JP6088401B2 - 逆導通igbt - Google Patents
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Description
(特徴1)本明細書で開示される技術は、IGBT構造が形成されている半導体層内にダイオード構造を一体化させた逆導通IGBTに具現化される。
(特徴2)本明細書で開示される逆導通IGBTは、エミッタ領域上に設けられているとともにエミッタ領域とエミッタ電極の間に介在している介在領域を有していることを特徴としている。
(特徴3)介在領域とエミッタ領域が、トンネルダイオードを構成してもよい。この場合、介在領域は、介在領域とエミッタ領域が逆バイアスされているときにトンネル電流が流れるように構成されている。この形態によると、IGBT構造がオンするときに、介在領域を介してトンネル電流が流れるので、IGBT構造のオン電圧の増加が抑えられる。
(特徴4)介在領域の不純物濃度は、1×1020cm-3以上であってもよい。エミッタ領域の不純物濃度は、1×1020cm-3以上であってもよい。このような高濃度の介在領域と高濃度のエミッタ領域は、トンネルダイオードを構成する。この場合、介在領域は、介在領域とエミッタ領域が逆バイアスされているときにトンネル電流が流れるように構成される。この形態によると、IGBT構造がオンするときに、介在領域を介してトンネル電流が流れるので、IGBT構造のオン電圧の増加が抑えられる。
(特徴5)本明細書で開示される逆導通IGBTの半導体層は、ドリフト領域下の一部に設けられている第2導電型のコレクタ領域、及びドリフト領域下の他の一部に設けられている第1導電型のカソード領域を備えていてもよい。ここで、ドリフト領域下に設けられるコレクタ領域とカソード領域のレイアウトは特に限定されない。一例では、半導体層を特定の断面で観測したときに、コレクタ領域とカソード領域が交互に配置されるレイアウトであってもよい。
(特徴6)本明細書で開示される逆導通IGBTでは、半導体層を平面視したときに、コレクタ領域が存在する範囲をIGBT範囲とし、カソード領域が存在する範囲をダイオード範囲としたときに、介在領域は、少なくともダイオード範囲に設けられていてもよい。より好ましくは、介在領域は、IGBT範囲にも設けられていてもよい。
11:コレクタ領域
12:カソード領域
13:バッファ領域
14:ドリフト領域
15:ボディ領域
16:ボディコンタクト領域
17:エミッタ領域
18:介在領域
22:コレクタ電極
24:エミッタ電極
30:トレンチゲート
32:トレンチゲート電極
34:ゲート絶縁膜
Claims (10)
- 逆導通IGBTであって、
半導体層と、
絶縁ゲートと、
前記半導体層の表面に設けられているエミッタ電極と、を備えており、
前記半導体層は、
前記絶縁ゲートに接している第1導電型のドリフト領域と、
前記ドリフト領域上に設けられており、前記絶縁ゲートに接している第2導電型のボディ領域と、
前記ボディ領域上に設けられており、前記絶縁ゲートに接している第1導電型のエミッタ領域と、
前記エミッタ領域上に設けられており、前記エミッタ領域と前記エミッタ電極の間に介在している第2導電型の介在領域と、を有しており、
前記介在領域と前記エミッタ領域が、トンネルダイオードを構成する逆導通IGBT。 - 前記半導体層は、
前記ドリフト領域下の一部に設けられている第2導電型のコレクタ領域と、
前記ドリフト領域下の他の一部に設けられている第1導電型のカソード領域と、をさらに有する請求項1に記載の逆導通IGBT。 - 前記半導体層を平面視したときに、前記コレクタ領域が存在する範囲をIGBT範囲とし、前記カソード領域が存在する範囲をダイオード範囲としたときに、前記介在領域は、少なくとも前記ダイオード範囲に設けられている請求項2に記載の逆導通IGBT。
- 前記介在領域は、前記IGBT範囲にも設けられている請求項3に記載の逆導通IGBT。
- 前記絶縁ゲートは、前記半導体層の前記表面から深部に向けて伸びているトレンチゲートを有する請求項1〜4のいずれか一項に記載の逆導通IGBT。
- 逆導通IGBTであって、
半導体層と、
絶縁ゲートと、
前記半導体層の表面に設けられているエミッタ電極と、を備えており、
前記半導体層は、
前記絶縁ゲートに接している第1導電型のドリフト領域と、
前記ドリフト領域上に設けられており、前記絶縁ゲートに接している第2導電型のボディ領域と、
前記ボディ領域上に設けられており、前記絶縁ゲートに接している第1導電型のエミッタ領域と、
前記エミッタ領域上に設けられており、前記エミッタ領域と前記エミッタ電極の間に介在している第2導電型の介在領域と、を有しており、
前記介在領域の不純物濃度は、1×1020cm-3以上であり、
前記エミッタ領域の不純物濃度は、1×1020cm-3以上である逆導通IGBT。 - 前記半導体層は、
前記ドリフト領域下の一部に設けられている第2導電型のコレクタ領域と、
前記ドリフト領域下の他の一部に設けられている第1導電型のカソード領域と、をさらに有する請求項6に記載の逆導通IGBT。 - 前記半導体層を平面視したときに、前記コレクタ領域が存在する範囲をIGBT範囲とし、前記カソード領域が存在する範囲をダイオード範囲としたときに、前記介在領域は、少なくとも前記ダイオード範囲に設けられている請求項7に記載の逆導通IGBT。
- 前記介在領域は、前記IGBT範囲にも設けられている請求項8に記載の逆導通IGBT。
- 前記絶縁ゲートは、前記半導体層の前記表面から深部に向けて伸びているトレンチゲートを有する請求項6〜9のいずれか一項に記載の逆導通IGBT。
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