JP5774422B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
(実施の形態1)
まず本発明の実施の形態1における半導体装置の構成について図1〜図6を用いて説明する。
上述したように本実施の形態においては、比(コレクタコンタクト面積/コレクタ活性面積)および比(p+領域上コンタクト面積/p+領域面積)の少なくともいずれかが、High SideのIGBTにおいて、Low SideのIGBTにおけるよりも高くなっている。このため、High SideのIGBTにおいてはオン耐圧を向上することができ、かつLow SideのIGBTにおいては電流(線形電流、飽和電流)を向上させることができる。つまり、素子サイズの変更や注入レイアウトの変更、不純物注入条件の変更といった大規模な変更と最適化を行なうことなく、コンタクトサイズの変更といった小規模な変更で、開発上の負荷を小さく抑えつつ、ラテラルIGBTにおける電流向上やオン耐圧向上といった特性改善を行なうことが可能となる。
図20および図21を参照して、本実施の形態の構成は、実施の形態1の構成と比較して、p+コレクタ領域CRが素子分離構造ESにより間引かれている(分断されている)点において異なっている。つまり1つのIGBTにおいて、p+コレクタ領域CRが、素子分離構造ESにより分離された複数のp+コレクタ領域部分CRaから構成されている。この素子分離構造ESは、実施の形態1で説明したように、LOCOSにより形成されたシリコン酸化膜であってもよく、またSTIであってもよい。
図24および図25を参照して、本実施の形態の構成は、実施の形態1の構成と比較して、p+コレクタ領域CRがn+分離領域NHRにより間引かれている(分断されている)点において異なっている。つまり1つのIGBTにおいて、p+コレクタ領域CRが、複数のn+分離領域NHRにより分離された複数のp+コレクタ領域部分CRaから構成されている。複数のn+分離領域NHRの各々は、n型領域NRよりも高いn型不純物濃度を有している。
図29を参照して、本実施の形態の構成は、実施の形態1の構成と比較して、エミッタ側のコンタクト用の凹部CH2が、互いに分離され、かつ直列に配置された複数のラインコンタクト部分CH2aを有している点において異なっている。複数のラインコンタクト部分CH2aの各々は、ラインコンタクト構造を有している。つまり複数のラインコンタクト部分CH2aの各々は、図29に示す平面視において略矩形の形状を有し、かつ平面視における一方の辺の長さLBaが他方の辺の長さWBaの2倍以上長い構造を有している。平面視において隣り合うラインコンタクト部分CH2aの間に位置する分離部分SRの真下領域にはn型領域(n+エミッタ領域ER)のみが位置している。
Claims (15)
- 主表面を有する半導体基板と、
それぞれが前記主表面に形成された第1および第2の絶縁ゲートバイポーラトランジスタとを備え、
前記第1および第2の絶縁ゲートバイポーラトランジスタのそれぞれは、
前記主表面に形成された第1導電型のコレクタ領域と、
前記コレクタ領域と分かれて前記主表面に形成された第1導電型のベース領域と、
前記ベース領域内の前記主表面に形成された第2導電型のエミッタ領域とを含み、さらに
前記第1および第2の絶縁ゲートバイポーラトランジスタの各々の前記ベース領域および前記エミッタ領域の双方に接続されたエミッタ用導電層と、
前記第1および第2の絶縁ゲートバイポーラトランジスタの各々の前記コレクタ領域に接続されたコレクタ用導電層とを備え、
前記第1の絶縁ゲートバイポーラトランジスタの前記ベース領域の前記主表面における面積(SA11)に対する前記第1の絶縁ゲートバイポーラトランジスタの前記ベース領域と前記エミッタ用導電層との接続部の面積(SB11)の比(SB11/SA11)が、前記第2の絶縁ゲートバイポーラトランジスタの前記ベース領域の前記主表面における面積(SA21)に対する前記第2の絶縁ゲートバイポーラトランジスタの前記ベース領域と前記エミッタ用導電層との接続部の面積(SB21)の比(SB21/SA21)よりも大きく、
前記第1の絶縁ゲートバイポーラトランジスタの耐圧は前記第2の絶縁ゲートバイポーラトランジスタの耐圧よりも高い、半導体装置。 - 前記第1の絶縁ゲートバイポーラトランジスタの前記ベース領域と前記エミッタ用導電層との前記接続部はラインコンタクト構造を有し、
前記第2の絶縁ゲートバイポーラトランジスタの前記ベース領域と前記エミッタ用導電層との前記接続部は前記ラインコンタクト構造を有し、
前記第1の絶縁ゲートバイポーラトランジスタの前記ラインコンタクト構造における線幅は前記第2の絶縁ゲートバイポーラトランジスタの前記ラインコンタクト構造における線幅よりも大きい、請求項1に記載の半導体装置。 - 前記第1の絶縁ゲートバイポーラトランジスタの前記ベース領域と前記エミッタ用導電層との前記接続部はラインコンタクト構造を有し、
前記第2の絶縁ゲートバイポーラトランジスタの前記ベース領域と前記エミッタ用導電層との前記接続部はホールコンタクト構造を有している、請求項1に記載の半導体装置。 - 主表面を有する半導体基板と、
それぞれが前記主表面に形成された第1および第2の絶縁ゲートバイポーラトランジスタとを備え、
前記第1および第2の絶縁ゲートバイポーラトランジスタのそれぞれは、
