JPH1168107A - Mos制御型パワー半導体要素 - Google Patents
Mos制御型パワー半導体要素Info
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- JPH1168107A JPH1168107A JP10180853A JP18085398A JPH1168107A JP H1168107 A JPH1168107 A JP H1168107A JP 10180853 A JP10180853 A JP 10180853A JP 18085398 A JP18085398 A JP 18085398A JP H1168107 A JPH1168107 A JP H1168107A
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- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
- H10D62/124—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of semiconductor bodies or of junctions between the regions
- H10D62/126—Top-view geometrical layouts of the regions or the junctions
- H10D62/127—Top-view geometrical layouts of the regions or the junctions of cellular field-effect devices, e.g. multicellular DMOS transistors or IGBTs
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D12/00—Bipolar devices controlled by the field effect, e.g. insulated-gate bipolar transistors [IGBT]
- H10D12/411—Insulated-gate bipolar transistors [IGBT]
- H10D12/441—Vertical IGBTs
- H10D12/461—Vertical IGBTs having non-planar surfaces, e.g. having trenches, recesses or pillars in the surfaces of the emitter, base or collector regions
- H10D12/481—Vertical IGBTs having non-planar surfaces, e.g. having trenches, recesses or pillars in the surfaces of the emitter, base or collector regions having gate structures on slanted surfaces, on vertical surfaces, or in grooves, e.g. trench gate IGBTs
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
- H10D62/17—Semiconductor regions connected to electrodes not carrying current to be rectified, amplified or switched, e.g. channel regions
- H10D62/393—Body regions of DMOS transistors or IGBTs
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Thyristors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】MOS制御型パワー半導体要素を提供するこ
と。 【解決手段】エミッタフィンガー(7)とコレクタフィ
ンガー(11)がトレンチによって形成される。エミッタ
フィンガーのみがソース領域を有する。コレクタフィン
ガーはこれらの領域を持たない。コレクタフィンガー
は、カソードと電気的接続を可能にする薄い、高くドー
プされた層を備える。少なくとも1つ、好ましくは、少
なくとも3つのコレクタフィンガー(11)が2つのエミ
ッタフィンガー間に配列される。
と。 【解決手段】エミッタフィンガー(7)とコレクタフィ
ンガー(11)がトレンチによって形成される。エミッタ
