(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と埋込み絶縁層と活性層が積層した積層基板に形成されている横型ＩＧＢＴであって、
前記活性層に形成されているとともにコレクタ電極に接続される第１導電型のコレクタ領域と、
前記活性層に形成されており、前記コレクタ領域を取り囲んで前記コレクタ領域に接している第１導電型のコレクタウェル領域と、
前記活性層に形成されており、前記コレクタウェル領域と前記埋込み絶縁層の間に形成されている第２導電型のコレクタ埋込み領域と、を備えており、
前記活性層は、第２導電型であり、
前記コレクタウェル領域の不純物濃度は、前記コレクタ領域の不純物濃度よりも薄く、
前記コレクタ埋込み領域の不純物濃度は、前記活性層の不純物濃度よりも濃く、
前記コレクタ埋込み領域は、前記埋込み絶縁層に接している横型ＩＧＢＴ。
【請求項２】
前記活性層の厚みが、０．５〜３．０μｍである請求項１に記載の横型ＩＧＢＴ。
【請求項３】
前記コレクタ埋込み領域の端部が、前記コレクタウェル領域よりもエミッタ側に位置している請求項１又は２に記載の横型ＩＧＢＴ。
【請求項４】
前記コレクタウェル領域は、不純物濃度のピーク深さが異なる複数のコレクタウェル部分領域を有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の横型ＩＧＢＴ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板と埋込み絶縁層と活性層が積層した積層基板に形成されている横型ＩＧＢＴに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、基板と埋込み絶縁層と活性層が積層した積層基板に形成されている横型ＩＧＢＴが開示されている。図１０に、特許文献１の技術が適用された横型ＩＧＢＴ３を例示する。
【０００３】
横型ＩＧＢＴ３は、基板２１０と埋込み絶縁層２２０と活性層２３０が積層したＳＯＩ基板に形成されている。横型ＩＧＢＴ３は、コレクタ部２４０（ドレイン部ともいう）と、ｎ−型のドリフト領域２３２と、絶縁ゲート部２７４と、ｐ型のボディ領域２９２と、ｐ＋型ボディコンタクト領域２９４と、ｎ＋型のエミッタ領域２９６（ソース領域ともいう）を備えている。コレクタ部２４０は、ｎ型のコレクタバッファ領域２４４とｐ＋型の高濃度コレクタ領域２４６とｐ型の低濃度コレクタ領域２４８を有している。コレクタバッファ領域２４４は、高濃度コレクタ領域２４６と低濃度コレクタ領域２４８よりも深く形成されており、高濃度コレクタ領域２４６と低濃度コレクタ領域２４８を取り囲んでいる。高濃度コレクタ領域２４６と低濃度コレクタ領域２４８は、コレクタ電極に接続されている。絶縁ゲート部２７４は、ゲート電極２７６とゲート絶縁膜２７８を有している。ゲート電極２７６は、エミッタ領域２９６とドリフト領域２３２の間のボディ領域２９２にゲート絶縁膜２７８を介して対向している。エミッタ領域２９６は、エミッタ電極に接続されている。ボディ領域２９２も、ボディコンタクト領域２９４を介してエミッタ電極に接続されている。
【０００４】
横型ＩＧＢＴ３では、コレクタ部２４０が濃度の異なる高濃度コレクタ領域２４６と低濃度コレクタ領域２４８を備えていることを特徴としている。横型ＩＧＢＴ３では、濃度の濃い高濃度コレクタ領域２４６を形成することによってコンタクト抵抗を低下させてオン電圧を低くするとともに、低濃度コレクタ領域２４８を形成することによって正孔の注入効率を低下させてターンオフ時間を短縮化させている。