JP5211666B2

JP5211666B2 - 絶縁ゲートトランジスタ

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Publication number: JP5211666B2
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Inventors: 聡大平
Original assignee: Denso Corp
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Filing date: 2007-12-06
Publication date: 2013-06-12
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Also published as: JP2009141149A

Description

本発明は、ストライプ状のゲート電極が複数本並んで配置されてなる絶縁ゲートトランジスタに関する。

ストライプ状のゲート電極が複数本並んで配置されてなる絶縁ゲートトランジスタが、例えば、特開２００３−１０１０２０号公報（特許文献１）と特開２００７−２０１０２４号公報（特許文献２）に開示されている。

図４は、特許文献１に開示された絶縁ゲートトランジスタ９０の模式的な断面図である。

図４に示す絶縁ゲートトランジスタ９０は、トレンチゲート構造のノンパンチスルー型ＩＧＢＴ（Insulated Gate BipolarTransistor）である。絶縁ゲートトランジスタ９０では、ドリフト層１１となるＦＺウェハ１の表面に、均一な厚さの半導体層１２が形成されている。エミッタ領域１３は、半導体層１２の表面層に選択的に形成されている。ポリシリコンよりなるゲート電極１４は、エミッタ領域１３の表面から半導体層１２を貫通してドリフト層１１に達するトレンチの内部に、ゲート酸化膜１５を介して設けられている。エミッタ電極１６は、層間絶縁膜１７を介して、エミッタ領域１３および半導体層１２の一部（近接する２つのエミッタ領域１３に挟まれる部分）１２ａに、共通に接触（コンタクト）して形成されている。図４中には、エミッタ電極１６の上記コンタクト部Ｃ１を、太い実線で示した。また、絶縁ゲートトランジスタ９０においては、半導体層１２が、ゲート酸化膜１５とゲート電極１４からなるトレンチによって、複数の領域に分断されている。半導体層１２のトレンチによる複数の分断領域のうち、エミッタ電極１６が接触する分断領域を固定電位領域１２ａとし、エミッタ電極１６が接触しない分断領域を浮遊電位領域１２ｂとする。この時、絶縁ゲートトランジスタ９０においては、固定電位領域１２ａと浮遊電位領域１２ｂが、図のように交互に配置されている。一方、ＦＺウェハ１の裏面には、コレクタ層１８が形成されており、さらにコレクタ電極１９が形成されている。

図４に示す絶縁ゲートトランジスタ９０の断面構造は、紙面に垂直な方向に長く伸びた構造となっている。従って、絶縁ゲートトランジスタ９０の平面図では、ゲート電極１４、エミッタ領域１３およびコンタクト部Ｃ１等は、ストライプ状である。
特開２００３−１０１０２０号公報特開２００７−２０１０２４号公報

図５は、図４の絶縁ゲートトランジスタ９０と同様の絶縁ゲートトランジスタ９１において発生する問題点を説明する図で、図５（ａ）は、絶縁ゲートトランジスタ９１におけるストライプ状のゲート電極１４の一端付近を部分的に示した模式的な平面図である。また、図５（ｂ）は、ストライプ状のコンタクト部Ｃ１の一端付近を拡大して示した平面図であり、図５（ｃ）は、図５（ｂ）における一点鎖線Ａ−Ａでの断面図である。尚、図５の絶縁ゲートトランジスタ９１において、図４の絶縁ゲートトランジスタ９０と同様の部分については、同じ符号を付した。

絶縁ゲートトランジスタ９１は、図５（ａ）に示すように、半導体基板の主面側において、トレンチゲート構造でストライプ状のゲート電極１４が複数本並んで配置されてなる絶縁ゲートトランジスタである。ストライプ状のゲート電極１４は、長方形のリング形状を有しており、前記長方形の短辺を連ねる平面構造の連結部１４ａが、ストライプ状のゲート電極１４の各端部に接続されている。

また、絶縁ゲートトランジスタ９１では、エミッタ電極１６を構成する金属配線層のストライプ状のコンタクト部Ｃ１が、隣り合ったゲート電極１４および連結部１４ａの間に配置されている。該コンタクト部Ｃ１は、図５（ｃ）に示すように、コンタクトホールＨ１を介して半導体基板１の主面側の表層部に形成された拡散領域１２，１３に接続する、チタン（Ｔｉ）１６ａ／窒化チタン（ＴｉＮ）１６ｂ／タングステン（Ｗ）１６ｃの積層体からなる金属配線層１６の接触部である。

