JP5604892B2 - 絶縁ゲートバイポーラトランジスタ - Google Patents

Description

本発明は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Insulated Gate Bipolar Transistor：以下、ＩＧＢＴという）に関する。

ＩＧＢＴの技術分野では、帰還容量（ゲート−コレクタ間の容量）の増加を抑制するために、ダミートレンチを設ける技術が知られている。その一例が、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されるＩＧＢＴは、平面視したときに一方向に沿って伸びている複数のトレンチゲートを備えている。特許文献１に開示されるＩＧＢＴはさらに、平面視したときに一方向に沿って伸びている複数のダミートレンチを備えている。トレンチゲートが伸びる方向とダミートレンチが伸びる方向は、平面視したときに平行となるように構成されており、トレンチゲートとダミートレンチは、平面視したときにストライプ状に配置されている。１又は複数のダミートレンチが、トレンチゲートとトレンチゲートの間に配置されている。ダミートレンチは、エミッタ電極に電気的に接続されており、エミッタトレンチと称されることが多い。ダミートレンチが設けられていると、ゲート−コレクタ間容量（帰還容量）の一部がコレクタ−エミッタ間容量に置換されるので、帰還容量が低減することが知られている。この結果、ダミートレンチを備えるＩＧＢＴは、スイッチング速度が速いという特徴を有する。

特開２００７−７４００６号公報

ダミートレンチを備えるＩＧＢＴでは、微細化をおし進めると、ダミートレンチとトレンチゲートの間の間隔、及び/又はダミートレンチとダミートレンチの間の間隔が狭くなる。このため、コレクタ領域から注入されたホール（正孔）は、ボディ領域内に高濃度に蓄積する。ボディ領域内のホール濃度が上昇すると、ｎ型のエミッタ領域とｐ型のボディ領域の間が順バイアスされ、ｎ型のエミッタとｐ型のボディ領域とｎ型のドリフト領域で構成される寄生ｎｐｎトランジスタが動作してしまう。寄生ｎｐｎトランジスタが動作すると、ラッチアップが発生し、素子破壊を招くことがある。本明細書は、ラッチアップが抑制されたＩＧＢＴを提供することを目的とする。

本明細書で開示される技術は、ダミートレンチとボディコンタクト領域に新規な形態を採用することにより、ラッチアップの発生を抑制することを特徴としている。具体的には、少なくとも一部のダミートレンチ群は、素子領域内において一方向に連続して伸びているのではなく、その一方向において間隔を置いて配置されていることを特徴としている。さらに、少なくとも一部のボディコンタクト領域は、そのダミートレンチとダミートレンチの間に配置されていることを特徴としている。特許文献１の構造と比較すれば、ダミートレンチとダミートレンチの間にボディコンタクト領域が配置されているので、ホールの排出経路が広く確保され、ボディ領域内のホール濃度が低く抑えられる。この結果、寄生ｎｐｎトランジスタが動作することが抑制され、ラッチアップの発生が抑制される。なお、間隔を置いて複数のダミートレンチを配置すると、帰還容量の低減効果が小さくなると思われるかもしれない。しかしながら、本願明細書の実施例で確認されるように、間隔を置いて複数のダミートレンチを配置したとしても、帰還容量を低く維持することが可能であることが判明した。本明細書で開示される技術は、この新規な知見に基づいており、間隔を置いて複数のダミートレンチを配置し、そのダミートレンチとダミートレンチの間にボディコンタクト領域を配置することによって、帰還容量の低減とラッチアップの抑制の両立に初めて成功したものである。

すなわち、本明細書に開示するＩＧＢＴは、第１導電型のドリフト領域と、第２導電型のボディ領域と、複数のダミートレンチと、複数の絶縁ゲートと、第２導電型の第１ボディコンタクト領域と、エミッタ電極を備えている。ボディ領域は、ドリフト領域上に設けられている。複数のダミートレンチは、ボディ領域を貫通してドリフト領域に接しており、平面視したときに第１方向に沿って間隔を置いて配置されている。複数の絶縁ゲートは、平面視したときに第１方向に直交する第２方向に沿って間隔を置いて配置されており、ダミートレンチを間に置いて設けられている。第１ボディコンタクト領域は、ボディ領域上に設けられており、平面視したときに第１方向に隣り合うダミートレンチ間に配置されている。第１ボディコンタクト領域は、ボディ領域よりも不純物濃度が濃い。エミッタ電極は、第１ボディコンタクト領域に接触する。なお、この技術分野では、ドリフト領域のことを第１導電型のベース領域と称し、ボディ領域のことを第２導電型のベース領域と称すこともある。

