JP3147154B2 - Insulated gate bipolar transistor - Google Patents
Insulated gate bipolar transistorInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は絶縁ゲート形バイポ
ーラトランジスタ即ちIGBTに関する。The present invention relates to an insulated gate bipolar transistor or IGBT.
【0002】[0002]
【従来の技術】1000V以上の高耐圧構成の電力用M
OSFET(電界効果トランジスタ)は大きなオン抵抗
を有するので、大電流領域で使用することが困難である
という欠点を有する。この欠点を解決するために、伝導
度変調を利用した絶縁ゲート形バイポーラトランジスタ
(IGBT)が実用化されている。2. Description of the Related Art M
OSFETs (field-effect transistors) have a disadvantage that they have a large on-resistance and are difficult to use in a large current region. In order to solve this drawback, an insulated gate bipolar transistor (IGBT) utilizing conductivity modulation has been put to practical use.
【0003】従来の絶縁ゲート形バイポーラトランジス
タは、図1に示すように、P形半導体領域から成るコレ
クタ領域1、コレクタ領域1の上面に形成された相対的
に不純物濃度の高いN形半導体領域から成るバッファ領
域2、コレクタ領域1の上面にバッファ領域2を介して
形成された相対的に不純物濃度の低いN形半導体領域か
ら成るドリフト領域3、ドリフト領域3内にDSA(Di
ffusion Self Align)法によって形成された島状又は
格子状のP形半導体領域から成るベース領域4、ベース
領域4内にDSA法によって形成された環状のN形半導
体領域から成るエミッタ領域5から成る半導体基体6を
備えている。基体6の一方の主面には、ベース領域4と
エミッタ領域5に電気的に接続されたエミッタ電極7
と、エミッタ領域5とドリフト領域3との間に挟まれた
ベース領域4の上方に絶縁膜(ゲート酸化膜)8を介し
て配置されたゲート電極9が形成されている。また、基
体6の他方の主面にはコレクタ領域1に電気的に接続さ
れたコレクタ電極10が形成されている。As shown in FIG. 1, a conventional insulated gate bipolar transistor includes a collector region 1 composed of a P-type semiconductor region and an N-type semiconductor region having a relatively high impurity concentration formed on the upper surface of the collector region 1. A drift region 3 formed of an N-type semiconductor region having a relatively low impurity concentration formed on the upper surface of the buffer region 2 and the collector region 1 via the buffer region 2, and a DSA (Di
A semiconductor including an island-shaped or lattice-shaped P-type semiconductor region formed by a ffusion self-alignment (Ffusion Self Alignment) method and an emitter region 5 formed in the base region 4 by an annular N-type semiconductor region formed by a DSA method. A base 6 is provided. An emitter electrode 7 electrically connected to the base region 4 and the emitter region 5 is provided on one main surface of the base 6.
And a gate electrode 9 disposed above the base region 4 interposed between the emitter region 5 and the drift region 3 with an insulating film (gate oxide film) 8 interposed therebetween. On the other main surface of the base 6, a collector electrode 10 electrically connected to the collector region 1 is formed.
【0004】図1の絶縁ゲート形バイポーラトランジス
タでは、ゲート電極9に対して正の電圧を印加するとベ
ース領域4のゲート電極9の真下に反転領域(チャネル
領域)が形成される。この状態で、コレクタ電極10と
エミッタ電極7との間にコレクタ電極10側の電位を高
くする電圧を印加すると、エミッタ領域5からチャネル
領域を通ってドリフト領域3及びバッファ領域2に電子
が流入する。これに伴なって、コレクタ領域1からはバ
ッファ領域2及びドリフト領域3に正孔が注入される。
この結果、バッファ領域2及びドリフト領域3には多量
のキャリア(電子、正孔)が蓄積されて伝導度変調が生
じる。バッファ領域2及びドリフト領域3に注入された
電子と正孔はそれぞれコレクタ電極10及びエミッタ電
極7に流れる。In the insulated gate bipolar transistor of FIG. 1, when a positive voltage is applied to the gate electrode 9, an inversion region (channel region) is formed in the base region 4 directly below the gate electrode 9. In this state, when a voltage for increasing the potential on the collector electrode 10 side is applied between the collector electrode 10 and the emitter electrode 7, electrons flow from the emitter region 5 to the drift region 3 and the buffer region 2 through the channel region. . Along with this, holes are injected from the collector region 1 into the buffer region 2 and the drift region 3.
As a result, a large amount of carriers (electrons and holes) are accumulated in the buffer region 2 and the drift region 3, and conductivity modulation occurs. The electrons and holes injected into the buffer region 2 and the drift region 3 flow to the collector electrode 10 and the emitter electrode 7, respectively.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、図1の絶縁
ゲート形電界効果トランジスタにおいて、上記のように
エミッタ電極7とコレクタ電極10との間にコレクタ電
極10側の電位を高くする電圧を印加した状態では、ベ
ース領域4とドリフト領域3との界面に形成されたPN
接合11から空乏層が広がる。ドリフト領域3の不純物
濃度は、ベース領域4の不純物濃度に比べて低いので、
この空乏層は主としてドリフト領域3側に広がってい
る。ここで、ゲート電極9への正電圧の印加を解いて電
流をオフ(スイッチングオフ)すると、この空乏層はバ
ッファ領域2に到達するように広がり、空乏層の両端に
は電極7、10間に印加された電圧が加わる。上記の伝
導度変調の際にドリフト領域3に蓄積されたキャリア
は、この空乏層の広がりによってバッファ領域2に掃き
出される。ここで、バッファ領域2に掃き出された正孔
は、空乏層の両端に生じている電界によってベース領域
4に流れ込んでエミッタ電極7から流れ出る。一方、バ
ッファ領域2に掃き出された電子はコレクタ領域1に流
れ込むため、これによりコレクタ領域1から新たにバッ
ファ領域2に正孔が供給される。この結果、バッファ領
域2にはスイッチオフした後もしばらくの間はキャリア
が蓄積され、これらキャリアが消滅するまでの間はコレ
クタ電極10とエミッタ電極7との間に微少な電流(テ
ール電流)が流れ続ける。このテール電流は極力小さく
することが望まれるが、従来のトランジスタ構造におい
てはそれが困難であった。By the way, in the insulated gate field effect transistor of FIG. 1, a voltage for increasing the potential of the collector electrode 10 is applied between the emitter electrode 7 and the collector electrode 10 as described above. In the state, the PN formed at the interface between the base region 4 and the drift region 3
A depletion layer extends from the junction 11. Since the impurity concentration of the drift region 3 is lower than the impurity concentration of the base region 4,
This depletion layer mainly spreads to the drift region 3 side. Here, when the application of the positive voltage to the gate electrode 9 is released and the current is turned off (switching off), the depletion layer spreads so as to reach the buffer region 2 and both ends of the depletion layer are located between the electrodes 7 and 10. The applied voltage is applied. Carriers accumulated in the drift region 3 during the above-described conductivity modulation are swept out to the buffer region 2 by the spread of the depletion layer. Here, the holes swept out into the buffer region 2 flow into the base region 4 due to the electric field generated at both ends of the depletion layer, and flow out from the emitter electrode 7. On the other hand, the electrons swept out into the buffer region 2 flow into the collector region 1, whereby holes are newly supplied from the collector region 1 to the buffer region 2. As a result, carriers are accumulated in the buffer region 2 for a while even after switching off, and a small current (tail current) is generated between the collector electrode 10 and the emitter electrode 7 until these carriers disappear. Keep flowing. It is desired that the tail current be as small as possible, but this is difficult in the conventional transistor structure.
