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公開番号2024122583
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-09
出願番号2023030200
出願日2023-02-28
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
代理人弁理士法人iX
主分類H01L 29/78 20060101AFI20240902BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】電極パッドが見分けやすい半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置100は、第1、第2電極21、22、第1～4半導体領域11～14、第1、第2制御電極31、32、第1～第2電極パッドを含む。第1半導体領域11は、第1電極21の上に設けられ第1導電形である。第2半導体領域12は、第1半導体領域の上に設けられ第2導電形である。第3半導体領域13は、第2半導体領域の上に設けられ第1導電形である。第4半導体領域14は、第3半導体領域の一部の上に設けられ第2導電形である。第1制御電極31は、第1絶縁膜を介して、第2～第4半導体領域と対向する。第2制御電極32は、第2絶縁膜を介して、第2、第3半導体領域と対向する。第2電極22は、第3、第4半導体領域と接続される。第1電極パッドは、第1制御電極と接続される。第2電極パッドは、第2制御電極と接続され第1電極パッドとは異なる平面形状を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
第１電極と、
前記第１電極の上に設けられた第１導電形の第１半導体領域と、
前記第１半導体領域の上に設けられた第２導電形の第２半導体領域と、
前記第２半導体領域の上に設けられた第１導電形の第３半導体領域と、
前記第３半導体領域の一部の上に設けられた第２導電形の第４半導体領域と、
第１絶縁膜を介して、前記第２半導体領域、前記第３半導体領域、及び前記第４半導体領域のそれぞれと対向する第１制御電極と、
前記第１電極から前記第１半導体領域へ向かう第１方向に垂直な第２方向において前記第１制御電極から離れて前記第１制御電極と電気的に分離され、第２絶縁膜を介して、前記第２半導体領域及び前記第３半導体領域のそれぞれと対向する第２制御電極と、
前記第３半導体領域及び前記第４半導体領域の上方に位置し、前記第３半導体領域及び前記第４半導体領域と電気的に接続された第２電極と、
前記第１制御電極と電気的に接続された第１電極パッドと、
前記第２制御電極と電気的に接続され、前記第１電極パッドとは異なる平面形状を有する第２電極パッドと、
を備えた半導体装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第１電極パッドの面積は、前記第２電極パッドの面積とは異なる、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１電極パッドと前記第２電極との間の第１電気容量が、前記第２電極パッドと前記第２電極との間の第２電気容量よりも大きく、かつ、前記第１電極パッドを介して前記半導体装置内に流れる電流に対する前記半導体装置の第１電気抵抗が、前記第２電極パッドを介して前記半導体装置に流れる電流に対する前記半導体装置の第２電気抵抗よりもより小さい、又は、
前記第２電気容量が前記第１電気容量よりも大きく、かつ、前記第２電気抵抗が前記第１電気抵抗よりも小さい、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１電極パッドと前記第２電極との間の第１電気容量が、前記第２電極パッドと前記第２電極との間の第２電気容量よりも大きく、かつ、前記第１電極パッドの面積が、前記第２電極パッドの面積より大きい、又は、
前記第２電気容量が前記第１電気容量よりも大きく、かつ、前記第２電極パッドの面積が前記第１電極パッドの面積よりも大きい、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第２電気容量は、前記第１電気容量よりも大きい、請求項３または４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１制御電極は、複数設けられ、
前記第２制御電極は、複数設けられ、
前記第２制御電極の数は、前記第１制御電極の数よりも多い、請求項１～４のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１制御電極の電位が基準電位よりも高いオン状態から前記基準電位よりも低いオフ状態となる前に、前記第２制御電極の電位が前記基準電位よりも高いオン状態から前記基準電位よりも低いオフ状態となる、請求項１～４のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第３半導体領域の上には、前記第２絶縁膜と接する第２導電形の半導体領域が設けられない、請求項１～４のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項９】
前記第１方向に垂直な平面内において、前記第１電極パッド及び前記第２電極パッドは、前記半導体装置の対角線上に位置し、
前記平面内において、前記半導体装置の中心が、前記第１電極パッドと前記第２電極パッドとの間に位置する、請求項１～４のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記第１電極パッドと前記第２電極パッドとは、同一平面上に設けられる、請求項１～３のいずれか１つに記載の半導体装置。

