(57)【要約】  本明細書は、少なくともＩＧＢＴ領域を含む素子領域が半導体基板に形成されている半導体装置を開示する。ＩＧＢＴ領域は、コレクタ層と、ドリフト層と、ボディ層と、半導体基板の表面からドリフト層まで達するトレンチの内部に配置されたゲート電極と、エミッタ層と、ボディ層より不純物濃度が高いコンタクト層を備えている。その半導体装置では、半導体基板の表面に沿ってトレンチが伸びる方向をＸ方向とし、半導体基板の表面に沿ってＸ方向に直交する方向をＹ方向としたときに、コンタクト層からエミッタ層までのＸ方向の間隔が、コンタクト層からトレンチまでのＹ方向の間隔よりも大きい。
2014125583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともＩＧＢＴ領域を含む素子領域が半導体基板に形成されている半導体装置であって、
半導体基板の表面には表面電極が設けられており、半導体基板の裏面には裏面電極が設けられており、
ＩＧＢＴ領域は、
裏面電極に接している第１導電型のコレクタ層と、
コレクタ層に対して半導体基板の表面側に設けられた、第２導電型のドリフト層と、
ドリフト層に対して半導体基板の表面側に設けられており、表面電極に接している第１導電型のボディ層と、
半導体基板の表面からドリフト層まで達するトレンチの内部に配置されており、絶縁膜によって半導体基板と表面電極から絶縁されたゲート電極と、
ボディ層と表面電極の間に設けられており、ゲート電極の絶縁膜と表面電極に接している第２導電型のエミッタ層と、
ボディ層と表面電極の間に設けられており、表面電極に接している、ボディ層より不純物濃度が高い第１導電型のコンタクト層を備えており、
半導体基板の表面に沿ってトレンチが伸びる方向をＸ方向とし、半導体基板の表面に沿ってＸ方向に直交する方向をＹ方向としたときに、コンタクト層からエミッタ層までのＸ方向の間隔が、コンタクト層からトレンチまでのＹ方向の間隔よりも大きい、半導体装置。
【請求項２】
ドリフト層と表面電極の間を遮るようにボディ層の内部に設けられた、第２導電型のキャリア蓄積層をさらに備える、請求項１の半導体装置。
【請求項３】
素子領域の周縁部におけるコンタクト層からエミッタ層までのＸ方向の間隔が、他の部分におけるコンタクト層からエミッタ層までのＸ方向の間隔よりも小さい、請求項１または２の半導体装置。
【請求項４】
半導体基板にセンスＩＧＢＴ領域がさらに形成されており、
センスＩＧＢＴ領域は、
裏面電極に接している第１導電型のセンスコレクタ層と、
センスコレクタ層に対して半導体基板の表面側に設けられた、第２導電型のセンスドリフト層と、
センスドリフト層に対して半導体基板の表面側に設けられており、表面電極に接している第１導電型のセンスボディ層と、
半導体基板の表面からセンスドリフト層まで達するトレンチの内部に配置されており、絶縁膜によって半導体基板と表面電極から絶縁されたセンスゲート電極と、
センスボディ層と表面電極の間に設けられており、センスゲート電極の絶縁膜と表面電極に接している第２導電型のセンスエミッタ層と、
センスボディ層と表面電極の間に設けられており、表面電極に接している、センスボディ層より不純物濃度が高い第１導電型のセンスコンタクト層を備えており、
センスＩＧＢＴ領域におけるセンスコンタクト層からセンスエミッタ層までのＸ方向の間隔が、ＩＧＢＴ領域におけるコンタクト層からエミッタ層までのＸ方向の間隔よりも小さい、請求項１から３の何れか一項の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載の技術は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
