に形成されている。
(Structure) This MOS gate thyristor 10
0, the p + type anode layer (first semiconductor layer) 10 functioning as an emitter region made of a low resistance semiconductor substrate
An n + type buffer layer 12 is formed on one main surface of
An n type base region (second semiconductor layer) 14 that functions as a drift layer is formed on the surface of the buffer layer 12. A p -type base region (third semiconductor layer) 16 is formed on the surface of the n -type base region 14, and an n + -type impurity diffusion layer (functioning as a source region of the MOSFET) is formed in the base region 16. A fourth semiconductor layer) 18 is selectively formed. Further, an n + type floating emitter region (sixth semiconductor layer) 22 is selectively formed on the surface portion of the p type base region 16 at a position apart from the n + type impurity diffusion layer 18. .

【0026】このn+型フローティングエミッタ領域2
2は、前記p-型ベース領域16の表面部に形成される
第1のフローティングエミッタ領域22aと、この第1
のフローティングエミッタ領域22aの下端部に連続し
さらに前記p+型アノード層10の主面と平行な方向に
沿ってのびる第2のフローティングエミッタ領域22b
とから構成されている。
This n + type floating emitter region 2
2 denotes a first floating emitter region 22a formed on the surface of the p type base region 16 and the first floating emitter region 22a.
Second floating emitter region 22b which is continuous with the lower end of the floating emitter region 22a and extends in a direction parallel to the main surface of the p + -type anode layer 10.
It consists of and.

【0027】前記n+型不純物拡散層18とフローティ
ングエミッタ領域22との間のp-型ベース領域16に
は、第1のチャネル領域(第5半導体層)20aが形成
され、前記n+型フローティングエミッタ領域22とn-
型ベース領域14との間にあるp-型ベース領域16に
は第2のチャネル領域20bが形成されている。また、
前記n+型不純物拡散層18の外側には、必要に応じ
て、寄生サイリスタのラッチアップをより確実に防止す
るためのp+型ベース領域17が形成されている。
A first channel region (fifth semiconductor layer) 20a is formed in the p type base region 16 between the n + type impurity diffusion layer 18 and the floating emitter region 22, and the n + type floating region is formed. Emitter region 22 and n
A second channel region 20b is formed in the p type base region 16 between the type base region 14 and the p type base region. Also,
A p + type base region 17 is formed outside the n + type impurity diffusion layer 18 as necessary to prevent the parasitic thyristor from latching up more reliably.

【0028】前記n+型不純物拡散層18、第1のチャ
ネル領域20aおよび第1のフローティングエミッタ領
域22aの一部の下端部には、これらの領域とほぼ接す
る状態で、かつ前記p+型アノード層10の主面と平行
な方向に、埋込み絶縁層70が形成されている。つま
り、第1のチャネル領域20aは、n+型不純物拡散層
18、フローティングエミッタ領域22および埋込み絶
縁層70によって区画されている。
The n + -type impurity diffusion layer 18, the first channel region 20a and the first floating emitter region 22a are partially in contact with the lower end portions of the p + -type anode in a state of being substantially in contact with these regions. A buried insulating layer 70 is formed in a direction parallel to the main surface of the layer 10. That is, the first channel region 20 a is partitioned by the n + type impurity diffusion layer 18, the floating emitter region 22 and the buried insulating layer 70.

【0029】そして、n+型不純物拡散層18、第1の
チャネル領域20a、n+型フローティングエミッタ領
域22、および第2のチャネル領域20bの表面には、
ゲート絶縁層32を介してゲート電極30が形成されて
いる。
Then, on the surfaces of the n + type impurity diffusion layer 18, the first channel region 20a, the n + type floating emitter region 22, and the second channel region 20b,
The gate electrode 30 is formed via the gate insulating layer 32.

【0030】本実施の形態においては、図2および図3
に拡大して示すように、第1のチャネル領域20aを含
む領域G100、具体的には第1のチャネル領域20a
と、n+型不純物拡散層18およびフローティングエミ
ッタ領域22の一部とを含む領域G100に、複数のト
レンチゲート34が形成されている。これらのトレンチ
ゲート34は、n+型不純物拡散層18、第1のチャネ
ル領域20aおよびフローティングエミッタ領域22を
流れる電流経路ICHに沿って形成されている。このトレ
ンチゲート34は、ゲート絶縁層32に連続しトレンチ
に沿って形成されたトレンチゲート絶縁層320と、ゲ
ート電極30と連続し、トレンチゲート絶縁層320を
介してトレンチ内に形成された導電層300とから形成
されている。
In this embodiment, FIG. 2 and FIG.
As shown in an enlarged view, the region G100 including the first channel region 20a, specifically, the first channel region 20a.
And a plurality of trench gates 34 are formed in a region G100 including the n + -type impurity diffusion layer 18 and a part of the floating emitter region 22. These trench gates 34 are formed along a current path I CH that flows through the n + type impurity diffusion layer 18, the first channel region 20 a and the floating emitter region 22. The trench gate 34 is continuous with the gate insulating layer 32 and is formed along the trench, and the trench gate insulating layer 320 is continuous with the gate electrode 30, and the conductive layer formed in the trench via the trench gate insulating layer 320. And 300.

【0031】また、図1に示すように、前記n+型不純
物拡散領域18およびp+型ベース領域17の表面に
は、第1の主電極であるカソード電極50が形成されて
いる。また、p+型アノード層10の他方の主面には第
2の主電極であるアノード電極60が形成されている。
Further, as shown in FIG. 1, a cathode electrode 50 as a first main electrode is formed on the surfaces of the n + type impurity diffusion region 18 and the p + type base region 17. An anode electrode 60, which is a second main electrode, is formed on the other main surface of the p + type anode layer 10.

【0032】このMOSゲートサイリスタ100におい
ては、n+型フローティングエミッタ領域22、p-型ベ
ース領域16、n-型ベース領域14、n+型バッファ層
12およびp+型アノード層10によって、npnpサ
イリスタが構成される。
In this MOS gate thyristor 100, the n + -type floating emitter region 22, the p -type base region 16, the n -type base region 14, the n + -type buffer layer 12 and the p + -type anode layer 10 allow the npnp thyristor. Is configured.

【0033】また、n+型不純物拡散層(ソース領域)
18、第1のチャネル領域20a、n+型フローティン
グエミッタ領域22、第2のチャネル領域20b、n-
型ベース領域14、n+型バッファ層12およびp+型ア
ノード層(エミッタ領域)10によって、IGBTが構
成される。
The n + type impurity diffusion layer (source region)
18, first channel region 20a, n + type floating emitter region 22, second channel region 20b, n
The type base region 14, the n + type buffer layer 12, and the p + type anode layer (emitter region) 10 form an IGBT.

