JP4725040B2 - Soiトレンチ横型igbt - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態1のIGBTを示す断面図である。図1に示すように、nチャネルIGBTは、SOI基板を用いて作製されている。SOI基板は、p支持基板1aの上に、酸化膜等からなる絶縁層2、n+小数キャリア相殺層13aおよびn-ドリフト領域3aを、この順に積層した構成となっている。
図12および図13は、それぞれ、実施の形態2のnチャネルIGBTおよびpチャネルIGBTを示す断面図である。図12および図13に示すように、実施の形態2のIGBTは、実施の形態1において、単一のドリフト領域3a,3cに対して複数(図示例では2個)のチャネルを有し、高い電流能力を有する構成としたものである。
図14および図15は、それぞれ、実施の形態3のnチャネルIGBTおよびpチャネルIGBTを示す断面図である。図14および図15に示すように、実施の形態3のIGBTは、実施の形態1において、上段トレンチ16aおよび下段トレンチ16bに代えて、ウェハ表面からトレンチ底に至るまで一定の幅のトレンチ16cの中に、トレンチ埋め込み絶縁膜17を埋め込んだものである。その他の構成は実施の形態1と同じであるので、説明を省略する。
図16および図17は、それぞれ、実施の形態4のnチャネルIGBTおよびpチャネルIGBTを示す断面図である。図16および図17に示すように、実施の形態4のIGBTは、実施の形態2と実施の形態3を組み合わせたものである。すなわち、単一のドリフト領域3a,3cに対して複数(図示例では2個)のチャネルを有するとともに、ウェハ表面からトレンチ底に至るまで一定の幅のトレンチ16cの中に、トレンチ埋め込み絶縁膜17を埋め込んだものである。その他の構成は実施の形態2および実施の形態3と同じであるので、説明を省略する。
図18および図19は、それぞれ、実施の形態5のnチャネルIGBTおよびpチャネルIGBTを示す断面図である。図18および図19に示すように、実施の形態5のIGBTは、実施の形態1のプレーナゲート構造に変えて、トレンチゲート構造を有するものであり、ラッチアップしにくいという利点を有する。
図20および図21は、それぞれ、実施の形態6のnチャネルIGBTおよびpチャネルIGBTを示す断面図である。図20および図21に示すように、実施の形態6のIGBTは、実施の形態5において、単一のドリフト領域3a,3cに対して複数(図示例では3個)のチャネルを有し、高い電流能力を有する構成としたものである。その他の構成は実施の形態5と同じであるので、説明を省略する。
図22および図23は、それぞれ、実施の形態7のnチャネルIGBTおよびpチャネルIGBTを示す断面図である。図22および図23に示すように、実施の形態7のIGBTは、実施の形態5において、上段トレンチ16aおよび下段トレンチ16bに代えて、ウェハ表面からトレンチ底に至るまで一定の幅のトレンチ16cの中に、トレンチ埋め込み絶縁膜17を埋め込んだものである。その他の構成は実施の形態5と同じであるので、説明を省略する。
図24および図25は、それぞれ、実施の形態8のnチャネルIGBTおよびpチャネルIGBTを示す断面図である。図24および図25に示すように、実施の形態8のIGBTは、実施の形態6と実施の形態7を組み合わせたものである。すなわち、単一のドリフト領域3a,3cに対して複数(図示例では3個)のチャネルを有するとともに、ウェハ表面からトレンチ底に至るまで一定の幅のトレンチ16cの中に、トレンチ埋め込み絶縁膜17を埋め込んだものである。その他の構成は実施の形態6および実施の形態7と同じであるので、説明を省略する。
図26および図27は、それぞれ、実施の形態9のnチャネルIGBTおよびpチャネルIGBTを示す断面図である。図26および図27に示すように、実施の形態9のIGBTは、実施の形態1において、コレクタ側フィールドプレート14を設けていないものである。そして、nチャネルIGBTでは、上段トレンチ16aとnバッファ領域11aとを離し、上段トレンチ16aとnバッファ領域11aとの間にn-ドリフト領域3aを挟むことによって、nバッファ領域11aとn-ドリフト領域3aとの界面の空乏化によるデバイスの耐圧への影響を抑制している。
図28および図29は、それぞれ、実施の形態10のnチャネルIGBTおよびpチャネルIGBTを示す断面図である。図28および図29に示すように、実施の形態10のIGBTは、実施の形態9において、単一のドリフト領域3a,3cに対して複数(図示例では2個)のチャネルを有し、高い電流能力を有する構成としたものである。その他の構成は実施の形態9と同じであるので、説明を省略する。
図30および図31は、それぞれ、実施の形態11のnチャネルIGBTおよびpチャネルIGBTを示す断面図である。図30および図31に示すように、実施の形態11のIGBTは、実施の形態9において、上段トレンチ16aおよび下段トレンチ16bに代えて、ウェハ表面からトレンチ底に至るまで一定の幅のトレンチ16cの中に、トレンチ埋め込み絶縁膜17を埋め込んだものである。その他の構成は実施の形態9と同じであるので、説明を省略する。
