JP2010263149A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
【課題】
IGBTのオン抵抗の低減と、FWDのリカバリ特性と両立を図った半導体装置を提供する。
【解決手段】
半導体層内の第1領域に形成され、第1トレンチ領域と、第1トレンチ領域内に形成される第1ゲートと、半導体層の厚さ方向に離間して配設されるエミッタ及びコレクタとを有し、第1ゲートの電位を制御することにより、半導体層の厚さ方向に流れる電流を制御するIGBTと、半導体層内の第1領域に隣り合う第2領域内に形成され、第2トレンチ領域と、第2トレンチ領域内に形成される第2ゲートと、半導体層の厚さ方向に離間して配設されるベース及びコレクタと、第2トレンチの底部に形成され、第2ゲートによって電位が制御される結晶欠陥領域又はライフタイム制御領域とを有するFWDとを含み、FWDのオフ時に、第2ゲートの電位を制御することにより、半導体層内の残留キャリアを結晶欠陥領域又はライフタイム制御領域で収集する。
【選択図】図1【Task】
Provided is a semiconductor device that achieves both reduction in on-resistance of an IGBT and recovery characteristics of an FWD.
[Solution]
A first trench region, a first gate formed in the first trench region, and an emitter and a collector disposed in the thickness direction of the semiconductor layer are formed in a first region in the semiconductor layer. An IGBT for controlling a current flowing in the thickness direction of the semiconductor layer by controlling the potential of the first gate; and a second trench formed in a second region adjacent to the first region in the semiconductor layer. Region, a second gate formed in the second trench region, a base and a collector that are spaced apart in the thickness direction of the semiconductor layer, and a bottom formed in the second trench. FWD having a crystal defect region or lifetime control region in which the semiconductor layer is controlled, and by controlling the potential of the second gate when the FWD is turned off, the residual carriers in the semiconductor layer are converted into the crystal defect region or lifetime. To collect in your area.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)とFWD(Free Wheeling Diode)とを含む半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device including an insulated gate bipolar transistor (IGBT) and a free wheeling diode (FWD).
従来より、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(IGBT)とフリーホイールダイオード(FWD)を同一の半導体層内に形成した半導体装置があった。このような半導体装置として、IGBT領域とFWD領域の両方のドリフト層内に幅方向にわたる低ライフタイム層を形成した半導体装置があった(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, there has been a semiconductor device in which an insulated gate bipolar transistor (IGBT) and a free wheel diode (FWD) are formed in the same semiconductor layer. As such a semiconductor device, there is a semiconductor device in which a low lifetime layer extending in the width direction is formed in the drift layer of both the IGBT region and the FWD region (for example, see Patent Document 1).
また、半導体層の積層方向における下側から電子等の照射を行い、FWD領域のドリフト層内に再結合領域を形成することにより、FWDのリカバリ時にドリフト層内のキャリアをトラップし、FWDのリカバリ特性を向上させた半導体装置があった(例えば、特許文献2参照)。 In addition, by irradiating electrons or the like from the lower side in the stacking direction of the semiconductor layer and forming a recombination region in the drift layer of the FWD region, traps carriers in the drift layer during FWD recovery and recovers the FWD. Some semiconductor devices have improved characteristics (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、IGBT領域とFWD領域の両方のドリフト層内に幅方向にわたる低ライフタイム層を形成した半導体装置では、IGBT領域のドリフト層に低ライフタイム層が存在することにより、IGBTのオン抵抗が増大し、損失が増大するという課題があった。 However, in the semiconductor device in which the low lifetime layer extending in the width direction is formed in the drift layer of both the IGBT region and the FWD region, the on-resistance of the IGBT is increased due to the existence of the low lifetime layer in the drift layer of the IGBT region. However, there is a problem that the loss increases.
