JP7351419B2 - 半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置および半導体装置の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。
従来、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）等の半導体装置が知られている（例えば、特許文献１－４参照）。
特許文献１ 特開２０１９－１９５０９３号公報
特許文献２ 特開２０１８－１８２２７９号公報
特許文献３ 特開２００８－３４７９４号公報
特許文献４ ＷＯ２０１８／５２０９８号
 解決しようとする課題
半導体装置のターンオフ時におけるラッチアップを抑制できることが好ましい。
一般的開示
上記課題を解決するために、本発明の一つの態様においては、半導体基板を備える半導体装置を提供する。半導体基板は、第１導電型のドリフト領域を有してよい。半導体基板は、ドリフト領域と半導体基板の上面との間に設けられた第２導電型のベース領域を有してよい。半導体基板は、半導体基板の上面において予め定められた延伸方向に延伸して設けられ、半導体基板の上面からドリフト領域まで設けられた２つのトレンチ部を有してよい。半導体基板は、２つのトレンチ部の間に設けられたメサ部を有してよい。２つのトレンチ部の少なくとも一方はゲートトレンチ部であってよい。メサ部は、メサ部の上面に露出して設けられ、２つのトレンチ部の両方と接して設けられた、ドリフト領域よりもドーピング濃度の高い第１導電型のエミッタ領域を有してよい。メサ部は、延伸方向において、エミッタ領域と交互にメサ部の上面に露出して設けられ、２つのトレンチ部の両方と接して設けられた第２導電型のコンタクト領域を有してよい。メサ部は、延伸方向においてエミッタ領域を挟む２つのコンタクト領域を接続する、ベース領域よりもドーピング濃度の高い第２導電型の接続領域を有してよい。接続領域は、上面視においてエミッタ領域と重なって設けられてよい。接続領域は、ゲートトレンチ部と離れて配置され、メサ部の上面よりも下方に配置されてよい。
接続領域は、エミッタ領域の下端と接していてよい。
接続領域の少なくとも一部は、エミッタ領域の内部に配置されていてよい。
接続領域は、エミッタ領域の下端よりも下方に配置されていてよい。
接続領域のドーピング濃度は、コンタクト領域のドーピング濃度よりも高くてよい。
接続領域は、コンタクト領域の第２導電型のドーパントとは異なる第２導電型のドーパントを含んでよい。
接続領域のドーパントは、コンタクト領域のドーパントよりも、半導体基板における拡散係数が高くてよい。
２つのトレンチ部は、両方ともゲートトレンチ部であってよい。接続領域は、２つのトレンチ部の間の中央に配置されていてよい。
２つのトレンチ部の一方はゲートトレンチ部、他方はダミートレンチ部であってよい。接続領域は、２つのトレンチ部の間において、ダミートレンチ部よりに配置されていてよい。
コンタクト領域および接続領域のそれぞれは、半導体基板の深さ方向においてドーピング濃度の濃度ピークを有してよい。コンタクト領域の濃度ピークは、接続領域の濃度ピークよりも半導体基板の上面側に配置されていてよい。
本発明の第二の態様においては、半導体装置の製造方法を提供する。製造方法は、第１段階および第２段階を備えてよい。第１段階では、第１導電型のドリフト領域を有する半導体基板に、ドリフト領域と半導体基板の上面との間に設けられた第２導電型のベース領域を形成してよい。第１段階では、半導体基板の上面において予め定められた延伸方向に延伸して設けられ、半導体基板の上面からドリフト領域まで設けられた２つのトレンチ部を形成してよい。第１段階では、２つのトレンチ部の間に設けられたメサ部を形成してよい。第１段階では、メサ部の上面に露出し、２つのトレンチ部の両方と接し、ドリフト領域よりもドーピング濃度の高い第１導電型のエミッタ領域を形成してよい。第１段階では、延伸方向において、エミッタ領域と交互にメサ部の上面に露出し、２つのトレンチ部の両方と接する第２導電型のコンタクト領域を形成してよい。第２段階では、延伸方向においてエミッタ領域を挟む２つのコンタクト領域を接続する、ベース領域よりもドーピング濃度の高い第２導電型の接続領域を形成してよい。接続領域は、上面視においてエミッタ領域と重なって設けられてよい。接続領域は、ゲートトレンチ部と離れて配置され、メサ部の上面よりも下方に配置されてよい。
第２段階において、コンタクト領域が形成された領域をマスクして、半導体基板に第２導電型のドーパントを注入することで、接続領域を形成してよい。
第２段階において、接続領域を形成すべき領域と、コンタクト領域が形成された領域の少なくとも一部の領域とに第２導電型のドーパントを注入することで、接続領域を形成してよい。
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
本発明の一つの実施形態に係る半導体装置１００の一例を示す上面図である。 図１における領域Ａの拡大図である。 図２におけるｂ－ｂ断面の一例を示す図である。 メサ部６０の一例を示す斜視断面図である。 図４に示した高さ位置ｃにおけるメサ部６０のＸＹ断面の一例を示す図である。 図５のｄ－ｄ線における断面の一例を示す図である。 比較例におけるｄ－ｄ断面を示す図である。 ｄ－ｄ断面の他の例を示す図である。 ＸＺ面におけるエミッタ領域１２と接続領域１９の配置例を示す図である。 ｄ－ｄ断面の他の例を示す図である。 ＸＺ面におけるエミッタ領域１２と接続領域１９の配置例を示す図である。 ｄ－ｄ断面の他の例を示す図である。 ＸＺ面におけるエミッタ領域１２と接続領域１９の配置例を示す図である。 コンタクト領域１５および接続領域１９の深さ方向におけるドーピング濃度分布例を示す図である。 図４に示した高さ位置ｃにおけるメサ部６０のＸＹ断面の他の例を示す図である。 半導体装置１００の製造方法における一部の工程を示す図である。 第２段階Ｓ１３０２において、Ｐ型のドーパントを注入する注入領域１４０の一例を示す図である。 注入領域１４０の他の例を示す図である。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
本明細書においては半導体基板の深さ方向と平行な方向における一方の側を「上」、他方の側を「下」と称する。基板、層またはその他の部材の２つの主面のうち、一方の面を上面、他方の面を下面と称する。「上」、「下」の方向は、重力方向または半導体装置の実装時における方向に限定されない。
本明細書では、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の直交座標軸を用いて技術的事項を説明する場合がある。直交座標軸は、構成要素の相対位置を特定するに過ぎず、特定の方向を限定するものではない。例えば、Ｚ軸は地面に対する高さ方向を限定して示すものではない。なお、＋Ｚ軸方向と－Ｚ軸方向とは互いに逆向きの方向である。正負を記載せず、Ｚ軸方向と記載した場合、＋Ｚ軸および－Ｚ軸に平行な方向を意味する。
本明細書では、半導体基板の上面および下面に平行な直交軸をＸ軸およびＹ軸とする。また、半導体基板の上面および下面と垂直な軸をＺ軸とする。本明細書では、Ｚ軸の方向を深さ方向と称する場合がある。また、本明細書では、Ｘ軸およびＹ軸を含めて、半導体基板の上面および下面に平行な方向を、水平方向と称する場合がある。
