JP6164201B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
図1〜図5を参照して説明する第1実施例の半導体装置10は、IGBTとダイオードを備えるRC−IGBTである。図1、図2に示すように、半導体装置10は、Siにより構成された半導体基板12を有する。図1、図2、図4、図5において、z方向は半導体基板12の厚み方向であり、x方向は半導体基板12の表面12aに平行な一方向であり、y方向はz方向とx方向に直交する方向である。
続いて、図8、図9を参照して、第2実施例の半導体装置210について、第1実施例と異なる点を中心に説明する。本実施例の半導体装置210は、その基本的構成は第1実施例の半導体装置10(図1参照)と共通する。図8、図9では、第1実施例の半導体装置10と共通する要素については同じ符号を用いて示している。
続いて、図10、図11を参照して、第3実施例の半導体装置310について、第1実施例と異なる点を中心に説明する。本実施例の半導体装置310は、その基本的構成は第1実施例の半導体装置10(図1参照)と共通する。図10、図11でも、第1実施例の半導体装置10と共通する要素については同じ符号を用いて示している。
続いて、図12を参照して、第4実施例の半導体装置410について、第1実施例と異なる点を中心に説明する。本実施例の半導体装置410も、その基本的構成は第1実施例の半導体装置10(図1参照)と共通する。図12でも、第1実施例の半導体装置10と共通する要素については同じ符号を用いて示している。
12:半導体基板
12a:上面
12b:下面
14(14a、14b、14c、14d、14e、14f):ゲートトレンチ
16:ゲート絶縁膜
18:ゲート電極
20:層間絶縁膜
22:上部電極
26:下部電極
30:エミッタ領域
32:IGBTトップボディ領域
32a:高濃度領域
32b:低濃度領域
34:IGBTバリア領域
35:IGBTピラー領域
36:IGBTボトムボディ領域
38:ドリフト領域
40:コレクタ領域
42:カソード領域
52:ダイオードトップボディ領域
52 アノード領域
52 ダイオードトップボディ領域
52a:アノード領域
52b:低濃度領域
54:ダイオードバリア領域
55:ダイオードピラー領域
56:ダイオードボトムボディ領域
70:IGBT領域
80:ダイオード領域
90:チャネル
94:チャネル
110:半導体装置
134:IGBTバリア領域
190:チャネル
210:半導体装置
234:IGBTバリア領域
290:チャネル
310:半導体装置
334:IGBTバリア領域
390a:チャネル
390b:チャネル
410:半導体装置
454:ダイオードバリア領域
Claims (1)
- 半導体装置であって、
半導体基板と、
前記半導体基板の表面に配置されている表面電極と、
前記半導体基板の裏面に配置されている裏面電極、
を有し、
前記半導体基板の前記表面には複数のゲートトレンチが形成されており、
各ゲートトレンチ内に、ゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜によって前記半導体基板から絶縁されているゲート電極が配置されており、
前記半導体基板は、第1セル領域と、第2セル領域と、を有しており、
前記第1セル領域は、
前記複数のゲートトレンチのうちの第1ゲートトレンチと前記第1ゲートトレンチに隣接する第2ゲートトレンチとの間に配置されており、前記ゲート絶縁膜に接しており、前記表面電極に接続されているn型のエミッタ領域と、
前記第1ゲートトレンチと前記第2ゲートトレンチとの間に配置されており、前記エミッタ領域より深い位置で前記ゲート絶縁膜に接しているp型の第1トップボディ領域と、
前記第1ゲートトレンチと前記第2ゲートトレンチとの間に配置されており、前記第1トップボディ領域より深い位置で前記ゲート絶縁膜に接しているn型の第1バリア領域と、
前記第1ゲートトレンチと前記第2ゲートトレンチとの間に配置されており、前記表面電極に接続されており、前記第1バリア領域と繋がっているn型の第1ピラー領域と、
前記第1ゲートトレンチと前記第2ゲートトレンチとの間に配置されており、前記第1バリア領域より深い位置で前記ゲート絶縁膜に接しており、前記第1バリア領域によって前記第1トップボディ領域から分離されており、前記第1トップボディ領域よりもp型不純物濃度が低いp型の第1ボトムボディ領域、
を有しており、
前記第2セル領域は、
前記複数のゲートトレンチのうちの第3ゲートトレンチと前記第3ゲートトレンチに隣接する第4ゲートトレンチとの間に配置されているp型の第2トップボディ領域と、
前記第3ゲートトレンチと前記第4ゲートトレンチとの間に配置されており、前記第2トップボディ領域より深い位置で前記ゲート絶縁膜に接しているn型の第2バリア領域と、
前記第3ゲートトレンチと前記第4ゲートトレンチとの間に配置されており、前記表面電極に接続されており、前記第2バリア領域と繋がっているn型の第2ピラー領域と、
前記第3ゲートトレンチと前記第4ゲートトレンチとの間に配置されており、前記第2バリア領域より深い位置で前記ゲート絶縁膜に接しており、前記第2バリア領域によって前記第2トップボディ領域から分離されており、前記第2トップボディ領域よりもp型不純物濃度が低いp型の第2ボトムボディ領域、
を有しており、
前記第3ゲートトレンチと前記第4ゲートトレンチとの間には、前記ゲート絶縁膜に接しており、前記第2バリア領域と前記第2ピラー領域から分離されているn型の半導体領域は形成されておらず、
前記半導体基板は、さらに、
前記第1ボトムボディ領域よりも深い位置に配置されており、前記第1ボトムボディ領域によって前記第1バリア領域から分離されており、前記第1バリア領域よりもn型不純物濃度が低いn型のドリフト領域と、
前記裏面電極に接続されており、前記第1セル領域の下側に形成されているp型のコレクタ領域と、
前記裏面電極に接続されており、前記第2セル領域の下側に形成されており、前記ドリフト領域よりもn型不純物濃度が高いn型のカソード領域、
を有しており、
前記第1バリア領域のうち、前記第1ピラー領域と繋がっている部分におけるn型不純物濃度のピーク位置の前記半導体基板の前記表面からの深さが、前記第1バリア領域のうち、前記ゲート絶縁膜と接する部分におけるn型不純物濃度のピーク位置の前記半導体基板の前記表面からの深さと異なり、かつ、
前記第1バリア領域のうち、前記第1ピラー領域と繋がっている部分におけるn型不純物濃度のピーク位置の前記半導体基板の前記表面からの前記深さと、前記第1バリア領域のうち、前記ゲート絶縁膜と接する部分におけるn型不純物濃度のピーク位置の前記半導体基板の前記表面からの前記深さとの差が、前記第2バリア領域のうち、前記第2ピラー領域と繋がっている部分におけるn型不純物濃度のピーク位置の前記半導体基板の前記表面からの深さと、前記第2バリア領域のうち、前記ゲート絶縁膜と接する部分におけるn型不純物濃度のピーク位置の前記半導体基板の前記表面からの深さとの差よりも大きい、
半導体装置。
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