JP7114901B2 - 半導体装置 - Google Patents

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Description

本明細書に開示する技術は、半導体装置に関する。
特許文献１にはＩＧＢＴ（Insulating Gate Bi-polarTransistor）が開示されている。特許文献１のＩＧＢＴは、半導体基板と、半導体基板の表面に配置されている表面電極と、半導体基板の裏面に配置されている裏面電極とを備えている。また、特許文献１のＩＧＢＴは、半導体基板の表面に露出する範囲に設けられているｎ型のエミッタ領域と、半導体基板の裏面に露出する範囲に設けられているｐ型のコレクタ領域と、エミッタ領域とコレクタ領域の間に設けられているｎ型のドリフト領域と、エミッタ領域とドリフト領域の間に設けられているｐ型のボディ領域と、半導体基板の表面からエミッタ領域とボディ領域を貫通してドリフト領域に達する深さまで延びているゲートトレンチとを備えている。ゲートトレンチの内部にはゲート電極が配置されている。また、特許文献１のＩＧＢＴは、ドリフト領域とコレクタ領域の間に設けられているｎ型のバッファ領域と、バッファ領域とコレクタ領域との間に設けられているｐ型の低濃度領域とを備えている。バッファ領域における不純物濃度は、ドリフト領域における不純物濃度より高い。低濃度領域における不純物濃度は、コレクタ領域における不純物濃度より低い。
特許文献１の技術では、ＩＧＢＴがオン状態のときに低濃度領域にキャリアが蓄積される。これによって、ＩＧＢＴがターンオフするときの電流の急激な減少が緩和される。低濃度領域に蓄積されていたキャリアがコレクタ領域に移動することによって電流が緩やかに減少する。また、電流の急激な減少が緩和されることによって、表面電極と裏面電極の間の電圧の振動（ノイズ）が抑制される。
特開２００２‐３０５３０５号公報
特許文献１の技術では、上記のようにＩＧＢＴがターンオフするときのノイズが抑制される。しかしながら、特許文献１の技術では、低濃度領域における不純物濃度がコレクタ領域における不純物濃度より低く、低濃度領域における抵抗がコレクタ領域における抵抗よりも高いので、ＩＧＢＴがターンオンするときに低濃度領域を通じたキャリアの移動が妨げられることがある。そのため、ＩＧＢＴがターンオンするときにエミッタ領域とコレクタ領域の間の電圧が一時的に上昇してからＩＧＢＴに流れる電流が増加するスナップバック現象が生じることがある。そこで本明細書は、ＩＧＢＴのターンオフ時のノイズを抑制しつつ、ターンオン時のスナップバック現象を抑制することができる技術を提供する。
本明細書に開示する半導体装置は、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と、を備えている。前記半導体基板は、ダイオード領域と、前記ダイオード領域の隣に設けられているＩＧＢＴ領域と、を備えている。前記ダイオード領域は、前記半導体基板の表面に露出する範囲に設けられている第１導電型のアノード領域と、前記半導体基板の裏面に露出する範囲に設けられている第２導電型のカソード領域と、前記アノード領域と前記カソード領域の間に設けられている第２導電型のダイオードドリフト領域と、を備えている。