JP7283768B2 - Igbt半導体構造 - Google Patents
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Description
[請求項1]
上面(12)および下面(22)を備えているIGBT半導体構造(10)において、
前記IGBT半導体構造(10)の前記下面(22)に形成されており、5×1018~5×1020cm-3のドーパント濃度および50~500μmの層厚(D1)を有しており、かつGaAs化合物を含有しているか、またはGaAs化合物から成る、p+基板(24)と、
1012~1017cm-3のドーパント濃度および10~300μmの層厚(D2)を備えており、かつGaAs化合物を含有しているか、またはGaAs化合物から成る、n-層(28)と、
1014~1018cm-3のドーパント濃度を備えており、かつGaAs化合物を含有しているか、またはGaAs化合物から成る、前記n-層(28)に接している少なくとも1つのp領域(32)と、
少なくとも1019cm-3のドーパント濃度を備えており、かつGaAs化合物を含有しているか、またはGaAs化合物から成る、前記p領域(32)に接している少なくとも1つのn+領域(34)と、
誘電層(20)と、
前記IGBT半導体構造(10)の前記下面(22)と導電的に接続されており、かつ金属または金属化合物を含有しているか、または金属または金属化合物から成る、第1の端子コンタクト(14)と、
それぞれが、金属または金属化合物を含有しているか、または金属または金属化合物から成る、第2の端子コンタクト(16)および第3の端子コンタクト(18)と、
を有しており、
前記少なくとも1つのp領域(32)は、前記n-層(28)と共に、第1のpn接合部(36)を形成しており、
前記少なくとも1つのn+領域(34)は、前記少なくとも1つのp領域(32)と共に、第2のpn接合部(38)を形成しており、
前記誘電層(20)は、少なくとも、前記第1のpn接合部(36)および前記第2のpn接合部(38)を覆っており、かつ前記n-層(28)、前記p領域(32)および前記n+領域(34)と素材結合によって結合されており、
前記第2の端子コンタクト(16)は、フィールドプレートとして、前記誘電層(20)の上に形成されており、
前記第3の端子コンタクト(18)は、前記少なくとも1つのp領域(32)および前記少なくとも1つのn+領域(34)と導電的に接続されている、
IGBT半導体構造(10)において、
前記p+基板(24)と前記n-層(28)との間には、1μm~50μmの層厚(D3)および1012~1017cm-3のドーパント濃度を備えており、かつドープされた中間層(26)が配置されており、
前記中間層(26)は、少なくとも、前記p+基板(24)と素材結合によって結合されている、ことを特徴とする
IGBT半導体構造(10)。
[請求項2]
前記中間層(26)は、p型ドープされて形成されていることを特徴とする、
請求項1記載のIGBT半導体構造(10)。
[請求項3]
前記中間層(26)のドーパント濃度は、前記p+基板(24)のドーパント濃度よりも低くされているか、または前記中間層(26)のドーパント濃度は、前記p+基板(24)のドーパント濃度の、係数2~5オーダ未満の係数までの間の範囲にあることを特徴とする、
請求項2記載のIGBT半導体構造(10)。
[請求項4]
前記中間層(26)は、亜鉛および/またはケイ素を含有していることを特徴とする、
請求項2または3記載のIGBT半導体構造(10)。
[請求項5]
前記中間層(26)は、n型ドープされて形成されていることを特徴とする、
請求項1記載のIGBT半導体構造(10)。
[請求項6]
前記中間層(26)は、ケイ素および/またはスズを含有していることを特徴とする、
請求項5記載のIGBT半導体構造(10)。
[請求項7]
前記中間層(26)のドーパント濃度は、前記n-層(28)のドーパント濃度よりも係数100まで程度低いことを特徴とする、
請求項5または6記載のIGBT半導体構造(10)。
[請求項8]
前記IGBT半導体構造(10)は、n型ドープされたバッファ層(40)を有しており、前記バッファ層(40)は、前記中間層(26)と前記n-層(28)との間に配置されており、1012~1017cm-3のドーパント濃度および1μm~50μmの層厚(D4)を有しており、かつGaAs化合物を含有しているか、またはGaAs化合物から成ることを特徴とする、
請求項1から7までのいずれか1項記載のIGBT半導体構造(10)。
[請求項9]
前記IGBT半導体構造(10)は、トレンチ型のIGBT半導体構造(10)として形成されており、前記誘電層(20)は、前記IGBT半導体構造(10)の前記上面(12)に対して垂直に延びていることを特徴とする、
請求項1から8までのいずれか1項記載のIGBT半導体構造(10)。
[請求項10]
前記p+基板(24)は、亜鉛を含有していることを特徴とする、
請求項1から9までのいずれか1項記載のIGBT半導体構造(10)。
[請求項11]
前記n-層(28)および/または前記n+領域(34)は、ケイ素および/またはクロムおよび/またはパラジウムおよび/またはスズを含有していることを特徴とする、
請求項1から10までのいずれか1項記載のIGBT半導体構造(10)。
[請求項12]
前記IGBT半導体構造(10)は、モノリシックに形成されていることを特徴とする、
請求項1から11までのいずれか1項記載のIGBT半導体構造(10)。
[請求項13]
前記IGBT半導体構造(10)の全高(H1)は、最大で150~500μmであることを特徴とする、
請求項1から12までのいずれか1項記載のIGBT半導体構造(10)。
[請求項14]
前記p領域(32)および/または前記n+領域(34)は、前記IGBT半導体構造(10)の前記上面(12)において、楕円形または真円形に形成されていることを特徴とする、
請求項1から13までのいずれか1項記載のIGBT半導体構造(10)。