【0034】(動作)次に、本実施の形態に係るMOS
ゲートサイリスタ100の動作について説明する。
(Operation) Next, the MOS according to the present embodiment
The operation of the gate thyristor 100 will be described.

【0035】まず、ゲート電極30とアノード電極60
とに所定の正電圧を印加することにより、IGBTを動
作させる。IGBTの動作では、エレクトロンは、n+
型不純物拡散層18から第1のチャネル領域20aを経
てn+型フローティングエミッタ22に流れ込み、さら
にそのフローティングエミッタ領域22のゲート絶縁層
32に沿って形成されるアキミュレーション領域を流
れ、さらに第2のチャネル領域20bを経てn-型ベー
ス領域14に流れ込む。同時に、アノード電極60に正
電圧が印加されているため、ホールがp+型アノード層
10からn+型バッファ層12を経てn-型ベース領域1
4へと流れ込む。このようにして、n-型ベース領域1
4はエレクトロンとホールとによって充満され、IGB
Tは動作モードとなる。
First, the gate electrode 30 and the anode electrode 60
The IGBT is operated by applying a predetermined positive voltage to and. In the operation of the IGBT, electrons are n +
From the type impurity diffusion layer 18 to the n + type floating emitter 22 via the first channel region 20a, further to the accumulation region formed along the gate insulating layer 32 of the floating emitter region 22, and then to the second Flowing into the n type base region 14 through the channel region 20b of At the same time, since a positive voltage is applied to the anode electrode 60, holes are transferred from the p + -type anode layer 10 through the n + -type buffer layer 12 to the n -type base region 1.
It flows into 4. In this way, the n type base region 1
4 is filled with electrons and holes, IGB
T becomes the operation mode.

【0036】そして、第1のチャネル領域20aを含む
領域G100に、電流経路に沿ってトレンチゲート34
を設けたことにより、トレンチゲート34の周囲、具体
的にはトレンチゲート34の上面、側面および底面に沿
ってチャネル領域を形成しうる。その結果、従来構造の
平面的な絶縁ゲートに比べて、チャネル領域を飛躍的に
増大させることができる。その結果、チャネル抵抗の低
減が可能となり、オン電圧を小さくできる。
Then, in the region G100 including the first channel region 20a, the trench gate 34 is formed along the current path.
By providing, the channel region can be formed around the trench gate 34, specifically, along the upper surface, the side surface, and the bottom surface of the trench gate 34. As a result, the channel region can be dramatically increased as compared with the conventional planar insulated gate. As a result, the channel resistance can be reduced and the on-voltage can be reduced.

【0037】さらに、アノード電極60の電圧を増加さ
せることにより、p+型アノード層10から注入された
ホールはp-型ベース領域16に流れ込み、このp-型ベ
ース領域16の抵抗が低くなる。その結果、p+型アノ
ード層10、n+型バッファ層12、n-型ベース領域1
4、p-型ベース領域16およびn+型フローティングエ
ミッタ領域22からなるpnpnサイリスタがラッチア
ップの状態になり、サイリスタ動作を引き起こす。
Furthermore, by increasing the voltage of the anode electrode 60, holes injected from the p + -type anode layer 10 is p - flows into -type base region 16, the p - resistance type base region 16 becomes lower. As a result, the p + type anode layer 10, the n + type buffer layer 12, the n type base region 1
4, the pnpn thyristor composed of the p type base region 16 and the n + type floating emitter region 22 is in the latch-up state, causing the thyristor operation.

【0038】このように、IGBTはサイリスタ動作を
引き起こすためのトリガとして機能する。そして、IG
BTのMOSFET部分を、サイリスタのゲートとして
も機能するゲート電極30に沿って形成しているため、
+型アノード層10からのホールの注入をより容易に
促すことができ、ターンオン時間の短い、大電流を制御
できるサイリスタを実現することができる。
Thus, the IGBT functions as a trigger for causing the thyristor operation. And IG
Since the MOSFET portion of BT is formed along the gate electrode 30 which also functions as the gate of the thyristor,
Injection of holes from the p + -type anode layer 10 can be more easily promoted, and a thyristor having a short turn-on time and capable of controlling a large current can be realized.

【0039】また、素子表面部にサイリスタのフローテ
ィングエミッタ領域22を形成し、さらにそのフローテ
ィングエミッタ領域22を用いてIGBT動作領域を形
成することにより、サイリスタとIGBTとを別の領域
に形成する場合に比べて、チップ面積を有効に利用する
ことができる。
In the case where the thyristor and the IGBT are formed in different regions by forming the floating emitter region 22 of the thyristor on the surface of the element and further forming the IGBT operation region using the floating emitter region 22. In comparison, the chip area can be effectively used.

【0040】さらに、MOSゲートサイリスタ100に
おいては、第2のフローティングエミッタ領域22bが
+型アノード層10の主面方向に沿って延びるように
形成されているため、エレクトロンの注入経路を広くす
ることができ、オン電圧を低減できる。
Further, in the MOS gate thyristor 100, the second floating emitter region 22b is formed so as to extend along the main surface direction of the p + type anode layer 10, so that the electron injection path should be widened. The ON voltage can be reduced.

【0041】MOSゲートサイリスタ100をターンオ
フする場合には、ゲート電極30をオフ状態とすること
により、n+型フローティングエミッタ領域22はカソ
ード電極50から電位的に切り放され、サイリスタ動作
が停止する。
When turning off the MOS gate thyristor 100, by turning off the gate electrode 30, the n + type floating emitter region 22 is electrically cut off from the cathode electrode 50, and the thyristor operation is stopped.

【0042】本実施の形態において特徴的なことは、第
1に、ソース領域およびカソード領域として機能するn
+型不純物拡散層18および第1のチャネル領域20a
の下端領域に、動作領域を横切る状態で埋込み絶縁層7
0を形成することにある。つまり、埋込み絶縁層70に
よって、アノード電極60に電圧が印加された高注入状
態であった場合でも、n+型不純物拡散層18および第
1のチャネル領域20aと、n-型ベース領域14とが
電気的に分離されるため、カソード電極50の下に形成
される寄生サイリスタの動作が抑制される。その結果、
従来構造の素子に比べて確実にオン・オフ動作を行うこ
とができる。
The first feature of this embodiment is that n functions as a source region and a cathode region.
+ Type impurity diffusion layer 18 and first channel region 20a
Embedded insulating layer 7 in the lower end region of the device across the operating region.
To form 0. In other words, the buried insulating layer 70 allows the n + -type impurity diffusion layer 18 and the first channel region 20 a and the n -type base region 14 to be separated even if the voltage is applied to the anode electrode 60 in a high implantation state. Since they are electrically separated, the operation of the parasitic thyristor formed under the cathode electrode 50 is suppressed. as a result,
The on / off operation can be performed more reliably than the element having the conventional structure.