本明細書において「同一」または「等しい」のように称した場合、製造ばらつき等に起因する誤差を有する場合も含んでよい。当該誤差は、例えば１０％以内である。
本明細書においては、不純物がドーピングされたドーピング領域の導電型をＰ型またはＮ型として説明している。本明細書においては、不純物とは、特にＮ型のドナーまたはＰ型のアクセプタのいずれかを意味する場合があり、ドーパントと記載する場合がある。本明細書においては、ドーピングとは、半導体基板にドナーまたはアクセプタを導入し、Ｎ型の導電型を示す半導体またはＰ型の導電型を示す半導体とすることを意味する。
本明細書においてＰ＋型またはＮ＋型と記載した場合、Ｐ型またはＮ型よりもドーピング濃度が高いことを意味し、Ｐ－型またはＮ－型と記載した場合、Ｐ型またはＮ型よりもドーピング濃度が低いことを意味する。また、本明細書においてＰ＋＋型またはＮ＋＋型と記載した場合には、Ｐ＋型またはＮ＋型よりもドーピング濃度が高いことを意味する。
Ｎ型の領域においては、ドナー濃度がアクセプタ濃度よりも十分大きいので、当該領域におけるキャリア濃度を、ドナー濃度としてもよい。同様に、Ｐ型の領域においては、当該領域におけるキャリア濃度を、アクセプタ濃度としてもよい。
また、ドナー、アクセプタまたはドーピングの濃度分布がピークを有する場合、当該ピーク値を当該領域におけるドナー、アクセプタまたはドーピングの濃度としてよい。ドナー、アクセプタまたはドーピングの濃度がほぼ均一な場合等においては、当該領域におけるドナー、アクセプタまたはドーピングの濃度の平均値をドナー、アクセプタまたはドーピングの濃度としてよい。
図１は、本発明の一つの実施形態に係る半導体装置１００の一例を示す上面図である。図１においては、各部材を半導体基板１０の上面に投影した位置を示している。図１においては、半導体装置１００の一部の部材だけを示しており、一部の部材は省略している。
半導体装置１００は、半導体基板１０を備えている。半導体基板１０は、上面視において端辺１０２を有する。本明細書で単に上面視と称した場合、半導体基板１０の上面側から見ることを意味している。本例の半導体基板１０は、上面視において互いに向かい合う２組の端辺１０２を有する。図１においては、Ｘ軸およびＹ軸は、いずれかの端辺１０２と平行である。またＺ軸は、半導体基板１０の上面と垂直である。
半導体基板１０には活性部１６０が設けられている。活性部１６０は、半導体装置１００が動作した場合に半導体基板１０の上面と下面との間で、深さ方向に主電流が流れる領域である。活性部１６０の上方には、エミッタ電極が設けられているが図１では省略している。
活性部１６０には、ＩＧＢＴ等のトランジスタ素子を含むトランジスタ部７０と、還流ダイオード（ＦＷＤ）等のダイオード素子を含むダイオード部８０の少なくとも一方が設けられている。図１の例では、トランジスタ部７０およびダイオード部８０は、半導体基板１０の上面における所定の配列方向（本例ではＸ軸方向）に沿って、交互に配置されている。他の例では、活性部１６０には、ダイオード部８０が設けられておらず、トランジスタ部７０が設けられていてもよい。
図１においては、トランジスタ部７０が配置される領域には記号「Ｉ」を付し、ダイオード部８０が配置される領域には記号「Ｆ」を付している。本明細書では、上面視において配列方向と垂直な方向を延伸方向（図１ではＹ軸方向）と称する場合がある。トランジスタ部７０およびダイオード部８０は、それぞれ延伸方向に長手を有してよい。つまり、トランジスタ部７０のＹ軸方向における長さは、Ｘ軸方向における幅よりも大きい。同様に、ダイオード部８０のＹ軸方向における長さは、Ｘ軸方向における幅よりも大きい。トランジスタ部７０およびダイオード部８０の延伸方向と、後述する各トレンチ部の長手方向とは同一であってよい。
ダイオード部８０は、半導体基板１０の下面と接する領域に、Ｎ＋型のカソード領域を有する。本明細書では、カソード領域が設けられた領域を、ダイオード部８０と称する。つまりダイオード部８０は、上面視においてカソード領域と重なる領域である。半導体基板１０の下面においてカソード領域以外の領域には、Ｐ＋型のコレクタ領域が設けられてよい。本明細書では、ダイオード部８０を、後述するゲート配線までＹ軸方向に延長した延長領域８１も、ダイオード部８０に含める場合がある。延長領域８１の下面には、コレクタ領域が設けられている。
トランジスタ部７０は、半導体基板１０の下面と接する領域に、Ｐ＋型のコレクタ領域を有する。また、トランジスタ部７０は、半導体基板１０の上面側に、Ｎ型のエミッタ領域、Ｐ型のベース領域、ゲート導電部およびゲート絶縁膜を有するゲート構造が周期的に配置されている。
半導体装置１００は、半導体基板１０の上方に１つ以上のパッドを有してよい。本例の半導体装置１００は、ゲートパッド１１２を有している。半導体装置１００は、アノードパッド、カソードパッドおよび電流検出パッド等のパッドを有してもよい。各パッドは、端辺１０２の近傍に配置されている。端辺１０２の近傍とは、上面視における端辺１０２と、エミッタ電極との間の領域を指す。半導体装置１００の実装時において、各パッドは、ワイヤ等の配線を介して外部の回路に接続されてよい。
ゲートパッド１１２には、ゲート電位が印加される。ゲートパッド１１２は、活性部１６０のゲートトレンチ部の導電部に電気的に接続される。半導体装置１００は、ゲートパッド１１２とゲートトレンチ部とを接続するゲート配線を備える。図１においては、ゲート配線に斜線のハッチングを付している。
本例のゲート配線は、外周ゲート配線１３０と、活性側ゲート配線１３１とを有している。外周ゲート配線１３０は、上面視において活性部１６０と半導体基板１０の端辺１０２との間に配置されている。本例の外周ゲート配線１３０は、上面視において活性部１６０を囲んでいる。上面視において外周ゲート配線１３０に囲まれた領域を活性部１６０としてもよい。また、外周ゲート配線１３０は、ゲートパッド１１２と接続されている。外周ゲート配線１３０は、半導体基板１０の上方に配置されている。外周ゲート配線１３０は、アルミニウム等を含む金属配線であってよい。
活性側ゲート配線１３１は、活性部１６０に設けられている。活性部１６０に活性側ゲート配線１３１を設けることで、半導体基板１０の各領域について、ゲートパッド１１２からの配線長のばらつきを低減できる。
活性側ゲート配線１３１は、活性部１６０のゲートトレンチ部と接続される。活性側ゲート配線１３１は、半導体基板１０の上方に配置されている。活性側ゲート配線１３１は、不純物がドープされたポリシリコン等の半導体で形成された配線であってよい。
活性側ゲート配線１３１は、外周ゲート配線１３０と接続されてよい。本例の活性側ゲート配線１３１は、一方の外周ゲート配線１３０から他方の外周ゲート配線１３０まで、Ｙ軸方向の略中央で活性部１６０を横切るように、Ｘ軸方向に延伸して設けられている。活性側ゲート配線１３１により活性部１６０が分割されている場合、それぞれの分割領域において、トランジスタ部７０およびダイオード部８０がＸ軸方向に交互に配置されてよい。
本例の半導体装置１００は、活性部１６０と端辺１０２との間に、エッジ終端構造部９０を備える。本例のエッジ終端構造部９０は、外周ゲート配線１３０と端辺１０２との間に配置されている。エッジ終端構造部９０は、半導体基板１０の上面側の電界集中を緩和する。エッジ終端構造部９０は、活性部１６０を囲んで環状に設けられたガードリングおよびフィールドプレートのうちの少なくとも一つを備えていてよい。
