JPH0794724A - Insulating gate bipolar transistor and its manufacturing method - Google Patents

Insulating gate bipolar transistor and its manufacturing method

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JPH0794724A
JPH0794724A JP7521794A JP7521794A JPH0794724A JP H0794724 A JPH0794724 A JP H0794724A JP 7521794 A JP7521794 A JP 7521794A JP 7521794 A JP7521794 A JP 7521794A JP H0794724 A JPH0794724 A JP H0794724A
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Hitoshi Sumida
仁志 澄田
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Abstract

PURPOSE:To improve latch-up withstanding strength that is regarded as a weak point in an insulating gate bipolar transistor with a vertical-type structure. CONSTITUTION:An n-type source layer 23, for example, is diffused inside a p-type base layer 22 that has been diffused from a surface of an n-type semiconductor region 12. After a recessed part 24 that reaches a semiconductor region 12 is drilled from the surface of the source layer 23 through the base layer 22, an insulating gate 25 is buried therein. A p-type collector layer 26 is diffused from the semiconductor region 12 on the opposite side to the insulating gate 25 in the source layer 23. Then, holes (h), which are produced by electrons (e) flowing into the collector layer 26, are taken out from a contact layer 27 of the base layer 22 to an emitter terminal (E). In addition, while the holes (h) pass sideways through the base layer 22 under the source layer 23, the holes (h) are injected into the source layer 23 so that latch-up affected from the holes (h) is prevented.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は集積回路装置への組み込
み用等に適する横形の絶縁ゲートバイポーラトランジス
タ (以下IGBTという) とその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lateral insulated gate bipolar transistor (hereinafter referred to as IGBT) suitable for incorporation into an integrated circuit device and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のようにIGBTは絶縁ゲートがもつ高
い入力インピーダンスと, バイポーラトランジスタがも
つ低い出力インピーダンスとを兼備する特長があり、高
電圧や大電流用のトランジスタとして非常に高い周波数
特性をとくには要しない用途に広く採用されるに至って
いる。このIGBTは従来から縦形構造の個別素子の形態で
利用されるのがふつうであったが、最近では電力用デバ
イスのいわゆるインテリジェンス化の趨勢に伴って複数
個のIGBTを関連制御回路とともに1個の集積回路装置に
組み込む例が増えており、この集積化にはいわゆるプレ
ーナ構造が有利であるためIGBTを横形構造とすることが
多い。
2. Description of the Related Art As is well known, an IGBT has a feature that it has both a high input impedance of an insulated gate and a low output impedance of a bipolar transistor, and has an extremely high frequency characteristic as a transistor for high voltage or large current. It has come to be widely used for applications that do not require it. This IGBT has been conventionally used in the form of an individual element having a vertical structure, but recently, with the trend of so-called intelligence of power devices, a plurality of IGBTs and one related control circuit are integrated into one. The number of examples of incorporation into an integrated circuit device is increasing, and since a so-called planar structure is advantageous for this integration, the IGBT is often a lateral structure.

【0003】IGBTを横形構造にするには従来の縦形構造
におけるチップの裏面側構造を単に表面側にもって来る
構成とするのが最も簡単であり、図5にこの従来の代表
的な横形構造のIGBTの単位構造を断面図で示す。集積回
路用のチップないしウエハは通例のように例えばp形の
半導体基板1の上にn形のエピタキシャル層2を成長さ
せてなり、横形構造のIGBTはエピタキシャル層2をそれ
用の半導体領域としてその中に図の単位構造Uを左右方
向に複数回繰り返し作り込んでなる。
In order to make the IGBT a horizontal structure, the simplest structure is to simply bring the back side structure of the chip in the conventional vertical structure to the front side, and FIG. 5 shows a typical horizontal structure of this conventional type. The unit structure of the IGBT is shown in a sectional view. A chip or wafer for an integrated circuit is formed by growing an n-type epitaxial layer 2 on a p-type semiconductor substrate 1 as usual, and a lateral IGBT has the epitaxial layer 2 as its semiconductor region. The unit structure U shown in the figure is repeatedly formed in the left-right direction a plurality of times.

【0004】図の中央部分は縦形構造と同じであり、n
形の半導体領域2の表面からp形のベース層3および高
不純物濃度のベースコンタクト層4を拡散し、ベース層
3の両周縁部上に多結晶シリコンのゲート5を薄いゲー
ト酸化膜5aを介して配設し、かつ高不純物濃度のn形の
ソース層6を絶縁ゲート5の下側に図のようにもぐり込
ませて拡散した上で、p形のベースコンタクト層4およ
びn形のソース層6の表面をアルミの電極膜9で短絡し
てエミッタ端子Eを導出し、かつ絶縁ゲート5からゲー
ト端子Gを導出する。
The central portion of the figure is the same as the vertical structure, and n
The p-type base layer 3 and the high-impurity-concentration base contact layer 4 are diffused from the surface of the p-type semiconductor region 2, and a polycrystalline silicon gate 5 is formed on both peripheral portions of the base layer 3 via a thin gate oxide film 5a. The n-type source layer 6 having a high impurity concentration and dipped into the lower side of the insulated gate 5 as shown in the figure to diffuse the p-type base contact layer 4 and the n-type source layer. The surface of 6 is short-circuited by the electrode film 9 of aluminum to lead out the emitter terminal E and the gate terminal G from the insulated gate 5.

【0005】図5の左右端部分が縦形構造におけるチッ
プの裏面側に相当する構造であり、半導体領域2の表面
からそれと同じn形のバッファ層7を比較的高不純物濃
度で拡散し、その内側にp形のコレクタ層8を高不純物
濃度で拡散して、その表面に導電接続する電極膜9をコ
レクタ端子Cとする。なお、コレクタ層8は同じp形か
つ高不純物濃度の上述のベースコンタクト層4との同時
拡散によって作り込むのが通例である。
The left and right end portions of FIG. 5 correspond to the back surface side of the chip in the vertical structure, and the same n-type buffer layer 7 is diffused from the surface of the semiconductor region 2 at a relatively high impurity concentration, and the inside thereof. Then, the p-type collector layer 8 is diffused with a high impurity concentration, and the electrode film 9 conductively connected to the surface thereof is used as the collector terminal C. The collector layer 8 is usually formed by simultaneous diffusion with the above-mentioned base contact layer 4 having the same p type and a high impurity concentration.

