JPH08213617A - 半導体装置およびその駆動方法 - Google Patents

半導体装置およびその駆動方法

Info

Publication number
JPH08213617A
JPH08213617A JP7284856A JP28485695A JPH08213617A JP H08213617 A JPH08213617 A JP H08213617A JP 7284856 A JP7284856 A JP 7284856A JP 28485695 A JP28485695 A JP 28485695A JP H08213617 A JPH08213617 A JP H08213617A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ldmos
ligbt
anode
semiconductor device
cathode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7284856A
Other languages
English (en)
Inventor
Chin Fuan
チン ファン
Geehan Aniru Jiyosefu Amarutounga
ゲーハン アニル ジョセフ アマルトゥンガ
Naoki Kumagai
直樹 熊谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Publication of JPH08213617A publication Critical patent/JPH08213617A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/7801DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
    • H01L29/7816Lateral DMOS transistors, i.e. LDMOS transistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/06Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
    • H01L27/0611Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region
    • H01L27/0617Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region comprising components of the field-effect type
    • H01L27/0623Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region comprising components of the field-effect type in combination with bipolar transistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70Bipolar devices
    • H01L29/72Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
    • H01L29/739Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals controlled by field-effect, e.g. bipolar static induction transistors [BSIT]
    • H01L29/7393Insulated gate bipolar mode transistors, i.e. IGBT; IGT; COMFET
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/423Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/42312Gate electrodes for field effect devices
    • H01L29/42316Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
    • H01L29/4232Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate
    • H01L29/42364Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate characterised by the insulating layer, e.g. thickness or uniformity
    • H01L29/42368Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate characterised by the insulating layer, e.g. thickness or uniformity the thickness being non-uniform

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】オン抵抗が低く、かつスイッチオフ速度の速い
半導体装置を得る。 【解決手段】横型絶縁ゲートバイポーラトランジスタ
(LIGBT)と、横型二重拡散・金属─酸化膜─半導
体(LDMOS)とを備え、LIGBTとLDMOSは
同一基板に横方向に形成され、LIGBTのカソードが