フィンガーのみがソース領域を有する。コレクタフィン
ガーはこれらの領域を持たない。コレクタフィンガー
は、カソードと電気的接続を可能にする薄い、高くドー
プされた層を備える。少なくとも1つ、好ましくは、少
なくとも3つのコレクタフィンガー(11)が2つのエミ
ッタフィンガー間に配列される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パワー半導体技術
に関する。請求項1に記載された制御されたMOSパワ
ー半導体要素に基づかれている。
に関する。請求項1に記載された制御されたMOSパワ
ー半導体要素に基づかれている。
【0002】
【従来の技術】この一般的な形式のパワー半導体要素
は、例えば、ドイツ国公開公報DE 19500 588 に記載
されている。IGBT(bipolar transistor with a control
electrode arranged in an insulated manner) はこの
資料に記載されている。IGBTは、三次元MOS構造を有
している。軸方向に直角の三次元構造の大きさは、この
場合ほぼ同じオーダーの大きさのである。列形状の構造
が特に好ましい。トレンチ構造のMOS制御型パワー半
導体要素も同様にEP 0 490 597B1により公知である。
トレンチの底の部分に埋め込まれた層は、順抵抗を減少
し、高い破壊電圧を得るために用いられる。カソード側
でプラズマを増強するために、このようなトレンチのIG
BTsは、GTOsの領域における順方向の電圧降下がシフト
されるようにする。更に順方向の損失を減少するため
に、トータルの累積面積、即ち、トレンチばかりでな
く、トレンチの底を最小にし、同時にトレンチによって
形成されたフィンガーを最小にすることが望ましい。こ
の関係において最適化されたトレンチの幾何学形状は、
同時に深く、広いトレンチによって、また狭いフィンガ
ーによって区別される。しかし、このような形状を作る
ことは、非常に困難である。
は、例えば、ドイツ国公開公報DE 19500 588 に記載
されている。IGBT(bipolar transistor with a control
electrode arranged in an insulated manner) はこの
資料に記載されている。IGBTは、三次元MOS構造を有
している。軸方向に直角の三次元構造の大きさは、この
場合ほぼ同じオーダーの大きさのである。列形状の構造
が特に好ましい。トレンチ構造のMOS制御型パワー半
導体要素も同様にEP 0 490 597B1により公知である。
トレンチの底の部分に埋め込まれた層は、順抵抗を減少
し、高い破壊電圧を得るために用いられる。カソード側
でプラズマを増強するために、このようなトレンチのIG
BTsは、GTOsの領域における順方向の電圧降下がシフト
されるようにする。更に順方向の損失を減少するため
に、トータルの累積面積、即ち、トレンチばかりでな
く、トレンチの底を最小にし、同時にトレンチによって
形成されたフィンガーを最小にすることが望ましい。こ
の関係において最適化されたトレンチの幾何学形状は、
同時に深く、広いトレンチによって、また狭いフィンガ
ーによって区別される。しかし、このような形状を作る
ことは、非常に困難である。
【0003】更に、この最適な形状を得ようとする従来
技術による解決の共通の特徴は、要素が非常に技術的に
複雑になることである。特に、現在利用できるトレンチ
技術を用いると、約1マイクロメーターの幅をこえない
場合のみに、酸化されたトレンチがポリシリコン電極で
満たされ、閉じられる。
技術による解決の共通の特徴は、要素が非常に技術的に
複雑になることである。特に、現在利用できるトレンチ
技術を用いると、約1マイクロメーターの幅をこえない
場合のみに、酸化されたトレンチがポリシリコン電極で
満たされ、閉じられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の1つ
の目的は、低い順方向損失と高い逆電圧によって特徴づ
けられるが、受け入れ可能な技術的複雑性のレベルで製
造される新規なMOS制御型パワー半導体要素を提供す
ることである。この目的は、独立請求項の特徴によって
達成される。
の目的は、低い順方向損失と高い逆電圧によって特徴づ
けられるが、受け入れ可能な技術的複雑性のレベルで製
造される新規なMOS制御型パワー半導体要素を提供す
ることである。この目的は、独立請求項の特徴によって
達成される。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の本質は、2つの
形式のフィンガー、即ち、いわゆるエミッタフィンガー