図２は、図１における領域Ａの拡大図である。領域Ａは、トランジスタ部７０、ダイオード部８０、および、活性側ゲート配線１３１を含む領域である。本例の半導体装置１００は、半導体基板１０の上面側の内部に設けられたゲートトレンチ部４０、ダミートレンチ部３０、ウェル領域１１、エミッタ領域１２、ベース領域１４およびコンタクト領域１５を備える。ゲートトレンチ部４０およびダミートレンチ部３０は、それぞれがトレンチ部の一例である。また、本例の半導体装置１００は、半導体基板１０の上面の上方に設けられたエミッタ電極５２および活性側ゲート配線１３１を備える。エミッタ電極５２および活性側ゲート配線１３１は互いに分離して設けられる。
エミッタ電極５２および活性側ゲート配線１３１と、半導体基板１０の上面との間には層間絶縁膜が設けられるが、図１では省略している。本例の層間絶縁膜には、エミッタ電極５２および活性側ゲート配線１３１と、半導体基板１０とを接続するためのコンタクトホールが設けられる。
エミッタ電極５２は、ゲートトレンチ部４０、ダミートレンチ部３０、ウェル領域１１、エミッタ領域１２、ベース領域１４およびコンタクト領域１５の上方に設けられる。エミッタ電極５２は、半導体基板１０の上面におけるエミッタ領域１２、コンタクト領域１５およびベース領域１４と接触する。また、エミッタ電極５２は、ダミートレンチ部３０内のダミー導電部と接続される。
活性側ゲート配線１３１は、ゲートトレンチ部４０と接続する。活性側ゲート配線１３１は、Ｙ軸方向におけるゲートトレンチ部４０の先端部４１において、ゲートトレンチ部４０のゲート導電部と接続されてよい。活性側ゲート配線１３１は、ダミートレンチ部３０内のダミー導電部とは接続されない。
ウェル領域１１は、活性側ゲート配線１３１と重なって設けられている。ウェル領域１１は、活性側ゲート配線１３１と重ならない範囲にも、所定の幅で延伸して設けられている。本例のウェル領域１１は、コンタクトホール５４のＹ軸方向の端から、活性側ゲート配線１３１側に離れて設けられている。ウェル領域１１は、ベース領域１４よりもドーピング濃度の高い第２導電型の領域である。本例のベース領域１４はＰ－型であり、ウェル領域１１はＰ＋型である。
トランジスタ部７０およびダイオード部８０のそれぞれは、配列方向に複数配列されたトレンチ部を有する。本例のトランジスタ部７０には、配列方向に沿って１本以上のゲートトレンチ部４０と、１本以上のダミートレンチ部３０とが交互に設けられている。本例のダイオード部８０には、複数のダミートレンチ部３０が、配列方向に沿って設けられている。本例のダイオード部８０には、ゲートトレンチ部４０が設けられていない。
本例のゲートトレンチ部４０は、配列方向と垂直な延伸方向に沿って延伸する２つの直線部分３９（延伸方向に沿って直線状であるトレンチの部分）と、２つの直線部分３９を接続する先端部４１を有してよい。図２における延伸方向はＹ軸方向である。
先端部４１の少なくとも一部は、上面視において曲線状に設けられることが好ましい。２つの直線部分３９のＹ軸方向における端部どうしを先端部４１が接続することで、直線部分３９の端部における電界集中を緩和できる。
トランジスタ部７０において、ダミートレンチ部３０はゲートトレンチ部４０のそれぞれの直線部分３９の間に設けられる。それぞれの直線部分３９の間には、１本のダミートレンチ部３０が設けられてよく、複数本のダミートレンチ部３０が設けられていてもよい。ダミートレンチ部３０は、延伸方向に延伸する直線形状を有してよく、ゲートトレンチ部４０と同様に、直線部分２９と先端部３１とを有していてもよい。
ウェル領域１１の拡散深さは、ゲートトレンチ部４０およびダミートレンチ部３０の深さよりも深くてよい。ゲートトレンチ部４０およびダミートレンチ部３０のＹ軸方向の端部は、上面視においてウェル領域１１に設けられる。つまり、各トレンチ部のＹ軸方向の端部において、各トレンチ部の深さ方向の底部は、ウェル領域１１に覆われている。これにより、各トレンチ部の当該底部における電界集中を緩和できる。
配列方向において各トレンチ部の間には、メサ部が設けられている。メサ部は、半導体基板１０の内部において、トレンチ部に挟まれた領域を指す。一例としてメサ部の上端は半導体基板１０の上面である。メサ部の下端の深さ位置は、トレンチ部の下端の深さ位置と同一である。本例のメサ部は、半導体基板１０の上面において、トレンチに沿って延伸方向（Ｙ軸方向）に延伸して設けられている。本例では、トランジスタ部７０にはメサ部６０が設けられ、ダイオード部８０にはメサ部６１が設けられている。本明細書において単にメサ部と称した場合、メサ部６０およびメサ部６１のそれぞれを指している。
それぞれのメサ部には、ベース領域１４が設けられる。メサ部において半導体基板１０の上面に露出したベース領域１４のうち、活性側ゲート配線１３１に最も近く配置された領域をベース領域１４－ｅとする。図２においては、それぞれのメサ部の延伸方向における一方の端部に配置されたベース領域１４－ｅを示しているが、それぞれのメサ部の他方の端部にもベース領域１４－ｅが配置されている。それぞれのメサ部には、上面視においてベース領域１４－ｅに挟まれた領域に、第１導電型のエミッタ領域１２および第２導電型のコンタクト領域１５の少なくとも一方が設けられてよい。本例のエミッタ領域１２はＮ＋型であり、コンタクト領域１５はＰ＋型である。エミッタ領域１２およびコンタクト領域１５は、深さ方向において、ベース領域１４と半導体基板１０の上面との間に設けられてよい。
トランジスタ部７０のメサ部６０は、半導体基板１０の上面に露出したエミッタ領域１２およびコンタクト領域１５を有する。エミッタ領域１２およびコンタクト領域１５のそれぞれは、半導体基板１０の上面において、メサ部６０を挟む２つのトレンチ部の両方と接している。つまり、エミッタ領域１２およびコンタクト領域１５のそれぞれは、半導体基板１０の上面において、Ｘ軸方向（配列方向）におけるメサ部６０の全幅に渡って設けられている。また、エミッタ領域１２およびコンタクト領域１５のそれぞれは、延伸方向（Ｙ軸方向）に沿って交互に配置されている。
少なくとも一つのメサ部６０は、少なくとも一つの接続領域１９を有する。接続領域１９は、メサ部６０を挟む２つのトレンチ部のうち、少なくとも一つのトレンチ部がゲートトレンチ部４０であるメサ部６０に設けられている。接続領域１９は、ベース領域１４よりもドーピング濃度の高いＰ＋型の領域である。接続領域１９は、上面視においてエミッタ領域１２と重なって設けられている。ただし接続領域１９は、上面視においてゲートトレンチ部４０と離れて配置されている。
また、接続領域１９は、メサ部６０における半導体基板１０の上面よりも下方に配置されている。接続領域１９と半導体基板１０の上面との間には、エミッタ領域１２が設けられている。
接続領域１９は、Ｙ軸方向においてエミッタ領域１２を挟む２つのコンタクト領域１５を接続する。接続領域１９は、２つのコンタクト領域１５の組毎に設けられてよい。つまり、メサ部６０においてＹ軸方向において隣り合う２つのコンタクト領域１５の全てのセットが、接続領域１９により接続されてよい。図２においては、接続領域１９が設けられている範囲を破線で示している。接続領域１９を設けることで、後述するように、ターンオフ時における半導体装置１００のラッチアップを抑制できる。