【0043】第2に、第1のチャネル領域20aを含む
領域G100に複数のトレンチゲート34を形成するこ
とにより、第1のチャネル領域20aにおけるMOSゲ
ートの実効面積を大きくすることができる。その結果、
チャネル抵抗を低減できオン電圧を小さくすることがで
きる。
Second, by forming a plurality of trench gates 34 in the region G100 including the first channel region 20a, the effective area of the MOS gate in the first channel region 20a can be increased. as a result,
The channel resistance can be reduced and the on-voltage can be reduced.

【0044】(第2の実施の形態)図4は、本発明を適
用した、MOSゲートによって制御されるサイリスタ
(MOSゲートサイリスタ)200を模式的に示す断面
図であり、図5は、図4のB−B線に沿った部分を拡大
して示す断面図である。このMOSゲートサイリスタ2
00は、第1の実施の形態のMOSゲートサイリスタ1
00と基本的に同様の構成を有し、埋込み絶縁層70の
内部に埋込み電極80を形成した点でMOSゲートサイ
リスタ100と異なる。この実施の形態において、図1
〜図3に示す第1の実施の形態のMOSゲートサイリス
タ100と実質的に同一の部分には同一の符号を付し
て、その詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment) FIG. 4 is a sectional view schematically showing a thyristor 200 (MOS gate thyristor) 200 to which the present invention is applied and which is controlled by a MOS gate, and FIG. 5 is shown in FIG. It is sectional drawing which expands and shows the part along the BB line. This MOS gate thyristor 2
00 is the MOS gate thyristor 1 of the first embodiment.
00, and is different from the MOS gate thyristor 100 in that the buried electrode 80 is formed inside the buried insulating layer 70. In this embodiment, FIG.
˜The same reference numerals are given to the substantially same parts as those of the MOS gate thyristor 100 of the first embodiment shown in FIG. 3, and the detailed description thereof will be omitted.

【0045】本実施の形態においては、埋込み絶縁層7
0の内部には、埋込み電極80が形成されている。この
埋込み電極80は、図示しない導電部によって外部端子
と接続されている。このような埋込み電極80を形成す
ることにより、素子のターンオフを確実に行うことがで
きる。
In the present embodiment, the buried insulating layer 7
A buried electrode 80 is formed inside 0. The embedded electrode 80 is connected to an external terminal by a conductive portion (not shown). By forming such a buried electrode 80, it is possible to surely turn off the element.

【0046】つまり、MOSゲートサイリスタ200を
ターンオフする場合には、ゲート電極30をオフ状態と
することにより、n+型フローティングエミッタ領域2
2はカソード電極50から電位的に切り放され、サイリ
スタ動作が停止する。
That is, when the MOS gate thyristor 200 is turned off, the gate electrode 30 is turned off so that the n + type floating emitter region 2 is formed.
2 is cut off in potential from the cathode electrode 50, and the thyristor operation stops.

【0047】そして、本実施の形態で特徴的なことは、
MOSゲートサイリスタ200をターンオフする際に
は、埋込み電極80に所定の電位、すなわち負あるいは
ゼロの電位を加えることにより、アノード電位の上昇に
よって第2のフローティングエミッタ領域22bの電位
が上昇しても、その影響を埋込み絶縁層70に与えな
い。その結果、埋込み絶縁層70の表面に形成される寄
生チャネル領域(バックチャネル)がアノード電位によ
って動作することを防止でき、素子のターンオフをより
確実に行うことができることである。この埋込み電極8
0は、第1のチャネル領域20aとn+型フローティン
グエミッタ領域22とから形成されるpn接合部のみで
なく、第1のチャネル領域20aおよびp+型ベース領
域17にわたって広範囲に作成してもよい。
The characteristic feature of this embodiment is that
When turning off the MOS gate thyristor 200, by applying a predetermined potential, that is, a negative or zero potential to the buried electrode 80, even if the potential of the second floating emitter region 22b rises due to the rise of the anode potential, The influence is not given to the buried insulating layer 70. As a result, the parasitic channel region (back channel) formed on the surface of the buried insulating layer 70 can be prevented from operating by the anode potential, and the element can be turned off more reliably. This embedded electrode 8
0 may be formed over a wide range not only in the pn junction formed by the first channel region 20a and the n + type floating emitter region 22 but also over the first channel region 20a and the p + type base region 17. .

【0048】本実施の形態の他の構成および動作など
は、第1の実施の形態と同様であるので、その詳細な説
明を省略する。また、本実施の形態において特徴とする
埋込み電極80は、他の実施の形態においても適用でき
ることはもちろんである。
The other structure and operation of the present embodiment are the same as those of the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted. Further, it goes without saying that the embedded electrode 80 which is a feature of this embodiment can be applied to other embodiments.

【0049】(第3の実施の形態)図6は、本発明を適
用した、MOSゲートによって制御されるサイリスタ
(MOSゲートサイリスタ)300の要部を模式的に示
す断面図であり、図5に相当する。このMOSゲートサ
イリスタ300は、第1の実施の形態のMOSゲートサ
イリスタ100と基本的に同様の構成を有し、埋込み絶
縁層70の内部に埋込み電極80を形成した点、および
トレンチゲートの構造の点で、MOSゲートサイリスタ
100と異なる。この実施の形態において、図1〜図3
に示す第1の実施の形態のMOSゲートサイリスタ10
0と実質的に同一の部分には同一の符号を付して、その
詳細な説明を省略する。
(Third Embodiment) FIG. 6 is a sectional view schematically showing a main part of a thyristor (MOS gate thyristor) 300 controlled by a MOS gate to which the present invention is applied, and FIG. Equivalent to. This MOS gate thyristor 300 has basically the same structure as the MOS gate thyristor 100 of the first embodiment, and has a structure in which a buried electrode 80 is formed inside the buried insulating layer 70 and a trench gate structure. It is different from the MOS gate thyristor 100 in the point. In this embodiment, FIGS.
MOS gate thyristor 10 of the first embodiment shown in FIG.
Portions substantially the same as 0 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0050】本実施の形態においては、第1のチャネル
領域20aを含む領域G100に形成された複数のトレ
ンチゲート34が、埋込み絶縁層70に接している。具
体的には、トレンチゲート34は、第1のチャネル領域
20aにおいて、表面から埋込み絶縁層70に至るトレ
ンチを有する。そして、トレンチゲート34は、ゲート
絶縁層32に連続しトレンチに沿って形成されたトレン
チゲート絶縁層320と、ゲート電極30と連続し、ト
レンチゲート絶縁層320を介してトレンチ内に形成さ
れた導電層300とから形成されている。このように、
トレンチゲート34が埋込み絶縁層70に接するように
形成されることにより、第1のチャネル領域20aは、
四方を絶縁層で囲まれた状態となるため、完全空乏タイ
プとなる。そのため、トレンチゲートが埋込み絶縁層7
0に接していないタイプの半導体装置(例えば半導体装
置100または200)に対して、ゲート電圧を加える
ことにより、第1のチャネル領域20a全域がチャネル
として動作しうる点で異なる。
In the present embodiment, the plurality of trench gates 34 formed in the region G100 including the first channel region 20a are in contact with the buried insulating layer 70. Specifically, trench gate 34 has a trench extending from the surface to buried insulating layer 70 in first channel region 20a. The trench gate 34 is continuous with the gate insulating layer 32, is formed along the trench, and is continuous with the gate electrode 30, and is formed in the trench through the trench gate insulating layer 320. And layer 300. in this way,
Since the trench gate 34 is formed in contact with the buried insulating layer 70, the first channel region 20a is
Since it is surrounded by insulating layers on all sides, it is a fully depleted type. Therefore, the trench gate is buried in the insulating layer 7
The difference is that the entire first channel region 20a can operate as a channel by applying a gate voltage to a semiconductor device of a type not in contact with 0 (for example, the semiconductor device 100 or 200).