日本国特許公開公報２００９−１４１２０２には、ＩＧＢＴ領域を含む素子領域が半導体基板に形成されている半導体装置が開示されている。半導体基板の表面には表面電極が設けられており、半導体基板の裏面には裏面電極が設けられている。ＩＧＢＴ領域は、裏面電極に接している第１導電型のコレクタ層と、コレクタ層に対して半導体基板の表面側に設けられた、第２導電型のドリフト層と、ドリフト層に対して半導体基板の表面側に設けられており、表面電極に接している第１導電型のボディ層と、半導体基板の表面からドリフト層まで達するトレンチの内部に配置されており、絶縁膜によって半導体基板と表面電極から絶縁されたゲート電極と、ボディ層と表面電極の間に設けられており、ゲート電極の絶縁膜と表面電極に接している第２導電型のエミッタ層と、ボディ層と表面電極の間に設けられており、表面電極に接している、ボディ層より不純物濃度が高い第１導電型のコンタクト層を備えている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の半導体装置では、ＩＧＢＴ領域をダイオードとして機能させることもできる。ＩＧＢＴ領域がダイオード動作する際には、コンタクト層からドリフト層へ正孔が注入される。従って、ダイオード動作時のスイッチング損失を低減するためには、コンタクト層からドリフト層への正孔注入量を低減することが効果的である。ＩＧＢＴ領域のコンタクト層を縮小すれば、コンタクト層からドリフト層への正孔注入量を低減し、ダイオード動作時のスイッチング損失を低減することができる。【０００４】
しかしながら、単純にＩＧＢＴ領域のコンタクト層を縮小すると、ＩＧＢＴ動作時のＲＢＳＯＡ耐量が低下してしまうという問題がある。ＩＧＢＴ領域のターンオフ時には、ドリフト層に蓄積した正孔が、トレンチに沿って表面近傍のボディ層まで流れ、表面近傍のボディ層からコンタクト層に集中して流れる。この際に、トレンチとコンタクト層の間隔が大きく形成されていると、ボディ層において正孔が集中して流れる範囲が広がり、ラッチアップを生じやすくなってしまう。半導体装置のＲＢＳＯＡ耐量を低下させてしまう。【０００５】
本明細書は、上記課題を解決する技術を提供する。本明細書では、ＩＧＢＴ領域が半導体基板に形成されている半導体装置において、ＩＧＢＴ動作時のＲＢＳＯＡ耐量を確保しつつ、ダイオード動作時のスイッチング損失を低減することが可能な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書は、少なくともＩＧＢＴ領域を含む素子領域が半導体基板に形成されている半導体装置を開示する。半導体基板の表面には表面電極が設けられており、半導体基板の裏面には裏面電極が設けられている。ＩＧＢＴ領域は、裏面電極に接している第１導電型のコレクタ層と、コレクタ層に対して半導体基板の表面側に設けられた、第２導電型のドリフト層と、ドリフト層に対して半導体基板の表面側に設けられており、表面電極に接している第１導電型のボディ層と、半導体基板の表面からドリフト層まで達するトレンチの内部に配置されており、絶縁膜によって半導体基板と表面電極から絶縁されたゲート電極と、ボディ層と表面電極の間に設けられており、ゲート電極の絶縁膜と表面電極に接している第２導電型のエミッタ層と、ボディ層と表面電極の間に設けられており、表面電極に接している、ボディ層より不純物濃度が高い第１導電型のコンタクト層を備えている。その半導体装置では、半導体基板の表面に沿ってトレンチが伸びる方向をＸ方向とし、半導体基板の表面に沿ってＸ方向に直交する方向をＹ方向としたときに、コンタクト層からエミッタ層までのＸ方向の間隔が、コンタクト層からトレンチまでのＹ方向の間隔よりも大きい。【０００７】
上記の半導体装置では、コンタクト層からトレンチまでの間隔が小さく形成されている。このような構成とすると、ＩＧＢＴ領域のターンオフ時に、ドリフト層に蓄積した正孔が、トレンチに沿って表面近傍のボディ層まで流れ、表面近傍のボディ層からコンタクト層に流れる際に、ボディ層において正孔が集中して流れる範囲を狭めることができる。これによって、ラッチアップの発生を抑制し、半導体装置のＲＢＳＯＡ耐量を確保することができる。【０００８】
また、上記の半導体装置によれば、コンタクト層からエミッタ層までの間隔を大きくすることで、コンタクト層を小さく形成することができる。これによって、ダイオード動作時のドリフト層への正孔注入を抑制し、スイッチング損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例の半導体装置２の平面図である。
