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公開番号2025005928
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023106371
出願日2023-06-28
発明の名称半導体装置
出願人サンケン電気株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H10D 30/66 20250101AFI20250109BHJP()
要約【課題】IGBT部とダイオードとの境界領域での電界集中を緩和し、ブレークダウンを低減した半導体装置を提供する。
【解決手段】実施の形態に係る半導体装置100は、半導体基板101上に配置されたダイオード部20と、ダイオード部の周囲に配置されたIGBT部10とを備える。IGBT部は、第1導電型の第1半導体領域6と、第1半導体領域上に設けられた第2導電型の第2半導体領域7と、第2半導体領域を深さ方向に貫通するトレンチ14とを備える。ダイオード部は、第1半導体領域と、第1半導体領域上に設けられた第2導電型の第3半導体領域12と、第3半導体領域を深さ方向に貫通する第2トレンチ16とを備える。IGBT部の第1トレンチの延伸した第1方向の第1端14EGとダイオード部の第2トレンチの第1方向の第2端16EGとの間にIGBT部の第2半導体領域よりも接合深さの深い第2導電型の第4半導体領域70を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板の上に配置されたダイオード部と、
前記半導体基板の上に前記ダイオード部の周囲に配置されたＩＧＢＴ部と
を備え、
前記ＩＧＢＴ部は、
前記半導体基板の上に配置された第１導電型の第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導電型の第２半導体領域と、
前記第２半導体領域を深さ方向に貫通するように設けられ
た第１トレンチと
を備え、
前記ダイオード部は、
前記第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導電型の第３半導体領域と、
前記第３半導体領域を深さ方向に貫通するように設けられた第２トレンチと
を備え、
前記ＩＧＢＴ部の前記第１トレンチの延伸した第１方向の第１端と前記ダイオード部の前記第２トレンチの前記第１方向の第２端との間に前記ＩＧＢＴ部の前記第２半導体領域よりも接合深さの深い第２導電型の第４半導体領域を備える、半導体装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第４半導体領域の不純物濃度は、前記第２半導体領域の不純物濃度よりも低い、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第４半導体領域の不純物濃度は、前記第３半導体領域の不純物濃度よりも低い、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第４半導体領域は、前記第３半導体領域よりも接合深さが深い、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記ＩＧＢＴ部の前記第１トレンチの前記第１方向の延長線上に前記ダイオード部の前記第２トレンチが配置されている、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記ＩＧＢＴ部の前記第１トレンチから延伸した前記第１方向の前記第１端と前記ダイオード部の前記第２トレンチの前記第１方向の前記第２端との距離は、同じ前記ＩＧＢＴ部の前記第１トレンチの第２方向の隣り合う前記第１トレンチの間の距離と同じかそれ未満である、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第４半導体領域の接合深さの深さは、前記ＩＧＢＴ部の前記第１トレンチの深さより浅い、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第１方向に直交する第２方向に延伸する第１接続トレンチを備え、
前記ＩＧＢＴ部の前記第１トレンチから延伸した前記第１方向の前記第１端は、隣り合う前記第１トレンチから延伸した前記第１方向の前記第１端と前記第１接続トレンチを介して接続され、
前記第２方向に延伸する第２接続トレンチを備え、
前記ダイオード部の前記第２トレンチから延伸した前記第１方向の前記第２端は、隣り合う前記第２トレンチから延伸した前記第１方向の前記第２端と前記第２接続トレンチを介して接続されている、請求項１から７の何れか１項に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記第２半導体領域の上に配置された第５半導体領域を備える、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記ダイオード部の側から見て、前記第４半導体領域と前記第５半導体領域との前記第１トレンチに沿う前記第１方向の距離は、前記第４半導体領域と前記第５半導体領域との前記第１方向に直交する第２方向の距離よりも長い、請求項９に記載の半導体装置。
（【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】
本発明は、半導体装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）と還流用のダイオードとを一つの半導体基板に形成した半導体装置である逆導通ＩＧＢＴ（Reverse Conducting IGBT：ＲＣ－ＩＧＢＴ）が提案されている。また、半導体装置の外周領域にリサーフ領域と呼ばれる耐圧改善のための領域を設ける例も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開2022-56498号公報
特開2018-46187号公報
特開2004-349556号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実施の形態が解決しようとする課題は、ＩＧＢＴとダイオードとの境界領域での電界集中を緩和し、ブレークダウンを低減し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】
【０００５】
実施の形態に係る半導体装置は、半導体基板と、半導体基板上に配置されたダイオード部と、半導体基板上にダイオード部の周囲に配置されたＩＧＢＴ部とを備える。ＩＧＢＴ部は、半導体基板上に配置された第１導電型の第１半導体領域と、第１半導体領域上に設けられた第２導電型の第２半導体領域と、第２半導体領域を深さ方向に貫通するように設けられた第１トレンチとを備える。ダイオード部は、第１半導体領域と、第１半導体領域上に設けられた第２導電型の第３半導体領域と、第３半導体領域を深さ方向に貫通するように設けられた第２トレンチとを備える。ＩＧＢＴ部の第１トレンチの延伸した第１方向の第１端とダイオード部の第２トレンチの第１方向の第２端との間にＩＧＢＴ部の第２半導体領域よりも接合深さの深い第２導電型の第４半導体領域を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の実施の形態によれば、ＩＧＢＴとダイオードとの境界領域での電界集中を緩和し、ブレークダウンを低減した半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
実施の形態に係る半導体装置の全体構造の上面図。
図１の一部分の拡大された上面図。
図２のＩ－Ｉ線に沿う断面図。
図２のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図。
図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図。
図２のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図。
図１のＶ－Ｖ線に沿う断面図。
実施の形態の変形例に係る半導体装置の断面図。
実施の形態に係る半導体装置のＩＧＢＴの一部分の上面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各部の長さの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【０００９】
また、以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の形状、構造、配置などを下記のものに特定するものでない。この発明の実施形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。尚、本発明において「上」、「下」などの上、下を特定する用語は、記載の便宜上使用しているのであって、側面上に設けられている場合であっても、本発明の構成要件と実質同一であれば、本発明の権利範囲に属するものである。また、「上」とは対象に接して形成される場合だけでなく、別の層を介して形成される場合をも含む。また、本発明において「接続」とは直接接続に限定されるものではなく、間に抵抗体等の何かを介在させて接続した場合であっても、本発明の構成要件と実質同一であれば、本発明の権利範囲に属するものである。
【００１０】
以下の説明においては、半導体装置の方向をＸＹＺ軸で定義する。断面図で左右方向をＸ軸方向、紙面垂直方向をＹ軸方向、ＸＹ平面に垂直方向をＺ軸方向とする。尚、これらの方向については、一例である。パターンの配置によっては、適宜変更可能である。また、以下の説明においては、半導体装置としてＩＧＢＴを中心に記載するが、還流用のダイオードとを一つの半導体基板に形成した半導体装置であれば良く、ＩＧＢＴの代わりにＭＯＳＦＥＴであっても良い。また、電子注入促進型絶縁ゲートトランジスタ（ＩＥＧＴ：Injection Enhanced Gate Transistor）などの他の絶縁ゲート構造の素子であってもよい。また、スーパージャンクションＭＯＳＦＥＴ(Super Junction MOSFET)や相補型金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＣＭＯＳＦＥＴ:Complementary Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）であっても良い。
（【００１１】以降は省略されています）

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