本明細書で開示するＩＧＢＴは、第２導電型の第２ボディコンタクト領域をさらに備えていることが好ましい。第２ボディコンタクト領域は、ボディ領域上に設けられており、平面視したときに第２方向で第１ボディコンタクト領域に隣接して配置されていることが好ましい。また、第２ボディコンタクト領域は、ボディ領域よりも不純物濃度が濃く、平面視したときに第１方向に隣り合うダミートレンチ間に配置されていないことが好ましい。この形態により、ホールの排出経路がさらに広く確保され、寄生ｎｐｎトランジスタが動作することがさらに抑制される。

上記したＩＧＢＴでは、平面視したときに第１方向に隣り合うダミートレンチが、第１ボディコンタクト領域の下方において連結していることが好ましい。ホールの排出経路を確保しながら、帰還容量をさらに低減することができる。

平面視したときに第１方向に隣り合うダミートレンチが第１ボディコンタクト領域の下方において連結している場合、第１ボディコンタクト領域は、第２ボディコンタクト領域よりも深いことが好ましい。第１ボディコンタクト領域の下方においてダミートレンチが連結している形態では、ドリフト領域と第１ボディコンタクト領域を直線で結ぶホールの排出経路が、そのダミートレンチによって遮られる。このような場合に、第１ボディコンタクト領域が第２ボディコンタクト領域よりも深く形成されていると、第１ボディコンタクト領域を介したホールの排出経路を有効に利用することができる。

本明細書で開示するＩＧＢＴでは、第１方向に沿って第１ボディコンタクト領域とダミートレンチが繰返す繰返し部が、第２方向に沿って間隔を置いて複数設けられており、第２方向に隣り合う繰返し部の第１ボディコンタクト領域が第２ボディコンタクト領域を介して連結していることが好ましい。第２方向に隣り合う繰返し部の間は、ダミートレンチとダミートレンチで挟まれた領域であり、エミッタ領域を形成する必要がない。この領域において、第１ボディコンタクト領域を連結するように第２ボディコンタクト領域を形成すれば、第２ボディコンタクト領域を介したホールの排出経路を広く確保することができ、寄生ｎｐｎトランジスタが動作することがさらに抑制される。

ダミートレンチがエミッタ電極に電気的に接続されていることが好ましい。エミッタ電極は、素子領域の表面全体を覆うように面状に形成されるので、複数のダミートレンチが素子領域内に間隔を置いて配置されていたとしても、それらのダミートレンチに容易に接触させることができる。

絶縁ゲートバイポーラトランジスタの具体的な一形態では、絶縁ゲートが、プレーナ型でもよく、トレンチ型でもよい。プレーナ型の絶縁ゲートの場合、その絶縁ゲートは、ボディ領域上に配置されている。トレンチ型の絶縁ゲートの場合、その絶縁ゲートは、ボディ領域を貫通してドリフト領域に接する。また、絶縁ゲートは、平面視したときに、第１方向に沿って伸びていてもよい。

本明細書で開示される技術によると、ラッチアップが抑制されたＩＧＢＴを実現することができる。

図１は、実施例１のＩＧＢＴの要部断面図を示す。 図２は、図１のII−II線に沿った断面図を示す。 図３は、図２のIII−III線に沿った断面図を示す。 図４は、実施例１のＩＧＢＴの要部斜視図を示す。 図５は、第１ボディコンタクト領域の割合とＩＧＢＴの特性の関係を示す。 図６は、実施例２の要部斜視図を示す。 図７は、図５のVII−VII線に沿った断面図を示す。 図８は、実施例３のＩＧＢＴの要部斜視図を示す。 図９は、図８のIX−IX線に沿った断面図を示す。

