JP3409244B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP3409244B2
JP3409244B2 JP06223998A JP6223998A JP3409244B2 JP 3409244 B2 JP3409244 B2 JP 3409244B2 JP 06223998 A JP06223998 A JP 06223998A JP 6223998 A JP6223998 A JP 6223998A JP 3409244 B2 JP3409244 B2 JP 3409244B2
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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ゲートを有
するバイポーラ型の半導体装置、特にサイリスタに好適
な半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bipolar semiconductor device having a MOS gate, and more particularly to a semiconductor device suitable for a thyristor.

【0002】[0002]

【背景技術および発明が解決しようとする課題】MOS
FET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領域からフローティ
ングエミッタ領域にエレクトロンが供給され、さらにア
ノード領域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。特に、高耐圧が要求される素子の場合には、ベース
領域(ドリフト領域)を構成するエピタキシャル層の厚
みを大きくすることによって素子の耐圧を高めている。
しかし、エピタキシャル層の厚みを大きくすることは、
素子のオン抵抗を大きくする要因となる。
BACKGROUND AND PROBLEMS TO BE SOLVED BY THE INVENTION MOS
A MOS thyristor, which is a combination of a FET and a thyristor structure, uses a MOS gate to supply electrons from the cathode region to the floating emitter region and further to inject holes from the anode region to the base region, so that the thyristor is internally formed. It is an element that operates. In particular, in the case of an element requiring a high breakdown voltage, the breakdown voltage of the element is increased by increasing the thickness of the epitaxial layer forming the base region (drift region).
However, increasing the thickness of the epitaxial layer is
It becomes a factor to increase the on-resistance of the element.

【0003】素子のオン抵抗を低くするために、たとえ
ば特開平4−146674号公報に開示された技術があ
る。この技術においては、素子内部にフローティングエ
ミッタを形成し、さらにこのフローティングエミッタの
面積を素子面積の大半を占めるように形成している。そ
して、カソード領域を素子表面部に作成し、このカソー
ド領域とフローティングエミッタとをトレンチゲートに
よって接続してMOS構造を構成している。この半導体
装置においては、フローティングエミッタが基板の主面
方向に広く形成されていることから、エレクトロンの注
入通路が広くなり、その結果、ベース領域での抵抗を下
げることができ、オン電圧は低減される。しかながら、
この構造の半導体装置では、ターンオン並びにターンオ
フの時間については未だ十分に短縮されたとはいえな
い。
In order to reduce the ON resistance of the element, there is a technique disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-146674. In this technique, a floating emitter is formed inside the device, and the area of this floating emitter is formed so as to occupy most of the device area. Then, a cathode region is formed on the surface of the element, and the cathode region and the floating emitter are connected by a trench gate to form a MOS structure. In this semiconductor device, since the floating emitter is widely formed in the main surface direction of the substrate, the electron injection passage is widened, and as a result, the resistance in the base region can be reduced and the on-voltage can be reduced. It However,
In the semiconductor device having this structure, the turn-on and turn-off times have not been sufficiently shortened.

【0004】本発明の目的は、オン電圧のみならず、タ
ーンオン並びにターンオフ時間の短い、MOSゲートを
含むバイポーラ型の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 bipolar type semiconductor device including a MOS gate, which has short turn-on and turn-off times as well as an on-voltage.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
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、低濃度の不純物を含む第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3半導体層の内部に前記第4半導体層と離
間して選択的に形成された第導電型の第5半導体層、
前記第4半導体層、前記第3半導体層、前記第5半導体
層および前記第3半導体層を貫通し、さらに前記第2半
導体層の内部に達するトレンチ内に、絶縁膜を介して形
成されたゲート電極、前記第3半導体層および前記第4
半導体層の双方の表面に共通に形成された第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、を含む。
The semiconductor device of the present invention 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 containing a low concentration of impurities, and a surface portion of the second semiconductor layer. A third semiconductor layer of the first conductivity type selectively formed on the first semiconductor layer, a fourth semiconductor layer of the second conductivity type selectively formed on the surface portion of the third semiconductor layer, and inside the third semiconductor layer. A fifth semiconductor layer of a second conductivity type selectively formed apart from the fourth semiconductor layer;
A gate formed through an insulating film in a trench that penetrates the fourth semiconductor layer, the third semiconductor layer, the fifth semiconductor layer, and the third semiconductor layer and further reaches the inside of the second semiconductor layer. An electrode, the third semiconductor layer, and the fourth
It includes a first main electrode formed commonly on both surfaces of the semiconductor layer, and a second main electrode formed on the other main surface side of the first semiconductor layer.

【0006】この半導体装置においては、前記ゲート電
極は、ソース領域として機能する第4半導体層、第1の
チャネル領域を形成しうる領域(ベース領域)として機
能する第3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5半導体層およびベー
ス領域として機能する第3半導体層を貫通し、さらに第
2半導体層の内部まで達するトレンチゲート構造を有す
る。このトレンチゲート構造のMOSFET、ドリフト
領域(ベース層)として機能する第2半導体層およびエ
ミッタ層として機能する第1半導体層によってIGBT
(Insulated Gate Bipolar T
ransistor)素子が形成される。また、第1,
第2,第3および第5半導体層によってサイリスタが形
成される。このように、IGBTとサイリスタとが同一
のトレンチゲートを用いてコントロールされることによ
り、素子のターンオン時間を短くすることができる。
In this semiconductor device, the gate electrode has a fourth semiconductor layer functioning as a source region, a third semiconductor layer functioning as a region (base region) capable of forming a first channel region, a drain region and a floating region. It has a trench gate structure which penetrates the fifth semiconductor layer functioning as an emitter region and the third semiconductor layer functioning as a base region and further reaches the inside of the second semiconductor layer. The MOSFET having the trench gate structure, the second semiconductor layer functioning as a drift region (base layer) and the first semiconductor layer functioning as an emitter layer are used to form the IGBT.
(Insulated Gate Bipolar T
A transistor element is formed. Also, the first
A thyristor is formed by the second, third and fifth semiconductor layers. In this way, the turn-on time of the device can be shortened by controlling the IGBT and the thyristor using the same trench gate.

