JPH1140808A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 全体厚の増加，オン抵抗やリーク電流の増加
等を伴わずに，スイッチオフ時特性を改善した半導体装
置を，その製造方法とともに提供すること。 【解決手段】 ｐ基板１０１上に高濃度と低濃度のｎ型
シリコン層を順次形成し，拡散領域形成時の熱処理温度
より高い温度で熱処理して，ｎドリフト領域１０２ａ内
に傾斜分布領域Ｔを形成した。あるいは，低濃度ｎ型シ
リコン層に対し場所により窓サイズが異なるマスクを介
してイオンを注入し，傾斜分布領域Ｔを形成した。この
ためスイッチオフ後に，ｐボディ領域１０７，１５７と
ｎドリフト領域１０２ａ，１５２ａの界面のｐｎ接合か
らの空乏層の広がりが，急激に停止せず徐々にに減速さ
れるので，コレクタ電流は急激に停止するのでなく緩や
かに減少する。このため，ドリフト領域１０２ｄ，１５
２ｄの全体厚を厚くしたり全体の不純物濃度を上げたり
しないで，発振や動的耐圧の低下が防止されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，半導体基板におけ
る厚さ方向あるいは面内方向の電流を取り扱ういわゆる
電力用の半導体装置（縦型あるいは横型）に関する。さ
らに詳細には，スイッチオフしたときの電流および電圧
の発振や素子の動的耐圧の低下の防止を図った半導体装
置およびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から，半導体基板の一部にスイッチ
ング等の機能を有する素子を形成し，この素子により半
導体基板内を流れる電流を制御する半導体装置が使用さ
れている。その例として，高入力インピーダンスと低出
力インピーダンスとを要求される用途に使用される，バ
イポーラトランジスタと電界効果トランジスタとを一体
化させた，いわゆる絶縁ゲート型バイポーラトランジス
タ（以下，「ＩＧＢＴ」という）が挙げられる。

【０００３】ＩＧＢＴのうち縦型パンチスルー型と呼ば
れるものの一般的構造を，図２５により説明する。図２
５に示す一般的なＩＧＢＴは，ｐ⁺ 型のシリコン（Ｓ
ｉ）基板２０１上のｎエピタキシャル層２０２を有し，
このｎエピタキシャル層２０２の表面に，イオン注入等
により形成されたｎ⁺ ソース領域２０６とｐボディ領域
２０７とｐ⁺ ボディ領域２０９とを有している。また，
ｎエピタキシャル層２０２のうちｐ⁺基板２０１に面す
る部分には，不純物濃度の高いｎ⁺バッファ領域２０２
ｂが形成されている。ｎエピタキシャル層２０２のうち
ｎ⁺ バッファ領域２０２ｂでもｐボディ領域２０７等で
もない部分が，ｎドリフト領域２０２ｄである。この構
造における図２５中Ｘ−Ｘ'線上のｐボディ領域２０７
からｐ⁺基板２０１に至る部分の不純物濃度の分布は図
２７のグラフに示すようになっている。すなわち，ｎド
リフト領域２０２ｄとｎ⁺ バッファ領域２０２ｂとの間
は，不純物濃度が急峻に変化する階段状接合Ｓである。

【０００４】そしてｎエピタキシャル層２０２の表面上
には，ゲート絶縁膜２０３，絶縁膜２０５および２０８
によりｎエピタキシャル層２０２に対して絶縁されたゲ
ート電極２０４が設けられている。ゲート電極２０４
は，ｎエピタキシャル層２０２の表面のうちｎドリフト
領域２０２ｄの部分と，ｐボディ領域２０７の部分と，
ｎ⁺ソース領域２０６の一部とを覆っている。また，表
面側には，ｎ⁺ソース領域２０６およびｐ⁺ ボディ領域
２０９に対して導通をとるソース電極２１０が設けられ
ている。裏面側には，ｐ⁺ 基板２０１に対して導通をと
るドレイン電極２１１が設けられている。

【０００５】この構造のＩＧＢＴにおいて，ゲート電極
２０４とｎ⁺ ソース領域２０６とｐボディ領域２０７と
ｎドリフト領域２０２ｄとが電界効果トランジスタを構
成する。すなわち，ｐボディ領域２０７がチャネル領域
であり，ｎドリフト領域２０２ｄがドレイン領域であ
る。そして，ｐ⁺ ボディ領域２０９とｎドリフト領域２
０２ｄおよびｎ⁺バッファ領域２０２ｂとｐ⁺基板２０１
とがバイポーラトランジスタ（ｐｎｐ）を構成する。す
なわち，ｐ⁺ ボディ領域２０９がコレクタであり，電界
効果トランジスタのドレイン領域を兼ねるｎドリフト領
域２０２ｄおよびｎ⁺バッファ領域２０２ｂがベースで
あり，ｐ⁺基板２０１がエミッタである。

【０００６】この構造のＩＧＢＴの動作の大要は，ドレ
イン電極２１１からソース電極２１０への電流，すなわ
ち基板２０１の厚さ方向の電流を，ゲート電極２０４の
電圧によりスイッチング制御することである。すなわ
ち，ゲート電極２０４に電圧が掛かっていない状態で，
ソース電極２１０に対しドレイン電極２１１が高電位に
なるように電圧を掛けても，ｐボディ領域２０７および
ｐ⁺ ボディ領域２０９とｎドリフト領域２０２ｄとの間
のｐｎ接合が逆方向となるので電流は流れない。しかし
ゲート電極２０４に正電圧（ｖｓソース電極２１０）を
印加すると，ｐボディ領域２０７の表面にｎチャネルが
形成され，電界効果トランジスタがオン状態となる。こ
のため，ｎ⁺ ソース領域２０６からｎチャネルを経由し
てｎドリフト領域２０２ｄに電子が流れ込む。これによ
りｎドリフト領域２０２ｄのキャリア（電子）濃度が上
昇して抵抗が下がるので，ｎドリフト領域２０２ｄおよ
びｎ⁺バッファ領域２０２ｂとｐ⁺基板２０１とからなる
ダイオードが導通して，ｐ⁺基板２０１からｎ⁺ バッフ
ァ領域２０２ｂを経由してｎドリフト領域２０２ｄにホ
ール（正孔）が注入される。このためバイポーラトラン
ジスタがオンしてドレイン電極２１１からソース電極２
１０へ厚さ方向の電流（コレクタ電流）が流れるのであ
る。

【０００７】ここで，ゲート電極２０４の正電圧を切る
とＩＧＢＴはオフ状態に戻るのであるが，このスイッチ
オフ時には次のような過渡特性を示す。まずオン状態で
は前記のように，ｎドリフト領域２０２ｄに電子とホー
ルとがともに高濃度に充満している。このため，ゲート
電圧のオフによりｎ⁺ ソース領域２０６からの電子の注
入が断たれても，ｎドリフト領域２０２ｄのキャリア濃
度は直ちには減少せず，ｐボディ領域２０７およびｐ⁺
ボディ領域２０９との間のｐｎ接合から空乏層が広がっ
てゆく。この，空乏層が広がり続けている間は，コレク
タ電流が流れ続けることとなる。そして，空乏層がｎ⁺
バッファ領域２０２ｂとの接合部Ｓに達すると，その伸
びが停止するのでコレクタ電流は急激に減少する。ｎ⁺
バッファ領域２０２ｂは不純物濃度が高く空乏化しにく
いからである。

【０００８】この急激な電流の減少のため，回路に誘導
性の負荷が含まれている場合には，大きな逆起電力が生
じて激しく発振する（図２８参照）。また，素子の動的
耐圧が静的耐圧より低下する。動的耐圧が低下する理由
は，大きな逆起電力により，ｎ⁺ バッファ領域２０２ｂ
に残っている電子が急速に吐き出されるとともに逆にホ
ールが大量に注入され，そしてこのホールがｎドリフト
領域２０２ｄに侵入して局所的に電界強度が強い部分が
発生しアバランシェ降伏に至るからである。この，発振
および動的耐圧の低下はともに，空乏層の広がりがｎ⁺
バッファ領域２０２ｂとの接合部Ｓに達したときの大き
な逆起電力に起因する現象であるが，回路の安定動作を
妨げたり，場合によってはＩＧＢＴの破壊に至ることも
ある。

【０００９】そこで，例えば特開平６−６１４９７号公
報のように，空乏層の広がりがｎ⁺バッファ領域との接
合部に達することを防止する技術が提案されている。同
号公報のＩＧＢＴでは，Ｎ^- 層（図２５のｎドリフト領
域２０２ｄに相当する）の厚さと不純物濃度とを調整す
ることにより，かかる現象の防止を図っている。空乏層
が広がりうる最大長は，半導体の不純物濃度が高いほど
小さくなるので，Ｎ^-層をそれよりも厚くしておけば，
空乏層がＮ⁺層（図２５のｎ⁺バッファ領域２０２ｂに相
当する）に達することがないからである。

【００１０】なお，縦型の半導体装置に限らず，横型の
半導体装置でも同様である。すなわち，図２６に示す一
般的な横型のパンチスルー型ＩＧＢＴは，ｐ⁺ 型のシリ
コン基板２０１上のｎ層２５２を有している。そして，
このｎ層２５２の表面に，イオン注入等により形成され
たｎ⁺ ソース領域２５６およびｐボディ領域２５７およ
びｐ⁺ボディ領域２５９と，これらから少し離れた箇所
のｎ⁺バッファ領域２５２ｂおよびｐアノード領域２５
１とを有している。ｎ層２５２のうちｎ⁺ バッファ領域
２５２ｂでもｐボディ領域２５７等でもない部分が，ｎ
ドリフト領域２５２ｄである。