特に、特許文献１では、横型ＩＧＢＴ３のオン電圧とターンオフ時間が、低濃度コレクタ領域２４６に対する高濃度コレクタ領域２４８の面積比に依存するという結果が示されており、５０％程度の面積比が望ましいことが示唆されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−４０８１８号公報（特に、図２，３，４参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、活性層２３０の厚みに関して何ら考察されていない。本発明者らの検討によると、この種の横型ＩＧＢＴ３では、オン電圧及び正孔の注入効率が活性層２３０の厚みに依存することが分かってきた。
【０００７】
図１１に、横型ＩＧＢＴ３のコレクタ部２４０近傍を拡大した断面図を示す。活性層２３０の厚みが薄くなると、コレクタ部２４０近傍では、活性層２３０内における厚み方向の電位差が小さくなる。このため、高濃度コレクタ領域２４６と低濃度コレクタ領域２４８から注入される正孔のうちの厚み方向に沿って注入される正孔は、コレクタバッファ層２４４のポテンシャル障壁を超えることが困難となり、その注入量が減少する。このため、図１１に示されるように、コレクタ部２４０から注入される正孔の注入経路は、横方向に沿った注入経路が支配的となる。この結果、ドリフト領域２３２における電流経路は、活性層２３０の全体を有効に使うことができなくなり、活性層２３０の表面部の狭い範囲に制限されてしまう。このように、活性層２３０の厚みが薄くなると、コレクタ部２４０の形態によっては、オン電圧が急激に増加することが分かってきた。
【０００８】
本明細書で開示される技術は、上記知見を契機として創作されたものであり、薄い活性層を有する積層基板に形成される横型ＩＧＢＴの特性を改善する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本明細書で開示される横型ＩＧＢＴは、基板と埋込み絶縁層と活性層が積層した積層基板に形成されている。横型ＩＧＢＴは、第１導電型のコレクタ領域と第１導電型のコレクタウェル領域を備えている。コレクタ領域は、活性層に形成されているとともにコレクタ電極に接続されている。コレクタウェル領域は、活性層に形成されており、コレクタ領域を取り囲んでコレクタ領域に接している。活性層は、第２導電型である。コレクタウェル領域の不純物濃度は、コレクタ領域の不純物濃度よりも薄い。この態様の横型ＩＧＢＴによると、コレクタ領域から注入されるキャリアは、コレクタウェル領域を介して活性層の厚み方向にも注入される。このため、活性層が薄い場合であっても、活性層の全体を有効に使って電流経路が形成され、低いオン電圧を実現することができる。
【００１０】
本明細書で開示される横型ＩＧＢＴは、第２導電型のコレクタ埋込み領域をさらに備えている。コレクタ埋込み領域は、活性層に形成されており、コレクタウェル領域と埋込み絶縁層の間に形成されている。コレクタ埋込み領域の不純物濃度は、活性層の不純物濃度よりも濃い。さらに、コレクタ埋込み領域は、埋込み絶縁層に接している。この態様の横型ＩＧＢＴでは、コレクタ埋込み領域が形成されているので、コレクタ領域に高電圧が印加されるようなオフ状態においても、空乏層がコレクタ領域に到達するリーチスルー現象が発生するのを抑制することができる。また、コレクタウェル領域とコレクタ埋込み領域が形成されているので、コレクタウェル領域とコレクタ埋込み領域の間の空間電荷をバランスさせることができる。この態様の横型ＩＧＢＴは、活性層が薄い場合であっても、低いオン電圧と高い耐圧を両立させることができる。
【００１１】
本明細書で開示される横型ＩＧＢＴでは、コレクタ埋込み領域の端部が、コレクタウェル領域よりもエミッタ側に位置しているのが望ましい。横型ＩＧＢＴがオフしたときに、空乏層がコレクタ領域に到達するリーチスルー現象を効果的に抑制することができる。