ダイオード部８０のメサ部６１には、エミッタ領域１２が設けられていない。メサ部６１の上面には、ベース領域１４およびコンタクト領域１５が設けられてよい。メサ部６１の上面においてベース領域１４－ｅに挟まれた領域には、それぞれのベース領域１４－ｅに接してコンタクト領域１５が設けられてよい。メサ部６１の上面においてコンタクト領域１５に挟まれた領域には、ベース領域１４が設けられてよい。ベース領域１４は、コンタクト領域１５に挟まれた領域全体に配置されてよい。また、メサ部６１には、接続領域１９が設けられていない。
それぞれのメサ部を覆う層間絶縁膜には、コンタクトホールが設けられているが、図２では省略している。コンタクトホールは、ベース領域１４－ｅに挟まれた領域に配置されている。本例のコンタクトホールは、コンタクト領域１５、ベース領域１４およびエミッタ領域１２の各領域の上方に設けられる。コンタクトホールは、メサ部の配列方向（Ｘ軸方向）における中央に配置されてよい。
ダイオード部８０において、半導体基板１０の下面と隣接する領域には、Ｎ＋型のカソード領域８２が設けられる。半導体基板１０の下面において、カソード領域８２が設けられていない領域には、Ｐ＋型のコレクタ領域２２が設けられてよい。図２においては、カソード領域８２およびコレクタ領域２２の境界を点線で示している。
図３は、図２におけるｂ－ｂ断面の一例を示す図である。ｂ－ｂ断面は、エミッタ領域１２およびカソード領域８２を通過するＸＺ面である。本例の半導体装置１００は、当該断面において、半導体基板１０、層間絶縁膜３８、エミッタ電極５２およびコレクタ電極２４を有する。層間絶縁膜３８は、半導体基板１０の上面に設けられている。層間絶縁膜３８は、ホウ素またはリン等の不純物が添加されたシリケートガラス等の絶縁膜、熱酸化膜、および、その他の絶縁膜の少なくとも一層を含む膜である。層間絶縁膜３８には、図２において説明したコンタクトホール５４が設けられている。
エミッタ電極５２は、層間絶縁膜３８の上方に設けられる。エミッタ電極５２は、層間絶縁膜３８のコンタクトホール５４を通って、半導体基板１０の上面２１と接触している。コレクタ電極２４は、半導体基板１０の下面２３に設けられる。エミッタ電極５２およびコレクタ電極２４は、アルミニウム等の金属材料で形成されている。本明細書において、エミッタ電極５２とコレクタ電極２４とを結ぶ方向（Ｚ軸方向）を深さ方向と称する。
半導体基板１０は、Ｎ－型のドリフト領域１８を有する。ドリフト領域１８は、トランジスタ部７０およびダイオード部８０のそれぞれに設けられている。
トランジスタ部７０のメサ部６０には、Ｎ＋型のエミッタ領域１２およびＰ－型のベース領域１４が、半導体基板１０の上面２１側から順番に設けられている。ベース領域１４の下方にはドリフト領域１８が設けられている。メサ部６０には、Ｎ＋型の蓄積領域が設けられてもよい。蓄積領域は、ベース領域１４とドリフト領域１８との間に配置される。ドリフト領域１８とベース領域１４との間に高濃度の蓄積領域を設けることで、キャリア注入促進効果（ＩＥ効果）を高めて、オン電圧を低減できる。
エミッタ領域１２は半導体基板１０の上面２１に露出しており、且つ、ゲートトレンチ部４０と接して設けられている。エミッタ領域１２は、メサ部６０の両側のトレンチ部と接している。エミッタ領域１２は、ドリフト領域１８よりもドーピング濃度が高い。
ベース領域１４は、エミッタ領域１２の下方に設けられている。本例のベース領域１４は、エミッタ領域１２と接して設けられている。ベース領域１４は、メサ部６０の両側のトレンチ部と接している。
メサ部６０には、接続領域１９が設けられている。上述したように、接続領域１９は、上面視においてエミッタ領域１２と重なっている。つまり、接続領域１９は、エミッタ領域１２とＺ軸方向において重なっている。本例の接続領域１９は、エミッタ領域１２の下端１３と接している。エミッタ領域１２の下端１３は、エミッタ領域１２において最も下方に設けられた領域である。
ダイオード部８０のメサ部６１には、半導体基板１０の上面２１に接して、Ｐ－型のベース領域１４が設けられている。ベース領域１４の下方には、ドリフト領域１８が設けられている。
トランジスタ部７０およびダイオード部８０のそれぞれにおいて、ドリフト領域１８の下にはＮ＋型のバッファ領域２０が設けられてよい。バッファ領域２０のドーピング濃度は、ドリフト領域１８のドーピング濃度よりも高い。バッファ領域２０は、ドリフト領域１８よりもドナー濃度の高い複数のドナー濃度ピークを有してよい。バッファ領域２０は、ベース領域１４の下端から広がる空乏層が、Ｐ＋型のコレクタ領域２２およびＮ＋型のカソード領域８２に到達することを防ぐフィールドストップ層として機能してよい。
トランジスタ部７０において、バッファ領域２０の下には、Ｐ＋型のコレクタ領域２２が設けられる。コレクタ領域２２のアクセプタ濃度は、ベース領域１４のアクセプタ濃度より高い。コレクタ領域２２は、ベース領域１４と同一のアクセプタを含んでよく、異なるアクセプタを含んでもよい。コレクタ領域２２のアクセプタは、例えばボロンである。
ダイオード部８０において、バッファ領域２０の下には、Ｎ＋型のカソード領域８２が設けられる。カソード領域８２のドナー濃度は、ドリフト領域１８のドナー濃度より高い。カソード領域８２のドナーは、例えば水素またはリンである。なお、各領域のドナーおよびアクセプタとなる元素は、上述した例に限定されない。コレクタ領域２２およびカソード領域８２は、半導体基板１０の下面２３に露出しており、コレクタ電極２４と接続している。コレクタ電極２４は、半導体基板１０の下面２３全体と接触してよい。コレクタ電極２４は、アルミニウム等の金属材料で形成される。
半導体基板１０の上面２１側には、１つ以上のゲートトレンチ部４０、および、１つ以上のダミートレンチ部３０が設けられる。各トレンチ部は、半導体基板１０の上面２１から、ベース領域１４を貫通して、ドリフト領域１８に到達している。エミッタ領域１２およびコンタクト領域１５の少なくとも一方が設けられている領域においては、各トレンチ部はこれらのドーピング領域も貫通して、ドリフト領域１８に到達している。トレンチ部が領域を貫通するとは、領域を形成してからトレンチ部を形成する順序で製造したものに限定されない。トレンチ部を形成した後に、トレンチ部の間にドーピング領域を形成したものも、トレンチ部がドーピング領域を貫通しているものに含まれる。
上述したように、トランジスタ部７０には、ゲートトレンチ部４０およびダミートレンチ部３０が設けられている。ダイオード部８０には、ダミートレンチ部３０が設けられ、ゲートトレンチ部４０が設けられていない。本例においてダイオード部８０とトランジスタ部７０のＸ軸方向における境界は、カソード領域８２とコレクタ領域２２の境界である。
ゲートトレンチ部４０は、半導体基板１０の上面２１に設けられたゲートトレンチ、ゲート絶縁膜４２およびゲート導電部４４を有する。ゲート絶縁膜４２は、ゲートトレンチの内壁を覆って設けられる。ゲート絶縁膜４２は、ゲートトレンチの内壁の半導体を酸化または窒化して形成してよい。ゲート導電部４４は、ゲートトレンチの内部においてゲート絶縁膜４２よりも内側に設けられる。つまりゲート絶縁膜４２は、ゲート導電部４４と半導体基板１０とを絶縁する。ゲート導電部４４は、ポリシリコン等の導電材料で形成される。
ゲート導電部４４は、深さ方向において、ベース領域１４よりも長く設けられてよい。当該断面におけるゲートトレンチ部４０は、半導体基板１０の上面２１において層間絶縁膜３８により覆われる。ゲート導電部４４は、ゲート配線に電気的に接続されている。ゲート導電部４４に所定のゲート電圧が印加されると、ベース領域１４のうちゲートトレンチ部４０に接する界面の表層に電子の反転層によるチャネルが形成される。