前記ＩＧＢＴ領域は、前記半導体基板の表面に露出する範囲に設けられている第２導電型のエミッタ領域と、前記半導体基板の裏面に露出する範囲に設けられている第１導電型のコレクタ領域と、前記エミッタ領域と前記コレクタ領域の間に設けられており、前記ダイオードドリフト領域の隣に設けられている第２導電型のＩＧＢＴドリフト領域と、前記エミッタ領域と前記ＩＧＢＴドリフト領域の間に設けられている第１導電型のボディ領域と、前記半導体基板の表面から前記エミッタ領域と前記ボディ領域を貫通して前記ＩＧＢＴドリフト領域に達する深さまで延びているゲートトレンチと、前記ＩＧＢＴドリフト領域と前記コレクタ領域の間に設けられており、前記ＩＧＢＴドリフト領域より不純物濃度が高い第２導電型のバッファ領域と、前記バッファ領域と前記コレクタ領域との間に設けられており、前記半導体基板に平行な方向に間隔をあけて並んでおり、前記コレクタ領域より不純物濃度が低い複数の第１導電型の低濃度領域と、を備えている。前記ゲートトレンチの内部にはゲート電極が配置されている。前記コレクタ領域は、隣り合っている前記低濃度領域と前記低濃度領域との間で前記バッファ領域に接触している第１接触部を備えている。
この構成によれば、ＩＧＢＴがオン状態のときに（ＩＧＢＴ領域に電流が流れているときに）低濃度領域にキャリアが蓄積される。これによって、ＩＧＢＴがターンオフするときの電流の急激な減少が緩和される。低濃度領域に蓄積されていたキャリアがコレクタ領域に移動することによって電流が緩やかに減少する。また、電流の急激な減少が緩和されることによって、表面電極と裏面電極の間の電圧の振動（ノイズ）が抑制される。また、上記の構成によれば、コレクタ領域がバッファ領域に接触している第１接触部を備えているので、ＩＧＢＴがターンオンするときに第１接触部を通じてキャリアが移動する。そのため、ＩＧＢＴがターンオンするときにコレクタ領域とバッファ領域の間でキャリアの移動が妨げられることがない。これによって、ＩＧＢＴがターンオンするときにエミッタ領域とコレクタ領域の間の電圧が一時的に上昇してからＩＧＢＴに流れる電流が増加することを抑制することができる。すなわち、スナップバック現象を抑制することができる。以上より、上記の構成によれば、ＩＧＢＴのターンオフ時のノイズを抑制しつつ、ターンオン時のスナップバック現象を抑制することができる。
実施例に係る半導体装置の断面図である。 図１の要部ＩＩの拡大図である。 変形例１に係る半導体装置１０の図２に対応する図である。 変形例２に係る半導体装置１０の図２に対応する図である。 変形例３に係る半導体装置１０の図２に対応する図である。 変形例４に係る半導体装置１０の図２に対応する図である。 変形例５に係る半導体装置１０の図２に対応する図である。
実施例に係る半導体装置１０について図面を参照して説明する。図１に示すように、実施例に係る半導体装置１０は、半導体基板１２と、半導体基板１２の表面１２１に配置されている表面電極６２と、半導体基板１２の裏面１２２に配置されている裏面電極６４とを備えている。なお、図１では、図の見易さのため、表面電極６２と裏面電極６４の図示を省略している。以下の説明では、半導体基板１２に平行な一方向をＸ方向といい、半導体基板１２に平行であるとともにＸ方向に直交する方向をＹ方向といい、半導体基板１２に垂直な方向をＺ方向という。
表面電極６２と裏面電極６４は、例えばチタン（Ｔｉ）、アルミシリコン（ＡｌＳｉ）、又はアルミニウム（Ａｌ）等の金属から形成されている。表面電極６２は、半導体基板１２の表面１２１を覆っている。裏面電極６４は、半導体基板１２の裏面１２２を覆っている。表面電極６２と裏面電極６４は、後述する半導体基板１２のダイオード領域１８とＩＧＢＴ領域１６にわたって形成されている。