また、FWD領域のドリフト層内に再結合領域を形成する半導体装置では、相隣接するIGBT領域とFWD領域のうち、FWD領域だけを選択して再結合領域を形成するため、マスクのパターニングが必要になり、工程数が増えてコストが嵩むという課題があった。また、再結合領域がドリフト層全体の中で幅方向に点在するため、FWDのリカバリ特性の向上を十分に図れないという課題があった。 Further, in a semiconductor device in which a recombination region is formed in the drift layer of the FWD region, only the FWD region is selected from the adjacent IGBT region and FWD region to form the recombination region, so that mask patterning is required. Therefore, there is a problem that the number of processes increases and the cost increases. In addition, since the recombination regions are scattered in the width direction in the entire drift layer, there is a problem that the recovery characteristics of the FWD cannot be sufficiently improved.
そこで、本発明は、IGBTのオン抵抗の低減と、十分なFWDのリカバリ特性の確保との両立を図った半導体装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor device that achieves both reduction of the on-resistance of the IGBT and securing of sufficient FWD recovery characteristics.
本発明の一局面の半導体装置は、半導体層内の第1領域に形成され、第1トレンチ領域と、前記第1トレンチ領域内に形成される第1ゲートと、前記半導体層の厚さ方向に離間して配設されるエミッタ及びコレクタとを有し、前記第1ゲートの電位を制御することにより、前記半導体層の厚さ方向に流れる電流を制御するIGBTと、前記半導体層内の前記第1領域に隣り合う第2領域内に形成され、第2トレンチ領域と、前記第2トレンチ領域内に形成される第2ゲートと、前記半導体層の厚さ方向に離間して配設されるベース及びコレクタと、前記第2トレンチの底部に形成され、前記第2ゲートによって電位が制御される結晶欠陥領域又はライフタイム制御領域とを有するFWDとを含み、前記FWDのオフ時に、前記第2ゲートの電位を制御することにより、前記半導体層内の残留キャリアを前記結晶欠陥領域又は前記ライフタイム制御領域で収集する。 A semiconductor device according to one aspect of the present invention is formed in a first region in a semiconductor layer, and includes a first trench region, a first gate formed in the first trench region, and a thickness direction of the semiconductor layer. An IGBT having an emitter and a collector disposed apart from each other, and controlling an electric current flowing in a thickness direction of the semiconductor layer by controlling a potential of the first gate, and the first in the semiconductor layer A base formed in a second region adjacent to one region, a second trench region, a second gate formed in the second trench region, and a base spaced apart in the thickness direction of the semiconductor layer And a collector and a FWD formed at the bottom of the second trench and having a crystal defect region or a lifetime control region whose potential is controlled by the second gate, and the second gate is turned off when the FWD is off. Power of By controlling the collects residual carriers in the semiconductor layer by the crystalline defect region or the lifetime control region.
本発明によれば、IGBTのオン抵抗の低減と、十分なFWDのリカバリ特性の確保との両立を図った半導体装置を提供できるという特有の効果が得られる。 According to the present invention, it is possible to provide a specific effect that it is possible to provide a semiconductor device that achieves both reduction of the on-resistance of the IGBT and ensuring of sufficient FWD recovery characteristics.
以下、本発明の半導体装置を適用した実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments to which the semiconductor device of the present invention is applied will be described.
[実施の形態1]
図1は、実施の形態1の半導体装置の断面構造を示す図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram showing a cross-sectional structure of the semiconductor device of the first embodiment.
実施の形態1の半導体装置100は、半導体層の内部に形成されるIGBT10とFWD20とを含む。IGBT10とFWD20は、それぞれ、半導体層内の隣り合う領域内に形成されている。ここで、図1には、一組のIGBT10及びFWD20を示すが、実際には、半導体装置100は、複数組のIGBT10及びFWD20を含み、モータに代表されるような電気負荷を駆動するために用いられる。以下、IGBT10及びFWD20の構造と製造方法について説明する。 Semiconductor device 100 of the first embodiment includes IGBT 10 and FWD 20 formed inside a semiconductor layer. The IGBT 10 and the FWD 20 are each formed in adjacent regions in the semiconductor layer. Here, FIG. 1 shows a set of IGBTs 10 and FWDs 20, but actually, the semiconductor device 100 includes a plurality of sets of IGBTs 10 and FWDs 20 to drive an electrical load represented by a motor. Used. Hereinafter, the structure and manufacturing method of the IGBT 10 and the FWD 20 will be described.
