(57)【要約】  ＩＧＢＴ素子は、ＩＧＢＴスタックと、コレクタコンタクトと、ゲートコンタクトと、エミッタコンタクトとを含む。ＩＧＢＴスタックは、インジェクタ領域と、インジェクタ領域上のドリフト領域と、ドリフト領域上の拡散領域と、拡散領域における一対の接合インプラントとを含む。拡散領域は、ドリフト領域と反対側の、ＩＧＢＴスタックの第１の面を提供する。一対の接合インプラントは、チャネルにより分離され、ＩＧＢＴスタックの第１の面からＩＧＢＴスタックの側縁に沿ってドリフト領域に向かって第１の深さに延在し、拡散領域の厚さは、第１の深さより少なくとも１倍半大きい。
2017508300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）素子であって、前記ＩＧＢＴ素子が、
・インジェクタ領域と、
・前記インジェクタ領域上のドリフト領域と、
・前記ドリフト領域上にあると共に、前記ドリフト領域と反対側のＩＧＢＴスタックの第１の面を提供する、拡散領域と、
・前記拡散領域における一対の接合インプラントと、を含む
・ＩＧＢＴスタックと、
・前記ＩＧＢＴスタックの前記第１の面上のゲートコンタクトおよびエミッタコンタクトと、
・前記ＩＧＢＴスタックの第２の面上にあると共に、前記ドリフト領域の反対側の前記インジェクタ領域により提供される、コレクタコンタクトと、を含み、
・前記一対の接合インプラントが、チャネルによって分離され、前記ＩＧＢＴスタックの前記第１の面から前記ＩＧＢＴスタックの側縁に沿って前記ドリフト領域に向かって第１の深さに延在し、
・前記拡散領域の厚さが、前記第１の深さの２倍を超える、ＩＧＢＴ素子。
【請求項２】
前記拡散領域の厚さが、前記第１の深さの４倍未満である、請求項１記載のＩＧＢＴ素子。
【請求項４】
前記ＩＧＢＴスタックがワイドバンドギャップ半導体材料である、請求項１に記載のＩＧＢＴ素子。
【請求項５】
前記ＩＧＢＴスタックがシリコンカーバイド（ＳｉＣ）である、請求項１に記載のＩＧＢＴ素子。
【請求項６】
前記一対の接合インプラントそれぞれが、
・ベースウェルと、
・ソースウェルと、
・オーミックウェルと、を備え、前記ベースウェル、前記ソースウェル、前記オーミックウェルのドーピング濃度が互いに異なっている、請求項１に記載のＩＧＢＴ素子。
【請求項７】
・前記ゲートコンタクトが前記一対の接合インプラントの各ソースウェルに部分的に重なると共にその間に延在し、
・前記エミッタコンタクトが、前記ゲートコンタクトに接触することなく、前記一対の接合インプラントそれぞれのソースウェルとオーミックウェル両方にそれぞれ部分的に重なる、請求項６に記載のＩＧＢＴ素子。
【請求項８】
前記ゲートコンタクトと前記ＩＧＢＴスタックの第１の面との間にゲート酸化物層をさらに含む、請求項７に記載のＩＧＢＴ素子。
【請求項９】
・前記ドリフト領域が、ドーピング濃度が１×１０１３ｃｍ−３〜１×１０１５ｃｍ−３の間のＮ領域であり、
・前記インジェクタ領域が、ドーピング濃度が１×１０１６ｃｍ−３〜１×１０２１ｃｍ−３の間のＰ領域であり、
・前記拡散領域が、ドーピング濃度が５×１０１５ｃｍ−３〜５×１０１６ｃｍ−３の間のＮ領域である、請求項１に記載のＩＧＢＴ素子。
【請求項１０】
・前記ドリフト領域が、ドーピング濃度が１×１０１３ｃｍ−３〜１×１０１５ｃｍ−３の間のＰ型領域であり、
・前記インジェクタ領域が、ドーピング濃度が１×１０１６ｃｍ−３〜１×１０２１ｃｍ−３の間のＮ領域であり、
・前記拡散領域が、ドーピング濃度が５×１０１５ｃｍ−３〜５×１０１６ｃｍ−３の間のＰ領域である、請求項１に記載のＩＧＢＴ素子。
【請求項１１】
・前記第１の深さが約０.３μｍ〜約１.０μｍの範囲であり、
・前記拡散領域の厚さが約１.５μｍ〜約１０μｍの範囲である、請求項１に記載のＩＧＢＴ素子。
【請求項１２】
前記ＩＧＢＴスタックの幅が約１μｍ〜４μｍの間である、請求項１に記載のＩＧＢＴ素子。
【請求項１３】
絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）素子であって、前記ＩＧＢＴ素子が、
・インジェクタ領域と、
・前記インジェクタ領域上のドリフト領域と、
・前記ドリフト領域上にあると共に、前記ドリフト領域と反対側の前記ＩＧＢＴスタックの第１の面を提供する、拡散領域と、
・前記拡散領域における一対の接合インプラントと、を含む
・ＩＧＢＴスタックと、
・前記ＩＧＢＴスタックの前記第１の面上のゲートコンタクトおよびエミッタコンタクトと、
・前記ＩＧＢＴスタックの第２の面上にあると共に、前記ドリフト領域の反対側のインジェクタ領域により提供される、コレクタコンタクトと、を含み、
・前記一対の接合インプラントが、接合型電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴ）領域によって分離され、前記ＩＧＢＴスタックの前記第１の面から前記ＩＧＢＴスタックの側縁に沿って前記ドリフト領域に向かって第１の深さに延在し、
・前記拡散領域が、少なくとも１.５μｍだけ前記第１の深さを越えて延在する、ＩＧＢＴ素子。
【請求項１４】
前記拡散領域が、約１０.０μｍ未満だけ前記第１の深さを越えて延在する、請求項１３に記載のＩＧＢＴ素子。
【請求項１５】
前記拡散領域が、少なくとも２.０μｍだけ前記第１の深さを越えて延在する、請求項１３に記載のＩＧＢＴ素子。
【請求項１６】
前記ＩＧＢＴスタックが、ワイドバンドギャップ半導体材料からなる、請求項１３に記載のＩＧＢＴ素子。
【請求項１７】
前記ＩＧＢＴスタックが、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）からなる、請求項１３に記載のＩＧＢＴ素子。
【請求項１８】
前記一対の接合インプラントそれぞれが、
・ベースウェルと、
・ソースウェルと、
・オーミックウェルと、を備え、前記ベースウェル、ソースウェル、オーミックウェルのドーピング濃度が互いに異なっている、請求項１３に記載のＩＧＢＴ素子。
【請求項１９】
・前記ゲートコンタクトが前記一対の接合インプラントの各ソースと部分的に重なると共にその間に延在し、