【００１２】
本明細書で開示される横型ＩＧＢＴでは、コレクタウェル領域が不純物濃度のピーク深さが異なる複数のコレクタウェル部分領域を有するのが望ましい。活性層の厚みが薄い場合でも、所望の形態を有するコレクタウェル領域を形成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本明細書で開示される横型ＩＧＢＴは、活性層が薄い場合であっても、活性層の全体を有効に使って電流経路が形成され、低いオン電圧を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態の横型ＩＧＢＴの断面図を模式的に示す。
【図２】（Ａ）１つの比較例のコレクタ部を示す。（Ｂ）他の１つの比較例のコレクタ部を示す。（Ｃ）他の１つの比較例のコレクタ部を示す。（Ｄ）本実施形態のコレクタ部を示す。
【図３】図２に示す比較例及び本実施形態のオン電圧を示す。
【図４】図２に示す比較例及び本実施形態の正孔電流割合を示す。
【図５】図２に示す比較例及び本実施形態の耐圧を示す。
【図６】コレクタウェル領域が複数個の部分領域で構成されている本実施形態のコレクタ部の例を示す。
【図７】図７に示す例の正孔電流割合を示す。
【図８】図７に示す例のオン電圧を示す。
【図９】第２実施形態の横型ＩＧＢＴの断面図を模式的に示す。
【図１０】従来の横型ＩＧＢＴの断面図を模式的に示す。
【図１１】従来の横型ＩＧＢＴのコレクタ部近傍の正孔の挙動を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１に、第１実施形態の横型ＩＧＢＴ１の要部断面図を模式的に示す。横型ＩＧＢＴ１は、基板１０と埋込み絶縁層２０と活性層３０に形成されている。基板１０は、その材料に単結晶シリコンが用いられており、ｎ型又はｐ型の不純物を高濃度に含んでおり、接地電位に固定されている。埋込み絶縁層２０は、その材料に酸化シリコンが用いられており、その厚みが約１．０〜１２．０μｍである。本実施形態では、埋込み絶縁層２０の厚みが４．０μｍである。活性層３０は、その材料に単結晶シリコンが用いられており、ｎ型の不純物が約１×１０１４〜１×１０１６ｃｍ−３であり、その厚みが約０．５〜３．０μｍである。本実施形態では、活性層３０の不純物濃度が１×１０１５ｃｍ−３であり、活性層３０の厚みが１．６μｍである。
【００１６】
横型ＩＧＢＴ１は、コレクタ部４０とコレクタ電極５２とコレクタ配線５４とコレクタ側フィールド電極５６を備えている。コレクタ部４０は、活性層３０に形成されている複数の半導体領域で構成されている。具体的には、コレクタ部４０は、ｐ＋型の高濃度コレクタ領域４８とｐ型の低濃度コレクタ領域４６とｐ型のコレクタウェル領域４４とｎ型のコレクタ埋込み領域４２を有している。高濃度コレクタ領域４８と低濃度コレクタ領域４６は、両者を合わしてコレクタ領域と称される。
【００１７】
高濃度コレクタ領域４８は、イオン注入技術を利用して活性層３０の表面部に形成されている。高濃度コレクタ領域４８は、コレクタ電極５２に直接的に接触しており、コレクタ電極５２に電気的に接続されている。高濃度コレクタ領域４８は、低濃度コレクタ領域４６よりもエミッタ側（図視左側）に配置されている。高濃度コレクタ領域４８は、その表面不純物濃度が約５×１０１８〜１×１０２１ｃｍ−３であり、その深さが約０．０５〜０．１５μｍである。本実施形態では、高濃度コレクタ領域４８は、その表面不純物濃度が５×１０２０ｃｍ−３であり、その深さが０．１μｍである。
【００１８】