実施例を説明する前に、実施例の技術的特徴の幾つかを以下に簡潔に記す。
（特徴１）ＩＧＢＴは、複数のトレンチゲートと複数のダミートレンチとボディコンタクト領域を備えている。トレンチゲートは、平面視したときに、素子領域の一端から他端まで第１方向に沿って連続して伸びている。複数のトレンチゲートは、平面視したときに、第１方向に直交する第２方向に間隔を置いて設けられており、ストライプ状に配置されている。複数のダミートレンチは、平面視したときに、第１方向に沿って間隔を置いて配置されている。ボディコンタクト領域の少なくとも一部は、第１方向に隣り合うダミートレンチ間に設けられている。
（特徴２）ダミートレンチの深さとトレンチゲート電極の深さが同じである。
（特徴３）第１ボディコンタクト領域の不純物濃度と第２ボディコンタクト領域の不純物濃度が同じである。

図１〜図４を参照し、ＩＧＢＴ１００について説明する。なお、各図に示されるI-I線に対応する断面が図１の断面図であり、II-II線に対応する断面が図２の断面図であり、III-III線に対応する断面が図３の断面図である。また、図４はＩＧＢＴ１００の主要部の斜視図を示しており、特徴部分にペイントを付している。なお、図中のｙ方向は請求項に記載の第１方向に相当し、ｘ方向は請求項に記載の第２方向に相当する。図中のｚ方向は、ｘ方向及びｙ方向に直交する方向である。

図１及び図３に示されるように、ＩＧＢＴ１００は、縦型の半導体素子であり、半導体層１４と、半導体層１４の裏面に設けられているコレクタ電極２と、半導体層１４の表面に設けられているエミッタ電極１６を備えている。半導体層１４の半導体材料には、シリコン単結晶が用いられている。コレクタ電極２の材料には、アルミニウムが用いられている。エミッタ電極１６の材料には、アルミニウムが用いられている。

半導体層１４は、ｐ型のコレクタ領域４とｎ^＋型のバッファ領域６とｎ型のドリフト領域８とｐ型のボディ領域１０とｎ^＋型のエミッタ領域１２とｐ^＋型の第１ボディコンタクト領域３０とｐ^＋型の第２ボディコンタクト領域３２とを備えている。

コレクタ領域４は、半導体層１４の裏層部に設けられており、コレクタ電極２に接触して電気的に接続されている。コレクタ領域４は、イオン注入技術を利用して、半導体層１４の裏面からホウ素（Ｂ）を注入することで形成されており、そのピーク不純物濃度はおよそ１×１０^１８ｃｍ^−３である。

バッファ領域６は、コレクタ領域４とドリフト領域８の間に設けられている。バッファ領域６は、イオン注入技術を利用して、半導体層１４の裏面からリン（Ｐ）を注入することで形成されており、そのピーク不純物濃度はおよそ１×１０^１７ｃｍ^−３である。

ドリフト領域８は、バッファ領域６とボディ領域１０の間に設けられている。ドリフト領域８は、用意された半導体基板を、所望の厚さに研磨されることで形成されている。ドリフト領域８の不純物としてリンが用いられており、その不純物濃度は厚み方向に一定であり、およそ１×１０^１４ｃｍ^−３である。

ボディ領域１０は、ドリフト領域８と、エミッタ領域１２又はボディコンタクト領域３０，３２の間に設けられている。ボディ領域１０は、イオン注入技術を利用して、半導体層１４の表面からホウ素を注入することで形成されており、そのピーク不純物濃度はおよそ１×１０^１７ｃｍ^−３である。

エミッタ領域１２は、半導体層１４の表層部に選択的に設けられており、エミッタ電極１６に接触して電気的に接続されている。エミッタ領域１２は、イオン注入技術を利用して、半導体層１４の表面からリンを注入することで形成されており、そのピーク不純物濃度はおよそ１×１０^２０ｃｍ^−３である。

ボディコンタクト領域３０，３２は、半導体層１４の表層部に選択的に設けられており、エミッタ電極１６に接触して電気的に接続されている。ボディコンタクト領域３０，３２は、イオン注入技術を利用して、半導体層１４の表面からホウ素を注入することで形成されており、そのピーク不純物濃度はおよそ１×１０^２０ｃｍ^−３である。なお、第１ボディコンタクト領域３０と第２ボディコンタクト領域３２の配置に関する詳細は後述する。