・前記エミッタコンタクトが、前記ゲートコンタクトに接触することなく、前記一対の接合インプラントそれぞれの前記ソースウェルおよび前記オーミックウェル両方にそれぞれ部分的に重なる、請求項１８に記載のＩＧＢＴ素子。
【請求項２０】
前記ゲートコンタクトおよび前記ＩＧＢＴスタックの前記第１の面との間にゲート酸化物層をさらに含む、請求項１９に記載のＩＧＢＴ素子。
【請求項２１】
・前記ドリフト領域が、ドーピング濃度が１×１０１３ｃｍ−３〜１×１０１５ｃｍ−３の間のＮ領域であり、
・前記インジェクタ領域が、ドーピング濃度が１×１０１６ｃｍ−３〜１×１０２１ｃｍ−３の間のＰ領域であり、
・前記拡散領域が、ドーピング濃度が５×１０１５ｃｍ−３〜５×１０１６ｃｍ−３の間のＮ領域である、請求項１３に記載のＩＧＢＴ素子。
【請求項２２】
・前記ドリフト領域が、ドーピング濃度が１×１０１３ｃｍ−３〜１×１０１５ｃｍ−３の間のＰ型領域であり、
・前記インジェクタ領域が、ドーピング濃度が１×１０１６ｃｍ−３〜１×１０２１ｃｍ−３の間のＮ領域であり、
・前記拡散領域が、ドーピング濃度が５×１０１５ｃｍ−３〜５×１０１６ｃｍ−３の間のＰ領域である、請求項１３に記載のＩＧＢＴ素子。
【請求項２３】
前記第１の深さが、約０.３μｍ〜約１.５μｍの範囲である、請求項１３に記載のＩＧＢＴ素子。
【請求項２４】
前記ＩＧＢＴスタックの幅が、約１μｍ〜４μｍの間である、請求項１３に記載のＩＧＢＴ素子。
【請求項２５】
インジェクタ領域と、前記インジェクタ領域上のドリフト領域と、前記ドリフト領域上の拡散領域とを含むＩＧＢＴスタックを提供する工程であって、前記拡散領域が、前記ドリフト層の反対側の前記ＩＧＢＴスタックの第１の面を提供する工程と、
前記ＩＧＢＴスタックの前記第１の面に一対の接合インプラントを提供する工程であって、前記一対の接合インプラントがチャネルによって分離され、前記ＩＧＢＴスタックの前記第１の面から前記ドリフト領域に向かって第１の深さに延在し、前記拡散領域の厚さが少なくとも前記第１の深さの２倍を超える工程と、
前記ＩＧＢＴスタックの前記第１の面上にゲートコンタクトおよびエミッタコンタクトを提供する工程と、
前記ＩＧＢＴスタックの第２の面上にあると共に、前記ドリフト領域の反対側の前記インジェクタ領域により提供される、コレクタコンタクトを提供する工程と、を含む方法。
【請求項２６】
前記拡散領域の厚みが、前記第１の深さの４倍未満である、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記ＩＧＢＴスタックがシリコンカーバイド（ＳｉＣ）である、請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）素子であって、前記ＩＧＢＴ素子が、
・インジェクタ領域と、
・前記インジェクタ領域の上のドリフト領域と、
・前記ドリフト領域上の拡散領域と、
・各々がチャネルによって分離された、前記拡散領域における一対の接合インプラントと、を備えたＩＧＢＴスタックを備え、
前記ＩＧＢＴスタックの幅が約４μｍ未満である、ＩＧＢＴ素子。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［政府支援］
本発明は、米国陸軍によって授与された契約番号Ｗ９１１ＮＦ−１０−２−００３８に基づき政府の資金で行われたものである。米国政府は本発明における権利を有する。
［開示の分野］
本発明は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）素子及び構造に関する。
［背景］
絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）の多くの望ましい特性をバイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）の多くの望ましい特性と組み合わせた半導体素子である。例示的な従来のＩＧＢＴ素子１０を図１に示す。図１に示す従来のＩＧＢＴ素子は、単一のＩＧＢＴセルを示し、ＩＧＢＴスタック１２と、コレクタコンタクト１４と、ゲートコンタクト１６と、エミッタコンタクト１８とを含む。ＩＧＢＴスタック１２は、コレクタコンタクト１４に隣接するインジェクタ領域２０と、ゲートコンタクト１６及びエミッタコンタクト１８に隣接する、インジェクタ領域２０上のドリフト領域２２と、ドリフト領域２２における一対の接合インプラント２４とを含む。ドリフト領域２２はＩＧＢＴスタック１２の第１の面２６を提供し、その上にはゲートコンタクト１６及びエミッタコンタクト１８が配置されている。さらに、インジェクタ領域２０は第１の面２６の反対側のＩＧＢＴスタック１２の第２の面２８を提供し、その上にはコレクタコンタクト１４が配置されている。
【０００２】
各接合インプラント２４は、一般に、イオン注入法により形成され、ベースウェル３０と、ソースウェル３２と、オーミックウェル３４とを含む。ベースウェル３０は、ＩＧＢＴスタック１２の第１の面２６に注入され、ＩＧＢＴスタック１２の側縁３６に沿ってインジェクタ領域２０に向かって下方に延在している。ソースウェル３２及びオーミックウェル３４は、ＩＧＢＴスタック１２の第１の面２６の浅い部分に形成され、ベースウェル３０に囲まれている。ＪＦＥＴギャップ３８は、各接合インプラント２４を分離し、従来のＩＧＢＴ素子１０における各接合インプラント２４間の距離としてＪＦＥＴギャップ幅ＷＪＦＥＴを定義している。
【０００３】
ゲート酸化物層４０はＩＧＢＴスタック１２の第１の面２６上に配置され、それぞれのソースウェル３２の一部の表面間に横方向に延在している。そのため、ゲート酸化層４０は接合インプラント２４における各ソースウェル３２の表面間に部分的に重なって広がっている。ゲートコンタクト１６は、ゲート酸化物層４０の上に配置されている。エミッタコンタクト１８は、「Ｕ」形状であり、２つの部分でＩＧＢＴスタック１２の第１の面２６と接触している。ＩＧＢＴスタック１２の第１の面２６上のエミッタコンタクト１８の各部分は、ゲートコンタクト１６又はゲート酸化物層４０に接触することなく、一方の接合インプラント２４のソースウェル３２及びオーミックウェル３４の両方にそれぞれ部分的に重なる。