低濃度コレクタ領域４６は、イオン注入技術を利用して活性層３０の表面部に形成されている。低濃度コレクタ領域４６は、コレクタ電極５２に直接的に接触しており、コレクタ電極５２に電気的に接続されている。低濃度コレクタ領域４６は、その表面不純物濃度が約１×１０１８〜３×１０１８ｃｍ−３であり、その深さが約０．１〜０．３μｍである。本実施形態では、低濃度コレクタ領域４６は、その表面不純物濃度が１×１０１８ｃｍ−３であり、その深さが０．２μｍである。なお、高濃度コレクタ領域４８と低濃度コレクタ領域４６は、同一の表面不純物濃度を有する１つのコレクタ領域としてもよい。
【００１９】
コレクタウェル領域４４は、多段のイオン注入技術を利用して活性層３０に形成されており、複数のピーク濃度を有する部分領域の集合である。コレクタウェル領域４４は、高濃度コレクタ領域４８及び低濃度コレクタ領域４６よりも深く形成されているとともに高濃度コレクタ領域４８及び低濃度コレクタ領域４６を取り囲んで形成されている。コレクタウェル領域４４は、高濃度コレクタ領域４８及び低濃度コレクタ領域４６の双方に接している。上記したように、コレクタウェル領域４４は、多段のイオン注入技術を用いて形成されているので、厚み方向の不純物濃度はほぼ一定と評価することができ、その不純物濃度は、約１×１０１７〜１×１０１８ｃｍ−３である。また、コレクタウェル領域４４の深さは、活性層３０の厚みに対して約０．４〜０．８倍である。本実施形態では、コレクタウェル領域４４は、その不純物濃度が５×１０１７ｃｍ−３であり、その深さが１．０μｍである。
【００２０】
コレクタ埋込み領域４２は、イオン注入技術を利用して活性層３０に形成されている。コレクタ埋込み領域４２は、コレクタウェル領域４４と埋込み絶縁層２０の間に形成されており、上面がコレクタウェル領域４４に接しており、底面が埋込み絶縁層２０に接している。また、コレクタ埋込み領域４２のエミッタ側の端部４４ａは、コレクタウェル領域４４よりもエミッタ側（図示左側）に位置している。コレクタ埋込み領域４２は、そのピーク深さが活性層３０の厚みに対して約０．７〜０．９倍であり、そのピーク濃度が約１×１０１７〜１×１０１８ｃｍ−３である。本実施形態では、コレクタ埋込み領域４２は、そのピーク深さが１．３μｍであり、そのピーク濃度が５×１０１７ｃｍ−３である。
【００２１】
コレクタ電極５２は、層間絶縁膜６２を貫通して形成されており、一端がコレクタ配線５４に直接的に接触しており、他端が高濃度コレクタ領域４８と低濃度コレクタ領域４６に直接的に接触している。コレクタ側フィールド電極５６は、活性層３０上に配設されており、コレクタ配線５４に電気的に接続されている。コレクタ側フィールド電極５６は、コレクタ部４０近傍の電界を緩和するために設けられている。本実施形態では、コレクタ電極５２とコレクタ配線５４の材料にアルミニウムが用いられており、コレクタ側フィールド電極５６の材料にポリシリコンが用いられている。
【００２２】
横型ＩＧＢＴ１はさらに、ドリフト領域３２とゲート配線７２と絶縁ゲート部７４とエミッタ電極８２とエミッタ配線８４とｐ型のボディ領域９２とｐ＋型のボディコンタクト領域９４とｎ＋型のエミッタ領域９６を備えている。
【００２３】
ドリフト領域３２は、ボディ領域９２とコレクタ部４０の間に形成されており、その表面にはＬＯＣＯＳ酸化膜が形成されている。ドリフト領域３２は、活性層３０に各半導体領域を形成した残部であり、不純物濃度は活性層３０の不純物濃度と同一である。
【００２４】
絶縁ゲート部７４は、ゲート電極７６とゲート絶縁膜７８を有している。ゲート電極７６は、エミッタ領域９６とドリフト領域３２の間のボディ領域９２にゲート絶縁膜７８を介して対向している。ゲート電極７６はゲート配線７２に電気的に接続されている。本実施形態では、ゲート電極７６の材料にポリシリコンが用いられており、ゲート絶縁膜７８の材料に酸化シリコンが用いられており、ゲート配線７２の材料にアルミニウムが用いられている。