【００１１】この構造において，ｎ⁺ソース領域２５６
が図２５のｎ⁺ソース領域２０６に，ｐボディ領域２５
７が図２５のｐボディ領域２０７に，ｐ⁺ ボディ領域２
５９が図２５のｐ⁺ ボディ領域２０９に，ｎドリフト領
域２５２ｄが図２５のｎドリフト領域２０２ｄに，ｎ⁺
バッファ領域２５２ｂが図２５のｎ⁺バッファ領域２０
２ｂに，ｐアノード領域２５１が図２５のｐ⁺ 基板２０
１に，機能上それぞれ該当する。したがって，図２６中
Ｙ−Ｙ' 線上のｐボディ領域２５７からｐアノード領域
２５１に至る部分の不純物濃度の分布は，図２５のもの
の場合と同じく，図２７のグラフに示すようになってい
る。すなわち，ｎドリフト領域２５２ｄとｎ⁺ バッファ
領域２５２ｂとの間に階段状接合Ｓがある。このため，
スイッチオフ時の急激な電流の減少による発振や動的耐
圧低下の問題が生じる。これに対しは，ｎドリフト領域
２５２ｄの厚さと不純物濃度とを調整して対処すること
となる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，前記し
た従来の技術には，以下に説明する問題点があった。す
なわち前記公報の半導体装置では，Ｎ^- 層について，そ
の厚さを厚くするかまたは不純物濃度を高くする（もし
くはその両方）必要がある。ところが，厚さを厚くする
と，縦型半導体装置の場合には，ＩＧＢＴの全体厚が厚
くなり，オン抵抗が大きくなるという問題が生じ，ま
た，製造過程においてエピタキシャル成長の所要時間が
長くなるという問題もある。横型半導体装置の場合に
は，ＩＧＢＴの面積が増加して高集積化が困難になるほ
か，オン抵抗増大の問題がある。一方，不純物濃度を上
げると，縦型の場合でも横型の場合でも，耐圧低下の原
因となる他，リーク電流が増加するという問題点も生じ
る。なお，これらの問題点は，パンチスルー型ＩＧＢＴ
に限らず他の種類の半導体装置でも同様である。

【００１３】本発明は，従来の技術が有する前記した問
題点を解決するためになされたものである。すなわちそ
の課題とするところは，全体厚やサイズを増加させるこ
となく，またオン抵抗の増大やリーク電流の増加といっ
た別の問題点を伴うこともなく，スイッチオフ時の過渡
特性を改善した縦型あるいは横型の半導体装置を，その
製造方法とともに提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この課題の解決を目的と
してなされた請求項１の発明は，第１導電型半導体領域
と，前記第１導電型半導体領域の一部に接して設けられ
た機能素子とを有し，前記第１導電型半導体領域におけ
る不純物濃度が前記一部側よりもその対部側において高
く，前記機能素子のうち前記第１導電型半導体領域に接
する部分が第２導電型半導体で構成される半導体装置で
あって，前記第１導電型半導体領域の前記一部側と前記
対部側との間に，不純物濃度がそれらの中間である部分
を有することを特徴とするものである。

【００１５】請求項１の半導体装置では，機能素子から
第１導電型半導体領域に対しキャリアの注入がなされて
いるときには，第１導電型半導体領域におけるキャリア
の濃度が高い状態にある。したがって，この状態で第１
導電型半導体領域の一部側と対部側との間に電圧が印加
されていれば，一部側と対部側との間に電流が流れる
（オン状態）。機能素子から第１導電型半導体領域への
キャリアの注入が停止されると（スイッチオフ），第１
導電型半導体領域では，機能素子との間のｐｎ接合から
空乏層が広がってゆく。この，空乏層が広がり続けてい
る間は前記した電流が流れ続ける。空乏層の広がりが，
一部側と対部側との間に設けられた，不純物濃度がそれ
らの中間である部分に達すると，その広がりの速度が遅
くなり，前記した電流の値が小さくなる。その後空乏層
が，不純物濃度がさらに高い対部側に至ってその広がり
が停止するとともに電流が停止する。このように，スイ
ッチオフ後の電流が急激に停止するのでなく段階的に減
少して停止するので，誘導性負荷を含む回路に用いて
も，誘導電圧が抑制されており，電流停止時の発振や動
的耐圧の低下が防止される。

【００１６】ここで「機能素子」は，第１導電型半導体
領域に対するキャリアの注入のオンオフ切替が可能なあ
らゆるものをいう（請求項２以下でも同様）。例えば，
プレーナ型ＭＯＳＦＥＴ，トレンチゲート型ＭＯＳＦＥ
Ｔ，絶縁ゲート型サイリスタ等が考えられる。また，第
１導電型半導体領域における一部側と対部側との不純物
濃度の比は，１０倍以上あることが望ましい。また，こ
の半導体装置は，半導体基板における厚さ方向の電流を
取り扱う縦型の半導体装置と，面内方向の電流を取り扱
う横型の半導体装置とのいずれであってもよい（請求項
２以下でも同様）。

【００１７】また，請求項２の発明は，請求項１の半導
体装置であって，前記第１導電型半導体領域に，前記一
部側に位置する低濃度層と，前記対部側に位置するとと
もに不純物濃度が前記低濃度層より高い高濃度層と，そ
れらの間に位置するとともに不純物濃度が前記低濃度層
より高く前記高濃度層より低い中間濃度層と，を有する
ことを特徴とするものである。

【００１８】請求項２の半導体装置では，スイッチオフ
後における空乏層の広がりが，中間濃度層に達すると，
その広がりの速度が遅くなり電流の値が小さくなる。そ
の後空乏層が，高濃度層に至ってその広がりが停止する
とともに電流が停止する。このように，スイッチオフ後
の電流が急激に停止するのでなく段階的に減少して停止
するので，誘導性負荷を含む回路に用いても，過大な誘
導電圧が生じることがなく，電流停止時の発振や動的耐
圧の低下が抑制される。

【００１９】また，請求項３の発明は，請求項２の半導
体装置であって，前記中間濃度層の不純物濃度分布が，
前記低濃度層よりの部分から前記高濃度層よりの部分へ
と連続的に高くなる傾斜分布であることを特徴とするも
のである。

【００２０】請求項３の半導体装置では，スイッチオフ
後における空乏層の広がりが，中間濃度層内では，不純
物濃度分布の高まりとともに次第にその広がりの速度が
遅くなり，したがって電流も次第に小さくなる。このよ
うに，スイッチオフ後の電流が急激に停止するのでなく
次第に減少して停止するので，誘導性負荷を含む回路に
用いても，過大な誘導電圧が生じることがなく，電流停
止時の発振や動的耐圧の低下が抑制される。

【００２１】また，請求項４の発明は，請求項１の半導
体装置であって，前記第１導電型半導体領域の不純物濃
度分布が，前記一部側から前記対部側へと連続的に高く
なる傾斜分布であることを特徴とするものである。

【００２２】請求項４の半導体装置では，スイッチオフ
後における第１導電型半導体領域内での空乏層の広がり
が，不純物濃度分布の高まりとともに次第にその広がり
の速度が遅くなり，したがって電流も次第に小さくな
る。このように，スイッチオフ後の電流が急激に停止す
るのでなく次第に減少して停止するので，誘導性負荷を
含む回路に用いても，過大な誘導電圧が生じることがな
く，電流停止時の発振や動的耐圧の低下が抑制される。

【００２３】また，請求項５の発明は，半導体基板に第
１導電型半導体領域を形成し，前記第１導電型半導体領
域の一部に接して，前記第１導電型半導体領域に接する
部分が第２導電型半導体で構成される機能素子を形成す
る半導体装置の製造方法であって，前記第１導電型半導
体領域の形成過程に，相互に接する高不純物濃度第１導
電型半導体部と低不純物濃度第１導電型半導体部とを形
成する工程と，熱処理によって前記高不純物濃度第１導
電型半導体部中の不純物を前記低不純物濃度第１導電型
半導体部に拡散させる工程と，が含まれることを特徴と
する。

【００２４】請求項５の製造方法では，まず，半導体基
板に第１導電型半導体領域が形成される。具体的には例
えば，エピタキシャル成長により，半導体基板上に第１
導電型半導体領域を形成する。半導体基板として第１導
電型のものを使用する場合には，半導体基板そのものを
第１導電型半導体領域（もしくはその一部）としてもよ
い。この第１導電型半導体領域の形成においてその中
に，高不純物濃度第１導電型半導体層と低不純物濃度第
１導電型半導体層とが形成される。具体的には例えば，
エピタキシャル成長により，形成の初期には不純物濃度
を高くして高不純物濃度第１導電型半導体層（高濃度
層）とし，終期には不純物濃度を低くして低不純物濃度
第１導電型半導体層（低濃度層）とする。そして，これ
に熱処理が施されて高濃度層中の不純物が低濃度層に拡
散させられ，両層の間にその中間の不純物濃度を有する
部分（中間濃度層）が形成される。その後，第１導電型
半導体領域の一部に接して機能素子が形成される。これ
により，第１導電型半導体領域における高濃度層と低濃
度層との間に中間濃度層を有する半導体装置が製造され
る。その中間濃度層での不純物濃度分布は，低濃度層よ
りの部分から高濃度層よりの部分へと連続的に高くなる
傾斜分布である。なお，不純物の拡散のための熱処理
は，機能素子の形成の際の温度より高い温度で行うこと
が望ましい。

【００２５】また，請求項６の発明は，半導体基板に第
１導電型半導体領域を形成し，前記第１導電型半導体領
域の一部に接して，前記第１導電型半導体領域に接する
部分が第２導電型半導体で構成される機能素子を形成す
る半導体装置の製造方法であって，前記第１導電型半導
体領域の形成を，エピタキシャル成長により，不純物濃
度を高濃度から低濃度へと連続的に変化させながら行う
ことを特徴とする。

【００２６】請求項６の製造方法では，まず，半導体基
板にエピタキシャル成長により第１導電型半導体領域が
形成される。その際，不純物濃度が高濃度から低濃度へ
と連続的に変化させられる。これにより，不純物濃度分
布が対部側から一部側へと連続的に低くなる傾斜分布を
有する第１導電型半導体領域が形成される。その後，第
１導電型半導体領域の一部に接して機能素子が形成され
る。これにより，第１導電型半導体領域での不純物濃度
分布が，対部側から一部側へと連続的に低くなる傾斜分
布である半導体装置が製造される。この請求項６の製造
方法は，半導体基板における厚さ方向の電流を取り扱う
縦型の半導体装置の製造に適している。