【0007】さらに、本発明に係る他の半導体装置は、
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、低濃度の不純物を含む第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3半導体層の内部に前記第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5半導体層、
前記第4半導体層および前記第3半導体層を貫通し、少
なくとも前記第5半導体層に達するトレンチ内に、絶縁
膜を介して形成された第1のゲート電極、前記第2導電
型の第4半導体層に隣接する前記第1導電型の第3半導
体層の表面に、絶縁膜を介して形成された第2のゲート
電極、前記第3半導体層および前記第4半導体層の双方
の表面に共通に形成された第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、
を含む。
Further, another semiconductor device according to the present invention is
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 containing a low concentration of impurities, and a surface portion of the second semiconductor layer. A third semiconductor layer of the first conductivity type selectively formed on the first semiconductor layer, a fourth semiconductor layer of the second conductivity type selectively formed on the surface portion of the third semiconductor layer, and inside the third semiconductor layer. A fifth semiconductor layer of a second conductivity type selectively formed apart from the fourth semiconductor layer;
A first gate electrode formed through an insulating film in a trench penetrating the fourth semiconductor layer and the third semiconductor layer and reaching at least the fifth semiconductor layer, and the fourth semiconductor of the second conductivity type. A second gate electrode formed on the surface of the third semiconductor layer of the first conductivity type adjacent to the layer through an insulating film, and common to both surfaces of the third semiconductor layer and the fourth semiconductor layer. A formed first main electrode, and a second main electrode formed on the other main surface side of the first semiconductor layer,
including.

【0008】この半導体装置においては、MOSFET
のソース領域として機能する第4半導体層、チャネル領
域を形成し得る領域(ベース領域)として機能する第3
半導体層を貫通し、さらに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5半導体層に達す
るトレンチ構造の第1のゲート電極を有する。そして、
このMOSゲートに加えて、このMOSゲートと異なる
ルートにIGBTが形成されている。このIGBTは、
第2のゲート電極、MOSFETの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3半
導体層、ドリフト領域として機能する第2半導体層およ
びエミッタ層として機能する第1半導体層によって構成
される。そして、第1のゲート電極を有するMOSゲー
トと第2のゲート電極を有するIGBTとを独立して制
御することにより、素子のターンオンおよびターンオフ
動作を速やかに行うことができる。
In this semiconductor device, the MOSFET
A fourth semiconductor layer functioning as a source region of the semiconductor, a third semiconductor layer functioning as a region (base region) where a channel region can be formed.
It has a first gate electrode having a trench structure which penetrates the semiconductor layer and further reaches a fifth semiconductor layer which functions as a drain region and a floating emitter region. And
In addition to this MOS gate, an IGBT is formed in a route different from this MOS gate. This IGBT is
Consists of a second gate electrode, a fourth semiconductor layer that functions as a source region of the MOSFET, a third semiconductor layer that can form a channel region, a second semiconductor layer that functions as a drift region, and a first semiconductor layer that functions as an emitter layer. To be done. Then, by independently controlling the MOS gate having the first gate electrode and the IGBT having the second gate electrode, the turn-on and turn-off operations of the element can be quickly performed.

【0009】前記半導体装置においては、前記第5半導
体層のかわりに、前記第3半導体層とショットキー接合
が形成されうる金属層を形成することもできる。このよ
うに、ベース領域として機能する第3半導体層とフロー
ティングエミッタ領域として機能する第5半導体層とを
ショットキー接合することにより、pn接合に比べて順
方向特性が向上する。
In the semiconductor device, a metal layer capable of forming a Schottky junction with the third semiconductor layer may be formed instead of the fifth semiconductor layer. As described above, by forming the Schottky junction between the third semiconductor layer functioning as the base region and the fifth semiconductor layer functioning as the floating emitter region, the forward characteristic is improved as compared with the pn junction.

【0010】[0010]

【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、図2は、図1に示すサイリスタを、上部の電
極層を除いた状態で示す平面図である。
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. It is a top view which shows the thyristor shown in FIG. 1 in the state which removed the upper electrode layer.

【0011】(構成)このMOSゲートサイリスタ10
0においては、エミッタ層として機能するp+型シリコ
ン基板(第1半導体層)10の一方の主面上に、n+
バッファ層12が形成され、このバッファ層12の表面
にはドリフト領域として機能するn-型ベース領域(第
2半導体層)14が形成されている。前記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の表面部に
は、MOS素子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)18a,18b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の内
部には、前記n+型不純物拡散層18a,18bと離れ
た位置に、n+型フローティングエミッタ領域(第5半
導体層)22が選択的に形成されている。
(Constitution) This MOS gate thyristor 10
0, the n + type buffer layer 12 is formed on one main surface of the p + type silicon substrate (first semiconductor layer) 10 functioning as an emitter layer, and the surface of the buffer layer 12 serves as a drift region. A functional n type base region (second semiconductor layer) 14 is formed. 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 that functions as a source region of a MOS device is formed on the surface of the base region 16. Impurity diffusion layers (fourth semiconductor layers) 18a and 18b are selectively formed. Further, an n + type floating emitter region (fifth semiconductor layer) 22 is selectively formed inside the p type base region 16 at a position apart from the n + type impurity diffusion layers 18a and 18b. There is.