一般的に、アスペクト比が高いコンタクトホールＨ１を介して配線接続する場合、埋め込み性のよいＷ等の金属材料がよく用いられる。また埋め込み金属材料としてＷを用いる場合には、図５（ｃ）に示したように、バリアメタルであるチタン（Ｔｉ）膜１６ａや窒化チタン（ＴｉＮ）膜１６ｂ等を成膜した後で、Ｗを埋め込んでプラグ１６ｃとして使用することが多い。尚、ＴｉＮ膜１６ｂは、Ｗの原料ガスであるＷＦ_６とＴｉ膜１６ａの反応を防止するためや、ＳｉとＡｌとのアロイスパイクを防止するために挿入される。

ここで、図５（ｃ）の断面構造を有する絶縁ゲートトランジスタ９１では、特に図５（ｂ）に示すコンタクト部Ｃ１の角部Ｃ１ｃにおいて、図５（ｃ）に太い点線で示したカバレッジ不良Ｅ１が、柱状結晶として成長するＴｉＮ膜１６ｂに発生し易い。ＴｉＮ膜１６ｂでカバレッジ不良Ｅ１が発生すると、該カバレッジ不良Ｅ１部から前述したＷの成膜時において原料ガスのＷＦ_６とＴｉ膜１６ａの反応が進み、形状不良や電流分布の不均一が生じて特性不良を引き起こす。また、Ｗを使用しないコンタクトを形成する場所においては、Ａｌ／ＴｉＮ／Ｔｉ／Ｓｉの構造をとる場合があるが、同様にコンタクト底部には該カバレッジ不良Ｅ１部が発生する。この底部においても、ＡｌとＳｉとの反応により、アロイスパイクが発生し、リークなどの原因より特性不良を引き起こすことになる。

また、上記ＴｉＮ膜１６ｂのカバレッジ不良Ｅ１を回復させるため、ＴｉＮ膜１６ｂの成膜後に窒化処理を追加して、高温の窒素雰囲気中に曝すことでＴｉＮ膜１６ｂを強固にする対策がとられることがある。しかしながら、この対策方法は、熱処理の追加で製造コストが増大するだけでなく、トランジスタ構造を形成した後での高温熱処理となるため、拡散プロファイルが変化してデバイス特性が変化するため、好ましい方法ではない。

そこで本発明の目的は、ストライプ状のゲート電極が複数本並んで配置されてなる絶縁ゲートトランジスタであって、コンタクトホールを介して半導体基板に配線接続する場合に金属配線層のカバレッジ不良が起き難く、且つ安価で特性変化なく製造できる絶縁ゲートトランジスタを提供することにある。

請求項１に記載の絶縁ゲートトランジスタは、半導体基板の主面側において、ストライプ状のゲート電極が、複数本並んで配置されてなる絶縁ゲートトランジスタであって、隣り合った前記ゲート電極の間に配置され、コンタクトホールを介して、前記半導体基板の主面側の表層部に形成された拡散領域に配線接続する金属配線層のストライプ状のコンタクト部が、該ストライプ状の両端に、中央部のストライプ幅の１／２より大きな曲率半径の円弧、または前記円弧と直線で構成されるパターン形状のコンタクト部分で、９０°以下の鋭角の角部を有さないパターン形状のコンタクト部分からなり、最大幅が前記ストライプ幅より大きい、曲率縮小部を有してなることを特徴としている。