【0051】本実施の形態の半導体装置300では、埋
込み絶縁層70に埋込み電極80を形成した例について
述べたが、埋込み電極を有さないタイプの他の実施の形
態でも同様に適用できる。また、埋込み電極の作用効果
は、第2の実施の形態の半導体装置200と同様である
ので、詳細な説明は省略する。
In the semiconductor device 300 of the present embodiment, the example in which the embedded electrode 80 is formed in the embedded insulating layer 70 has been described, but the same can be applied to other embodiments of the type having no embedded electrode. Further, the function and effect of the buried electrode are similar to those of the semiconductor device 200 of the second embodiment, and therefore detailed description thereof will be omitted.

【0052】(第4の実施の形態)図7は、本発明を適
用した、MOSゲートによって制御されるサイリスタ
(MOSゲートサイリスタ)400を模式的に示す断面
図である。このMOSゲートサイリスタ400は、第1
の実施の形態のMOSゲートサイリスタ100と基本的
に同様の構成を有し、トレンチゲートの形成領域の点で
MOSゲートサイリスタ100と異なる。この実施の形
態において、図1〜図3に示す第1の実施の形態のMO
Sゲートサイリスタ100と実質的に同一の部分には同
一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
(Fourth Embodiment) FIG. 7 is a sectional view schematically showing a thyristor 400 controlled by a MOS gate (MOS gate thyristor) to which the present invention is applied. This MOS gate thyristor 400 has a first
The MOS gate thyristor 100 of the present embodiment has basically the same configuration, and is different from the MOS gate thyristor 100 in the formation region of the trench gate. In this embodiment, the MO of the first embodiment shown in FIGS.
Portions substantially the same as those of the S gate thyristor 100 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0053】この実施の形態では、トレンチゲート34
の形成領域を第1のチャネル領域20aのみでなく、ゲ
ート絶縁層32およびゲート電極30の形成領域のほぼ
全領域G200にわたって形成している。このように、
広い範囲でトレンチゲート34を形成することにより、
第1に、第1のチャネル領域20aおよび第2のチャネ
ル領域20bにおけるMOSゲートの実効面積を大きく
することができ、その結果チャネル抵抗を低減でき、第
2に、チャネル領域20aおよび20b以外の領域(フ
ローティングエミッタ領域22およびn-型ベース領域
14)では、低抵抗なアキミュレーション領域が形成さ
れ、これらの効果により素子のオン電圧よりを低減でき
る。
In this embodiment, the trench gate 34
Is formed not only over the first channel region 20a but also over substantially the entire region G200 of the formation region of the gate insulating layer 32 and the gate electrode 30. in this way,
By forming the trench gate 34 in a wide range,
First, the effective area of the MOS gate in the first channel region 20a and the second channel region 20b can be increased, and as a result, the channel resistance can be reduced. Secondly, the region other than the channel regions 20a and 20b can be reduced. In the (floating emitter region 22 and the n − type base region 14), a low resistance accumulation region is formed, and these effects can reduce the on-voltage of the device.

【0054】トレンチゲート34が形成される領域は、
図7に示す領域に限定されず、図示はしないが、第1の
チャネル領域20aの他に、n+型不純物拡散層18、
フローティングエミッタ領域22、第2のチャネル領域
20bおよびn-型ベース領域14の全体あるいは一部
に形成することができる。
The region where the trench gate 34 is formed is
Although not limited to the region shown in FIG. 7, although not shown, in addition to the first channel region 20a, the n + -type impurity diffusion layer 18,
The floating emitter region 22, the second channel region 20b and the n − type base region 14 can be formed entirely or partially.

【0055】本実施の形態の他の構成および動作など
は、第1の実施の形態と同様であるので、その詳細な説
明を省略する。また、本実施の形態において特徴とする
トレンチゲートの形成領域は、第1の実施の形態以外の
他の実施の形態においても適用できることはもちろんで
ある。
The other structure and operation of this embodiment are the same as those of the first embodiment, and therefore detailed description thereof will be omitted. Further, it goes without saying that the formation region of the trench gate, which is a feature of this embodiment, can be applied to other embodiments other than the first embodiment.

【0056】(第5の実施の形態)図8は、本発明を適
用した、MOSゲートを有するIGBT500を模式的
に示す断面図であり、図9は、図8のC−C線に沿った
部分を拡大して示す断面図である。
(Fifth Embodiment) FIG. 8 is a sectional view schematically showing an IGBT 500 having a MOS gate to which the present invention is applied, and FIG. 9 is taken along line CC of FIG. It is sectional drawing which expands and shows a part.

【0057】(構成)このIGBT500においては、
低抵抗半導体基板からなるコレクタ領域として機能する
+型アノード層(第1半導体層)10の一方の主面上
に、MOSFETのドレイン領域としても機能するn+
型バッファ層12が形成され、このバッファ層12の表
面にはドリフト層として機能するn-型ベース領域(第
2半導体層)14が形成されている。このn-型ベース
領域14の表面部には、p-型ベース領域(第3半導体
層)16が形成され、このベース領域16には、MOS
FETのソース領域として機能するn+型不純物拡散層
(第4半導体層)18が選択的に形成されている。
(Structure) In this IGBT 500,
On one main surface of the p + type anode layer (first semiconductor layer) 10 that functions as a collector region made of a low resistance semiconductor substrate, n + that also functions as a drain region of the MOSFET.
The type buffer layer 12 is formed, and an n type base region (second semiconductor layer) 14 that functions as a drift layer is formed on the surface of the buffer layer 12. A p type base region (third semiconductor layer) 16 is formed on the surface of the n type base region 14, and a MOS is formed in the base region 16.
An n + type impurity diffusion layer (fourth semiconductor layer) 18 functioning as a source region of the FET is selectively formed.