図32および図33は、それぞれ、実施の形態12のnチャネルIGBTおよびpチャネルIGBTを示す断面図である。図32および図33に示すように、実施の形態12のIGBTは、実施の形態10と実施の形態11を組み合わせたものである。すなわち、単一のドリフト領域3a,3cに対して複数(図示例では2個)のチャネルを有するとともに、ウェハ表面からトレンチ底に至るまで一定の幅のトレンチ16cの中に、トレンチ埋め込み絶縁膜17を埋め込んだものである。その他の構成は実施の形態10および実施の形態11と同じであるので、説明を省略する。
図34および図35は、それぞれ、実施の形態13のnチャネルIGBTおよびpチャネルIGBTを示す断面図である。図34および図35に示すように、実施の形態13のIGBTは、実施の形態5において、コレクタ側フィールドプレート14を設けていないものである。そして、nチャネルIGBTでは、上段トレンチ16aとnバッファ領域11aとを離し、上段トレンチ16aとnバッファ領域11aとの間にn-ドリフト領域3aを挟むことによって、nバッファ領域11aとn-ドリフト領域3aとの界面の空乏化によるデバイスの耐圧への影響を抑制している。
図36および図37は、それぞれ、実施の形態14のnチャネルIGBTおよびpチャネルIGBTを示す断面図である。図36および図37に示すように、実施の形態14のIGBTは、実施の形態13において、単一のドリフト領域3a,3cに対して複数(図示例では3個)のチャネルを有し、高い電流能力を有する構成としたものである。その他の構成は実施の形態13と同じであるので、説明を省略する。
図38および図39は、それぞれ、実施の形態15のnチャネルIGBTおよびpチャネルIGBTを示す断面図である。図38および図39に示すように、実施の形態15のIGBTは、実施の形態13において、上段トレンチ16aおよび下段トレンチ16bに代えて、ウェハ表面からトレンチ底に至るまで一定の幅のトレンチ16cの中に、トレンチ埋め込み絶縁膜17を埋め込んだものである。その他の構成は実施の形態13と同じであるので、説明を省略する。
図40および図41は、それぞれ、実施の形態16のnチャネルIGBTおよびpチャネルIGBTを示す断面図である。図40および図41に示すように、実施の形態16のIGBTは、実施の形態14と実施の形態15を組み合わせたものである。すなわち、単一のドリフト領域3a,3cに対して複数(図示例では3個)のチャネルを有するとともに、ウェハ表面からトレンチ底に至るまで一定の幅のトレンチ16cの中に、トレンチ埋め込み絶縁膜17を埋め込んだものである。その他の構成は実施の形態14および実施の形態15と同じであるので、説明を省略する。
図42および図43は、それぞれ、実施の形態17のnチャネルIGBTおよびpチャネルIGBTを示す断面図である。図42および図43に示すように、実施の形態17のnチャネルIGBTは、実施の形態1において、トレンチ埋め込み絶縁膜17がn-ドリフト領域3a、nウェル領域3bおよびnバッファ領域11aにのみ接触するようにしたものである。すなわち、トレンチ埋め込み絶縁膜17は、pベース領域4aおよびp+ベースコンタクト領域5bに接触していない。
図44および図45は、それぞれ、実施の形態18のnチャネルIGBTおよびpチャネルIGBTを示す断面図である。図44および図45に示すように、実施の形態18のIGBTは、実施の形態17において、上段トレンチ16aおよび下段トレンチ16bに代えて、ウェハ表面からトレンチ底に至るまで一定の幅のトレンチ16cの中に、トレンチ埋め込み絶縁膜17を埋め込んだものである。その他の構成は実施の形態17と同じであるので、説明を省略する。
図46および図47は、それぞれ、実施の形態19のnチャネルIGBTおよびpチャネルIGBTを示す断面図である。図46および図47に示すように、実施の形態19のnチャネルIGBTは、実施の形態1において、トレンチ埋め込み絶縁膜17がn-ドリフト領域3a、nウェル領域3bおよびnバッファ領域11aにのみ接触しており、pベース領域4aおよびp+ベースコンタクト領域5bには接触していない。そのため、エミッタ側フィールドプレート15は不要である。
2 絶縁層
3a,3c 第1の半導体領域(ドリフト領域)
3b,3d 第2の半導体領域(ウェル領域)
4a,4b 第3の半導体領域(ベース領域)
5a,5c 低抵抗領域
5b,5d 高電導度領域(ベースコンタクト領域)
6a,6b エミッタ領域
7 エミッタ電極
8a,8b ゲート電極
9a,9b ゲート絶縁膜
10 コレクタ電極
11a,11b 第4の半導体領域(バッファ領域)
12a,12b コレクタ領域
13a,13b 半導体層(小数キャリア相殺層)
14 コレクタ側導電領域(コレクタ側フィールドプレート)
15 エミッタ側導電領域(エミッタ側フィールドプレート)
16a 上段トレンチ
16b 下段トレンチ
16c トレンチ
17 トレンチ埋め込み絶縁膜
19 ゲートトレンチ