【００２７】また，請求項７の発明は，半導体基板に第
１導電型半導体領域を形成し，前記第１導電型半導体領
域の一部に接して，前記第１導電型半導体領域に接する
部分が第２導電型半導体で構成される機能素子を形成す
る半導体装置の製造方法であって，前記第１導電型半導
体領域の形成過程に，当該半導体領域に不純物を導入す
る不純物導入工程が含まれ，前記不純物導入工程では，
前記一部側とその対部側とで異なる濃度の不純物を導入
することを特徴とする。

【００２８】請求項７の製造方法では，まず，半導体基
板にエピタキシャル成長により第１導電型半導体領域が
形成される。半導体基板として第１導電型のものを使用
する場合には，半導体基板そのものを第１導電型半導体
領域（もしくはその一部）としてもよい。この第１導電
型半導体領域の形成においてその中に，当該半導体領域
への不純物の導入が行われ，その際，一部側とその対部
側とで異なる濃度の不純物が導入される。その後，第１
導電型半導体領域の一部に接して機能素子が形成され
る。これにより，一部側とその対部側とで不純物濃度が
異なる第１導電型半導体領域を有する半導体装置が製造
される。この請求項７の製造方法は，半導体基板におけ
る面内方向の電流を取り扱う横型の半導体装置の製造に
適している。

【００２９】この請求項７の製造方法では，第１導電型
半導体領域への不純物の導入の際，一部側と対部側との
間に，両者の中間の濃度の不純物が導入される部分が存
在するようにするとさらによい。これにより，第１導電
型半導体領域における高濃度層と低濃度層との間に中間
濃度層を有する半導体装置が製造される。あるいは，不
純物の導入後であって機能素子の形成前に，熱処理によ
って一部側と対部側との間で不純物を拡散させる工程を
行うようにしてもよい。これにより，第１導電型半導体
領域での不純物濃度分布が，対部側から一部側へと連続
的に変化する傾斜分布である半導体装置が製造される。
もちろんさらに，第１導電型半導体領域への不純物の導
入の際に中間の濃度の部分を設け，その後熱処理による
拡散を行うようにしてもよい。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下，本発明を具体化した実施の
形態について，図面を参照しつつ詳細に説明する。

【００３１】［第１の実施の形態］ 〈半導体装置の構成〉 （半導体層）本実施の形態は，プレーナ型のｎチャネル
ＩＧＢＴにおいて本発明を具体化したものである。本実
施の形態に係るＩＧＢＴ１は，図１に示す基本構造を有
している。すなわち，高濃度ｐ型シリコンのｐ⁺ 基板１
０１とその上に形成されたｎ型シリコンのエピタキシャ
ル層１０２とが半導体層１０をなす。このエピタキシャ
ル層１０２において，図１中上方の側を一面側といい，
ｐ⁺ 基板１０１の側（図１では下方）を対面側というも
のとする。この一面側および対面側は，請求項にいう一
部側およびその対部側に相当する。そして，エピタキシ
ャル層１０２の一面側には，ｎ⁺ソース領域１０６とｐ
ボディ領域１０７とｐ⁺ボディ領域１０９とが形成され
ている。これらは，エピタキシャル層１０２の一部にイ
オン注入等により形成された拡散層である。エピタキシ
ャル層１０２のうちこれら拡散層以外の部分をドリフト
領域１０２ｄという。

【００３２】ドリフト領域１０２ｄのうち対面側には，
ＩＧＢＴ１をスイッチオフした後に容易に空乏化しない
程度に不純物濃度を高くしたｎ⁺ バッファ領域１０２ｂ
が設けられている。ドリフト領域１０２ｄのうちｎ⁺ バ
ッファ領域１０２ｂ以外の部分は，スイッチオフ後に空
乏化しうる領域であり，これをｎドリフト領域１０２ａ
という。ｐ⁺基板１０１にはｎ⁺バッファ領域１０２ｂが
接しており，ｎドリフト領域１０２ａはｐ⁺基板１０１
に接していない。

【００３３】上記の構造の半導体層１０におけるＸ−
Ｘ'線上のｐボディ領域１０７からｐ⁺基板１０１に至る
部分の不純物濃度の分布を図２に示す。図２に示される
ように，ｎドリフト領域１０２ａのうちｎ⁺ バッファ領
域１０２ｂよりの部分には，不純物濃度を連続的に変化
させた傾斜分布領域Ｔが設けられている。このため，ｎ
ドリフト領域１０２ａとｎ⁺ バッファ領域１０２ｂと
は，不純物濃度が階段状のステップを示すことなくなだ
らかに連続している。傾斜分布領域Ｔの幅は，ｐボディ
領域１０７の幅以上とされている。このように，ｎドリ
フト領域１０２ａは，その全体が高不純物濃度であるわ
けではなく，また厚さも特に厚くする必要はない。

【００３４】（電極，絶縁膜）次に，半導体層１０の表
面（エピタキシャル層１０２の一面側）と裏面（ｐ⁺基
板１０１側）とに設けられている電極や絶縁膜等につい
て説明する。まず表面側には，電極としてゲート電極１
０４とソース電極１１０とが設けられ，そしてゲート電
極１０４を半導体層１０等から絶縁するためのゲート絶
縁膜１０３や絶縁膜１０５，１０８が設けられている。
ゲート電極１０４は，エピタキシャル層１０２の表面う
ち，ｎドリフト領域１０２ｄの部分とｐボディ領域１０
７の部分との上方に存在し，さらにｎ⁺ ソース領域１０
６の一部の上方に及んでいる。このゲート電極１０４
は，ゲート絶縁膜１０３により半導体層１０から絶縁さ
れている。一方，ソース電極１１０は，ｎ⁺ソース領域
１０６およびｐ⁺ボディ領域１０９に接触し，これらに
電気的に導通するように設けられている。ゲート電極１
０４とソース電極１１０との間は，絶縁膜１０５，１０
８により絶縁されている。そして，ゲート電極１０４に
はゲート端子Ｇが，ソース電極１１０にはソース端子Ｓ
Ｃが，それぞれ設けられている。

【００３５】一方裏面側には，ｐ⁺ 基板１０１に接触し
てこれと電気的に導通するドレイン電極１１１が設けら
れている。そしてドレイン電極１１１には，ドレイン端
子ＤＥが設けられている。

【００３６】（素子構成）上記の構造を有するＩＧＢＴ
１において，ｐ⁺ ボディ領域１０９とドリフト領域１０
２ｄとｐ⁺ 基板１０１とがｐｎｐバイポーラトランジス
タを構成する。すなわち，ｐ⁺ ボディ領域１０９がコレ
クタであり，ドリフト領域１０２ｄがベースであり，ｐ
⁺基板１０１がエミッタである。また，ｎ⁺ソース領域１
０６とｐボディ領域１０７とｎドリフト領域１０２ａと
ゲート電極１０４とがｎチャネル電界効果トランジスタ
を構成する。すなわち，ｐボディ領域１０７がチャネル
形成領域であり，ｎドリフト領域１０２ａがドレインで
ある。もちろん，ｎ⁺ ソース領域１０６がソースであ
り，ゲート電極１０４がゲートである。したがってｎド
リフト領域１０２ａは，バイポーラトランジスタのベー
スと電界効果トランジスタのドレインを兼ねていること
になる。

【００３７】〈動作〉次に，ＩＧＢＴ１の動作を説明す
る。ＩＧＢＴ１の基本的な動作は，絶縁ゲートであるゲ
ート電極１０４の電圧により，ドレイン電極１１１から
ソース電極１１０への電流，すなわち半導体層１０の厚
さ方向の電流をスイッチング制御することである。すな
わちＩＧＢＴ１は，半導体基板の厚さ方向の電流を取り
扱うものであり，縦型の半導体装置である。

【００３８】（オフ状態）まず，ゲート電極１０４に何
ら電圧が掛けられていない状態を考える。この状態で
は，電界効果トランジスタがオンしておらず，ドレイン
電極１１１とソース電極１１０との間の電流の流れ方に
対し影響を及ぼさない。したがって，ドレイン端子ＤＥ
とソース端子ＳＣとの間に，ドレイン端子ＤＥがより高
電位となる向きに電圧を印加して，ドレイン電極１１１
からソース電極１１０へ向けて電流を流そうとしても，
ｎドリフト領域１０２ａとｐボディ領域１０７およびｐ
⁺ ボディ領域１０９との間のｐｎ接合が逆方向となるた
め，電流はほとんど流れない。すなわちバイポーラトラ
ンジスタがオフなのである。ここで，ｎドリフト領域１
０２ａの全体が高不純物濃度であるわけではないので，
リーク電流は極めて小さい。

【００３９】（オン状態）ここで，ゲート端子Ｇを用い
てゲート電極１０４に正電圧（ｖｓソース電極１１０）
を印加する（以下，ゲート電圧という）と，次のような
ことが起こる。まず，ゲート絶縁膜１０３を挟んでゲー
ト電極１０４と対面しているｐボディ領域１０７の表面
に，ゲート電圧の電界効果によるｎチャネルが生成され
る。このため，ｎ⁺ ソース領域１０６のキャリアである
電子がこのｎチャネルを通って，より電位の高いｎドリ
フト領域１０２ａに流れ込む。すなわち電界効果トラン
ジスタがオンとなる。