前記主表面に形成された第1導電型のコレクタ領域と、
前記コレクタ領域と分かれて前記主表面に形成された第1導電型のベース領域と、
前記ベース領域内の前記主表面に形成された第2導電型のエミッタ領域とを含み、さらに
前記第1および第2の絶縁ゲートバイポーラトランジスタの各々の前記ベース領域および前記エミッタ領域の双方に接続されたエミッタ用導電層と、
前記第1および第2の絶縁ゲートバイポーラトランジスタの各々の前記コレクタ領域に接続されたコレクタ用導電層とを備え、
前記第1の絶縁ゲートバイポーラトランジスタの前記コレクタ領域の前記主表面における面積(SA12)に対する前記第1の絶縁ゲートバイポーラトランジスタの前記コレクタ領域と前記コレクタ用導電層との接続部の面積(SB12)の比(SB12/SA12)が、前記第2の絶縁ゲートバイポーラトランジスタの前記コレクタ領域の前記主表面における面積(SA22)に対する前記第2の絶縁ゲートバイポーラトランジスタの前記コレクタ領域と前記コレクタ用導電層との接続部の面積(SB22)の比(SB22/SA22)よりも大きく、
前記第1の絶縁ゲートバイポーラトランジスタの耐圧は前記第2の絶縁ゲートバイポーラトランジスタの耐圧よりも高い、半導体装置。 - 前記第1の絶縁ゲートバイポーラトランジスタの前記コレクタ領域と前記コレクタ用導電層との前記接続部はラインコンタクト構造を有し、
前記第2の絶縁ゲートバイポーラトランジスタの前記コレクタ領域と前記コレクタ用導電層との前記接続部は前記ラインコンタクト構造を有し、
前記第1の絶縁ゲートバイポーラトランジスタの前記ラインコンタクト構造における線幅は前記第2の絶縁ゲートバイポーラトランジスタの前記ラインコンタクト構造における線幅よりも大きい、請求項4に記載の半導体装置。 - 前記第1の絶縁ゲートバイポーラトランジスタの前記コレクタ領域と前記コレクタ用導電層との前記接続部はラインコンタクト構造を有し、
前記第2の絶縁ゲートバイポーラトランジスタの前記コレクタ領域と前記コレクタ用導電層との前記接続部はホールコンタクト構造を有している、請求項4に記載の半導体装置。 - 前記主表面に形成された素子分離構造をさらに備え、
前記第1および第2の絶縁ゲートバイポーラトランジスタの少なくともいずれかの前記コレクタ領域は、前記素子分離構造によって互いに分離された複数のコレクタ分割領域を含む、請求項1〜6のいずれかに記載の半導体装置。 - 前記主表面に形成された第2導電型の不純物領域をさらに備え、
前記第1および第2の絶縁ゲートバイポーラトランジスタの少なくともいずれかの前記コレクタ領域は、前記不純物領域によって互いに分離された複数のコレクタ分割領域を含む、請求項1〜6のいずれかに記載の半導体装置。 - 前記ラインコンタクト構造は途切れることなく連続的に延びている、請求項2、3、5および6のいずれかに記載の半導体装置。
- 前記ラインコンタクト構造は、互いに分離され、かつ互いに直列に配置された複数のラインコンタクト部を有する、請求項2、3、5および6のいずれかに記載の半導体装置。
- 前記ラインコンタクト構造は、互いに分離され、かつ互いに直列に配置された複数のラインコンタクト部を有し、
互いに直列に配置された前記複数のラインコンタクト部の間に位置する分離部分の真下には、第2導電型の前記エミッタ領域のみが位置している、請求項2または3に記載の半導体装置。 - 前記ラインコンタクト構造は、互いに分離され、かつ互いに直列に配置された複数のラインコンタクト部を有し、
互いに直列に配置された前記複数のラインコンタクト部の間に位置する分離部分の真下には、第1導電型の前記ベース領域と第2導電型の前記エミッタ領域とが位置しており、
前記分離部分の真下に位置する前記エミッタ領域の前記主表面における面積は、前記分離部分の真下に位置する前記ベース領域の前記主表面における面積よりも大きい、請求項2または3に記載の半導体装置。 - 前記ラインコンタクト構造は、互いに分離され、かつ互いに直列に配置された複数のラインコンタクト部を有し、
互いに直列に配置された前記複数のラインコンタクト部の間に位置する分離部分の真下には、第1導電型の前記ベース領域のみが位置している、請求項2または3に記載の半導体装置。 - 前記ラインコンタクト構造は、互いに分離され、かつ互いに直列に配置された複数のラインコンタクト部を有し、
互いに直列に配置された前記複数のラインコンタクト部の間に位置する分離部分の真下には、第1導電型の前記ベース領域と第2導電型の前記エミッタ領域とが位置しており、
前記分離部分の真下に位置する前記ベース領域の前記主表面における面積は、前記分離部分の真下に位置する前記エミッタ領域の前記主表面における面積よりも大きい、請求項2または3に記載の半導体装置。 - 前記ラインコンタクト構造は、互いに分離され、かつ互いに直列に配置された複数のラインコンタクト部を有し、
互いに直列に配置された前記複数のラインコンタクト部の間に位置する分離部分の真下には、第1導電型の前記ベース領域と第2導電型の前記エミッタ領域とが位置しており、
前記分離部分の真下に位置する前記ベース領域の前記主表面における面積は、前記分離部分の真下に位置する前記エミッタ領域の前記主表面における面積と同じである、請求項2または3に記載の半導体装置。
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