半導体基板１２は、ダイオード領域１８とＩＧＢＴ領域１６を備えている。ダイオード領域１８とＩＧＢＴ領域１６は、Ｘ方向に並んでいる。ＩＧＢＴ領域１６とダイオード領域１８は、互いに隣り合って設けられている。半導体基板１２には半導体素子が形成されている。半導体基板１２のダイオード領域１８にＦＷＤ（Free Wheeling Diode）が形成されている。半導体基板１２のＩＧＢＴ領域１６にＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が形成されている。同一の半導体基板１２にＩＧＢＴとＦＷＤが形成されている。ＩＧＢＴとＦＷＤは、逆並列の状態で形成されている。これによって、ＲＣ－ＩＧＢＴ（Reverse Conducting Insulated Gate Bipolar Transistor）が形成されている。
半導体基板１２のダイオード領域１８は、半導体基板１２の表面１２１側から裏面１２２側に向けて順に、アノード領域３２と、ダイオードドリフト領域２６ａと、ダイオードバッファ領域２８ａと、カソード領域３０とを備えている。半導体基板１２のＩＧＢＴ領域１６は、半導体基板１２の表面１２１側から裏面１２２側に向けて順に、エミッタ領域２０と、ボディコンタクト領域２２と、ボディ領域２４と、ＩＧＢＴドリフト領域２６ｂと、ＩＧＢＴバッファ領域２８ｂと、複数の低濃度領域３４と、コレクタ領域３１を備えている。また、半導体基板１２のダイオード領域１８とＩＧＢＴ領域１６には、複数のゲートトレンチ４０が形成されている。
（ダイオード領域１８）
アノード領域３２は、ゲートトレンチ４０に接する範囲に設けられている。アノード領域３２は、ｐ型（第１導電型の一例）の領域である。アノード領域３２は、上側領域３２２と下側領域３２４を備えている。上側領域３２２は、半導体基板１２の表面１２１に露出する範囲に設けられている。上側領域３２２は、表面電極６２とオーミック接触している。下側領域３２４は、上側領域３２２の下に設けられている。下側領域３２４は、上側領域３２２とダイオードドリフト領域２６ａの間に設けられている。下側領域３２４の不純物濃度は、上側領域３２２の不純物濃度より低い。
ダイオードドリフト領域２６ａは、アノード領域３２の下に設けられている。ダイオードドリフト領域２６ａは、アノード領域３２とカソード領域３０の間に設けられている。ダイオードドリフト領域２６ａは、ゲートトレンチ４０に接する範囲に設けられている。ダイオードドリフト領域２６ａは、ｎ型（第２導電型の一例）の領域である。
ダイオードバッファ領域２８ａは、ダイオードドリフト領域２６ａの下に設けられている。ダイオードバッファ領域２８ａは、ダイオードドリフト領域２６ａとカソード領域３０の間に設けられている。ダイオードバッファ領域２８ａは、ｎ型の領域である。ダイオードバッファ領域２８ａの不純物濃度は、ダイオードドリフト領域２６ａの不純物濃度より高い。
カソード領域３０は、ダイオードバッファ領域２８ａの下に設けられている。カソード領域３０は、半導体基板１２の裏面１２２に露出する範囲に設けられている。カソード領域３０は、ｎ型の領域である。カソード領域３０は、裏面電極６４とオーミック接触している。
（ＩＧＢＴ領域１６）
エミッタ領域２０は、半導体基板１２の表面１２１に露出する範囲に島状に設けられている。エミッタ領域２０は、ゲートトレンチ４０に接する範囲に設けられている。エミッタ領域２０は、ｎ型の領域である。エミッタ領域２０は、表面電極６２とオーミック接触している。
図２に示すように、ボディコンタクト領域２２は、半導体基板１２の表面１２１に露出する範囲に島状に設けられている。ボディコンタクト領域２２は、エミッタ領域２０の隣に設けられている。ボディコンタクト領域２２は、ｐ型の領域である。ボディコンタクト領域２２は、表面電極６２とオーミック接触している。