上記絶縁ゲートトランジスタにおいては、ストライプ状のコンタクト部が、該ストライプ状の両端に、曲率縮小部を有している。該曲率縮小部は、中央部のストライプ幅の１／２より大きな曲率半径の円弧と直線で構成されるパターン形状のコンタクト部分で、９０°以下の鋭角の角部を有さないパターン形状のコンタクト部分からなり、最大幅が前記ストライプ幅より大きい構成である。従って、上記絶縁ゲートトランジスタにおいては、ストライプ状のコンタクト部が端部まで一定幅で端部に９０°の角部を有する従来の絶縁ゲートトランジスタに較べて、コンタクトホールを介して半導体基板に配線接続する際の成膜時には、隅々まで金属元素の供給が容易となり、成膜された金属配線層のカバレッジ不良を起き難くすることができる。また、上記金属配線層のカバレッジの改善は、コンタクト部のレイアウトのパターン形状を変更するだけであり、高温熱処理等の追加工程も不要であるため、これによる製造コストの増大やデバイス特性の変化もない。

以上のようにして、上記絶縁ゲートトランジスタは、ストライプ状のゲート電極が複数本並んで配置されてなる絶縁ゲートトランジスタであって、コンタクトホールを介して半導体基板に配線接続する場合に金属配線層のカバレッジ不良が起き難く、且つ安価で特性変化なく製造できる絶縁ゲートトランジスタとすることができる。

上記絶縁ゲートトランジスタにおける前記曲率縮小部は、例えば請求項２〜５に記載のように、円または楕円のリング形状、もしくは角部が丸められた正方形または長方形のリング形状とすることができる。また、請求項６〜９に記載のように、リング形状ではなく内部の全面積でコンタクトする、円形状または楕円形状、もしく角部が丸められた正方形状または長方形状としてもよい。

上記絶縁ゲートトランジスタは、請求項１０に記載のように、前記金属配線層が、チタン（Ｔｉ）／窒化チタン（ＴｉＮ）／タングステン（Ｗ）の積層体からなる場合に好適である。

一般的に、アスペクト比が高いコンタクトホールを介して配線接続する場合、埋め込み性のよいタングステン（Ｗ）等の金属材料がよく用いられる。また埋め込み金属材料としてＷを用いる場合には、バリアメタルであるチタン（Ｔｉ）膜や窒化チタン（ＴｉＮ）膜等を成膜した後で、Ｗを埋め込んでプラグとして使用することが多い。上記ＴｉＮ膜は、Ｗの原料ガスであるＷＦ_６とＴｉ膜の反応を防止するために挿入される。このＴｉＮ膜は、柱状結晶として成長するため、特にコンタクト部において９０°以下の鋭角の角部があると、該角部でカバレッジ不良が発生し易い。該角部にカバレッジ不良が発生するとＷの成膜時において原料ガスのＷＦ_６とＴｉ膜の反応が進み、形状不良や電流分布の不均一が生じて絶縁ゲートトランジスタの特性不良を引き起こす。

これに対して、上記絶縁ゲートトランジスタは、前述したようにストライプ状のコンタクト部の両端に曲率縮小部を有する構成として、コンタクト部が９０°以下の鋭角の角部を有さないパターン形状としている。このため、上記絶縁ゲートトランジスタは、ＴｉＮ膜のカバレッジ不良が発生し難い構造となっており、アスペクト比の高いコンタクトホールを介して半導体基板に配線接続する場合であっても、信頼性の高い配線接続を得ることができる。

上記絶縁ゲートトランジスタは、例えば請求項１１に記載のように、前記ゲート電極が、長方形のリング形状を有してなり、各ゲート電極における前記長方形の短辺の中央に、それぞれ、櫛歯状に形成されたゲート引き出し配線の櫛歯の先端が接続されてなり、前記曲率縮小部が、隣り合って配置された前記ゲート電極の短辺を連ねるライン、前記櫛歯状のゲート引き出し配線の隣り合った櫛歯および該櫛歯の連結部の間に配置されてなる構成とすることができる。

上記構成によれば、長方形のリング形状を有した各ゲート電極の長辺全体に、前記ストライプ状のコンタクト部のストライプ部分を対向させることができる。このため、上記絶縁ゲートトランジスタは、連結部で上記長方形のリング形状を有した各ゲート電極の短辺を連ねる従来の絶縁ゲートトランジスタに較べて、セルの動作領域を大きくして電流能力を高めることができると共に、セル内における均一性も高めることができる。