接続領域１９は、ゲートトレンチ部４０から離れて配置されている。これにより、接続領域１９を設けたことによる、トランジスタ部７０の閾値電圧の変動を抑制できる。Ｘ軸方向における接続領域１９とベース領域１４との境界は、トレンチ部から接続領域１９に向かう方向において、ドーピング濃度が上昇し始める位置であってよい。
接続領域１９におけるＰ型ドーパントと、ベース領域１４におけるＰ型ドーパントは、同一元素のドーパントであってよい。つまり、接続領域１９とベース領域１４は、同一元素のドーパントを注入することで形成されてよい。なお、各領域に複数種類のＰ型ドーパントが含まれている場合、各領域において最も高濃度のＰ型ドーパントを、当該領域におけるＰ型ドーパントとする。
他の例では、接続領域１９のＰ型ドーパントと、ベース領域１４のＰ型ドーパントは、異なっていてもよい。これにより、接続領域１９の形状を制御しやすくなる。
接続領域１９におけるＰ型ドーパントは、ベース領域１４におけるＰ型ドーパントよりも、半導体基板１０における拡散係数が小さいドーパントであってよい。つまり、接続領域１９におけるＰ型ドーパントは、ベース領域１４におけるＰ型ドーパントよりも、半導体基板１０において拡散しにくいドーパントであってよい。これにより、接続領域１９に注入したＰ型ドーパントがゲートトレンチ部４０まで拡散することを抑制でき、閾値電圧の変動を抑制できる。
ダミートレンチ部３０は、当該断面において、ゲートトレンチ部４０と同一の構造を有してよい。ダミートレンチ部３０は、半導体基板１０の上面２１に設けられたダミートレンチ、ダミー絶縁膜３２およびダミー導電部３４を有する。ダミー導電部３４は、エミッタ電極５２に電気的に接続してよい。ダミー絶縁膜３２は、ダミートレンチの内壁を覆って設けられる。ダミー導電部３４は、ダミートレンチの内部に設けられ、且つ、ダミー絶縁膜３２よりも内側に設けられる。ダミー絶縁膜３２は、ダミー導電部３４と半導体基板１０とを絶縁する。ダミー導電部３４は、ゲート導電部４４と同一の材料で形成されてよい。例えばダミー導電部３４は、ポリシリコン等の導電材料で形成される。ダミー導電部３４は、深さ方向においてゲート導電部４４と同一の長さを有してよい。
図４は、メサ部６０の一例を示す斜視断面図である。図４においては、メサ部６０において接続領域１９を通過するＹＺ断面およびＸＺ断面を示している。上述したように、接続領域１９は、延伸方向（Ｙ軸方向）においてエミッタ領域１２を挟む２つのコンタクト領域１５を接続する。また、接続領域１９は、ゲートトレンチ部４０とは離れて配置されている。
図５は、図４に示した高さ位置ｃにおけるメサ部６０のＸＹ断面の一例を示す図である。当該断面は、接続領域１９を通過する。接続領域１９は、Ｙ軸方向においてコンタクト領域１５に挟まれている。また、本例の接続領域１９は、Ｘ軸方向においてベース領域１４に挟まれている。
図５に示すメサ部６０は、２つのゲートトレンチ部４０に挟まれている。この場合、接続領域１９は、Ｘ軸方向において、２つのゲートトレンチ部４０の間の中央に配置されることが好ましい。つまり、接続領域１９と一方のゲートトレンチ部４０との距離と、接続領域１９ともう一方のゲートトレンチ部４０との距離が同一であることが好ましい。これにより、２つのゲートトレンチ部４０のそれぞれに対して、接続領域１９を離間させやすくなる。他の例では、一方のトレンチ部がダミートレンチ部３０であってもよい。ゲートトレンチ部４０と接続領域１９のＸ軸方向の距離は、１μｍ以上であってよく、２μｍ以上であってよく、３μｍ以上であってもよい。
図６は、図５のｄ－ｄ線における断面の一例を示す図である。当該断面は、メサ部６０において接続領域１９を通過するＹＺ面である。本例の接続領域１９は、エミッタ領域１２の下端１３と接している。
半導体装置１００のトランジスタ部７０をターンオフさせると、ドリフト領域１８等に存在していた正孔がエミッタ電極５２に引き抜かれる。高濃度のＰ型のコンタクト領域１５を設けることで、正孔の移動経路における抵抗を小さくして、ラッチアップを抑制できる。
さらに接続領域１９を設けることで、エミッタ領域１２を挟む２つのコンタクト領域１５を、高濃度のＰ型領域で接続できる。このため、何らかの要因で、ターンオフ時に２つのコンタクト領域１５間を正孔が移動する場合であっても、正孔の移動経路における抵抗を小さくして、ラッチアップを抑制できる。
図７は、比較例におけるｄ－ｄ断面を示す図である。本例においては、層間絶縁膜３８のパターニング時に層間絶縁膜３８が残存して、一つのコンタクト領域１５－１が層間絶縁膜３８に覆われている。この場合、コンタクト領域１５－１の下方の領域に存在していた正孔の少なくとも一部は、ターンオフ時にコンタクト領域１５－１に移動する。しかし、コンタクト領域１５－１は層間絶縁膜３８に覆われているので、コンタクト領域１５－１の正孔はエミッタ電極５２に移動できずに、隣り合うコンタクト領域１５－２に移動する。
比較例においては、接続領域１９が設けられていない。このため、コンタクト領域１５－１からコンタクト領域１５－２に移動する正孔は、低濃度のベース領域１４を通過する。図７においては、正孔の移動経路を、破線の矢印で模式的に示している。この場合、正孔の移動経路における抵抗が高くなり、当該経路における電圧が上昇する。これにより、寄生ｎｐｎトランジスタがターンオンして、ラッチアップ破壊が引き起こされる場合がある。
これに対して図１から図６において説明した例では、隣り合う２つのコンタクト領域１５が高濃度の接続領域１９で接続されている。このため、隣り合う２つのコンタクト領域１５間を、接続領域１９を通って正孔が移動でき、正孔の移動経路を低抵抗化できる。従って、ラッチアップを抑制できる。
図８Ａおよび図８Ｂは、接続領域１９の他の配置例を示す図である。図８Ａは、ｄ－ｄ断面の他の例を示す図である。図８Ｂは、ＸＺ面におけるエミッタ領域１２と接続領域１９の配置例を示す図である。本例では、接続領域１９が配置された深さ位置が、図１から図６の例と相違する。他の構造は、図１から図６において説明したいずれかの例と同一である。
接続領域１９は、少なくとも一部が、エミッタ領域１２の内部に配置されてよい。つまり、接続領域１９の少なくとも一部の領域が、Ｘ軸方向においてエミッタ領域１２に挟まれている。本例の接続領域１９は、全体が、エミッタ領域１２の内部に配置されている。例えば、接続領域１９の全体が、エミッタ領域１２の下端１３よりも上方に配置される。ただし、接続領域１９は、半導体基板１０の上面２１には接していない。
図９Ａおよび図９Ｂは、接続領域１９の他の配置例を示す図である。図９Ａは、ｄ－ｄ断面の他の例を示す図である。図９Ｂは、ＸＺ面におけるエミッタ領域１２と接続領域１９の配置例を示す図である。本例では、接続領域１９が配置された深さ位置が、図１から図６の例と相違する。他の構造は、図１から図６において説明したいずれかの例と同一である。本例の接続領域１９は、一部の領域がエミッタ領域１２の内部に配置され、一部の領域がエミッタ領域１２の下端１３よりも下方に配置されている。