ＩＧＢＴ１００はさらに、複数のトレンチゲート２３を備えている。トレンチゲート２３は、トレンチゲート電極２１と、そのトレンチゲート電極２１を被覆するゲート絶縁膜２２を備えている。トレンチゲート電極２１の材料はポリシリコンであり、ゲート絶縁膜２２の材料は二酸化シリコン（ＳｉＯ_２）である。トレンチゲート２３は、半導体層１４の表面からボディ領域１０を貫通してドリフト領域８に達している。すなわち、トレンチゲート電極２１は、ゲート絶縁膜２２を介して、エミッタ領域１２とドリフト領域８を分離しているボディ領域１０に対向している。トレンチゲート２３は、平面視したときに、長手方向であるｙ方向に沿って素子領域の一端から他端まで連続して伸びている。複数のトレンチゲート２３は、ｘ軸方向に間隔を置いて設けられており、ストライプ状に配置されている。トレンチゲート電極２１の表面には絶縁分離膜２７が設けられており、トレンチゲート電極２１とエミッタ電極１６が絶縁されている。

ＩＧＢＴ１００はさらに、複数のダミートレンチ２６を備えている。ダミートレンチ２６は、ダミートレンチ電極２４と、そのダミートレンチ電極２４を被覆するダミー絶縁膜２５を備えている。ダミートレンチ電極２４の材料はポリシリコンであり、ダミー絶縁膜２５の材料は二酸化シリコンである。ダミートレンチ電極２４は、エミッタ電極１６に接触して電気的に接続されている。ダミートレンチ２６は、半導体層１４の表面からボディ領域１０を貫通してドリフト領域８に達している。複数のダミートレンチ２６は、ｘ方向に隣り合うトレンチゲート２３間に配置されている。なお、ダミートレンチ２６とトレンチゲート２３は、共通の製造工程で同時に形成してもよい。ダミートレンチ２６の深さＤ２６は、トレンチゲート２３の深さＤ２３と同じである。また、ダミートレンチ２６とトレンチゲート２３の間のｘ方向における距離Ｗ２８は、およそ１．６μｍである。

図２に示されるように、複数のダミートレンチ２６は、平面視したときに、ｙ方向に沿って間隔を置いて配置されている。換言すると、ダミートレンチ２６は、平面視したときに、長手方向であるｙ方向に沿って伸びているとともに、一定の間隔で分断されているということができる。第１ボディコンタクト領域３０がｙ方向に隣り合うダミートレンチ２６間に設けられており、第２ボディコンタクト領域３２はｙ方向に隣り合うダミートレンチ２６間に設けられていない。複数の第１ボディコンタクト領域３０と複数のダミートレンチ２６は、繰り返し部３６を構成している。繰り返し部３６は、ｙ方向に沿って伸びており、トレンチゲート２３と平行に配置されている。

繰り返し部３６は、トレンチゲート２３からｘ方向に１．６μｍ離れている（図１のＷ２８参照）。繰り返し部３６のｙ方向の距離Ｌ３６はおよそ３μｍである。また、ダミートレンチ２６のｙ方向の距離Ｌ２６はおよそ２．７μｍである。第１ボディコンタクト領域３０のｙ方向の距離Ｌ３０はおよそ０．３μｍである。第１ボディコンタクト領域３０は、繰り返し部３６のおよそ１０％を占めている。

第２ボディコンタクト領域３２は、ｘ方向で第１ボディコンタクト領域３０に隣接しているとともに、ｙ方向でエミッタ領域１２に隣接して配置されている。また、第２ボディコンタクト領域３２とエミッタ領域１２は、ｙ方向に沿って交互に配置されている。第２ボディコンタクト領域３２とエミッタ領域１２を交互に設けることにより、ＭＯＳ領域を小さくすることができ、オン電圧を維持しながら飽和電流を抑制することができる。

ＩＧＢＴ１００の動作について説明する。コレクタ電極２に正電圧が印加されているとともにエミッタ電極１６が接地された状態で、トレンチゲート電極２１に閾値電圧よりも高い正の電圧が印加されると、電子のチャネルがエミッタ領域１２とドリフト領域８を隔てているボディ領域１０に形成され、ＩＧＢＴ１００はオン状態となる。ＩＧＢＴ１００のオン状態では、電子がエミッタ領域１２からドリフト領域８に注入され、ホールがコレクタ領域４からドリフト領域８に注入される。ドリフト領域８内に注入されたホールと電子によって伝動度変調が生じ、ドリフト領域８内の抵抗が小さくなる。ＩＧＢＴ１００では、隣り合うトレンチゲート２３間にダミートレンチ２６が配置されている。そのため、ＩＧＢＴ１００は、ダミートレンチ２６が配置されていないＩＧＢＴに比べ、ゲート−コレクタ間容量（帰還容量）の一部がコレクターエミッタ間容量に置換されるので、帰還容量が低減する。その結果、ＩＧＢＴ１００は、ダミートレンチ２６が配置されていないＩＧＢＴよりも、スイッチング速度が速い。