絶縁ゲートトランジスタを上記構成とした場合、請求項１２に記載のように、前記櫛歯の幅をＷ１とし、前記ゲート電極における長方形の長辺の中心線から前記櫛歯までの間隔をＷ２としたとき、Ｗ１／Ｗ２を、１以上、７以下とすることが、デバイス特性のバランスを考慮すると好ましい。また、請求項１３に記載のように、前記櫛歯の幅をＷ１とし、前記ゲート電極における短辺から前記櫛歯の連結部までの間隔をＷ３としたとき、Ｗ１＝Ｗ３であることが、ゲート引き出し配線の抵抗を低くする上で好ましい。

上記絶縁ゲートトランジスタが、例えば請求項１４に記載のようにＩＧＢＴである場合には、前記コンタクト部を、エミッタ拡散領域に接続するコンタクト部とすることができる。この場合、例えば前述したようにセル内における電流の均一性を高めることができるため、素子のリカバリー耐量を向上することも可能となる。また、素子の端部を有効的に使うことができるので、オン電圧を低くすることができ、かつ耐圧を向上させることもできる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図に基づいて説明する。

図１（ａ），（ｂ）と図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の絶縁ゲートトランジスタに関するいくつかの例を示した図で、それぞれ、絶縁ゲートトランジスタ１０１〜１０５におけるストライプ状のゲート電極１４の一端付近を部分的に示した模式的な平面図である。尚、図１と図２に示す絶縁ゲートトランジスタ１０１〜１０５において、図５（ａ）に示した絶縁ゲートトランジスタ９１と同様の部分については、同じ符号を付した。また、図１と図２に示す絶縁ゲートトランジスタ１０１〜１０５のコンタクト部Ｃ２の断面構造は、図５（ｃ）に示した断面構造と同様であるため図示を省略したが、以下の説明においては図５（ｃ）の断面構造にある各部とその符号を引用して説明する。

図１（ａ），（ｂ）と図２（ａ）〜（ｃ）に示す絶縁ゲートトランジスタ１０１〜１０５は、図５（ａ）に示した絶縁ゲートトランジスタ９１と同様で、いずれも、半導体基板の主面側において、トレンチゲート構造でストライプ状のゲート電極１４が複数本並んで配置されてなる絶縁ゲートトランジスタである。

一方、図１（ａ），（ｂ）と図２（ａ）〜（ｃ）に示す絶縁ゲートトランジスタ１０１〜１０５は、図５（ａ）に示した絶縁ゲートトランジスタ９１と異なり、隣り合ったゲート電極１４の間に配置され、コンタクトホールＨ１を介して、半導体基板１の主面側の表層部に形成された拡散領域１２，１３に配線接続する金属配線層１６のストライプ状のコンタクト部Ｃ２が、それぞれ、該ストライプ状の両端に、曲率縮小部Ｃ２ａ〜Ｃ２ｅを有している。

図１（ａ）に示す絶縁ゲートトランジスタ１０１の曲率縮小部Ｃ２ａは、円のリング形状である。該曲率縮小部Ｃ２ａは、楕円のリング形状であってもよい。図１（ｂ）に示す絶縁ゲートトランジスタ１０２の曲率縮小部Ｃ２ｂは、角部が丸められた正方形のリング形状である。該曲率縮小部Ｃ２ｂは、角部が丸められた長方形のリング形状であってもよい。また、図２（ａ）に示す絶縁ゲートトランジスタ１０３の曲率縮小部Ｃ２ｃは、リング形状ではなく内部の全面積でコンタクトする、円形状である。該曲率縮小部Ｃ２ｃは、内部の全面積でコンタクトする楕円形状であってもよい。図２（ｂ）に示す絶縁ゲートトランジスタ１０４の曲率縮小部Ｃ２ｄは、内部の全面積でコンタクトする角部が丸められた正方形状である。図２（ｃ）に示す絶縁ゲートトランジスタ１０５の曲率縮小部Ｃ２ｅは、内部の全面積でコンタクトする角部が丸められた長方形状である。