【0006】図5の横形のIGBTでは、エミッタ端子Eと
コレクタ端子Cの間に電圧を掛けた状態でゲート端子G
にエミッタ端子Eより正の電圧を掛けると、絶縁ゲート
5の下のp形のベース層3の表面にn形チャネルが形成
され、n形のソース層6から多数キャリアとしての電子
が半導体領域2とバッファ層7を介しコレクタ層8に流
れ、これに応じてp形のコレクタ層8から逆に少数キャ
リアとしてのホールがバッファ層7を介して半導体領域
2に注入されると、これをベース電流としてp形のベー
ス層3とn形の半導体領域2とp形のコレクタ層8から
なるバイポーラトランジスタがオンすると共にこの半導
体領域2内の電子とホールによるいわゆる伝導度変調作
用によって主端子EとCの間がごく低いオン電圧で導通
する。このIGBTをターンオフさせる際には、ゲート端子
Gにエミッタ端子Eと同じまたはそれより負の電圧を掛
けて絶縁ゲート5の下側のチャネルを流れる電子を遮断
する。なお、バッファ層7はコレクタ層8から半導体領
域2へのホール注入量の制御用である。
In the lateral IGBT shown in FIG. 5, the gate terminal G is applied with a voltage applied between the emitter terminal E and the collector terminal C.
When a positive voltage is applied to the emitter terminal E, an n-type channel is formed on the surface of the p-type base layer 3 below the insulated gate 5, and electrons serving as majority carriers from the n-type source layer 6 are generated in the semiconductor region 2. And to the collector layer 8 via the buffer layer 7, and in response to this, holes serving as minority carriers are injected from the p-type collector layer 8 into the semiconductor region 2 via the buffer layer 7, and this causes a base current to flow. As a bipolar transistor composed of the p-type base layer 3, the n-type semiconductor region 2 and the p-type collector layer 8 is turned on, the main terminals E and C are generated by the so-called conductivity modulation action of electrons and holes in the semiconductor region 2. It conducts at a very low on-voltage during the period. When the IGBT is turned off, the gate terminal G is applied with a voltage equal to or lower than the emitter terminal E to block electrons flowing through the channel below the insulated gate 5. The buffer layer 7 is for controlling the amount of holes injected from the collector layer 8 into the semiconductor region 2.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述の横形のIGBTはベ
ース層3とコレクタ層8の間隔を大きくとることにより
高耐圧化でき、単位構造Uの繰り返し回数を増すことに
より大電流化できるが、IGBTの欠点とされているラッチ
アップが縦形構造よりも起きやすい問題がある。図6に
これを図5の右側部分を拡大して多数キャリアの電子e
と少数キャリアのホールhの移動路によって示す。電子
eはソース層6から絶縁ゲート5の下側のチャネルを抜
けて半導体領域2に入り、その表面に沿う経路を経てバ
ッファ層7からコレクタ層8に流れる。一方、ホールh
はコレクタ層8からバッファ層7を介し半導体領域2に
注入され、電子eとの間に働くクーロン力により図のよ
うにその表面に近い範囲を通りながら伝導度変調に貢献
した後にベース層3に入り、ソース層6の下側を経由し
てベースコンタクト層4に抜ける。
The lateral IGBT described above can have a high breakdown voltage by increasing the distance between the base layer 3 and the collector layer 8 and can increase the current by increasing the number of repetitions of the unit structure U. Latch-up, which is a drawback of IGBT, is more likely to occur than in a vertical structure. FIG. 6 is an enlarged view of the right side portion of FIG.
And the moving path of the minority carrier hole h. The electrons e pass from the source layer 6 through the channel below the insulated gate 5 and enter the semiconductor region 2, and then flow from the buffer layer 7 to the collector layer 8 via a path along the surface thereof. On the other hand, hall h
Is injected from the collector layer 8 into the semiconductor region 2 through the buffer layer 7 and contributes to the conductivity modulation while passing through the range close to the surface by the Coulomb force acting between the electron e and the base layer 3 as shown in the figure. It enters and then escapes to the base contact layer 4 via the lower side of the source layer 6.

【0008】このように、横形構造のIGBTでは少数キャ
リアであるホールhがソース層6の下側のベース層3の
中を横方向に流れるため、このホールhによる電流が大
きくなるとそれがソース層6に注入されるようになり、
p形コレクタ層8とn形半導体領域2とp形ベース層3
とn形ソース層6の間に存在するpnpnの4層のサイリス
タ構造が点弧してラッチアップが発生しやすい。ソース
層6へのホールhのかかる注入はIGBTのターンオフ中な
どにコレクタ端子Cとエミッタ端子Eの間に過度的な過
電圧が掛かったときとくに発生しやすい。その理由はベ
ース層3の中の横方向に流れるホールhによる電位降下
が大きくなると、エミッタ端子Eにより、ベース層3と
ソース層6とが短絡されているので、相対的にソース層
6の図のIで示す個所の電位がもちあがり、pn接合がそ
の個所で順方向にバイアスされるようになり、ホールh
が注入されやすい。このため、横形構造のIGBTには従来
から縦形構造の場合に比べてそれに流し得る許容電流な
いしラッチアップ耐量がかなり低下する問題がある。
As described above, in the lateral IGBT, the holes h, which are minority carriers, flow laterally in the base layer 3 below the source layer 6, so that when the current due to the holes h increases, the holes h increase. 6 will be injected,
p-type collector layer 8, n-type semiconductor region 2, and p-type base layer 3
The pnpn four-layer thyristor structure existing between the n-type source layer 6 and the n-type source layer 6 is easily ignited to cause latch-up. The injection of the holes h into the source layer 6 is particularly likely to occur when an excessive overvoltage is applied between the collector terminal C and the emitter terminal E during turn-off of the IGBT. The reason is that when the potential drop due to the holes h flowing in the lateral direction in the base layer 3 increases, the base layer 3 and the source layer 6 are short-circuited by the emitter terminal E. The potential at the point indicated by I rises, the pn junction becomes forward biased at that point, and the hole h
Is easy to inject. Therefore, the IGBT having a lateral structure has a problem that the allowable current or the latch-up withstanding current that can be applied to the IGBT has been considerably reduced as compared with the conventional structure.

【0009】本発明の目的はこのような問題点を解決し
て、横形構造のIGBTのラッチアップ耐量を向上すること
にある。
An object of the present invention is to solve the above problems and improve the latch-up resistance of a lateral IGBT.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明によるIGBTでは、
一方の導電形の半導体領域の表面から拡散した他方の導
電形のベース層と, このベース層内の表面に拡散された
一方の導電形のソース層と、ソース層の表面からベース
層を抜け半導体領域に達するまで掘り込まれた凹所内に
埋め込まれた絶縁ゲートと, ソース層の絶縁ゲートとは
反対側の半導体領域の表面から拡散された他方の導電形
のコレクタ層とを設け、ベース層およびソース層からエ
ミッタ端子を, コレクタ層からコレクタ端子を, 絶縁ゲ
ートからゲート端子をそれぞれ導出することにより上述
の目的を達成する。
In the IGBT according to the present invention,
The base layer of the other conductivity type diffused from the surface of the semiconductor region of one conductivity type, the source layer of the one conductivity type diffused to the surface in this base layer, and the semiconductor layer passing through the base layer from the surface of the source layer. An insulating gate buried in a recess dug up to the region and a collector layer of the other conductivity type diffused from the surface of the semiconductor region on the side opposite to the insulating gate of the source layer are provided. The above object is achieved by deriving the emitter terminal from the source layer, the collector terminal from the collector layer, and the gate terminal from the insulated gate.