とコレクタフィンガーが設けられることである。カソー
ドはあらゆるフィンガーと接触し、それらは全て同じゲ
ートによって作動される。しかし、エミッタフィンガー
のみは、ソース領域を有する。コレクタフィンガーは、
これらの領域を有しない。しかし、コレクタフィンガー
には、カソードと良好な接触を可能にする薄く、高くド
ープされた層が設けられる。少なくとも3つ、好ましく
は少なくとも3つのカソードフィンガーが2つのエミッ
タフィンガー間に設けられる。更に、有利な実施の形態
は、対応する従属請求項から生じる。
形式のフィンガー、即ち、いわゆるエミッタフィンガー
とコレクタフィンガーが設けられることである。カソー
ドはあらゆるフィンガーと接触し、それらは全て同じゲ
ートによって作動される。しかし、エミッタフィンガー
のみは、ソース領域を有する。コレクタフィンガーは、
これらの領域を有しない。しかし、コレクタフィンガー
には、カソードと良好な接触を可能にする薄く、高くド
ープされた層が設けられる。少なくとも3つ、好ましく
は少なくとも3つのカソードフィンガーが2つのエミッ
タフィンガー間に設けられる。更に、有利な実施の形態
は、対応する従属請求項から生じる。
【0006】
【発明の実施の形態】図面を参照すると、同じ参照番号
は、同じ部分または対応する部品を示す。図1は、本発
明によるMOS制御型パワー半導体要素の断面の詳細を
示す。この要素は、特に、いわゆるトレンチIGBTであ
る。多くの異なってドープされた半導体層がだい1の主
面2と第2の主面3の間にある半導体基体1に配置され
る。nドープされた層と領域は、左上から右下へ走るラ
インによって斜線がつけられているが、一方、pドープ
された領域は、右上から左下へ走るラインによって斜線
がつられている。斜線の密度は、ドーピングの強さを示
す。第2の主面にpドープされたアノードエミッタ4、
第1のnドープされたベース層5、および第2のp-ドー
プされたベース層6が続く。第1の主面2は、カソード
メタライゼーション13によってカバーされ、そして第
2の主面3は、アノードメタライゼーション14によっ
てかばーされる。更に、トレンチが第1の主面2から半
導体基体1へ挿入される。これらのトレンチは、絶縁フ
ィルム8と共に並べられ、例えば、ポリシリコンからな
る制御電極、即ち、ゲート電極9で満たされる。これら
のトレンチは、フィンガー7と11を形成し、2つの形
式のフィンガー、エミッタフィンガー7とコレクタフィ
ンガー11が本発明によって提供される。これら2つの
形式のフィンガーは、それらの領域にある層や部分の性
質が異なっている。n+ドープされたソース領域10は、
エミッタフィンガー7に配置される。このソース領域に
変えて、コレクタ領域11は、第2のベース層6と同じ
極性ではあるが、高くドープされたコレクタ領域12を
有する。原則として、2つのエミッタフィンガー間に配
置されたカソードフィンガー11の数は制限されない。
しかし、少なくとも1つ、好ましくは3つのカソードフ
ィンガー11が2つのエミッタフィンガー間に配置され
るのが好ましい。
は、同じ部分または対応する部品を示す。図1は、本発
明によるMOS制御型パワー半導体要素の断面の詳細を
示す。この要素は、特に、いわゆるトレンチIGBTであ
る。多くの異なってドープされた半導体層がだい1の主
面2と第2の主面3の間にある半導体基体1に配置され
る。nドープされた層と領域は、左上から右下へ走るラ
インによって斜線がつけられているが、一方、pドープ
された領域は、右上から左下へ走るラインによって斜線
がつられている。斜線の密度は、ドーピングの強さを示
す。第2の主面にpドープされたアノードエミッタ4、
第1のnドープされたベース層5、および第2のp-ドー
プされたベース層6が続く。第1の主面2は、カソード
メタライゼーション13によってカバーされ、そして第
2の主面3は、アノードメタライゼーション14によっ
てかばーされる。更に、トレンチが第1の主面2から半
導体基体1へ挿入される。これらのトレンチは、絶縁フ
ィルム8と共に並べられ、例えば、ポリシリコンからな
る制御電極、即ち、ゲート電極9で満たされる。これら
のトレンチは、フィンガー7と11を形成し、2つの形
式のフィンガー、エミッタフィンガー7とコレクタフィ
ンガー11が本発明によって提供される。これら2つの
形式のフィンガーは、それらの領域にある層や部分の性
質が異なっている。n+ドープされたソース領域10は、
エミッタフィンガー7に配置される。このソース領域に
変えて、コレクタ領域11は、第2のベース層6と同じ
極性ではあるが、高くドープされたコレクタ領域12を
有する。原則として、2つのエミッタフィンガー間に配
置されたカソードフィンガー11の数は制限されない。
しかし、少なくとも1つ、好ましくは3つのカソードフ
