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公開番号2024041096
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-27
出願番号2022145731
出願日2022-09-14
発明の名称半導体装置
出願人株式会社東芝,東芝デバイス&ストレージ株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01L 29/739 20060101AFI20240319BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】動作特性の劣化を抑制する半導体装置を提供する。
【解決手段】
実施形態の半導体装置は、第1の面と第2の面を有する半導体層と、半導体層の中に設けられ、第2の面に接し、第1の最小幅を有する第1の部分と、第1の最小幅よりも小さい第2の最小幅を有する第2の部分と、第1の部分と第2の部分を接続し第2の最小幅よりも小さい第3の最小幅を有する第3の部分を含む第1導電形の第1の半導体領域と、第2の面に接し、第1の半導体領域の中に互いに離隔する複数の第2導電形の第2の半導体領域と、第1の半導体領域と第1の面との間の第2導電形の第3の半導体領域と、第3の半導体領域と第1の面との間の第1導電形の第4の半導体領域と、第4の半導体領域と第1の面との間の2導電形の第5の半導体領域と、第4の半導体領域に対向するゲート電極と、ゲート絶縁膜と、第1の面に接する第1の電極と、第2の面に接する第2の電極と、を備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
第1の面と、前記第1の面と対向する第2の面を有する半導体層と、
前記半導体層の中に設けられ、前記第2の面に接し、第1の最小幅を有する第1の部分と、前記第1の最小幅よりも小さい第2の最小幅を有する第2の部分と、前記第1の部分と前記第2の部分を接続し前記第2の最小幅よりも小さい第3の最小幅を有する第3の部分を含む第1導電形の第1の半導体領域と、
前記半導体層の中に設けられ、前記第2の面に接し、前記第1の部分、前記第2の部分、及び前記第3の部分以外の前記第1の半導体領域の中に互いに離隔して設けられた複数の第2導電形の第2の半導体領域と、
前記半導体層の中に設けられ、前記第1の半導体領域と前記第1の面との間及び前記第2の半導体領域と前記第1の面との間に設けられた第2導電形の第3の半導体領域と、
前記半導体層の中に設けられ、前記第3の半導体領域と前記第1の面との間に設けられた第1導電形の第4の半導体領域と、
前記半導体層の中に設けられ、前記第4の半導体領域と前記第1の面との間に設けられた第2導電形の第5の半導体領域と、
前記第4の半導体領域に対向するゲート電極と、
前記第4の半導体領域と前記ゲート電極との間に設けられたゲート絶縁膜と、
前記第1の面に接する第1の電極と、
前記第2の面に接する第2の電極と、
を備える半導体装置。
続きを表示(約 830 文字)【請求項2】
前記第3の最小幅は、前記複数の第2導電形の第2の半導体領域の中の最近接位置にある2つの第2の半導体領域の間の距離よりも大きい、請求項1記載の半導体装置。
【請求項3】
前記第2の最小幅は、前記第1の最小幅の50%以上80%以下である、請求項1記載の半導体装置。
【請求項4】
前記第3の最小幅は、前記第2の最小幅の20%以上60%以下である、請求項1記載の半導体装置。
【請求項5】
前記第2の半導体領域は第4の最小幅を有し、前記第4の最小幅は前記第3の最小幅よりも小さい、請求項1記載の半導体装置。
【請求項6】
前記第1の電極は、前記第4の半導体領域及び前記第5の半導体領域に電気的に接続される、請求項1記載の半導体装置。
【請求項7】
前記半導体層の中に設けられ、前記第1の半導体領域と前記第1の面との間に設けられ、前記第1の面において前記第4の半導体領域を囲む第1導電形の第6の半導体領域と、
前記半導体層の中に設けられ、前記第2の面に接し、前記第2の面において前記第1の半導体領域を囲み、前記第6の半導体領域に対し前記第1の面から前記第2の面に向かう方向に設けられた第2導電形の第7の半導体領域と、
を更に備える、請求項1記載の半導体装置。
【請求項8】
前記第1の電極は、前記第6の半導体領域に電気的に接続される、請求項7記載の半導体装置。
【請求項9】
前記第6の半導体領域の第1導電形不純物濃度は、前記第4の半導体領域の第1導電形不純物濃度よりも高い、請求項7記載の半導体装置。
【請求項10】