【０００４】
インジェクタ領域２０とドリフト領域２２との間の第１接合部Ｊ１、各ベースウェル３０とドリフト領域２２との間の第２接合部Ｊ２、各ソースウェル３２と各ベースウェル３０との間の第３接合部Ｊ３は、従来のＩＧＢＴ素子１０の付勢力に基づいて順方向バイアス動作モード又は逆バイアス動作モードのいずれかで動作するように制御されている。これにより、コレクタコンタクト１４とエミッタコンタクト１８との間の電流の流れが制御される。
【０００５】
従来のＩＧＢＴ素子１０は、３つの主要動作モードを有している。正のバイアスがゲートコンタクト１６及びエミッタコンタクト１８に印加され、負のバイアスがコレクタコンタクト１４に印加されると、従来のＩＧＢＴ素子１０は、逆ブロッキングモードで動作する。従来のＩＧＢＴ素子１０の逆ブロッキングモードでは、第１接合部Ｊ１及び第３接合部Ｊ３が逆バイアスされる一方、第２接合部Ｊ２が順方向にバイアスされる。当業者によって理解されるように、逆バイアス接合部Ｊ１及びＪ３は、コレクタコンタクト１４からエミッタコンタクト１８へ電流が流れるのを防ぐ。したがって、ドリフト領域２２は、コレクタコンタクト１４及びエミッタコンタクト１８の両端の電圧の大部分をサポートしている。
【０００６】
負のバイアスがゲートコンタクト１６及びエミッタコンタクト１８に印加され、正のバイアスがコレクタコンタクト１４に印加されると、従来のＩＧＢＴ素子１０は、順方向ブロッキングモードで動作する。従来のＩＧＢＴ素子１０の順方向ブロッキングモードでは、第１接合部Ｊ１及び第３接合部Ｊ３が順方向バイアスされる一方、第２接合部Ｊ２が逆バイアスされる。当業者によって理解されるように、第２接合部Ｊ２の逆バイアスは、ＩＧＢＴ素子１０のＪＦＥＴギャップ３８を効果的にピンチオフし、電流がコレクタコンタクト１４からエミッタコンタクト１８に流れるのを防止する空乏領域を生成する。したがって、ドリフト領域２２は、コレクタコンタクト１４及びエミッタコンタクト１８の両端の電圧の大部分をサポートする。
【０００７】
正のバイアスがゲートコンタクト１６及びコレクタコンタクト１４に印加され、負のバイアスがエミッタコンタクト１８に印加されると、従来のＩＧＢＴ素子１０は、順方向導通動作モードで動作する。従来のＩＧＢＴ素子１０の順方向導通動作モードでは、第１接合部Ｊ１及び第３接合部Ｊ３は順方向バイアスされる一方、第２接合部Ｊ２は逆バイアスされる。したがって、電流はコレクタコンタクト１４からエミッタコンタクト１８に流れることができる。具体的には、ゲートコンタクト１６に印加される正バイアスがＩＧＢＴスタック１２の第１の面２６上に反転チャネルを生成し、これにより、電子がエミッタコンタクト１８から各ソースウェル３２及び各ベースウェル３０を介してドリフト領域２２に流れ込むための低抵抗経路を作成する。電子がドリフト領域２２に流入するとドリフト領域２２の電位が低下し、それにより第１接合部Ｊ１が順方向バイアス動作モードになる。第１接合部Ｊ１が順方向バイアスになると、正孔がインジェクタ領域２０からドリフト領域２２に流入することができる。正孔は効果的にドリフト領域２２のドーピング濃度を増加し、それによって、その導電率を増加させる。したがって、エミッタコンタクト１８からの電子は、ドリフト領域２２を通ってコレクタコンタクト１４により容易に流れることができる。
【０００８】
従来のＩＧＢＴ素子１０のＩＧＢＴスタック１２は、シリコン（Ｓｉ）であり、その利点及び欠点は当業者によく知られている。ＩＧＢＴ素子の性能をさらに向上させる試みにおいて、多くはＩＧＢＴスタック１２にシリコンカーバイド（ＳｉＣ）などのワイドバンドギャップ材料を使用することに努力が集中している。有望ではあるが、図１に示されるような従来のＩＧＢＴ構造は、ＳｉＣなどのワイドバンドギャップ材料で使用するには一般的には不適当である。ＳｉＣの製造プロセスに固有の制限のために、ＳｉＣのＩＧＢＴ素子のインジェクタ領域２０におけるキャリア移動度及び／又はキャリア濃度は大幅に減少する可能性がある。具体的には、インジェクタ領域２０における導電性は、欠陥密度が低い高品質のＰ型エピタキシャルャル層を成長させるのが困難であるために、ＳｉＣデバイスでは低くなる。さらに、接合インプラント２４のイオン注入によるドリフト領域２２内の損傷により、各接合インプラント２４の直下の領域内のキャリアの寿命が大幅に減少する。ＳｉＣのＩＧＢＴ素子における上記の状態の原因は、インジェクタ領域２０からの正孔がインジェクタ領域２０から一定距離上方のドリフト領域２２の部分の導電率を適切に調節しないことによる。したがって、エミッタコンタクト１８からの電子はドリフト領域２２の上部の高抵抗経路に遭い、それにより、従来のＩＧＢＴ素子１０のオン抵抗ＲＯＮを著しく上げるか、又は完全に素子内の電流の流れを遮断する。よって、ＳｉＣなどのワイドバンドギャップ半導体材料での使用に適したＩＧＢＴ構造が必要とされている。
［概要］
本発明は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）素子及び構造に関する。一実施形態によれば、ＩＧＢＴ素子は、ＩＧＢＴスタックと、コレクタコンタクトと、ゲートコンタクトと、エミッタコンタクトとを含む。ＩＧＢＴスタックは、インジェクタ領域と、インジェクタ領域上のドリフト領域と、ドリフト領域上の拡散領域と、拡散領域における一対の接合インプラントとを含む。拡散領域は、ドリフト領域と反対側のＩＧＢＴスタックの第１の面を提供する。一対の接合インプラントは、ＪＦＥＴギャップによって分離され、またＩＧＢＴスタックの第１の面からドリフト領域に向かってＩＧＢＴスタックの側縁に沿って第１の深さまで延在している。そのため、拡散領域の厚さは、第１の深さよりも少なくとも１倍半大きい。各接合インプラントの深さよりも少なくとも１倍半厚い拡散層を含むことにより、ＩＧＢＴ素子のオン抵抗ＲＯＮ及び前面側射出能力を向上させ得る。
【０００９】
様々な実施形態によれば、拡散層の厚さは、接合インプラントの第１の深さよりも少なくとも２〜４倍大きい。