図１０Ａおよび図１０Ｂは、接続領域１９の他の配置例を示す図である。図１０Ａは、ｄ－ｄ断面の他の例を示す図である。図１０Ｂは、ＸＺ面におけるエミッタ領域１２と接続領域１９の配置例を示す図である。本例では、接続領域１９が配置された深さ位置が、図１から図６の例と相違する。他の構造は、図１から図６において説明したいずれかの例と同一である。本例の接続領域１９は、エミッタ領域１２の下端１３よりも下方に配置されている。つまり接続領域１９は、エミッタ領域１２と離れて配置されている。接続領域１９およびエミッタ領域１２の間には、ベース領域１４が設けられてよい。
図１１は、コンタクト領域１５および接続領域１９の深さ方向におけるドーピング濃度分布例を示す図である。本例のドーピング濃度分布は、図６に示すｅ－ｅ線およびｆ－ｆ線におけるドーピング濃度分布に対応する。図１１では、コンタクト領域１５のドーピング濃度分布を実線で示し、接続領域１９のドーピング濃度分布を破線で示している。コンタクト領域１５のドーピング濃度分布は濃度ピーク１１５を有し、接続領域１９のドーピング濃度分布は濃度ピーク１１９を有する。
コンタクト領域１５のドーピング濃度をＰ１とし、接続領域１９のドーピング濃度をＰ２とする。各領域の最大ドーピング濃度を、各領域のドーピング濃度としてよい。接続領域１９のドーピング濃度Ｐ２は、コンタクト領域１５のドーピング濃度Ｐ１よりも高くてよい。この場合、コンタクト領域１５間の正孔の移動経路を更に低抵抗化して、ラッチアップを抑制できる。
また、コンタクト領域１５のドーピング濃度Ｐ１を高くしすぎると、コンタクト領域１５のドーパントがＹ軸方向に拡散して、エミッタ領域１２が短くなる場合がある。本例によれば、エミッタ領域１２の長さを確保しつつ、ラッチアップを抑制しやすくなる。
接続領域１９のドーピング濃度Ｐ２は、１×１０１８／ｃｍ３以上、１×１０２１／ｃｍ３以下であってよい。コンタクト領域１５のドーピング濃度Ｐ１は、ドーピング濃度Ｐ２の１０％以下であってよい。他の例では、ドーピング濃度Ｐ１は、ドーピング濃度Ｐ２と同一であってよく、ドーピング濃度Ｐ２より大きくてもよい。
また、コンタクト領域１５の濃度ピーク１１５の半値全幅をＷ１とし、接続領域１９の濃度ピーク１１９の半値全幅をＷ２とする。半値全幅Ｗ２は、半値全幅Ｗ１より小さくてよい。濃度ピークの半値全幅は、ドーパントを注入した後の熱処理温度、熱処理時間、または、ドーパントの種類等で調整できる。半値全幅Ｗ２は、半値全幅Ｗ１の５０％以下であってよい。本例によれば、接続領域１９に注入したＰ型ドーパントの拡散距離が小さいので、接続領域１９とゲートトレンチ部４０との距離を確保しやすくなる。
また、各濃度ピークの頂点の位置を、濃度ピークの位置とする。濃度ピーク１１５は、濃度ピーク１１９よりも半導体基板１０の上面２１側に配置されてよい。濃度ピーク１１５と濃度ピーク１１９は、同一の深さ位置に配置されてよく、濃度ピーク１１９が濃度ピーク１１５よりも上面２１側に配置されてもよい。
図１２は、図４に示した高さ位置ｃにおけるメサ部６０のＸＹ断面の他の例を示す図である。本例のメサ部６０は、接続領域１９のＸ軸方向における位置が、図４の例と相違する。また、本例のメサ部６０は、ゲートトレンチ部４０とダミートレンチ部３０に挟まれている。他の構造は、図４の例と同一である。
本例の接続領域１９は、２つのトレンチ部の間において、ダミートレンチ部３０よりに配置されている。つまり、接続領域１９とゲートトレンチ部４０のＸ軸方向における距離は、接続領域１９とダミートレンチ部３０のＸ軸方向における距離よりも大きい。接続領域１９は、ダミートレンチ部３０と接していてもよい。これにより、接続領域１９とゲートトレンチ部４０との距離を大きくできる。このため、接続領域１９を設けたことによる、トランジスタ部７０の閾値電圧への影響を小さくできる。
図１３は、半導体装置１００の製造方法における一部の工程を示す図である。まず、第１段階Ｓ１３０１において、ドリフト領域１８を有する半導体基板１０に、ベース領域１４、各トレンチ部、各メサ部、エミッタ領域１２およびコンタクト領域１５を形成する。各領域は、半導体基板１０にドーパントを注入して熱処理することで形成できる。各トレンチ部は、半導体基板１０の上面２１を選択的にエッチングすることでトレンチを形成し、トレンチ内に絶縁膜および導電部を設けることで形成できる。第１段階Ｓ１３０１においては、層間絶縁膜３８およびコンタクトホール５４を形成してもよい。
次に第２段階Ｓ１３０２において、接続領域１９を形成する。接続領域１９は、メサ部６０の上面２１から、Ｐ型のドーパントを選択的に注入して熱処理することで形成できる。
図１４は、第２段階Ｓ１３０２において、Ｐ型のドーパントを注入する注入領域１４０の一例を示す図である。図１４において注入領域１４０を、斜線のハッチングで示している。注入領域１４０以外の領域は、レジスト等によりマスクされる。本例では、コンタクト領域１５の全体をマスクし、また、エミッタ領域１２の一部をマスクしている。また、各トレンチ部もマスクされる。つまり、注入領域１４０は、図１から図１３において説明した接続領域１９と、上面視において同一範囲の領域である。
本例によれば、コンタクト領域１５をマスクして、高濃度のＰ型ドーパントを注入領域１４０に注入する。このため、接続領域１９を形成することによる、コンタクト領域１５のドーピング濃度分布の変動を抑制できる。従って半導体装置１００の特性変動を抑制できる。
図１５は、注入領域１４０の他の例を示す図である。本例では、接続領域１９を形成すべき領域と、コンタクト領域１５が形成された領域の少なくとも一部の領域とに、Ｐ型のドーパントを注入する。より具体的には、コンタクト領域１５のうち、接続領域１９をＹ軸方向に延長した場合に重なる領域にも、Ｐ型のドーパントを注入する。注入領域１４０は、コンタクト領域１５をＹ軸方向に横断してよく、コンタクト領域１５内でＹ軸方向に終端していてもよい。本例によれば、接続領域１９とコンタクト領域１５とを確実に接続できる。また、注入領域１４０がコンタクト領域１５を横断している場合には、Ｙ軸方向において離散的にマスクを配置しなくてよいので、製造が容易になる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
１０・・・半導体基板、１１・・・ウェル領域、１２・・・エミッタ領域、１３・・・下端、１４・・・ベース領域、１５・・・コンタクト領域、１８・・・ドリフト領域、１９・・・接続領域、２０・・・バッファ領域、２１・・・上面、２２・・・コレクタ領域、２３・・・下面、２４・・・コレクタ電極、２９・・・直線部分、３０・・・ダミートレンチ部、３１・・・先端部、３２・・・ダミー絶縁膜、３４・・・ダミー導電部、３８・・・層間絶縁膜、３９・・・直線部分、４０・・・ゲートトレンチ部、４１・・・先端部、４２・・・ゲート絶縁膜、４４・・・ゲート導電部、５２・・・エミッタ電極、５４・・・コンタクトホール、６０、６１・・・メサ部、７０・・・トランジスタ部、８０・・・ダイオード部、８１・・・延長領域、８２・・・カソード領域、９０・・・エッジ終端構造部、１００・・・半導体装置、１０２・・・端辺、１１２・・・ゲートパッド、１１５・・・濃度ピーク、１１９・・・濃度ピーク、１３０・・・外周ゲート配線、１３１・・・活性側ゲート配線、１４０・・・注入領域、１６０・・・活性部

Claims (17)

  1. 半導体基板を備える半導体装置であって、
    前記半導体基板は、
    第１導電型のドリフト領域と、
    前記ドリフト領域と前記半導体基板の上面との間に設けられた第２導電型のベース領域と、