前記第1の面を基準とする前記第6の半導体領域の深さは、前記第4の半導体領域の前記第1の面を基準とする深さよりも深い、請求項7記載の半導体装置。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、半導体装置に関する。
続きを表示(約 1,900 文字)【背景技術】
【0002】
半導体装置の一例として、Insulated Gate Bipolar Transistor(IGBT)がある。IGBTは、例えば、コレクタ電極上に、p形のコレクタ領域、n形のドリフト領域、p形のベース領域が設けられる。そして、p形のベース領域を貫通し、n形のドリフト領域に達するトレンチ内に、ゲート絶縁膜を間に挟んでゲート電極が設けられる。さらに、p形のベース領域表面のトレンチに隣接する領域に、エミッタ電極に接続されるn形のエミッタ領域が設けられる。
【0003】
近年、IGBTと還流ダイオード(Freewheeling Diode)を同一の半導体チップに形成したReverse-Conducting IGBT(RC-IGBT)が広く開発及び製品化されている。RC-IGBTは、例えば、インバータ回路のスイッチング素子として使用される。還流ダイオードはIGBTのオン電流と逆方向に電流を流す機能を有する。IGBTと還流ダイオードを同一の半導体チップに形成することには、終端領域の共有化によるチップサイズの縮小や、発熱箇所の分散など、多くの利点がある。
【0004】
RC-IGBTでは、ダイオードを設けることによって、IGBTの動作特性が劣化するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特許第6884114号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明が解決しようとする課題は、動作特性の劣化を抑制する半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
実施形態の半導体装置は、第1の面と、前記第1の面と対向する第2の面を有する半導体層と、前記半導体層の中に設けられ、前記第2の面に接し、第1の最小幅を有する第1の部分と、前記第1の最小幅よりも小さい第2の最小幅を有する第2の部分と、前記第1の部分と前記第2の部分を接続し前記第2の最小幅よりも小さい第3の最小幅を有する第3の部分を含む第1導電形の第1の半導体領域と、前記半導体層の中に設けられ、前記第2の面に接し、前記第1の部分、前記第2の部分、及び前記第3の部分以外の前記第1の半導体領域の中に互いに離隔して設けられた複数の第2導電形の第2の半導体領域と、前記半導体層の中に設けられ、前記第1の半導体領域と前記第1の面との間及び前記第2の半導体領域と前記第1の面との間に設けられた第2導電形の第3の半導体領域と、前記半導体層の中に設けられ、前記第3の半導体領域と前記第1の面との間に設けられた第1導電形の第4の半導体領域と、前記半導体層の中に設けられ、前記第4の半導体領域と前記第1の面との間に設けられた第2導電形の第5の半導体領域と、前記第4の半導体領域に対向するゲート電極と、前記第4の半導体領域と前記ゲート電極との間に設けられたゲート絶縁膜と、前記第1の面に接する第1の電極と、前記第2の面に接する第2の電極と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【0008】
第1の実施形態の半導体装置の模式平面図。
第1の実施形態の半導体装置の一部の模式断面図。
第1の実施形態の半導体装置の模式平面図。
第1の実施形態の半導体装置の模式平面図。
第1の実施形態の半導体装置の模式平面図。
第1の実施形態の半導体装置の一部の模式断面図。
比較例の半導体装置の模式平面図。
第1の実施形態の半導体装置の作用及び効果の説明図。
第2の実施形態の半導体装置の模式平面図。
第3の実施形態の半導体装置の模式平面図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明では、同一又は類似の部材などには同一の符号を付し、一度説明した部材などについては適宜その説明を省略する。
【0010】
本明細書中、n

形、n形、n

形との表記がある場合、n

形、n形、n

形の順でn形不純物濃度が低くなっていることを意味する。また、p

形、p形、p

形の表記がある場合、p

形、p形、p

形の順で、p形不純物濃度が低くなっていることを意味する。
(【0011】以降は省略されています)

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