図２に示すように、ボディ領域２４は、エミッタ領域２０とボディコンタクト領域２２の下に設けられている。ボディ領域２４は、エミッタ領域２０及びボディコンタクト領域２２と、ＩＧＢＴドリフト領域２６ｂとの間に設けられている。ボディ領域２４は、ゲートトレンチ４０に接する範囲に設けられている。ボディ領域２４は、ｐ型の領域である。ボディ領域２４の不純物濃度は、ボディコンタクト領域２２の不純物濃度より低い。
ＩＧＢＴドリフト領域２６ｂは、ボディ領域２４の下に設けられている。ＩＧＢＴドリフト領域２６ｂは、ボディ領域２４とＩＧＢＴバッファ領域２８ｂの間に設けられている。ＩＧＢＴドリフト領域２６ｂは、ボディ領域２４とＩＧＢＴバッファ領域２８ｂを介して、エミッタ領域２０とコレクタ領域３１の間に設けられている。ＩＧＢＴドリフト領域２６ｂは、ゲートトレンチ４０に接する範囲に設けられている。ＩＧＢＴドリフト領域２６ｂは、ダイオードドリフト領域２６ａの隣に設けられている。ＩＧＢＴドリフト領域２６ｂは、ダイオードドリフト領域２６ａと一体になっている。ＩＧＢＴドリフト領域２６ｂは、ｎ型の領域である。ＩＧＢＴドリフト領域２６ｂの不純物濃度は、エミッタ領域２０の不純物濃度より低い。
ＩＧＢＴバッファ領域２８ｂは、ＩＧＢＴドリフト領域２６ｂの下に設けられている。ＩＧＢＴバッファ領域２８ｂは、ＩＧＢＴドリフト領域２６ｂとコレクタ領域３１の間に設けられている。ＩＧＢＴバッファ領域２８ｂは、ダイオードバッファ領域２８ａの隣に設けられている。ＩＧＢＴバッファ領域２８ｂは、ダイオードバッファ領域２８ａと一体になっている。ＩＧＢＴバッファ領域２８ｂは、ｎ型の領域である。ＩＧＢＴバッファ領域２８ｂの不純物濃度は、ＩＧＢＴドリフト領域２６ｂの不純物濃度より高い。
複数の低濃度領域３４は、ＩＧＢＴバッファ領域２８ｂの下に設けられている。複数の低濃度領域３４は、ＩＧＢＴバッファ領域２８ｂとコレクタ領域３１との間に設けられている。複数の低濃度領域３４は、半導体基板１２に平行な方向に間隔をあけて並んでいる。複数の低濃度領域３４は、ダイオード領域１８とＩＧＢＴ領域１６が隣り合っている方向（Ｘ方向）に間隔をあけて並んでいる。各低濃度領域３４は、ｐ型の領域である。各低濃度領域３４の不純物濃度は、コレクタ領域３１の不純物濃度より低い。図２に示すように、各低濃度領域３４は、横方向接触部６０を備えている。横方向接触部６０は、ダイオード領域１８とＩＧＢＴ領域１６が隣り合っている方向（Ｘ方向）においてコレクタ領域３１と接触している。Ｘ方向に隣り合っている低濃度領域３４と低濃度領域３４の間の距離は、ＩＧＢＴバッファ領域２８ｂ側よりもコレクタ領域３１側が広くなっている。横方向接触部６０は、低濃度領域３４の半導体基板１２の表面１２１に対して傾斜している。
コレクタ領域３１は、ＩＧＢＴバッファ領域２８ｂ及び複数の低濃度領域３４の下に設けられている。コレクタ領域３１は、半導体基板１２の裏面１２２に露出する範囲に設けられている。コレクタ領域３１は、ダイオード領域１８とＩＧＢＴ領域１６が隣り合っている方向（Ｘ方向）においてカソード領域３０に接触している。コレクタ領域３１は、ｐ型の領域である。コレクタ領域３１は、裏面電極６４とオーミック接触している。コレクタ領域３１は、複数の縦方向接触部５０（第１接触部の一例）を備えている。各縦方向接触部５０は、隣り合っている低濃度領域３４と低濃度領域３４との間でＩＧＢＴバッファ領域２８ｂに接触している。各縦方向接触部５０は、コレクタ領域３１の表面に露出する範囲に形成されている。
半導体基板１２に垂直な方向かつ複数の低濃度領域３４が並んでいる方向に沿って切断した半導体基板１２の断面を視たときに、コレクタ領域３１の面積は、複数の低濃度領域３４の面積の合計より狭い（複数の低濃度領域３４の面積の合計が、コレクタ領域３１の面積より広い）。各低濃度領域３４の面積は、コレクタ領域３１の面積より狭い。