Claims (20)
- 支持基板上に絶縁層を介して設けられた第1導電型の半導体層と、
前記半導体層上に設けられた、前記半導体層よりも抵抗率の高い第1導電型の第1の半導体領域と、
前記第1の半導体領域の表面層の一部に設けられた、前記第1の半導体領域よりも抵抗率の低い第1導電型の第2の半導体領域と、
前記第1の半導体領域および前記第2の半導体領域に接して前記第1の半導体領域の表面層の一部に設けられた第2導電型の第3の半導体領域と、
前記第3の半導体領域の一部の表面上にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、
前記第3の半導体領域の一部に設けられた第1導電型のエミッタ領域と、
前記第3の半導体領域の一部に設けられ、かつ前記エミッタ領域の下側に設けられる第2導電型の低抵抗領域と、
前記第3の半導体領域の一部に、前記エミッタ領域に隣接して設けられた第2導電型の高電導度領域と、
前記第1の半導体領域の表面層の一部に、前記第2の半導体領域および前記第3の半導体領域から離れて設けられた、前記第1の半導体領域よりも抵抗率の低い第1導電型の第4の半導体領域と、
前記第4の半導体領域の一部に設けられた第2導電型のコレクタ領域と、
前記第2の半導体領域および前記第3の半導体領域と前記第4の半導体領域との間に設けられた上段トレンチと、
前記上段トレンチの底からさらに深い位置まで設けられた、前記上段トレンチよりも幅の狭い下段トレンチと、
前記上段トレンチおよび前記下段トレンチの中に埋め込まれたトレンチ埋め込み絶縁膜と、
前記上段トレンチ内における前記トレンチ埋め込み絶縁膜中の、前記第3の半導体領域の近くに埋め込まれたフローティング電位のエミッタ側導電領域と、
前記上段トレンチ内における前記トレンチ埋め込み絶縁膜中の、前記第4の半導体領域の近くに埋め込まれたコレクタ側導電領域と、
前記エミッタ領域および前記高電導度領域に接するエミッタ電極と、
前記コレクタ領域に接するとともに、前記コレクタ側導電領域に電気的に接続するコレクタ電極と、
を備えることを特徴とするSOIトレンチ横型IGBT。 - 支持基板上に絶縁層を介して設けられた第1導電型の半導体層と、
前記半導体層上に設けられた、前記半導体層よりも抵抗率の高い第1導電型の第1の半導体領域と、
前記第1の半導体領域の表面層の一部に設けられた、前記第1の半導体領域よりも抵抗率の低い第1導電型の第2の半導体領域と、
前記第1の半導体領域および前記第2の半導体領域に接して前記第1の半導体領域の表面層の一部に設けられた第2導電型の第3の半導体領域と、
前記第3の半導体領域の一部の表面上にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、
前記第3の半導体領域の一部に設けられた第1導電型のエミッタ領域と、
前記第3の半導体領域の一部に設けられ、かつ前記エミッタ領域の下側に設けられる第2導電型の低抵抗領域と、
前記第3の半導体領域の一部に、前記エミッタ領域に隣接して設けられた第2導電型の高電導度領域と、
前記第1の半導体領域の表面層の一部に、前記第2の半導体領域および前記第3の半導体領域から離れて設けられた、前記第1の半導体領域よりも抵抗率の低い第1導電型の第4の半導体領域と、
前記第4の半導体領域の一部に設けられた第2導電型のコレクタ領域と、
前記第2の半導体領域および前記第3の半導体領域と前記第4の半導体領域との間に設けられたトレンチと、
前記トレンチ内に埋め込まれたトレンチ埋め込み絶縁膜と、
前記トレンチ埋め込み絶縁膜の上半部内の、前記第3の半導体領域の近くに埋め込まれたフローティング電位のエミッタ側導電領域と、
前記トレンチ埋め込み絶縁膜の上半部内の、前記第4の半導体領域の近くに埋め込まれたコレクタ側導電領域と、
前記エミッタ領域および前記高電導度領域に接するエミッタ電極と、
前記コレクタ領域に接するとともに、前記コレクタ側導電領域に電気的に接続するコレクタ電極と、
を備えることを特徴とするSOIトレンチ横型IGBT。 - 支持基板上に絶縁層を介して設けられた第1導電型の半導体層と、
前記半導体層上に設けられた、前記半導体層よりも抵抗率の高い第1導電型の第1の半導体領域と、
前記第1の半導体領域に接し、かつ前記第1の半導体領域の表面層の一部に設けられた第2導電型の第3の半導体領域と、
前記第3の半導体領域を貫通して前記第1の半導体領域に達するゲートトレンチの内側にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、
前記第3の半導体領域の一部に、前記ゲートトレンチに接して設けられた第1導電型のエミッタ領域と、
前記第3の半導体領域の一部に、前記エミッタ領域に隣接して設けられた第2導電型の低抵抗領域と、
前記第1の半導体領域の表面層の一部に、前記第3の半導体領域から離れて設けられた、前記第1の半導体領域よりも抵抗率の低い第1導電型の第4の半導体領域と、
前記第4の半導体領域の一部に設けられた第2導電型のコレクタ領域と、
前記第3の半導体領域と前記第4の半導体領域との間に設けられた上段トレンチと、