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 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などの半導体装置においては、複数の電極パッドが設けられることがある。電極パッドが見分けやすいことが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第３５８６１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、電極パッドが見分けやすい半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る半導体装置は、第１電極と、第１半導体領域と、第２半導体領域と、第３半導体領域と、第４半導体領域と、第１制御電極と、第２制御電極と、第２電極と、第１電極パッドと、第２電極パッドと、を含む。前記第１半導体領域は、前記第１電極の上に設けられ、第１導電形である。前記第２半導体領域は、前記第１半導体領域の上に設けられ、第２導電形である。前記第３半導体領域は、前記第２半導体領域の上に設けられ、第１導電形である。前記第４半導体領域は、前記第３半導体領域の一部の上に設けられ、第２導電形である。前記第１制御電極は、第１絶縁膜を介して、前記第２半導体領域、前記第３半導体領域、及び前記第４半導体領域のそれぞれと対向する。前記第２制御電極は、前記第１電極から前記第１半導体領域へ向かう第１方向に垂直な第２方向において前記第１制御電極から離れる。前記第２制御電極は、前記第１制御電極と電気的に分離される。前記第２制御電極は、第２絶縁膜を介して、前記第２半導体領域及び前記第３半導体領域のそれぞれと対向する。前記第２電極は、前記第３半導体領域及び前記第４半導体領域の上方に位置する。前記第２電極は前記第３半導体領域及び前記第４半導体領域と電気的に接続される。前記第１電極パッドは、前記第１制御電極と電気的に接続される。前記第２電極パッドは、前記第２制御電極と電気的に接続される。前記第２電極パッドは、前記第１電極パッドとは異なる平面形状を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、実施形態に係る半導体装置を例示する模式的平面図である。
図２は、実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。
図３は、実施形態に係る半導体装置を例示する模式的平面図である。
図４は、実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。
図５は、実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、実施形態に係る半導体装置の動作を例示する模式図である。
図７は、実施形態に係る半導体装置を含む半導体モジュールを例示する模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、本発明の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既に説明したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
以下の説明及び図面において、ｎ
＋
、ｎ、ｎ
－
及びｐ
＋
、ｐの表記は、各不純物濃度の相対的な高低を表す。すなわち、「＋」が付されている表記は、「＋」及び「－」のいずれも付されていない表記よりも不純物濃度が相対的に高く、「－」が付されている表記は、いずれも付されていない表記よりも不純物濃度が相対的に低いことを示す。これらの表記は、それぞれの領域にｐ形不純物とｎ形不純物の両方が含まれている場合には、それらの不純物が補償しあった後の正味の不純物濃度の相対的な高低を表す。
以下で説明する各実施形態について、各半導体領域のｐ形（第１導電形の一例）とｎ形（第２導電形の一例）を反転させて各実施形態を実施してもよい。
【０００８】
図１は、実施形態に係る半導体装置を例示する模式的平面図である。
図２は、実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。
図２は、図１に示したＡ－Ａ線における断面に対応している。なお、図１においては、第１配線５１や第２配線５２（図３等において後述）など、一部の要素の図示を省略している。
【０００９】
図２に表したように、半導体装置１００は、第１電極２１と、半導体層１０と、第２電極２２と、複数の第１制御電極３１と、複数の第２制御電極３２と、を有する。半導体層１０は、第１半導体領域１１と、第２半導体領域１２と、第３半導体領域１３と、複数の第４半導体領域１４と、を含む。実施形態に係る半導体装置１００は、例えばＩＧＢＴを含む半導体チップである。
【００１０】
実施形態の説明では、ＸＹＺ直交座標系を用いる。第１電極２１から第２電極２２に向かう方向をＺ方向（第１方向）とする。Ｚ方向に対して垂直であり、相互に直交する２方向をＸ方向（第３方向）及びＹ方向（第２方向）とする。また、説明のために、第１電極２１から第２電極２２に向かう方向を「上」と言い、その反対方向を「下」と言う。これらの方向は、第１電極２１と第２電極２２との相対的な位置関係に基づき、重力の方向とは無関係である。
（【００１１】以降は省略されています）

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