【0006】そこで、本発明はテール電流の低減化が図
ることができる新規な構造の絶縁ゲート形バイポーラト
ランジスタを提供することを目的とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide an insulated gate bipolar transistor having a novel structure capable of reducing tail current.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、上記
目的を達成するための本発明は、実施例を示す図面の符
号を参照して説明すると、第1及び第2の主面28、3
2を有する半導体基体20と、前記半導体基体20の前
記第1の主面28上に選択的に設けられた絶縁膜30
と、前記半導体基体20の前記第1の主面28上に設け
られたエミッタ電極29と、前記絶縁膜30の上に設け
られたゲート電極31と、前記半導体基体20の前記第
2の主面32に設けられたコレクタ電極33とを備えた
絶縁ゲート形バイポーラトランジスタであって、前記半
導体基体20が、第1導電形のコレクタ領域21と、第
1導電形と反対導電形の第2の導電形のバッファ領域2
2と、第1導電形のドリフト領域23と、第1導電形の
ベース領域24と、第2導電形のエミッタ領域25と、
第2導電形の第1及び第2のバイパス領域26、27と
を備えており、前記コレクタ領域21は前記半導体基体
20の前記第2の主面32に露出するように配置されて
おり、前記バッファ領域22は前記コレクタ領域21と
前記半導体基体20の前記第1の主面28との間に配置
され且つ前記コレクタ領域21との間にPN接合34が
生じるように前記コレクタ領域21に隣接しており、前
記ドリフト領域23は前記バッファ領域22と前記半導
体基体20の前記第1の主面28との間に配置され且つ
前記バッファ領域22との間にPN接合35が生じるよ
うに前記バッファ領域22に隣接し且つ前記バッファ領
域22よりも低い不純物濃度を有しており、前記ベース
領域24は前記半導体基体20の前記第1の主面28に
露出する部分を有するように配置され且つ前記ドリフト
領域23を介して前記バッファ領域22に対向するよう
に前記ドリフト領域23に隣接し且つ前記ドリフト領域
23よりも高い不純物濃度を有しており、前記エミッタ
領域25は前記半導体基体20の前記第1の主面28に
露出する面を有し且つこの露出する面を除いて前記ベー
ス領域24で包囲されるように前記ベース領域24に隣
接しており、前記第1のバイパス領域26は前記半導体
基体20の前記第1の主面28に露出する面を有するよ
うに配置され且つ前記ベース領域24に隣接し且つ前記
バッファ領域22に前記ドリフト領域23を介して対向
するように前記ドリフト領域23にも隣接しており、前
記第2のバイパス領域27は前記第1のバイパス領域2
6と前記バッファ領域22とを接続するように前記第1
のバイパス領域26と前記バッファ領域22とに隣接し
且つ平面的に見て前記ベース領域24から離れた位置に
配置されており、前記エミッタ電極29は前記エミッタ
領域25と前記ベース領域24とに接続されており、前
記絶縁膜30は前記半導体基体20の前記第1の主面2
8上の少なくとも前記ベース領域24の前記エミッタ領
域25と前記第1のバイパス領域26との間の表面を覆
うように配置されており、前記ゲート電極31は前記ベ
ース領域24の前記エミッタ領域25と前記第1のバイ
パス領域26との間の部分の表面を前記絶縁膜30を介
して覆うように配置されており、前記コレクタ電極33
は前記コレクタ領域21に接続されていることを特徴と
する絶縁ゲート形バイポーラトランジスタに係わるもの
である。なお、請求項2に示すように第2のバイパス領
域27は半導体基体20の第1及び第2の主面側から不
純物を拡散することによって形成することができる。ま
た、請求項3に示すように第2のバイパス領域27を半
導体基体20の第1の主面28側のみから不純物を拡散
することによっても形成することができる。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention for solving the above problems and achieving the above objects will be described with reference to the reference numerals of the drawings showing the embodiments. 3
2, a semiconductor substrate 20 having an insulating film 30 selectively provided on the first main surface 28 of the semiconductor substrate 20.
An emitter electrode 29 provided on the first main surface 28 of the semiconductor substrate 20, a gate electrode 31 provided on the insulating film 30, and the second main surface of the semiconductor substrate 20 32. An insulated gate bipolar transistor comprising a collector electrode 33 provided at 32. The semiconductor substrate 20 comprises a collector region 21 of a first conductivity type and a second conductivity type of a conductivity type opposite to the first conductivity type. Buffer area 2
2, a drift region 23 of the first conductivity type, a base region 24 of the first conductivity type, an emitter region 25 of the second conductivity type,
First and second bypass regions 26 and 27 of the second conductivity type, and the collector region 21 is disposed so as to be exposed on the second main surface 32 of the semiconductor substrate 20. The buffer region 22 is disposed between the collector region 21 and the first main surface 28 of the semiconductor substrate 20 and is adjacent to the collector region 21 so that a PN junction 34 is formed between the buffer region 22 and the collector region 21. The drift region 23 is disposed between the buffer region 22 and the first main surface 28 of the semiconductor substrate 20 and the buffer region 22 is formed such that a PN junction 35 is formed between the buffer region 22 and the first main surface 28. 22 and has a lower impurity concentration than the buffer region 22, and the base region 24 has a portion exposed on the first main surface 28 of the semiconductor substrate 20. And has an impurity concentration higher than that of the drift region 23 and adjacent to the drift region 23 so as to face the buffer region 22 with the drift region 23 interposed therebetween. The semiconductor substrate 20 has a surface exposed to the first main surface 28 and is adjacent to the base region 24 so as to be surrounded by the base region 24 except for the exposed surface. The bypass region 26 is arranged so as to have a surface exposed on the first main surface 28 of the semiconductor substrate 20, is adjacent to the base region 24, and faces the buffer region 22 via the drift region 23. As described above, the second bypass region 27 is adjacent to the drift region 23 and the first bypass region 2
6 so as to connect the buffer region 22 with the first
The emitter electrode 29 is connected to the emitter region 25 and the base region 24 in a position adjacent to the bypass region 26 and the buffer region 22 and apart from the base region 24 when viewed in plan. The insulating film 30 is formed on the first main surface 2 of the semiconductor substrate 20.