一実施形態によれば、ＩＧＢＴスタックは、ワイドバンドギャップ半導体材料で形成される。例えば、ＩＧＢＴスタックはシリコンカーバイド（ＳｉＣ）基板であってもよい。
【００１０】
一実施形態によれば、ドリフト領域は低濃度にドープされたＮ領域であり、インジェクタ領域は高濃度にドープされたＰ領域であり、拡散領域は高濃度にドープされたＮ領域である。
【００１１】
一実施形態によれば、ＩＧＢＴ素子は、ＩＧＢＴスタックと、コレクタコンタクトと、ゲートコンタクトと、エミッタコンタクトとを含む。ＩＧＢＴスタックは、インジェクタ領域と、インジェクタ領域上のドリフト領域と、ドリフト領域上の拡散領域と、拡散領域における一対の接合インプラントとを含む。拡散領域は、ドリフト領域と反対側のＩＧＢＴスタックの第１の面を提供する。一対の接合インプラントはＪＦＥＴギャップによって分離され、またＩＧＢＴスタックの第１の面からドリフト領域に向かってＩＧＢＴスタックの側縁に沿って第１の深さに延在している。そのため、拡散領域の少なくとも１.５μｍが各接合インプラントの底部とドリフト領域との間に存在するように、拡散領域は第１の深さの少なくとも１.５μｍを超えて延在している。上述したように、各接合インプラントの深さの少なくとも１.５μｍを超えて延在する拡散層を有することにより、ＩＧＢＴ素子のオン抵抗ＲＯＮ及び前面側射出能力を向上させ得る。
【００１２】
様々な実施形態によれば、拡散領域は、各接合インプラントの第１の深さよりも少なくとも２.０μｍ〜１０.０μｍ厚い。
当業者は、本開示の範囲を理解し、添付の図面に関連する好ましい実施形態の以下の詳細な説明を読んだ後、そのさらなる態様を理解するであろう。
【００１３】
本明細書に組み込まれると共にその一部を形成する添付の図面は、本開示のいくつかの態様を例示し、その説明と共に、本開示の原理を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来のＩＧＢＴ素子の平面図を示す。
【図２】本開示の一実施形態によるワイドバンドギャップ半導体材料に適したＩＧＢＴ素子の平面図を示す。
【図３】本開示の一実施形態による、図２に示すＩＧＢＴ素子の製造方法を説明するフローチャートを示す。
【図４Ａ】本開示の一実施形態による、図２に示すＩＧＢＴ素子の製造方法を説明する。
【図４Ｂ】本開示の一実施形態による、図２に示すＩＧＢＴ素子の製造方法を説明する。
【図４Ｃ】本開示の一実施形態による、図２に示すＩＧＢＴ素子の製造方法を説明する。
【図４Ｄ】本開示の一実施形態による、図２に示すＩＧＢＴ素子の製造方法を説明する。
【図４Ｅ】本開示の一実施形態による、図２に示すＩＧＢＴ素子の製造方法を説明する。
【図４Ｆ】本開示の一実施形態による、図２に示すＩＧＢＴ素子の製造方法を説明する。
【図４Ｇ】本開示の一実施形態による、図２に示すＩＧＢＴ素子の製造方法を説明する。
【図４Ｈ】本開示の一実施形態による、図２に示すＩＧＢＴ素子の製造方法を説明する。
【図４Ｉ】本開示の一実施形態による、図２に示すＩＧＢＴ素子の製造方法を説明する。
【図５】本開示の一実施形態によるワイドバンドギャップ半導体材料に適したＩＧＢＴ素子の平面図を示す。
【図６】本開示の一実施形態による、図５に示すＩＧＢＴ素子の製造方法を説明するフローチャートを示す。
【図７Ａ】本開示の一実施形態による、図５に示すＩＧＢＴ素子の製造方法を示す。
【図７Ｂ】本開示の一実施形態による、図５に示すＩＧＢＴ素子の製造方法を示す。
【図７Ｃ】本開示の一実施形態による、図５に示すＩＧＢＴ素子の製造方法を示す。
【図７Ｄ】本開示の一実施形態による、図５に示すＩＧＢＴ素子の製造方法を示す。
【図７Ｅ】本開示の一実施形態による、図５に示すＩＧＢＴ素子の製造方法を示す。
【図７Ｆ】本開示の一実施形態による、図５に示すＩＧＢＴ素子の製造方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［詳細な説明］
以下に記載する実施形態は、当業者に実施形態を実施可能にすると共に実施形態を実施する最良の形態を説明するために必要な情報を示す。添付の図面に照らして以下の説明を読めば、当業者は、本開示の概念を理解し、特に本明細書中で扱われていないこれらの概念の応用を認識するであろう。これらの概念及び応用は、本開示及び添付の特許請求の範囲内であることが理解されるべきである。
【００１６】
第１、第２などの用語が様々な要素を説明するために本明細書で使用されるかもしれないが、これらの要素はこれらの用語によって限定されるべきではないことが理解されるであろう。これらの用語は、ある要素を別の要素と区別するためにのみ使用される。例えば、第１の要素は第２の要素と呼ぶことができ、同様に、第２の要素は、本開示の範囲から逸脱することなく、第１の要素と呼ぶことができる。本明細書において、用語「及び／又は」は、列挙された関連項目の一つ又はそれ以上の任意の及び全ての組み合わせを含む。
【００１７】
層、領域、又は基板などの要素が別の要素の「上に（ｏｎ）」存在する又は「上に（ｏｎｔｏ）」延在するものとして言及されるとき、それは他の要素上に直接存在するか又はその上に直接延在することができるかあるいは介在する要素が存在してもよいことが理解されるであろう。対照的に、要素が別の要素の「上に直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｏｎｔｏ）」存在する、又は「上に直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｏｎｔｏ）」延在すると称される場合、介在する要素は存在しない。同様に、層、領域、又は基板などの要素が別の要素の「上に（ｏｖｅｒ）」存在する又は「上に（ｏｖｅｒ）」延在するものとして言及されるとき、それは他の要素の真上に存在するか又はその真上に延在することができるかあるいは介在する要素が存在してもよいことが理解されるであろう。対照的に、要素が別の要素の「真上に（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｏｖｅｒ）」存在する、又は「真上に（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｏｖｅｒ）」延在すると称される場合、介在する要素は存在しない。また、要素が別の要素に「接続される」又は「連結」されるものとして言及されるとき、それは他の要素に直接接続又は連結することができるかあるいは介在する要素が存在してもよいことが理解されるであろう。対照的に、要素が別の要素に「直接接続」又は「直接連結」されると称されるとき、介在する要素は存在しない。
