WO2013065247A1 - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本開示の第1実施形態に係る半導体装置ついて図面を参照しつつ説明する。
上記第1実施形態では、通常ゲート電極7aとコントロールゲート電極7bとが延設方向と垂直方向に交互に配列された例について説明したが、通常ゲート電極7aとコントロールゲート電極7bとは次のように配列されていてもよい。
Claims (4)
- 第1導電型のコレクタ層(1)と、
前記コレクタ層(1)上に形成された第2導電型のドリフト層(3)と、
前記ドリフト層(3)上に形成された第1導電型のベース層(4)と、
前記ベース層(4)を貫通して前記ドリフト層(3)に達し、所定方向に延設された複数のトレンチ(5)と、
前記トレンチ(5)の壁面にそれぞれ形成された複数のゲート絶縁膜(6)と、
前記ゲート絶縁膜(6)上にそれぞれ形成された複数のゲート電極(7a、7b)であって、第1グループのゲート電極(7a)と第2グループのゲート電極(7b)を含むゲート電極(7a、7b)と、
前記ベース層(4)の表層部であって、前記トレンチ(5)の側部に形成された第2導電型の複数のエミッタ層(10)と、
前記エミッタ層(10)と電気的に接続されるエミッタ電極(13)と、
前記コレクタ層(1)と電気的に接続されるコレクタ電極(14)と、
前記第1グループのゲート電極(7a)に接続される第1ゲートパッド(9a)と、
前記第2グループのゲート電極(7b)に接続される第2ゲートパッド(9b)と
を備え、
前記ベース層(4)のうち前記ゲート絶縁膜(6)と接する部分に反転層(15)が形成されるターンオン電圧が前記ゲート電極(7a、7b)に印加されることにより、前記エミッタ電極(13)と前記コレクタ電極(14)との間に電流を流す半導体装置において、
前記第1グループのゲート電極(7a)と前記第2グループのゲート電極(7b)は、前記第1ゲートパッド(9a)及び前記第2ゲートパッド(9b)を介して互いに独立した制御が可能であり、
ターンオフされる際、前記第2グループのゲート電極(7b)に前記反転層(15)が形成されないターンオフ電圧が印加された後、前記第1グループのゲート電極(7a)に前記反転層(15)が形成されないターンオフ電圧が印加されることを特徴とする半導体装置。 - 前記第2グループのゲート電極(7b)には、前記ターンオフ電圧として負電圧が印加されることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記所定方向と垂直方向において、前記第1グループのゲート電極(7a)と前記第2グループのゲート電極(7b)とが交互に配列されていることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置。
- 前記コレクタ層(1)に隣接する第2導電型のカソード層をさらに備え、
前記ドリフト層(3)は、前記コレクタ層(1)および前記カソード層上に形成されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の半導体装置。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015153988A (ja) * | 2014-02-18 | 2015-08-24 | 新日本無線株式会社 | 半導体装置 |
US9324848B2 (en) | 2012-05-30 | 2016-04-26 | Denso Corporation | Semiconductor device |
WO2018221032A1 (ja) * | 2017-05-29 | 2018-12-06 | 株式会社 日立パワーデバイス | 半導体装置 |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6328056B2 (ja) * | 2014-01-31 | 2018-05-23 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体集積回路装置および電源システム |
JP6337615B2 (ja) * | 2014-05-27 | 2018-06-06 | 株式会社デンソー | Rc−igbt駆動回路 |
DE102014119543B4 (de) | 2014-12-23 | 2018-10-11 | Infineon Technologies Ag | Halbleitervorrichtung mit transistorzellen und anreicherungszellen sowie leistungsmodul |
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CN105895679A (zh) * | 2015-01-22 | 2016-08-24 | 肖胜安 | 一种绝缘栅双极晶体管的结构和制造方法 |
JP6413965B2 (ja) | 2015-07-20 | 2018-10-31 | 株式会社デンソー | 半導体装置 |
US10418452B2 (en) | 2015-12-10 | 2019-09-17 | Infineon Technologies Austria Ag | Semiconductor device with different gate trenches |
DE102015121497B4 (de) | 2015-12-10 | 2022-01-27 | Infineon Technologies Austria Ag | Halbleitervorrichtung mit einem ersten gategraben und einem zweiten gategraben |
JP6414090B2 (ja) | 2016-01-27 | 2018-10-31 | 株式会社デンソー | 半導体装置 |
JP6950186B2 (ja) * | 2017-01-17 | 2021-10-13 | 富士電機株式会社 | 半導体装置 |
JP6896673B2 (ja) | 2018-03-23 | 2021-06-30 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
JP6946219B2 (ja) | 2018-03-23 | 2021-10-06 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
JP6583475B2 (ja) * | 2018-05-01 | 2019-10-02 | 株式会社デンソー | パワーデバイス駆動回路 |
JP7091204B2 (ja) | 2018-09-19 | 2022-06-27 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