8 so as to cover at least the surface of the base region 24 between the emitter region 25 and the first bypass region 26, and the gate electrode 31 is connected to the emitter region 25 of the base region 24. The collector electrode 33 is arranged so as to cover the surface of the portion between the first bypass region 26 and the first bypass region 26 via the insulating film 30.
The present invention relates to an insulated gate bipolar transistor which is connected to the collector region 21. The second bypass region 27 can be formed by diffusing impurities from the first and second main surfaces of the semiconductor substrate 20 as described in claim 2. Further, the second bypass region 27 can be formed by diffusing impurities only from the first main surface 28 side of the semiconductor substrate 20 as described in claim 3.
【0008】[0008]
【発明の効果】各請求項の発明によれば、ベース領域2
4に隣接するドリフト領域23がベース領域24と同一
の導電形を有しているので、ゲート電極31にオン制御
する電圧を印加すると、ドリフト領域23を通らない
で、第1及び第2のバイパス領域26、27を通ってエ
ミッタ電流及びコレクタ電流が流れる。この時、第2の
バイパス領域27とコレクタ領域21との間にPN接合
が形成されているので、コレクタ領域21から第2のバ
イパス領域27及びバッファ領域22に正孔が注入さ
れ、拡散によってドリフト領域に流れ込む。これによ
り、ドリフト領域23の電位が高くなり、ドリフト領域
23と第1のバイパス領域26との間のPN接合36が
順バイアス状態となり、第1のバイパス領域26からド
リフト領域23への電子の注入が生じ、ドリフト領域2
3で伝導度変調が生じ、コレクタ電極33とエミッタ電
極29との間のオン抵抗が低下する。オフに転換するよ
うにゲート電極31の電圧を制御すると、バッファ領域
22とドリフト領域23との間のPN接合35に基づく
空乏層がドリフト領域23に広がり、ドリフト領域23
のキャリア(正孔、電子)がベース領域24に掃き出さ
れ、正孔はエミッタ電極29に流れ、電子は空乏層の電
界でバッファ領域22を介してコレクタ領域21に流れ
込む。ターンオフ時にベース領域24からコレクタ領域
21に流れ込む電子は、オン時にドリフト領域23に存
在していた電子とベース領域24に存在していた電子と
の合計になる。今、オン時における図1の従来のドリフ
ト領域3のキャリア量と図3の本発明のドリフト領域2
3のキャリア量とが同一であるとすれば、オン時におけ
る図1のバッファ領域2のキャリア量と図3のベース領
域24のキャリア量との比がテール電流の差になる。図
3のベース領域24は半導体基体20の第1の主面28
側に部分的に形成されているのに対して、図1のバッフ
ァ領域2及び図3のバッファ領域22は半導体基体6、
20の主面のほぼ全部に対応するように形成され、図3
ではベース領域24の体積はバッファ領域22の体積よ
りも小さい。従って、オン時におけるベース領域24の
キャリアの蓄積量はバッファ領域22のキャリアの蓄積
量よりも小さくなり、テール電流が小さくなる。According to the invention of each claim, the base region 2
4 has the same conductivity type as that of the base region 24, so that when a voltage for ON control is applied to the gate electrode 31, the first and second bypasses do not pass through the drift region 23. An emitter current and a collector current flow through the regions 26 and 27. At this time, since a PN junction is formed between the second bypass region 27 and the collector region 21, holes are injected from the collector region 21 into the second bypass region 27 and the buffer region 22, and drift due to diffusion. Flow into the area. As a result, the potential of the drift region 23 increases, and the PN junction 36 between the drift region 23 and the first bypass region 26 becomes in a forward bias state, and electrons are injected from the first bypass region 26 into the drift region 23. And drift region 2
3, the conductivity modulation occurs, and the on-resistance between the collector electrode 33 and the emitter electrode 29 decreases. When the voltage of the gate electrode 31 is controlled so as to be turned off, the depletion layer based on the PN junction 35 between the buffer region 22 and the drift region 23 spreads in the drift region 23 and the drift region 23
Carriers (holes, electrons) are swept out to the base region 24, the holes flow to the emitter electrode 29, and the electrons flow into the collector region 21 via the buffer region 22 by the electric field of the depletion layer. The electrons flowing into the collector region 21 from the base region 24 at the time of turning off are the sum of the electrons existing in the drift region 23 and the electrons existing in the base region 24 at the time of turning on. Now, the amount of carriers in the conventional drift region 3 shown in FIG.
Assuming that the carrier amount of the buffer region 3 is the same, the ratio of the carrier amount of the buffer region 2 in FIG. 1 to the carrier amount of the base region 24 in FIG. 3 corresponds to the first main surface 28 of the semiconductor substrate 20.
The buffer region 2 of FIG. 1 and the buffer region 22 of FIG.
20 are formed so as to correspond to almost all of the main surface of FIG.
In this case, the volume of the base region 24 is smaller than the volume of the buffer region 22. Therefore, the amount of accumulated carriers in the base region 24 when the transistor is turned on is smaller than the amount of accumulated carriers in the buffer region 22, and the tail current is reduced.
【0009】[0009]
【実施形態及び実施例】次に、図2〜図7を参照して本
発明の実施形態及び実施例を説明する。Embodiments and Examples Next, embodiments and examples of the present invention will be described with reference to FIGS.
【0010】図2は本発明の実施例に係わる絶縁ゲート
形バイポーラトランジスタ即ちIGBTの半導体基体2
0の表面を示し、図3は本実施例のIGBTを図2のA
−A線に相当する部分で縦断して示す一部切欠き拡大断
面図である。本実施例のIGBTは、シリコン半導体基
体20と、エミッタ電極29と、ゲート電極31と、コ
レクタ電極33と、絶縁膜30とから成る。なお、エミ
ッタ電極29を第1の主電極、コレクタ電極33を第2
の主電極、ゲート電極31を制御電極と呼ぶこともでき
る。FIG. 2 shows an insulated gate bipolar transistor or IGBT semiconductor substrate 2 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows the IGBT of the present embodiment in FIG.
FIG. 3 is an enlarged partially cutaway cross-sectional view taken along a line corresponding to line −A. The IGBT of the present embodiment includes a silicon semiconductor substrate 20, an emitter electrode 29, a gate electrode 31, a collector electrode 33, and an insulating film 30. The emitter electrode 29 is the first main electrode, and the collector electrode 33 is the second main electrode.
The main electrode and the gate electrode 31 can also be called control electrodes.