ィンガー11が2つのエミッタフィンガー間に配置され
るのが好ましい。
【0007】本発明によるカソードフィンガーは、以下
の機能を達成する。スイッチオンされたとき、要素は正
のゲート電圧(例えば15ボルト)で動sれる。それを
スイッチオフするために、負の電圧、(例えば -15ボ
ルト)がゲートに印加される。スイッチオン領域におい
て、正のゲート電圧が反転層(第2のベース層6)と累
積層(第1のベース層5)における高濃度レベルで形成
されている二次元エレクトロンガスを生じる。コレクタ
ーフィンガー11におけるホールに対するバルク抵抗
は、スイッチオンされたとき、無視できるほど小さな電
流のみがコレクタフィンガー11を通して流れるよう
に、十分高くなければならない。これはバルク抵抗によ
って達成することができる。即ち、コレクタフィンガー
11において、ホールが持つ抵抗はエミッタフィンガー
7のそれより少なくとも10倍の大きさに選択される。
このパラメータは、コレクタフィンガー11の断面の大
きさによって影響される。従って、スイッチオンされる
と、コレクタフィンガー11によって覆われた全領域が
累積面として用いられる。本発明による構造は、コレク
タフィンガーによって利用可能とされる比較的大きな累
積層のために、最小の順電圧降下と飽和電流密度の減少
が達成されるトレンチIGBT用の最適な形状に相当する。
の機能を達成する。スイッチオンされたとき、要素は正
のゲート電圧(例えば15ボルト)で動sれる。それを
スイッチオフするために、負の電圧、(例えば -15ボ
ルト)がゲートに印加される。スイッチオン領域におい
て、正のゲート電圧が反転層(第2のベース層6)と累
積層(第1のベース層5)における高濃度レベルで形成
されている二次元エレクトロンガスを生じる。コレクタ
ーフィンガー11におけるホールに対するバルク抵抗
は、スイッチオンされたとき、無視できるほど小さな電
流のみがコレクタフィンガー11を通して流れるよう
に、十分高くなければならない。これはバルク抵抗によ
って達成することができる。即ち、コレクタフィンガー
11において、ホールが持つ抵抗はエミッタフィンガー
7のそれより少なくとも10倍の大きさに選択される。
このパラメータは、コレクタフィンガー11の断面の大
きさによって影響される。従って、スイッチオンされる
と、コレクタフィンガー11によって覆われた全領域が
累積面として用いられる。本発明による構造は、コレク
タフィンガーによって利用可能とされる比較的大きな累
積層のために、最小の順電圧降下と飽和電流密度の減少
が達成されるトレンチIGBT用の最適な形状に相当する。
【0008】スイッチオフされ、ブロックされる(負の
ゲート電圧)、二次元エレクトロンガスが消え、従っ
て、IGBTのベース電流も消える。要素が第2のベース層
5から第1のベース層5までの接合において電圧を確立
する。結果として生じる空間電荷ゾーンにおける電流は
ホールをドリフトすることによって、達成される。負の
ゲート電圧は、累積層(第2のベース層6)と反転層
(第1のベース層5)における二次元ホールガスの形成
を導く。このホールガスは、ホール電流の原因である。
従って、スイッチオフされると、すべてのコレクタフィ
ンガー11は、電流に含まれ、ホール電流のために利用
できる断面領域を増加する。従ってエミッタフィンガー
におけるホール電流は、スイッチングオフプロセス中に
落ちる。この理由のために、誘導性負荷をスイッチする
と、突然のイオン化(動的アバランシェ)および動的ラ
ッチアップの危険性が減少され、その結果パワー半導体
要素も理想的な場合に、スナッバーなしに動作させるこ
とができる。
ゲート電圧)、二次元エレクトロンガスが消え、従っ
て、IGBTのベース電流も消える。要素が第2のベース層
5から第1のベース層5までの接合において電圧を確立
する。結果として生じる空間電荷ゾーンにおける電流は
ホールをドリフトすることによって、達成される。負の
ゲート電圧は、累積層(第2のベース層6)と反転層
(第1のベース層5)における二次元ホールガスの形成
を導く。このホールガスは、ホール電流の原因である。
従って、スイッチオフされると、すべてのコレクタフィ
ンガー11は、電流に含まれ、ホール電流のために利用
できる断面領域を増加する。従ってエミッタフィンガー
におけるホール電流は、スイッチングオフプロセス中に
落ちる。この理由のために、誘導性負荷をスイッチする
と、突然のイオン化(動的アバランシェ)および動的ラ
ッチアップの危険性が減少され、その結果パワー半導体
要素も理想的な場合に、スナッバーなしに動作させるこ
とができる。
【0009】実例のトレンチ形状は、3.5 μmのトレン
チ深さによって区別される。2μmのセル分離および0.