【0058】前記n+型不純物拡散層18に接するp-
ベース領域16には、チャネル領域(第5半導体層)2
0が形成されている。また、前記n+型不純物拡散層1
8の外側には、必要に応じて、寄生サイリスタのラッチ
アップをより確実に防止するためのp+型ベース領域1
7が形成されている。
A channel region (fifth semiconductor layer) 2 is formed in the p type base region 16 in contact with the n + type impurity diffusion layer 18.
0 is formed. In addition, the n + -type impurity diffusion layer 1
If necessary, a p + -type base region 1 is provided on the outer side of 8 to more securely prevent latch-up of the parasitic thyristor.
7 are formed.

【0059】前記n+型不純物拡散層18およびチャネ
ル領域20の下端部には、これらの領域とほぼ接する状
態で、かつ前記p+型アノード層10の主面と平行な方
向に、埋込み絶縁層70が形成されている。そして、n
+型不純物拡散層18およびチャネル領域20の表面に
は、ゲート絶縁層32を介してゲート電極30が形成さ
れている。
At the lower end portions of the n + type impurity diffusion layer 18 and the channel region 20, a buried insulating layer is provided in a state of being in contact with these regions and in a direction parallel to the main surface of the p + type anode layer 10. 70 is formed. And n
A gate electrode 30 is formed on the surfaces of the + type impurity diffusion layer 18 and the channel region 20 via a gate insulating layer 32.

【0060】本実施の形態においては、n+型不純物拡
散層18、チャネル領域20およびn-型ベース領域1
4の一部を含む領域G300に、複数のトレンチゲート
34が形成されている。これらのトレンチゲート34
は、n+型不純物拡散層18およびチャネル領域20で
の電流経路ICHに沿って形成されている。このトレンチ
ゲート34は、図9に示すように、ゲート絶縁層32に
連続しトレンチに沿って形成されたトレンチゲート絶縁
層320と、ゲート電極30と連続し、トレンチゲート
絶縁層320を介してトレンチ内に形成された導電層3
00とから形成されている。
In the present embodiment, n + type impurity diffusion layer 18, channel region 20 and n type base region 1 are formed.
A plurality of trench gates 34 are formed in a region G300 including a part of No. 4. These trench gates 34
Are formed along the current path I CH in the n + -type impurity diffusion layer 18 and the channel region 20. As shown in FIG. 9, the trench gate 34 is continuous with the gate electrode 30 and the trench gate insulating layer 320 that is continuous with the gate insulating layer 32 and is formed along the trench. Conductive layer 3 formed inside
00 and 00.

【0061】また、図8に示すように、前記n+型不純
物拡散領域18およびp+型ベース領域17の表面に
は、第1の主電極であるカソード電極50が形成されて
いる。また、p+型アノード層10の他方の主面には第
2の主電極であるアノード電極60が形成されている。
Further, as shown in FIG. 8, a cathode electrode 50 as a first main electrode is formed on the surfaces of the n + type impurity diffusion region 18 and the p + type base region 17. An anode electrode 60, which is a second main electrode, is formed on the other main surface of the p + type anode layer 10.

【0062】このIGBT500は、n+型不純物拡散
層18、チャネル領域20、n-型ベース領域14、n+
型バッファ層12およびp+型アノード層10によって
構成されている。
This IGBT 500 has an n + type impurity diffusion layer 18, a channel region 20, an n type base region 14, and an n + type region.
It is composed of the type buffer layer 12 and the p + type anode layer 10.

【0063】(動作)次に、本実施の形態に係るIGB
T500の動作について説明する。
(Operation) IGB according to the present embodiment
The operation of T500 will be described.

【0064】まず、ゲート電極30とアノード電極60
とに所定の正電圧を印加することにより、IGBTを動
作させる。IGBTの動作では、エレクトロンは、n+
型不純物拡散層18からチャネル領域20を経てn-
ベース領域14に流れ込む。同時に、アノード電極60
に正電圧が印加されているため、ホールがp+型アノー
ド層10からn+型バッファ層12を経てn-型ベース領
域14へと流れ込む。このようにして、n-型ベース領
域14はエレクトロンとホールとによって充満され、I
GBTは動作モードとなる。
First, the gate electrode 30 and the anode electrode 60
The IGBT is operated by applying a predetermined positive voltage to and. In the operation of the IGBT, electrons are n +
It flows from the type impurity diffusion layer 18 into the n type base region 14 through the channel region 20. At the same time, the anode electrode 60
Since a positive voltage is applied to the holes, holes flow from the p + type anode layer 10 to the n type base region 14 through the n + type buffer layer 12. In this way, the n type base region 14 is filled with electrons and holes, and
The GBT is in the operating mode.

【0065】そして、チャネル領域20を含む領域G3
00に、電流経路に沿ってトレンチゲート34を設けた
ことにより、トレンチゲート34の周囲、具体的にはト
レンチゲート34の上面、側面および底面に沿ってチャ
ネル領域を形成しうる。その結果、従来構造の平面的な
絶縁ゲートに比べて、チャネル領域を飛躍的に増大させ
ることができる。その結果、チャネル抵抗の低減が可能
となり、オン電圧を小さくできる。
A region G3 including the channel region 20
By providing the trench gate 34 along the current path at 00, the channel region can be formed around the trench gate 34, specifically, along the upper surface, the side surface, and the bottom surface of the trench gate 34. As a result, the channel region can be dramatically increased as compared with the conventional planar insulated gate. As a result, the channel resistance can be reduced and the on-voltage can be reduced.

【0066】IGBT500をターンオフする場合に
は、ゲート電極30をオフ状態とすることにより、動作
が停止する。
When the IGBT 500 is turned off, the operation is stopped by turning off the gate electrode 30.

【0067】本実施の形態において特徴的なことは、第
1に、ソース領域およびカソード領域として機能するn
+型不純物拡散層18およびチャネル領域20の下端領
域に、動作領域を横切る状態で埋込み絶縁層70を形成
することにある。つまり、埋込み絶縁層70によって、
アノード電極60に電圧が印加された高注入状態であっ
た場合でも、n+型不純物拡散層18およびチャネル領
域20と、n-型ベース領域14とが電気的に分離され
るため、カソード電極50の下に形成される寄生サイリ
スタの動作が抑制される。その結果、従来構造の素子に
比べて確実にオン・オフ動作を行うことができる。
The feature of this embodiment is that, firstly, n which functions as a source region and a cathode region.
The buried insulating layer 70 is formed in the lower end regions of the + type impurity diffusion layer 18 and the channel region 20 so as to cross the operation region. That is, the embedded insulating layer 70
Even in the high implantation state in which a voltage is applied to the anode electrode 60, the n + type impurity diffusion layer 18 and the channel region 20 and the n type base region 14 are electrically separated from each other. The operation of the parasitic thyristor formed below is suppressed. As a result, the on / off operation can be performed more reliably as compared with the device having the conventional structure.