【図２】図１のＩＩ部の詳細を示す平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】図１のＶ部の詳細を示す平面図である。
【図６】図１のＶＩ部の詳細を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書が開示する半導体装置は、ドリフト層と表面電極の間を遮るようにボディ層の内部に設けられた、第２導電型のキャリア蓄積層をさらに備えるように構成することができる。
【００１１】
このようなキャリア蓄積層を有する半導体装置では、ＩＧＢＴ領域をオンしているときに、ドリフト層からボディ層を通って表面電極にキャリア（正孔）が流れることが、キャリア蓄積層によって抑制される。そのため、ドリフト層に多量のキャリアが存在する状態となり、ドリフト層の電気抵抗が低減され、半導体装置のオン電圧が低減される。そして、ＩＧＢＴ領域のターンオフ時には、ドリフト層に蓄積した多量の正孔が、トレンチに沿って表面近傍のボディ層まで流れ、表面近傍のボディ層からコンタクト層に流れる。上記の半導体装置によれば、ＩＧＢＴ領域のターンオフ時に、ボディ層において多量の正孔が集中して流れる範囲を狭めることができる。これによって、ラッチアップの発生を抑制し、半導体装置のＲＢＳＯＡ耐量を確保することができる。
【００１２】
本明細書が開示する半導体装置は、素子領域の周縁部におけるコンタクト層からエミッタ層までのＸ方向の間隔が、他の部分におけるコンタクト層からエミッタ層までのＸ方向の間隔よりも小さいように構成することができる。
【００１３】
素子領域の周縁部のコンタクト層には、ＩＧＢＴ領域のターンオフ時に正孔が特に集中して流れる。このため、素子領域の周縁部のコンタクト層を小さく形成すると、半導体装置のＲＢＳＯＡ耐量が低下してしまう。上記の半導体装置では、素子領域の周縁部のコンタクト層を、他の部分におけるコンタクト層よりも大きく形成することによって、半導体装置のＲＢＳＯＡ耐量の低下を防ぐことができる。
【００１４】
本明細書が開示する半導体装置は、半導体基板にセンスＩＧＢＴ領域がさらに形成されており、センスＩＧＢＴ領域は、裏面電極に接している第１導電型のセンスコレクタ層と、センスコレクタ層に対して半導体基板の表面側に設けられた、第２導電型のセンスドリフト層と、センスドリフト層に対して半導体基板の表面側に設けられており、表面電極に接している第１導電型のセンスボディ層と、半導体基板の表面からセンスドリフト層まで達するトレンチの内部に配置されており、絶縁膜によって半導体基板と表面電極から絶縁されたセンスゲート電極と、センスボディ層と表面電極の間に設けられており、センスゲート電極の絶縁膜と表面電極に接している第２導電型のセンスエミッタ層と、センスボディ層と表面電極の間に設けられており、表面電極に接している、センスボディ層より不純物濃度が高い第１導電型のセンスコンタクト層を備えており、センスＩＧＢＴ領域におけるセンスコンタクト層からセンスエミッタ層までのＸ方向の間隔が、ＩＧＢＴ領域におけるコンタクト層からエミッタ層までのＸ方向の間隔よりも小さいように構成することができる。
【００１５】
センス領域は本来的に破壊耐量が低く、センス領域のセンスコンタクト層を小さく形成すると、センス領域の破壊耐量をさらに低下させてしまう。上記の半導体装置では、センス領域のセンスコンタクト層を大きく形成することで、センス領域の破壊耐量を確保することができる。
【実施例】
【００１６】
図１は本実施例の半導体装置２を示す。半導体装置２は、同一の半導体基板に形成された、ＩＧＢＴ領域４と、ダイオード領域６と、センス領域８を備えている。半導体装置２は、いわゆる逆導通（ＲＣ）ＩＧＢＴである。以下では、ＩＧＢＴ領域４とダイオード領域６を合わせて、素子領域５ということもある。【００１７】
半導体基板の表面には、複数のトレンチ１０（図１では図示せず）が平行に形成されている。半導体装置２では、トレンチ１０が伸びる方向（Ｘ方向）に直交する方向（Ｙ方向）に、複数のＩＧＢＴ領域４と複数のダイオード領域６が交互に並んで配置されている。【００１８】