3 μmの絶縁フィルムの酸化物厚さの場合。トレンチお
よびフィンガー7と11は、0.7 μmの幅を有する。実
施の形態の第2のベース層6は2.5 μmの深さと5×10
16cm-3のエッジ濃度を有するガウスプロフィールを有す
る。高くドープされたソース領域10とコレクタ領域1
2の深さは、0.2 μmである。コレクタフィンガーのな
い従来のトレンチIGBTに対して本発明による構造の利点
は、特に、スイッチングオフの間、エミッタフィンガー
上の負荷は、MOS制御型コレクタフィンガー11の存
在とジョイント効果によって、かなり減少される。これ
は、本発明によるMOS制御型パワー半導体要素のスナ
ッバーのない動作を可能にする。説明したように、スイ
ッチオン(正のゲート電圧)されると、コレクタフィン
ガー11は、事実上ホール電流を完全に阻止し、その結
果、この電流はエミッタフィンガーを介して主として流
れる。対照的に、スイッチオフされると、コレクタフィ
ンガーは、導電性になり、ホール電流の大多数を運ぶ。
この理解により、エミッタフィンガー7とコレクタフィ
ンガー11は、形状寸法により、他の特性に関して最適
化される。
チ深さによって区別される。2μmのセル分離および0.
3 μmの絶縁フィルムの酸化物厚さの場合。トレンチお
よびフィンガー7と11は、0.7 μmの幅を有する。実
施の形態の第2のベース層6は2.5 μmの深さと5×10
16cm-3のエッジ濃度を有するガウスプロフィールを有す
る。高くドープされたソース領域10とコレクタ領域1
2の深さは、0.2 μmである。コレクタフィンガーのな
い従来のトレンチIGBTに対して本発明による構造の利点
は、特に、スイッチングオフの間、エミッタフィンガー
上の負荷は、MOS制御型コレクタフィンガー11の存
在とジョイント効果によって、かなり減少される。これ
は、本発明によるMOS制御型パワー半導体要素のスナ
ッバーのない動作を可能にする。説明したように、スイ
ッチオン(正のゲート電圧)されると、コレクタフィン
ガー11は、事実上ホール電流を完全に阻止し、その結
果、この電流はエミッタフィンガーを介して主として流
れる。対照的に、スイッチオフされると、コレクタフィ
ンガーは、導電性になり、ホール電流の大多数を運ぶ。
この理解により、エミッタフィンガー7とコレクタフィ
ンガー11は、形状寸法により、他の特性に関して最適
化される。
【0010】図2から図4までは、エミッタフィンガー
の他の実施形態を詳細に示す。図2は、すでに説明され
たエミッタフィンガー7を示す。2つのソース領域10
が第2のベース層6の領域にフィンガーごとに設けら
れ、フィンガーの長手方向に沿ってある。図3による実
施形態において、ソース領域10は阻止され、エミッタ
フィンガー7の長手軸に沿ってラッチアップ抵抗を増大
する。反対に、非常に狭いエミッターフィンガー10の
場合、フィンガーの横方向における全幅にわたって伸び
るソース領域10がフィンガーの軸に沿って構成される
ことは有利である(図4を参照されたい)。コレクタフィ
ンガー11のいろいろな実施形態が図5から図8まで示
されている。図5は、第2のベース層6上に配置され、
コレクタフィンガー11の長手方向におけるフィンガー
11の全長上に伸びるコレクタ領域12を有する基本的
な実施形態を示す。図6によると、コレクタ領域12
は、フィンガーの長手方向において阻止されるように設
計されてもよい。その結果、ストリップがコレクタセル
になる。これは、累積面積を増大する。しかし、同時
に、コレクタ通路を介する抵抗は、減少した断面積のた
めに、高くなる。これは、再びコレクタフィンガーの臨
界幅を増大するために用いられる。
の他の実施形態を詳細に示す。図2は、すでに説明され
たエミッタフィンガー7を示す。2つのソース領域10
が第2のベース層6の領域にフィンガーごとに設けら
れ、フィンガーの長手方向に沿ってある。図3による実
施形態において、ソース領域10は阻止され、エミッタ
フィンガー7の長手軸に沿ってラッチアップ抵抗を増大
する。反対に、非常に狭いエミッターフィンガー10の
場合、フィンガーの横方向における全幅にわたって伸び
るソース領域10がフィンガーの軸に沿って構成される
ことは有利である(図4を参照されたい)。コレクタフィ
ンガー11のいろいろな実施形態が図5から図8まで示
されている。図5は、第2のベース層6上に配置され、
コレクタフィンガー11の長手方向におけるフィンガー
11の全長上に伸びるコレクタ領域12を有する基本的
な実施形態を示す。図6によると、コレクタ領域12
は、フィンガーの長手方向において阻止されるように設
計されてもよい。その結果、ストリップがコレクタセル
になる。これは、累積面積を増大する。しかし、同時
に、コレクタ通路を介する抵抗は、減少した断面積のた
めに、高くなる。これは、再びコレクタフィンガーの臨
界幅を増大するために用いられる。
【0011】コレクタフィンガーにおける非常に大きな