前記上段トレンチの底からさらに深い位置まで設けられた、前記上段トレンチよりも幅の狭い下段トレンチと、
前記上段トレンチおよび前記下段トレンチの中に埋め込まれたトレンチ埋め込み絶縁膜と、
前記上段トレンチ内における前記トレンチ埋め込み絶縁膜中の、前記第3の半導体領域の近くに埋め込まれたフローティング電位のエミッタ側導電領域と、
前記上段トレンチ内における前記トレンチ埋め込み絶縁膜中の、前記第4の半導体領域の近くに埋め込まれたコレクタ側導電領域と、
前記エミッタ領域および前記低抵抗領域に接するエミッタ電極と、
前記コレクタ領域に接するとともに、前記コレクタ側導電領域に電気的に接続するコレクタ電極と、
を備えることを特徴とするSOIトレンチ横型IGBT。 - 支持基板上に絶縁層を介して設けられた第1導電型の半導体層と、
前記半導体層上に設けられた、前記半導体層よりも抵抗率の高い第1導電型の第1の半導体領域と、
前記第1の半導体領域に接し、かつ前記第1の半導体領域の表面層の一部に設けられた第2導電型の第3の半導体領域と、
前記第3の半導体領域を貫通して前記第1の半導体領域に達するゲートトレンチの内側にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、
前記第3の半導体領域の一部に、前記ゲートトレンチに接して設けられた第1導電型のエミッタ領域と、
前記第3の半導体領域の一部に、前記エミッタ領域に隣接して設けられた第2導電型の低抵抗領域と、
前記第1の半導体領域の表面層の一部に、前記第3の半導体領域から離れて設けられた、前記第1の半導体領域よりも抵抗率の低い第1導電型の第4の半導体領域と、
前記第4の半導体領域の一部に設けられた第2導電型のコレクタ領域と、
前記第3の半導体領域と前記第4の半導体領域との間に設けられたトレンチと、
前記トレンチ内に埋め込まれたトレンチ埋め込み絶縁膜と、
前記トレンチ埋め込み絶縁膜の上半部内の、前記第3の半導体領域の近くに埋め込まれたフローティング電位のエミッタ側導電領域と、
前記トレンチ埋め込み絶縁膜の上半部内の、前記第4の半導体領域の近くに埋め込まれたコレクタ側導電領域と、
前記エミッタ領域および前記低抵抗領域に接するエミッタ電極と、
前記コレクタ領域に接するとともに、前記コレクタ側導電領域に電気的に接続するコレクタ電極と、
を備えることを特徴とするSOIトレンチ横型IGBT。 - 支持基板上に絶縁層を介して設けられた第1導電型の半導体層と、
前記半導体層上に設けられた、前記半導体層よりも抵抗率の高い第1導電型の第1の半導体領域と、
前記第1の半導体領域の表面層の一部に設けられた、前記第1の半導体領域よりも抵抗率の低い第1導電型の第2の半導体領域と、
前記第1の半導体領域および前記第2の半導体領域に接して前記第1の半導体領域の表面層の一部に設けられた第2導電型の第3の半導体領域と、
前記第3の半導体領域の一部の表面上にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、
前記第3の半導体領域の一部に設けられた第1導電型のエミッタ領域と、
前記第3の半導体領域の一部に設けられ、かつ前記エミッタ領域の下側に設けられる第2導電型の低抵抗領域と、
前記第3の半導体領域の一部に、前記エミッタ領域に隣接して設けられた第2導電型の高電導度領域と、
前記第1の半導体領域の表面層の一部に、前記第2の半導体領域および前記第3の半導体領域から離れて設けられた、前記第1の半導体領域よりも抵抗率の低い第1導電型の第4の半導体領域と、
前記第4の半導体領域の一部に設けられた第2導電型のコレクタ領域と、
前記第2の半導体領域および前記第3の半導体領域と前記第4の半導体領域との間に、前記第4の半導体領域から離れて設けられた上段トレンチと、
前記上段トレンチの底からさらに深い位置まで設けられた、前記上段トレンチよりも幅の狭い下段トレンチと、
前記上段トレンチおよび前記下段トレンチの中に埋め込まれたトレンチ埋め込み絶縁膜と、
前記上段トレンチ内における前記トレンチ埋め込み絶縁膜中の、前記第3の半導体領域の近くに埋め込まれたフローティング電位のエミッタ側導電領域と、
前記エミッタ領域および前記高電導度領域に接するエミッタ電極と、
前記コレクタ領域に接するコレクタ電極と、
を備えることを特徴とするSOIトレンチ横型IGBT。 - 支持基板上に絶縁層を介して設けられた第1導電型の半導体層と、
前記半導体層上に設けられた、前記半導体層よりも抵抗率の高い第1導電型の第1の半導体領域と、
前記第1の半導体領域の表面層の一部に設けられた、前記第1の半導体領域よりも抵抗率の低い第1導電型の第2の半導体領域と、
前記第1の半導体領域および前記第2の半導体領域に接して前記第1の半導体領域の表面層の一部に設けられた第2導電型の第3の半導体領域と、
前記第3の半導体領域の一部の表面上にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、
前記第3の半導体領域の一部に設けられた第1導電型のエミッタ領域と、
前記第3の半導体領域の一部に設けられ、かつ前記エミッタ領域の下側に設けられる第2導電型の低抵抗領域と、