LDMOSのソースと電気的に接続され、LIGBTの
アソードがLDMOSのドレインと電気的に接続されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】高電圧・大電力の電力用半導体装置はよ
く知られているところである。集積回路用には、横型半
導体装置がより好適である。よく知られているものに横
型二重拡散MOS(LDMOS)がある。図1に従来の
LDMOSの構造を示す。この装置は、p- 基板1を有
し、基板1の上にn- エピタキシャル層2が形成されて
いる。n- エピタキシャル層2の表面にn+ 領域3が形
成され、このn+ 領域3はトランジスタのドレインを形
成している。電極4がn+ ドレイン3に固定されてい
る。pウエル5が、n- エピタキシャル層2の表面のn
+ ドレイン3から横方向に離れた位置に形成されてい
る。pウエル5の表面にp+ 領域6とn+ 領域7とが隣
接して形成されている。pウエル5に形成されたn+
域7はソースの役割を果たし、pウエル5そのものは、
その表面のチャンネルの伝導がMOSトランジスタのゲ
ートにより制御される領域となる。電極8がn+ 領域7
およびこれに隣接するp+ 領域6の表面に固定されてい
る。もう1個の電極9が、酸化層10を介して、n+ 領域
7の表面から、pウエル5の表面露出部分およびn-
ピタキシャル層2の表面にかけて延在し、ゲート電極9
を形成している。
【0003】LDMOSの特質はよくしられているとこ
ろである。LDMOSはその電極の全てが一表面に設け
られた横型装置であって、他の回路装置との接続が容易
な点で優れている。しかしながら、ドリフト領域を形成
するn- エピタキシャル層2のドーピング濃度が低いた
め、オン抵抗が比較的高いという欠点を有する。LDM
OSの改良型装置としてよく知られているものに横型絶
縁ゲートバイポーラトランジスタ(LIGBT)があ
る。従来のLIGBTの構造を図2に示す。このLIG
BTはp- 基板11を有し、基板11の上にn- エピタキシ
ャル層12が形成されている。n- エピタキシャル層12の
表面にp+ 領域13が形成され、このp+ 領域13はトラン
ジスタのアノードを形成している。電極14がp+ アノー
ド13に固定されている。pウエル15がn- エピタキシャ
ル層12の表面のp+ アノード13から横方向に離れた位置
に形成されてゲートを構成し、ゲート電極16が酸化層17
を介してpウエル15に固定されている。pウエル15の表
面にp+ 領域18とn+領域19とが隣接して形成され、カ
ソードを形成している。電極20がこれらp+ 領域18とn
+ 領域19とに固定されている。ゲート電極16がn+ カソ
ード領域19からpウエル15の表面露出部を越えてn-
ピタキシャル層12の表面に延在している点に注目された
い。さらに、nバッフアー領域がパンチスルー防止のた
めにp+アノード13の下部に形成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】かかるLIGBTのオ
ン状態において、少数キャリア(この場合はホール)が
アノードとカソードの間のn- エピタキシャル層12に形
成されたドリフド領域へp+ アノード13から注入され、
このドリフト領域の伝導度を変調する。このように、L
IGBTはドリフト領域の伝導度変調を利用したバイポ
ーラ装置である。これによってドリフト領域の抵抗が、
比較対象となるLDMOSに較べて低くなり、その高入
力インピーダンス、高破壊耐量および低オン抵抗の故
に、LIGBTはパワー用ICとして魅力的な装置であ
る。しかしながら、注入された少数キリャアの再結合に
よってスイッチオフ時間が決定されることから、スイッ
チング速度がLDMOSに較べて遅いのがLIGBTの
重大な欠点である。
【0005】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あって、オン抵抗が低く、かつスイッチオフの速い半導
体装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記の
目的は、カソードと、アノードと、ゲートと、を有する
横型絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(LIGBT)
と:ソースと、ドレインと、ゲートと、を有する横型二
重拡散・金属─酸化物─半導体(LDMOS)と、から
なり、LIGBTとLDMOSは同一基板に横方向に形
成され、LIGBTのカソードがLDMOSのソースと
電気的に接続され、LIGBTのアノードがLDMOS
のドレインと電気的に接続されてなる半導体装置により
達成される。
【0007】以下において、電気的に接続されたそれぞ
れのドレイン/アノード或いはそれぞれのソース/カソ
ードと記す場合には、ドレインとアノード或いはソース
とカソードがそれぞれ同電位にあり、或いは同一電位が
ドレインとアノード或いはソースとカソードに印加され
る場合を含むものとする。LIGBTとLDMOSとを
同一基板上に形成するのがよい。
【0008】LIGBTのアノードとLDMOSのドレ
インをトレンチウエルで分離するのがよい。LIGBT
のカソードとLDMOSのソースをトレンチウエルで分
離するとよい。トレンチウエルを用いる場合、基板の酸
化物をトレンチに充填しておくのがよい。それぞれのド
レインとアノードを、トレンチウエルの上側に位置する
導体で電気的に接続するのがよい。
【0009】本発明は、上記装置の駆動方法をも含み、
この方法は、ゲートの各々の電圧をオンし、続いてLI
GBTのゲート電圧をオフし、LIGBTのゲート電圧
オフの一定時間後にLDMOSのゲート電圧をオフする
過程からなる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を図面を