【0011】この本発明のIGBTでも従来と同様にベース
コンタクト層をベース層の表面側にその周縁と重なりソ
ース層と接するように他方の導電形で拡散し、これを介
してベース層からエミッタ端子を導出するのがよく、か
つコレクタ層に対してそれを外側から囲むバッファ層を
一方の導電形で拡散するのがよい。このIGBTのラッチア
ップ耐量の一層の向上には、ソース層の平面的パターン
上の先端部を取り囲むコレクタ層のパターン部分に一方
の導電形の補助コレクタ層を拡散し、あるいはコレクタ
層と接する半導体領域の表面から補助コレクタ層を一方
の導電形で拡散して、かかる補助コレクタ層およびコレ
クタ層からコレクタ端子を導出するのが非常に有利であ
る。
Also in the IGBT of the present invention, as in the conventional case, the base contact layer is diffused on the surface side of the base layer with the other conductivity type so as to overlap the peripheral edge of the base contact layer and contact the source layer. Is preferably derived, and the buffer layer surrounding the collector layer from the outside may be diffused in one conductivity type. In order to further improve the latch-up resistance of this IGBT, a semiconductor region in which one conductivity type auxiliary collector layer is diffused into the pattern portion of the collector layer surrounding the tip on the planar pattern of the source layer or in contact with the collector layer is used. It is very advantageous to diffuse the auxiliary collector layer in one conductivity type from the surface of and to derive the collector terminal from such auxiliary collector layer and collector layer.

【0012】さらに、本発明のかかる横形構造のIGBTの
製造方法としては、一方の導電形の半導体領域の表面か
らベース層を他方の導電形で拡散する工程と, ベース層
内の表面にソース層を一方の導電形で拡散する工程と,
ソース層表面からベース層を抜け半導体領域まで達する
凹所を掘り込む工程と, この凹所の中に絶縁ゲートを埋
め込む工程と, ベース層とソース層の側方の半導体領域
表面からコレクタ層を他方の導電形で拡散する工程を経
由するのがよく、さらにこのコレクタ層の拡散工程と同
時に上述のベースコンタクト層をベース層の表面側にそ
の周縁と重なりソース層と接するよう同じ他方の導電形
で拡散するのが有利である。
Further, the method of manufacturing the lateral structure IGBT according to the present invention includes a step of diffusing the base layer with the other conductivity type from the surface of the semiconductor region of one conductivity type, and the source layer on the surface within the base layer. With one conductivity type,
The step of digging a recess from the surface of the source layer through the base layer to the semiconductor region, the step of embedding an insulated gate in this recess, and the step of removing the collector layer from the surface of the semiconductor region on the side of the base layer and the source layer It is preferable to go through the step of diffusing with the conductivity type of, and at the same time with the step of diffusing the collector layer, the base contact layer described above is overlapped with the periphery of the base contact layer on the surface side of the base layer with the same other conductivity type. It is advantageous to diffuse.

【0013】[0013]

【作用】従来の横形構造のIGBTでは図6のようにコレク
タ層8がソース層3に対し絶縁ゲート5と同じ側に配設
されていたが、本発明では前項にいうよう絶縁ゲートを
埋め込み形としソース層のこの絶縁ゲートとは反対側に
コレクタ層を配設して、ラッチアップの原因となる少数
キャリアを従来のようにソース層の下側のベース層内を
横方向に通過させることなくベース層ないしそのコンタ
クト層から直接にエミッタ端子に引き抜くことによっ
て、少数キャリアのソース層への注入をほぼ完全に防止
してラッチアップ耐量を向上する。なお、ベース層をエ
ミッタ端子と接続するベースコンタクト層を設ける態様
では、少数キャリアのほとんど全部をこの高不純物濃度
で低抵抗のベースコンタクト層だけを通して引き抜ける
ので、ラッチアップ耐量の向上効果を一層高めることが
できる。
In the conventional lateral IGBT, the collector layer 8 is arranged on the same side as the insulated gate 5 with respect to the source layer 3 as shown in FIG. 6, but in the present invention, the insulated gate is buried as described in the preceding paragraph. By arranging the collector layer on the side opposite to the insulated gate of the source layer, minority carriers that cause latch-up do not pass laterally in the base layer below the source layer as in the conventional case. By directly pulling out from the base layer or its contact layer to the emitter terminal, injection of minority carriers into the source layer is almost completely prevented, and the latch-up withstand capability is improved. In the embodiment in which the base contact layer that connects the base layer to the emitter terminal is provided, almost all of the minority carriers are pulled out only through the base contact layer having a high impurity concentration and a low resistance, so that the effect of improving the latch-up withstand level can be further enhanced. You can

【0014】[0014]

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。図1に本発明のIGBTの一実施例を示し、図2
に図1の実施例に対応するIGBTの製造方法を示し、図3
と図4に本発明のそれぞれ異なる実施態様を示す。図1
(a) は本発明による横形構造のIGBTの前述の図5に対応
する単位構造Uを断面図で示すものであり、従来と同様
にIGBTが作り込まれる集積回路用のチップないしウエハ
10は例えばp形の半導体基板11の上にn形のエピタキシ
ャル層12を所定の不純物濃度で成長させてなり、本発明
のIGBTはこのエピタキシャル層12をそれ用の半導体領域
として図の単位構造Uを左右方向にふつうは数十回程度
繰り返し作り込んで並列に接続してなる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the IGBT of the present invention, and FIG.
FIG. 3 shows an IGBT manufacturing method corresponding to the embodiment of FIG.
And FIG. 4 show different embodiments of the present invention. Figure 1
(a) is a cross-sectional view showing a unit structure U of the lateral IGBT according to the present invention, which corresponds to FIG. 5 described above.
Reference numeral 10 is, for example, an n-type epitaxial layer 12 grown on a p-type semiconductor substrate 11 with a predetermined impurity concentration, and the IGBT of the present invention uses the epitaxial layer 12 as a semiconductor region for the epitaxial layer 12 for the unit structure U shown in the figure. Usually, it is made by repeatedly making dozens of times in the left-right direction and connecting them in parallel.