【００２５】
エミッタ電極８２は、層間絶縁膜６２を貫通して形成されており、一端がエミッタ配線８４に直接的に接触しており、他端がボディコンタクト領域９４とエミッタ領域９６に直接的に接触している。本実施形態では、エミッタ電極８２とエミッタ配線８４の材料にアルミニウムが用いられている。
【００２６】
ボディ領域９２は、イオン注入技術を利用して活性層３０に形成されている。ボディ領域９２は、ボディコンタクト領域９４及びエミッタ領域９６よりも深く形成されているとともにボディコンタクト領域９４及びエミッタ領域９６を取り囲んで形成されている。ボディ領域９２は、ボディコンタクト領域９４及びエミッタ領域９６の双方に接しているとともに、埋込み絶縁層２０にも接している。ボディ領域９２は、ボディコンタクト領域９４を介してエミッタ電極８２に電気的に接続されている。ボディ領域９２は、その表面不純物濃度が約５×１０１６〜５×１０１７ｃｍ−３である。本実施形態では、ボディ領域９２の表面不純物濃度が２×１０１７ｃｍ−３である。
【００２７】
ボディコンタクト領域９４は、イオン注入技術を利用して活性層３０の表面部に形成されている。ボディコンタクト領域９４は、エミッタ電極８２に直接的に接触しており、エミッタ電極８２に電気的に接続されている。ボディコンタクト領域９４は、その表面不純物濃度が約１×１０１９〜１×１０２１ｃｍ−３であり、その深さが約０．０５〜０．１５μｍである。本実施形態では、ボディコンタクト領域９４は、その表面不純物濃度が５×１０２０ｃｍ−３であり、その深さが０．１μｍである。
【００２８】
エミッタ領域９６は、イオン注入技術を利用して活性層３０の表面部に形成されている。エミッタ領域９６は、エミッタ電極８２に直接的に接触しており、エミッタ電極８２に電気的に接続されている。エミッタ領域９６は、その表面不純物濃度が約１×１０１９〜１×１０２１ｃｍ−３であり、その深さが約０．０５〜０．１５μｍである。本実施形態では、エミッタ領域９６は、その表面不純物濃度が５×１０２０であり、その深さが０．１μｍである。
【００２９】
図２に、コレクタ部４０を拡大した断面図を模式的に示す。図２（Ａ）〜（Ｃ）が比較例のコレクタ部であり、図２（Ｄ）が本実施形態のコレクタ部である。なお、図２（Ａ）は、図１０及び図１１で説明した従来のコレクタ部の構成に略対応しており、図２（Ｂ）及び（Ｃ）はその変形例である。図２（Ａ）〜（Ｃ）の比較例では、埋込み絶縁層の厚みが４．０μｍであり、活性層の不純物濃度が１×１０１５ｃｍ−３であり、活性層の厚みが１．６μｍであり、ｐ＋型の高濃度コレクタ領域の表面不純物濃度が５×１０２０ｃｍ−３であり、ｐ＋型の高濃度コレクタ領域の深さが０．１μｍであり、ｐ型の低濃度コレクタ領域の表面不純物濃度が１×１０１８ｃｍ−３であり、ｐ型の低濃度コレクタ領域の深さが０．２μｍであり、ｎ型のコレクタバッファ領域の表面不純物濃度が５×１０１７ｃｍ−３であり、ｎ型のコレクタバッファ領域の深さが１．０μｍである。
【００３０】
図３及び図４に示されるように、図２（Ａ）の比較例のコレクタ部では、正孔電流割合（電流のうちの正孔キャリアが占める割合であり、正孔の注入効率の評価指標である）が低く、オン電圧が極めて高い。一方、ｐ＋型の高濃度コレクタ領域とｐ型の低濃度コレクタ領域の位置関係を入れ替えた図２（Ｂ）の比較例では、図３及び図４に示されるように、正孔電流割合が増加するとともにオン電圧が低下している。これらの結果によれば、図２（Ａ）及び（Ｂ）のような構成では、活性層の厚みが薄くて活性層における厚み方向の電位差が小さいことから、コレクタ領域から注入される正孔は、コレクタバッファ領域のポテンシャル障壁を超えて厚み方向に沿って注入される正孔量が少なく、横方向に沿って注入される正孔が支配的であることが推察される。このため、図２（Ｂ）に示されるように、ｐ＋型の高濃度コレクタ領域をエミッタ側に配置することにより、正孔電流割合が増加するとともにオン電圧が低下したと推察される。