【００１８】
相対的な用語「下」又は「上」又は「上部」又は「下部」又は「水平」又は「垂直」は、本明細書では図に示すように１つの要素、層又は領域の別の要素、層、又は領域との関係を説明するために使用され得る。これらの用語及び上述の用語は、図に示された方位に加えて素子の異なる向きを包含することが意図されることが理解されるであろう。
【００１９】
本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明する目的のためだけのものであり、開示を限定することを意図するものではない。本明細書で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈が明らかに他を示さない限り、複数形も含むことを意図している。さらに、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、及び／又は「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」が本明細書で使用される場合、述べられた特徴、整数、ステップ、動作、要素、及び／又は構成要素の存在を特定するが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、及び／又はそのグループの存在又は追加を排除するものではないということが理解されるであろう。
【００２０】
別段の定義がない限り、本明細書で使用される（技術用語及び科学用語を含む）全ての用語は、一般的に、本開示が属する技術分野の当業者によって理解されるのと同じ意味を有する。さらに、本明細書中で使用される用語は、明確にそのように本明細書に定義されない限り、本明細書及び関連技術の文脈におけるそれらの意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、理想化又は過度に形式的な意味に解釈されないことが理解されるであろう。
【００２１】
図２を参照すると、ワイドバンドギャップ半導体材料系での使用に適したＩＧＢＴ素子４２が、本開示の一実施形態に従って示されている。図２に示すＩＧＢＴ素子４２は、複数のセルを含むより大きなＩＧＢＴ素子の一部であり得る単一のＩＧＢＴセルを表す。ＩＧＢＴ素子４２は、ＩＧＢＴスタック４４と、コレクタコンタクト４６と、ゲートコンタクト４８と、エミッタコンタクト５０とを含む。ＩＧＢＴスタック４４は、コレクタコンタクト４６に隣接するインジェクタ領域５２と、インジェクタ領域５２上のドリフト領域５４と、ドリフト領域５４上にあると共に、コンタクト４８及びエミッタコンタクト５０に隣接する拡散領域５６と、拡散領域５６における一対の接合インプラント５８とを含む。拡散領域５６は、ＩＧＢＴスタック４４の第１の面６０を提供し、その上にはゲートゲートコンタクト４８及びエミッタコンタクト５０が配置されている。さらに、インジェクタ領域５２は、第１の面６０に反対側のＩＧＢＴのスタック４４の第２の面６２を提供し、その上にはコレクタコンタクト４６が配置されている。拡散領域５６の厚さ（ＴＳ）は、拡散領域５６及びドリフト領域５４の接合部とＩＧＢＴスタック４４の第１の面６０との間の距離として定義される。
【００２２】
各接合インプラント５８は、イオン注入法により形成され、ベースウェル６４と、ソースウェル６６と、オーミックウェル６８とを含んでもよい。各ベースウェル６４はＩＧＢＴスタック４４の第１の面６０に埋め込まれており、ＩＧＢＴスタック４４の側縁７０に沿ってインジェクタ領域５２に向かって第１の深さ（ＤＢ）まで下方に延在している。なお、第１の深さ（ＤＢ）は、拡散領域５６の厚さ（ＴＳ）よりも実質的に小さい、各接合インプラント５８のドリフト領域５４に最も近い部分を示し、それによって、以下にさらに詳細に説明するように、接合インプラント５８の下方に配置された１つ以上の損傷領域の影響を軽減するために各接合インプラント５８とドリフト領域５４との間に拡散層バッファ７２を残す。拡散層バッファ７２の厚さは、ベースウェル６４の第１の深さ（ＤＢ）を差引いた拡散領域５６の厚さ（ＴＳ）である。ソースウェル６６及びオーミックウェル６８は、ＩＧＢＴスタック４４の第１の面６０の浅い部分に形成され、ベースウェル６４に囲まれている。ＪＦＥＴギャップ７４は各接合インプラント５８を分離し、ＩＧＢＴ素子４２における各接合インプラント間の距離としてＪＦＥＴギャップ幅ＷＪＦＥＴを定義する。以下でさらに詳細に説明するように、追加の接合型電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴ）インプラント７６をＪＦＥＴギャップ７４内に設けてもよい。
【００２３】
一実施形態によれば、拡散領域５６の厚さ（ＴＳ）は、約１.５μｍ〜１０μｍの間である。ベースウェル６４の第１の深さ（ＤＢ）は約０.５μｍ〜１.５μｍの間であってもよい。以下でさらに詳細に説明するように、拡散領域５６の厚さ（ＴＳ）は拡散層バッファ７２を提供するために、各接合インプラント５８のベースウェル６４の第１の深さ（ＤＢ）よりも実質的に大きく、接合インプラント５８の下方に配置された１つ以上の損傷領域の影響を軽減する。例えば、拡散領域５６の厚さ（ＴＳ）は、各ベースウェル６４の第１の深さ（ＤＢ）の１倍半から４倍大きくてもよい。さらなる例としては、拡散領域５６の厚さ（ＴＳ）は、ベースウェル６４の第１の深さ（ＤＢ）より少なくとも１.５μｍ〜１０.０μｍ大きくてもよく、拡散層バッファ７２は少なくとも１.５μｍ〜１０.０μｍである。
【００２４】
