JP6547803B2 - トレンチゲート型絶縁ゲートバイポーラトランジスタ - Google Patents
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Description
以下、本発明の実施例1について、図1〜図9を参照して説明する。なお、本実施例1では、特に、耐圧1200Vのトレンチ型IGBTについて説明する。
1)半導体基板の仕様とフィールドストップ層(FS層)に起因するアバランシェ降伏突入時の電流増加
2)IGBTの表面構造に起因するアバランシェ降伏突入時の電流増加、である。
実施例2にかかる図30(a)の要部平面図では、ストライプ状の平面パターンを有するトレンチ61に囲まれた領域がフローティングp領域152であり、図30(c)に示すように、このフローティングp領域152の表面に形成されている絶縁膜62に一定の間隔でコンタクトホール63が設けられ、エミッタ電極71がコンタクトホール63を介してフローティングp領域152に導電接続される。図30(a)、(b)に示すように、隣接するフローティングp領域152の間にはトレンチ61を挟んで、pベース領域52とその表面層に形成されるエミッタ領域53と高濃度p+型ボディ領域54の表面に、エミッタ電極71のエミッタコンタクトホール64が形成される。
図31に示すIGBTの平面図(a)と(a)のA−A断面図である同図(b)では、フローティングp領域の濃度(密度)(またはシート抵抗(Ω/cm2))と、トレンチ長手方向のエミッタランナー65間の距離を調節することで、チップの活性領域外周部に設けられたエミッタランナー65を、前述したフローティングp領域上のコンタクトホール63と同様の機能を持たせた場合である。
12、12a、52 pベース領域
12b、152 フローティングp領域、第二トレンチ間表面領域
13、61 トレンチ
14 ゲート酸化膜、
15、72 ゲート電極
16、53 n+型エミッタ領域、
17、54 p+型ボディ領域
18、62 絶縁膜、BPSG
19、71 エミッタ電極
22、73 コレクタ電極
23 レジストマスク
40、64 エミッタコンタクトホール
50、55 n型バッファ層、n型FS層
51、56 p型コレクタ層
63 コンタクトホール
65 エミッタランナー
80 トレンチゲート構造
Claims (6)
- 第一導電型の半導体基板にフィールドストップ層を備える耐圧クラスが1200V級のトレンチゲート型絶縁ゲートバイポーラトランジスタであって、
前記半導体基板の一方の主表面に選択的に形成される第二導電型のベース領域と、
前記ベース領域の表面に選択的に形成される第一導電型のエミッタ領域と、
前記エミッタ領域に接触するエミッタ電極と、
を更に備え、
前記ベース領域は、フローティング領域を含み、
前記フローティング領域は、局部的に前記エミッタ電極と導電接続されていて、
前記フィールドストップ層は、ピーク濃度が1×1016cm-3以下、且つ、前記半導体基板の他方の主表面からの拡散深さが10μm以上に形成されていて、
前記半導体基板は、抵抗率をρ(Ωcm)、厚さをtn-(μm)とした場合に次式「tn->4×ρ−110」の関係を満たし、且つ、
抵抗率ρは45以上であって、抵抗率ρが45以上50未満の場合に厚さtn-が125以上、抵抗率ρが50以上55未満の場合に厚さtn-が115以上、抵抗率ρが55以上の場合に厚さtn-が110以上である
トレンチゲート型絶縁ゲートバイポーラトランジスタ。 - 請求項1に記載のトレンチゲート型絶縁ゲートバイポーラトランジスタであって、
前記抵抗率ρ(Ωcm)が55Ωcm以上であるトレンチゲート型絶縁ゲートバイポーラトランジスタ。 - 請求項1または2に記載のトレンチゲート型絶縁ゲートバイポーラトランジスタであって、
前記抵抗率ρ(Ωcm)が60Ωcm以下、且つ、前記厚さtn-(μm)が135μm以下であるトレンチゲート型絶縁ゲートバイポーラトランジスタ。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載のトレンチゲート型絶縁ゲートバイポーラトランジスタであって、
前記抵抗率ρ(Ωcm)は45Ωcm以上60Ωcm以下、且つ、前記厚さt n- (μm)は135μm以下であって、
前記抵抗率ρが55の場合に前記厚さt n- が110以上、該抵抗率ρが55を超え60以下の場合に該厚さt n- が130以上である
トレンチゲート型絶縁ゲートバイポーラトランジスタ。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載のトレンチゲート型絶縁ゲートバイポーラトランジスタであって、
局部的に前記エミッタ電極と導電接続されている前記フローティング領域の単位面積当たりの抵抗値が100mΩ/cm 2 以下の領域を有する
トレンチゲート型絶縁ゲートバイポーラトランジスタ。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載のトレンチゲート型絶縁ゲートバイポーラトランジスタであって、
当該トレンチゲート型絶縁ゲートバイポーラトランジスタは、当該トレンチに接する前記エミッタ領域が形成される区間と該エミッタ領域が形成されない区間とが該トレンチの長手方向に交互に繰り返し配置される平面パターンを有する
トレンチゲート型絶縁ゲートバイポーラトランジスタ。
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