【0012】そして、前記p-型ベース領域16には、
トレンチ構造のゲート電極30が形成されている。この
ゲート電極30は、前記n+型不純物拡散層18a,1
8b、前記p-型ベース領域16、前記n+型フローティ
ングエミッタ領域22、前記p-型ベース領域16およ
び前記n-型ベース領域14の一部を貫通するトレンチ
内に、絶縁膜32を介して例えばドープトポリシリコン
からなる導電層34を形成することによって構成されて
いる。
Then, in the p - type base region 16,
A gate electrode 30 having a trench structure is formed. The gate electrode 30 is composed of the n + -type impurity diffusion layers 18a, 1
8b, the p type base region 16, the n + type floating emitter region 22, the p type base region 16 and a trench penetrating a part of the n type base region 14 with an insulating film 32 interposed therebetween. For example, it is formed by forming a conductive layer 34 made of doped polysilicon.

【0013】また、前記n+型不純物拡散領域18a,
18bおよびp-型ベース領域16の表面に第1の主電
極であるカソード電極50が形成されている。そして、
前記ゲート電極30および前記カソード電極50は絶縁
層70によって電気的に分離されている。また、前記p
+型エミッタ層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。
The n + -type impurity diffusion regions 18a,
A cathode electrode 50 serving as a first main electrode is formed on the surfaces of 18b and the p type base region 16. And
The gate electrode 30 and the cathode electrode 50 are electrically separated by an insulating layer 70. Also, the p
An anode electrode 60, which is a second main electrode, is formed on the other main surface of the + type emitter layer 10.

【0014】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+型エミッタ層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 emitter layer 10 allow the npnp thyristor. Is configured.

【0015】また、n+型不純物拡散領域(ソース領
域)18a,18b、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+型エミッタ層10によって、IGBTが構成
される。前記第1のチャネル領域20aは、前記ゲート
電極30のゲート絶縁膜32に隣接する、前記n+型不
純物拡散層18a,18bと前記フローティングエミッ
タ領域22との間に形成され、前記第2のチャネル領域
20bは、前記ゲート電極30のゲート絶縁膜32に隣
接する、前記フローティングエミッタ領域22と、ベー
ス領域14との間に形成される。
Further, n + type impurity diffusion regions (source regions) 18a, 18b, first channel regions 20a, n +
Type floating emitter region 22, second channel region 20b, n type base region 14, n + type buffer layer 12
The p + type emitter layer 10 constitutes an IGBT. The first channel region 20a is formed between the n + -type impurity diffusion layers 18a and 18b and the floating emitter region 22 adjacent to the gate insulating film 32 of the gate electrode 30, and the second channel region 20a is formed. The region 20b is formed between the floating emitter region 22 and the base region 14 adjacent to the gate insulating film 32 of the gate electrode 30.

【0016】(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.

【0017】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18a,18b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の内
部のゲート電極30のゲート絶縁膜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+型エミッタ層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、IGBTの動作モードとな
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 impurity diffusion layers 18a and 18b to the n + type floating emitter 22 through the first channel region 20a and further along the gate insulating film 32 of the gate electrode 30 inside the floating emitter region 22. Flow into the n -type base region 14 through the second channel region 20b. At the same time, since a positive voltage is applied to the anode electrode 60, holes flow from the p + type emitter layer 10 through the n + type buffer layer 12 into the n type base region 14. In this way, the n type base region 14 is filled with electrons and holes, and the operation mode of the IGBT is set.

【0018】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+型エミッタ層10から注入された
ホールはn+型フローティングエミッタ領域22直下の
-型ベース領域16に流れ込み、このp-型ベース領域
16の抵抗が低くなり、p+型エミッタ層10、n+型バ
ッファ層12およびn-型ベース領域14、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。そして、サイリスタ
動作時には、前記フローティングエミッタ領域22がシ
リコン基板10の主面の方向に延びる状態で形成されて
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、したがって電流が流れやすくオン電圧を低減でき
る。
Further, by increasing the voltage of the anode electrode 60, the holes injected from the p + -type emitter layer 10 flow into the p -type base region 16 immediately below the n + -type floating emitter region 22 and the p -type The resistance of the base region 16 is lowered, and the p + type emitter layer 10, the n + type buffer layer 12 and the n type base region 14, the p type base region 16 and the n + type floating emitter region 22.
The pnpn thyristor composed of is brought into a latch-up state and causes thyristor operation. During the operation of the thyristor, since the floating emitter region 22 is formed in a state of extending in the direction of the main surface of the silicon substrate 10, it is possible to widen the electron injection path, so that the current easily flows and the on-voltage is reduced. it can.

【0019】このように、IGBT素子はサイリスタ動
作を引き起こすためのトリガとして機能する。そして、
IGBT素子のMOSFET部分をゲート電極30に沿
って形成しているため、従来構造の素子に比べてp+
エミッタ層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 element functions as a trigger for causing the thyristor operation. And
Since the MOSFET portion of the IGBT element is formed along the gate electrode 30, the injection of holes from the p + -type emitter layer 10 can be more easily promoted and the turn-on time is shorter than that of the element having the conventional structure. A thyristor capable of controlling a large current can be realized.

【0020】また、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, the gate electrode 30 is turned off to turn off the n + type floating emitter region 22.
Is cut off from the cathode electrode 50 in terms of potential, and the thyristor operation stops.