抵抗を得るために、第2のベース層6は、コレクタフィ
ンガーの面積が省略されてもよい。フィンガー7は、コ
レクタ領域12が第1のベース層5に直接隣接して配置
されている対応する実施の形態を示す。コレクタフィン
ガー11のバルク抵抗における更なる増加は、コレクタ
領域11と第1のベース層5間に、第1のベース層5よ
り高くドープされた変換ゾーンを設けることによって、
達成するこができる。図8は対応する実施の形態を示
す。
抵抗を得るために、第2のベース層6は、コレクタフィ
ンガーの面積が省略されてもよい。フィンガー7は、コ
レクタ領域12が第1のベース層5に直接隣接して配置
されている対応する実施の形態を示す。コレクタフィン
ガー11のバルク抵抗における更なる増加は、コレクタ
領域11と第1のベース層5間に、第1のベース層5よ
り高くドープされた変換ゾーンを設けることによって、
達成するこができる。図8は対応する実施の形態を示
す。
【0012】
【発明の効果】結局、本発明による構造は、順方向損失
が大幅に減少され、いかなる問題もなくスイッチオンお
よびスイッチオフされることができるMOS制御型トレ
ンチパワー半導体要素を提供する。明らかに、本発明の
多くの変更や変形が上述の教示に照らして可能である。
従って、請求項の範囲内において、本発明は特にここに
記載されたもの以外にも実行可能であることを理解すべ
きである。
が大幅に減少され、いかなる問題もなくスイッチオンお
よびスイッチオフされることができるMOS制御型トレ
ンチパワー半導体要素を提供する。明らかに、本発明の
多くの変更や変形が上述の教示に照らして可能である。
従って、請求項の範囲内において、本発明は特にここに
記載されたもの以外にも実行可能であることを理解すべ
きである。
【図1】本発明によるパワー半導体要素の断面の詳細を
示す。
示す。
【図2】エミッタフィンガーを示す。
【図3】エミッタフィンガーの他の実施形態を示す。
【図4】エミッタフィンガーの他の実施形態を示す。
【図5】カソードフィンガーを示す。
【図6】カソードフィンガーの他の実施形態を示す。
【図7】カソードフィンガーの他の実施形態を示す。
【図8】カソードフィンガーの他の実施形態を示す。
1 半導体基体 2 第1の主面 3 第2の主面 4 アノードエミッタ 5 第1のベース層 6 第2のベース層 7 エミッタフィンガー 8 絶縁フィルム 9 制御電極 10 ソース領域 11 コレクタフィンガー 12 コレクタ領域 13 カソードメタライゼーション 14 アノードメタライゼーション 15 変換層
Claims (8)
- 【請求項1】絶縁されて配列された、MOS制御型パワ
ー半導体要素、特に制御電極を有するバイポーラトラン
ジスタであって、 (a)第1の主面(2)と第2の主面(3)間で、第2
の主面から見られる半導体基体におけるアノードエミッ
タ(4)、第1のベース層(5)および第2のベース層
(6)、 (b)第1の主面(2)から第1のベース層(5)の領
域まで延び、トレンチの表面を覆う絶縁フィルム(8)
を備えるトレンチによって形成されるエミッタフィンガ
ー(7)、前記トレンチは制御電極(9)によって満た
されており、 (c)第1の主面(2)からエミッタフィンガーにおけ
る第2のベース層(6)へ組み込まれたソース領域を備
え、 (d)第1の主面(2)から第1のベース層(5)の領
域へ延び、トレンチの表面を覆う絶縁フィルムを備える
トレンチによって形成されたコレクタフィンガーが設け
られ、前記トレンチは、制御電極(9)と第2のベース
層(6)より高くドープされたコレクタ領域(12)に
よって満たされ、第1の主面(2)からコレクタフィン
ガー(11)に組み込まれており、 (e)少なくとも1つのコレクタフィンガー(11)が
2つのエミッタフィンガー(7)間に設けられている、 ことを特徴とするMOS制御型パワー半導体要素。 - 【請求項2】2つのソース領域(10)は、エミッタフ
ィンガーごとに設けられ、それらの間に第2のベース層
(6)が第1の主面(2)を貫通していることを特徴と
する請求項1に記載のMOS制御型パワー半導体要素。 - 【請求項3】前記ソース領域は、エミッタフィンガー
(7)の横方向において、前記エミッタフィンガー
(7)の全幅にわたって延びていることを特徴とする請
求項1に記載のMOS制御型半導体要素。 - 【請求項4】前記ソース領域(10)は、エミッタフィ
ンガー(7)の長手軸に沿って阻止されていることを特
徴とする請求項2または請求項3に記載のMOS制御型
半導体要素。 - 【請求項5】前記コレクタ領域(12)は、コレクタフ
ィンガー(11)の横方向において、前記コレクタフィ
ンガー(11)の全幅にわたって延びていることを特徴
とする請求項1乃至請求項4のいずれか1つに記載のM
OS制御型半導体要素。 - 【請求項6】前記コレクタ領域(12)は、コレクタフ
ィンガー(11)の長手軸に沿ってコレクタフィンガー