【0068】第2に、チャネル領域20を含む領域G3
00に複数のトレンチゲート34を形成することによ
り、チャネル領域20におけるMOSゲートの実効面積
を大きくすることができ、その結果、チャネル抵抗を低
減できる。さらに、チャネル領域20以外の領域(n-
型ベース領域14の一部)では、ゲート絶縁層32に沿
って低抵抗なアキミュレーション領域が形成される。こ
れらの効果により素子のオン電圧よりを低減できる。
Second, the region G3 including the channel region 20
By forming a plurality of trench gates 34 in the channel region 00, the effective area of the MOS gate in the channel region 20 can be increased, and as a result, the channel resistance can be reduced. Further, a region other than the channel region 20 (n-
In a part of the mold base region 14, a low resistance accumulation region is formed along the gate insulating layer 32. These effects can reduce the on-voltage of the device.

【0069】(第6の実施の形態)図12は、本発明を
適用した、MOSFET600を模式的に示す断面図で
ある。このMOSFET600は、図8に示すIGBT
500のコレクタ領域(第1半導体層)10の代わり
に、n+型ドレイン領域11を形成したものである。図
8に示す部分と実質的に同様な部分には、同一符号を付
して、その詳細な説明を省略する。
(Sixth Embodiment) FIG. 12 is a sectional view schematically showing a MOSFET 600 to which the present invention is applied. This MOSFET 600 is the IGBT shown in FIG.
Instead of the collector region (first semiconductor layer) 10 of 500, an n + type drain region 11 is formed. Portions substantially similar to those shown in FIG. 8 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0070】このMOSFET600においては、ドレ
イン領域(第1半導体層)11上にn-型ドリフト層
(第2半導体層)14が形成されている。このドリフト
層14の表面部には、p-型ベース領域(第3半導体
層)16が形成され、このベース領域16には、ソース
領域として機能するn+型不純物拡散層(第4半導体
層)18が選択的に形成されている。前記n+型不純物
拡散層18に接するp-型ベース領域16には、チャネ
ル領域(第5半導体層)20が形成されている。
In this MOSFET 600, n type drift layer (second semiconductor layer) 14 is formed on drain region (first semiconductor layer) 11. A p type base region (third semiconductor layer) 16 is formed on the surface of the drift layer 14, and an n + type impurity diffusion layer (fourth semiconductor layer) that functions as a source region is formed in the base region 16. 18 are selectively formed. A channel region (fifth semiconductor layer) 20 is formed in the p type base region 16 in contact with the n + type impurity diffusion layer 18.

【0071】前記n+型不純物拡散層18およびチャネ
ル領域20の下端部には、これらの領域とほぼ接する状
態で、かつ前記ドレイン領域(第1半導体層)11の主
面と平行な方向に、埋込み絶縁層70が形成されてい
る。そして、n+型不純物拡散層18およびチャネル領
域20の表面には、ゲート絶縁層32を介してゲート電
極30が形成されている。
At the lower end portions of the n + -type impurity diffusion layer 18 and the channel region 20, in a state of being in contact with these regions and in a direction parallel to the main surface of the drain region (first semiconductor layer) 11, A buried insulating layer 70 is formed. A gate electrode 30 is formed on the surfaces of the n + type impurity diffusion layer 18 and the channel region 20 with a gate insulating layer 32 interposed therebetween.

【0072】本実施の形態においては、n+型不純物拡
散層18、チャネル領域20およびn-型ドリフト層1
4の一部を含む領域G300に、図9に示すと同様な複
数のトレンチゲートが形成されている。これらのトレン
チゲート34は、n+型不純物拡散層18およびチャネ
ル領域20での電流経路ICHに沿って形成されている。
In the present embodiment, n + type impurity diffusion layer 18, channel region 20 and n type drift layer 1 are formed.
A plurality of trench gates similar to that shown in FIG. 9 are formed in a region G300 including a part of the trench 4. These trench gates 34 are formed along the current path I CH in the n + type impurity diffusion layer 18 and the channel region 20.

【0073】MOSFET600のオン、オフ動作は、
一般的なMOSFETと同様であるので省略する。MO
SFET600では、チャネル領域20を含む領域G3
00に、電流経路に沿ってトレンチゲート34を設けた
ことにより、トレンチゲート34の周囲、具体的にはト
レンチゲート34の上面、側面および底面に沿ってチャ
ネル領域を形成しうる。その結果、従来構造の平面的な
絶縁ゲートに比べて、チャネル領域の実効面積を飛躍的
に増大させることができる。その結果、チャネル抵抗の
低減が可能となり、オン電圧を小さくできる。さらに、
チャネル領域20以外の領域(n-型ドリフト層14の
一部)では、ゲート絶縁層32に沿って低抵抗なアキミ
ュレーション領域が形成される。これらの効果により素
子のオン電圧よりを低減できる。
The on / off operation of the MOSFET 600 is
Since it is similar to a general MOSFET, its description is omitted. MO
In the SFET 600, the region G3 including the channel region 20
By providing the trench gate 34 along the current path at 00, the channel region can be formed around the trench gate 34, specifically, along the upper surface, the side surface, and the bottom surface of the trench gate 34. As a result, the effective area of the channel region can be dramatically increased as compared with the planar insulated gate having the conventional structure. As a result, the channel resistance can be reduced and the on-voltage can be reduced. further,
In a region other than the channel region 20 (a part of the n − type drift layer 14), a low resistance accumulation region is formed along the gate insulating layer 32. These effects can reduce the on-voltage of the device.

【0074】(埋込み絶縁層の形成方法)本発明におい
て、埋込み絶縁層70を形成する方法は特に制限されな
いが、以下に代表的な製造方法について述べる。埋込み
絶縁層を含む半導体層は、SOI(Silicon O
n Insulator)技術を用いて実現することが
できる。
(Method for Forming Buried Insulating Layer) In the present invention, the method for forming the buried insulating layer 70 is not particularly limited, but a typical manufacturing method will be described below. The semiconductor layer including the buried insulating layer is an SOI (Silicon O
n Insulator) technology.