ゲート酸化物層７８は、ＩＧＢＴのスタック４４の第１の面６０上に配置されてもよく、各ソースウェル６６の一部の表面間に横方向に延在してもよい。それにより、ゲート酸化膜７８は接合インプラント５８の各ソースウェル６６の表面に部分的に重なると共にその間に延在する。エミッタコンタクト５０は、「Ｕ」字形状であってもよく、ＩＧＢＴスタック４４の第１の面６０と接触する２つの部分を含んでいてもよい。ＩＧＢＴのスタック４４の第１の面６０上のエミッタコンタクト５０の各部分は、ゲート酸化膜７８のゲートコンタクト４８に接触することなく、一方の接合インプラント５８のソースウェル６６及びオーミックウェル６８の両方にそれぞれ部分的に重なっていてもよい。
【００２５】
インジェクタ領域５２とドリフト領域５４との間の第１接合部Ｊ１と、各ベースウェル６４とドリフト領域５４との間の第２接合部Ｊ２と、各ソースウェル６６と各ベースウェル６４との間の第３接合部Ｊ３とは、ＩＧＢＴ素子４２の付勢力に基づいて順方向バイアス動作モード又は逆バイアス動作モードのいずれかで動作するように制御される。これにより、コレクタコンタクト４６とエミッタコンタクト５０との間の電流の流れが制御される。
【００２６】
一実施形態によれば、インジェクタ領域５２は、ドーピング濃度が１Ｅ１６ｃｍ−３〜１Ｅ２１ｃｍ−３の間である高濃度にドープされたＰ領域５２である。ドリフト領域５４は、ドーピング濃度が１Ｅ１３ｃｍ−３〜１Ｅ１５ｃｍ−３の間である低濃度にドープされたＮ領域であってもよい。以下でさらに詳細に説明するように、いくつかの実施形態では、ドリフト領域５４は、ＩＧＢＴ素子４２の一つ以上の性能パラメータを向上させるために、かなり低濃度のドーパントを含んでもよい。拡散領域５６は、ドーピング濃度が５Ｅ１５ｃｍ−３〜５Ｅ１６ｃｍ−３の間である高濃度にドープされたＮ領域であってもよい。さらに、いくつかの実施形態では、拡散領域５６は段階的ドーピング濃度を含み、拡散領域５６が、ＩＧＢＴスタック４４の第１の面６０から離れるように延在すると、拡散領域５６のドーピング濃度が徐々に減少するようにしてもよい。例えば、ＩＧＢＴスタック４４の第１の面６０に直接隣接する拡散領域５６の部分が約５Ｅ１６ｃｍ−３の濃度にドープされる一方、ドリフト領域に直接隣接する拡散領域の一部５４が約５Ｅ１５ｃｍ−３の濃度にドープされてもよい。ＪＦＥＴ領域７６はまた、ドーピング濃度が１Ｅ１６ｃｍ−３〜１Ｅ１７ｃｍ−３の間である高濃度にドープされたＮ領域であってもよい。さらに、ベースウェル６４は、ドーピング濃度が５Ｅ１７ｃｍ−３〜１Ｅ１９ｃｍ−３の間であるＰドープされた領域であってもよいし、ソースウェル６６は、ドーピング濃度が１Ｅ１９ｃｍ−３〜１Ｅ２１ｃｍ−３の間である高濃度にドープされたＮ領域であってもよく、オーミックウェル６８は、ドーピング濃度が１Ｅ１９ｃｍ−３〜１Ｅ２１ｃｍ−３の間である高濃度にドープされたＰ層であってもよい。
【００２７】
インジェクタ領域５２は、アルミニウム、ホウ素などをドープしてもよい。当業者は、インジェクタ領域５２をドープするのに適切であり得る多くの異なるドーパントが存在し、そのすべてが本明細書において意図されることを理解するであろう。ドリフト領域５４、拡散領域５６、ＪＦＥＴ領域７６は、窒素、リンなどをドープしてもよい。当業者は、ドリフト領域５４と、拡散領域５６と、ＪＦＥＴ領域とをドープするのに適切であり得る多くの異なるドーパントが存在し、そのすべてが本明細書において意図されることを理解するであろう。
【００２８】
一実施形態によれば、インジェクタ領域５２はエピタキシャルャル法によって生成される。さらなる実施形態によれば、インジェクタ領域５２はイオン注入法により形成される。当業者は、多数の異なるプロセスがインジェクタ領域５２を生成するために存在し、そのすべてが本明細書において意図されることを理解するであろう。拡散領域５６及びＪＦＥＴ領域７６は、同様にエピタキシャル法又はイオン注入法のいずれかによって形成されてもよい。当業者は、多数の異なるプロセスが拡散領域５６及びＪＦＥＴ領域７６を生成するために存在し、そのすべてが本明細書において意図されることを理解するであろう。
【００２９】
一実施形態によれば、ＩＧＢＴスタック４４は、ワイドバンドギャップ半導体材料である。例えば、ＩＧＢＴスタック４４は、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）であってもよい。上述したように、現在のＳｉＣ技術に固有の製造上の制限により、一般に、ＳｉＣのＩＧＢＴ素子のインジェクタ領域においてキャリア寿命及び／又はキャリア濃度は減少する。その結果、ＳｉＣのＩＧＢＴ素子は、通常「背面側射出」量の減少を被り、ＳｉＣのＩＧＢＴ素子の伝導率変調が貧弱になると共に抵抗値（ＲＯＮ）が上がる。さらに、ワイドバンドギャップＩＧＢＴ素子を設計する試みにおいて、ＳｉＣのＩＧＢＴ素子の各接合インプラントの下の損傷領域が、これらの損傷領域の又はその付近のキャリア寿命を著しく低下させることが本発明者らによって発見された。これらのいわゆる「エンドオブレンジ」欠陥が効果的にＳｉＣのＩＧＢＴ素子のドリフト層の上部における電流の変調を防止し、今度は、この領域の抵抗を著しく増加させる。ドリフト領域の上部の抵抗が増加した結果、ＳｉＣのＩＧＢＴ素子における電流の流れを大幅に低減することができ、さらには完全に遮断し得る。ＩＧＢＴ素子４２の拡散領域５６は、したがって、各接合インプラント５８の下の損傷領域をバイパスするように設けられ、それによってＳｉＣのＩＧＢＴ素子４２の性能を向上させている。
【００３０】
各接合インプラント５８の下の損傷領域をバイパスすることにより、エミッタコンタクト５０からの電子は、ドリフト領域５４における高伝導度変調の領域に直接配送される。したがって、電子は簡単にドリフト領域５４に入り、ＩＧＢＴ素子４２のコレクタコンタクト４６に渡る。当業者は、オン抵抗（ＲＯＮ）がＩＧＢＴ素子４２において著しく低減し、それにより、その性能を向上させることを認識するであろう。
【００３１】
拡散領域５６が効果的にＩＧＢＴ素子４２のＯＮ抵抗（ＲＯＮ）を低減する一方、拡散領域５６の導入は、ＩＧＢＴ素子４２の阻止電圧（ＶＢＬＫ）を減少させる。この事実を補償するために、ドリフト領域５４のドーピング濃度を、上述のように、ドリフト領域５４のドーピング濃度が非常に低くなるように、減少させてもよい。これにより、ＩＧＢＴ素子４２のオン抵抗（ＲＯＮ）及び阻止電圧（ＶＢＬＫ）のバランスがとられてもよい。