参照して説明する。図1は従来のLDMOSを模式的に
示す断面図、図2は従来のLIGBTを模式的に示す断
面図、図3は本発明の半導体装置の第一実施例を模式的
に示す断面図、図4は図3の装置の等価回路図、図5は
図3の装置のカソード電流をアノード電圧に対してシミ
ュレートした結果を示す線図、図6及び7は図3の装置
のアノード電圧の時間変化をシミュレートした結果であ
って、図3の装置のターンオフ特性を示す線図、図8は
図3の装置のアノード電流の時間変化をシミュレートし
た結果で、図3の装置のターンオフ特性を示す線図、図
9は本発明の半導体装置の第二実施例を模式的に示す断
面図、図10は本発明の半導体装置の第三実施例を模式的
に示す断面図である。
【0011】図3の半導体装置は、概要、共通の基板に
共に平行に設けられトレンチウエルによって分離された
横型絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(LIGBT)
と横型二重拡散・金属─酸化物─半導体(LDMOS)
からなる。より詳細には、p- 基板21上にn- エピタキ
シャル層22が形成される。n- エピタキシャル層22はト
レンチウエル23により二つの領域22a、22bに分離され
ている。図3から判るように、トレンチウエル23はn-
エピタキシャル層22を貫通してp- 基板21に達し、二つ
のn- 層領域22aと22bを完全に分離している。
【0012】トレンチウエル23はn- エピタキシャル層
22のシリコンをエッチングにより除去することにより形
成できる。電気的絶縁層24がトレンチウエル23の内部で
対向するn- 層領域22a、22bの各々の面25、26上に形
成されている。絶縁層24には、基板材料の酸化物ないし
は他の化合物、例えば基板がシリコンの場合Si02やSi 3N
4 が用いられる。絶縁層24をトレンチウエル23に完全に
充填するのがよい。或いは、トレンチウエル23が比較的
広い場合、トレンチウエル23を完全に満たし、かつ装置
の表面を平らにするすために、他の物質27、例えばポリ
シリコンを充填してもよい。
【0013】図3において、トレンチウエル23のほぼ左
側の部分がLIGBT、ほぼ右側の部分がLDMOSと
なる。図3において、トレンチウエル23の右側にn+
レイン28が形成されている。LDMOSのドレイン28の
横方向外側にpウエル29が形成され、その表面にn+
域30およびp+ 領域31が隣接して形成されて、これらの
+ 領域30およびp+領域31はLDMOSのソースを形
成する。n+ およびp+ 領域30、31上に電極32が固定さ
れ、このLDMOSのソース電極32はアースされてい
る。酸化層33がLDMOSのn- 層22bの表面に形成さ
れ、n+ ドレイン28からpウエル29を越えてLDMOS
のソースのn+ 領域30の上まで延在している。
【0014】同様に、装置の左側にあっては、LIGB
Tのp+ アノード34がLIGBTのn- 層22aの表面に
形成されている。LIGBTのp+ アノード34の横方向
外側にpウエル35が形成され、その表面にn+ 領域36お
よびp+ 領域37が隣接して形成されて、これらのn+
域36およびp+ 領域37は共にLIGBTのカソードを形
成する。図示の如く、LIGBTのカソードのn+ 領域
36は、LIGBTのカソードのp+ 領域37からみてトレ
ンチウエルの側に位置している。電極38がLIGBTの
+ 領域36およびp+ 領域37の表面に固定され、このカ
ソード電極38はアースされている。酸化層39がLIGB
Tのn- 層22aの表面に形成されて、p + アノード34か
らpウエル35を越えてLIGBTのカソードのn+ 領域
36の上まで延在している。
【0015】ゲート電極40、41がLIGBT、LDMO
Sの各酸化層39、33に各々固定されている。同様に、電
極42、43がLIGBTのp+ アノード34、LDMOSの
+ドレイン28にそれぞれ固着され、これらアノード電
極42、43自体は電気的に相互接続されている。上記半導
体装置の動作特性をシミュレーションによって調べた。
このシミュレーション用に試作した装置の全幅(図3の
左右の幅)は143μmであった。トレンチウエル23の
幅は3μmとした。n- ドリフト層22aおよび22bのド
ーピング濃度はそれぞれ1015cm-3で、p- 基板21の
ドーピングは7×1013cm-3であった。ゲート酸化層
39、33の厚さは各々40nmであった。
【0016】図5に各ゲート電極40、41の印加電圧が5
Vの場合のカソード電流とアノード電圧の関係を示す。
この装置は、アノード電圧0.7 Vまで、典型的なLDM
OS伝導を示す。両伝導メカニズ間の遷移はスムースで
あるが、アノード電圧が0.7V以上になるとLIGBT
伝導が支配的になる。このように、0.7 V以上のアノー
ド電圧を印加することによって、LIGBTの長所であ
る低オン抵抗を容易に実現できる。
【0017】シミュレーションに供した装置の破壊電圧
は550Vで、パンチスルー破壊によって制約されてい
るものと思われるが、LIGBTのp+ アノード34の下
にnバッファー層を設けることで改善できるものと思わ
れる。次に、この装置のターンオフ特性を調べた。図6
は、LDMOSのゲート41への印加電圧を5Vに固定
し、オン電流を4×10-5A/μmとし、LIGBTの
ゲート40への印加電圧を40nsの間に5Vから0Vま
で減少させた場合のアノード電圧の時間変化を示す。同
図から判るように、アノード電圧は300ns以内に2
0Vまで上昇する。この期間に、LIGBTとLDMO
Sの間の電流の分割比率は、I(LDMOS)/I(L
IGBT)=0.75/3.25からt=300ns時
のI(LDMOS)/I(LIGBT)=3.9/0.