【0021】(製造方法)次に、図3〜図9を参照し
て、図1および図2に示すMOSゲートサイリスタ10
0の製造方法の一例について説明する。なお、各半導体
層の膜厚,サイズあるいは不純物濃度などは、素子の用
途、設計事項などによって最適な条件が選択される。
(Manufacturing Method) Next, with reference to FIGS. 3 to 9, the MOS gate thyristor 10 shown in FIGS. 1 and 2.
An example of the manufacturing method of 0 will be described. Optimum conditions for the film thickness, size, impurity concentration, etc. of each semiconductor layer are selected depending on the application of the device, design matters, and the like.

【0022】まず、図3に示すように、p+型シリコン
基板10上に、n+型バッファ層12およびn-型ベース
領域14をエピタキシャル成長で形成する。
First, as shown in FIG. 3, an n + type buffer layer 12 and an n type base region 14 are epitaxially grown on a p + type silicon substrate 10.

【0023】ついで、図4に示すように、n-型ベース
領域14中にp型不純物を拡散あるいはイオン注入する
ことによってp-型不純物拡散層(pウエル)16aを
形成する。さらにこのp-型不純物拡散層16a内に、
マスクMによって所定領域にヒ素などのn型不純物をイ
オン注入し、n+型不純物拡散層22aを形成する。
Then, as shown in FIG. 4, a p -- type impurity diffusion layer (p well) 16a is formed by diffusing or ion-implanting a p-type impurity into the n -- type base region 14. Further, in the p type impurity diffusion layer 16a,
An n-type impurity such as arsenic is ion-implanted into a predetermined region by the mask M to form an n + -type impurity diffusion layer 22a.

【0024】ついで、図5に示すように、n-型ベース
領域14bをエピタキシャル成長で形成する。ついで、
図6に示すように、アニール処理を行うことによりn+
型不純物拡散層22aを熱拡散させることによりn+
フローティングエミッタ領域22を形成する。
Then, as shown in FIG. 5, an n -- type base region 14b is formed by epitaxial growth. Then,
As shown in FIG. 6, by performing the annealing treatment, n +
The n + type floating emitter region 22 is formed by thermally diffusing the type impurity diffusion layer 22a.

【0025】ついで、図7に示すように、n-型ベース
領域14bにp型不純物を拡散またはイオン注入するこ
とによってp-型不純物拡散層16bを形成し、p-型ベ
ース領域16を形成する。さらに、p-型ベース領域1
6の表面部にn型不純物を選択的にイオン注入すること
によって、n+型不純物拡散層18を形成する。
Then, as shown in FIG. 7, a p -- type impurity diffusion layer 16b is formed by diffusing or ion-implanting a p-type impurity into the n -- type base region 14b to form the p -- type base region 16. . Furthermore, p type base region 1
The n + -type impurity diffusion layer 18 is formed by selectively ion-implanting n-type impurities into the surface portion of 6.

【0026】さらに、図8に示すように、図示しないマ
スクを形成し、RIEなどのドライエッチングによって
ウエハの選択的除去を行い、n+型不純物拡散層18、
-型ベース領域16、n+型フローティングエミッタ領
域22、p-型ベース領域16およびn-型ベース領域1
4の一部に達するトレンチを形成する。ついで、マスク
を除去した後に、トレンチの内壁を含むウエハ全面にシ
リコン酸化膜からなる絶縁膜32を形成し、さらにトレ
ンチの内部を埋めるようにドープトポリシリコンからな
る導電層34を形成し、半導体層上面の不要な絶縁膜お
よび導電層を除去してトレンチ構造のゲート電極30を
形成する。
Further, as shown in FIG. 8, a mask (not shown) is formed, the wafer is selectively removed by dry etching such as RIE, and the n + -type impurity diffusion layer 18,
p type base region 16, n + type floating emitter region 22, p type base region 16 and n type base region 1
A trench reaching part of 4 is formed. Then, after removing the mask, an insulating film 32 made of a silicon oxide film is formed on the entire surface of the wafer including the inner wall of the trench, and a conductive layer 34 made of doped polysilicon is formed so as to fill the inside of the trench. The unnecessary insulating film and conductive layer on the upper surface of the layer are removed to form the gate electrode 30 having a trench structure.

【0027】ついで、図9に示すように、少なくともn
+型不純物拡散層18aとp-型ベース領域16とに跨る
ように、一方の主電極であるカソード電極50を形成
し、p+型シリコン基板10の下面に他方の主電極であ
るアノード電極60を形成する。
Then, as shown in FIG. 9, at least n
A cathode electrode 50, which is one main electrode, is formed so as to extend over the + type impurity diffusion layer 18a and the p type base region 16, and the anode electrode 60, which is the other main electrode, is formed on the lower surface of the p + type silicon substrate 10. To form.

【0028】以上述べた製造方法は、一例であって、他
の製造方法を採用してもよい。例えば、エピタキシャル
成長の代わりにアモルファスシリコンを成膜した後にア
ニール処理を行うことにより、アモルファスシリコンを
単結晶シリコンに再結晶化する方法などを採用すること
ができる。なお、上述した製造方法は、基本的には他の
実施の形態にかかる半導体装置にも適用することができ
る。
The above-described manufacturing method is an example, and other manufacturing methods may be adopted. For example, a method of recrystallizing amorphous silicon into single crystal silicon by performing annealing treatment after forming amorphous silicon film instead of epitaxial growth can be adopted. The manufacturing method described above can basically be applied to semiconductor devices according to other embodiments.

