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公開番号2025003680
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-09
出願番号2024189156,2023212032
出願日2024-10-28,2021-03-17
発明の名称半導体装置の駆動方法
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H10D 12/00 20250101AFI20241226BHJP()
要約【課題】電流集中による破壊が抑制された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1の面と対向する第2の面を有する半導体層と、半導体層の第1の面の側に設けられた第1のゲート電極を、有する第1のトランジスタと、半導体層の第2の面の側に設けられた第2のゲート電極を、有する第2のトランジスタと、を含むトランジスタ領域と、半導体層と、第2のゲート電極に電気的に接続され半導体層の第2の面の側に設けられた第3のゲート電極を、有する第3のトランジスタと、を含み前記トランジスタ領域に隣接する隣接領域と、を備え、半導体層の第3のゲート電極と対向する部分の第2導電形不純物濃度は、半導体層の第2のゲート電極と対向する部分の第2導電形不純物濃度よりも低い。
【選択図】図2
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、
前記半導体層の前記第１の面の側に設けられた第１のゲート電極を、有する第１のトランジスタと、
前記半導体層の前記第２の面の側に設けられた第２のゲート電極を、有する第２のトランジスタと、
を含むトランジスタ領域と、
前記半導体層と、
前記第２のゲート電極に電気的に接続され前記半導体層の前記第２の面の側に設けられた第３のゲート電極を、有する第３のトランジスタと、
を含み前記トランジスタ領域に隣接する隣接領域と、
を備え、
前記半導体層の前記第３のゲート電極と対向する部分の第２導電形不純物濃度は、前記半導体層の前記第２のゲート電極と対向する部分の第２導電形不純物濃度よりも低い、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 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
電力用の半導体装置の一例として、ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ（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（ＦｒｅｅｗｈｅｅｌｉｎｇＤｉｏｄｅ）を同一の半導体チップに形成したＲｅｖｅｒｓｅ－ＣｏｎｄｕｃｔｉｎｇＩＧＢＴ（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、ＩＧＢＴを含むＩＧＢＴ領域と、ダイオードを含むダイオード領域との間に、ＩＧＢＴ及びダイオードを含まない境界領域を設ける。境界領域を設けることにより、ＩＧＢＴの動作とダイオードの動作が干渉し、ＲＣ－ＩＧＢＴの素子特性が劣化することを抑制する。しかし、例えば、境界領域の裏面から注入される正孔に起因して、ＩＧＢＴ領域の端部に電流が集中し、ＩＧＢＴが破壊するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第５４１７８１１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、電流集中による破壊が抑制された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、前記半導体層の前記第１の面の側に設けられた第１のゲート電極を、有する第１のトランジスタと、前記半導体層の前記第２の面の側に設けられた第２のゲート電極を、有する第２のトランジスタと、を含むトランジスタ領域と、前記半導体層と、前記第２のゲート電極に電気的に接続され前記半導体層の前記第２の面の側に設けられた第３のゲート電極を、有する第３のトランジスタと、を含み前記トランジスタ領域に隣接する隣接領域と、を備え、前記半導体層の前記第３のゲート電極と対向する部分の第２導電形不純物濃度は、前記半導体層の前記第２のゲート電極と対向する部分の第２導電形不純物濃度よりも低い。
【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模式断面図。
第１の実施形態の半導体装置の駆動方法の説明図。
第２の実施形態の半導体装置の模式断面図。
第３の実施形態の半導体装置の模式断面図。
第４の実施形態の半導体装置の模式平面図。
第４の実施形態の半導体装置の模式断面図。
第５の実施形態の半導体装置の模式断面図。
【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形の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形の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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