IGBT10とFWD20が形成される半導体層は、シリコンウエハ(半導体基板)に不純物(典型的には、リン(P))を注入することによって作製されるnドリフト層101と、nドリフト層101の上層部に不純物(典型的には、ボロン(B))を注入することによって形成されるpベース層102とを含む。 The semiconductor layer in which the IGBT 10 and the FWD 20 are formed includes an n drift layer 101 manufactured by implanting impurities (typically phosphorus (P)) into a silicon wafer (semiconductor substrate), and an upper layer of the n drift layer 101. And a p base layer 102 formed by implanting impurities (typically boron (B)).
すなわち、IGBT10とFWD20は、nドリフト層101及びpベース層102の内部の隣り合う領域(第1領域、第2領域)内に形成されている。 That is, the IGBT 10 and the FWD 20 are formed in adjacent regions (first region and second region) inside the n drift layer 101 and the p base layer 102.
IGBT10は、pベース層102の上面からnドリフト層101の上層部に達するトレンチ103A内に形成されたゲート電極110を含む。 IGBT 10 includes a gate electrode 110 formed in a trench 103 </ b> A that reaches the upper layer portion of n drift layer 101 from the upper surface of p base layer 102.
ゲート電極110は、トレンチ103A内に形成されるゲート酸化層104Aを介して形成されている。 The gate electrode 110 is formed via a gate oxide layer 104A formed in the trench 103A.
また、FWD20は、pベース層102の上面からnドリフト層101の上層部に達するトレンチ103B内に形成されたゲート電極120を含む。 FWD 20 also includes a gate electrode 120 formed in trench 103B that reaches the upper layer portion of n drift layer 101 from the upper surface of p base layer 102.
ゲート電極120は、トレンチ103B内に形成されるゲート酸化層104Bを介して形成されている。 The gate electrode 120 is formed via a gate oxide layer 104B formed in the trench 103B.
なお、ゲート酸化膜104A及び104Bは、例えば、熱酸化処理による酸化をトレンチ103A及び103Bの内部表面に行うことによって形成される。また、ゲート電極110と120は、例えば、ポリシリコンによって構成される。 The gate oxide films 104A and 104B are formed by, for example, performing oxidation by thermal oxidation treatment on the inner surfaces of the trenches 103A and 103B. The gate electrodes 110 and 120 are made of polysilicon, for example.
FWD20内のトレンチ103Bの下部のnドリフト層101内には、結晶欠陥層130が形成されている。この結晶欠陥層130は、トレンチ103Bの下部のnドリフト層101内にのみ形成され、IGBT10内には形成されない。結晶欠陥層130の作製方法については、後述する。 A crystal defect layer 130 is formed in the n drift layer 101 below the trench 103B in the FWD 20. The crystal defect layer 130 is formed only in the n drift layer 101 below the trench 103B and is not formed in the IGBT 10. A method for manufacturing the crystal defect layer 130 will be described later.
また、ゲート電極120には、スイッチ131を介して外部電源132が接続されており、スイッチ131が閉成されると、ゲート電極120に負電圧が印加されるように構成されている。スイッチ131の開閉、及び負電圧を印加することによる作用・効果については後述する。 Further, an external power source 132 is connected to the gate electrode 120 via a switch 131, and a negative voltage is applied to the gate electrode 120 when the switch 131 is closed. The operation and effect of opening / closing the switch 131 and applying a negative voltage will be described later.