【0029】(第2の実施の形態)図10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
図である。
(Second Embodiment) FIG. 10 is a sectional view schematically showing a thyristor (MOS gate thyristor) 200 controlled by a MOS gate, to which the present invention is applied.

【0030】(構成)このMOSゲートサイリスタ20
0においては、エミッタ層として機能するp+型シリコ
ン基板(第1半導体層)10の一方の主面上に、n+
バッファ層12が形成され、このバッファ層12の表面
にはドリフト領域として機能するn-型ベース領域(第
2半導体層)14が形成されている。前記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の表面部に
は、MOS素子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)18a,18b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の内
部には、前記n+型不純物拡散層18a,18bと離れ
た位置に、n+型フローティングエミッタ領域(第5半
導体層)22が選択的に形成されている。
(Constitution) This MOS gate thyristor 20
0, the n + type buffer layer 12 is formed on one main surface of the p + type silicon substrate (first semiconductor layer) 10 functioning as an emitter layer, and the surface of the buffer layer 12 serves as a drift region. A functional n type base region (second semiconductor layer) 14 is formed. 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 that functions as a source region of a MOS device is formed on the surface of the base region 16. Impurity diffusion layers (fourth semiconductor layers) 18a and 18b are selectively formed. Further, an n + type floating emitter region (fifth semiconductor layer) 22 is selectively formed inside the p type base region 16 at a position apart from the n + type impurity diffusion layers 18a and 18b. There is.

【0031】そして、前記p-型ベース領域16には、
トレンチ構造の第1のゲート電極30が形成されてい
る。このゲート電極30は、前記n+型不純物拡散層1
8a,18bおよび前記p-型ベース領域16を貫通
し、さらに前記n+型フローティングエミッタ領域22
に達するトレンチ内に、絶縁膜32を介して例えばドー
プトポリシリコンからなる導電層34を形成することに
よって構成されている。また、前記n+型不純物拡散領
域18bの一部、および前記p-型ベース領域16の表
面に絶縁膜42を介して第2のゲート電極40が形成さ
れている。
Then, in the p - type base region 16,
A first gate electrode 30 having a trench structure is formed. The gate electrode 30 is the n + -type impurity diffusion layer 1
8a, 18b and the p -type base region 16 and penetrates through the n + -type floating emitter region 22.
Is formed by forming a conductive layer 34 made of, for example, doped polysilicon through the insulating film 32 in the trench reaching the. A second gate electrode 40 is formed on a part of the n + type impurity diffusion region 18b and the surface of the p type base region 16 with an insulating film 42 interposed therebetween.

【0032】さらに、前記n+型不純物拡散領域18
a,18bおよびp-型ベース領域16の表面に第1の
主電極であるカソード電極50が形成されている。そし
て、前記ゲート電極30および前記カソード電極50は
絶縁層70によって電気的に分離されている。また、前
記p+型エミッタ層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, the n + type impurity diffusion region 18 is formed.
A cathode electrode 50 serving as a first main electrode is formed on the surfaces of a, 18b and p type base region 16. The gate electrode 30 and the cathode electrode 50 are electrically separated by the insulating layer 70. An anode electrode 60, which is a second main electrode, is formed on the other main surface of the p + type emitter layer 10.

【0033】このサイリスタ200においては、n+
フローティングエミッタ領域22、p-型ベース領域1
6、n-型ベース領域14、n+型バッファ層12および
+型エミッタ層10によって、npnpサイリスタが
構成される。
In this thyristor 200, the n + type floating emitter region 22 and the p type base region 1 are provided.
6, n type base region 14, n + type buffer layer 12 and p + type emitter layer 10 constitute an npnp thyristor.

【0034】また、n+型不純物拡散領域(ソース領
域)18a,18b、n+型フローティングエミッタ領
域(ドレイン領域)22、トレンチゲート電極30およ
び第1のチャネル領域20aによってMOSFETが構
成される。前記第1のチャネル領域20は、前記ゲート
電極30のゲート絶縁膜32に隣接する、前記n+型不
純物拡散層18a,18bと前記フローティングエミッ
タ領域22との間に形成される。そして、このMOSF
ETによって、npnpサイリスタを構成するフローテ
ィングエミッタ領域22にエレクトロンが供給される。
The n + type impurity diffusion regions (source regions) 18a and 18b, the n + type floating emitter region (drain region) 22, the trench gate electrode 30 and the first channel region 20a form a MOSFET. The first channel region 20 is formed between the n + -type impurity diffusion layers 18 a and 18 b and the floating emitter region 22 adjacent to the gate insulating film 32 of the gate electrode 30. And this MOSF
Electrons are supplied to the floating emitter region 22 forming the npnp thyristor by ET.

【0035】また、一方のn+型不純物拡散領域18
b、第2のチャネル領域20b、n-型ベース領域1
4、n+型バッファ層12およびp+型エミッタ層10に
よってIGBTが構成される。
Further, one of the n + type impurity diffusion regions 18
b, second channel region 20b, n type base region 1
4, the n + type buffer layer 12 and the p + type emitter layer 10 form an IGBT.

【0036】(動作)つぎに、本実施の形態に係るMO
Sゲートサイリスタ200の動作について説明する。
(Operation) Next, the MO according to the present embodiment
The operation of the S gate thyristor 200 will be described.

【0037】このMOSゲートサイリスタ200におい
ては、トレンチ構造の第1のゲート電極30とは別に、
平面構造の第2のゲート電極40を用いたIGBTを有
することにより、第1のゲート電極30と第2のゲート
電極40とを独立して駆動することができる。
In this MOS gate thyristor 200, apart from the first gate electrode 30 having the trench structure,
By having the IGBT using the second gate electrode 40 having the planar structure, the first gate electrode 30 and the second gate electrode 40 can be independently driven.