図２−図４は、ＩＧＢＴ領域４の詳細を示している。なお、図２では、後述する表面電極２４や、絶縁ゲート３４、表面絶縁膜４０、ダミーゲート４２は図示されていない。図２−図４に示すように、ＩＧＢＴ領域４には、不純物濃度の高いｐ型半導体からなるボディコンタクト層１２と、不純物濃度の高いｎ型半導体からなるエミッタ層１４と、ｐ型半導体からなるボディ層１６と、不純物濃度の高いｎ型半導体からなるキャリア蓄積層１５と、不純物濃度の低いｎ型半導体からなるドリフト層１８と、ｎ型半導体からなるバッファ層２０と、不純物濃度の高いｐ型半導体からなるコレクタ層２２が形成されている。ボディ層の不純物濃度は、例えば１０１５〜１０１７［ｃｍ−３］程度であり、ボディコンタクト層１２の不純物濃度は、例えば１０１７〜１０２０［ｃｍ−３］程度である。ボディコンタクト層１２、エミッタ層１４、ボディ層１６は、半導体基板の表面に露出しており、表面電極２４に接触している。ボディコンタクト層１２およびエミッタ層１４は、ボディ層１６の表層部分に部分的に形成されている。キャリア蓄積層１５は、ドリフト層１８と表面電極２４の間を遮るように、ボディ層１６の内部に形成されている。ドリフト層１８は、ボディ層１６の裏面に形成されている。バッファ層２０は、ドリフト層１８の裏面に形成されている。コレクタ層２２は、バッファ層２０の裏面に形成されている。コレクタ層２２は半導体基板の裏面に露出しており、裏面電極２６に接触している。【００１９】
ダイオード領域６には、不純物濃度の高いｐ型半導体からなるアノードコンタクト層２８と、ｐ型半導体からなるアノード層３０と、不純物濃度の低いｎ型半導体からなるドリフト層１８と、ｎ型半導体からなるバッファ層２０と、不純物濃度の高いｎ型半導体からなるカソード層３２が形成されている。アノードコンタクト層２８、アノード層３０は、半導体基板の表面に露出しており、表面電極２４に接触している。アノードコンタクト層２８は、アノード層３０の表層部分に部分的に形成されている。ドリフト層１８は、アノード層３０の裏面に形成されている。バッファ層２０は、ドリフト層１８の裏面に形成されている。カソード層３２は、バッファ層２０の裏面に形成されている。カソード層３２は半導体基板の裏面に露出しており、裏面電極２６に接触している。【００２０】
半導体装置２では、ＩＧＢＴ領域４のドリフト層１８と、ダイオード領域６のドリフト層１８が、共通の層として形成されている。半導体装置２では、ＩＧＢＴ領域４のバッファ層２０とダイオード領域６のバッファ層２０が、共通の層として形成されている。【００２１】
トレンチ１０は、ＩＧＢＴ領域４において、半導体基板の表面側からボディ層１６およびキャリア蓄積層１５を貫通し、ドリフト層１８の内部まで達している。ＩＧＢＴ領域４のトレンチ１０には、絶縁ゲート３４が形成されている。絶縁ゲート３４は、トレンチ１０の内壁に形成されたゲート絶縁膜３６と、ゲート絶縁膜３６に覆われてトレンチ１０内に充填されているゲート電極３８とを備えている。ゲート電極３８は、表面絶縁膜４０によって、表面電極２４と隔離されている。ゲート電極３８は、ゲート電極端子７（図１参照）と電気的に接続されている。【００２２】
トレンチ１０は、ダイオード領域６において、半導体基板の表面側からアノード層３０を貫通し、ドリフト層１８の内部まで達している。ダイオード領域６のトレンチ１０には、ダミーゲート４２が形成されている。ダミーゲート４２は、トレンチ１０の内側に形成されたダミーゲート絶縁膜４４と、ダミーゲート絶縁膜４４に覆われてトレンチ１０内に充填されているダミーゲート電極４６とを備えている。図３および図４においては、ダミーゲート電極４６は表面絶縁膜４０によって表面電極２４と隔離されているが、図示しない箇所において、ダミーゲート電極４６は表面電極２４に接触しており、ダミーゲート電極４６と表面電極２４は電気的に接続されている。【００２３】