    前記半導体基板の上面において予め定められた延伸方向に延伸して設けられ、前記半導体基板の上面から前記ドリフト領域まで設けられた２つのトレンチ部と、
    前記２つのトレンチ部の間に設けられたメサ部と
    を有し、
    前記２つのトレンチ部の少なくとも一方はゲートトレンチ部であり、
    前記メサ部は、
    前記メサ部の上面に露出して設けられ、前記２つのトレンチ部の両方と接して設けられた、前記ドリフト領域よりもドーピング濃度の高い第１導電型のエミッタ領域と、
    前記延伸方向において、前記エミッタ領域と交互に前記メサ部の上面に露出して設けられ、前記２つのトレンチ部の両方と接して設けられた第２導電型のコンタクト領域と、
    上面視において前記エミッタ領域と重なって設けられ、前記ゲートトレンチ部と離れて配置され、前記メサ部の上面よりも下方に配置され、前記延伸方向において前記エミッタ領域を挟む２つの前記コンタクト領域を接続する、前記ベース領域よりもドーピング濃度の高い第２導電型の接続領域と
    を有し、
    前記接続領域は、前記エミッタ領域の下端よりも上方に配置されている
    半導体装置。
  2. 半導体基板を備える半導体装置であって、
    前記半導体基板は、
    第１導電型のドリフト領域と、
    前記ドリフト領域と前記半導体基板の上面との間に設けられた第２導電型のベース領域と、
    前記半導体基板の上面において予め定められた延伸方向に延伸して設けられ、前記半導体基板の上面から前記ドリフト領域まで設けられた２つのトレンチ部と、
    前記２つのトレンチ部の間に設けられたメサ部と
    を有し、
    前記２つのトレンチ部の少なくとも一方はゲートトレンチ部であり、
    前記メサ部は、
    前記メサ部の上面に露出して設けられ、前記２つのトレンチ部の両方と接して設けられた、前記ドリフト領域よりもドーピング濃度の高い第１導電型のエミッタ領域と、
    前記延伸方向において、前記エミッタ領域と交互に前記メサ部の上面に露出して設けられ、前記２つのトレンチ部の両方と接して設けられた第２導電型のコンタクト領域と、
    上面視において前記エミッタ領域と重なって設けられ、前記ゲートトレンチ部と離れて配置され、前記メサ部の上面よりも下方に配置され、前記延伸方向において前記エミッタ領域を挟む２つの前記コンタクト領域を接続する、前記ベース領域よりもドーピング濃度の高い第２導電型の接続領域と
    を有し、
    前記接続領域の下端は、前記コンタクト領域の下端よりも上方に配置されている
    半導体装置。
  3. 半導体基板を備える半導体装置であって、
    前記半導体基板は、
    第１導電型のドリフト領域と、
    前記ドリフト領域と前記半導体基板の上面との間に設けられた第２導電型のベース領域と、
    前記半導体基板の上面において予め定められた延伸方向に延伸して設けられ、前記半導体基板の上面から前記ドリフト領域まで設けられた２つのトレンチ部と、
    前記２つのトレンチ部の間に設けられたメサ部と
    を有し、
    前記２つのトレンチ部の少なくとも一方はゲートトレンチ部であり、
    前記メサ部は、
    前記メサ部の上面に露出して設けられ、前記２つのトレンチ部の両方と接して設けられた、前記ドリフト領域よりもドーピング濃度の高い第１導電型のエミッタ領域と、
    前記延伸方向において、前記エミッタ領域と交互に前記メサ部の上面に露出して設けられ、前記２つのトレンチ部の両方と接して設けられた第２導電型のコンタクト領域と、
    上面視において前記エミッタ領域と重なって設けられ、前記ゲートトレンチ部と離れて配置され、前記メサ部の上面よりも下方に配置され、前記延伸方向において前記エミッタ領域を挟む２つの前記コンタクト領域を接続する、前記ベース領域よりもドーピング濃度の高い第２導電型の接続領域と
    を有し、
    前記コンタクト領域および前記接続領域のそれぞれは、前記半導体基板の深さ方向においてドーピング濃度の濃度ピークを有し、
    前記接続領域の前記濃度ピークの半値全幅は、前記コンタクト領域の前記濃度ピークの半値全幅の５０％以下である
    半導体装置。
  4. 半導体基板を備える半導体装置であって、
    前記半導体基板は、
    第１導電型のドリフト領域と、
    前記ドリフト領域と前記半導体基板の上面との間に設けられた第２導電型のベース領域と、
    前記半導体基板の上面において予め定められた延伸方向に延伸して設けられ、前記半導体基板の上面から前記ドリフト領域まで設けられた２つのトレンチ部と、
    前記２つのトレンチ部の間に設けられたメサ部と
    を有し、
    前記２つのトレンチ部の少なくとも一方はゲートトレンチ部であり、
    前記メサ部は、
    前記メサ部の上面に露出して設けられ、前記２つのトレンチ部の両方と接して設けられた、前記ドリフト領域よりもドーピング濃度の高い第１導電型のエミッタ領域と、
    前記延伸方向において、前記エミッタ領域と交互に前記メサ部の上面に露出して設けられ、前記２つのトレンチ部の両方と接して設けられた第２導電型のコンタクト領域と、
    上面視において前記エミッタ領域と重なって設けられ、前記ゲートトレンチ部と離れて配置され、前記メサ部の上面よりも下方に配置され、前記延伸方向において前記エミッタ領域を挟む２つの前記コンタクト領域を接続する、前記ベース領域よりもドーピング濃度の高い第２導電型の接続領域と
    を有し、
    前記接続領域は、前記エミッタ領域の下端よりも下方に配置されている
    半導体装置。
  5. 半導体基板を備える半導体装置であって、
    前記半導体基板は、
    第１導電型のドリフト領域と、
    前記ドリフト領域と前記半導体基板の上面との間に設けられた第２導電型のベース領域と、
    前記半導体基板の上面において予め定められた延伸方向に延伸して設けられ、前記半導体基板の上面から前記ドリフト領域まで設けられた２つのトレンチ部と、
    前記２つのトレンチ部の間に設けられたメサ部と
    を有し、
    前記２つのトレンチ部の少なくとも一方はゲートトレンチ部であり、
    前記メサ部は、
    前記メサ部の上面に露出して設けられ、前記２つのトレンチ部の両方と接して設けられた、前記ドリフト領域よりもドーピング濃度の高い第１導電型のエミッタ領域と、
    前記延伸方向において、前記エミッタ領域と交互に前記メサ部の上面に露出して設けられ、前記２つのトレンチ部の両方と接して設けられた第２導電型のコンタクト領域と、
    上面視において前記エミッタ領域と重なって設けられ、前記ゲートトレンチ部と離れて配置され、前記メサ部の上面よりも下方に配置され、前記延伸方向において前記エミッタ領域を挟む２つの前記コンタクト領域を接続する、前記ベース領域よりもドーピング濃度の高い第２導電型の接続領域と
    を有し、
    前記接続領域のドーピング濃度は、前記コンタクト領域のドーピング濃度よりも高い
    半導体装置。
  6. 半導体基板を備える半導体装置であって、
    前記半導体基板は、
    第１導電型のドリフト領域と、
    前記ドリフト領域と前記半導体基板の上面との間に設けられた第２導電型のベース領域と、
    前記半導体基板の上面において予め定められた延伸方向に延伸して設けられ、前記半導体基板の上面から前記ドリフト領域まで設けられた２つのトレンチ部と、