1へと変化する。このように、LIGBTのゲート40へ
の印加電圧が0Vまで減少してから約300ns後に
は、実質的に純粋なLDMOS動作が得られることにな
る。
【0018】300ns後には、LDMOSのゲート41
への印加電圧を0Vに減少させる。アノード電圧の時間
変化を図6と同様に、但しアノード電圧はかなり縮尺し
て示す図7に記載されているように、LDMOSのゲー
ト41への印加電圧を0Vに減じると、アノード電圧は極
めて急激に上昇し、20ns以内に約500Vに達す
る。図8に示されているように、アノード電流は約20
ns以内(即ちLDMOSのゲート41の電圧を切ってか
ら20乃至40nsの期間)に極めて小さくなり、更に
30ns程度経つとアノード電流は実質的に零になる。
【0019】従って、LIGBTとLDMOSが並列に
設けられた本発明の半導体装置は、高破壊電圧、低オン
抵抗の電力用高速スイッチング装置を提供することにな
る。この装置は、ゲート電極40、41のオンオフにより簡
単に制御される。本発明の第二実施例を図9に模式的に
示す。図9においては、本発明の幾つかの横型装置が基
板に平行に形成されている。図3に示した装置を同一基
板に繰り返し配置して、同一基板に多数の装置を並列形
成できるという利点がある。
【0020】図9に示す装置に関する以下の議論におい
ては(図10に示され後で議論される装置に関しても) 、
構造が多くの点で図3の装置と似かよっているので、さ
程詳しい説明は行わない。導電型とドーピングの相対的
な程度については、図面を参照されたい。図9におい
て、第一実施例同様、p- 基板21上にn- エピタキシャ
ル層22が形成される。図9と図3の実施例の主な違い
は、図3の実施例にいてはLIGBTとLDMOSそれ
ぞれのドレイン/アノードがトレンチウエルによって分
離されていたのに反し、図9の実施例においては、各ト
ランジスタのカソード/ソースがトレンチウエルによっ
て分離されている点である。図9には中央のトレンチウ
エル50が示されている。
【0021】LIGBT用のカソードC1は、図9におい
て、トレンチウエル50の左側に設けられている。LDM
OS用のソースS2は、図9において、トレンチウエル50
の右側に設けられている。LIGBTのカソードC1およ
びLDMOSのソースS2は共に従来のものと同じであ
り、既述の通りである。LIGBT用のアノードA1は、
図9において、LIGBT用のカソードC1の左側に設け
られている。LDMOS用のドレインD2は、図9におい
て、LDMOS用のソースS2の右側に設けられている。
ゲート電極G1、G2は、図3の実施例について述べたよう
に、LIGBTおよびLDMOSの適切な領域の上に設
けられている。
【0022】図9には、構造の繰り返しが示されてい
る。特にLIGBTのアノードA1の左側には別のLIG
BTのカソード構造C3と、これに対応するゲートG3と、
が設けられている。第二のLIGBT用のアノードは前
述の第一のLIGBTのアノードA1であって、従ってア
ノードを共用していことになる。更に、第二のLIGB
TのカソードC3の左側に第二のトレンチウエル51がエピ
タキシャル層22を貫通して設けられ、第二のLIGBT
構造C3、G3、A1を装置の他の部分から分離している。例
えば、LDMOS用のゲートとソースの構造を第二のト
レンチ51の左側に設けてもよい。
【0023】同様にして、第二のLDMOS用のソース
S4とゲートG4が、第一のLDMOS構造S2、G2、D2のド
レインD2の右側に設けられている。図9に示すように、
ドレインD2は第一と第二のLDMOS構造によって共有
されている。第二LDMOS構造のソースS4の右側に第
三のトレンチウエル52がエピタキシャル層22を貫通して
設けられ、第二のLDMOS構造S4、G4、D2を装置の他
の部分から分離している。第三のトレンチウエル52の右
側に、更に他のLIGBT用のカソード・ゲート構造を
設けてもよい。
【0024】本発明による半導体装置の第三実施例を図
10に示す。LDMOS構造S6、G6、D6に隣接してLIG
BT構造C5、G5、A5が示されている。隣接するLIGB
TとLDMOSのカソードC5とソースS6は共用され、深
いp+ 拡散層60によってp-基板21に接続されている。
図10において、LIGBTのアノードA5は、第一のLI
GBT構造C5、G5、A5の左側に位置する更に別のLIG
BTのカソードC7およびゲートG7と共用されている。同
様に、図10において、LDMOSのドレインD6が第二の
LDMOS構造S6、G6、D6の右側に位置する更に別のL
DMOSのゲートG8およびソースS8と共用されている。
【0025】多重セル構造を用いる場合(即ち、特定の
一基板上に2個またはそれ以上のLIGBTとLDMO
Sが設けられる場合)、場合場合に応じてLIGBTま
たはLDMOSのカソード/ソースに隣接する装置の端
部において、n- エピタクシャル層22を貫通して基板21