図２に示すように、ＩＧＢＴ領域４において、エミッタ層１４は、並んで配置された２つのトレンチ１０の間で、一方のトレンチ１０から他方のトレンチ１０まで、トレンチ１０が伸びる方向（図のＸ方向）に対して直交する方向（図のＹ方向）に伸びるように配置されている。半導体基板を上面視したときに、ボディ層１６は、トレンチ１０とエミッタ層１４によって、矩形の範囲に区画されており、ボディコンタクト層１２は、区画されたボディ層１６の中央付近に配置されている。ボディコンタクト層１２は、エミッタ層１４と、互いのＲ部が重ならないように、離して配置されている。【００２４】
本実施例の半導体装置２では、半導体基板の表面に沿ってトレンチ１０が伸びる方向（Ｘ方向）のボディコンタクト層１２からエミッタ層１４までの間隔が、半導体基板の表面に沿ってトレンチ１０が伸びる方向に直交する方向（Ｙ方向）のボディコンタクト層１２からトレンチ１０までの間隔よりも大きく形成されている。このような構成とすることによって、ボディコンタクト層１２からトレンチ１０までの間隔を狭く保ちつつ、ボディコンタクト層１２を小さく形成することができる。【００２５】
ＩＧＢＴ領域４のターンオフ時には、キャリア蓄積層１５よりも裏面側に蓄積した正孔が、トレンチ１０に沿って表面近傍のボディ層１６まで流れ、ボディ層１６からボディコンタクト層１２に集中して流れる。この際に、トレンチ１０とボディコンタクト層１２の間隔が広く形成されていると、ボディ層１６において正孔が集中して流れる範囲が広がり、ラッチアップを生じやすくなってしまう。本実施例の半導体装置２では、トレンチ１０とボディコンタクト層１２の間隔が狭く保たれているので、ボディ層１６において正孔が集中して流れる範囲を狭めて、ラッチアップの発生を抑制することができる。半導体装置２のＲＢＳＯＡ耐量を向上することができる。【００２６】
また、本実施例の半導体装置２では、トレンチ１０が伸びる方向（Ｘ方向）のボディコンタクト層１２からエミッタ層１４までの間隔を大きくすることで、ボディコンタクト層１２が小さく形成されている。このような構成とすることによって、ダイオード動作時の、ボディコンタクト層１２からドリフト層１８への正孔の注入量が低減される。これによって、ダイオード動作時の逆回復特性を向上し、スイッチング損失を低減することができる。【００２７】
さらに、本実施例では、ダイオード領域６からの距離が近い箇所に配置されたボディコンタクト層１２は、トレンチ１０が伸びる方向（Ｘ方向）の幅が狭く、ダイオード領域６からの距離が遠い箇所に配置されたボディコンタクト層１２は、トレンチ１０が伸びる方向（Ｘ方向）の幅が広く、それぞれ形成されている。すなわち、ダイオード領域６からの距離が近い箇所に配置されたボディコンタクト層１２は小さく形成されており、ダイオード領域６からの距離が遠い箇所に配置されたボディコンタクト層１２は大きく形成されている。【００２８】
ＩＧＢＴ領域４のターンオフ時のアバランシェ電流は、ＩＧＢＴ領域４の中央のボディコンタクト層１２に集中して流れる。言い換えると、アバランシェ電流はＩＧＢＴ領域４において、ダイオード領域６からの距離が遠い箇所のボディコンタクト層１２に集中して流れる。本実施例の半導体装置２では、アバランシェ電流が集中する箇所のボディコンタクト層１２が大きく形成されているので、ＩＧＢＴ動作時のアバランシェ耐量を確保することができる。【００２９】
本実施例の半導体装置２では、ＩＧＢＴ領域４において、アバランシェ電流が集中しない箇所（すなわち、ＩＧＢＴ領域４においてダイオード領域６からの距離が近い箇所）において、ボディコンタクト層１２が小さく形成されている。このような構成とすることによって、ダイオード動作時の、ボディコンタクト層１２からドリフト層１８への正孔の注入量が低減される。これによって、ダイオード動作時の逆回復特性を向上し、スイッチング損失を低減することができる。【００３０】
図５に示すように、本実施例の半導体装置２では、素子領域５の周縁部におけるＩＧＢＴ領域４のボディコンタクト層１２が、他の部分におけるＩＧＢＴ領域４のボディコンタクト層１２よりも大きく形成されている。素子領域５の周縁部のボディコンタクト層１２には、ＩＧＢＴ領域４のターンオフ時に正孔が特に集中して流れるため、ボディコンタクト層１２を小さく形成すると、ＲＢＳＯＡ耐量が低下してしまう。本実施例のように、素子領域５の周縁部におけるボディコンタクト層１２を、他の部分におけるＩＧＢＴ領域４のボディコンタクト層１２よりも大きく形成することによって、半導体装置２のＲＢＳＯＡ耐量の低下を防ぐことができる。【００３１】