前記第3の半導体領域の一部に、前記エミッタ領域に隣接して設けられた第2導電型の高電導度領域と、
前記第1の半導体領域の表面層の一部に、前記第2の半導体領域および前記第3の半導体領域から離れて設けられた、前記第1の半導体領域よりも抵抗率の低い第1導電型の第4の半導体領域と、
前記第4の半導体領域の一部に設けられた第2導電型のコレクタ領域と、
前記第2の半導体領域および前記第3の半導体領域と前記第4の半導体領域との間に、前記第4の半導体領域から離れて設けられたトレンチと、
前記トレンチ内に埋め込まれたトレンチ埋め込み絶縁膜と、
前記トレンチ埋め込み絶縁膜の上半部内の、前記第3の半導体領域の近くに埋め込まれたフローティング電位のエミッタ側導電領域と、
前記エミッタ領域および前記高電導度領域に接するエミッタ電極と、
前記コレクタ領域に接するコレクタ電極と、
を備えることを特徴とするSOIトレンチ横型IGBT。 - 支持基板上に絶縁層を介して設けられた第1導電型の半導体層と、
前記半導体層上に設けられた、前記半導体層よりも抵抗率の高い第1導電型の第1の半導体領域と、
前記第1の半導体領域に接し、かつ前記第1の半導体領域の表面層の一部に設けられた第2導電型の第3の半導体領域と、
前記第3の半導体領域の一部の表面上にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、
前記第3の半導体領域の一部に設けられた第1導電型のエミッタ領域と、
前記第3の半導体領域の一部に、前記エミッタ領域に隣接して設けられた第2導電型の低抵抗領域と、
前記第1の半導体領域の表面層の一部に、前記第3の半導体領域から離れて設けられた、前記第1の半導体領域よりも抵抗率の低い第1導電型の第4の半導体領域と、
前記第4の半導体領域の一部に設けられた第2導電型のコレクタ領域と、
前記第3の半導体領域と前記第4の半導体領域との間に、前記第4の半導体領域から離れて設けられた上段トレンチと、
前記上段トレンチの底からさらに深い位置まで設けられた、前記上段トレンチよりも幅の狭い下段トレンチと、
前記上段トレンチおよび前記下段トレンチの中に埋め込まれたトレンチ埋め込み絶縁膜と、
前記上段トレンチ内における前記トレンチ埋め込み絶縁膜中の、前記第3の半導体領域の近くに埋め込まれたフローティング電位のエミッタ側導電領域と、
前記エミッタ領域および前記低抵抗領域に接するエミッタ電極と、
前記コレクタ領域に接するコレクタ電極と、
を備えることを特徴とするSOIトレンチ横型IGBT。 - 支持基板上に絶縁層を介して設けられた第1導電型の半導体層と、
前記半導体層上に設けられた、前記半導体層よりも抵抗率の高い第1導電型の第1の半導体領域と、
前記第1の半導体領域に接し、かつ前記第1の半導体領域の表面層の一部に設けられた第2導電型の第3の半導体領域と、
前記第3の半導体領域の一部の表面上にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、
前記第3の半導体領域の一部に設けられた第1導電型のエミッタ領域と、
前記第3の半導体領域の一部に、前記エミッタ領域に隣接して設けられた第2導電型の低抵抗領域と、
前記第1の半導体領域の表面層の一部に、前記第3の半導体領域から離れて設けられた、前記第1の半導体領域よりも抵抗率の低い第1導電型の第4の半導体領域と、
前記第4の半導体領域の一部に設けられた第2導電型のコレクタ領域と、
前記第3の半導体領域と前記第4の半導体領域との間に、前記第4の半導体領域から離れて設けられたトレンチと、
前記トレンチ内に埋め込まれたトレンチ埋め込み絶縁膜と、
前記トレンチ埋め込み絶縁膜の上半部内の、前記第3の半導体領域の近くに埋め込まれたフローティング電位のエミッタ側導電領域と、
前記エミッタ領域および前記低抵抗領域に接するエミッタ電極と、
前記コレクタ領域に接するコレクタ電極と、
を備えることを特徴とするSOIトレンチ横型IGBT。 - 支持基板上に絶縁層を介して設けられた第1導電型の半導体層と、
前記半導体層上に設けられた、前記半導体層よりも抵抗率の高い第1導電型の第1の半導体領域と、
前記第1の半導体領域の表面層の一部に設けられた、前記第1の半導体領域よりも抵抗率の低い第1導電型の第2の半導体領域と、
前記第1の半導体領域および前記第2の半導体領域に接して前記第1の半導体領域の表面層の一部に設けられた第2導電型の第3の半導体領域と、
前記第3の半導体領域の一部の表面上にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、
前記第3の半導体領域の一部に設けられた第1導電型のエミッタ領域と、
前記第3の半導体領域の一部に設けられ、かつ前記エミッタ領域の下側に設けられる第2導電型の低抵抗領域と、
前記第3の半導体領域の一部に、前記エミッタ領域に隣接して設けられた第2導電型の高電導度領域と、
前記第1の半導体領域の表面層の一部に、前記第2の半導体領域および前記第3の半導体領域から離れて設けられた、前記第1の半導体領域よりも抵抗率の低い第1導電型の第4の半導体領域と、