【0011】半導体基体20は第1の半導体領域と呼ぶ
こともできるP形コレクタ領域21と、第2の半導体領
域と呼ぶこともできるN形バッファ領域22と、第3の
半導体領域と呼ぶこともできるP形ドリフト領域23
と、第4の半導体領域と呼ぶこともできるP形ベース領
域24と、第5の半導体領域と呼ぶこともできるN形エ
ミッタ領域25と、第6及び第7の半導体領域と呼ぶこ
ともできる第1及び第2のN形バイパス領域26、27
とを備えている。本発明に従うIGBTの半導体基体2
0の新規な点は、ドリフト領域23がベース領域24と
同一のP形の半導体領域である点、及び第1及び第2の
バイパス領域26、27を有する点である。The semiconductor substrate 20 includes a P-type collector region 21 which may be referred to as a first semiconductor region, an N-type buffer region 22 which may be referred to as a second semiconductor region, and a third semiconductor region. Possible P-type drift region 23
A P-type base region 24, which may also be referred to as a fourth semiconductor region, an N-type emitter region 25, which may also be referred to as a fifth semiconductor region, and a second, which may also be referred to as sixth and seventh semiconductor regions. First and second N-type bypass regions 26, 27
And Semiconductor substrate 2 of IGBT according to the present invention
The new points of 0 are that the drift region 23 is the same P-type semiconductor region as the base region 24 and that the first and second bypass regions 26 and 27 are provided.
【0012】P形コレクタ領域21は半導体基体20の
第2の主面32に露出するように配置されている。The P-type collector region 21 is arranged so as to be exposed on the second main surface 32 of the semiconductor substrate 20.
【0013】N形バッファ領域22はP形コレクタ領域
21と半導体基体20の第1の主面28との間に配置さ
れ且つP形コレクタ領域21との間にPN接合34が生
じるようにP形コレクタ領域21に隣接している。The N-type buffer region 22 is arranged between the P-type collector region 21 and the first main surface 28 of the semiconductor substrate 20 and has a P-type junction 34 between the P-type collector region 21 and the P-type collector region 21. It is adjacent to the collector region 21.
【0014】P形ドリフト領域23は伝導度変調領域と
呼ぶこともできるものであって、N形バッファ領域22
と半導体基体20の第1の主面28との間に配置され且
つN形バッファ領域22との間にPN接合35が生じる
ようにN形バッファ領域22に隣接している。このドリ
フト領域23の不純物濃度はN形バッファ領域22の不
純物濃度よりも低い。The P-type drift region 23 can be called a conductivity modulation region, and is an N-type buffer region 22.
And the first main surface 28 of the semiconductor substrate 20, and is adjacent to the N-type buffer region 22 so that a PN junction 35 is formed between the N-type buffer region 22 and the N-type buffer region 22. The impurity concentration of drift region 23 is lower than the impurity concentration of N-type buffer region 22.
【0015】P形ベース領域24は半導体基体20の第
1の主面28に露出する部分を有するように配置され且
つP形ドリフト領域23に隣接し且つP形ドリフト領域
23よりも高い不純物濃度を有している。この実施例で
は図2に示すように複数個(9個の)のN形ベース領域
24がP形ドリフト領域23の中に島状に形成されてい
る。なお、ベース領域24は周知のDSA法によってP
形不純物を選択拡散することにより形成されている。従
って、ベース領域24の下面及び側面下部はP形ドリフ
ト領域23で包囲されている。このP形ベース領域24
はP形ドリフト領域23と同一導電形であるので、これ
を第1のベース領域と呼び、ドリフト領域23を第2の
ベース領域と呼ぶこともできる。The P-type base region 24 is arranged to have a portion exposed on the first main surface 28 of the semiconductor substrate 20 and is adjacent to the P-type drift region 23 and has a higher impurity concentration than the P-type drift region 23. Have. In this embodiment, as shown in FIG. 2, a plurality of (nine) N-type base regions 24 are formed in the P-type drift region 23 in an island shape. The base region 24 is formed by a well-known DSA method.
It is formed by selectively diffusing a shaped impurity. Therefore, the lower surface and the lower part of the side surface of the base region 24 are surrounded by the P-type drift region 23. This P-type base region 24
Are of the same conductivity type as the P-type drift region 23, they can be called a first base region, and the drift region 23 can be called a second base region.
【0016】N形エミッタ領域25は半導体基体20の
第1の主面28に環状に露出する面を有し且つこの露出
する面を除いてP形ベース領域24で包囲されている。
なお、エミッタ領域25はDSA法によってN形不純物
をP形ベース領域24に拡散することによって形成され
ている。The N-type emitter region 25 has a surface that is annularly exposed on the first main surface 28 of the semiconductor substrate 20, and is surrounded by the P-type base region 24 except for the exposed surface.
The emitter region 25 is formed by diffusing an N-type impurity into the P-type base region 24 by the DSA method.
【0017】第1のN形バイパス領域26は、半導体基
体20の第1の主面28に露出する面を有するように配
置され且つP形ベース領域24の側面上部に隣接し且つ
N形バッファ領域22にP形ドリフト領域23を介して
対向し、PN接合が36が生じるようにP形ドリフト領
域23に隣接している。この実施例では第1のN形バイ
パス領域26はエミッタ領域25と同一工程で同一深さ
に形成されているが、異なる工程で異なる深さに形成す
ることもできる。The first N-type bypass region 26 is arranged to have a surface exposed on the first main surface 28 of the semiconductor substrate 20, is adjacent to the upper side of the P-type base region 24, and has an N-type buffer region. It is adjacent to the P-type drift region 23 so that a PN junction 36 is formed. In this embodiment, the first N-type bypass region 26 is formed in the same step and at the same depth as the emitter region 25, but may be formed in different steps at different depths.
【0018】第2のN形バイパス領域27は第1のN形
バイパス領域26とN形バッファ領域22とを接続する
ように第1のN形バイパス領域26とN形バッファ領域
22とに隣接し且つ平面的に見てP形ベース領域24か
ら外周方向に離れた位置に配置されている。この第2の
バイパス領域27は、図4に示すP形半導体基板(ウエ
ハ)40の一方及び他方の主面からN形不純物を拡散し
て図5に示すように形成したものであり、湾曲側面を有
する上下のN形拡散領域27a、27bから成る。第1
のN形バイパス領域26及びN形バッファ領域22は、
第2のN形バイパス領域27を形成した後にN形不純物
の拡散で設けられるので、第1のN形バイパス領域26
及びN形バッファ領域22が図3の半導体基体20の側
面(外周面)まで設けられ、これらの間に第2のN形バ
イパス領域27が存在すると考えることもできる。この
実施例では第1のN形バイパス領域26とN形バッファ
領域22との間の最短距離L1 よりもP形ベース領域2
4と第2のN形バイパス領域27との間の最短距離L2
が長い。従って、ベース領域24の外周縁から第1及び
第2のN形バイパス領域26、27を通ってバッファ領
域22に至る合計の距離は上記の最短距離L1 よりも長
い。The second N-type bypass region 27 is adjacent to the first N-type bypass region 26 and the N-type buffer region 22 so as to connect the first N-type bypass region 26 and the N-type buffer region 22. Further, it is arranged at a position distant from the P-type base region 24 in the outer peripheral direction when viewed in plan. The second bypass region 27 is formed as shown in FIG. 5 by diffusing N-type impurities from one and the other main surfaces of the P-type semiconductor substrate (wafer) 40 shown in FIG. And upper and lower N-type diffusion regions 27a and 27b having First
The N-type bypass region 26 and the N-type buffer region 22
Since the second N-type bypass region 27 is provided by diffusion of the N-type impurity after the formation thereof, the first N-type bypass region 26 is formed.