以上のように、図１（ａ），（ｂ）と図２（ａ）〜（ｃ）に示す絶縁ゲートトランジスタ１０１〜１０５においては、いずれも、ストライプ状のコンタクト部Ｃ２が、該ストライプ状の両端に、それぞれ曲率縮小部Ｃ２ａ〜Ｃ２ｅを有している。該曲率縮小部Ｃ２ａ〜Ｃ２ｅは、中央部のストライプ幅の１／２より大きな曲率半径の円弧と直線で構成されるパターン形状のコンタクト部分で、９０°以下の鋭角の角部を有さないパターン形状のコンタクト部分となる。従って、上記絶縁ゲートトランジスタ１０１〜１０５においては、図５（ａ）に示したストライプ状のコンタクト部Ｃ１が端部まで一定幅で端部に９０°の角部Ｃ１ｃを有する従来の絶縁ゲートトランジスタ９１に較べて、コンタクトホールＨ１を介して半導体基板１に配線接続する際の成膜時には、隅々まで金属元素の供給が容易となり、成膜された金属配線層１６のカバレッジ不良を起き難くすることができる。また、上記絶縁ゲートトランジスタ１０１〜１０５における金属配線層１６のカバレッジの改善は、コンタクト部Ｃ２のレイアウトのパターン形状を変更するだけであり、高温熱処理等の追加工程も不要であるため、これによる製造コストの増大やデバイス特性の変化もない。

以上のようにして、上記した図１（ａ），（ｂ）と図２（ａ）〜（ｃ）に示す絶縁ゲートトランジスタ１０１〜１０５は、いずれも、ストライプ状のゲート電極１４が複数本並んで配置されてなる絶縁ゲートトランジスタであって、コンタクトホールＨ１を介して半導体基板１に配線接続する場合に金属配線層１６のカバレッジ不良が起き難く、且つ安価で特性変化なく製造できる絶縁ゲートトランジスタとなっている。

尚、上記した図１（ａ），（ｂ）と図２（ａ）〜（ｃ）の絶縁ゲートトランジスタ１０１〜１０５における金属配線層は、図５（ｃ）に示したチタン（Ｔｉ）１６ａ／窒化チタン（ＴｉＮ）１６ｂ／タングステン（Ｗ）１６ｃの積層体からなる金属配線層１６に限らず、任意の金属配線層であっても同様のカバレッジ改善効果を得ることができる。しかしながら、上記した絶縁ゲートトランジスタ１０１〜１０５における金属配線層は、以下の理由で、チタン（Ｔｉ）／窒化チタン（ＴｉＮ）／タングステン（Ｗ）の積層体からなる場合に好適である。

すなわち、一般的に、アスペクト比が高いコンタクトホールＨ１を介して配線接続する場合、埋め込み性のよいタングステン（Ｗ）等の金属材料がよく用いられる。また埋め込み金属材料としてＷを用いる場合には、バリアメタルであるチタン（Ｔｉ）膜１６ａや窒化チタン（ＴｉＮ）膜１６ｂ等を成膜した後で、Ｗを埋め込んでプラグ１６ｃとして使用することが多い。上記ＴｉＮ膜１６ｂは、Ｗの原料ガスであるＷＦ_６とＴｉ膜１６ａの反応を防止するために挿入される。このＴｉＮ膜１６ｂは、柱状結晶として成長するため、特に図５（ａ），（ｂ）に示したように、コンタクト部Ｃ１において９０°以下の鋭角の角部Ｃ１ｃがあると、該角部Ｃ１ｃでカバレッジ不良が発生し易い。該角部Ｃ１ｃにカバレッジ不良が発生するとＷの成膜時において原料ガスのＷＦ_６とＴｉ膜の反応が進み、形状不良や電流分布の不均一が生じて絶縁ゲートトランジスタの特性不良を引き起こす。

これに対して、上記した絶縁ゲートトランジスタ１０１〜１０５は、前述したようにストライプ状のコンタクト部Ｃ２の両端に曲率縮小部Ｃ２ａ〜Ｃ２ｅを有する構成として、コンタクト部Ｃ２が９０°以下の鋭角の角部を有さないパターン形状としている。このため、上記した絶縁ゲートトランジスタ１０１〜１０５は、いずれも、ＴｉＮ膜１６ｂのカバレッジ不良が発生し難い構造となっており、アスペクト比の高いコンタクトホールＨ１を介して半導体基板１に配線接続する場合であっても、信頼性の高い配線接続を得ることができる。