【００４０】これによりドリフト領域１０２ｄ（ｎドリ
フト領域１０２ａ，ｎ⁺ バッファ領域１０２ｂとも）の
電子濃度が上昇する。このため，ドリフト領域１０２ｄ
の抵抗が小さくなるとともにその電位が下がるので，ｐ
⁺ 基板１０１のキャリアであるホールが，ドリフト領域
１０２ｄに引き込まれる。すなわちドリフト領域１０２
ｄとｐ⁺ 基板１０１とにより構成されるダイオードが導
通する。これによりドリフト領域１０２ｄは，電子濃度
ばかりでなくホール濃度も高い状態となる。ドリフト領
域１０２ｄに進入したホールは，一部が電子と対消滅す
るほか，さらに電位が低いｐ⁺ ボディ領域１０９に流れ
込んでソース電極１１０に至る。すなわちバイポーラト
ランジスタがオンするのである。したがってドレイン電
極１１１からソース電極１１０へ厚さ方向の電流（コレ
クタ電流）が流れる。ここで，ｎドリフト領域１０２ａ
の全体が高不純物濃度であるわけではなく，またその厚
さも特に厚くされてはいないので，オン抵抗は極めて小
さい。

【００４１】すなわちＩＧＢＴ１においては，オン動作
に電子とホールとの双方が関与するバイポーラトランジ
スタ的な作用を基本としつつ，絶縁されているゲート電
極１０４の電圧によりオンオフが制御される。ここにお
いて，ゲート電圧により直接にオンオフされる電界効果
トランジスタが，バイポーラトランジスタの導通，不通
をスイッチングするスイッチング機能を有する素子とし
ての役割を果たしている。

【００４２】（スイッチオフ）前記のようなオン状態か
らゲート電極１０４への正電圧の印加を断つと，ｐボデ
ィ領域１０７の表面のｎチャネルが消滅して，ｎドリフ
ト領域１０２ａへの電子の注入が断たれるので，ＩＧＢ
Ｔ１はオフに戻る。その際の過渡動作を説明する。

【００４３】まずオン状態におけるドリフト領域１０２
ｄは前記のように，電子とホールとの双方が高濃度に充
満している状態にある。スイッチオフされると，電子の
注入が断たれることと，ホールがｐ⁺ボディ領域１０９
に流出することとにより，ｐ⁺ボディ領域１０９および
ｐボディ領域１０７との界面のｐｎ接合から，キャリア
濃度が非常に低い空乏層が広がる。スイッチオフ後も，
空乏層が広がり続けている間はコレクタ電流が流れ続け
る。

【００４４】そして，空乏層の広がりがｎドリフト領域
１０２ａのうちの傾斜分布領域Ｔ（図２参照）に達する
と，その広がりが抑制され徐々に広がりの速度が遅くな
り，ついには停止する。不純物濃度が高いほど空乏化し
にくいからである。このため，コレクタ電流も徐々に減
少して停止する。このように，コレクタ電流が急激に減
少するのではなく徐々に減少するので，回路に誘導性負
荷が含まれていても発生する逆起電力は小さく，発振が
小さい。したがって，図３のグラフに示すような過渡動
作が得られる。図２８に示す従来のものの過渡動作と比
較して発振が抑制されていることが理解できる。またこ
のことは，動的耐圧の低下も抑制されていることを意味
する。ＩＧＢＴ１では，スイッチオフ後における逆起電
力が小さいので，ドリフト領域１０２ｄへのホールの流
入も少なく，アバランシェ降伏を起こすような局所的強
電界が形成されるに至ることがないからである。

【００４５】〈製造方法〉次に，ＩＧＢＴ１の製造方法
を説明する。

【００４６】（エピタキシャル成長）ＩＧＢＴ１の製造
においては，シリコン基板として高濃度ｐ型の基板を使
用する。まず，よく洗浄したｐ⁺ 基板１０１上にエピタ
キシャル成長により，高濃度ｎ型シリコンの層と低濃度
ｎ型シリコンの層とを順次形成する。これにより図４に
示すように，ｐ⁺ 基板１０１とエピタキシャル層１０２
との積層体である半導体層１０が形成される。このｐ⁺
基板１０１は，ＩＧＢＴ１においてバイポーラトランジ
スタのエミッタ領域となるものである。またｎエピタキ
シャル層１０２は，高不純物濃度のｎ⁺ バッファ領域１
０２ｂとその上層の低不純物濃度のｎドリフト領域１０
２ａとを有している。ｎドリフト領域１０２ａの厚さ
は，５０〜７０μｍ程度とする。そして，ｎドリフト領
域１０２ａの表面に，熱酸化により酸化膜１０３を形成
する。

【００４７】そして，図４に示す状態の半導体層１０
を，１２００〜１３００℃程度の高温で２〜２０時間程
度アニールし，ｎ⁺ バッファ領域１０２ｂからｎドリフ
ト領域１０２ａへの不純物の拡散を行う。これにより，
図２のグラフ中の１０２ａおよび１０２ｂの部分に示し
た不純物濃度分布が形成される。すなわち，不純物濃度
が連続的に変化している傾斜分布領域Ｔが形成される。
なお，この高温アニールの際，酸化膜１０３の存在によ
り，ｎドリフト領域１０２ａの表面から不純物が脱出し
て濃度が低下することが防止されている。

【００４８】（ゲート電極の形成）続いて，ＣＶＤ法に
より，多結晶シリコン膜，酸化シリコン膜を順次積層す
る。多結晶シリコン膜には，導電性付与のためリン
（Ｐ）のような不純物を含有させておく。そして，形成
した多結晶シリコン膜と酸化シリコン膜とを所定形状に
エッチングすると，図５に示すように，ゲート電極１０
４（多結晶シリコン膜）が形成される。ゲート電極１０
４は，ゲート絶縁膜１０３（熱酸化膜）によりｎエピタ
キシャル層１０２から絶縁されている。なお絶縁膜１０
５（酸化シリコン膜）は，ゲート電極１０４と後に形成
されるソース電極１１０との絶縁のためのものである。

【００４９】（拡散層の形成）次に，ｎドリフト領域１
０２ａの一部に拡散層を形成する。最初に形成する拡散
層は，ｎ⁺ ソース領域１０６である。このため，ゲート
電極１０４の形成を行った半導体層１０に対し，上方か
らヒ素（Ａｓ）やリン（Ｐ）等のドナー性の元素をイオ
ン注入する（図６参照）。すると，注入されたイオンが
分布する範囲は高濃度ｎ型となり，ｎ⁺ ソース領域１０
６が形成される。ここで，絶縁膜１０５がマスクとなっ
てイオンを阻止しているので，ゲート電極１０４の下部
には，縁辺部を除いてｎ⁺ ソース領域１０６は形成され
ない。縁辺部には，ｎエピタキシャル層１０２内でのイ
オンの回り込みにより，ｎ⁺ ソース領域１０６が形成さ
れる。ｎ⁺ ソース領域１０６は，ＩＧＢＴ１において電
界効果トランジスタのソースとなる部分である。

【００５０】次に形成する拡散層は，ｐボディ領域１０
７である。このため，ｎ⁺ ソース領域１０６の形成を行
った半導体層１０に対し，斜め上方からホウ素（Ｂ）や
ガリウム（Ｇａ）等のアクセプタ性の元素をイオン注入
する（図７参照）。このとき，注入されたイオンのｎエ
ピタキシャル層１０２内での飛程が，ｎ⁺ ソース領域１
０６の形成のためのイオン注入の場合の２〜３倍程度に
なるようにする。そして注入のドーズ量は，ｎ⁺ソース
領域１０６の導電型を反転させず，かつ，ｎ⁺ソース領
域１０６以外のｎエピタキシャル層１０２の導電型をｐ
型に反転させる程度とする。すると，注入されたイオン
が分布する範囲であってｎ⁺ ソース領域１０６以外の範
囲はｐ型となり，ｐボディ領域１０７が形成される。

【００５１】形成されたｐボディ領域１０７は，イオン
注入を斜め方向から行っているため，また，注入された
イオンの飛程がより大きいため，ｎ⁺ ソース領域１０６
の周囲全体を覆っている。このため，ｎ⁺ ソース領域１
０６とｎドリフト領域１０２ｄ（ｎエピタキシャル層１
０２のうち拡散層でない部分）とは直接接してはいな
い。また，ｐボディ領域１０７は，ｎ⁺ ソース領域１０
６の下部以外ではゲート絶縁膜１０３を挟んでゲート電
極１０４と対面している。この部分が，ＩＧＢＴ１の電
界効果トランジスタにおいてチャネルが形成される箇所
である。

【００５２】続いて，ｐ⁺ ボディ領域１０９の形成が行
われる。このためまず，ｐボディ領域１０７の形成を行
った半導体層１０に対し，ＣＶＤ法により酸化シリコン
膜を堆積する。この堆積は等方的に行われるので，酸化
シリコンは，ゲート電極１０４および絶縁膜１０５の側
壁（図７中にＷで示す）にも付着する。このため，堆積
される酸化シリコン膜１０８は図８に示すような形状と
なる。そして，ゲート電極１０４から離れた箇所におい
てｎエピタキシャル層１０２（ｎ⁺ ソース領域１０６）
が露出するまで酸化シリコンを上方から異方性エッチン
グによりエッチバックすると，図９に示すような形状と
なる。

【００５３】そして，ホウ素等のアクセプタ性の元素を
イオン注入する（図１０参照）。このとき，注入された
イオンの半導体層１０内での飛程が，ｐボディ領域１０
７の形成のためのイオン注入の場合と同程度になるよう
にする。また注入のドーズ量は，ｎ⁺ ソース領域１０６
の部分の導電型をも反転させる程度とする。これにより
ｐボディ領域１０７の一部およびｎ⁺ ソース領域１０６
の一部が，より不純物濃度の高いｐ⁺ボディ領域１０９
となる。そして，アニーリングを行い，ｎ⁺ソース領域
１０６，ｐボディ領域１０７，ｐ⁺ ボディ領域１０９の
不純物を活性化する。このとき，各領域内の不純物を拡
散させないためと，ｎドリフト領域１０２ａに形成され
ている傾斜分布領域Ｔに影響を与えないために，アニー
リング温度は，傾斜分布領域Ｔを形成した時の温度より
低くする。形成されたｐ⁺ ボディ領域１０９は，半導体
層１０の表面に臨んでいる。また下部においてはｐボデ
ィ領域１０７を介さず直接にｎドリフト領域１０２ｄに
接している。この部分が，ＩＧＢＴ１のバイポーラトラ
ンジスタにおいてコレクタ領域となる部分である。