(11)において阻止されることを特徴とする請求項5
に記載のMOS制御型半導体要素。 - 【請求項7】コレクタフィンガー(11)は、第2のベ
ース層(6)の代わりに拡大した第1のベース層(5)
を有することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいず
れか1つに記載のMOS制御型半導体要素。 - 【請求項8】前記コレクタ領域(12)と第1のベース
層(5)間に、第1のベース層(5)より高くドープさ
れているが、前記第1のベース層(5)と同一の極性の
変換層(15)が設けられているいることを特徴とする
請求項7に記載のMOS制御型半導体要素。
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|---|---|---|---|
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|---|---|
| JPH1168107A true JPH1168107A (ja) | 1999-03-09 |
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| JP10180853A Pending JPH1168107A (ja) | 1997-06-30 | 1998-06-26 | Mos制御型パワー半導体要素 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005062386A1 (ja) * | 2003-12-22 | 2005-07-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 縦型ゲート半導体装置およびその製造方法 |
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Families Citing this family (5)
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|---|---|---|---|---|
| KR100745557B1 (ko) * | 1999-02-17 | 2007-08-02 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | Igbt 및 전력변환 장치 |
| US6392273B1 (en) * | 2000-01-14 | 2002-05-21 | Rockwell Science Center, Llc | Trench insulated-gate bipolar transistor with improved safe-operating-area |
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Family Cites Families (16)
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|---|---|---|---|---|
| WO1991003078A1 (en) * | 1989-08-17 | 1991-03-07 | Ixys Corporation | Insulated gate thyristor with gate turn on and turn off |
| US5448083A (en) * | 1991-08-08 | 1995-09-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Insulated-gate semiconductor device |
| DE69233105T2 (de) * | 1991-08-08 | 2004-05-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki | Bipolartransistor mit isoliertem Graben-Gate |
| JP3156300B2 (ja) * | 1991-10-07 | 2001-04-16 | 株式会社デンソー | 縦型半導体装置 |
| JP2810821B2 (ja) * | 1992-03-30 | 1998-10-15 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP3156487B2 (ja) * | 1994-03-04 | 2001-04-16 | 富士電機株式会社 | 絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ |
| US5468982A (en) * | 1994-06-03 | 1995-11-21 | Siliconix Incorporated | Trenched DMOS transistor with channel block at cell trench corners |