【００３２】
上述の利点に加えて、ＩＧＢＴ素子４２はさらに「前面側」射出の主な使用から恩恵を受ける。すなわち、図２に示されているＩＧＢＴ素子４２は、インジェクタ領域５２からの正孔射出の結果としてではなく、主にエミッタコンタクト５０から供給される電子を使用することにより、コレクタコンタクト４６からエミッタコンタクト５０へ電流を送る。当業者によって理解されるように、従来のＩＧＢＴ素子に共通である支配的な背面側射出の使用は、多くの場合、著しいスイッチング損失を生じ、それによってＩＧＢＴ素子の性能を劣化させる。このため、素子の背面側に設けられた正孔射出量を減らすと同時にエミッタコンタクトから供給される電子の量を増加させる多数の技術が開発された。ＩＧＢＴスタック４４内の様々な領域の配置により、ＩＧＢＴ素子４２は、本質的に支配的な「前面側」射出モードで動作し、それによって、素子の性能を向上させる。
【００３３】
さらに、拡散領域５６を設けることはまた、従来のＩＧＢＴ素子と比較した場合、ＪＦＥＴギャップ幅（ＷＪＦＥＴ）及び素子全体の幅（ＷＤ）を大幅に縮小することを可能にする。例えば、ＩＧＢＴ素子４２のＪＦＥＴギャップ幅（ＷＪＦＥＴ）は１μｍ〜４μｍの間であってもよく、ＩＧＢＴ素子４２の素子全体の幅（ＷＤ）は５μｍ〜１５μｍの間であってもよい。
【００３４】
最後に、拡散領域５６を設けることは、ＩＧＢＴ素子４２の望ましい熱特性をもたらす。当業者によって理解されるように、従来のＩＧＢＴ素子は、一般に相当量の温度依存性に悩まされる。すなわち、従来のＩＧＢＴの性能特性は、通常、温度と共に変化する。具体的には、ＩＧＢＴ素子の温度が上昇するにつれて、ドリフト領域内のキャリアの寿命が延び、それによって、素子を通る電流の流れが増加する。その結果、ＩＧＢＴ素子を流れる電流の増加により素子の温度がさらに上昇し、ＩＧＢＴ素子がもはや素子を流れる電流の量を処理できなくなって機能しなくなるという危険なサイクルがもたらされ得る。上述したように、ＩＧＢＴ素子４２に拡散領域５６を設けることにより、大きな変調されていない領域がＩＧＢＴスタック４４の第１の面６０の下に生成される。当業者によって理解されるように、この変調されていない領域は、その中の電流の流れと温度との間で逆の関係を有する。ドリフト領域５４及び拡散領域５６の寸法を慎重に選択することにより、設計者は、ＩＧＢＴ素子４２における電流の流れに対する温度の影響を効果的に打ち消し、著しくその性能を向上させることができる。
【００３５】
図３及び図４Ａ−４Ｉは、本開示の一実施形態による、図２に示したＩＧＢＴ素子４２の製造方法を説明する。まず、インジェクタ領域５２を、犠牲基板８０（ステップ１００及び図４Ａ）上でエピタキシャル法によって成長させる。当業者によって理解されるように、ＳｉＣ材料系に利用可能なＰ基板の欠如のため、犠牲基板８０を図２に示すＩＧＢＴ素子４２を生成するために使用しなければならない。その後、ドリフト領域５４を基板８０（ステップ１０２及び図４Ｂ）の反対側のインジェクタ領域５２上で成長させる。次に、拡散領域５６をインジェクタ領域５２（ステップ１０４及び図４Ｃ）の反対側のドリフト領域５４上でエピタキシャル法によって成長させる。拡散領域５６は、ドリフト領域５４の反対側である第１の面６０を提供する。その後、接合インプラント５８がＩＧＢＴスタック４４の第１の面６０から第１の深さＤＢに延在するように、接合インプラント５８をＩＧＢＴスタック４４（ステップ１０６及び図４Ｄ）の第１の面６０に設ける。接合インプラント５８は、一般に、１つ以上のイオン注入法を介して提供されるが、本明細書に開示される原理から逸脱することなく、任意の適切な方法を使用して接合インプラント５８を提供してもよい。特に、上述したように、拡散領域５６及び接合インプラント５８は、拡散領域５６が第１の深さＤＢＢよりも１倍半から４倍厚い、厚さＴＳを有するように設けられ、それによって完成したＩＧＢＴ素子４２の性能を向上させる。
【００３６】
ＪＦＥＴ領域７６は、次に、接合インプラント５８（ステップ１０８及び図４Ｅ）間のチャネル７４に設けられる。ＪＦＥＴ領域７６は、エピタキシャル法、イオン注入法、又は他の任意の適切なプロセスによって提供されてもよい。次に、ゲート酸化物７８及びゲートコンタクト４８をＩＧＢＴスタック４４（ステップ１１０及び図４Ｆ）の第１の面６０に設ける。具体的には、ゲート酸化膜７８が一対の接合インプラント５８の各ソースウェル６６と部分的に重なると共にその間に延在するように、ゲート酸化物７８を設け、ゲートコンタクト４８をゲート酸化膜７８の上部に設ける。当業者によって理解されるように、ゲート酸化物７８及びゲートコンタクト４８それぞれを提供するためにいくつかの異なる酸化及び金属化技術が存在し、そのすべてが本明細書中で意図されている。次に、エミッタコンタクト５０を、ＩＧＢＴスタック４４（ステップ１１２及び図４Ｇ）の第１の面６０上に設ける。具体的には、エミッタコンタクト５０を、エミッタがゲートコンタクト４８に接触することなく、一対の接合インプラント５８それぞれのソースウェル６６及びオーミックウェル６８にそれぞれ部分的に重なるように設ける。エミッタコンタクト５０は任意の適切な金属化プロセスによって設けられてもよい。次に、基板８０をＩＧＢＴスタック４４（ステップ１１４及び図４Ｈ）から除去する。基板８０は、例えば、エッチング又は研削加工により、除去されてもよい。最後に、コレクタコンタクト４６をＩＧＢＴスタック４４（ステップ１１６及び図４Ｉ）の第２の面６２全体上に設ける。コレクタコンタクト４６は、任意の適切な金属化プロセスによって提供されてもよい。
【００３７】
図３及び図４Ａ〜４Ｉに示す工程は特定の順序で配置された特定の数の個別のステップで示されているが、本発明はこれに限定されるものではない。それぞれの工程は、実際には一つ以上のステップを含んでもよく、本明細書に記載の原理から逸脱することなく他のステップに対し任意の順序で行われてもよい。
【００３８】