【0015】図の中央部に示されたエミッタ側が本発明
の横形のIGBTの特徴部分であって、上述のn形の半導体
領域12の表面からp形のベース層22をやや深いめに拡散
し、かつこのベース層22の内側の表面にn形のソース層
23を高不純物濃度で浅く拡散した後、トレンチ状の凹所
24をソース層23の中央の表面からベース層22を抜けてそ
の下側の半導体領域12に達するまで掘り込み、この凹所
24内にごく薄いゲート酸化膜25aで絶縁された例えば多
結晶シリコンを埋め込んで絶縁ゲート25とし、かつ図示
の例ではベース層22の表面側にその周縁と重なり合いか
つソース層23と接するようp形のベースコンタクト層27
を高不純物濃度で拡散してなる。ベース層22とソース層
23からエミッタ端子Eを導出するための電極膜31はソー
ス層23とベースコンタクト層27の表面を短絡するように
設けられる。また、絶縁ゲート25からゲート端子Gが導
出される。
The emitter side shown in the center of the figure is a characteristic part of the lateral IGBT of the present invention, and the p-type base layer 22 is diffused from the surface of the n-type semiconductor region 12 described above to a slightly deeper position. , And an n-type source layer on the inner surface of the base layer 22.
After shallowly diffusing 23 with a high impurity concentration, a trench-shaped recess
24 is dug from the central surface of the source layer 23 through the base layer 22 to reach the semiconductor region 12 below it, and this recess is formed.
Insulated gate 25 is formed by embedding, for example, polycrystalline silicon, which is insulated by a very thin gate oxide film 25a, into 24, and in the example shown in the figure, it is p-type so as to overlap with the peripheral edge of the base layer 22 and contact the source layer 23. Base contact layer 27
Is diffused with a high impurity concentration. Base layer 22 and source layer
An electrode film 31 for leading the emitter terminal E from 23 is provided so as to short-circuit the surfaces of the source layer 23 and the base contact layer 27. Further, the gate terminal G is led out from the insulated gate 25.

【0016】図の左右部分に示されたコレクタ側は従来
と同構造であって、半導体領域12の表面から同じn形の
バッファ層21を比較的高い不純物濃度で拡散し、その内
側にp形のコレクタ層26を高不純物濃度で拡散してそれ
に導電接続する電極膜32からコレクタ端子Cを導出して
なるが、図5や図6の従来構造ではソース層6の絶縁ゲ
ート5と同じ側にコレクタ層8を配設していたのに対
し、本発明ではコレクタ層26をソース層22の絶縁ゲート
25とは反対側に配設する点が異なる。
The collector side shown in the left and right portions of the figure has the same structure as the conventional one, and the same n-type buffer layer 21 is diffused from the surface of the semiconductor region 12 at a relatively high impurity concentration, and the p-type is formed inside thereof. The collector terminal C is derived from the electrode film 32 which is diffused in the collector layer 26 at a high impurity concentration and conductively connected to the collector layer 26. In the conventional structure shown in FIGS. 5 and 6, the collector terminal C is provided on the same side as the insulated gate 5 of the source layer 6. Whereas the collector layer 8 is provided, in the present invention, the collector layer 26 is replaced by the insulated gate of the source layer 22.
The difference is that it is placed on the opposite side of 25.

【0017】以上のように構成された本発明のIGBTのオ
ン状態における多数キャリアないし電子eと少数キャリ
アないしホールhの移動路を図1(b) に前の図6と対応
する要領で示す。本発明のIGBTでは絶縁ゲート25が埋め
込み形なので、ベース層22の凹所24の側面のゲート酸化
膜25aに接する表面にチャネルが形成され、電子eはソ
ース層23からこのチャネルを通過して半導体領域12のベ
ース層22の下側部分に流入した後、図でPeで示す斜めの
流路を経てバッファ層21を介しコレクタ層26に流れ込
む。かかる電子eの流入に伴ってコンタクト層26から発
生するホールhはバッファ層21を介し半導体領域12に注
入された後、その中では図のように一部が電子eとの間
に働くクーロン力によって内部流路Ph1を, 他部が表面
流路Ph2をそれぞれ流れた上で、ベース層22, 図の例で
はそのコンタクト層27に入ってその表面の電極膜31の方
に引き抜かれる。なお、このオン状態でホールhと電子
eの間に伝導度変調作用が発生するのは従来と同じであ
る。
The movement paths of the majority carriers or electrons e and the minority carriers or holes h in the ON state of the IGBT of the present invention constructed as described above are shown in FIG. 1 (b) in a manner corresponding to FIG. Since the insulated gate 25 is embedded in the IGBT of the present invention, a channel is formed on the surface of the side surface of the recess 24 of the base layer 22 in contact with the gate oxide film 25a, and the electron e passes from this source layer 23 through the channel to the semiconductor. After flowing into the lower part of the base layer 22 in the region 12, it flows into the collector layer 26 via the buffer layer 21 through the oblique flow path indicated by Pe in the figure. The holes h generated from the contact layer 26 due to the inflow of the electrons e are injected into the semiconductor region 12 through the buffer layer 21, and then, as shown in the figure, a part thereof is a Coulomb force acting between the holes and the electrons e. Then, after flowing through the internal flow path Ph1 and the other portion through the surface flow path Ph2, they enter the base layer 22, the contact layer 27 in the example in the figure, and are withdrawn toward the electrode film 31 on the surface. Incidentally, in this ON state, the conductivity modulation action occurs between the holes h and the electrons e, as in the conventional case.

【0018】本発明では前述のようにコレクタ層26をソ
ース層22の絶縁ゲート25と反対側に配設するので、図1
(b) からわかるようにホールhの引き抜き個所がソース
層23に対してコレクタ層26と同じ側になる。従って、本
発明では従来の図6のようにホールhがソース層23の下
側のベース層22中を横方向に通過し両層間のpn接合の順
方向バイアスによりソース層23に注入されるおそれをほ
とんどなくしてラッチアップ耐量を向上できる。とく
に、図のように高不純物濃度のベースコンタクト層27を
設ける態様ではその比抵抗がベース層22よりもずっと低
いので、pn接合の順方向バイアスによりホールhが注入
されるおそれをさらに減少させて、ラッチアップ耐量の
向上効果を一層高めることができる。
According to the present invention, as described above, the collector layer 26 is disposed on the side of the source layer 22 opposite to the insulated gate 25.
As can be seen from (b), the extraction location of the hole h is on the same side as the collector layer 26 with respect to the source layer 23. Therefore, according to the present invention, the holes h may pass through the base layer 22 below the source layer 23 in the lateral direction and may be injected into the source layer 23 by the forward bias of the pn junction between the two layers, as shown in FIG. It is possible to improve the latch-up withstanding capacity by almost eliminating. In particular, in the embodiment in which the base contact layer 27 having a high impurity concentration is provided as shown in the figure, its specific resistance is much lower than that of the base layer 22, so that the possibility of injecting holes h due to the forward bias of the pn junction is further reduced. The effect of improving the latch-up resistance can be further enhanced.