【００５４】（ソース電極の形成）次に，絶縁膜１０
５，１０８を部分的にエッチングする。このエッチング
の目的は，図１１に示すように，ｎ⁺ ソース領域１０６
の一部を露出させることである。また同時に，絶縁膜１
０５の膜厚調整もなされている。したがってこのエッチ
ングは，ウェットエッチングのような等方的エッチング
法を用いて行われる。そして，アルミニウム（Ａｌ）等
の金属をスパッタ法により堆積すると，図１２に示すよ
うに，ｐ⁺ボディ領域１０９とｎ⁺ソース領域１０６との
双方に接触するソース電極１１０が形成される。なお，
図１２の状態におけるゲート電極１０４は，絶縁膜１０
３，１０５，１０８により他の部分から絶縁されてい
る。

【００５５】（ドレイン電極の形成）最後に，半導体層
１０の裏面（ｐ⁺ 基板１０１）にアルミニウム等の金属
をスパッタ法または蒸着法により堆積してドレイン電極
１１１を形成し，各電極（１１０，１０４，１１１）に
必要な端子（ＳＣ，Ｇ，ＤＥ）を取り付けると，図１に
示すＩＧＢＴ１が完成する。

【００５６】〈効果等〉以上詳細に説明したように，本
実施の形態に係るＩＧＢＴ１では，ｐ⁺ 基板１０１上に
高濃度ｎ型シリコンの層と低濃度ｎ型シリコンの層とを
順次形成するとともに，後の拡散領域形成のためのアニ
ーリング温度よりも高い温度でアニールすることとした
ので，ｎドリフト領域１０２ａ内のｎ⁺ バッファ領域１
０２ｂよりの部分に，不純物濃度が連続的に変化してい
る傾斜分布領域Ｔが形成されている。そして，この高温
アニール時を，ｎドリフト領域１０２ａの表面に酸化膜
１０３を形成してから行うこととしたので，アニール中
にはｎドリフト領域１０２ａの表面が酸化膜１０３で覆
われており，不純物元素が離脱して濃度分布にくるいが
生ずることが防止されている。また，ｎドリフト領域１
０２ａの不純物濃度分布を形成してから，拡散領域（ｐ
ボディ領域１０７等）の形成を行うので，拡散領域の構
造には影響しない。

【００５７】そして，ｎドリフト領域１０２ａにおける
傾斜分布領域Ｔの存在により，スイッチオフ後の動作に
おいて，ｐ⁺ ボディ領域１０９およびｐボディ領域１０
７とｎドリフト領域１０２ａの界面のｐｎ接合からの空
乏層の広がりが，ｎ⁺ バッファ領域１０２ｂに至る前に
減速されるので，コレクタ電流は急激に停止するのでな
く緩やかに減少する。このため，回路に誘導性負荷が含
まれていても発生する逆起電力は小さく，電圧および電
流の発振や，アバランシェ降伏による耐圧の低下が防止
されている。特に，ドリフト領域１０２ｄの全体厚を厚
くしたり，あるいは領域全体の不純物濃度を上げたりす
る必要がないので，オン抵抗やリーク電流の観点からも
優れている。

【００５８】なお，前記実施の形態は，本発明を何ら限
定するものではない。したがって本発明は，その要旨を
逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能であること
はもちろんである。例えば，前期実施の形態中の寸法や
処理条件等について示した具体的数値は，単なる例示に
すぎない。また，製造工程において，ｐ⁺ 基板１０１上
へのｎ型シリコンのエピタキシャル成長は，高濃度と低
濃度との２水準に限らず，中濃度を加えた３水準，もし
くはそれ以上の多水準でもよい。また，高温アニールの
時間や温度の設定により，ｎドリフト領域１０２ａ全体
が，傾斜した不純物濃度を有するようにしてもよい。一
方，高温アニールを省略すると，ｎドリフト領域１０２
ａの不純物濃度は階段状の分布となるが，このようなも
のでも，従来のＩＧＢＴに比べれば各段の不純物濃度の
ステップ幅が狭い分，スイッチオフ特性の改善が図られ
る。さらに，各半導体部分の導電型（ｐｎ）を逆にして
もよい。また，ｐ⁺ 基板１０１上にｎ型シリコンをエピ
タキシャル成長させる代わりに，ｐ⁺ 基板１０１にｎ基
板を貼合わせるようにしてもよい。このとき，必要に応
じてｎ基板の貼合わせ面側に不純物を導入した上で貼合
わせることが可能であり，貼合わせ前あるいは貼合わせ
後に熱処理することにより，所望の不純物濃度分布を得
ることができる。

【００５９】［第２の実施の形態］ 〈半導体装置の構成および動作〉第２の実施の形態に係
るＩＧＢＴ２は，図１３に示すように，前記した第１の
実施の形態に係るＩＧＢＴ１とほぼ同様のものである。
その構成上の相違点は，ドリフト領域１０２ｄをｎドリ
フト領域１０２ａとｎ⁺ バッファ領域１０２ｂとに区分
することなく，図１４に示すように，領域全体の不純物
濃度分布が傾斜分布となるようにしたことにある。した
がってその動作もほぼ同様であり，オフ状態やオン状態
そのものは第１の実施の形態で説明した通りである。た
だしスイッチオフ後におけるｐ⁺ ボディ領域１０９およ
びｐボディ領域１０７とｎドリフト領域１０２ｄとの界
面のｐｎ接合からの空乏層の広がりは，当初から徐々に
抑制されることになる。これ以外には特に相違点はな
い。このため，コレクタ電流が急激に減少するのではな
く徐々に減少し，回路に誘導性負荷が含まれていても発
生する逆起電力は小さい。したがって発振や動的耐圧の
低下が防止されている。

【００６０】〈製造方法〉製造方法の相違点は，ｐ⁺ 基
板１０１上へのｎ型シリコンのエピタキシャル成長を，
２回（もしくは３回以上）に分けずに１回で行い，その
代わりに不純物濃度を徐々に変化させていく点にある。
すなわち，エピタキシャル成長の初期には不純物濃度を
高くし，徐々に濃度を下げて終期には不純物濃度を低く
するのである。これは，エピタキシャル成長の際の雰囲
気ガスの組成を徐々に変化させることにより実現でき
る。これにより，図１４に示した不純物濃度分布を有す
るｎドリフト領域１０２ｄが形成される。この場合にエ
ピタキシャル成長後の高温アニールは不要である（ただ
し，高温アニールをしてもかまわない）。

【００６１】〈効果等〉このように，本実施の形態に係
るＩＧＢＴ２では，ｐ⁺ 基板１０１上に，領域全体が傾
斜した不純物濃度を有するｎドリフト領域１０２ｄを形
成することとしたので，スイッチオフ後の動作におい
て，ｐ⁺ ボディ領域１０９およびｐボディ領域１０７と
ｎドリフト領域１０２ｄの界面のｐｎ接合からの空乏層
の広がりが，徐々に減速されるので，コレクタ電流は急
激に停止するのでなく緩やかに減少する。すなわち，ｎ
ドリフト領域１０２ｄを過度に厚くしたり領域全体を高
不純物濃度にしたりする必要なく，電圧および電流の発
振やアバランシェ降伏による耐圧の低下につながる逆起
電力が抑制されている。

【００６２】なお，本実施の形態も，本発明を何ら限定
するものではなく，その要旨を逸脱しない範囲内で種々
の改良，変形が可能であることはもちろんである。例え
ば，各半導体部分の導電型（ｐｎ）を逆にしてもよい。

【００６３】［第３の実施の形態］第３の実施の形態
は，プレーナ型の縦型ｎチャネルＭＯＳＦＥＴにおいて
本発明を具体化したものであり，図１５に示す基本構造
を有している。その構造は，第１の実施の形態に係るＩ
ＧＢＴ１におけるｐ⁺ 基板１０１を省略したものと考え
て差し支えない。このＭＯＳＦＥＴ３においても，スイ
ッチオフ後にｐ⁺ ボディ領域１０９およびｐボディ領域
１０７とｎドリフト領域１０２ｄとの界面のｐｎ接合か
ら空乏層が広がっていくが，ｎドリフト領域１０２ａの
不純物濃度の傾斜領域により，徐々に減速されることと
なる。このため，コレクタ電流が急激に減少するのでは
なく徐々に減少し，回路に誘導性負荷が含まれていても
発生する逆起電力は小さい。したがって発振や動的耐圧
の低下が防止されている。

【００６４】なお，本実施の形態も，本発明を何ら限定
するものではなく，その要旨を逸脱しない範囲内で種々
の改良，変形が可能であることはもちろんである。例え
ば，各半導体部分の導電型（ｐｎ）を逆にしてもよい。
さらに，第２の実施の形態で説明したように，ｎドリフ
ト領域１０２ｄの全体がなめらかに傾斜した不純物濃度
分布を有するようにしてもよい。

【００６５】［第４の実施の形態］第４の実施の形態
は，コレクタ短絡型の縦型ｎチャネルＩＧＢＴにおいて
本発明を具体化したものであり，図１６に示す基本構造
を有している。その構造は，第１の実施の形態に係るＩ
ＧＢＴ１におけるｐ⁺ 基板１０１をアイランド状にし，
ｎ⁺ バッファ領域１０２ｂを部分的にドレイン電極１１
１と短絡させたものと考えて差し支えない。このＩＧＢ
Ｔ４においても，スイッチオフ後にｐ⁺ ボディ領域１０
９およびｐボディ領域１０７とｎドリフト領域１０２ｄ
との界面のｐｎ接合から空乏層が広がっていくが，ｎド
リフト領域１０２ａの不純物濃度の傾斜領域により，徐
々に減速されることとなる。このため，コレクタ電流が
急激に減少するのではなく徐々に減少し，回路に誘導性
負荷が含まれていても発生する逆起電力は小さい。した
がって発振や動的耐圧の低下が防止されている。