The N-type buffer region 22 is provided up to the side surface (outer peripheral surface) of the semiconductor substrate 20 in FIG. 3, and the second N-type bypass region 27 can be considered to exist between them. In this embodiment, the P-type base region 2 is longer than the shortest distance L1 between the first N-type bypass region 26 and the N-type buffer region 22.
4 and the second N-type bypass region 27, the shortest distance L2
Is long. Accordingly, the total distance from the outer peripheral edge of the base region 24 to the buffer region 22 through the first and second N-type bypass regions 26 and 27 is longer than the shortest distance L1.
【0019】エミッタ電極29は半導体基体20の第1
の主面28上に設けられ、エミッタ領域25及びP形ベ
ース領域24のエミッタ領域25で囲まれた部分に接続
されている。なお、複数のエミッタ領域25及びベース
領域24に設けられた複数のエミッタ電極29は相互に
接続されている。The emitter electrode 29 is formed on the first
And is connected to a portion of the P-type base region 24 surrounded by the emitter region 25 and the emitter region 25. Note that the plurality of emitter electrodes 29 provided in the plurality of emitter regions 25 and the base region 24 are connected to each other.
【0020】絶縁膜30は少なくともP形ベース領域2
4のエミッタ領域25よりも外周側の部分を覆い且つ第
1及び第2のN形バイパス領域26、27の表面を覆う
ように半導体基体20の第1の主面28上に設けられて
いる。The insulating film 30 has at least the P-type base region 2
The first and second N-type bypass regions 26 and 27 are provided on the first main surface 28 of the semiconductor substrate 20 so as to cover a portion on the outer peripheral side of the emitter region 25 and cover the surfaces of the first and second N-type bypass regions 26 and 27.
【0021】ゲート電極31は、P形ベース領域24の
エミッタ領域25よりも外周側の部分即ちP形ベース領
域24のN形エミッタ領域25と第1のN形バイパス領
域26との間の部分を絶縁膜30を介して覆うように形
成されている。なお、複数の微小IGBTのゲート電極
31は相互に接続されている。The gate electrode 31 has a portion on the outer peripheral side of the emitter region 25 of the P-type base region 24, that is, a portion between the N-type emitter region 25 of the P-type base region 24 and the first N-type bypass region 26. It is formed so as to cover through the insulating film 30. Note that the gate electrodes 31 of the plurality of minute IGBTs are connected to each other.
【0022】コレクタ電極33は半導体基体20の第2
の主面32の全部を覆うように形成され、P形コレクタ
領域21に接続されている。The collector electrode 33 is formed on the second
And is connected to the P-type collector region 21.
【0023】この実施例では、バイポーラトランジスタ
に対応させて領域21、24、25をコレクタ領域、ベ
ース領域、エミッタ領域と呼んだが、絶縁ゲート形電界
効果トランジスタに対応させて領域21、24、25を
ドレイン領域、チャネル形成領域、ソース領域と呼ぶこ
ともできる。また、本実施例のIGBTを絶縁ゲートを
有するNPNPの4層構造の半導体素子と考えることも
できる。In this embodiment, the regions 21, 24, and 25 are called a collector region, a base region, and an emitter region corresponding to the bipolar transistor. However, the regions 21, 24, and 25 are corresponding to the insulated gate field effect transistor. It can also be called a drain region, a channel formation region, and a source region. Further, the IGBT of this embodiment can be considered as a semiconductor device having a four-layer structure of NPNP having an insulating gate.
【0024】図3の半導体基体20を形成する時には、
図4に示すP形半導体基板(ウエハ)40を用意し、図
5に示すように破線で示す素子分割領域に一致させて上
下から不純物を拡散して上下のバイパス領域27a、2
7bから成る第2のN形バイパス領域27を設けた後
に、半導体基板40の下面からN形不純物を拡散してN
形バッファ領域22を形成し、P形不純物を拡散してP
形コレクタ領域21を形成し、また、半導体基板40の
上面からP形不純物を拡散してP形ベース領域24を形
成し、更にN形不純物を拡散してエミッタ領域25及び
第2のN形バイパス領域27を形成し、また、絶縁膜3
0、エミッタ電極29、ゲート電極31、コレクタ電極
33を形成した後に図5の破線で示す分割線で切断す
る。When forming the semiconductor substrate 20 shown in FIG.
A P-type semiconductor substrate (wafer) 40 shown in FIG. 4 is prepared, and impurities are diffused from above and below to match the element division regions shown by broken lines as shown in FIG.
7b, the N-type impurity is diffused from the lower surface of the semiconductor substrate 40 to form an N-type bypass region 27.
Buffer region 22 is formed, and P-type impurities are diffused to form P-type impurities.
A P-type impurity is diffused from the upper surface of the semiconductor substrate 40 to form a P-type base region 24, and an N-type impurity is further diffused to form an emitter region 25 and a second N-type bypass. The region 27 is formed, and the insulating film 3 is formed.
0, the emitter electrode 29, the gate electrode 31, and the collector electrode 33 are formed, and then cut along a dividing line shown by a broken line in FIG.