【００３１】
ｎ型のコレクタバッファ領域を取り除いた図２（Ｃ）の比較例では、オン電圧がさらに低下している。この結果から、ｎ型のコレクタバッファ領域を取り除くことにより、コレクタ領域から注入される正孔は、活性層の厚み方向にも拡散し、活性層の全体を有効に使って電流経路が形成され、低いオン電圧を実現しているのだと推察される。ただし、図５に示されるように、ｎ型のコレクタバッファを取り除いた構成では、耐圧が悪化してしまう。これは、空乏層がコレクタ領域に到達するリーチスルー現象の発生が原因だと推察される。
【００３２】
本実施形態の図２（Ｄ）の構成は、ｐ型のコレクタウェル領域４４とｎ型のコレクタ埋込み領域４２を備えていることを特徴としている。このため、コレクタ領域４６，４８から注入される正孔は、コレクタウェル領域４４を介して活性層３０の厚み方向に拡散することができる。さらに、コレクタ領域４６，４８に高電圧が印加されるようなオフ状態においても、空乏層がコレクタ領域４６，４８に到達するリーチスルー現象が発生するのを抑制することができる。また、コレクタウェル領域４４とコレクタ埋込み領域４２が形成されていることにより、コレクタウェル領域４４とコレクタ埋込み領域４２の間の空間電荷をバランスさせることができる。この結果、本実施形態の横型ＩＧＢＴ１は、活性層３０が薄い場合であっても、低いオン電圧と高い耐圧を両立させることができる。
【００３３】
図６〜図８に、コレクタウェル領域４４の注入段数と正孔電流割合及びオン電圧の関係を検討した結果を示す。なお、この検討では、コレクタ領域が高濃度コレクタ領域４８のみで形成されており、その高濃度コレクタ領域４８の表面不純物濃度を５×１０１8ｃｍ−３〜８×１０２０ｃｍ−３の範囲で変動させ、高濃度コレクタ領域４８の深さを０．１μｍで固定させている。コレクタウェル領域４４の不純物濃度は５×１０１７ｃｍ−３であり、１段当たりの深さは０．２μｍである。コレクタ埋込み領域４２は、ピーク濃度が５×１０１７ｃｍ−３であり、ピーク深さが１．３μｍである。
【００３４】
図７に示されるように、正孔電流割合は、高濃度コレクタ領域４８の表面不純物濃度に依存しており、コレクタウェル領域４４の注入段数に依存しない。正孔電流割合は、高濃度コレクタ領域４８の表面不純物濃度が濃いほど高くなる。
【００３５】
図８に示されるように、オン電圧は、コレクタウェル領域４４の注入段数に依存しており、注入段数が多いほどオン電圧が低下する。この結果によれば、コレクタウェル領域４４の注入段数を増やしてコレクタウェル領域４４の深さが深くなれば、高濃度コレクタ領域４８から注入される正孔が厚み方向へ拡散することでオン電圧が低下したのだと推察される。
【００３６】
通常、正孔電流割合は３０〜４０％であるのが望ましいとされている。正孔電流割合が３０〜４０％の範囲内であれば、サージを抑制しながらターンオフ時のスイッチング速度を１００ｎｓｅｃ以下とすることができる。したがって、図７及び図８の結果から、高濃度コレクタ領域４８の表面不純物濃度は５×１０１８ｃｍ−３〜１×１０２０ｃｍ−３の範囲が望ましく、コレクタウェル領域４４の深さは０．６μｍ（注入段数が３段）〜１．０μｍ（注入段数が５段）が望ましい。換言すれば、コレクタウェル領域４４の深さは、活性層３０の１／３〜２／３であるのが望ましい。
【００３７】
第１実施形態の横型ＩＧＢＴ１の他の特徴を以下に示す。