【００６６】なお，本実施の形態も，本発明を何ら限定
するものではなく，その要旨を逸脱しない範囲内で種々
の改良，変形が可能であることはもちろんである。例え
ば，各半導体部分の導電型（ｐｎ）を逆にしてもよい。
さらに，第２の実施の形態で説明したように，ｎドリフ
ト領域１０２ｄの全体がなめらかに傾斜した不純物濃度
分布を有するようにしてもよい。

【００６７】［第５の実施の形態］第５の実施の形態
は，トレンチゲート型の縦型ｎチャネルＩＧＢＴにおい
て本発明を具体化したものであり，図１７に示す基本構
造を有している。その構造は，第１の実施の形態に係る
ＩＧＢＴ１におけるゲート電極１０４をトレンチ構造の
もの（１０４Ｆ）に置き換えたものと考えて差し支えな
い。このＩＧＢＴ５においても，スイッチオフ後にｐ⁺
ボディ領域１０９およびｐボディ領域１０７とｎドリフ
ト領域１０２ｄとの界面のｐｎ接合から空乏層が広がっ
ていくが，ｎドリフト領域１０２ａの不純物濃度の傾斜
領域により，徐々に減速されることとなる。このため，
コレクタ電流が急激に減少するのではなく徐々に減少
し，回路に誘導性負荷が含まれていても発生する逆起電
力は小さい。したがって発振や動的耐圧の低下が防止さ
れている。

【００６８】なお，本実施の形態も，本発明を何ら限定
するものではなく，その要旨を逸脱しない範囲内で種々
の改良，変形が可能であることはもちろんである。例え
ば，各半導体部分の導電型（ｐｎ）を逆にしてもよい。
さらに，第２の実施の形態で説明したように，ｎドリフ
ト領域１０２ｄの全体がなめらかに傾斜した不純物濃度
分布を有するようにしてもよい。

【００６９】［第６の実施の形態］第６の実施の形態
は，絶縁ゲート型のサイリスタにおいて本発明を具体化
したものであり，図１８に示す基本構造を有している。
その構造は，第１の実施の形態に係るＩＧＢＴ１におけ
るｎ⁺ ソース領域１０６を複数箇所に設け，ゲート電極
１０４もこれに対応させて複数個設けたものと考えて差
し支えない。このサイリスタ６においても，スイッチオ
フ後にｐ⁺ ボディ領域１０９およびｐボディ領域１０７
とｎドリフト領域１０２ｄとの界面のｐｎ接合から空乏
層が広がっていくが，ｎドリフト領域１０２ａの不純物
濃度の傾斜領域により，徐々に減速されることとなる。
このため，コレクタ電流が急激に減少するのではなく徐
々に減少し，回路に誘導性負荷が含まれていても発生す
る逆起電力は小さい。したがって発振や動的耐圧の低下
が防止されている。

【００７０】なお，本実施の形態も，本発明を何ら限定
するものではなく，その要旨を逸脱しない範囲内で種々
の改良，変形が可能であることはもちろんである。例え
ば，各半導体部分の導電型（ｐｎ）を逆にしてもよい。
さらに，第２の実施の形態で説明したように，ｎドリフ
ト領域１０２ｄの全体がなめらかに傾斜した不純物濃度
分布を有するようにしてもよい。

【００７１】［第７の実施の形態］ 〈半導体装置の構成〉 （半導体層）第７の実施の形態は，横型のｎチャネルＩ
ＧＢＴにおいて本発明を具体化したものである。本実施
の形態に係るＩＧＢＴ７は，図１９に示す基本構造を有
している。すなわち，高濃度ｐ型シリコンのｐ⁺ 基板１
０１とその上に形成されたｎ型シリコンのエピタキシャ
ル層１５２とが半導体層２０をなす。

【００７２】このエピタキシャル層１５２の表面付近に
は，ｎ⁺ ソース領域１５６とｐボディ領域１５７とｐ⁺
ボディ領域１５９とが形成されている。これらは，エピ
タキシャル層１５２の一部にイオン注入等により形成さ
れた拡散層である。エピタキシャル層１５２の表面付近
にはまた，ｎ⁺ バッファ領域１５２ｂとｐアノード領域
１５１とが形成されている。これらも拡散層である。こ
のｎ⁺ バッファ領域１５２ｂは，ＩＧＢＴ７をスイッチ
オフした後に容易に空乏化しない程度に高い不純物濃度
を有している。エピタキシャル層１５２のうちこれら拡
散層以外の部分は，スイッチオフ後に空乏化しうる領域
であり，これをｎドリフト領域１５２ａという。ｎドリ
フト領域１５２ａとｎ⁺ バッファ領域１５２ｂとを合わ
せてドリフト領域１５２ｄという。

【００７３】拡散層のうちｎ⁺ ソース領域１５６は，ｐ
ボディ領域１５７の中にあり，ｎドリフト領域１５２ａ
には接していない。また，ｐアノード領域１５１はｎ⁺
バッファ領域１５２ｂの中にあり，これもｎドリフト領
域１５２ａには接していない。そして，ｐボディ領域１
５７とｎ⁺ バッファ領域１５２ｂとは接しておらず，そ
の間でｎドリフト領域１５２ａが半導体層２０の表面に
臨んでいる。ここにおいて，ｎ⁺ソース領域１５６とｐ
ボディ領域１５７とｐ⁺ボディ領域１５９とが形成され
ている図１９中左方を一方側といい，ｎ⁺ バッファ領域
１５２ｂとｐアノード領域１５１とが形成されている図
１９中右方を他方側というものとする。この一方側およ
び対方側は，請求項にいう一部側およびその対部側に相
当する。

【００７４】上記の構造の半導体層２０におけるＹ−
Ｙ' 線上のｐボディ領域１５７からｐアノード領域１５
１に至る部分の不純物濃度の分布は，図２に示す第１の
実施の形態の場合の分布と同様である。すなわち，ｎド
リフト領域１５２ａのうちｎ⁺バッファ領域１５２ｂよ
りの部分には，不純物濃度を連続的に変化させた傾斜分
布領域Ｔが設けられている。このため，ｎドリフト領域
１５２ａとｎ⁺ バッファ領域１５２ｂとは，不純物濃度
が階段状のステップを示すことなくなだらかに連続して
いる。傾斜分布領域Ｔの幅は，ｐボディ領域１５７の幅
以上とされている。このように，ｎドリフト領域１５２
ａは，その全体が高不純物濃度であるわけではなく，ま
た厚さも特に厚くする必要はない。

【００７５】（電極，絶縁膜）次に，半導体層２０の表
面上に設けられている電極や絶縁膜等について説明す
る。まず電極としては，ソース電極１６０とゲート電極
１５４とドレイン電極１６１とが設けられている。ま
た，これら３つの電極を相互に絶縁する絶縁膜１５５，
１５８が設けられている。ソース電極１６０は，ｎ⁺ ソ
ース領域１５６およびｐ⁺ ボディ領域１５９に接触し，
これらに電気的に導通するように設けられている。ゲー
ト電極１５４は，エピタキシャル層１５２の表面うち，
ｐボディ領域１５７の部分の上方に存在し，さらにその
端部がｎ⁺ ソース領域１５６およびｎドリフト領域１５
２ａの上方に及んでいる。このゲート電極１５４は，絶
縁膜１５５により半導体層２０から絶縁されている。絶
縁膜１５５のうち，ゲート電極１５４の下部の部分をゲ
ート絶縁膜１５３という。ドレイン電極１６１は，ｐア
ノード領域１５１に接触してこれに電気的に導通するよ
うに設けられている。

【００７６】そして，ソース電極１６０にはソース端子
ＳＣが，ゲート電極１５４にはゲート端子Ｇが，ドレイ
ン電極１６１にはドレイン端子ＤＥが，それぞれ設けら
れている。

【００７７】（素子構成）上記の構造を有するＩＧＢＴ
７において，ｐ⁺ ボディ領域１５９とドリフト領域１５
２ｄとｐアノード領域１５１とがｐｎｐバイポーラトラ
ンジスタを構成する。すなわち，ｐ⁺ ボディ領域１５９
がコレクタであり，ドリフト領域１５２ｄがベースであ
り，ｐアノード領域１５１がエミッタである。また，ｎ
⁺ ソース領域１５６とｐボディ領域１５７とｎドリフト
領域１５２ａとゲート電極１５４とがｎチャネル電界効
果トランジスタを構成する。すなわち，ｐボディ領域１
５７がチャネル形成領域であり，ｎドリフト領域１５２
ａがドレインである。もちろん，ｎ⁺ ソース領域１５６
がソースであり，ゲート電極１５４がゲートである。し
たがってｎドリフト領域１５２ａは，バイポーラトラン
ジスタのベースと電界効果トランジスタのドレインを兼
ねていることになる。このＩＧＢＴ７は，第１の実施の
形態に係るＩＧＢＴ１（縦型）を横型に変形したもので
ある。

【００７８】〈動作〉次に，ＩＧＢＴ７の動作を説明す
る。ＩＧＢＴ７の基本的な動作は，絶縁ゲートであるゲ
ート電極１５４の電圧により，ドレイン電極１６１から
ソース電極１６０への電流，すなわち半導体層２０の面
内方向の電流をスイッチング制御することである。すな
わちＩＧＢＴ１は，半導体基板の面内方向の電流を取り
扱う横型の半導体装置である。

【００７９】（オフ状態）まず，ゲート電極１５４に何
ら電圧が掛けられていない状態を考える。この状態で
は，電界効果トランジスタがオンしておらず，ドレイン
電極１６１とソース電極１６０との間の電流の流れ方に
対し影響を及ぼさない。したがって，ドレイン端子ＤＥ
とソース端子ＳＣとの間に，ドレイン端子ＤＥがより高
電位となる向きに電圧を印加して，ドレイン電極１６１
からソース電極１６０へ向けて電流を流そうとしても，
ｎドリフト領域１５２ａとｐボディ領域１５７およびｐ
⁺ ボディ領域１５９との間のｐｎ接合が逆方向となるた
め，電流はほとんど流れない。すなわちバイポーラトラ
ンジスタがオフなのである。ここで，ｎドリフト領域１
５２ａの全体が高不純物濃度であるわけではないので，
リーク電流は極めて小さい。