【0038】まず、MOSゲートサイリスタ200をタ
ーンオンさせる場合には、第2のゲート電極40をオン
させ、IGBTをオン動作させる。この状態でp+型エ
ミッタ層10からのホールの注入を促すことができる。
また、同時に第1のゲート電極30をオンさせ、p+
エミッタ層10からのホールの注入に併せて、n+型不
純物拡散層18a,18bから第1のチャネル領域20
aを介してドレイン領域として機能するn+型フローテ
ィングエミッタ領域22にエレクトロンを注入する。こ
のフローティングエミッタ領域22は、電位が固定され
ていないため、アノード電圧の上昇によりこのフローテ
ィングエミッタ領域22の電位は高くなり、MOSFE
Tのドレインとして動作する。そして、このMOSFE
Tの動作により、フローティングエミッタ領域22の内
部にエレクトロンを注入すると共に、IGBT動作にに
よりp+型エミッタ層10からのホールが注入され、フ
ローティングエミッタ領域22直下のp-型ベース領域
16の電位障壁が低くなり、このフローティングエミッ
タ領域22とp-型ベース領域16の多数キャリアによ
りサイリスタ動作が始まる。そして、サイリスタ動作時
には、前記フローティングエミッタ領域22がシリコン
基板10の主面の方向に延びる状態で形成されているた
め、エレクトロンの注入経路を広くすることができ、し
たがって電流が流れやすくオン電圧を低減できる。
First, when turning on the MOS gate thyristor 200, the second gate electrode 40 is turned on and the IGBT is turned on. In this state, injection of holes from the p + type emitter layer 10 can be promoted.
At the same time, the first gate electrode 30 is turned on, and the holes are injected from the p + -type emitter layer 10, and the n + -type impurity diffusion layers 18a and 18b are connected to the first channel region 20.
Electrons are injected into the n + type floating emitter region 22 functioning as a drain region via a. Since the potential of the floating emitter region 22 is not fixed, the potential of the floating emitter region 22 increases due to the increase of the anode voltage, and the MOSFE
Operates as the drain of T. And this MOSFE
Electrons are injected into the floating emitter region 22 by the operation of T, and holes from the p + type emitter layer 10 are injected by the IGBT operation, so that the potential barrier of the p type base region 16 directly below the floating emitter region 22 is injected. Becomes low, and the majority carriers in the floating emitter region 22 and the p type base region 16 start the thyristor operation. During the operation of the thyristor, since the floating emitter region 22 is formed in a state of extending in the direction of the main surface of the silicon substrate 10, it is possible to widen the electron injection path, so that the current easily flows and the on-voltage is reduced. it can.

【0039】このように、まずIGBTをオンさせるこ
とによりサイリスタ動作を起こしやすい状態にすること
ができるため、素子のターンオン時間を短くすることが
できる。また、MOSゲートサイリスタ200をターン
オフする場合には、第1のゲート電極30をまずオフ状
態とすることにより、素子内部での動作をサイリスタ動
作状態からIGBT動作状態へと移行することができ、
その後、第2のゲート電極40をオフすることにより、
素子内部のキャリアを確実かつ短時間でオフ動作させる
ことができる。
As described above, since the thyristor operation can be easily caused by first turning on the IGBT, the turn-on time of the element can be shortened. Further, when turning off the MOS gate thyristor 200, the operation inside the element can be shifted from the thyristor operating state to the IGBT operating state by first turning off the first gate electrode 30.
After that, by turning off the second gate electrode 40,
The carrier inside the element can be surely turned off in a short time.

【0040】(第3の実施の形態)図11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
300を模式的に示す断面図である。この実施の形態に
おいて、図1に示す第1の実施の形態のサイリスタ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. 11 is a sectional view schematically showing a thyristor 300 to which the present invention is applied and which is controlled by a MOS gate. In this embodiment, the thyristor 10 of the first embodiment shown in FIG. 1 is used.
Portions substantially the same as 0 are assigned the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

【0041】本実施の形態においては、前記第1の実施
の形態と、フローティングエミッタ領域をn+型不純物
拡散層の代わりにショットキーメタルからなるフローテ
ィングエミッタ領域24を形成した点で異なる。p-
ベース領域16に対してショットキー接合が可能な金属
としては、例えばニッケルなどを用いることができる。
このように、p-型ベース領域16にショットキー接合
が形成される金属からなるフローティングエミッタ領域
24を形成することにより、pn接合に比べて順方向特
性が良好なショットキー接合を構成することができる。
その結果、素子のターンオン時間を短くすることがで
き、さらに素子のオン電圧を低くすることができる点で
サイリスタ特性が向上する。
This embodiment differs from the first embodiment in that the floating emitter region is made of Schottky metal instead of the n + -type impurity diffusion layer. As a metal capable of making a Schottky junction with the p type base region 16, for example, nickel or the like can be used.
Thus, by forming the floating emitter region 24 made of a metal forming a Schottky junction in the p type base region 16, it is possible to form a Schottky junction having better forward characteristics than the pn junction. it can.
As a result, the turn-on time of the element can be shortened and the on-voltage of the element can be lowered, so that the thyristor characteristic is improved.