本実施例の半導体装置２では、センス領域８は、ボディコンタクト層１２の配置の仕方を除いて、ＩＧＢＴ領域４と同様の構成を備えている。センス領域８は、ＩＧＢＴ領域４に流れる電流の大きさを検出するために使用される。センス領域８のコレクタ層２２、ドリフト層１８、ボディ層１６、キャリア蓄積層１５、ゲート電極３８、エミッタ層１４、ボディコンタクト層１２を、それぞれセンスコレクタ層、センスドリフト層、センスボディ層、センスキャリア蓄積層、センスゲート電極、センスエミッタ層、センスボディコンタクト層ということもある。【００３２】
図６に示すように、センス領域８においては、ボディコンタクト層１２がエミッタ層１４と接するように配置されている。より具体的には、センス領域８においては、ボディコンタクト層１２がエミッタ層１４と、互いのＲ部が重なり合うように近接して配置されている。言い換えると、センス領域８におけるボディコンタクト層１２は、ＩＧＢＴ領域４におけるボディコンタクト層１２よりも大きく形成されている。センス領域８は本来的に破壊耐量が低く、センス領域８のボディコンタクト層１２を小さく形成すると、センス領域８の破壊耐量をさらに低下させてしまう。本実施例のように、センス領域８のボディコンタクト層１２を大きく形成することで、センス領域８の破壊耐量を確保することができる。【００３３】
なお、センス領域８におけるボディコンタクト層１２の配置は、全面を図６に示すような配置としてもよい。あるいは、センス領域８の一部において図６に示すようなボディコンタクト層１２の配置とし、残部においてＩＧＢＴ領域４と同様なボディコンタクト層１２の配置としてもよい。【００３４】
上記の実施例では、半導体装置２がＩＧＢＴ領域４、ダイオード領域６およびセンス領域８を備える構成を例として説明したが、半導体装置２がＩＧＢＴ領域４とセンス領域８のみ、あるいはＩＧＢＴ領域４のみを備える構成としてもよい。【００３５】
上記の実施例では、ＩＧＢＴ領域４とダイオード領域６が、トレンチ１０に沿ったストライプ状の構造を有する場合について説明したが、ＩＧＢＴ領域４とダイオード領域６は、他の形状の構造を有していてもよい。【００３６】
上記の実施例では、ＩＧＢＴ領域４とダイオード領域６が、トレンチ１０が伸びる方向（Ｘ方向）に直交する方向（Ｙ方向）に、交互に並んで配置される場合について説明したが、ＩＧＢＴ領域４とダイオード領域６の配置の仕方はこれに限定されるものではない。例えば、半導体装置２を上面視したときに、ダイオード領域６が円形形状または矩形形状に配置され、その周囲にＩＧＢＴ領域４が配置される構成としてもよい。【００３７】
なお、上記の実施例では、半導体装置２を上面視したときに、ボディコンタクト層１２が矩形形状に形成される場合について説明したが、ボディコンタクト層１２は円形形状や、三角形形状など、他の形状に形成されていてもよい。【００３８】
本発明の代表的かつ非限定的な具体例について、図面を参照して詳細に説明した。この詳細な説明は、本発明の好ましい例を実施するための詳細を当業者に示すことを単純に意図しており、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。また、開示された追加的な特徴ならびに発明は、さらに改善された半導体装置を提供するために、他の特徴や発明とは別に、又は共に用いることができる。【００３９】
また、上記の詳細な説明で開示された特徴や工程の組み合わせは、最も広い意味において本発明を実施する際に必須のものではなく、特に本発明の代表的な具体例を説明するためにのみ記載されるものである。さらに、上記の代表的な具体例の様々な特徴、ならびに、特許請求の範囲に記載されるものの様々な特徴は、本発明の追加的かつ有用な実施形態を提供するにあたって、ここに記載される具体例のとおりに、あるいは列挙された順番のとおりに組合せなければならないものではない。【００４０】