図１に示すように、ＩＧＢＴ領域１６における各ゲートトレンチ４０は、半導体基板１２の表面１２１からエミッタ領域２０とボディ領域２４を貫通してＩＧＢＴドリフト領域２６ｂに達する深さまで延びている。ダイオード領域１８における各ゲートトレンチ４０は、半導体基板１２の表面１２１からアノード領域３２を貫通してダイオードドリフト領域２６ａに達する深さまで延びている。ゲートトレンチ４０の内部には、ゲート絶縁膜４２とゲート電極４４が配置されている。ゲート絶縁膜４２は、ゲートトレンチ４０の内面を覆っている。ゲート絶縁膜４２は、半導体基板１２とゲート電極４４を絶縁している。ゲート電極４４は、ゲート絶縁膜４２より内側に配置されている。ゲート電極４４の上には層間絶縁膜４６が配置されている。層間絶縁膜４６は、ゲート電極４４と表面電極６２を絶縁している。
次に、半導体装置１０の動作について説明する。まず、ＩＧＢＴがオン状態（ＩＧＢＴ領域１６に電流が流れている状態）のときの動作について説明する。ＩＧＢＴがオン状態のときは、半導体装置１０の裏面電極６４に表面電極６２よりも高い電位が印加されている。また、ゲート電極４４に閾値以上の電位が印加されており、ＩＧＢＴ領域１６のボディ領域２４にチャネルが形成されている。これによって、表面電極６２から、エミッタ領域２０、ボディ領域２４のチャネル、ＩＧＢＴドリフト領域２６ｂ、ＩＧＢＴバッファ領域２８ｂ、コレクタ領域３１を介して、裏面電極６４へ電子が流れる。また、電子の一部は、ＩＧＢＴバッファ領域２８ｂから、複数の低濃度領域３４、コレクタ領域３１を介して、裏面電極６４へ流れる。また、電子の流れと同時に、裏面電極６４から、コレクタ領域３１、ＩＧＢＴバッファ領域２８ｂ、ＩＧＢＴドリフト領域２６ｂ、ボディ領域２４、ボディコンタクト領域２２を介して、表面電極６２へホールが流れる。また、ホールの一部は、コレクタ領域３１から、複数の低濃度領域３４を介して、ＩＧＢＴバッファ領域２８ｂへ流れる。このとき、各低濃度領域３４を流れるホールの一部が各低濃度領域３４に蓄積される。
次に、ＩＧＢＴがターンオフするときの動作について説明する。この場合は、ゲート電極４４に印加されている電位が閾値以下にされる。これによって、ＩＧＢＴ領域１６のボディ領域２４に形成されていたチャネルが消滅する。また、半導体装置１０の表面電極６２に裏面電極６４よりも高い電位が印加される。これによって、ＩＧＢＴがターンオフする（ＩＧＢＴ領域１６に電流が流れなくなる）。ＩＧＢＴがターンオフすると、半導体基板１２のＩＧＢＴ領域１６に蓄積されていたホールがコレクタ領域３１を介して裏面電極６４へ吐き出される。このとき、複数の低濃度領域３４に蓄積されていたホールがコレクタ領域３１に移動することによって、ＩＧＢＴ領域１６に流れていた電流が緩やかに減少する。そのため、ＩＧＢＴがターンオフするときの電流の急激な減少が緩和される。
また、ＩＧＢＴがターンオフすると同時に、ダイオードがターンオンする（ダイオード領域１８に電流が流れる。）。ダイオードがターンオンすると、裏面電極６４から、カソード領域３０、ダイオードバッファ領域２８ａ、ダイオードドリフト領域２６ａ、ボディ領域２４、アノード領域３２を介して、表面電極６２へ電子が流れる。また、電子の流れと同時に、表面電極６２から、アノード領域３２、ボディ領域２４、ダイオードドリフト領域２６ａ、ダイオードバッファ領域２８ａ、カソード領域３０を介して、裏面電極６４へホールが流れる。