前記第4の半導体領域の一部に設けられた第2導電型のコレクタ領域と、
前記第2の半導体領域および前記第3の半導体領域と前記第4の半導体領域との間に、前記第3の半導体領域から離れて設けられた上段トレンチと、
前記上段トレンチの底からさらに深い位置まで設けられた、前記上段トレンチよりも幅の狭い下段トレンチと、
前記上段トレンチおよび前記下段トレンチの中に埋め込まれたトレンチ埋め込み絶縁膜と、
前記上段トレンチ内における前記トレンチ埋め込み絶縁膜中の、前記第4の半導体領域の近くに埋め込まれたコレクタ側導電領域と、
前記エミッタ領域および前記高電導度領域に接するエミッタ電極と、
前記コレクタ領域に接するとともに、前記コレクタ側導電領域に電気的に接続するコレクタ電極と、
を備えることを特徴とするSOIトレンチ横型IGBT。 - 支持基板上に絶縁層を介して設けられた第1導電型の半導体層と、
前記半導体層上に設けられた、前記半導体層よりも抵抗率の高い第1導電型の第1の半導体領域と、
前記第1の半導体領域の表面層の一部に設けられた、前記第1の半導体領域よりも抵抗率の低い第1導電型の第2の半導体領域と、
前記第1の半導体領域および前記第2の半導体領域に接して前記第1の半導体領域の表面層の一部に設けられた第2導電型の第3の半導体領域と、
前記第3の半導体領域の一部の表面上にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、
前記第3の半導体領域の一部に設けられた第1導電型のエミッタ領域と、
前記第3の半導体領域の一部に設けられ、かつ前記エミッタ領域の下側に設けられる第2導電型の低抵抗領域と、
前記第3の半導体領域の一部に、前記エミッタ領域に隣接して設けられた第2導電型の高電導度領域と、
前記第1の半導体領域の表面層の一部に、前記第2の半導体領域および前記第3の半導体領域から離れて設けられた、前記第1の半導体領域よりも抵抗率の低い第1導電型の第4の半導体領域と、
前記第4の半導体領域の一部に設けられた第2導電型のコレクタ領域と、
前記第2の半導体領域および前記第3の半導体領域と前記第4の半導体領域との間に、前記第3の半導体領域から離れて設けられたトレンチと、
前記トレンチ内に埋め込まれたトレンチ埋め込み絶縁膜と、
前記トレンチ埋め込み絶縁膜の上半部内の、前記第4の半導体領域の近くに埋め込まれたコレクタ側導電領域と、
前記エミッタ領域および前記高電導度領域に接するエミッタ電極と、
前記コレクタ領域に接するとともに、前記コレクタ側導電領域に電気的に接続するコレクタ電極と、
を備えることを特徴とするSOIトレンチ横型IGBT。 - 支持基板上に絶縁層を介して設けられた第1導電型の半導体層と、
前記半導体層上に設けられた、前記半導体層よりも抵抗率の高い第1導電型の第1の半導体領域と、
前記第1の半導体領域に接し、かつ前記第1の半導体領域の表面層の一部に設けられた第2導電型の第3の半導体領域と、
前記第3の半導体領域を貫通して前記第1の半導体領域に達するゲートトレンチの内側にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、
前記第3の半導体領域の一部に、前記ゲートトレンチに接して設けられた第1導電型のエミッタ領域と、
前記第3の半導体領域の一部に、前記エミッタ領域に隣接して設けられた第2導電型の低抵抗領域と、
前記第1の半導体領域の表面層の一部に、前記第3の半導体領域から離れて設けられた、前記第1の半導体領域よりも抵抗率の低い第1導電型の第4の半導体領域と、
前記第4の半導体領域の一部に設けられた第2導電型のコレクタ領域と、
前記第3の半導体領域と前記第4の半導体領域との間に、前記第4の半導体領域から離れて設けられた上段トレンチと、
前記上段トレンチの底からさらに深い位置まで設けられた、前記上段トレンチよりも幅の狭い下段トレンチと、
前記上段トレンチおよび前記下段トレンチの中に埋め込まれたトレンチ埋め込み絶縁膜と、
前記上段トレンチ内における前記トレンチ埋め込み絶縁膜中の、前記第3の半導体領域の近くに埋め込まれたフローティング電位のエミッタ側導電領域と、
前記エミッタ領域および前記低抵抗領域に接するエミッタ電極と、
前記コレクタ領域に接するコレクタ電極と、
を備えることを特徴とするSOIトレンチ横型IGBT。 - 支持基板上に絶縁層を介して設けられた第1導電型の半導体層と、
前記半導体層上に設けられた、前記半導体層よりも抵抗率の高い第1導電型の第1の半導体領域と、
前記第1の半導体領域に接し、かつ前記第1の半導体領域の表面層の一部に設けられた第2導電型の第3の半導体領域と、
前記第3の半導体領域を貫通して前記第1の半導体領域に達するゲートトレンチの内側にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、
前記第3の半導体領域の一部に、前記ゲートトレンチに接して設けられた第1導電型のエミッタ領域と、
前記第3の半導体領域の一部に、前記エミッタ領域に隣接して設けられた第2導電型の低抵抗領域と、