【0075】図10(a)はSOI基板の作成技術の1
つである、張り合わせ法を用いた埋込み絶縁層の埋め込
み形成法を示す図であり、図10(b)はSIMOX法
(酸素イオン注入法)を用いた埋込み絶縁層の埋め込み
形成法を示す図であり、図10(c)はSPE法(再結
晶化法)を用いた埋込み絶縁層の形成法を示す図であ
る。
FIG. 10A shows a first technique for manufacturing an SOI substrate.
FIG. 10B is a diagram showing a method of burying an embedded insulating layer using a bonding method, and FIG. 10B is a diagram showing a method of burying an embedded insulating layer using a SIMOX method (oxygen ion implantation method). FIG. 10C is a diagram showing a method of forming a buried insulating layer using the SPE method (recrystallization method).

【0076】図10(a)の張り合わせ法を用いた場合
は、中央にリセス(窪み)を設けた一部加工したSi基
板110とシリコン基板210とを、酸素ガス雰囲気中
で熱処理を行いながら張り合わせることで、埋込み絶縁
層(SiO2膜)510が埋め込まれたSOI基板31
0を形成する。
When the bonding method of FIG. 10A is used, the partially processed Si substrate 110 and the silicon substrate 210 having a recess in the center are bonded together while being heat-treated in an oxygen gas atmosphere. As a result, the SOI substrate 31 in which the embedded insulating layer (SiO 2 film) 510 is embedded
Form 0.

【0077】すなわち、酸素ガス雰囲気中の熱処理によ
って中央のリセス部分でシリコンの酸化が促進され、S
iO2膜510が形成される。シリコンは酸化されるこ
とによって体積膨張するため、生成されたSiO2膜5
10がリセス部分を埋めることになる。これによって、
埋込み絶縁層(SiO2膜)510が埋め込まれたSO
I基板310が得られる。
That is, the heat treatment in the oxygen gas atmosphere promotes the oxidation of silicon in the central recess portion, so that S
An iO 2 film 510 is formed. Since the volume of silicon expands due to oxidation, the generated SiO 2 film 5
10 fills the recessed portion. by this,
SO with embedded insulating layer (SiO 2 film) 510 embedded
The I substrate 310 is obtained.

【0078】図10(b)のSIMOX法を用いた場合
は、シリコン基板120上にマスク材140を形成し、
選択的に酸素イオンを注入し、マスク材140を取り除
いた後、熱処理によって酸素イオンを活性化させて、シ
リコン基板120に埋め込まれた埋込み絶縁層(SiO
2膜)510を形成するものである。
When the SIMOX method of FIG. 10B is used, the mask material 140 is formed on the silicon substrate 120,
After selectively implanting oxygen ions and removing the mask material 140, the heat treatment activates the oxygen ions, so that the embedded insulating layer (SiO 2) embedded in the silicon substrate 120 is removed.
2 film) 510 is formed.

【0079】図10(c)のSPE法(再結晶化法)を
用いた場合は、シリコン基板140上に選択的に埋込み
絶縁層510を形成しておき、多結晶シリコン層160
を成膜し、続いて熱処理を行って多結晶シリコン層16
0を再結晶化して埋込み絶縁層(SiO2膜)510が
埋め込まれたSOI基板140を形成するものである。
When the SPE method (recrystallization method) of FIG. 10C is used, the buried insulating layer 510 is selectively formed on the silicon substrate 140, and the polycrystalline silicon layer 160 is formed.
Is formed, and then heat treatment is performed to form a polycrystalline silicon layer 16
0 is recrystallized to form an SOI substrate 140 in which a buried insulating layer (SiO 2 film) 510 is buried.

【0080】前記実施の形態では、第1導電型としてp
型、第2導電型としてn型の半導体装置について述べた
が、この逆の導電型であってもよい。
In the above embodiment, the first conductivity type is p
Although the n-type semiconductor device has been described as the first and second conductivity types, the conductivity type may be the opposite.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係るMOSゲート
サイリスタを模式的に示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing a MOS gate thyristor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すMOSゲートサイリスタの要部の斜
視図である。
FIG. 2 is a perspective view of a main part of the MOS gate thyristor shown in FIG.

【図3】図1に示すMOSゲートサイリスタのA−A線
に沿った断面図である。
3 is a cross-sectional view taken along the line AA of the MOS gate thyristor shown in FIG.

【図4】本発明の第2の実施の形態に係るMOSゲート
サイリスタを模式的に示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view schematically showing a MOS gate thyristor according to a second embodiment of the present invention.

【図5】図4に示すMOSゲートサイリスタのB−B線
に沿った断面図である。
5 is a sectional view taken along line BB of the MOS gate thyristor shown in FIG.

【図6】本発明の第3の実施の形態に係るMOSゲート
サイリスタの要部を模式的に示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view schematically showing a main part of a MOS gate thyristor according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第4の実施の形態に係るMOSゲート
サイリスタを模式的に示す断面図である。
FIG. 7 is a sectional view schematically showing a MOS gate thyristor according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第5の実施の形態に係るIGBTを模
式的に示す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view schematically showing an IGBT according to a fifth embodiment of the present invention.

【図9】図8に示すIGBTのC−C線に沿った断面図
である。
9 is a cross-sectional view taken along the line CC of the IGBT shown in FIG.

【図10】(a)、(b)および(c)は、半導体層内
に埋込み絶縁層を形成するための手段の例を示す図であ
る。
10 (a), (b) and (c) are diagrams showing an example of means for forming a buried insulating layer in a semiconductor layer.

【図11】従来のMOSゲート型の半導体装置を模式的
に示す断面図である。
FIG. 11 is a sectional view schematically showing a conventional MOS gate type semiconductor device.

【図12】本発明の第6の実施の形態に係るMOSFE
Tを模式的に示す断面図である。
FIG. 12 is a MOSFE according to a sixth embodiment of the present invention.
It is sectional drawing which shows T typically.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 p+型シリコン基板(p+型アノード層) 11 ドレイン領域 12 n+型バッファ層 14 n-型ベース領域 16 p-型ベース領域 17 p+型ベース領域 18 n+型不純物拡散層 20 チャネル領域 20a 第1のチャネル領域 20b 第2のチャネル領域 22 フローティングエミッタ領域 30 ゲート電極 32 ゲート絶縁層 50 カソード電極 60 アノード電極 70 埋込み絶縁層 80 埋込み電極 100,200,300,400 MOSゲートサイリ
スタ 500 IGBT 600 MOSFET
10 p + type silicon substrate (p + type anode layer) 11 drain region 12 n + type buffer layer 14 n type base region 16 p type base region 17 p + type base region 18 n + type impurity diffusion layer 20 channel region 20a First channel region 20b Second channel region 22 Floating emitter region 30 Gate electrode 32 Gate insulating layer 50 Cathode electrode 60 Anode electrode 70 Buried insulating layer 80 Buried electrode 100, 200, 300, 400 MOS gate thyristor 500 IGBT 600 MOSFET