【0025】図3のIGBTのゲート電極31に対して
正の電圧を印加するとP形ベース領域24のゲート電極
31の真下に従来例と同様に反転領域(チャネル領域)
が形成される。この状態で、コレクタ電極33とエミッ
タ電極29との間にコレクタ電極33側の電位を高くす
る電圧を印加すると、N形エミッタ領域25からチャネ
ル領域を通って第1のN形バイパス領域26及び第2の
N形バイパス領域27を介して及びこれ等とバッファ領
域22を介してP形コレクタ領域21に電子が注入され
る。これに伴なってコレクタ領域21から第2のN形バ
イパス領域27及びN形バッファ領域22に正孔が注入
される。この正孔は第2のN形バイパス領域27の下側
領域27bを介して、又は第2のN形バイパス領域27
の下側領域27bを介さずにN形バッファ領域22を介
してP形ドリフト領域23に流れ込む。これにより、P
形ドリフト領域23内に正孔が多くなり、この電位が高
くなるとPN接合36が順バイアス状態になり、第1の
N形バイパス領域26からP形ドリフト領域23に対す
る電子(少数キャリア)の注入が生じ、P形ドリフト領
域23において伝導度変調が生じ、この部分の抵抗が低
下する。P形コレクタ領域21からN形バッファ領域2
2を介してのP形ドリフト領域23への正孔の流入が始
まると、PN接合36の順バイアスが保持され、P形コ
レクタ領域21からN形バッファ領域22への正孔の注
入は継続し、N形バッファ領域22は正孔の拡散距離よ
りも十分に薄く形成されているので、ここに注入された
正孔のほとんど全部が逆バイアス状態のPN接合35を
通過してP形ドリフト領域23に流入し、IGBTのオ
ン状態が維持される。なお、本実施例ではドリフト領域
23がベース領域24と同一のP形であるので、P形ド
リフト領域23からP形ベース領域24を介してエミッ
タ電極29に至る電流も流れる。P形コレクタ領域21
からN形バッファ領域22を介してP形ドリフト領域2
3に対する正孔の流入が開始し、半導体基体20の中央
領域にコレクタ電流の通路が形成されると、第1及び第
2のN形バイパス領域26、27の両方を通るコレクタ
電流は実質的に零になる。従って、第1及び第2のN形
バイパス領域26、27の電流通路はIGBTがオフか
らオンに転換する初期段階のみの電流通路であり、トリ
ガ電流通路と考えることもできる。P形ドリフト領域2
3は高耐圧化のためにコレクタ領域21、バッファ領域
22、ベース領域24、エミッタ領域25、第1のN形
バイパス領域26よりも厚く形成されているが、IGB
Tのオン時にはここで伝導度変調が生じているので、オ
ン抵抗は低い値に抑えられる。従って、逆方向耐圧が高
いにも拘らずオン抵抗の低いIGBTを提供できる。When a positive voltage is applied to the gate electrode 31 of the IGBT of FIG. 3, an inversion region (channel region) is provided immediately below the gate electrode 31 of the P-type base region 24 in the same manner as in the conventional example.
Is formed. In this state, when a voltage for increasing the potential on the collector electrode 33 side is applied between the collector electrode 33 and the emitter electrode 29, the first N-type bypass region 26 and the second N-type bypass region 26 pass through the channel region from the N-type emitter region 25. Electrons are injected into the P-type collector region 21 via the second N-type bypass region 27 and via these and the buffer region 22. Along with this, holes are injected from the collector region 21 into the second N-type bypass region 27 and the N-type buffer region 22. The holes are provided through the lower region 27b of the second N-type bypass region 27 or through the second N-type bypass region 27.
Flows into the P-type drift region 23 via the N-type buffer region 22 without passing through the lower region 27b. This gives P
When the potential increases, the PN junction 36 becomes forward biased, and injection of electrons (minority carriers) from the first N-type bypass region 26 to the P-type drift region 23 occurs. As a result, conductivity modulation occurs in the P-type drift region 23, and the resistance at this portion decreases. P-type collector region 21 to N-type buffer region 2
2 starts flowing into P-type drift region 23 through P 2, the forward bias of PN junction 36 is maintained, and the injection of holes from P-type collector region 21 to N-type buffer region 22 continues. , N-type buffer region 22 is formed sufficiently thinner than the hole diffusion distance, so that almost all of the holes injected here pass through PN junction 35 in a reverse bias state and become P-type drift region 23. And the ON state of the IGBT is maintained. In this embodiment, since the drift region 23 has the same P-type as the base region 24, a current flows from the P-type drift region 23 to the emitter electrode 29 via the P-type base region 24. P-type collector area 21
From the P-type drift region 2 via the N-type buffer region 22
When the flow of holes into 3 starts, and a path for the collector current is formed in the central region of semiconductor body 20, the collector current passing through both first and second N-type bypass regions 26 and 27 is substantially reduced. Becomes zero. Therefore, the current paths of the first and second N-type bypass regions 26 and 27 are current paths only in the initial stage when the IGBT is turned from off to on, and can be considered as trigger current paths. P-type drift region 2
3 is formed to be thicker than the collector region 21, the buffer region 22, the base region 24, the emitter region 25, and the first N-type bypass region 26 in order to increase the breakdown voltage.
When T is turned on, conductivity modulation occurs here, so that the on-resistance is suppressed to a low value. Therefore, it is possible to provide an IGBT having low on-resistance despite high reverse breakdown voltage.
【0026】次に、本実施例のIGBTによってテール
電流が減少する理由を説明する。本実施例のIGBTの
オン状態時には前述したようにエミッタ電極29の電位
に対してコレクタ電極33の電位を高くする。従って、
P形コレクタ領域21とN形バッファ領域22との間の
PN接合34は順バイアス状態になるが、N形バッファ
領域22とP形ドリフト領域23との間のPN接合35
は逆バイアス状態となる。これは図1の従来のIGBT
と異なる。従来のIGBTはドリフト領域3がバッファ
領域2と同一のN形であるので、両者間にはPN接合は
できず、P形ベース領域4とN形ドリフト領域3との間
にPN接合11が生じる。本実施例のIGBTにおい
て、P形ドリフト領域23の不純物濃度がN形バッファ
領域22の不純物濃度よりも低いので、両者間のPN接
合35が逆バイアス状態の時には空乏層がP形ドリフト
領域23側に広がる。しかし、ゲート電極31に正電圧
が印加されて、IGBTがオン状態にある時にはP形ド
リフト領域23に電子が注入されているので、PN接合
35に基づく空乏層の広がりは制限されている。しかる
後、ゲート電極31に対する正電圧の印加を停止し、P
形ベース領域24のチャネルを消滅させ、IGBTをオ
フ制御すると、第1のN形バイパス領域26からP形ド
リフト領域23への電子の注入が無くなり、PN接合3
5に基づく空乏層がベース領域24及び第1のN形バイ
パス領域26に到達するように広がり、空乏層の両端に
エミッタ電極29とコレクタ電極33との間の電圧の大
部分が印加される。上述のようにドリフト領域23の全
部に空乏層が広がると、伝導度変調の際にP形ドリフト
領域23に蓄積されたキャリアはP形ベース領域24に
掃き出される。P形ベース領域24に掃き出されたキャ
リアの内の正孔はエミッタ電極29に流れ出る。またベ
ース領域24の電子は空乏層の両端間の電位差によって
バッファ領域22を介してコレクタ領域21に流れ込
む。コレクタ領域21に電子が流れ込むと、正孔がバッ
ファ領域22に注入され、従来と同様にテール電流が流
れる。しかし、ベース領域24は半導体基体20の第1
の主面28から島状に拡散形成されたものであるから、
図1のトランジスタのバッファ領域2に比べて体積を小
さくでき、蓄積される電子の総量を少なくできる。結果
として、図1のトランジスタに比べてテール電流を小さ
くすることができる。Next, the reason why the tail current is reduced by the IGBT of this embodiment will be described. When the IGBT of this embodiment is in the ON state, the potential of the collector electrode 33 is made higher than the potential of the emitter electrode 29 as described above. Therefore,
The PN junction 34 between the P-type collector region 21 and the N-type buffer region 22 is in a forward bias state, but the PN junction 35 between the N-type buffer region 22 and the P-type drift region 23
Is in a reverse bias state. This is the conventional IGBT of FIG.