【００８０】（オン状態）ここで，ゲート端子Ｇを用い
てゲート電極１５４に正電圧（ｖｓソース電極１６０）
を印加する（以下，ゲート電圧という）と，次のような
ことが起こる。まず，ゲート絶縁膜１５３を挟んでゲー
ト電極１５４と対面しているｐボディ領域１５７の表面
に，ゲート電圧の電界効果によるｎチャネルが生成され
る。このため，ｎ⁺ ソース領域１５６のキャリアである
電子がこのｎチャネルを通って，より電位の高いｎドリ
フト領域１５２ａに流れ込む。すなわち電界効果トラン
ジスタがオンとなる。

【００８１】これによりドリフト領域１５２ｄ（ｎドリ
フト領域１５２ａ，ｎ⁺ バッファ領域１５２ｂとも）の
電子濃度が上昇する。このため，ドリフト領域１５２ｄ
の抵抗が小さくなるとともにその電位が下がるので，ｐ
アノード領域１５１のキャリアであるホールが，ドリフ
ト領域１５２ｄに引き込まれる。すなわちドリフト領域
１５２ｄとｐアノード領域１５１とにより構成されるダ
イオードが導通する。これによりドリフト領域１５２ｄ
は，電子濃度ばかりでなくホール濃度も高い状態とな
る。ドリフト領域１５２ｄに進入したホールは，一部が
電子と対消滅するほか，さらに電位が低いｐ⁺ ボディ領
域１５９に流れ込んでソース電極１６０に至る。すなわ
ちバイポーラトランジスタがオンするのである。したが
ってドレイン電極１６１からソース電極１６０へ面内方
向の電流（コレクタ電流）が流れる。ここで，ｎドリフ
ト領域１５２ａの全体が高不純物濃度であるわけではな
く，またその厚さも特に厚くされてはいないので，オン
抵抗は極めて小さい。

【００８２】すなわちＩＧＢＴ７においては，オン動作
に電子とホールとの双方が関与するバイポーラトランジ
スタ的な作用を基本としつつ，絶縁されているゲート電
極１５４の電圧によりオンオフが制御される。ここにお
いて，ゲート電圧により直接にオンオフされる電界効果
トランジスタが，バイポーラトランジスタの導通，不通
をスイッチングするスイッチング機能を有する素子とし
ての役割を果たしている。

【００８３】（スイッチオフ）前記のようなオン状態か
らゲート電極１５４への正電圧の印加を断つと，ｐボデ
ィ領域１５７の表面のｎチャネルが消滅して，ｎドリフ
ト領域１５２ａへの電子の注入が断たれるので，ＩＧＢ
Ｔ７はオフに戻る。その際の過渡動作を説明する。

【００８４】まずオン状態におけるドリフト領域１５２
ｄは前記のように，電子とホールとの双方が高濃度に充
満している状態にある。スイッチオフされると，電子の
注入が断たれることと，ホールがｐ⁺ボディ領域１５９
に流出することとにより，ｐ⁺ボディ領域１５９および
ｐボディ領域１５７との界面のｐｎ接合から，キャリア
濃度が非常に低い空乏層が広がる。スイッチオフ後も，
空乏層が広がり続けている間はコレクタ電流が流れ続け
る。

【００８５】そして，空乏層の広がりがｎドリフト領域
１５２ａのうちの傾斜分布領域Ｔ（図２参照）に達する
と，その広がりが抑制され徐々に広がりの速度が遅くな
り，ついには停止する。不純物濃度が高いほど空乏化し
にくいからである。このため，コレクタ電流も徐々に減
少して停止する。このように，コレクタ電流が急激に減
少するのではなく徐々に減少するので，回路に誘導性負
荷が含まれていても発生する逆起電力は小さく，発振が
小さい。したがって，図３のグラフに示すような過渡動
作が得られる。図２８に示す従来のものの過渡動作と比
較して発振が抑制されていることが理解できる。またこ
のことは，動的耐圧の低下も抑制されていることを意味
する。ＩＧＢＴ７では，スイッチオフ後における逆起電
力が小さいので，ドリフト領域１５２ｄへのホールの流
入も少なく，アバランシェ降伏を起こすような局所的強
電界が形成されるに至ることがないからである。

【００８６】〈製造方法〉次に，ＩＧＢＴ７の製造方法
を説明する。

【００８７】（アノード側拡散層の形成）ＩＧＢＴ７の
製造においては，シリコン基板として高濃度ｐ型の基板
を使用する。まず，よく洗浄したｐ⁺ 基板１０１上にエ
ピタキシャル成長により，ｎ型シリコンの層を形成す
る。これにより，ｐ⁺ 基板１０１とエピタキシャル層１
５２との積層体である半導体層２０が形成される。そし
て図２０に示すように，半導体層２０上にマスク１７１
を形成して上方からヒ素（Ａｓ）やリン（Ｐ）等のドナ
ー性の元素をイオン注入する。このときのマスク１７１
は，ｎ⁺ バッファ領域１５２ｂやｐアノード領域１５１
が形成される部分には所々に窓１７１ａが形成されてい
るが，それ以外の部分には窓が形成されていない。そし
て窓１７１ａは，図２０中左よりのものほど小さく，右
よりのものほど大きくなっている。このため，注入され
たイオンは，ｎ⁺ バッファ領域１５２ｂ等が形成される
部分内でも左よりの部分よりも右よりの部分ほど高濃度
に分布している。

【００８８】そこでこれを熱処理すると，図２１に示す
ようにｎ⁺ バッファ領域１５２ｂが形成される。図２１
は，マスク１７１を除去した状態を示している。形成さ
れたｎ⁺ バッファ領域１５２ｂは，エピタキシャル層１
５２の元々の不純物濃度より高い不純物濃度を有してい
るが，その濃度は一様でない。すなわち，図中左よりの
位置ではエピタキシャル層１５２の元々の不純物濃度と
あまり変わらない低い濃度であるが，右よりの位置で
は，エピタキシャル層１５２の元々の不純物濃よりかな
り高く，傾斜分布となっている。なお，マスク１７１自
体は，フォトレジストでも酸化シリコン膜でもどちらで
もよい。そして，ｎ⁺ バッファ領域１５２ｂの一部に対
し上方からホウ素（Ｂ）やガリウム（Ｇａ）等のアクセ
プタ性の元素をイオン注入して導電型を反転させると，
図２２に示すようにｐアノード領域１５１が形成され
る。

【００８９】（ゲート電極，カソード側拡散層等の形
成）続いて，ゲート電極１５４およびカソード側の拡散
層を形成する。カソード側の拡散層とは，ｎ⁺ソース領
域１５６，ｐボディ領域１５７，ｐ⁺ボディ領域１５９
のことである。これらは，第１の実施の形態の場合のゲ
ート電極１０４および各拡散層の形成と同様の方法で形
成する。すなわち，まずＣＶＤ法により，ゲート電極１
５４を形成し，次いでイオン注入等により各拡散層を形
成する。エピタキシャル層１５２のうちどの拡散層にも
ならずに残っている部分がｎドリフト領域１５２ａであ
る。

【００９０】（ソース電極等の形成）最後に，ソース電
極１６０およびドレイン電極１６１を，第１の実施の形
態で説明したのと同様の方法で形成し，各電極（１６
０，１５４，１６１）に必要な端子（ＳＣ，Ｇ，ＤＥ）
を取り付けると，図１９に示すＩＧＢＴ７が完成する。

【００９１】〈効果等〉以上詳細に説明したように，本
実施の形態に係るＩＧＢＴ７では，ｎ型シリコンのエピ
タキシャル層１５２に対しイオン注入を行うに際し，そ
のときのマスク１７１における窓１７１ａの配置および
大きさを前記のようにしたので，ｐアノード領域１５１
に近接する部分から次第に不純物濃度が低下する傾斜分
布領域Ｔを有する横型の半導体装置が提供されている。
したがってＩＧＢＴ７では，スイッチオフ後の動作にお
いて，ｐ⁺ ボディ領域１５９およびｐボディ領域１５７
とｎドリフト領域１５２ａの界面のｐｎ接合からの空乏
層の広がりが，急激に停止するのでなく徐々に減速され
るので，コレクタ電流は急激に停止するのでなく緩やか
に減少する。このため，回路に誘導性負荷が含まれてい
ても発生する逆起電力は小さく，電圧および電流の発振
や，アバランシェ降伏による耐圧の低下が防止されてい
る。特に，ドリフト領域１５２ｄの全体厚を厚くした
り，あるいは領域全体の不純物濃度を上げたりする必要
がないので，オン抵抗やリーク電流の観点からも優れて
いる。

【００９２】なお，本実施の形態も，本発明を何ら限定
するものではなく，その要旨を逸脱しない範囲内で種々
の改良，変形が可能であることはもちろんである。例え
ば寸法や処理条件等について示した具体的数値は，単な
る例示にすぎない。また，製造工程において，ｐ⁺ 基板
を用いその上にエピタキシャル成長でｎ型半導体層を形
成する代わりに，ｐ⁺ 基板にｎ基板を貼合わせてもよい
し，ｎ基板を用いその表面付近にそのまま各拡散層を形
成することとしてもよい。また，ｎ⁺ バッファ領域１５
２ｂの形成ためのイオン注入と，ｐアノード領域１５１
の形成ためのイオン注入とは，順序を逆にしてもよい。
また，熱処理条件等の設定により，ｎドリフト領域１５
２ａからｎ⁺ バッファ領域１５２ｂに至る部分全体が傾
斜した不純物濃度分布（図１４参照）を有するようにし
てもよい。さらに，各半導体部分の導電型（ｐｎ）を逆
にしてもよい。