【0019】また、IGBTのターンオフ時には半導体領域
2内に残存する電子eとホールhが掃き出されて空乏層
が広がるが、本発明のIGBTではそのターンオフ時に電子
eの供給が停まった後はホールhへのクーロン力が急激
に減少するので、ホールhの大部分が前述の表面流路Ph
2の方を経由して引き抜かれる。従って、本発明ではタ
ーンオフ時にホールhがソース層23に注入されるおそれ
をオン時より一層減少させて横形IGBTのラッチアップ耐
量を高めることができる。このように本発明の横形構造
のIGBTではそのラッチアップ耐量をオン時に従来の数倍
に高め、ターンオフ時には1桁程度高めることができ
る。さらに、本発明のIGBTではターンオフ時間を従来よ
り短縮できる。すなわち、ターンオフ特性は電子eより
も易動度が低いホールhを掃き出す時間でほぼ決まる
が、上述のホールhの引き抜き個所が従来よりコレクタ
層26に近いだけドリフト時間が短くなり、IGBTの耐圧値
により異なるがターンオフ時間を20〜30%短縮できる。
Also, when the IGBT is turned off, the electrons e and holes h remaining in the semiconductor region 2 are swept out to expand the depletion layer. Since the Coulomb force to the hole h decreases sharply, most of the hole h is the above-mentioned surface flow path Ph.
It is pulled out via 2nd person. Therefore, in the present invention, the risk of holes h being injected into the source layer 23 at the time of turn-off can be further reduced than at the time of turn-on, and the latch-up resistance of the lateral IGBT can be increased. As described above, in the lateral IGBT of the present invention, the latch-up withstand capability can be increased several times when it is turned on, and can be increased by about one digit when turned off. Further, the IGBT of the present invention can shorten the turn-off time as compared with the conventional one. That is, the turn-off characteristic is almost determined by the time for sweeping out the hole h whose mobility is lower than that of the electron e, but the drift time becomes shorter because the extraction location of the hole h is closer to the collector layer 26 than before, and the withstand voltage value of the IGBT is reduced. The turn-off time can be reduced by 20 to 30% depending on the above.

【0020】次に図2を参照して本発明のIGBTの製造方
法を図1のIGBTについて説明する。図2(a) にベース層
22の拡散工程を示す。図のウエハ10にはエピタキシャル
層であるn形の半導体領域12のみが示されており、IGBT
の耐圧が300V程度の場合この半導体領域12を40Ωcm程度
の比抵抗で最低10μm〜数十μmの厚みとする。図の例
ではまずコレクタ層用のn形のバッファ層21を例えば10
17原子/cm3 の不純物濃度で4μmの深さに拡散した
後、p形のベース層22を例えば1017原子/cm3 の不純物
濃度で3〜4μmの深さに拡散する。いずれもフォトレ
ジストをマスクとする不純物のイオン注入と熱拡散によ
ることでよい。
Next, the method of manufacturing the IGBT of the present invention will be described with reference to FIG. 2 for the IGBT of FIG. The base layer is shown in Fig. 2 (a).
22 shows 22 diffusion steps. Only the n-type semiconductor region 12, which is an epitaxial layer, is shown on the wafer 10 in the figure.
When the withstand voltage is about 300 V, the semiconductor region 12 has a specific resistance of about 40 Ωcm and a thickness of at least 10 μm to several tens of μm. In the example shown in the figure, first the n-type buffer layer 21 for the collector layer is, for example, 10
After diffusing to a depth of 4 μm with an impurity concentration of 17 atoms / cm 3 , the p-type base layer 22 is diffused to a depth of 3 to 4 μm with an impurity concentration of 10 17 atoms / cm 3 , for example. In either case, ion implantation of impurities and thermal diffusion using a photoresist as a mask may be used.

【0021】図2(b) の工程ではソース層23をn形で拡
散する。その拡散パターンは図示のようにベース層22よ
り小さいめとし、例えば砒素をn形の不純物として最低
1019原子/cm3 の高不純物濃度で 0.1μm程度の深さに
拡散することにより、これをベース層22の内側の表面部
に作り込む。次の図2(c) は凹所24の掘り込み工程を示
す。図示のようなトレンチ状の凹所24の掘り込みにはリ
アクティブイオンエッチング法が有利であり、まずマス
クMとして低温酸化膜を1〜1.5 μmの厚みに付けて凹
所24の掘り込み個所に窓を例えば3μm幅で開口した
後、4塩化珪素と窒素を混合したエッチングガスの10Pa
程度のふん囲気内で30分程度リアクティブイオンエッチ
ングを施すことにより、凹所24をソース層23の中央部分
の表面からベース層22を抜けて下側の半導体領域12に達
するよう例えば4〜6μmの深さに掘り込む。この図2
(c) の工程後にマスクMが除去される。
In the step of FIG. 2B, the source layer 23 is diffused in the n-type. The diffusion pattern is made smaller than that of the base layer 22 as shown in the figure, and, for example, arsenic is used as the minimum n-type impurity.
By diffusing to a depth of about 0.1 μm with a high impurity concentration of 10 19 atoms / cm 3 , this is formed on the inner surface portion of the base layer 22. The following FIG. 2 (c) shows the digging process of the recess 24. A reactive ion etching method is advantageous for digging the trench-shaped recess 24 as shown in the figure. First, a low temperature oxide film is applied as a mask M to a thickness of 1 to 1.5 μm and the recess 24 is dug. After opening the window with a width of 3 μm, for example, 10 Pa of etching gas in which silicon tetrachloride and nitrogen are mixed.
By performing reactive ion etching for about 30 minutes in an ambient atmosphere, the recess 24 passes through the base layer 22 from the surface of the central portion of the source layer 23 to reach the lower semiconductor region 12, for example, 4 to 6 μm. Dig into the depth of. This Figure 2
After the step (c), the mask M is removed.

【0022】図2(d) は絶縁ゲート25用のゲート酸化膜
25aの被覆および多結晶シリコンの成長工程である。ま
ずゲート酸化膜25を通例の熱酸化法により凹所24内を含
めた表面に薄く0.1 μm程度の膜厚に付けた後、CVD
法によって絶縁ゲート25用に不純物ドープされた多結晶
シリコンを例えば2μmの厚みに成長させて凹所24を完
全に充填する。次の図2(e) は多結晶シリコンの不要部
分の除去工程であり、フォトレジストをマスクとするド
ライエッチングにより多結晶シリコンの不要な部分を除
去した後にふっ素水溶液による簡単なウエットエッチン
グによりゲート酸化膜25aの不要部分も除去することに
より、絶縁ゲート25を例えば図のような断面形状に形成
する。
FIG. 2D shows a gate oxide film for the insulated gate 25.
This is a step of coating 25a and growing polycrystalline silicon. First, the gate oxide film 25 is thinly applied to the surface including the recess 24 to a thickness of about 0.1 μm by a conventional thermal oxidation method, and then CVD is performed.
Method is used to grow impurity-doped polycrystalline silicon for the insulated gate 25 to a thickness of, for example, 2 μm to completely fill the recess 24. Next, Fig. 2 (e) shows a step of removing unnecessary portions of polycrystalline silicon. After removing unnecessary portions of polycrystalline silicon by dry etching using a photoresist as a mask, gate oxidation is performed by a simple wet etching with a fluorine solution. By removing the unnecessary portion of the film 25a, the insulated gate 25 is formed to have a sectional shape as shown in the drawing.