また、図５（ａ）に示した従来の絶縁ゲートトランジスタ９１では、長方形のリング形状を有したゲート電極１４の前記長方形の短辺を連ねる平面構造の連結部１４ａが、ストライプ状のゲート電極１４の各端部に接続されていた。これに対して、上記した図１（ａ），（ｂ）と図２（ａ）〜（ｃ）の絶縁ゲートトランジスタ１０１〜１０５においては、いずれも、長方形のリング形状を有した各ゲート電極１４における長方形の短辺の中央に、それぞれ、櫛歯状に形成されたゲート引き出し配線の櫛歯１４ｂの先端が接続されている。そして、各絶縁ゲートトランジスタ１０１〜１０５におけるコンタクト部Ｃ２の曲率縮小部Ｃ２ａ〜Ｃ２ｅが、隣り合って配置されたゲート電極１４の短辺を連ねるライン、櫛歯状のゲート引き出し配線の隣り合った櫛歯１４ｂおよび該櫛歯１４ｂの連結部１４ａの間に配置された構成となっている。

上記構成の絶縁ゲートトランジスタ１０１〜１０５においては、図１および図２に示すように、長方形のリング形状を有した各ゲート電極１４の長辺全体に、ストライプ状のコンタクト部Ｃ２のストライプ部分を対向させることができる。このため、上記絶縁ゲートトランジスタ１０１〜１０５は、図５（ａ）に示した連結部１４ａで長方形のリング形状を有した各ゲート電極１４の短辺を連ねる従来の絶縁ゲートトランジスタ９１に較べて、セルの動作領域を大きくして電流能力を高めることができると共に、セル内における均一性も高めることができる。

図３は、別の例で、絶縁ゲートトランジスタ１０６におけるストライプ状のゲート電極１４の一端付近を部分的に示した模式的な平面図である。尚、図３に示す絶縁ゲートトランジスタ１０６において、図１と図２に示した絶縁ゲートトランジスタ１０１〜１０５と同様の部分については、同じ符号を付した。

図６に示す絶縁ゲートトランジスタ１０６も、図１と図２に示した絶縁ゲートトランジスタ１０１〜１０５と同様で、半導体基板の主面側において、トレンチゲート構造でストライプ状のゲート電極１４が複数本並んで配置されてなる絶縁ゲートトランジスタである。絶縁ゲートトランジスタ１０６においても、ストライプ状のコンタクト部Ｃ２が、該ストライプ状の両端に、楕円のリング形状の曲率縮小部Ｃ２ｆを有している。また、長方形のリング形状を有したゲート電極１４における長方形の短辺の中央に、櫛歯状に形成されたゲート引き出し配線の櫛歯１４ｂの先端が接続されている。そして、コンタクト部Ｃ２の曲率縮小部Ｃ２ｆが、隣り合って配置されたゲート電極１４の短辺を連ねるライン、櫛歯状のゲート引き出し配線の隣り合った櫛歯１４ｂおよび該櫛歯１４ｂの連結部１４ａの間に配置された構成となっている。

上記構成の絶縁ゲートトランジスタ０１６および絶縁ゲートトランジスタ１０１〜１０５においては、図６に示すように、櫛歯１４ｂの幅をＷ１とし、ストライプ状のゲート電極１４における長方形の長辺の中心線から櫛歯１４ｂまでの間隔をＷ２としたとき、Ｗ１／Ｗ２を、１以上、７以下とすることが、デバイス特性のバランスを考慮すると好ましい。また、ゲート電極１４における短辺から櫛歯１４ｂの連結部１４ａまでの間隔をＷ３としたとき、Ｗ１＝Ｗ３であることが、ゲート引き出し配線の抵抗を低くする上で好ましい。

また、上記した絶縁ゲートトランジスタ１０１〜１０６が、例えばＩＧＢＴである場合には、コンタクト部Ｃ２を、エミッタ拡散領域に接続するコンタクト部とすることができる。この場合、例えば前述したようにセル内における電流の均一性を高めることができるため、素子のリカバリー耐量を向上することも可能となる。また、素子の端部を有効的に使うことができるので、オン電圧を低くすることができ、かつ耐圧を向上させることもできる。