前記第1の半導体領域の表面層の一部に、前記第3の半導体領域から離れて設けられた、前記第1の半導体領域よりも抵抗率の低い第1導電型の第4の半導体領域と、
前記第4の半導体領域の一部に設けられた第2導電型のコレクタ領域と、
前記第3の半導体領域と前記第4の半導体領域との間に、前記第4の半導体領域から離れて設けられたトレンチと、
前記トレンチ内に埋め込まれたトレンチ埋め込み絶縁膜と、
前記トレンチ埋め込み絶縁膜の上半部内の、前記第3の半導体領域の近くに埋め込まれたフローティング電位のエミッタ側導電領域と、
前記エミッタ領域および前記低抵抗領域に接するエミッタ電極と、
前記コレクタ領域に接するコレクタ電極と、
を備えることを特徴とするSOIトレンチ横型IGBT。 - 前記ゲート絶縁膜、前記ゲート電極、前記第3の半導体領域、前記低抵抗領域、前記エミッタ領域および前記高電導度領域は、前記トレンチ埋め込み絶縁膜に対して同じ側に複数ずつ設けられており、隣り合う前記エミッタ領域および前記高電導度領域は、前記エミッタ電極により互いに電気的に接続されていることを特徴とする請求項1,2および5〜10のいずれか一つに記載のSOIトレンチ横型IGBT。
- 前記ゲートトレンチ、前記ゲート絶縁膜、前記ゲート電極、前記第3の半導体領域、前記低抵抗領域および前記エミッタ領域は、前記トレンチ埋め込み絶縁膜に対して同じ側に複数ずつ設けられており、隣り合う前記エミッタ領域および前記低抵抗領域は、前記エミッタ電極により互いに電気的に接続されていることを特徴とする請求項3,4,11および12のいずれか一つに記載のSOIトレンチ横型IGBT。
- 前記支持基板上の前記絶縁層と前記第1の半導体領域との間の前記半導体層は、金属汚染に対するゲッタリング効果を有することを特徴とする請求項1〜14のいずれか一つに記載のSOIトレンチ横型IGBT。
- 支持基板上に絶縁層を介して設けられた第1導電型の半導体層と、
前記半導体層上に設けられた、前記半導体層よりも抵抗率の高い第1導電型の第1の半導体領域と、
前記第1の半導体領域の表面層の一部に設けられた、前記第1の半導体領域よりも抵抗率の低い第1導電型の第2の半導体領域と、
前記第1の半導体領域および前記第2の半導体領域に接して前記第1の半導体領域の表面層の一部に設けられた第2導電型の第3の半導体領域と、
前記第3の半導体領域の一部に設けられた第1導電型のエミッタ領域と、
前記第2の半導体領域と前記エミッタ領域との間の前記第3の半導体領域の表面上にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、
前記第1の半導体領域の表面層の一部に、前記第2の半導体領域および前記第3の半導体領域から離れて設けられた、前記第1の半導体領域よりも抵抗率の低い第1導電型の第4の半導体領域と、
前記第4の半導体領域の一部に設けられた第2導電型のコレクタ領域と、
前記第2の半導体領域および前記第3の半導体領域と前記第4の半導体領域との間に設けられたトレンチと、
前記トレンチの中に埋め込まれたトレンチ埋め込み絶縁膜と、
前記トレンチ内における前記トレンチ埋め込み絶縁膜中の、前記第3の半導体領域と前記第1の半導体領域とのpn接合の近くに埋め込まれたフローティング電位のエミッタ側導電領域と、
前記トレンチ内における前記トレンチ埋め込み絶縁膜中の、前記第4の半導体領域と前記第1の半導体領域との界面の近くに埋め込まれたコレクタ側導電領域と、
前記エミッタ領域に接するエミッタ電極と、
前記コレクタ領域に接するとともに、前記コレクタ側導電領域に電気的に接続するコレクタ電極と、
を備えることを特徴とするSOIトレンチ横型IGBT。 - 支持基板上に絶縁層を介して設けられた第1導電型の半導体層と、
前記半導体層上に設けられた、前記半導体層よりも抵抗率の高い第1導電型の第1の半導体領域と、
前記第1の半導体領域に接し、かつ前記第1の半導体領域の表面層の一部に設けられた第2導電型の第3の半導体領域と、
前記第3の半導体領域を貫通して前記第1の半導体領域に達するゲートトレンチの内側にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、
前記第3の半導体領域の一部に、前記ゲートトレンチに接して設けられた第1導電型のエミッタ領域と、
前記第1の半導体領域の表面層の一部に、前記第3の半導体領域から離れて設けられた、前記第1の半導体領域よりも抵抗率の低い第1導電型の第4の半導体領域と、
前記第4の半導体領域の一部に設けられた第2導電型のコレクタ領域と、
前記第3の半導体領域と前記第4の半導体領域との間に設けられたトレンチと、
前記トレンチの中に埋め込まれたトレンチ埋め込み絶縁膜と、
前記トレンチ内における前記トレンチ埋め込み絶縁膜中の、前記第3の半導体領域と前記第1の半導体領域とのpn接合の近くに埋め込まれたフローティング電位のエミッタ側導電領域と、
前記トレンチ内における前記トレンチ埋め込み絶縁膜中の、前記第4の半導体領域と前記第1の半導体領域との界面の近くに埋め込まれたコレクタ側導電領域と、
前記エミッタ領域に接するエミッタ電極と、