に達する深いp+ 拡散層を設けることによって、装置を
分離することが出来る。
【0026】上記とは逆極性のカソード電圧、アノード
電圧およびゲート電圧で動作する半導体装置を得るため
には、全ての領域について上記の装置とは逆の導電型に
なるようにドーピングを行って装置を作製すればよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のLDMOSを模式的に示す断面図
【図2】従来のLIGBTを模式的に示す断面図
【図3】本発明の半導体装置の第一実施例を模式的に示
す断面図
【図4】図3の装置の等価回路図
【図5】図3の装置のカソード電流をアノード電圧に対
してシミュレートした結果を示す線図
【図6】図3の装置のアノード電圧の時間変化をシミュ
レートした結果であって、図3の装置のターンオフ特性
を示す線図
【図7】図3の装置のアノード電圧の時間変化をシミュ
レートした結果であって、図3の装置のターンオフ特性
を示す線図
【図8】図3の装置のアノード電流の時間変化をシミュ
レートした結果で、図3の装置のターンオフ特性を示す
線図
【図9】本発明の半導体装置の第二実施例を模式的に示
す断面図
【図10】本発明の半導体装置の第三実施例を模式的に示
す断面図
【符号の説明】
1,11,21 ・・・ p- 基板 2,12,22,22a, 22b ・・・ n- エピタキシャル層 3,19,28,30,36 ・・・ n+ 領域 4,8,9,14,16,20,32,38,40,41,42,43 ・・・ 電極 5,15,29,35 ・・・ pウエル 6,13,18,31,34,37 ・・・ p+ 領域 10,17,24,33,39 ・・・ 酸化層 9,16 ・・・ ゲート電極(フィールドプレート付) 23,50,51,52 ・・・ トレンチウエル 24 ・・・ 絶縁物層 60 ・・・ p+ 拡散層 A1〜A5 ・・・ アノード C1〜C7 ・・・ カソード D1〜D6 ・・・ ドレイン G1〜G8 ・・・ ゲート電極 S1〜S8 ・・・ ソース
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/78 301 J 9055−4M 655 Z (72)発明者 熊谷 直樹 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】カソードと、アノードと、ゲートと、を有
    する横型絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(LIGB
    T)と:ソースと、ドレインと、ゲートと、を有する横
    型二重拡散・金属─酸化物─半導体(LDMOS)と、
    を備え、 LIGBTとLDMOSは同一基板に横方向に形成さ
    れ、LIGBTのカソードがLDMOSのソースと電気
    的に接続され、LIGBTのアノードがLDMOSのド
    レインと電気的に接続されてなることを特徴とする半導
    体装置。
  2. 【請求項2】LIGBTのアノードがトレンチウエルに
    よってLDMOSのドレインと分離されてなることを特
    徴とする請求項1に記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】それぞれのドレインとアノードとがトレン
    チウエル上に配設された導体によって接続されてなるこ
    とを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】LIGBTのカソードがトレンチウエルに
    よってLDMOSのソースと分離されてなることを特徴
    とする請求項1に記載の半導体装置。
  5. 【請求項5】それぞれのカソードとソースとがトレンチ
    ウエル上に配設された導体によって接続されてなること
    を特徴とする請求項4に記載の半導体装置。
  6. 【請求項6】トレンチウエルに基板の酸化物を充填して
    なることを特徴とする請求項2乃至5のいずれかの項に
    記載の半導体装置。
  7. 【請求項7】トレンチウエルが基板の酸化物により充填
    され、この酸化物自身が更に他の物質により充填されて
    なることを特徴とする請求項2乃至5のいずれかの項に
    記載の半導体装置。
  8. 【請求項8】LIGBTのカソードがLDMOSのソー
    スと深い拡散層によって接続されてなることを特徴とす
    る請求項1に記載の半導体装置。
  9. 【請求項9】ゲートの各々に電圧をオンし、続いてLI
    GBTのゲート電圧をオフし、LIGBTのゲート電圧
    オフの一定時間後にLDMOSのゲート電圧をオフする
    ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかの項に記載
    の半導体装置の駆動方法。
