JP2012114321A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】縦型のトレンチゲート構造のIGBTにおいて、半導体基板1の主表面MSにおいてn型エミッタ領域4は所定方向に延在しており、ゲート電極層7を内部に有する溝1aはn型エミッタ領域4と交差する方向に延在している。主表面MSにおいてp型ベース領域3とn型エミッタ領域4との双方が溝1aの壁面に接している。主表面MSにおいてp型ベース領域3およびn型エミッタ領域4の境界とコンタクトホール11aの端部との間に層間絶縁層11が位置している。
【選択図】図1
Description
(実施の形態1)
まず本実施の形態の半導体装置の構成について図1〜図4を用いて説明する。
図1、図12および図13を参照して、本実施の形態の構成は、エミッタ電極12の構成において実施の形態1の構成と異なる。本実施の形態のエミッタ電極12は、第1の導電層12aと、第2の導電層12bとを有している。第1の導電層12aはコンタクトホール11aの内部に配置されている。第2の導電層12bは第1の導電層12aに電気的に接続され、かつコンタクトホール11b内に形成されるとともに層間絶縁層11上に配置されている。
図1、図12および図13を参照して、本実施の形態の構成は、エミッタ電極12の第1の導電層12aの構成において実施の形態2の構成と異なる。本実施の形態の第1の導電層12aは、不純物が導入された多結晶シリコンよりなっており、多結晶シリコンへのイオン注入処理により第1の導電層12aの導電率を制御することができる。
図15を参照して、本実施の形態の構成は、n型エミッタ領域4の構成およびp型ベース領域3の構成において図14に示す実施の形態2の構成と異なる。本実施の形態のn型エミッタ領域4は、低濃度n型領域(第2の領域)4qと、高濃度n型領域(第3の領域)4pとを有している。低濃度n型領域4qはコンタクトホール11aの直下の主表面MSに位置している。高濃度n型領域4pは、低濃度n型領域4qに接続されて低濃度n型領域4qの周囲を取り囲み、かつ低濃度n型領域4qよりも高いn型不純物濃度を有している。
上記の実施の形態1〜4においては、n型エミッタ領域4(または4a)は半導体基板1の主表面MSにおける溝1aの延在方向に対して直交する方向に延在する場合について説明したが、図16に示すようにn型エミッタ領域4(または4a)は溝1aの延在方向に対して傾斜して延在していてもよい。つまりn型エミッタ領域4(または4a)は、溝1aの延在方向に対して垂直な下層の直線C−Cに対して角度θをもって傾斜していてもよい。
Claims (7)
- 縦型の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタを有する半導体装置であって、
主表面を有する半導体基板と、
前記半導体基板内に形成された第1導電型の第1の領域と、
前記半導体基板内において前記第1の領域とpn接合を構成し、かつ前記主表面に位置する部分を有するように形成された第2導電型のベース領域と、
前記半導体基板内において前記ベース領域とpn接合を構成し、かつ前記主表面において所定方向に延在する第1導電型のエミッタ領域とを備え、
前記半導体基板には、前記主表面において前記エミッタ領域と交差する方向に延在し、かつ前記主表面から前記エミッタ領域と前記ベース領域とを貫通して前記第1の領域に達する溝が形成されており、さらに
前記溝の壁面に沿って形成されたゲート絶縁層と、
前記溝の内部に形成され、かつ前記第1の領域と前記エミッタ領域とに挟まれる前記ベース領域の部分に前記ゲート絶縁層を介在して対向するゲート電極層と、
前記主表面上に形成された絶縁層とを備え、
前記ベース領域と前記エミッタ領域との双方が前記主表面において前記溝の壁面に接しており、
前記絶縁層には、前記エミッタ領域に達する第1の孔と、前記ベース領域に達する第2の孔とが形成されており、
前記第1の孔と前記第2の孔とは、前記溝が前記主表面において延在する延在方向に沿って前記絶縁層を挟んで互いに隣り合って配置されており、前記主表面において前記ベース領域および前記エミッタ領域の境界と前記第1の孔の端部との間に前記絶縁層が位置している、半導体装置。 - 前記絶縁層上に形成され、かつ前記第1の孔を通じて前記エミッタ領域に電気的に接続され、かつ前記第2の孔を通じて前記ベース領域に電気的に接続されたエミッタ電極をさらに備えた、請求項1に記載の半導体装置。
- 前記エミッタ電極は、前記第1の孔の内部に配置された第1の導電層と、前記第1の導電層に電気的に接続されかつ前記絶縁層上に配置された第2の導電層とを含み、
前記第1の導電層は前記第2の導電層よりも低い導電率を有している、請求項2に記載の半導体装置。 - 前記第1の導電層は前記第1の孔と前記第2の孔との各々の内部に配置された部分を有している、請求項3に記載の半導体装置。
- 前記第1の導電層の材質が、不純物を導入された多結晶シリコンを含む、請求項3または4に記載の半導体装置。
- 前記エミッタ領域は、前記第1の孔の直下の前記主表面に位置する第2の領域と、前記第2の領域に接続されかつ前記第2の領域よりも第1導電型の不純物濃度の高い第3の領域とを含む、請求項1〜5のいずれかに記載の半導体装置。
- 前記ベース領域は、前記第2の孔の直下の前記主表面に位置する第4の領域と、前記第4の領域に接続されかつ前記第4の領域よりも第2導電型の不純物濃度の低い第5の領域とを含む、請求項6に記載の半導体装置。
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