トレンチゲート電極２１に印加する電圧が閾値電圧よりも小さくなると、ボディ領域１０に形成されていた電子のチャネルが消失し、ＩＧＢＴ１００はオフ状態となる。ＩＧＢＴ１００がオフすると、ドリフト領域８内に蓄積していた電子がコレクタ領域４から排出され、ドリフト領域８に蓄積していたホールが第１ボディコンタクト領域３０及び第２ボディコンタクト領域３２から排出される。

上記したように、ＩＧＢＴ１００は、ｙ方向に隣り合うダミートレンチ２６間に第１ボディコンタクト領域３０が配置されていることを特徴としている。図３及び図４に示されるように、第１ボディコンタクト領域３０は、下方のボディ領域１０を介してドリフト領域８に対向している。すなわち、第１ボディコンタクト領域３０とドリフト領域８は、ボディ領域１０を介して直線状に配置されている。したがって、ドリフト領域８内に蓄積していたホールの一部は、ボディ領域１０を介して第１ボディコンタクト領域３０から排出される。

背景技術で説明したように、従来のダミートレンチを有するＩＧＢＴは、ダミートレンチが素子領域の一端から他端まで連続して伸びて構成されていた。このため、従来のＩＧＢＴでは、ホールの排出経路が本実施例の第２ボディコンタクト領域３２に相当する部分のみであった。このような形態は、微細化が進むにつれて、ボディ領域のホール濃度が上昇し、ｎ型のエミッタとｐ型のボディ領域とｎ型のドリフト領域で構成される寄生ｎｐｎトランジスタが動作し、ラッチアップが発生し易い。一方、本実施例のＩＧＢＴ１００は、ホールの排出経路として第１ボディコンタクト領域３０を追加で備えていることから、ドリフト領域８内に蓄積していたホールが円滑に排出され、ボディ領域１０のホール濃度が低く抑えられる。この結果、ＩＧＢＴ１００は、従来のＩＧＢＴに比べラッチアップの発生が抑えられる。

ここで、図５に、図２に示す繰返し部３６のｙ方向の長さＬ３６に対する第１ボディコンタクト領域３０のｙ方向の長さＬ３０の割合を変化させたときの、ＩＧＢＴ１００の特性に関するシミュレーション結果を示す。グラフの横軸は、長さＬ３６に対する長さＬ３０の割合（％）を示す。横軸の目盛１００はＬ３６＝Ｌ３０である場合であり、ダミートレンチ２６が設けられていないことを示す。横軸の目盛が小さいほど、第１ボディコンタクト領域３０の割合が減少し、ダミートレンチ２６の割合が増加することを示す。曲線４０は入力容量を示し、曲線４２はオン電圧を示し、曲線４４は帰還容量を示す。なお、夫々の電気特性は、ダミートレンチ２６が設けられていない場合（Ｌ３６＝Ｌ３０）を基準としたときの割合を示している。

曲線４０に示すように、長さＬ３０の割合を変化させても、入力容量はほとんど変化しない。曲線４２に示すように、長さＬ３０の割合を小さくすると、ＩＧＢＴ１００のオン電圧が小さくなる。これは、長さＬ３０の割合を小さくすると、ダミートレンチ２６の長さＬ２６の割合が増加し、ダミートレンチ２６の存在によってホールの移動が物理的に阻害され、ドリフト領域８内に多くのホールが蓄積され易くなるからである。曲線４４に示すように、長さＬ３０の割合を小さくすると、帰還容量も小さくなる。但し、長さＬ３６に対する長さＬ３０の割合が２０％以下であれば、帰還容量の割合はほぼ一定である。すなわち、間隔を置いて複数のダミートレンチ２６を配置したとしても、帰還容量を低く維持することが可能であることが分かる。このことから、間隔を置いて複数のダミートレンチ２６を配置し、ダミートレンチ２６間に第１ボディコンタクト領域３０を配置することで、帰還容量の低減とラッチアップの抑制の両立が可能となる。