前記コレクタ領域に接するとともに、前記コレクタ側導電領域に電気的に接続するコレクタ電極と、
を備えることを特徴とするSOIトレンチ横型IGBT。 - 支持基板上に絶縁層を介して設けられた第1導電型の半導体層と、
前記半導体層上に設けられた、前記半導体層よりも抵抗率の高い第1導電型の第1の半導体領域と、
前記第1の半導体領域の表面層の一部に設けられた、前記第1の半導体領域よりも抵抗率の低い第1導電型の第2の半導体領域と、
前記第1の半導体領域および前記第2の半導体領域に接して前記第1の半導体領域の表面層の一部に設けられた第2導電型の第3の半導体領域と、
前記第3の半導体領域の一部に設けられた第1導電型のエミッタ領域と、
前記第2の半導体領域と前記エミッタ領域との間の前記第3の半導体領域の表面上にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、
前記第1の半導体領域の表面層の一部に、前記第2の半導体領域および前記第3の半導体領域から離れて設けられた、前記第1の半導体領域よりも抵抗率の低い第1導電型の第4の半導体領域と、
前記第4の半導体領域の一部に設けられた第2導電型のコレクタ領域と、
前記第2の半導体領域および前記第3の半導体領域と前記第4の半導体領域との間に、前記第4の半導体領域から離れて設けられたトレンチと、
前記トレンチ内に埋め込まれたトレンチ埋め込み絶縁膜と、
前記トレンチ内における前記トレンチ埋め込み絶縁膜中の、前記第3の半導体領域と前記第1の半導体領域とのpn接合の近くに埋め込まれたフローティング電位のエミッタ側導電領域と、
前記エミッタ領域に接するエミッタ電極と、
前記コレクタ領域に接するコレクタ電極と、
を備えることを特徴とするSOIトレンチ横型IGBT。 - 支持基板上に絶縁層を介して設けられた第1導電型の半導体層と、
前記半導体層上に設けられた、前記半導体層よりも抵抗率の高い第1導電型の第1の半導体領域と、
前記第1の半導体領域に接し、かつ前記第1の半導体領域の表面層の一部に設けられた第2導電型の第3の半導体領域と、
前記第3の半導体領域を貫通して前記第1の半導体領域に達するゲートトレンチの内側にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、
前記第3の半導体領域の一部に、前記ゲートトレンチに接して設けられた第1導電型のエミッタ領域と、
前記第1の半導体領域の表面層の一部に、前記第3の半導体領域から離れて設けられた、前記第1の半導体領域よりも抵抗率の低い第1導電型の第4の半導体領域と、
前記第4の半導体領域の一部に設けられた第2導電型のコレクタ領域と、
前記第3の半導体領域と前記第4の半導体領域との間に、前記第4の半導体領域から離れて設けられたトレンチと、
前記トレンチの中に埋め込まれたトレンチ埋め込み絶縁膜と、
前記トレンチ内における前記トレンチ埋め込み絶縁膜中の、前記第3の半導体領域と前記第1の半導体領域とのpn接合の近くに埋め込まれたフローティング電位のエミッタ側導電領域と、
前記トレンチ内における前記トレンチ埋め込み絶縁膜中の、前記第4の半導体領域と前記第1の半導体領域との界面の近くに埋め込まれたコレクタ側導電領域と、
前記エミッタ領域に接するエミッタ電極と、
前記コレクタ領域に接するコレクタ電極と、
を備えることを特徴とするSOIトレンチ横型IGBT。 - 支持基板上に絶縁層を介して設けられた第1導電型の半導体層と、
前記半導体層上に設けられた、前記半導体層よりも抵抗率の高い第1導電型の第1の半導体領域と、
前記第1の半導体領域の表面層の一部に設けられた、前記第1の半導体領域よりも抵抗率の低い第1導電型の第2の半導体領域と、
前記第1の半導体領域および前記第2の半導体領域に接して前記第1の半導体領域の表面層の一部に設けられた第2導電型の第3の半導体領域と、
前記第3の半導体領域の一部に設けられた第1導電型のエミッタ領域と、
前記第2の半導体領域と前記エミッタ領域との間の前記第3の半導体領域の表面上にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、
前記第1の半導体領域の表面層の一部に、前記第2の半導体領域および前記第3の半導体領域から離れて設けられた、前記第1の半導体領域よりも抵抗率の低い第1導電型の第4の半導体領域と、
前記第4の半導体領域の一部に設けられた第2導電型のコレクタ領域と、
前記第2の半導体領域および前記第3の半導体領域と前記第4の半導体領域との間に、前記第3の半導体領域から離れて設けられたトレンチと、
前記トレンチ内に埋め込まれたトレンチ埋め込み絶縁膜と、
前記トレンチ内における前記トレンチ埋め込み絶縁膜中の、前記第4の半導体領域と前記第1の半導体領域との界面の近くに埋め込まれたコレクタ側導電領域と、
前記エミッタ領域に接するエミッタ電極と、
前記コレクタ領域に接するとともに、前記コレクタ側導電領域に電気的に接続するコレクタ電極と、
を備えることを特徴とするSOIトレンチ横型IGBT。
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