[請求項15]
前記IGBT半導体構造(10)は、1mm~15mmまでの辺長(K1,K2)または直径(A1)を有していることを特徴とする、
請求項1から14までのいずれか1項記載のIGBT半導体構造(10)。
[請求項16]
前記誘電層(20)は、堆積された酸化物を含有しており、かつ10nm~1μmまでの層厚(D5)を有していることを特徴とする、
請求項1から15までのいずれか1項記載のIGBT半導体構造(10)。
Claims (12)
- 上面(12)および下面(22)を備えているIGBT半導体構造(10)において、
前記IGBT半導体構造(10)の前記下面(22)に形成されており、5×1018~5×1020cm-3のドーパント濃度および50~500μmの層厚(D1)を有しており、かつGaAs化合物から成る、p+基板(24)と、
1012~1017cm-3のドーパント濃度および10~300μmの層厚(D2)を備えており、かつGaAs化合物から成る、n-層(28)と、
1014~1018cm-3のドーパント濃度を備えており、かつGaAs化合物から成る、前記n-層(28)に接している少なくとも1つのp領域(32)と、
少なくとも1019cm-3のドーパント濃度を備えており、かつGaAs化合物から成る、前記p領域(32)に接している少なくとも1つのn+領域(34)と、
誘電層(20)と、
前記IGBT半導体構造(10)の前記下面(22)と導電的に接続されており、かつ金属または金属化合物を含有しているか、または金属または金属化合物から成る、第1の端子コンタクト(14)と、
それぞれが、金属または金属化合物を含有しているか、または金属または金属化合物から成る、第2の端子コンタクト(16)および第3の端子コンタクト(18)と、
を有しており、
前記少なくとも1つのp領域(32)は、前記n-層(28)と共に、第1のpn接合部(36)を形成しており、
前記少なくとも1つのn+領域(34)は、前記少なくとも1つのp領域(32)と共に、第2のpn接合部(38)を形成しており、
前記誘電層(20)は、少なくとも、前記第1のpn接合部(36)および前記第2のpn接合部(38)を覆っており、かつ前記n-層(28)、前記p領域(32)および前記n+領域(34)と素材結合によって結合されており、
前記第2の端子コンタクト(16)は、フィールドプレートとして、前記誘電層(20)の上に形成されており、
前記第3の端子コンタクト(18)は、前記少なくとも1つのp領域(32)および前記少なくとも1つのn+領域(34)と導電的に接続されている、
IGBT半導体構造(10)において、
前記p+基板(24)と前記n-層(28)との間には、1μm~50μmの層厚(D3)および1012~1017cm-3のドーパント濃度を備えており、かつドープされた中間層(26)が配置されており、
前記中間層(26)は、少なくとも、前記p+基板(24)と素材結合によって結合されており、
前記中間層(26)は、n型ドープされて形成されており、
前記中間層(26)は、前記n - 層(28)と比較すると、異なるドーパント濃度を有していることを特徴とする、
IGBT半導体構造(10)。 - 前記中間層(26)のドーパント濃度は、前記p+基板(24)のドーパント濃度よりも低くされているか、または前記中間層(26)のドーパント濃度は、前記p+基板(24)のドーパント濃度の、係数2~5オーダ未満の係数までの間の範囲にあることを特徴とする、
請求項1記載のIGBT半導体構造(10)。 - 前記中間層(26)は、ケイ素および/またはスズを含有していることを特徴とする、
請求項1または2記載のIGBT半導体構造(10)。 - 前記IGBT半導体構造(10)は、n型ドープされたバッファ層(40)を有しており、前記バッファ層(40)は、前記中間層(26)と前記n-層(28)との間に配置されており、1012~1017cm-3のドーパント濃度および1μm~50μmの層厚(D4)を有しており、かつGaAs化合物から成ることを特徴とする、
請求項1から3までのいずれか1項記載のIGBT半導体構造(10)。 - 前記IGBT半導体構造(10)は、トレンチ型のIGBT半導体構造(10)として形成されており、前記誘電層(20)は、前記IGBT半導体構造(10)の前記上面(12)に対して垂直に延びていることを特徴とする、
請求項1から4までのいずれか1項記載のIGBT半導体構造(10)。 - 前記p+基板(24)は、亜鉛を含有していることを特徴とする、
請求項1から5までのいずれか1項記載のIGBT半導体構造(10)。 - 前記n-層(28)および/または前記n+領域(34)は、ケイ素および/またはクロムおよび/またはパラジウムおよび/またはスズを含有していることを特徴とする、
請求項1から6までのいずれか1項記載のIGBT半導体構造(10)。 - 前記IGBT半導体構造(10)は、モノリシックに形成されていることを特徴とする、
請求項1から7までのいずれか1項記載のIGBT半導体構造(10)。 - 前記IGBT半導体構造(10)の全高(H1)は、最大で150~500μmであることを特徴とする、
請求項1から8までのいずれか1項記載のIGBT半導体構造(10)。 - 前記p領域(32)および/または前記n+領域(34)は、前記IGBT半導体構造(10)の前記上面(12)において、楕円形または真円形に形成されていることを特徴とする、
請求項1から9までのいずれか1項記載のIGBT半導体構造(10)。 - 前記IGBT半導体構造(10)は、1mm~15mmまでの辺長(K1,K2)または直径(A1)を有していることを特徴とする、
請求項1から10までのいずれか1項記載のIGBT半導体構造(10)。 - 前記誘電層(20)は、堆積された酸化物を含有しており、かつ10nm~1μmまでの層厚(D5)を有していることを特徴とする、
請求項1から11までのいずれか1項記載のIGBT半導体構造(10)。
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