次に、ＩＧＢＴがターンオンするときの動作について説明する。この場合は、半導体装置１０の裏面電極６４に表面電極６２よりも高い電位が印加される。また、ゲート電極４４に閾値以上の電位が印加され、ＩＧＢＴ領域１６のボディ領域２４にチャネルが形成される。これによって、ＩＧＢＴがターンオンする（ＩＧＢＴ領域１６に電流が流れる）。ＩＧＢＴがターンオンすると、表面電極６２から、エミッタ領域２０、ボディ領域２４のチャネル、ＩＧＢＴドリフト領域２６ｂ、ＩＧＢＴバッファ領域２８ｂ、コレクタ領域３１を介して、裏面電極６４へ電子が流れる。また、電子の流れと同時に、裏面電極６４から、コレクタ領域３１、ＩＧＢＴバッファ領域２８ｂ、ＩＧＢＴドリフト領域２６ｂ、ボディ領域２４、ボディコンタクト領域２２を介して、表面電極６２へホールが流れる。このとき、コレクタ領域３１がＩＧＢＴバッファ領域２８ｂに接触している縦方向接触部５０を備えているので、接触部を通じてキャリア（電子とホール）が移動する。そのため、ＩＧＢＴがターンオンするときにコレクタ領域３１とＩＧＢＴバッファ領域２８ｂの間でキャリアの移動が妨げられることがない。これによって、ＩＧＢＴがターンオンするときにエミッタ領域２０とコレクタ領域３１の間の電圧が一時的に上昇してからＩＧＢＴに流れる電流が増加することを抑制することができる。すなわち、スナップバック現象を抑制することができる。
また、ＩＧＢＴがターンオンした後、電子の一部は、ＩＧＢＴバッファ領域２８ｂから、複数の低濃度領域３４を介して、コレクタ領域３１へ流れる。また、ホールの一部は、コレクタ領域３１から、複数の低濃度領域３４を介して、ＩＧＢＴバッファ領域２８ｂへ流れる。このとき、各低濃度領域３４を流れるホールの一部が各低濃度領域３４に蓄積される。
以上、実施例に係る半導体装置１０について説明した。上記の説明から明らかなように、半導体装置１０は、ＩＧＢＴバッファ領域２８ｂとコレクタ領域３１との間に設けられている複数の低濃度領域３４を備えている。各低濃度領域３４の不純物濃度は、コレクタ領域３１の不純物濃度より低い。複数の低濃度領域３４は、半導体基板１２に平行な方向（Ｘ方向）に間隔をあけて並んでいる。また、コレクタ領域３１は、隣り合っている低濃度領域３４と低濃度領域３４との間でＩＧＢＴバッファ領域２８ｂに接触している縦方向接触部５０を備えている。この構成によれば、ＩＧＢＴがオン状態のときに複数の低濃度領域３４にホールが蓄積されるので、ＩＧＢＴがターンオフするときの電流の急激な減少が緩和される。これによって、ＩＧＢＴがターンオフするときに、表面電極と裏面電極の間の電圧が振動すること（ノイズ）が抑制される。また、ＩＧＢＴがターンオンするときにコレクタ領域３１の縦方向接触部５０を通じて縦方向にキャリア（電子とホール）が流れる。そのため、ＩＧＢＴバッファ領域２８ｂとコレクタ領域３１の間でキャリアの移動が妨げられることがなく、スナップバック現象が抑制される。よって、上記の半導体装置１０によれば、ＩＧＢＴのターンオフ時のノイズを抑制しつつ、ターンオン時のスナップバック現象を抑制することができる。
また、上記の半導体装置１０では、低濃度領域３４より不純物濃度が高いコレクタ領域３１がダイオード領域１８とＩＧＢＴ領域１６が隣り合っている方向（Ｘ方向）においてカソード領域３０に接触している。そのため、カソード領域３０の境界を明確にすることができ、ダイオード領域１８とＩＧＢＴ領域１６の境界を明確にすることができる。また、上記の半導体装置１０では、複数の低濃度領域３４の面積の合計が、コレクタ領域３１の面積より広い。そのため、複数の低濃度領域３４に蓄積されるキャリアの量を多くすることができる。これによって、ＩＧＢＴがターンオフするときの電流の急激な減少が緩和されるので、ノイズを抑制することができる。