（ａ），（ｂ）は、それぞれ、絶縁ゲートトランジスタ１０１，１０２におけるストライプ状のゲート電極１４の一端付近を部分的に示した模式的な平面図である。（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、絶縁ゲートトランジスタ１０３〜１０５におけるストライプ状のゲート電極１４の一端付近を部分的に示した模式的な平面図である。絶縁ゲートトランジスタ１０６におけるストライプ状のゲート電極１４の一端付近を部分的に示した模式的な平面図である。特許文献１に開示された絶縁ゲートトランジスタ９０の模式的な断面図である。図４の絶縁ゲートトランジスタ９０と同様の絶縁ゲートトランジスタ９１において発生する問題点を説明する図で、（ａ）は、絶縁ゲートトランジスタ９１におけるストライプ状のゲート電極１４の一端付近を部分的に示した模式的な平面図である。また、（ｂ）は、ストライプ状のコンタクト部Ｃ１の一端付近を拡大して示した平面図であり、（ｃ）は、（ｂ）における一点鎖線Ａ−Ａでの断面図である。

符号の説明

９０，９１，１０１〜１０６絶縁ゲートトランジスタ
１４ゲート電極
１４ａ連結部
１４ｂ櫛歯
Ｃ１，Ｃ２コンタクト部
Ｃ２ａ〜Ｃ２ｆ曲率縮小部

Claims

半導体基板の主面側において、ストライプ状のゲート電極が、複数本並んで配置されてなる絶縁ゲートトランジスタであって、
隣り合った前記ゲート電極の間に配置され、コンタクトホールを介して、前記半導体基板の主面側の表層部に形成された拡散領域に配線接続する金属配線層のストライプ状のコンタクト部が、該ストライプ状の両端に、中央部のストライプ幅の１／２より大きな曲率半径の円弧、または前記円弧と直線で構成されるパターン形状のコンタクト部分で、９０°以下の鋭角の角部を有さないパターン形状のコンタクト部分からなり、最大幅が前記ストライプ幅より大きい、曲率縮小部を有してなることを特徴とする絶縁ゲートトランジスタ。
前記曲率縮小部が、円のリング形状であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁ゲートトランジスタ。
前記曲率縮小部が、楕円のリング形状であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁ゲートトランジスタ。
前記曲率縮小部が、角部が丸められた正方形のリング形状であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁ゲートトランジスタ。
前記曲率縮小部が、角部が丸められた長方形のリング形状であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁ゲートトランジスタ。
前記曲率縮小部が、円形状であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁ゲートトランジスタ。
前記曲率縮小部が、楕円形状であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁ゲートトランジスタ。
前記曲率縮小部が、角部が丸められた正方形状であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁ゲートトランジスタ。
前記曲率縮小部が、角部が丸められた長方形状であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁ゲートトランジスタ。
前記金属配線層が、チタン（Ｔｉ）／窒化チタン（ＴｉＮ）／タングステン（Ｗ）の積層体からなることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の絶縁ゲートトランジスタ。
前記ゲート電極が、長方形のリング形状を有してなり、
各ゲート電極における前記長方形の短辺の中央に、それぞれ、櫛歯状に形成されたゲート引き出し配線の櫛歯の先端が接続されてなり、
前記曲率縮小部が、
隣り合って配置された前記ゲート電極の短辺を連ねるライン、前記櫛歯状のゲート引き出し配線の隣り合った櫛歯および該櫛歯の連結部の間に配置されてなることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の絶縁ゲートトランジスタ。
前記櫛歯の幅をＷ１とし、前記ゲート電極における長方形の長辺の中心線から前記櫛歯までの間隔をＷ２としたとき、Ｗ１／Ｗ２が、１以上、７以下であることを特徴とする請求項１１に記載の絶縁ゲートトランジスタ。
前記櫛歯の幅をＷ１とし、前記ゲート電極における短辺から前記櫛歯の連結部までの間隔をＷ３としたとき、Ｗ１＝Ｗ３であることを特徴とする請求項１１または１２に記載の絶縁ゲートトランジスタ。
前記絶縁ゲートトランジスタが、ＩＧＢＴであり、
前記コンタクト部が、エミッタ拡散領域に接続するコンタクト部であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の絶縁ゲートトランジスタ。