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 29/78 655 H01L 29/74 X 29/78 658F (56)参考文献 特開 平5−267649(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/74 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI H01L 29/78 655 H01L 29/74 X 29/78 658F (56) References JP-A-5-267649 (JP, A) (58) ) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 29/74

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1導電型の第1半導体層、 前記第1半導体層の一方の主面側に形成された第2導電
型の第2半導体層、 前記第2半導体層の表面部に選択的に形成された第1導
電型の第3半導体層、 前記第3半導体層の表面部に選択的に形成された第2導
電型の第4半導体層、 前記第4半導体層と接し、チャネル領域を形成しうる第
5半導体層、 前記第3半導体層の表面部に、前記第5半導体層を介在
させて、前記第4半導体層と離間して選択的に形成され
た第2導電型の第6半導体層、 少なくとも、前記第5半導体層の表面に、ゲート絶縁層
を介して形成されたゲート電極、 前記第3半導体層の内部にあって、かつ、少なくとも、
前記第4半導体層および前記第5半導体層の、前記第1
半導体層側の端部あるいはその近傍に形成された埋込み
絶縁層、 前記第3半導体層および前記第4半導体層の表面に形成
された第1の主電極、および前記第1半導体層の他方の
主面側に形成された第2の主電極、 を含み、少なくとも前記第5半導体層に、電流経路に沿
った方向にトレンチゲートが形成された半導体装置。
1. A first conductive type first semiconductor layer, a second conductive type second semiconductor layer formed on one main surface side of the first semiconductor layer, and a surface portion of the second semiconductor layer selected. Formed on the surface of the third semiconductor layer, a fourth semiconductor layer of the second conductivity type selectively formed on the surface portion of the third semiconductor layer, and a channel region in contact with the fourth semiconductor layer A fifth semiconductor layer capable of forming a first conductive layer, a second conductive type second layer selectively formed on the surface of the third semiconductor layer with the fifth semiconductor layer interposed therebetween. 6 semiconductor layers, at least a gate electrode formed on the surface of the fifth semiconductor layer via a gate insulating layer, inside the third semiconductor layer, and at least
The first of the fourth semiconductor layer and the fifth semiconductor layer
A buried insulating layer formed at an end on the semiconductor layer side or in the vicinity thereof, a first main electrode formed on the surfaces of the third semiconductor layer and the fourth semiconductor layer, and the other main of the first semiconductor layer A second main electrode formed on the surface side, and a trench gate is formed in at least the fifth semiconductor layer in a direction along a current path.
【請求項2】 第1導電型の第1半導体層、 前記第1半導体層の一方の主面側に形成された第2導電
型の第2半導体層、 前記第2半導体層の表面部に選択的に形成された第1導
電型の第3半導体層、 前記第3半導体層の表面部に選択的に形成された第2導
電型の第4半導体層、 前記第4半導体層と接し、チャネル領域を形成しうる第
5半導体層、 少なくとも、前記第5半導体層の表面に、ゲート絶縁層
を介して形成されたゲート電極、 前記第3半導体層の内部にあって、かつ、少なくとも、
前記第4半導体層および前記第5半導体層の、前記第1
半導体層側の端部あるいはその近傍に形成された埋込み
絶縁層、 前記第3半導体層および前記第4半導体層の表面に形成
された第1の主電極、および前記第1半導体層の他方の
主面側に形成された第2の主電極、 を含み、少なくとも前記第5半導体層に、電流経路に沿
った方向にトレンチゲートが形成された半導体装置。
2. A first conductive type first semiconductor layer, a second conductive type second semiconductor layer formed on one main surface side of the first semiconductor layer, and a surface portion of the second semiconductor layer selected. Formed on the surface of the third semiconductor layer, a fourth semiconductor layer of the second conductivity type selectively formed on the surface portion of the third semiconductor layer, and a channel region in contact with the fourth semiconductor layer A fifth semiconductor layer capable of forming: a gate electrode formed on at least a surface of the fifth semiconductor layer via a gate insulating layer; and inside the third semiconductor layer, and at least:
The first of the fourth semiconductor layer and the fifth semiconductor layer
A buried insulating layer formed at an end on the semiconductor layer side or in the vicinity thereof, a first main electrode formed on the surfaces of the third semiconductor layer and the fourth semiconductor layer, and the other main of the first semiconductor layer A second main electrode formed on the surface side, and a trench gate is formed in at least the fifth semiconductor layer in a direction along a current path.
【請求項3】 第2導電型の第1半導体層、 前記第1半導体層の一方の主面側に形成された第2導電
型の第2半導体層、 前記第2半導体層の表面部に選択的に形成された第1導
電型の第3半導体層、 前記第3半導体層の表面部に選択的に形成された第2導
電型の第4半導体層、 前記第4半導体層と接し、チャネル領域を形成しうる第
5半導体層、 少なくとも、前記第5半導体層の表面に、ゲート絶縁層
を介して形成されたゲート電極、 前記第3半導体層の内部にあって、かつ、少なくとも、
前記第4半導体層および前記第5半導体層の、前記第1
半導体層側の端部あるいはその近傍に形成された埋込み
絶縁層、 前記第3半導体層および前記第4半導体層の表面に形成
された第1の主電極、および前記第1半導体層の他方の
主面側に形成された第2の主電極、 を含み、少なくとも前記第5半導体層に、電流経路に沿
った方向にトレンチゲートが形成された半導体装置。
3. A second conductive type first semiconductor layer, a second conductive type second semiconductor layer formed on one main surface side of the first semiconductor layer, and a surface portion of the second semiconductor layer selected. Formed on the surface of the third semiconductor layer, a fourth semiconductor layer of the second conductivity type selectively formed on the surface portion of the third semiconductor layer, and a channel region in contact with the fourth semiconductor layer A fifth semiconductor layer capable of forming: a gate electrode formed on at least a surface of the fifth semiconductor layer via a gate insulating layer; and inside the third semiconductor layer, and at least:
The first of the fourth semiconductor layer and the fifth semiconductor layer
A buried insulating layer formed at an end on the semiconductor layer side or in the vicinity thereof, a first main electrode formed on the surfaces of the third semiconductor layer and the fourth semiconductor layer, and the other main of the first semiconductor layer A second main electrode formed on the surface side, and a trench gate is formed in at least the fifth semiconductor layer in a direction along a current path.
【請求項4】 請求項1〜のいずれかにおいて、 前記トレンチゲートは、前記ゲート絶縁層および前記ゲ
ート電極が形成された領域の一部または全体に形成され
た半導体装置。
4. The claim 1-3, wherein the trench gate semiconductor device formed on a part or the whole of the gate insulating layer and the gate electrode is formed regions.
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