JP7284856A 1994-11-14 1995-11-01 半導体装置およびその駆動方法 Pending JPH08213617A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9423423:4 1994-11-14
GB9423423A GB9423423D0 (en) 1994-11-14 1994-11-14 Semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08213617A true JPH08213617A (ja) 1996-08-20

Family

ID=10764708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7284856A Pending JPH08213617A (ja) 1994-11-14 1995-11-01 半導体装置およびその駆動方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPH08213617A (ja)
GB (2) GB9423423D0 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000005767A1 (en) * 1998-07-23 2000-02-03 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device and method for fabricating the same
JP2007318062A (ja) * 2006-04-27 2007-12-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高耐圧半導体スイッチング素子
JP2010153704A (ja) * 2008-12-26 2010-07-08 Hitachi Ltd 半導体装置ならびにそれを用いた電力変換装置
CN102593127A (zh) * 2012-02-27 2012-07-18 电子科技大学 一种复合功率半导体器件
US8698238B2 (en) 2011-12-12 2014-04-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor devices and methods of forming the same
CN104916674A (zh) * 2015-04-17 2015-09-16 东南大学 一种电流增强型横向绝缘栅双极型晶体管

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5798538A (en) * 1995-11-17 1998-08-25 International Rectifier Corporation IGBT with integrated control
US6133591A (en) * 1998-07-24 2000-10-17 Philips Electronics North America Corporation Silicon-on-insulator (SOI) hybrid transistor device structure
US6429077B1 (en) * 1999-12-02 2002-08-06 United Microelectronics Corp. Method of forming a lateral diffused metal-oxide semiconductor transistor
DE10023956A1 (de) * 2000-05-16 2001-11-22 Bosch Gmbh Robert Halbleiter-Leistungsbauelement
US7605446B2 (en) 2006-07-14 2009-10-20 Cambridge Semiconductor Limited Bipolar high voltage/power semiconductor device having first and second insulated gated and method of operation
WO2010057340A1 (zh) * 2008-11-19 2010-05-27 深圳市联德合微电子有限公司 一种采用ligbt输出级的集成电路
DE102011002857A1 (de) * 2011-01-19 2012-07-19 Ihp Gmbh - Innovations For High Performance Microelectronics / Leibniz-Institut Für Innovative Mikroelektronik Halbleiterbauelement mit einem BiLDMOS- oder SOI-BiLDMOS- Transistor, sowie Kaskodenschaltung
CN107564814B (zh) * 2016-06-30 2020-11-10 株洲中车时代半导体有限公司 一种制作功率半导体的方法