| US5581100A (en) * | 1994-08-30 | 1996-12-03 | International Rectifier Corporation | Trench depletion MOSFET |
| DE19500588A1 (de) * | 1995-01-11 | 1996-07-18 | Abb Management Ag | Bipolartransistor mit isolierter Steuerelektrode (IGBT) und dreidimensionaler MOS Struktur |
| EP0746030B1 (en) * | 1995-06-02 | 2001-11-21 | SILICONIX Incorporated | Trench-gated power MOSFET with protective diodes in a periodically repeating pattern |
| DE69631995T2 (de) * | 1995-06-02 | 2005-02-10 | Siliconix Inc., Santa Clara | Bidirektional sperrender Graben-Leistungs-MOSFET |
| JP3850054B2 (ja) * | 1995-07-19 | 2006-11-29 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
| JP3384198B2 (ja) * | 1995-07-21 | 2003-03-10 | 三菱電機株式会社 | 絶縁ゲート型半導体装置およびその製造方法 |
| JP3410286B2 (ja) * | 1996-04-01 | 2003-05-26 | 三菱電機株式会社 | 絶縁ゲート型半導体装置 |
| JP3352592B2 (ja) * | 1996-05-16 | 2002-12-03 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
| JPH09331062A (ja) * | 1996-06-11 | 1997-12-22 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
-
1997
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-
1998
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- 1998-06-26 JP JP10180853A patent/JPH1168107A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005062386A1 (ja) * | 2003-12-22 | 2005-07-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 縦型ゲート半導体装置およびその製造方法 |
| US7187041B2 (en) | 2003-12-22 | 2007-03-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Vertical gate semiconductor device and method for fabricating the same |
| JPWO2005062386A1 (ja) * | 2003-12-22 | 2007-10-04 | 松下電器産業株式会社 | 縦型ゲート半導体装置およびその製造方法 |
| KR100789033B1 (ko) * | 2003-12-22 | 2007-12-26 | 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 | 종형게이트 반도체장치 및 그 제조방법 |
| JP4754353B2 (ja) * | 2003-12-22 | 2011-08-24 | パナソニック株式会社 | 縦型トレンチゲート半導体装置およびその製造方法 |
| JP2017168638A (ja) * | 2016-03-16 | 2017-09-21 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
| US10468511B2 (en) | 2016-03-16 | 2019-11-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device |
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