【００９３】また，イオン注入による代わりに，オキシ
塩化リン等からの気相拡散によっても，同様にマスク１
７１を用いて不純物濃度の傾斜分布を有するｎ⁺ バッフ
ァ領域１５２ｂを形成することができる。また，そのと
きのマスク１７１は，窓１７１ａの大きさを場所によっ
て変える代わりに，窓の大きさは一定としてその単位面
積当たりの個数を場所によって変えることとしてもよ
い。その場合には，図２０中，大きな窓１７１ａが形成
されている位置には多数の窓を形成し，小さな窓１７１
ａが形成されている位置には少数の窓を形成することと
なる。

【００９４】さらに，イオン注入等による代わりに，図
２３のように固相拡散を利用して不純物濃度の傾斜分布
を有するｎ⁺ バッファ領域１５２ｂを形成してもよい。
この場合には，マスク１７１を用いる代わりに拡散させ
る元素を含んだ拡散源１７２（例えばリン（Ｐ）を含む
ＰＳＧ等）を形成し，この拡散源から熱処理により当該
元素（ここではリン）を拡散させ，ｎ⁺ バッファ領域１
５２ｂを形成するのである。ここにおける拡散源１７２
は，ｎ⁺ バッファ領域１５２ｂやｐアノード領域１５１
が形成される部分に離散的に形成され，それ以外の部分
には形成されない。そして各拡散源１７２は，図２３中
左よりのものほど小さく，右よりのものほど大きい。す
なわち，図２０のマスク１７１とネガの関係にある。も
ちろん拡散源１７２も，各々の大きさを場所によって変
える代わりに，大きさは一定としてその単位面積当たり
の個数を場所によって変えることとしてもよい。

【００９５】［第８の実施の形態］第８の実施の形態
は，プレーナ型の横型ｎチャネルＭＯＳＦＥＴにおいて
本発明を具体化したものであり，図２４に示す基本構造
を有している。その構造は，第７の実施の形態に係るＩ
ＧＢＴ７におけるｐアノード領域１５１を省略したもの
と考えて差し支えない。このＭＯＳＦＥＴ８は，第３の
実施の形態に係るＭＯＳＦＥＴ３（縦型）を横型に変形
したものである。ＭＯＳＦＥＴ８においても，スイッチ
オフ後にｐ⁺ ボディ領域１５９およびｐボディ領域１５
７とｎドリフト領域１５２ａとの界面のｐｎ接合から空
乏層が広がっていくが，ｎ⁺ バッファ領域１５２ｂの不
純物濃度の傾斜領域により，徐々に減速されることとな
る。このため，コレクタ電流が急激に減少するのではな
く徐々に減少し，回路に誘導性負荷が含まれていても発
生する逆起電力は小さい。したがって発振や動的耐圧の
低下が防止されている。

【００９６】なお，本実施の形態も，本発明を何ら限定
するものではなく，その要旨を逸脱しない範囲内で種々
の改良，変形が可能であることはもちろんである。例え
ば，各半導体部分の導電型（ｐｎ）を逆にしてもよい。
さらに，第７の実施の形態で説明したように，ｎドリフ
ト領域１５２ｄの全体がなめらかに傾斜した不純物濃度
分布を有するようにしてもよい。

【００９７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば，誘導性の負荷を含む回路に用いても逆起電力の
問題が生じないようにスイッチオフ時の過渡特性を改善
した縦型半導体装置および横型半導体装置とそれらの製
造方法とが，全体厚や全体サイズを増加させることな
く，またオン抵抗の増大やリーク電流の増加といった別
の問題点を伴うこともなく提供されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係るプレーナ型ｎチャネル
ＩＧＢＴの構造を示す図である。

【図２】図１のＩＧＢＴにおける不純物濃度分布を説明
するグラフである。

【図３】図１のＩＧＢＴのスイッチオフ時の過渡特性を
説明するグラフである。

【図４】図１のＩＧＢＴの製造過程を示す図である。

【図５】図１のＩＧＢＴの製造過程を示す図である。

【図６】図１のＩＧＢＴの製造過程を示す図である。

【図７】図１のＩＧＢＴの製造過程を示す図である。

【図８】図１のＩＧＢＴの製造過程を示す図である。

【図９】図１のＩＧＢＴの製造過程を示す図である。

【図１０】図１のＩＧＢＴの製造過程を示す図である。

【図１１】図１のＩＧＢＴの製造過程を示す図である。

【図１２】図１のＩＧＢＴの製造過程を示す図である。

【図１３】第２の実施の形態に係るプレーナ型ｎチャネ
ルＩＧＢＴの構造を示す図である。

【図１４】図１３のＩＧＢＴにおける不純物濃度分布を
説明するグラフである。

【図１５】第３の実施の形態に係るプレーナ型ｎチャネ
ルＭＯＳＦＥＴの構造を示す図である。

【図１６】第４の実施の形態に係るコレクタ短絡型ｎチ
ャネルＩＧＢＴの構造を示す図である。

【図１７】第５の実施の形態に係るトレンチゲート型ｎ
チャネルＩＧＢＴの構造を示す図である。

【図１８】第６の実施の形態に係る絶縁ゲート型サイリ
スタの構造を示す図である。

【図１９】第７の実施の形態に係る横型ｎチャネルＩＧ
ＢＴの構造を示す図である。

【図２０】図１９のＩＧＢＴの製造過程を示す図であ
る。

【図２１】図１９のＩＧＢＴの製造過程を示す図であ
る。

【図２２】図１９のＩＧＢＴの製造過程を示す図であ
る。

【図２３】図１９のＩＧＢＴの製造過程を示す図であ
る。

【図２４】第８の実施の形態に係るプレーナ型ｎチャネ
ルＭＯＳＦＥＴ（横型）の構造を示す図である。

【図２５】従来の縦型ｎチャネルＩＧＢＴの構造を示す
図である。

【図２６】従来の横型ｎチャネルＩＧＢＴの構造を示す
図である。

【図２７】図２５または図２６のＩＧＢＴにおける不純
物濃度分布を説明するグラフである。

【図２８】図２５または図２６のＩＧＢＴのスイッチオ
フ時の過渡特性を説明するグラフである。

【符号の説明】

１，２ プレーナ型ｎチャネルＩＧＢＴ
（縦型半導体装置） ３ プレーナ型ｎチャネルＭＯＳＦＥ
Ｔ（縦型半導体装置） ４ コレクタ短絡型ｎチャネルＩＧＢ
Ｔ（縦型半導体装置） ５ トレンチゲート型ｎチャネルＩＧ
ＢＴ（縦型半導体装置） ６ 絶縁ゲート型サイリスタ（縦型半
導体装置） ７ プレーナ型ｎチャネルＩＧＢＴ
（横型半導体装置） ８ プレーナ型ｎチャネルＭＯＳＦＥ
Ｔ（横型半導体装置） １０２ａ，１５２ａ ｎドリフト領域（第１導電型半導
体領域，低濃度層） １０２ｂ，１５２ｂ ｎ⁺バッファ領域（第１導電型半
導体領域，高濃度層） １０２ｄ，１５２ｄ ドリフト領域（第１導電型半導体
領域） １０６，１５６ ｎ⁺ソース領域（機能素子） １０７，１５７ ｐボディ領域（機能素子） １０４，１５４ ゲート電極（機能素子） Ｔ 傾斜分布領域（第１導電型半導体
領域，中間濃度層）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１導電型半導体領域と，前記第１導電
   型半導体領域の一部に接して設けられた機能素子とを有
   し，前記第１導電型半導体領域における不純物濃度が前
   記一部側よりもその対部側において高く，前記機能素子
   のうち前記第１導電型半導体領域に接する部分が第２導
   電型半導体で構成される半導体装置であって，前記第１
   導電型半導体領域の前記一部側と前記対部側との間に，
   不純物濃度がそれらの中間である部分を有することを特
   徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載する半導体装置であっ
   て，前記第１導電型半導体領域に，前記一部側に位置す
   る低濃度層と，前記対部側に位置するとともに不純物濃
   度が前記低濃度層より高い高濃度層と，それらの間に位
   置するとともに不純物濃度が前記低濃度層より高く前記
   高濃度層より低い中間濃度層と，を有することを特徴と
   する半導体装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載する半導体装置であっ
   て，前記中間濃度層の不純物濃度分布が，前記低濃度層
   よりの部分から前記高濃度層よりの部分へと連続的に高
   くなる傾斜分布であることを特徴とする半導体装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載する半導体装置であっ
   て，前記第１導電型半導体領域の不純物濃度分布が，前
   記一部側から前記対部側へと連続的に高くなる傾斜分布
   であることを特徴とする半導体装置。
5. 【請求項５】 半導体基板に第１導電型半導体領域を形
   成し，前記第１導電型半導体領域の一部に接して，前記
   第１導電型半導体領域に接する部分が第２導電型半導体
   で構成される機能素子を形成する半導体装置の製造方法
   であって，前記第１導電型半導体領域の形成過程に，相
   互に接する高不純物濃度第１導電型半導体部と低不純物
   濃度第１導電型半導体部とを形成する工程と，熱処理に
   よって前記高不純物濃度第１導電型半導体部中の不純物
   を前記低不純物濃度第１導電型半導体部に拡散させる工
   程と，が含まれることを特徴とする半導体装置の製造方
   法。
6. 【請求項６】 半導体基板に第１導電型半導体領域を形
   成し，前記第１導電型半導体領域の一部に接して，前記
   第１導電型半導体領域に接する部分が第２導電型半導体
   で構成される機能素子を形成する半導体装置の製造方法
   であって，前記第１導電型半導体領域の形成を，エピタ
   キシャル成長により，不純物濃度を高濃度から低濃度へ
   と連続的に変化させながら行うことを特徴とする半導体
   装置の製造方法。
7. 【請求項７】 半導体基板に第１導電型半導体領域を形
   成し，前記第１導電型半導体領域の一部に接して，前記
   第１導電型半導体領域に接する部分が第２導電型半導体
   で構成される機能素子を形成する半導体装置の製造方法
   であって，前記第１導電型半導体領域の形成過程に，当
   該半導体領域に不純物を導入する不純物導入工程が含ま
   れ，前記不純物導入工程では，前記一部側とその対部側
   とで異なる濃度の不純物を導入することを特徴とする半
   導体装置の製造方法。