また、図５に示されるように、オン電圧、帰還容量を小さくするためには、長さＬ３６に対する長さＬ３０の割合を小さくすることが好ましい。しかしながら、長さＬ３６に対する長さＬ３０の割合を３％未満にすると、ラッチアップが発生し易くなる。そのため、長さＬ３６に対する長さＬ３０の割合を３％以上にすることが好ましい。長さＬ３６に対する長さＬ３０の割合は、３〜２０％であることが好ましい。

なお、トレンチゲート２３とダミートレンチ２６との間のｘ方向における距離Ｗ２８が１．６μｍ以上であれば、ダミートレンチ２６を配置したことに起因するゲート−エミッタ間容量（入力容量）の変動はみられない。しかしながら、距離Ｗ２８が１．５μｍ以下となると、ＩＧＢＴ１００の入力容量が増加する。そのため、距離Ｗ２８は、およそ１．６μｍであることが好ましい。

図６及び図７を参照し、ＩＧＢＴ２００について説明する。図６のVII−VII線に沿った断面が図７の断面図である。ＩＧＢＴ２００はＩＧＢＴ１００の変形例であり、ＩＧＢＴ１００と実質的に同じ構造については、同じ参照番号を付すことにより説明を省略する。ＩＧＢＴ２００では、ｙ方向で隣り合うダミートレンチ２６が連結部２２６ａによって連結されている。連結部２２６ａは、第１ボディコンタクト領域２３０の下方でダミートレンチ２６同士を連結している。そのため、ＩＧＢＴ２００を平面視すると、図２に示すＩＧＢＴ１００と同じである。

連結部２２６ａは、電極部２２４ａと、その電極部２２４ａを被覆する絶縁膜２２５ａを備えている。電極部２２４ａの材料はポリシリコンであり、ダミートレンチ２６のダミートレンチ電極２４（図１も参照）に接している。絶縁膜２２５ａの材料は二酸化シリコンである。ダミー絶縁膜２５と絶縁膜２２５ａによって、ダミートレンチ電極２４と電極部２２４ａが被覆されている。

なお、第１ボディコンタクト領域２３０と連結部２２６ａとを併せた深さは、トレンチゲート２３の深さと同じである。すなわち、連結部２２６ａの半導体層１４の表面からの深さは、ダミートレンチ２６の深さと同じである。そのため、ＩＧＢＴ２００は、半導体層１４の深部において、連結部２２６ａの分だけＩＧＢＴ１００よりもダミートレンチ２６の面積が増加しているということができる。ＩＧＢＴ２００は、第１ボディコンタクト領域３０及び第２ボディコンタクト領域３２の面積をＩＧＢＴ１００と等しく維持しながら、ＩＧＢＴ１００よりも帰還容量を小さくすることができる。ＩＧＢＴ２００は、ホールの排出経路をＩＧＢＴ１００と同程度に備えながら、ＩＧＢＴ１００よりも帰還容量を小さくすることができる。

第１ボディコンタクト領域２３０の深さＤ２３０は、第２ボディコンタクト領域３２の深さＤ３２よりも深い。そのため、第１ボディコンタクト領域２３０の側面は、ボディ領域１０に接している。図７に示すように、ドリフト領域８内のホール５０は、連結部２２６ａに遮られることなく、ボディ領域１０から第１ボディコンタクト領域２３０に移動することができる。仮に第１ボディコンタクト領域２３０の深さが第２ボディコンタクト領域３２の深さよりも浅ければ、ホール５０は、連結部２２６ａに遮られ、ボディ領域１０から第１ボディコンタクト領域２３０に直接移動することができない。ホール５０は、第２ボディコンタクト領域３２に集中する。そして、第２ボディコンタクト領域３２のホールの一部が第１ボディコンタクト領域２３０に移動し、第１ボディコンタクト領域２３０から排出される。ホールが第２ボディコンタクト領域３２に集中すると、ｎ型のエミッタ領域１２とｐ型のボディ領域１０とドリフト領域８で構成される寄生ｎｐｎトランジスタが動作し、ラッチアップが発生することがある。ＩＧＢＴ２００は、第１ボディコンタクト領域２３０の深さＤ２３０を第２ボディコンタクト領域３２の深さよりも深くすることにより、ホールが円滑に排出され、ラッチアップを抑制することができる。