CN107564952B (zh) * 2016-06-30 2021-06-22 株洲中车时代半导体有限公司 一种功率半导体

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000005767A1 (en) * 1998-07-23 2000-02-03 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device and method for fabricating the same
US6307246B1 (en) 1998-07-23 2001-10-23 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor resurf devices formed by oblique trench implantation
JP2007318062A (ja) * 2006-04-27 2007-12-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高耐圧半導体スイッチング素子
JP2010153704A (ja) * 2008-12-26 2010-07-08 Hitachi Ltd 半導体装置ならびにそれを用いた電力変換装置
US8698238B2 (en) 2011-12-12 2014-04-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor devices and methods of forming the same
CN102593127A (zh) * 2012-02-27 2012-07-18 电子科技大学 一种复合功率半导体器件
CN104916674A (zh) * 2015-04-17 2015-09-16 东南大学 一种电流增强型横向绝缘栅双极型晶体管
CN104916674B (zh) * 2015-04-17 2017-10-31 东南大学 一种电流增强型横向绝缘栅双极型晶体管

Also Published As

Publication number Publication date
GB2295052A (en) 1996-05-15
GB9423423D0 (en) 1995-01-11
GB9523207D0 (en) 1996-01-17
GB2295052B (en) 1998-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7462908B2 (en) Dynamic deep depletion field effect transistor
US5614751A (en) Edge termination structure for power MOSFET
JP2623850B2 (ja) 伝導度変調型mosfet
US6303410B1 (en) Methods of forming power semiconductor devices having T-shaped gate electrodes
EP0760529A2 (en) Lateral IGBT
JPH0897411A (ja) 横型高耐圧トレンチmosfetおよびその製造方法
JPH0758332A (ja) 半導体装置
KR20030086355A (ko) 베이스 리치-쓰루를 방지하는 측면 확장 베이스 차폐영역을 구비한 전력 반도체 소자 및 그 제조방법
JPH0312783B2 (ja)
JPH08213617A (ja) 半導体装置およびその駆動方法
JPH0457111B2 (ja)
KR100290913B1 (ko) 고전압 소자 및 그 제조방법
JPH11266018A (ja) 半導体装置
JP2000243756A (ja) 水平バイポーラ型電界効果トランジスタ及びその製造方法
KR100518506B1 (ko) 트랜치 게이트형 전력용 모스 소자 및 그 제조방법
KR20010015246A (ko) 증가된 소스 콘택 공간을 갖는 종형 반도체 소자의 형성공정
KR100492981B1 (ko) 래터럴 이중확산 모스 트랜지스터 및 그 제조방법
JP2000223695A (ja) 半導体装置
KR100300189B1 (ko) 수평형에스오아이바이폴라모드전계효과트랜지스터및그형성방법
JP2006501644A (ja) 横型絶縁ゲートバイポーラpmos装置
JPH0418763A (ja) デュアルゲート型絶縁ゲートバイポーラトランジスタ
JPH09205210A (ja) 誘電体分離型半導体装置
JP3106844B2 (ja) 横型絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ
JPH08316469A (ja) 高耐圧半導体装置
JPH10270693A (ja) 半導体装置