And different. In the conventional IGBT, since the drift region 3 is the same N-type as the buffer region 2, a PN junction cannot be formed between the two, and a PN junction 11 occurs between the P-type base region 4 and the N-type drift region 3. . In the IGBT of this embodiment, since the impurity concentration of the P-type drift region 23 is lower than the impurity concentration of the N-type buffer region 22, when the PN junction 35 between them is in a reverse bias state, the depletion layer is on the P-type drift region 23 side. Spread. However, when a positive voltage is applied to the gate electrode 31 and the IGBT is in the ON state, electrons are injected into the P-type drift region 23, so that the spread of the depletion layer based on the PN junction 35 is limited. Thereafter, the application of the positive voltage to the gate electrode 31 is stopped, and P
When the channel of the base region 24 is extinguished and the IGBT is turned off, injection of electrons from the first N-type bypass region 26 to the P-type drift region 23 is stopped, and the PN junction 3
5, the depletion layer spreads so as to reach the base region 24 and the first N-type bypass region 26, and most of the voltage between the emitter electrode 29 and the collector electrode 33 is applied to both ends of the depletion layer. When the depletion layer spreads over the entire drift region 23 as described above, carriers accumulated in P-type drift region 23 during conductivity modulation are swept out to P-type base region 24. Holes in the carriers swept out to the P-type base region 24 flow out to the emitter electrode 29. The electrons in the base region 24 flow into the collector region 21 via the buffer region 22 due to a potential difference between both ends of the depletion layer. When electrons flow into the collector region 21, holes are injected into the buffer region 22, and a tail current flows as in the conventional case. However, the base region 24 is the first region of the semiconductor substrate 20.
Is formed in an island shape from the main surface 28 of
The volume can be reduced as compared with the buffer region 2 of the transistor in FIG. 1, and the total amount of accumulated electrons can be reduced. As a result, the tail current can be reduced as compared with the transistor of FIG.
【0027】[0027]
【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 (1) 図6に示すように最終的にコレクタ領域として
機能するP形半導体基体21aに最終的にバッファ領域
として機能するN形領域22aを設けたものにエピタキ
シャル成長法によってP- 形層23aを形成し、このP
- 層23aに図7に示すように不純物拡散によって第2
のN形バイパス領域のためのN形領域27′を設け、領
域27′で囲まれたP形領域23aの中に図3と同様に
P形ベ−ス領域24、N形エミッタ領域26を設けるこ
とができる。なお、図7においても破線で示す部分で素
子を分離する。 (2) また、図5及び図7で破線で示す分離領域に予
め溝を形成し、この溝の壁面から不純物を拡散して第2
のバイパス領域27、27′を形成することができる。 (3) 図3の各領域21〜27の導電形を図3とは逆
にすることができる。 (4) 第2のバイパス領域27はトリガ電流を流すの
みであるから、半導体基体20の全側面に設けずに一部
のみに設けてもよい。 (5) ベ−ス領域24をストライプ状、又は格子状等
にすることができる。[Modifications] The present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, the following modifications are possible. Forming a type layer 23a - (1) P by the final epitaxial growth method that provided the N-type region 22a which functions as a final buffer area P-type semiconductor substrate 21a which functions as a collector region, as shown in FIG. 6 And this P
- by impurity diffusion, as shown in FIG. 7 in the layer 23a second
An N-type region 27 'for the N-type bypass region is provided, and a P-type base region 24 and an N-type emitter region 26 are provided in a P-type region 23a surrounded by the region 27' as in FIG. be able to. Note that, also in FIG. 7, the elements are separated from each other by the portions indicated by broken lines. (2) In addition, a groove is formed in advance in a separation region indicated by a broken line in FIGS.
Can be formed. (3) The conductivity type of each of the regions 21 to 27 in FIG. 3 can be reversed from that in FIG. (4) Since only the trigger current flows through the second bypass region 27, the second bypass region 27 may not be provided on all side surfaces of the semiconductor substrate 20 but may be provided only on a part thereof. (5) The base region 24 can be formed in a stripe shape or a lattice shape.
【図1】従来のIGBTを示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a conventional IGBT.
【図2】本発明の実施例のIGBTの半導体基体の平面
図である。FIG. 2 is a plan view of a semiconductor substrate of the IGBT according to the embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施例のIGBTを図2のA−Aに相
当する部分で縦断して示す一部切欠拡大断面図である。FIG. 3 is a partially cutaway enlarged cross-sectional view showing an IGBT according to an embodiment of the present invention in a longitudinal section at a portion corresponding to AA in FIG. 2;
【図4】図3のIGBTの製造するための半導体基板を
示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a semiconductor substrate for manufacturing the IGBT of FIG. 3;
【図5】図4の基板に第2のバイパス領域を形成したも
のを示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a substrate in which a second bypass region is formed in FIG. 4;
【図6】変形例の半導体基板にエピタキシャル層を形成
したものを示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a semiconductor substrate of a modified example in which an epitaxial layer is formed.
【図7】図6の半導体基板に第2のバイパス領域を形成
したものを示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a semiconductor substrate of FIG. 6 in which a second bypass region is formed.