図８を及び図９参照し、ＩＧＢＴ３００について説明する。図８のIX-IX線に沿った断面が図９の断面図である。ＩＧＢＴ３００はＩＧＢＴ１００の変形例であり、ＩＧＢＴ１００と実質的に同じ構造については、同じ参照番号を付すことにより説明を省略する。ＩＧＢＴ３００では、トレンチゲート２３の間に、繰返し部３６が２個設けられている。繰返し部３６はｘ方向に離れて設けられており、隣り合う繰返し部３６の第１ボディコンタクト領域３０は、第２ボディコンタクト領域３２で連結されている。

繰返し部３６の間には第２ボディコンタクト領域３２のみが設けられている。繰返し部３６とトレンチゲート２３の間のように、ｎ^＋型のエミッタ領域１２が設けられていない。そのため、ＩＧＢＴ３００は、ＩＧＢＴ１００よりも第２ボディコンタクト領域３２の面積を広く確保することができる。すなわち、ＩＧＢＴ３００は、ＩＧＢＴ１００よりも、ホールの排出経路を広く確保することができる。

上記実施例２では、ｙ方向で隣り合うダミートレンチ２６の全てが、連結部２２６ａによって連結されている。ｙ方向で隣り合うダミートレンチ２６の幾つかが連結部２２６ａで連結され、他の幾つかは連結されていなくてもよい。また、上記実施例３においても、ｙ方向で隣り合うダミートレンチ２６の全て、又は幾つかを連結部で連結してもよい。

上記実施例では、半導体材料にシリコンを用いたＩＧＢＴを例にして説明した。しかしながら、本明細書で開示される技術は、シリコン以外の半導体材料、例えば、窒化ガリウム、炭化珪素、ガリウム砒素等の化合物半導体が用いられたＩＧＢＴでも有用である。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

８：ドリフト領域
１０：ボディ領域
１６：エミッタ電極
２３：ダミートレンチ
２６：絶縁ゲート
３０，２３０：第１ボディコンタクト領域
３２：第２ボディコンタクト領域
３６，２３６：繰返し部
１００，２００，３００：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）

Claims (5)

1. 絶縁ゲートバイポーラトランジスタであって、
   第１導電型のドリフト領域と、
   ドリフト領域上に設けられている第２導電型のボディ領域と、
   ボディ領域を貫通してドリフト領域に接しており、平面視したときに第１方向に沿って間隔を置いて配置されている複数のダミートレンチと、
   平面視したときに前記第１方向に直交する第２方向に沿って間隔を置いて配置されており、前記ダミートレンチを間に置いて設けられている複数の絶縁ゲートと、
   ボディ領域上に設けられており、平面視したときに前記第１方向に隣り合う前記ダミートレンチ間に配置されており、前記ボディ領域よりも不純物濃度が濃い第２導電型の第１ボディコンタクト領域と、
   前記ボディ領域上に設けられており、平面視したときに前記第２方向で前記第１ボディコンタクト領域に隣接して配置されており、前記ボディ領域よりも不純物濃度が濃い第２導電型の第２ボディコンタクト領域と、
   第１ボディコンタクト領域に接触するエミッタ電極と、を備えており、
   前記第２ボディコンタクト領域は、平面視したときに前記第１方向に隣り合う前記ダミートレンチ間に配置されておらず、
   前記第１方向に隣り合う前記ダミートレンチは、平面視したときに前記第１ボディコンタクト領域の下方において連結している絶縁ゲートバイポーラトランジスタ。
2. 前記第１ボディコンタクト領域は、前記第２ボディコンタクト領域よりも深い請求項１に記載の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ。
3. 前記第１方向に沿って前記第１ボディコンタクト領域と前記ダミートレンチが繰返す繰返し部が、前記第２方向に沿って間隔を置いて複数設けられており、
   前記第２方向に隣り合う前記繰返し部の前記第１ボディコンタクト領域が前記第２ボディコンタクト領域を介して連結している請求項１又は２に記載の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ。
4. 前記ダミートレンチが前記エミッタ電極に電気的に接続されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ。
5. 前記絶縁ゲートは、前記ボディ領域を貫通して前記ドリフト領域に接するトレンチ型であり、
   前記絶縁ゲートは、平面視したときに、前記第１方向に沿って伸びている請求項１〜４のいずれか一項に記載の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ。

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