以上、一実施例について説明したが、具体的な態様は上記実施例に限定されるものではない。以下の説明において、上述の説明における構成と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
上記の実施例では、複数の低濃度領域３４がＸ方向に並んでいたが、この構成に限定されるものではない。他の実施例では、複数の低濃度領域３４がＹ方向に並んでいてもよい。すなわち、複数の低濃度領域３４がダイオード領域１８とＩＧＢＴ領域１６が並んでいる方向と直交する方向に並んでいてもよい。
また、上記の実施例では、半導体基板１２に垂直な方向かつ複数の低濃度領域３４が並んでいる方向に沿って切断した半導体基板１２の断面を視たときに、複数の低濃度領域３４の面積の合計が、コレクタ領域３１の面積より広い構成であったが、この構成に限定されるものではない。他の実施例では、複数の低濃度領域３４の面積の合計が、コレクタ領域３１の面積より狭くてもよい。
（変形例１）
変形例について説明する。図３に示すように、変形例１に係る半導体装置１０では、各低濃度領域３４の各横方向接触部６０（第２接触部の一例）が、半導体基板１２に垂直な方向（Ｚ方向）に平行に延びている。図３に示す断面において、各低濃度領域３４は、長方形に形成されている。
（変形例２）
図４に示すように、変形例２に係る半導体装置１０では、各低濃度領域３４の各横方向接触部６０が湾曲している。各低濃度領域３４の各横方向接触部６０は、コレクタ領域３１側に凸となるように湾曲している。
（変形例３）
図５に示すように、変形例３に係る半導体装置１０では、各低濃度領域３４の各横方向接触部６０が、各低濃度領域３４側に凸となるように湾曲している。
（変形例４）
図６に示すように、変形例４に係る半導体装置１０では、コレクタ領域３１側に凸となるように屈曲している。
（変形例５）
図７に示すように、変形例５に係る半導体装置１０では、各低濃度領域３４の各横方向接触部６０が、階段状に形成されている。
本明細書が開示する技術要素について、以下に列記する。なお、以下の各技術要素は、それぞれ独立して有用なものである。
本明細書が開示する一例の半導体装置においては、コレクタ領域は、ダイオード領域とＩＧＢＴ領域が隣り合っている方向においてカソード領域に接触していてもよい。
この構成によれば、第２導電型のカソード領域の隣に第１導電型の不純物濃度が高いコレクタ領域が設けられているので、カソード領域の境界を明確にすることができる。これによって、ダイオード領域とＩＧＢＴ領域の境界を明確にすることができる。
本明細書が開示する一例の半導体装置においては、半導体基板に垂直な方向かつ複数の低濃度領域が並んでいる方向に沿って切断した半導体基板の断面を視たときに、複数の低濃度領域の面積の合計が、コレクタ領域の面積より広くてもよい。
この構成によれば、ＩＧＢＴがオン状態のときに低濃度領域に蓄積されるキャリアの量を多くすることができる。そのため、ＩＧＢＴのターンオフ時のノイズを抑制することができる。
本明細書が開示する一例の半導体装置においては、各低濃度領域は、ダイオード領域とＩＧＢＴ領域が隣り合っている方向においてコレクタ領域に接触している第２接触部を備えていてもよい。各低濃度領域の各第２接触部は、半導体基板に垂直な方向に平行に延びていてもよい。
この構成によれば、半導体基板に低濃度領域とコレクタ領域を設けるときに、簡易な工程で設けることができる。
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
１０ ：半導体装置
１２ ：半導体基板