【0042】(第4の実施の形態)図12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
400を模式的に示す断面図である。図12において、
図1に示す第1の実施の形態に係るサイリスタ100と
実質的に同一な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. 12 is a sectional view schematically showing a thyristor 400 controlled by a MOS gate to which the present invention is applied. In FIG.
Portions substantially the same as those of the thyristor 100 according to the first embodiment shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0043】本実施の形態において特徴的なことは、n
+型フローティングエミッタ領域22の直下に位置する
-型ベース領域16の底部を波形に形成したことにあ
る。このようにp-型ベース領域16の底部を波形にす
ることにより、p-型ベース領域16の拡散深さが部分
的に浅くなり、この拡散深さが浅い部分ではサイリスタ
動作が生じやすく、全体として、素子のオン電圧が低く
なる利点がある。
A characteristic of this embodiment is that n
This is because the bottom of the p type base region 16 located immediately below the + type floating emitter region 22 is formed in a wavy shape. By the waveform bottom of the mold base region 16, p - - Thus p type diffusion depth of the base region 16 is partially shallower, thyristor operation is likely to occur in the shallow diffusion depth, the whole As a result, there is an advantage that the ON voltage of the element is lowered.

【0044】p-型ベース領域16の底部を波形にする
方法としては、例えばp型不純物をイオン注入する際
に、拡散深さを浅くする部分に比べて拡散深さを深くす
る部分のイオン注入量を多くし、その後熱処理をする方
法などによって形成することができる。
As a method of corrugating the bottom of the p - type base region 16, for example, when ion-implanting p-type impurities, ion implantation is performed at a portion where the diffusion depth is made deeper than the portion where the diffusion depth is made shallow. It can be formed by increasing the amount and then performing heat treatment.

【0045】(第5の実施の形態)図13は、トレンチ
構造のゲート電極30の変形例を示す斜視図である。こ
の例のゲート電極30においては、その平面形状が十字
型をなしている。このように、ゲート電極30の平面形
状を十字型に構成することにより、図2に示すストライ
プ構造のゲート電極に比べて、相対的にチャネル領域が
増大し、MOSFETの抵抗を小さくすることができ
る。その結果、オン電圧を低くすることができる。
(Fifth Embodiment) FIG. 13 is a perspective view showing a modification of the gate electrode 30 having a trench structure. The gate electrode 30 of this example has a cross shape in a plan view. As described above, by forming the gate electrode 30 in a cross-shaped planar shape, the channel region is relatively increased and the resistance of the MOSFET can be reduced as compared with the gate electrode having the stripe structure shown in FIG. . As a result, the on-voltage can be lowered.

【0046】図13に示すゲート電極30の変形例は一
例であって、チャネル領域の増大を達成することができ
る限り、他の態様をとることもできる。
The modification of the gate electrode 30 shown in FIG. 13 is an example, and other modes can be adopted as long as the increase of the channel region can be achieved.

【0047】以上述べた第3の実施の形態から第5の実
施の形態は、第1の実施の形態のみならず第2の実施の
形態にも同様に適用することができ、同様の作用効果を
得ることができる。また、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。
The third to fifth embodiments described above can be applied not only to the first embodiment but also to the second embodiment, and the same operational effect Can be obtained. Further, in the above-described embodiment, the p-type semiconductor device is used as the first conductivity type and the n-type semiconductor device is used as the second conductivity type. However, the conductivity type may be reversed.

【0048】[0048]

【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 thyristor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すサイリスタの平面構造を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a planar structure of the thyristor shown in FIG.

【図3】図1および図2に示すサイリスタの製造工程を
模式的に示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view schematically showing a manufacturing process of the thyristor shown in FIGS. 1 and 2.

【図4】図3に示す製造工程に続いて行われる工程を示
す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a step performed after the manufacturing step shown in FIG.

【図5】図4に示す製造工程に続いて行われる工程を示
す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a step performed after the manufacturing step shown in FIG.

【図6】図5に示す製造工程に続いて行われる工程を示
す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a step performed after the manufacturing step shown in FIG.

【図7】図6に示す製造工程に続いて行われる工程を示
す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a step performed after the manufacturing step shown in FIG.

【図8】図7に示す製造工程に続いて行われる工程を示
す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a step performed after the manufacturing step shown in FIG.

【図9】図8に示す製造工程に続いて行われる工程を示
す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a step performed after the manufacturing step shown in FIG.