    前記２つのトレンチ部の間に設けられたメサ部と
    を有し、
    前記２つのトレンチ部の少なくとも一方はゲートトレンチ部であり、
    前記メサ部は、
    前記メサ部の上面に露出して設けられ、前記２つのトレンチ部の両方と接して設けられた、前記ドリフト領域よりもドーピング濃度の高い第１導電型のエミッタ領域と、
    前記延伸方向において、前記エミッタ領域と交互に前記メサ部の上面に露出して設けられ、前記２つのトレンチ部の両方と接して設けられた第２導電型のコンタクト領域と、
    上面視において前記エミッタ領域と重なって設けられ、前記ゲートトレンチ部と離れて配置され、前記メサ部の上面よりも下方に配置され、前記延伸方向において前記エミッタ領域を挟む２つの前記コンタクト領域を接続する、前記ベース領域よりもドーピング濃度の高い第２導電型の接続領域と
    を有し、
    前記接続領域は、前記コンタクト領域の第２導電型のドーパントとは異なる第２導電型のドーパントを含む
    半導体装置。
  7. 前記接続領域の前記ドーパントは、前記コンタクト領域の前記ドーパントよりも、前記半導体基板における拡散係数が高い
    請求項６に記載の半導体装置。
  8. 半導体基板を備える半導体装置であって、
    前記半導体基板は、
    第１導電型のドリフト領域と、
    前記ドリフト領域と前記半導体基板の上面との間に設けられた第２導電型のベース領域と、
    前記半導体基板の上面において予め定められた延伸方向に延伸して設けられ、前記半導体基板の上面から前記ドリフト領域まで設けられた２つのトレンチ部と、
    前記２つのトレンチ部の間に設けられたメサ部と
    を有し、
    前記２つのトレンチ部の少なくとも一方はゲートトレンチ部であり、
    前記メサ部は、
    前記メサ部の上面に露出して設けられ、前記２つのトレンチ部の両方と接して設けられた、前記ドリフト領域よりもドーピング濃度の高い第１導電型のエミッタ領域と、
    前記延伸方向において、前記エミッタ領域と交互に前記メサ部の上面に露出して設けられ、前記２つのトレンチ部の両方と接して設けられた第２導電型のコンタクト領域と、
    上面視において前記エミッタ領域と重なって設けられ、前記ゲートトレンチ部と離れて配置され、前記メサ部の上面よりも下方に配置され、前記延伸方向において前記エミッタ領域を挟む２つの前記コンタクト領域を接続する、前記ベース領域よりもドーピング濃度の高い第２導電型の接続領域と
    を有し、
    前記２つのトレンチ部の一方は前記ゲートトレンチ部、他方はダミートレンチ部であり、
    前記接続領域は、前記２つのトレンチ部の間において、前記ダミートレンチ部よりに配置されている
    半導体装置。
  9. 半導体基板を備える半導体装置であって、
    前記半導体基板は、
    第１導電型のドリフト領域と、
    前記ドリフト領域と前記半導体基板の上面との間に設けられた第２導電型のベース領域と、
    前記半導体基板の上面において予め定められた延伸方向に延伸して設けられ、前記半導体基板の上面から前記ドリフト領域まで設けられた２つのトレンチ部と、
    前記２つのトレンチ部の間に設けられたメサ部と
    を有し、
    前記２つのトレンチ部の少なくとも一方はゲートトレンチ部であり、
    前記メサ部は、
    前記メサ部の上面に露出して設けられ、前記２つのトレンチ部の両方と接して設けられた、前記ドリフト領域よりもドーピング濃度の高い第１導電型のエミッタ領域と、
    前記延伸方向において、前記エミッタ領域と交互に前記メサ部の上面に露出して設けられ、前記２つのトレンチ部の両方と接して設けられた第２導電型のコンタクト領域と、
    上面視において前記エミッタ領域と重なって設けられ、前記ゲートトレンチ部と離れて配置され、前記メサ部の上面よりも下方に配置され、前記延伸方向において前記エミッタ領域を挟む２つの前記コンタクト領域を接続する、前記ベース領域よりもドーピング濃度の高い第２導電型の接続領域と
    を有し、
    前記接続領域は、前記ベース領域の第２導電型のドーパントとは異なる第２導電型のドーパントを含む
    半導体装置。
  10. 前記接続領域の前記ドーパントは、前記ベース領域の前記ドーパントよりも、前記半導体基板における拡散係数が低い
    請求項９に記載の半導体装置。
  11. 前記接続領域は、前記エミッタ領域の下端と接している
    請求項２、３または５から１０のいずれか一項に記載の半導体装置。
  12. 前記接続領域の少なくとも一部は、前記エミッタ領域の内部に配置されている
    請求項２、３または５から１０のいずれか一項に記載の半導体装置。
  13. 前記２つのトレンチ部は、両方とも前記ゲートトレンチ部であり、
    前記接続領域は、前記２つのトレンチ部の間の中央に配置されている
    請求項１から７または９から１２のいずれか一項に記載の半導体装置。
  14. 前記コンタクト領域および前記接続領域のそれぞれは、前記半導体基板の深さ方向においてドーピング濃度の濃度ピークを有し、
    前記コンタクト領域の前記濃度ピークは、前記接続領域の前記濃度ピークよりも前記半導体基板の上面側に配置されている
    請求項１、２または４から１３のいずれか一項に記載の半導体装置。
  15. 半導体装置の製造方法であって、
    第１導電型のドリフト領域を有する半導体基板に、前記ドリフト領域と前記半導体基板の上面との間に設けられた第２導電型のベース領域と、前記半導体基板の上面において予め定められた延伸方向に延伸して設けられ、前記半導体基板の上面から前記ドリフト領域まで設けられた２つのトレンチ部と、前記２つのトレンチ部の間に設けられたメサ部と、前記メサ部の上面に露出し、前記２つのトレンチ部の両方と接し、前記ドリフト領域よりもドーピング濃度の高い第１導電型のエミッタ領域と、前記延伸方向において、前記エミッタ領域と交互に前記メサ部の上面に露出し、前記２つのトレンチ部の両方と接する第２導電型のコンタクト領域と、を形成する第１段階と、
    上面視において前記エミッタ領域と重なり、前記メサ部の上面よりも下方に配置され、前記延伸方向において前記エミッタ領域を挟む２つの前記コンタクト領域を接続する、前記ベース領域よりもドーピング濃度の高い第２導電型の接続領域を形成する第２段階と
    を備え、
    前記２つのトレンチ部の少なくとも一方はゲートトレンチ部であり、
    前記第２段階において、前記ゲートトレンチ部と離れた前記接続領域を形成し、
    前記接続領域は、前記コンタクト領域の第２導電型のドーパントとは異なる第２導電型のドーパントを含む
    製造方法。
  16. 前記第２段階において、前記コンタクト領域が形成された領域をマスクして、前記半導体基板に第２導電型のドーパントを注入することで、前記接続領域を形成する
    請求項１５に記載の製造方法。
  17. 前記第２段階において、前記接続領域を形成すべき領域と、前記コンタクト領域が形成された領域の少なくとも一部の領域とに第２導電型のドーパントを注入することで、前記接続領域を形成する
    請求項１５に記載の製造方法。
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