図５は、本発明の追加の実施形態に係るＩＧＢＴ素子４２を示している。図２に関して上述したＩＧＢＴ素子４２はＮ−ＩＧＢＴであるが、図５のＩＧＢＴ素子４２はＰ−ＩＧＢＴ素子である。従って、ＩＧＢＴ素子４２内の別個の各領域のドーピングは図２に示すものとは反対であり、インジェクタ領域５２は、ドーピング濃度が１Ｅ１８ｃｍ−３〜１Ｅ２１ｃｍ−３の間である高濃度にドープされたＮ領域であってもよく、ドリフト領域５４は、ドーピング濃度が１Ｅ１３ｃｍ−３〜１Ｅ１５ｃｍ−３の間である低濃度にドープされたＰ領域であってもよく、拡散領域５６は、ドーピング濃度が５Ｅ１５ｃｍ−３〜５Ｅ１６ｃｍ−３の間である高濃度にドープされたＰ領域であってもよく、ＪＦＥＴ領域７６は、ドーピング濃度が１Ｅ１６ｃｍ−３〜１Ｅ１７ｃｍ−３の間である高濃度にドープされたＰ領域であってもよい。さらに、ウェルベース６４は、ドーピング濃度が５Ｅ１７ｃｍ−３〜１Ｅ１９ｃｍ−３の間であるＮドープされた領域であってもよく、ソースウェル６６は、ドーピング濃度が１Ｅ１９ｃｍ−３〜１Ｅ２１ｃｍ−３の間である高濃度にドープされたＰ領域であってもよく、オーミックウェル６８は、ドーピング濃度が１Ｅ１９ｃｍ−３〜１Ｅ２１ｃｍ−３の間である高濃度にドープされたＮ層であってもよい。図５に示されるＩＧＢＴ素子４２は図２に関して上述したＩＧＢＴ素子４２と実質的に同様に機能することができ、その違いは当業者によって容易に理解されるであろう。
【００３９】
図６及び図７Ａ−７Ｆは、本開示の一実施形態による図５に示したＩＧＢＴ素子４２の製造方法を説明する。まず、ドリフト領域５４をインジェクタ領域５２（ステップ２００及び図７Ａ）の上に成長させる。ＩＧＢＴ素子４２におけるインジェクタ領域５２はＮ型ドープ層であるため、当業者によって理解されるように、インジェクタ領域は、ＩＧＢＴスタック４４の他の領域を成長させるための基質としての役割をすることができる。その後、拡散領域５６をインジェクタ領域５２（ステップ２０２及び図７Ｂ）の反対側のドリフト領域５４上に成長させる。拡散領域５６は、ＩＧＢＴスタック４４の反対側にある第１の面６０を提供する。次に、接合インプラント５８がＩＧＢＴスタック４４の第１の面６０から第１の深さＤＢまで延在するように、接合インプラント５８をＩＧＢＴスタック４４（ステップ２０４及び図７Ｃ）の第１の面６０に設ける。接合インプラント５８は、一般に、１つ以上の注入プロセスを介して提供されるが、本明細書に開示される原理から逸脱することなく、任意の適切な方法を使用して接合インプラント５８を提供してもよい。特に、上述したように、拡散領域５６及び接合インプラント５８は、拡散領域５６の厚さＴＳが第１の深さＤＢよりも２分の１〜４倍の厚さになるように設けられ、それによって完成したＩＧＢＴ素子４２性能を向上させる。
【００４０】
次に、ＪＦＥＴ領域７６を接合インプラント５８（ステップ２０６及び図７Ｄ）間のチャネル７４に設ける。ＪＦＥＴ領域７６は、エピタキシャル法、イオン注入法、又は他の任意の適切なプロセスによって提供されてもよい。次に、ゲート酸化物７８及びゲートコンタクト４８をＩＧＢＴスタック４４（ステップ２０８及び図７Ｅ）の第１の面６０上に設ける。具体的には、ゲート酸化膜７８が一対の接合インプラント５８の各ソースウェル６６と部分的に重なると共にその間に延在するように、ゲート酸化物７８を設け、ゲートコンタクト４８をゲート酸化膜７８の上部に設ける。当業者によって理解されるように、ゲート酸化物７８及びゲートコンタクト４８それぞれを提供するためのいくつかの異なる酸化及び金属化技術が存在するが、そのすべてが本明細書中で意図されている。最後に、コレクタコンタクト４６をＩＧＢＴスタック４４の第２の面６２上に設け、エミッタコンタクト５０をＩＧＢＴスタック４４（ステップ２１０及び図４Ｆ）の第１の面６０上に設ける。具体的には、エミッタコンタクト５０を、エミッタコンタクト５０が、ゲートコンタクト４８に接触することなく、一対の接合インプラントそれぞれにおけるソースウェル６６及びオーミックウェル６８にそれぞれ部分的に重なるように設ける一方、コレクタコンタクト４６をＩＧＢＴスタック４４の第２の面６２全体上に設ける。コレクタコンタクト４６及びエミッタコンタクト５０は任意の適切な金属化プロセスによって提供されてもよい。
【００４１】
図６及び図７Ａ〜７Ｆに示すプロセスは特定の順序で配置された特定の数の個別のステップで示されているが、本発明はこれに限定されるものではない。それぞれのステップは、実際には一つ以上のステップを含んでもよく、本明細書に記載の原理から逸脱することなく他のステップに対し任意の順序で行うことができる。
【００４２】
当業者は、本開示の好ましい実施形態に対する改良及び修正を認識するであろう。すべてのそのような改良や変更は、本明細書に開示された概念及び添付の特許請求の範囲の範囲内であると考えられる。
【図１】
2017508300.tif 000003
【図２】
2017508300.tif 000004
【図３】
2017508300.tif 000005
【図４Ａ】
2017508300.tif 000006
【図４Ｂ】
2017508300.tif 000007
【図４Ｃ】
2017508300.tif 000008
【図４Ｄ】
2017508300.tif 000009
【図４Ｅ】
2017508300.tif 000010
【図４Ｆ】
2017508300.tif 000011
【図４Ｇ】
2017508300.tif 000012
【図４Ｈ】
2017508300.tif 000013
【図４Ｉ】
2017508300.tif 000014
【図５】
2017508300.tif 000015
【図６】
2017508300.tif 000016
【図７Ａ】
2017508300.tif 000017
【図７Ｂ】
2017508300.tif 000018
【図７Ｃ】
2017508300.tif 000019
【図７Ｄ】
2017508300.tif 000020
【図７Ｅ】
2017508300.tif 000021
【図７Ｆ】
2017508300.tif 000022
【国際調査報告】
2017508300.tif 000023
2017508300.tif 000024
2017508300.tif 000025