１６ ：ＩＧＢＴ領域
１８ ：ダイオード領域
２０ ：エミッタ領域
２２ ：ボディコンタクト領域
２４ ：ボディ領域
２６ａ ：ダイオードドリフト領域
２６ｂ ：ＩＧＢＴドリフト領域
２８ａ ：ダイオードバッファ領域
２８ｂ ：ＩＧＢＴバッファ領域
３０ ：カソード領域
３１ ：コレクタ領域
３２ ：アノード領域
３４ ：低濃度領域
４０ ：ゲートトレンチ
４２ ：ゲート絶縁膜
４４ ：ゲート電極
４６ ：層間絶縁膜
５０ ：縦方向接触部
６０ ：横方向接触部
６２ ：表面電極
６４ ：裏面電極
１２１ ：表面
１２２ ：裏面
３２２ ：上側領域
３２４ ：下側領域

Claims (4)

  1. 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と、を備えており、
    前記半導体基板は、
    ダイオード領域と、
    前記ダイオード領域の隣に設けられているＩＧＢＴ領域と、を備えており、
    前記ダイオード領域は、
    前記半導体基板の表面に露出する範囲に設けられている第１導電型のアノード領域と、
    前記半導体基板の裏面に露出する範囲に設けられている第２導電型のカソード領域と、
    前記アノード領域と前記カソード領域の間に設けられている第２導電型のダイオードドリフト領域と、を備えており、
    前記ＩＧＢＴ領域は、
    前記半導体基板の表面に露出する範囲に設けられている第２導電型のエミッタ領域と、
    前記半導体基板の裏面に露出する範囲に設けられている第１導電型のコレクタ領域と、
    前記エミッタ領域と前記コレクタ領域の間に設けられており、前記ダイオードドリフト領域の隣に設けられている第２導電型のＩＧＢＴドリフト領域と、
    前記エミッタ領域と前記ＩＧＢＴドリフト領域の間に設けられている第１導電型のボディ領域と、
    前記半導体基板の表面から前記エミッタ領域と前記ボディ領域を貫通して前記ＩＧＢＴドリフト領域に達する深さまで延びているゲートトレンチと、
    前記ＩＧＢＴドリフト領域と前記コレクタ領域の間に設けられており、前記ＩＧＢＴドリフト領域より不純物濃度が高い第２導電型のバッファ領域と、
    前記バッファ領域と前記コレクタ領域との間に設けられており、前記半導体基板に平行な方向に間隔をあけて並んでおり、前記コレクタ領域より不純物濃度が低い複数の第１導電型の低濃度領域と、を備えており、
    前記ゲートトレンチの内部にはゲート電極が配置されており、
    前記コレクタ領域は、隣り合っている前記低濃度領域と前記低濃度領域との間で前記バッファ領域に接触している第１接触部を備えており、
    各前記低濃度領域は、前記ダイオード領域と前記ＩＧＢＴ領域が隣り合っている方向において前記コレクタ領域に接触している第２接触部を備えている、半導体装置。
  2. 前記コレクタ領域は、前記ダイオード領域と前記ＩＧＢＴ領域が隣り合っている方向において前記カソード領域に接触している、請求項１に記載の半導体装置。
  3. 前記半導体基板に垂直な方向かつ複数の前記低濃度領域が並んでいる方向に沿って切断した前記半導体基板の断面を視たときに、複数の前記低濃度領域の面積の合計が、前記コレクタ領域の面積より広い、請求項１または２に記載の半導体装置。
  4. 各前記低濃度領域の各前記第２接触部は、前記半導体基板に垂直な方向に平行に延びている、請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体装置。
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