20 半導体基体 21 コレクタ領域 22 バッファ領域 23 ドリフト領域 24 ベース領域 25 エミッタ領域 26、27 第1及び第2のバイパス領域 Reference Signs List 20 semiconductor substrate 21 collector region 22 buffer region 23 drift region 24 base region 25 emitter region 26, 27 first and second bypass regions
Claims (3)
する半導体基体(20)と、前記半導体基体(20)の
前記第1の主面(28)上に選択的に設けられた絶縁膜
(30)と、前記半導体基体(20)の前記第1の主面
(28)上に設けられたエミッタ電極(29)と、前記
絶縁膜(30)の上に設けられたゲート電極(31)
と、前記半導体基体(20)の前記第2の主面(32)
に設けられたコレクタ電極(33)とを備えた絶縁ゲー
ト形バイポーラトランジスタであって、 前記半導体基体(20)が、第1導電形のコレクタ領域
(21)と、第1導電形と反対導電形の第2導電形のバ
ッファ領域(22)と、第1導電形のドリフト領域(2
3)と、第1導電形のベース領域(24)と、第2導電
形のエミッタ領域(25)と、第2導電形の第1及び第
2のバイパス領域(26、27)とを備えており、 前記コレクタ領域(21)は前記半導体基体(20)の
前記第2の主面(32)に露出するように配置されてお
り、 前記バッファ領域(22)は前記コレクタ領域(21)
と前記半導体基体(20)の前記第1の主面(28)と
の間に配置され且つ前記コレクタ領域(21)との間に
PN接合(34)が生じるように前記コレクタ領域(2
1)に隣接しており、 前記ドリフト領域(23)は前記バッファ領域(22)
と前記半導体基体(20)の前記第1の主面(28)と
の間に配置され且つ前記バッファ領域(22)との間に
PN接合(35)が生じるように前記バッファ領域(2
2)に隣接し且つ前記バッファ領域(22)よりも低い
不純物濃度を有しており、 前記ベース領域(24)は前記半導体基体(20)の前
記第1の主面(28)に露出する部分を有するように配
置され且つ前記ドリフト領域(23)を介して前記バッ
ファ領域(22)に対向するように前記ドリフト領域
(23)に隣接し且つ前記ドリフト領域(23)よりも
高い不純物濃度を有しており、 前記エミッタ領域(25)は前記半導体基体(20)の
前記第1の主面(28)に露出する面を有し且つこの露
出する面を除いて前記ベース領域(24)で包囲される
ように前記ベース領域(24)に隣接しており、 前記第1のバイパス領域(26)は前記半導体基体(2
0)の前記第1の主面(28)に露出する面を有するよ
うに配置され且つ前記ベース領域(24)に隣接し且つ
前記バッファ領域(22)に前記ドリフト領域(23)
を介して対向するように前記ドリフト領域(23)にも
隣接しており、 前記第2のバイパス領域(27)は前記第1のバイパス
領域(26)と前記バッファ領域(22)とを接続する
ように前記第1のバイパス領域(26)と前記バッファ
領域(22)とに隣接し且つ平面的に見て前記ベース領
域(24)から離れた位置に配置されており、 前記エミッタ電極(29)は前記エミッタ領域(25)
と前記ベース領域(24)とに接続されており、 前記絶縁膜(30)は前記半導体基体(20)の前記第
1の主面(28)上の少なくとも前記ベース領域(2
4)の前記エミッタ領域(25)と前記第1のバイパス
領域(26)との間の表面を覆うように配置されてお
り、 前記ゲート電極(31)は前記ベース領域(24)の前
記エミッタ領域(25)と前記第1のバイパス領域(2
6)との間の部分の表面を前記絶縁膜(30)を介して
覆うように配置されており、 前記コレクタ電極(33)は前記コレクタ領域(21)
に接続されていることを特徴とする絶縁ゲート形バイポ
ーラトランジスタ。1. A semiconductor substrate (20) having first and second main surfaces (28, 32), and selectively provided on the first main surface (28) of the semiconductor substrate (20). Insulating film (30), an emitter electrode (29) provided on the first main surface (28) of the semiconductor substrate (20), and a gate electrode provided on the insulating film (30) (31)
And the second main surface (32) of the semiconductor substrate (20).
An insulated gate bipolar transistor provided with a collector electrode (33) provided in the semiconductor device, wherein the semiconductor substrate (20) is formed of a collector region (21) of a first conductivity type and a conductivity type opposite to the first conductivity type. A second conductivity type buffer region (22) and a first conductivity type drift region (2).
3), a base region (24) of the first conductivity type, an emitter region (25) of the second conductivity type, and first and second bypass regions (26, 27) of the second conductivity type. The collector region (21) is disposed so as to be exposed on the second main surface (32) of the semiconductor substrate (20); and the buffer region (22) is arranged in the collector region (21).
And the first main surface (28) of the semiconductor substrate (20) and the collector region (2) so that a PN junction (34) occurs between the collector region (21) and the collector region (21).
1) wherein said drift region (23) is said buffer region (22)
And the first main surface (28) of the semiconductor substrate (20) and the buffer region (2) so that a PN junction (35) occurs between the buffer region (22) and the first main surface (28).
A portion adjacent to (2) and having a lower impurity concentration than the buffer region (22), wherein the base region (24) is exposed on the first main surface (28) of the semiconductor substrate (20); And has a higher impurity concentration than the drift region (23), adjacent to the drift region (23) so as to face the buffer region (22) via the drift region (23). The emitter region (25) has a surface exposed on the first main surface (28) of the semiconductor substrate (20) and is surrounded by the base region (24) except for the exposed surface. The first bypass region (26) is adjacent to the base region (24) as described above.
0) The drift region (23) is disposed to have a surface exposed to the first main surface (28) and is adjacent to the base region (24) and in the buffer region (22).
The second bypass region (27) connects the first bypass region (26) and the buffer region (22) so as to be opposed to each other so as to face each other. As described above, the emitter electrode (29) is disposed adjacent to the first bypass region (26) and the buffer region (22) and away from the base region (24) when viewed in plan. Is the emitter region (25)
And the base region (24), and the insulating film (30) is formed on at least the base region (2) on the first main surface (28) of the semiconductor substrate (20).
4) The gate electrode (31) is disposed so as to cover a surface between the emitter region (25) and the first bypass region (26), and the gate electrode (31) is the emitter region of the base region (24). (25) and the first bypass region (2
And the collector electrode (33) is disposed so as to cover the surface of the portion between the collector electrode (33) and the collector region (21).
An insulated gate bipolar transistor, characterized in that it is connected to a transistor.
半導体基体(20)の第1及び第2の主面(28、3
2)から第2導電形の不純物を拡散して得た領域から成
ることを特徴とする請求項1記載の絶縁ゲート形バイポ
ーラトランジスタ。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the second bypass region has a first main surface and a second main surface.
2. The insulated gate bipolar transistor according to claim 1, comprising a region obtained by diffusing an impurity of the second conductivity type from 2).
体の第1の主面側からのみ第2導電形の不純物を拡散し
て得た領域であることを特徴とする請求項1記載の絶縁
ゲート形バイポーラトランジスタ。3. The insulation according to claim 1, wherein said second bypass region is a region obtained by diffusing impurities of a second conductivity type only from a first main surface side of said semiconductor substrate. Gate type bipolar transistor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29944497A JP3147154B2 (en) | 1997-10-15 | 1997-10-15 | Insulated gate bipolar transistor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29944497A JP3147154B2 (en) | 1997-10-15 | 1997-10-15 | Insulated gate bipolar transistor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11121746A JPH11121746A (en) | 1999-04-30 |
| JP3147154B2 true JP3147154B2 (en) | 2001-03-19 |
Family
ID=17872666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29944497A Expired - Fee Related JP3147154B2 (en) | 1997-10-15 | 1997-10-15 | Insulated gate bipolar transistor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3147154B2 (en) |
-
1997
- 1997-10-15 JP JP29944497A patent/JP3147154B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11121746A (en) | 1999-04-30 |
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