【0023】この実施例では次の図2(f) の工程でコレ
クタ層26と同時に同じp形のベースコンタクト層27を拡
散する。図示のようにコレクタ層26はバッファ層21内
に,ベースコンタクト層27はベース層22の表面側のその
周縁と重なってソース層23と接するようそれぞれ1018
子/cm3 程度の高不純物濃度で例えば1〜1.5 μmの深
さに拡散する。これで半導体層の拡散工程が終了し、こ
の図2(f) の状態から図1の完成状態とするには、ウエ
ハ10の表面に層間絶縁膜等を被覆した上でその要所に窓
を開口してアルミの電極膜31と32をそれぞれエミッタ端
子Eとコレクタ端子C用に配設し、ゲート端子G用の電
極膜を絶縁ゲート25の図示の断面以外の個所に配設し、
さらにその上を通例の保護膜で被覆することでよい。
In this embodiment, the same p-type base contact layer 27 is diffused at the same time as the collector layer 26 in the step shown in FIG. 2 (f). As shown in the figure, the collector layer 26 has a high impurity concentration of about 10 18 atoms / cm 3 so that the collector layer 26 is in the buffer layer 21 and the base contact layer 27 is in contact with the source layer 23 so as to overlap the peripheral edge on the surface side of the base layer 22. For example, it diffuses to a depth of 1 to 1.5 μm. This completes the diffusion process of the semiconductor layer, and in order to change the state of FIG. 2 (f) to the completed state of FIG. Opened aluminum electrode films 31 and 32 are provided for the emitter terminal E and the collector terminal C, respectively, and an electrode film for the gate terminal G is provided on the insulated gate 25 at a position other than the illustrated cross section,
Further, it may be covered with a usual protective film.

【0024】次に、図3に示す本発明のIGBTの部分拡大
上面図を参照してその望ましい実施態様を説明する。図
3の上下方向が図1の左右方向であり、図示の都合から
この図3ではその左右方向の中央部分が省略され、かつ
図1から電極膜31や32を取り除いた状態が示されてい
る。絶縁ゲート25はその凹所24への埋め込み部分が図の
左右方向に細長ないわば櫛の歯状であり、図の左側の表
面を覆う絶縁ゲート25の多結晶シリコンにより櫛歯が相
互に連結され、この連結部分からゲート端子Gが導出さ
れた櫛状構造になっている。コレクタ層26も図の左右方
向に細長いp形の櫛歯部分を補助コレクタ層26aによっ
て連結したパターンに拡散され、この補助コレクタ層26
aは図では(p) で示すよう本来はp形なので、コレクタ
層26および絶縁ゲート25は互いに入り組んだ櫛状構造で
ある。
Next, a preferred embodiment will be described with reference to the partially enlarged top view of the IGBT of the present invention shown in FIG. The up-down direction of FIG. 3 is the left-right direction of FIG. 1, and for convenience of illustration, the central portion in the left-right direction is omitted in FIG. 3, and the electrode films 31 and 32 are removed from FIG. . The embedded portion of the insulated gate 25 in the recess 24 is in the shape of a comb tooth that is elongated in the left-right direction in the figure, and the comb teeth are interconnected by the polycrystalline silicon of the insulated gate 25 that covers the surface on the left side of the figure. The gate terminal G is led out from this connecting portion to form a comb-like structure. The collector layer 26 is also diffused in a pattern in which p-shaped comb-teeth portions elongated in the left-right direction are connected by an auxiliary collector layer 26a.
Since a is originally p-type as shown by (p) in the figure, the collector layer 26 and the insulated gate 25 have a comb-like structure in which they are intricately integrated with each other.

【0025】また、絶縁ゲート25とコレクタ層26の相互
間に介在する半導体領域12の表面とバッファ層21とソー
ス層23とベースコンタクト層27は屈曲した蛇行状パター
ンになる。前述のようにソース層23とベースコンタクト
層27からエミッタ端子Eが,コレクタ層26からコレクタ
端子Cがそれぞれ導出される。しかし、ソース層23のパ
ターンの先端部の付近にはそれを囲むコレクタ層26から
ホールhが図の矢印で示すよう集中するので、この先端
部がホールhの注入によるラッチアップが最も発生しや
すい個所になる。この図3の実施例ではこの点に着目し
てソース層23のパターンの先端部を囲むコレクタ層26の
部分に図のようにp形でなくn形の補助コレクタ層26a
を拡散し、これとコレクタ層26の表面を図1の電極膜32
で短絡してコレクタ端子Cとする。これにより、ソース
層23と同じn形の補助コレクタ層26aを拡散した部分が
ラッチアップの心配のない電界効果トランジスタになる
ので、IGBTのラッチアップ耐量をn形の補助コレクタ層
26aのない図1の実施例より一層向上できる。このよう
に補助コレクタ層26aはp形でもよいがn形がより好ま
しい。
The surface of the semiconductor region 12, the buffer layer 21, the source layer 23, and the base contact layer 27, which are interposed between the insulated gate 25 and the collector layer 26, have a bent meandering pattern. As described above, the emitter terminal E is derived from the source layer 23 and the base contact layer 27, and the collector terminal C is derived from the collector layer 26. However, in the vicinity of the tip of the pattern of the source layer 23, the holes h are concentrated from the surrounding collector layer 26 as shown by the arrow in the figure, so that the tip is most likely to cause latch-up due to injection of the hole h. It becomes a point. In the embodiment of FIG. 3, paying attention to this point, the collector layer 26 surrounding the tip of the pattern of the source layer 23 has an n-type auxiliary collector layer 26a instead of the p-type as shown in the figure.
Of the electrode film 32 of FIG.
And short-circuit to make collector terminal C. As a result, the same n-type auxiliary collector layer 26a as the source layer 23 is diffused into a field-effect transistor free from latch-up.
It can be further improved over the embodiment of FIG. 1 without 26a. Thus, the auxiliary collector layer 26a may be p-type, but n-type is more preferable.