（１）コレクタ領域４６，４８が低濃度コレクタ領域４６と高濃度コレクタ領域４８の組合わせで構成されている場合、高濃度コレクタ領域４８が低濃度コレクタ領域４６よりもエミッタ側に配置されているのが望ましい。コレクタ領域４６，４８の形成範囲のうちのエミッタ側の形成範囲は、オン電圧及び正孔注入効率に強く影響する。この形成範囲に高濃度コレクタ領域４８を形成すれば、オン電圧及び正孔注入効率を所望の値に調整することが容易である。
（２）活性層３０の厚みは約０．５〜３．０μｍの範囲であるのが望ましい。従来のコレクタ部の構成において、コレクタ領域から厚み方向への注入が抑制される現象は、活性層３０の厚みが３．０μｍ以下の範囲において顕著に現れる。したがって、第１実施形態の横型ＩＧＢＴ１のような構成は、活性層３０の厚みが３．０μｍ以下の範囲で特に有用である。また、活性層３０の厚みが３．０μｍ以下であれば、コレクタ埋込み領域４２を一般的なイオン注入技術を利用して形成することができ、製造上の面でも好適である。なお、活性層３０の厚みが０．５μｍ未満になると、コレクタ領域４６，４８、コレクタウェル領域４４及びコレクタ埋込み領域４２を高精度に形成することが困難となる。
【００３８】
図９に、第２実施形態の横型ＩＧＢＴ２の要部断面図を模式的に示す。横型ＩＧＢＴ２のコレクタ部４０は、コレクタ電極５２と高濃度コレクタ領域４８の間にシリサイド層４９を備えていることを特徴としている。本実施形態では、シリサイド層４９はチタンを含む。また、コレクタ電極５２の材料には、タングステンプラグが用いられていることを特徴としている。これにより、高濃度コレクタ領域４８は、シリサイド層４９とタングステンプラグのコレクタ電極５２を介してコレクタ配線５４に電気的に接続されている。
【００３９】
同様に、コレクタ側フィールド電極５６もチタンを含むシリサイド層５７とタングステンプラグを介してコレクタ配線５４に電気的に接続されており、ゲート電極７６もチタンを含むシリサイド層７５とタングステンプラグを介してゲート配線７２に電気的に接続されており、エミッタ領域９６及びボディコンタクト領域９４もチタンを含むシリサイド層９７とタングステンプラグのエミッタ電極８２を介してエミッタ配線８４に電気的に接続されている。なお、本実施形態では、コレクタ側フィールド電極５６とゲート電極７６がタングステンのポリサイドとなっている。
【００４０】
このような電極配線は、微細なＣＭＯＳで広く用いられている。このため、横型ＩＧＢＴ２は、制御回路等の周辺回路をＣＭＯＳで構成した高集積複合ＩＣに適した構成である。
【００４１】
さらに、横型ＩＧＢＴ２は、ドリフト領域３２の下方にコレクタ埋込み領域４２に向けて不純物濃度が高くなるように濃度勾配を持たせたドリフト埋込み領域３４を備えていることを特徴としている。ドリフト埋込み領域３４は、ドリフト領域３２よりも不純物濃度が濃い。ドリフト埋込み領域３４は、そのピーク深さが活性層３０の厚みに対して約０．７〜０．９倍であり、そのピーク濃度が約３×１０１６〜１×１０１７ｃｍ−３である。本実施形態のドリフト埋込み領域３４は、そのピーク深さが１．３μｍであり、そのピーク濃度が５×１０１６ｃｍ−３である。ドリフト埋込み領域３４が形成されていると、ドリフト領域３２の電位分布を均一化することができ、高耐圧な横型ＩＧＢＴ２が得られる。
【００４２】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００４３】
１０：基板
２０：埋込み絶縁層
３０：活性層
４０：コレクタ部
４２：コレクタ埋込み領域
４４：コレクタウェル領域
４６：低濃度コレクタ領域
４８：高濃度コレクタ領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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