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公開番号2025020741
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-13
出願番号2023124304
出願日2023-07-31
発明の名称半導体装置
出願人ミネベアパワーデバイス株式会社
代理人ポレール弁理士法人
主分類H10D 12/00 20250101AFI20250205BHJP()
要約【課題】
IGBTのターンオフ時にアクティブ領域の内部を通過する配線領域の近傍で破壊が発生するのを抑制する。
【解決手段】
半導体装置1が、IGBTを有するアクティブ領域2の内部を通過する配線領域4を有し、配線領域4は、第1導電型のドリフト層11と、ドリフト層11よりも裏面側に設けられた第2導電型のコレクタ層16と、ドリフト層11よりも表面側に設けられた第2導電型のウェル層17と、ウェル層17よりも表面側に設けられゲート電極21にゲート電位を供給するゲートランナ5と、ゲートランナ5よりも表面側に設けられたエミッタ電極22と、ウェル層17とエミッタ電極22とを電気的に接続するコンタクト領域(第3のコンタクト領域30)と、を有し、ゲートランナ5は、単層(第1のゲートランナ5A)で構成されているとともに、コンタクト領域に対応する位置に、コンタクト領域よりも大きい開口部5Cを有する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
ＩＧＢＴを有するアクティブ領域と、前記アクティブ領域の周囲を囲う終端領域と、前記アクティブ領域の内部を通過する配線領域と、を有し、
前記ＩＧＢＴは、ゲート電極と、表面側に設けられたエミッタ電極と、裏面側に設けられたコレクタ電極と、を有し、
前記配線領域は、第1導電型のドリフト層と、前記ドリフト層よりも裏面側に設けられた第２導電型のコレクタ層と、前記ドリフト層よりも表面側に設けられた第２導電型のウェル層と、前記ウェル層よりも表面側に設けられ前記ゲート電極にゲート電位を供給するゲートランナと、前記ゲートランナよりも表面側に設けられた前記エミッタ電極と、前記ウェル層と前記エミッタ電極とを電気的に接続するコンタクト領域と、を有し、
前記ゲートランナは、単層で構成されているとともに、前記コンタクト領域に対応する位置に、前記コンタクト領域よりも大きい開口部を有することを特徴とする半導体装置。
続きを表示（約 590 文字）【請求項２】
請求項１において、
前記開口部は、前記ゲートランナの短手方向の中心を含む位置に設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記エミッタ電極は、前記ゲートランナの短手方向の全体を覆う位置に設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記ゲートランナは、ポリシリコンで構成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記ＩＧＢＴは、トレンチを有し、
前記ゲート電極は、前記トレンチの内部に設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項１において、
前記アクティブ領域と前記終端領域との間に、前記ゲート電極にゲート電位を供給する少なくとも２層で構成されたゲートランナを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記配線領域に設けられた前記ゲートランナは、ポリシリコンで構成されており、
前記アクティブ領域と前記終端領域との間に設けられた少なくとも２層で構成された前記ゲートランナは、裏面側がポリシリコンで構成され、表面側が金属で構成されていることを特徴とする半導体装置。

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 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体装置の一種として、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が知られている。
【０００３】
図８は、従来の半導体装置の上面図である。図９は、図８のＤ部拡大図である。図１０は、図９のＣ－Ｃ’断面図である。なお、図８および図９では、図を見やすくするため、一部の構成要素の図示を省略している。
【０００４】
図８に示すように、従来の半導体装置１は、ＩＧＢＴを有するアクティブ領域２と、アクティブ領域２の周囲を囲う終端領域３と、アクティブ領域２の内部を通過する配線領域４と、ゲートランナ５と、ゲートパッド６とを有する。また、従来の半導体装置１は、図９および図１０に示すように、ドリフト層１１と、ボディ層１２と、エミッタ層１３と、コンタクト層１４と、バッファ層１５と、コレクタ層１６と、ウェル層１７と、ゲート電極２１と、エミッタ電極２２と、コレクタ電極２３と、図示しないゲート絶縁膜と、図示しないトレンチと、層間絶縁膜２６と、絶縁膜２７と、第１のコンタクト領域２８と、第２のコンタクト領域２９とを有する。
【０００５】
図８に示すように、アクティブ領域２と終端領域３との間、および、配線領域４には、ＩＧＢＴのゲート電極２１にゲート電位を供給するゲートランナ５が設けられている。ゲートランナ５は、外部と接続されるゲートパッド６に接続されている。
【０００６】
配線領域４のゲートランナ５は、図９および図１０に示すように、ポリシリコンで構成された第１のゲートランナ５Ａと、金属で構成された第２のゲートランナ５Ｂとの２層で構成されている。第１のゲートランナ５Ａと第２のゲートランナ５Ｂとの間は、層間絶縁膜２６を貫通する第２のコンタクト領域２９で接続されている。金属はポリシリコンよりも配線抵抗が小さいため、ゲートランナ５を２層で構成することにより、ゲートランナ５の配線抵抗を低減することができる。
【０００７】
配線領域４のゲートランナ５を２層で構成した従来技術としては、例えば特許文献１の図２６や、特許文献２の図２０などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２０１９－１２８４０号公報
特開２０１８－２００９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の半導体装置１では、図１０に示すように、配線領域４において、ＩＧＢＴのターンオフ時に、ゲートランナ５に重なる位置のコレクタ層１６から注入されたホール３１が、ウェル層１７に入り、配線領域４の外側の、ボディ層１２とエミッタ電極２２とをコンタクト層１４を介して接続する第１のコンタクト領域２８を通過して、エミッタ電極２２に抜けるという経路で引き抜かれるため、第１のコンタクト領域２８の端部にホール３１が集中して、配線領域４の近傍の破壊箇所３２で示す位置において破壊が発生する場合があるという問題があった。そして、このような破壊により、ＩＧＢＴの逆バイアス安全動作領域（ＲＢＳＯＡ：Reverse Bias Safe Operating Area）破壊耐量が制限されるという問題があった。
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、ＩＧＢＴのターンオフ時にアクティブ領域の内部を通過する配線領域の近傍で破壊が発生するのを抑制した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】
（【００１１】以降は省略されています）

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