本明細書及び／又は特許請求の範囲に記載された全ての特徴は、実施例及び／又は特許請求の範囲に記載された特徴の構成とは別に、出願当初の開示ならびに特許請求の範囲に記載された特定事項に対する限定として、個別に、かつ互いに独立して開示されることを意図するものである。さらに、全ての数値範囲及びグループ又は集団に関する記載は、出願当初の開示ならびに特許請求の範囲に記載された特定事項に対する限定として、それらの中間の構成を開示する意図を持ってなされている。【００４１】
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。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。
【図１】
2014125583.tif 000003
【図２】
2014125583.tif 000004
【図３】
2014125583.tif 000005
【図４】
2014125583.tif 000006
【図５】
2014125583.tif 000007
【図６】
2014125583.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成28年6月23日(2016.6.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともＩＧＢＴ領域を含む素子領域が半導体基板に形成されている半導体装置であって、
半導体基板の表面には表面電極が設けられており、半導体基板の裏面には裏面電極が設けられており、
ＩＧＢＴ領域は、
裏面電極に接している第１導電型のコレクタ層と、
コレクタ層に対して半導体基板の表面側に設けられた、第２導電型のドリフト層と、
ドリフト層に対して半導体基板の表面側に設けられており、表面電極に接している第１導電型のボディ層と、
半導体基板の表面からドリフト層まで達するトレンチの内部に配置されており、絶縁膜によって半導体基板と表面電極から絶縁されたゲート電極と、
ボディ層と表面電極の間に設けられており、ゲート電極の絶縁膜と表面電極に接している第２導電型のエミッタ層と、
ボディ層と表面電極の間に設けられており、表面電極に接している、ボディ層より不純物濃度が高い第１導電型のコンタクト層を備えており、
半導体基板の表面に沿ってトレンチが伸びる方向をＸ方向とし、半導体基板の表面に沿ってＸ方向に直交する方向をＹ方向としたときに、
エミッタ層が、並んで配置された２つのトレンチの間で、一方のトレンチから他方のトレンチまで、Ｙ方向に沿って伸びるように配置されており、
半導体基板を上方から平面視したときに、ボディ層が、トレンチとエミッタ層によって区画されており、コンタクト層が、区画されたボディ層の中央付近に配置されており、
コンタクト層からエミッタ層までのＸ方向の間隔が、コンタクト層からトレンチまでのＹ方向の間隔よりも大きい、半導体装置。
【請求項２】
ドリフト層と表面電極の間を遮るようにボディ層の内部に設けられた、第２導電型のキャリア蓄積層をさらに備える、請求項１の半導体装置。
【請求項３】
素子領域の周縁部におけるコンタクト層からエミッタ層までのＸ方向の間隔が、他の部分におけるコンタクト層からエミッタ層までのＸ方向の間隔よりも小さい、請求項１または２の半導体装置。
【請求項４】
半導体基板にセンスＩＧＢＴ領域がさらに形成されており、
センスＩＧＢＴ領域は、
裏面電極に接している第１導電型のセンスコレクタ層と、
センスコレクタ層に対して半導体基板の表面側に設けられた、第２導電型のセンスドリフト層と、
センスドリフト層に対して半導体基板の表面側に設けられており、表面電極に接している第１導電型のセンスボディ層と、
半導体基板の表面からセンスドリフト層まで達するトレンチの内部に配置されており、絶縁膜によって半導体基板と表面電極から絶縁されたセンスゲート電極と、
センスボディ層と表面電極の間に設けられており、センスゲート電極の絶縁膜と表面電極に接している第２導電型のセンスエミッタ層と、
センスボディ層と表面電極の間に設けられており、表面電極に接している、センスボディ層より不純物濃度が高い第１導電型のセンスコンタクト層を備えており、