【0026】図4に図1(a) に対応する断面で示す実施
例では、図の中央部のエミッタ側は図1の実施例と同じ
であるが、コレクタ側にn形の補助コレクタ層26bをp
形のコレクタ層26に接して, 図の例ではそれによって囲
まれるように拡散し、これとコレクタ層26の表面を電極
膜32で短絡してコレクタ端子Cとする。補助コレクタ層
26bは例えばソース層23と同時拡散することでよい。こ
の実施例ではかなりの電子eが補助コレクタ層26bの方
に流れるので、IGBTのオン電圧は若干上がるがホールh
の数を減少させてラッチアップ耐量を向上できる。
In the embodiment shown in FIG. 4 in a section corresponding to FIG. 1A, the emitter side at the center of the drawing is the same as that of the embodiment shown in FIG. 1, but an n-type auxiliary collector layer 26b is provided on the collector side. P
In the illustrated example, the collector layer 26 of the shape is diffused so as to be surrounded by the collector layer 26, and the surface of the collector layer 26 and the collector layer 26 are short-circuited by the electrode film 32 to form the collector terminal C. Auxiliary collector layer
26b may be co-diffused with the source layer 23, for example. In this embodiment, since a considerable amount of electrons e flow toward the auxiliary collector layer 26b, the on-voltage of the IGBT rises slightly, but the holes h
It is possible to improve the latch-up resistance by reducing the number of.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したとおり本発明による横形構
造のIGBTでは、一方の導電形の半導体領域の表面から他
方の導電形のベース層を拡散し、このベース層内のその
表面に一方の導電形のソース層を拡散した上で、凹所を
ソース層の表面からベース層を貫通して半導体領域に達
するよう掘り込んで絶縁ゲートを埋め込み、かつソース
層の絶縁ゲートと反対側の側方の半導体領域の表面から
他方の導電形のコレクタ層を拡散することにより、次の
効果を上げることができる。
As described above, in the lateral structure IGBT according to the present invention, the one conductivity type semiconductor region is diffused from the surface of the other conductivity type base layer to the surface of the one conductivity type semiconductor layer. Shape source layer is diffused, and then a recess is dug from the surface of the source layer to penetrate the base layer to reach the semiconductor region to bury the insulated gate, and to the side of the source layer opposite to the insulated gate. The following effects can be obtained by diffusing the collector layer of the other conductivity type from the surface of the semiconductor region.

【0028】(a) 絶縁ゲートを凹所に埋め込むことによ
りソース層の絶縁ゲートと反対側にコレクタ層を配設で
きるので、ラッチアップの原因となる少数キャリアを従
来のソース層の絶縁ゲートと同じ側にコレクタ層を配設
する構造のようにソース層の下側を横方向に通過させる
ことなく、ベース層ないしコンタクト層からエミッタ端
子に直接引き抜くことにより、少数キャリアのソース層
への注入をほぼ完全に防止してラッチアップ耐量を向上
できる。とくに、ベース層用に高不純物濃度で低抵抗の
コンタクト層を設ける態様では、それを介して少数キャ
リアのほとんど全部を引き抜けるので、ラッチアップ耐
量を一層高めることができる。
(A) Since the collector layer can be disposed on the opposite side of the source layer from the insulated gate by embedding the insulated gate in the recess, minority carriers that cause latch-up are the same as in the conventional source layer insulated gate. The minority carriers are almost not injected into the source layer by directly extracting from the base layer or the contact layer to the emitter terminal without passing the lower side of the source layer in the lateral direction unlike the structure in which the collector layer is disposed on the side. Completely prevent it and improve the latch-up resistance. In particular, in the aspect in which the contact layer having a high impurity concentration and low resistance is provided for the base layer, almost all of the minority carriers are extracted through the contact layer, so that the latch-up withstand capability can be further enhanced.

【0029】(b) IGBTのターンオフ時に半導体領域に対
する電子の供給が停まった後はそのホールに及ぼすクー
ロン力が減少し、ホールの大部分が半導体領域の表面近
くの流路を経由して引き抜かれるので、ソース層にホー
ルが注入される危険をむしろオン時より減少させてIGBT
のターンオフ時のラッチアップ耐量を従来より格段に高
めることができる。
(B) After the supply of electrons to the semiconductor region is stopped when the IGBT is turned off, the Coulomb force exerted on the hole decreases, and most of the hole is extracted via the flow path near the surface of the semiconductor region. Therefore, the risk of holes being injected into the source layer is reduced rather than when it is turned on.
The latch-up resistance at the time of turn-off can be significantly increased compared to the conventional one.

【0030】(c) コレクタ層がソース層の絶縁ゲートと
反対側に配設され、従ってホールの引き抜き個所がソー
ス層に対しコレクタ層と同じ側, つまり従来よりそれに
近くなるので、電子より易動度が低いホールのIGBTのタ
ーンオフ中の半導体領域内のドリフト時間が短くなり、
半導体領域からホールを掃き出し空乏層を短時間内に広
がらせることにより従来よりIGBTのターンオフ時間を短
縮してその適用可能な周波数を高めることができる。
(C) Since the collector layer is disposed on the side of the source layer opposite to the insulated gate, and therefore the hole extraction point is closer to the source layer on the same side as the collector layer, that is, it is closer to that on the collector layer than in the prior art, it is easier to move than electrons. The drift time in the semiconductor region during the turn-off of the IGBT of the low degree hole is shortened,
By sweeping holes from the semiconductor region and spreading the depletion layer within a short time, the turn-off time of the IGBT can be shortened and the applicable frequency can be increased.

【0031】なお、本発明のかかる特長をもつ横形のIG
BTは集積回路装置への組み込み用に適し、上述の優れた
ラッチアップ耐量とターンオフ特性に加えて、必要に応
じて数百Vの高耐圧と1A以上の電流容量を賦与するこ
とができる。
The horizontal IG having the features of the present invention
BT is suitable for being incorporated in an integrated circuit device, and in addition to the above-mentioned excellent latch-up resistance and turn-off characteristics, it can be endowed with a high withstand voltage of several hundred V and a current capacity of 1 A or more as needed.

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

【図1】本発明のIGBTの実施例を示し、同図(a) はその
単位構造の断面図、同図(b) はその内部の電子とホール
の流れを示す同図(a) の要部拡大断面図である。
1 shows an embodiment of an IGBT of the present invention, FIG. 1 (a) is a cross-sectional view of its unit structure, and FIG. 1 (b) is a main part of FIG. 1 (a) showing the flow of electrons and holes therein. FIG.

【図2】図1の実施例によるIGBTの製造方法を主な工程
ごとの状態で示し、同図(a) はベース層等の拡散工程,
同図(b) はソース層の拡散工程,同図(c) は凹所の掘り
込み工程,同図(d) は絶縁ゲート用の多結晶シリコン等
の成長工程,同図(e) は絶縁ゲートの形成工程,同図
(f) はコレクタ層等の拡散工程中の状態をそれぞれ示す
IGBTの要部拡大断面図である。
FIG. 2 shows a method for manufacturing an IGBT according to the embodiment of FIG. 1 in a state of each main step, and FIG. 2 (a) shows a diffusion step of a base layer,
The figure (b) shows the source layer diffusion step, the figure (c) shows the recess digging step, the figure (d) shows the growth step of polycrystalline silicon for the insulated gate, and the figure (e) shows the insulation step. Gate formation process, same figure
(f) shows the state of the collector layer during the diffusion process
It is a principal part expanded sectional view of IGBT.