JP7210342B2 (ja) | 2019-03-18 | 2023-01-23 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
US11101375B2 (en) * | 2019-03-19 | 2021-08-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device and method of controlling same |
JP7199270B2 (ja) | 2019-03-20 | 2023-01-05 | 株式会社東芝 | 半導体装置及び半導体回路 |
JP7242491B2 (ja) | 2019-09-20 | 2023-03-20 | 株式会社東芝 | 半導体装置及び半導体回路 |
JP7363429B2 (ja) | 2019-12-04 | 2023-10-18 | 株式会社デンソー | 半導体装置の駆動方法 |
JP7387501B2 (ja) * | 2020-03-18 | 2023-11-28 | 株式会社東芝 | 半導体装置およびその制御方法 |
JP7305589B2 (ja) | 2020-03-19 | 2023-07-10 | 株式会社東芝 | 半導体装置及び半導体回路 |
JP7330155B2 (ja) | 2020-09-16 | 2023-08-21 | 株式会社東芝 | 半導体装置及び半導体回路 |
JP7476132B2 (ja) | 2021-03-23 | 2024-04-30 | 株式会社東芝 | 半導体装置、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機 |
US11916137B2 (en) | 2021-10-27 | 2024-02-27 | Sanken Electric Co., Ltd. | Semiconductor device |
JP2023173779A (ja) | 2022-05-26 | 2023-12-07 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05283676A (ja) * | 1992-02-03 | 1993-10-29 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体装置 |
JPH06163908A (ja) * | 1992-11-27 | 1994-06-10 | Fuji Electric Co Ltd | ダブルゲートmosデバイス |
JPH07111324A (ja) * | 1993-10-12 | 1995-04-25 | Fuji Electric Co Ltd | 絶縁ゲート型サイリスタ |
JPH08250707A (ja) * | 1994-11-25 | 1996-09-27 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3278496B2 (ja) * | 1993-06-14 | 2002-04-30 | 株式会社東芝 | 半導体装置およびその駆動方法 |
JP4398719B2 (ja) * | 2003-12-25 | 2010-01-13 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
JP2006019556A (ja) * | 2004-07-02 | 2006-01-19 | Toyota Motor Corp | 半導体装置とその製造方法 |
JP2006147700A (ja) * | 2004-11-17 | 2006-06-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置 |
DE112005003720T5 (de) * | 2005-10-12 | 2008-09-11 | Fuji Electric Holdings Co., Ltd., Kawasaki | SOI-Trench-Lateral-IGBT |
JP4788734B2 (ja) * | 2008-05-09 | 2011-10-05 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体装置 |
-
2011
- 2011-11-02 JP JP2011241220A patent/JP5742672B2/ja active Active
-
2012
- 2012-10-18 DE DE112012004579.3T patent/DE112012004579T5/de not_active Withdrawn
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05283676A (ja) * | 1992-02-03 | 1993-10-29 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体装置 |
JPH06163908A (ja) * | 1992-11-27 | 1994-06-10 | Fuji Electric Co Ltd | ダブルゲートmosデバイス |
JPH07111324A (ja) * | 1993-10-12 | 1995-04-25 | Fuji Electric Co Ltd | 絶縁ゲート型サイリスタ |
JPH08250707A (ja) * | 1994-11-25 | 1996-09-27 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9324848B2 (en) | 2012-05-30 | 2016-04-26 | Denso Corporation | Semiconductor device |
JP2015153988A (ja) * | 2014-02-18 | 2015-08-24 | 新日本無線株式会社 | 半導体装置 |
WO2018221032A1 (ja) * | 2017-05-29 | 2018-12-06 | 株式会社 日立パワーデバイス | 半導体装置 |
JP2018200974A (ja) * | 2017-05-29 | 2018-12-20 | 株式会社 日立パワーデバイス | 半導体装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5742672B2 (ja) | 2015-07-01 |
JP2013098415A (ja) | 2013-05-20 |
US20140209972A1 (en) | 2014-07-31 |
CN103918084A (zh) | 2014-07-09 |
DE112012004579T5 (de) | 2014-08-21 |
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