【図10】本発明の第2の実施の形態に係るサイリスタ
を模式的に示す断面図である。
FIG. 10 is a sectional view schematically showing a thyristor according to a second embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第3の実施の形態に係るサイリスタ
を模式的に示す断面図である。
FIG. 11 is a sectional view schematically showing a thyristor according to a third embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第4の実施の形態に係るサイリスタ
を模式的に示す断面図である。
FIG. 12 is a sectional view schematically showing a thyristor according to a fourth embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第5の実施の形態に係るサイリスタ
の部分を模式的に示す斜視図である。
FIG. 13 is a perspective view schematically showing a part of a thyristor according to a fifth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 p+型シリコン基板 12 n+型バッファ層 14 n-型ベース領域 16 p-型ベース領域 18,18a,18b n+型不純物拡散層 20a 第1のチャネル領域 20b 第2のチャネル領域 22,24 フローティングエミッタ領域 30,40 ゲート電極 32,42 絶縁膜 34 導電層 50 カソード電極 60 アノード電極 100,200,300,400 サイリスタ10 p + type silicon substrate 12 n + type buffer layer 14 n type base region 16 p type base region 18, 18a, 18b n + type impurity diffusion layer 20a first channel region 20b second channel region 22, 24 Floating emitter region 30, 40 Gate electrode 32, 42 Insulating film 34 Conductive layer 50 Cathode electrode 60 Anode electrode 100, 200, 300, 400 Thyristor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上杉 勉 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の1 株式会社豊田中央研究所内 (56)参考文献 特開 平7−111324(JP,A) 特開 平6−275818(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/74 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tsutomu Uesugi 1 Nagatote, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture 1 No. 41 Yokomichi Toyota Central Research Institute Co., Ltd. (56) Reference JP-A-7-111324 (JP, A) JP-A-6-275818 (JP, A) (58) Fields investigated (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、低濃度
の不純物を含む第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3半導体層の内部に前記第4半導体層と離間して
選択的に形成された第導電型の第5半導体層、 前記第4半導体層、前記第3半導体層、前記第5半導体
層および前記第3半導体層を貫通し、さらに前記第2半
導体層の内部に達するトレンチ内に、絶縁膜を介して形
成されたゲート電極、 前記第3半導体層および前記第4半導体層の双方の表面
に共通に形成された第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、 前記第5半導体層は、一方の端部のみが前記第3半導体
層の内部で前記ゲート電極と前記絶縁膜を介して接して
おり、かつ前記第1半導体層の主面方向において延びた
状態で形成されている 半導体装置。
1. 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 containing a low-concentration impurity; A third semiconductor layer of a first conductivity type selectively formed on a surface portion of the semiconductor layer; a fourth semiconductor layer of a second conductivity type selectively formed on a surface portion of the third semiconductor layer; A second conductive type fifth semiconductor layer selectively formed inside the semiconductor layer so as to be separated from the fourth semiconductor layer, the fourth semiconductor layer, the third semiconductor layer, the fifth semiconductor layer, and the fifth semiconductor layer. A gate electrode formed through an insulating film in a trench penetrating the third semiconductor layer and further reaching the inside of the second semiconductor layer, and commonly on both surfaces of the third semiconductor layer and the fourth semiconductor layer. The first main electrode formed and the other main surface side of the first semiconductor layer are formed. Second main electrode, seen including, said fifth semiconductor layer, only one end the third semiconductor
In contact with the gate electrode through the insulating film inside the layer
And extends in the main surface direction of the first semiconductor layer.
A semiconductor device formed in a state .
【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、低濃度
の不純物を含む第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3半導体層の内部に前記第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5半導体層、 前記第4半導体層および前記第3半導体層を貫通し、少
なくとも前記第5半導体層に達するトレンチ内に、絶縁
膜を介して形成された第1のゲート電極、 前記第2導電型の第4半導体層に隣接する前記第1導電
型の第3半導体層の表面に、絶縁膜を介して形成された
第2のゲート電極、 前記第3半導体層および前記第4半導体層の双方の表面
に共通に形成された第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、 を含む半導体装置。
2. A first semiconductor layer of a first conductivity type, a second semiconductor layer of a second conductivity type, which is formed on one main surface side of the first semiconductor layer and contains a low concentration of impurities, and the second semiconductor layer. A third semiconductor layer of a first conductivity type selectively formed on a surface portion of the semiconductor layer; a fourth semiconductor layer of a second conductivity type selectively formed on a surface portion of the third semiconductor layer; A fifth conductive type fifth semiconductor layer that is selectively formed inside the semiconductor layer while being separated from the fourth semiconductor layer, penetrates the fourth semiconductor layer and the third semiconductor layer, and at least the fifth semiconductor. A first gate electrode formed through an insulating film in the trench reaching the layer; and an insulating film on the surface of the third semiconductor layer of the first conductivity type adjacent to the fourth semiconductor layer of the second conductivity type. A second gate electrode formed through the second gate electrode, the third gate electrode and the fourth gate layer. A first main electrode formed in common on the surface of, and a second main electrode formed on the other main surface side of the first semiconductor layer, a semiconductor device including a.
【請求項3】 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、低濃度
の不純物を含む第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3半導体層の内部に前記第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5半導体層、 前記第4半導体層、前記第3半導体層、前記第5半導体
層および前記第3半導体層を貫通し、さらに前記第2半
導体層の内部に達するトレンチ内に、絶縁膜を介して形
成されたゲート電極、 前記第3半導体層および前記第4半導体層の双方の表面
に共通に形成された第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、 前記第5半導体層の直下に位置する前記第3半導体層の
底部が波形に形成された半導体装置。
3. A first semiconductor layer of a first conductivity type , a low concentration formed on one main surface side of the first semiconductor layer.
Second-conductivity-type second semiconductor layer containing impurities, and the first conductive layer selectively formed on the surface of the second semiconductor layer.
Electroconductive third semiconductor layer, a second conductive layer selectively formed on the surface of the third semiconductor layer.
An electrically conductive fourth semiconductor layer, inside the third semiconductor layer and spaced apart from the fourth semiconductor layer.
The selectively formed second-conductivity-type fifth semiconductor layer, the fourth semiconductor layer, the third semiconductor layer, and the fifth semiconductor
A layer and the third semiconductor layer, and further through the second half
Formed via an insulating film in the trench that reaches the inside of the conductor layer.
Surfaces of both the formed gate electrode, the third semiconductor layer and the fourth semiconductor layer
And a second main electrode formed on the other main surface side of the first semiconductor layer.
Electrodes, wherein the said third semiconductor layer located immediately below the fifth semiconductor layer
A semiconductor device having a corrugated bottom.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかにおいて、 前記第5半導体層のかわりに、前記第3半導体層とショ
ットキー接合が形成される金属層を有する半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein a metal layer forming a Schottky junction with the third semiconductor layer is formed instead of the fifth semiconductor layer.
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