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公開番号2025042478
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-27
出願番号2023149525
出願日2023-09-14
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
代理人弁理士法人iX
主分類H10D 30/66 20250101AFI20250319BHJP()
要約【課題】ダイオード動作時の逆回復特性が向上した半導体装置を提供する。
【解決手段】実施形態は、第1電極、と、第2電極と、半導体部と、ゲート電極と、絶縁性を有する第1部分と、を備える。第1電極および第2電極は、第1領域、第2領域および第3領域にわたって設けられる。半導体部は、第1電極と第2電極との間に設けられる。第1領域において、ゲート電極は、半導体部に設けられる。第1部分は、第3領域において、第1電極上に設けられる。第1領域はIGBT領域である。第2領域はダイオード領域である。第3領域は、第1領域と第2領域との間で、第1領域と第2領域とを分離する。第3領域において、第1部分の底面は前記第1電極に接し、第1部分の上面は第4半導体層に接し、第1部分の側面は第3半導体層に接する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１領域、第２領域および前記第１領域と前記第２領域との間の第３領域にわたって設けられた第１電極と、
前記第１領域、前記第２領域および前記第３領域にわたって設けられた第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた半導体部と、
前記第１領域において、前記第２電極と前記半導体部との間で前記半導体部内に延在し、前記半導体部から電気的に分離されたゲート電極と、
前記第３領域において、前記第１電極上に設けられた絶縁性を有する第１部分と、
を備え、
前記半導体部は、
前記第１領域において、前記第１電極上に設けられ、前記第１電極に電気的に接続された第１導電形の第１半導体層と、
前記第２領域において、前記第１電極上に設けられ、前記第１電極に電気的に接続された第２導電形第２半導体層と、
前記第１領域および前記第２領域において、前記第１半導体層上および前記第２半導体層上に設けられた前記第２導電形の第３半導体層と、
前記第１領域、前記第２領域および前記第３領域において前記第３半導体層上および前記第１部分上に設けられた前記第２導電形の第４半導体層と、
前記第１領域において、前記第４半導体層上に設けられ、前記第２電極に電気的に接続された前記第１導電形の第５半導体層と、
前記第５半導体層上に選択的に設けられ、前記第２電極に電気的に接続された前記第２導電形の第６半導体層と、
前記第２領域および前記第３領域において、前記第４半導体層上に設けられ、前記第２電極に電気的に接続された前記第１導電形の第７半導体層と、
前記第５半導体層上に選択的に設けられ、前記第７半導体層上に設けられ、前記第２電極に電気的に接続された前記第１導電形の第８半導体層と、
を含み、
前記ゲート電極は、ゲート絶縁膜を介して、前記第５半導体層と向き合い、
前記第１部分の底面は前記第１電極に接し、前記第１部分の上面は前記第４半導体層に接し、前記第１部分の側面は前記第３半導体層に接する半導体装置。
続きを表示（約 430 文字）【請求項２】
前記第１部分の側面は、前記第１部分の上部で前記第４半導体層に接する請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第３領域において、前記第１部分上に、前記第４半導体層のキャリア濃度よりも低いキャリア濃度を有する第２部分をさらに備えた請求項１半導体装置。
【請求項４】
前記第２部分は、前記第１部分の上面に接する請求項３記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第３半導体層は、前記第１電極上に設けられ、
前記第１部分の側面は、前記第３半導体層に接する請求項１記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１部分は、前記第１領域における前記第３半導体層と、前記第２領域における前記第３半導体層とを、分断するように設けられた請求項１記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１部分は、Ｓｉ酸化物またはＳｉ窒化物を含む請求項１～６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】
実施形態は、半導体装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）は、電力制御用の半導体素子として広く用いられている。このうち、逆並列に接続されたダイオードを一体化した逆導通型ＩＧＢＴ（Reverse Conductive IGBT：ＲＣ－ＩＧＢＴ）がある。
【０００３】
このようなＲＣ－ＩＧＢＴでは、一体化されたダイオードの逆回復特性を改善したいとの要求が強い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第５３３２３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
実施形態は、ダイオード動作時の逆回復特性が向上した半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係る半導体装置は、第１領域、第２領域および前記第１領域と前記第２領域との間の第３領域にわたって設けられた第１電極と、前記第１領域、前記第２領域および前記第３領域にわたって設けられた第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた半導体部と、前記第１領域において、前記第２電極と前記半導体部との間で前記半導体部内に延在し、前記半導体部から電気的に分離されたゲート電極と、前記第３領域において、前記第１電極上に設けられた絶縁性を有する第１部分と、を備える。前記半導体部は、前記第１領域において、前記第１電極上に設けられ、前記第１電極に電気的に接続された第１導電形の第１半導体層と、前記第２領域において、前記第１電極上に設けられ、前記第１電極に電気的に接続された第２導電形第２半導体層と、前記第１領域および前記第２領域において、前記第１半導体層上および前記第２半導体層上に設けられた前記第２導電形の第３半導体層と、前記第１領域、前記第２領域および前記第３領域において前記第３半導体層上および前記第１部分上に設けられた前記第２導電形の第４半導体層と、前記第１領域において、前記第４半導体層上に設けられ、前記第２電極に電気的に接続された前記第１導電形の第５半導体層と、前記第５半導体層上に選択的に設けられ、前記第２電極に電気的に接続された前記第２導電形の第６半導体層と、前記第２領域および前記第３領域において、前記第４半導体層上に設けられ、前記第２電極に電気的に接続された前記第１導電形の第７半導体層と、前記第５半導体層上に選択的に設けられ、前記第７半導体層上に設けられ、前記第２電極に電気的に接続された前記第１導電形の第８半導体層と、を含む。前記ゲート電極は、ゲート絶縁膜を介して、前記第５半導体層と向き合う。前記第１部分の底面は前記第１電極に接する。前記第１部分の上面は前記第４半導体層に接する。前記第１部分の側面は前記第３半導体層に接する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
実施形態に係る半導体装置を例示する模式的な断面図である。
実施形態に係る半導体装置の動作を説明するための模式的な断面図である。
比較例の半導体装置の動作を説明するための模式的な断面図である。
変形例に係る半導体装置を例示する模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
以下の説明および図面において、ｎ
＋
、ｎ
－
および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、「＋」および「－」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形とｎ形を反転させて各実施形態を実施してもよい。
【００１０】
図１は、実施形態に係る半導体装置を例示する模式的な断面図である。
図１に示すように、実施形態に係る半導体装置１００は、コレクタ電極１と、エミッタ電極２と、半導体部１０と、ゲート電極２１と、絶縁体６１と、を備える。半導体部１０は、コレクタ電極１とエミッタ電極２との間に設けられる。絶縁体６１は、コレクタ電極１上に設けられ、コレクタ電極１から半導体部１０内に延在する。
（【００１１】以降は省略されています）

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