【図3】図1の実施例によるIGBTの平面的なパターンと
ともに本発明の異なる実施例を示すIGBTの要部拡大上面
図である。
FIG. 3 is an enlarged top view of essential parts of an IGBT showing a different embodiment of the present invention together with a planar pattern of the IGBT according to the embodiment of FIG.

【図4】本発明のさらに異なる実施例を示すIGBTの単位
構造の断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a unit structure of an IGBT showing still another embodiment of the present invention.

【図5】従来の横形のIGBTの単位構造の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a unit structure of a conventional lateral IGBT.

【図6】図5のIGBTの内部の電子とホールの流れを示す
要部拡大断面図である。
6 is an enlarged cross-sectional view of an essential part showing the flow of electrons and holes inside the IGBT of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 IGBTのチップないしはそれ用のウエハ 12 半導体領域ないしはエピタキシャル層 21 バッファ層 22 ベース層 23 ソース層 24 凹所 25 絶縁ゲート 25a ゲート酸化膜 26 コレクタ層 26a 補助コレクタ層 26b 補助コレクタ層 27 ベースコンタクト層 C コレクタ端子 E エミッタ端子 e 電子ないしは多数キャリア G ゲート端子 h ホールないしは少数キャリア Pe 電子の流路 Ph1 ホールの内部流路 Ph2 ホールの表面流路 10 IGBT chip or wafer for it 12 Semiconductor region or epitaxial layer 21 Buffer layer 22 Base layer 23 Source layer 24 Recess 25 Insulated gate 25a Gate oxide film 26 Collector layer 26a Auxiliary collector layer 26b Auxiliary collector layer 27 Base contact layer C Collector terminal E Emitter terminal e Electron or majority carrier G Gate terminal h Hole or minority carrier Pe Electron flow path Ph1 hole internal flow path Ph2 hole surface flow path

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一方の導電形の半導体領域と、この半導体
領域の表面から拡散された他方の導電形のベース層と、
ベース層内のその表面部に拡散された一方の導電形のソ
ース層と、ソース層の表面からベース層を抜けて半導体
領域に達するまで掘り込まれた凹所に埋め込まれた絶縁
ゲートと、ソース層の絶縁ゲートとは反対側の側方の半
導体領域の表面から拡散された他方の導電形のコレクタ
層とを備え、ベース層とソース層とからエミッタ端子,
コレクタ層からコレクタ端子,絶縁ゲートからゲート端
子をそれぞれ導出してなることを特徴とする絶縁ゲート
バイポーラトランジスタ。
1. A semiconductor region of one conductivity type, and a base layer of the other conductivity type diffused from the surface of the semiconductor region,
A source layer of one conductivity type diffused to the surface portion in the base layer, an insulated gate buried in a recess dug from the surface of the source layer to the semiconductor region through the base layer, and the source A collector layer of the other conductivity type diffused from the surface of the semiconductor region on the side opposite to the insulated gate of the layer, the emitter terminal from the base layer and the source layer,
An insulated gate bipolar transistor, wherein a collector terminal is derived from the collector layer and a gate terminal is derived from the insulated gate.
【請求項2】請求項1に記載のトランジスタにおいて、
ベース層の表面側にその周縁と重なり合いかつソース層
と接するようにベースコンタクト層が他方の導電形で拡
散され、ベース層からエミッタ端子がこのベースコンタ
クト層を介し導出されることを特徴とする絶縁ゲートバ
イポーラトランジスタ。
2. The transistor according to claim 1, wherein
Insulation characterized in that the base contact layer is diffused in the other conductivity type so as to overlap the peripheral edge of the base layer and contact the source layer, and the emitter terminal is led out from the base layer through this base contact layer. Gate bipolar transistor.
【請求項3】請求項1に記載のトランジスタにおいて、
コレクタ層に対してそれを外側から囲むように一方の導
電形のバッファ層が拡散されることを特徴とする絶縁ゲ
ートバイポーラトランジスタ。
3. The transistor according to claim 1, wherein
An insulated gate bipolar transistor, wherein a buffer layer of one conductivity type is diffused so as to surround the collector layer from the outside.
【請求項4】請求項1に記載のトランジスタにおいて、
ソース層の平面的なパターン上の先端部を取り囲むコレ
クタ層の拡散パターン部分に一方の導電形の補助コレク
タ層を拡散し、コレクタ層と補助コレクタ層からコレク
タ端子を導出するようにしたことを特徴とする絶縁ゲー
トバイポーラトランジスタ。
4. The transistor according to claim 1, wherein
One of the conductivity type auxiliary collector layers is diffused in the diffusion pattern part of the collector layer surrounding the tip of the source layer in a planar pattern, and the collector terminal is derived from the collector layer and the auxiliary collector layer. And insulated gate bipolar transistor.
【請求項5】請求項1に記載のトランジスタにおいて、
コレクタ層と接する半導体領域の表面に一方の導電形の
補助コレクタ層を拡散し、コレクタ層と補助コレクタ層
からコレクタ端子を導出するようにしたことを特徴とす
る絶縁ゲートバイポーラトランジスタ。
5. The transistor according to claim 1, wherein
An insulated gate bipolar transistor, characterized in that an auxiliary collector layer of one conductivity type is diffused on a surface of a semiconductor region in contact with the collector layer, and a collector terminal is derived from the collector layer and the auxiliary collector layer.
【請求項6】一方の導電形の半導体領域の表面からベー
ス層を他方の導電形で拡散する工程と、このベース層内
の表面にソース層を一方の導電形で拡散する工程と、ソ
ース層の表面からベース層を抜け半導体領域に達する凹
所を掘り込む工程と、この凹所に絶縁ゲートを埋め込む
工程と、ベース層とソース層の側方の半導体領域の表面
からコレクタ層を他方の導電形で拡散する工程とを含む
ことを特徴とする絶縁ゲートバイポーラトランジスタの
製造方法。
6. A step of diffusing a base layer with the other conductivity type from the surface of a semiconductor region of one conductivity type, a step of diffusing the source layer with the one conductivity type on the surface in the base layer, and a source layer. A step of digging a recess from the surface of the base layer to reach the semiconductor region, a step of embedding an insulating gate in this recess, and a step of forming a conductive layer from the surface of the semiconductor region on the side of the base layer and the source layer to the other conductive layer. And a step of diffusing in a shape.
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