センスエミッタ層が、並んで配置された２つのトレンチの間で、一方のトレンチから他方のトレンチまで、Ｙ方向に沿って伸びるように配置されており、
半導体基板を上方から平面視したときに、センスボディ層が、トレンチとセンスエミッタ層によって区画されており、センスコンタクト層が、区画されたセンスボディ層の中央付近に配置されており、
センスＩＧＢＴ領域におけるセンスコンタクト層からセンスエミッタ層までのＸ方向の間隔が、ＩＧＢＴ領域におけるコンタクト層からエミッタ層までのＸ方向の間隔よりも小さい、請求項１から３の何れか一項の半導体装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本明細書は、少なくともＩＧＢＴ領域を含む素子領域が半導体基板に形成されている半導体装置を開示する。半導体基板の表面には表面電極が設けられており、半導体基板の裏面には裏面電極が設けられている。ＩＧＢＴ領域は、裏面電極に接している第１導電型のコレクタ層と、コレクタ層に対して半導体基板の表面側に設けられた、第２導電型のドリフト層と、ドリフト層に対して半導体基板の表面側に設けられており、表面電極に接している第１導電型のボディ層と、半導体基板の表面からドリフト層まで達するトレンチの内部に配置されており、絶縁膜によって半導体基板と表面電極から絶縁されたゲート電極と、ボディ層と表面電極の間に設けられており、ゲート電極の絶縁膜と表面電極に接している第２導電型のエミッタ層と、ボディ層と表面電極の間に設けられており、表面電極に接している、ボディ層より不純物濃度が高い第１導電型のコンタクト層を備えている。その半導体装置では、半導体基板の表面に沿ってトレンチが伸びる方向をＸ方向とし、半導体基板の表面に沿ってＸ方向に直交する方向をＹ方向としたときに、エミッタ層が、並んで配置された２つのトレンチの間で、一方のトレンチから他方のトレンチまで、Ｙ方向に沿って伸びるように配置されている。その半導体装置では、半導体基板を上方から平面視したときに、ボディ層が、トレンチとエミッタ層によって区画されており、コンタクト層が、区画されたボディ層の中央付近に配置されている。その半導体装置では、コンタクト層からエミッタ層までのＸ方向の間隔が、コンタクト層からトレンチまでのＹ方向の間隔よりも大きい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本明細書が開示する半導体装置は、半導体基板にセンスＩＧＢＴ領域がさらに形成されており、センスＩＧＢＴ領域は、裏面電極に接している第１導電型のセンスコレクタ層と、センスコレクタ層に対して半導体基板の表面側に設けられた、第２導電型のセンスドリフト層と、センスドリフト層に対して半導体基板の表面側に設けられており、表面電極に接している第１導電型のセンスボディ層と、半導体基板の表面からセンスドリフト層まで達するトレンチの内部に配置されており、絶縁膜によって半導体基板と表面電極から絶縁されたセンスゲート電極と、センスボディ層と表面電極の間に設けられており、センスゲート電極の絶縁膜と表面電極に接している第２導電型のセンスエミッタ層と、センスボディ層と表面電極の間に設けられており、表面電極に接している、センスボディ層より不純物濃度が高い第１導電型のセンスコンタクト層を備えており、センスエミッタ層が、並んで配置された２つのトレンチの間で、一方のトレンチから他方のトレンチまで、Ｙ方向に沿って伸びるように配置されており、半導体基板を上方から平面視したときに、センスボディ層が、トレンチとセンスエミッタ層によって区画されており、センスコンタクト層が、区画されたセンスボディ層の中央付近に配置されており、センスＩＧＢＴ領域におけるセンスコンタクト層からセンスエミッタ層までのＸ方向の間隔が、ＩＧＢＴ領域におけるコンタクト層からエミッタ層までのＸ方向の間隔よりも小さいように構成することができる。
【国際調査報告】
2014125583.tif 000009
2014125583.tif 000010
2014125583.tif 000011