pベース層102の上層部には、p+コンタクト層105とn+拡散層106が形成されている。p+コンタクト層105は、pベース層102の表面から不純物(典型的には、ボロン(B))を注入することにより、pベース層102よりも不純物濃度が高く設定される半導体領域である。また、n+拡散層106は、例えば、p+コンタクト層105を形成した後に、不純物(典型的には、ヒ素(As))を注入することにより、導電型をn型にした半導体領域である。ここでは、n+拡散層106の方がnドリフト層101よりも不純物濃度が高いため、導電型をn+型として示す。 A p + contact layer 105 and an n + diffusion layer 106 are formed in the upper layer portion of the p base layer 102. The p + contact layer 105 is a semiconductor region whose impurity concentration is set higher than that of the p base layer 102 by injecting an impurity (typically boron (B)) from the surface of the p base layer 102. The n + diffusion layer 106 is a semiconductor region whose conductivity type is changed to n-type by implanting impurities (typically arsenic (As)) after forming the p + contact layer 105, for example. Here, since the impurity concentration of the n + diffusion layer 106 is higher than that of the n drift layer 101, the conductivity type is shown as n + type.
このようなp+コンタクト層105及びn+拡散層106は、IGBT10内では、ゲート電極110が形成されるトレンチ103Aの両側にn+拡散層106が配設され、n+拡散層106に隣接してp+コンタクト層105が配設されるように形成されている。また、FWD20内では、ゲート電極120が形成されるトレンチ103Bの両側にp+コンタクト層105が配設されている。 The p + contact layer 105 and the n + diffusion layer 106 are arranged in the IGBT 10 such that the n + diffusion layer 106 is disposed on both sides of the trench 103A where the gate electrode 110 is formed, and the p + contact layer is adjacent to the n + diffusion layer 106. 105 is disposed. In the FWD 20, the p + contact layer 105 is disposed on both sides of the trench 103B where the gate electrode 120 is formed.
なお、IGBT10内のp+コンタクト層105は、ラッチアップを防止するためのコンタクト層として機能し、n+拡散層106は、電子を注入するための拡散層として機能する。また、FWD20内のp+コンタクト層105は、FWD20のベースとして機能する。 The p + contact layer 105 in the IGBT 10 functions as a contact layer for preventing latch-up, and the n + diffusion layer 106 functions as a diffusion layer for injecting electrons. Further, the p + contact layer 105 in the FWD 20 functions as the base of the FWD 20.
また、nドリフト層101の下層部には、pコレクタ層107及びnコレクタ層108が形成される。pコレクタ層107は、nドリフト層101の裏面(図1中の下面)から不純物(典型的には、ボロン(B))を注することによって形成される。また、nコレクタ層108は、nドリフト層101の裏面(図1中の下面)から不純物(典型的には、リン(P))を注入することによって作製される。 Further, a p collector layer 107 and an n collector layer 108 are formed in the lower layer portion of the n drift layer 101. The p collector layer 107 is formed by pouring impurities (typically boron (B)) from the back surface (the lower surface in FIG. 1) of the n drift layer 101. The n collector layer 108 is fabricated by implanting impurities (typically phosphorus (P)) from the back surface (the lower surface in FIG. 1) of the n drift layer 101.
pコレクタ層107は、nドリフト層101のうち、IGBT10に含まれる領域内に形成され、IGBT10のコレクタとなる半導体層である。 The p collector layer 107 is a semiconductor layer that is formed in a region included in the IGBT 10 in the n drift layer 101 and serves as a collector of the IGBT 10.
また、nコレクタ層108は、nドリフト層101のうち、FWD20に含まれる領域内に形成され、FWD20のコレクタとなる半導体層である。 The n collector layer 108 is a semiconductor layer that is formed in a region included in the FWD 20 in the n drift layer 101 and serves as a collector of the FWD 20.
ここで、IGBT10及びFWD20の動作を説明するために、一例として、半導体装置100は4組のIGBT10及びFWD20を含み、モータを駆動するブリッジ回路を構成しているとする。すなわち、4組のIGBT10及びFWD20を含むブリッジ回路の一対の中点の間にモータが接続され、ブリッジ回路は直流電源から供給される直流電圧を交流電圧に変換してモータを交流駆動するように構成されているものとする。 Here, in order to explain the operation of the IGBT 10 and the FWD 20, as an example, the semiconductor device 100 includes four sets of the IGBT 10 and the FWD 20 and constitutes a bridge circuit that drives the motor. That is, a motor is connected between a pair of midpoints of a bridge circuit including four sets of IGBTs 10 and FWDs 20, and the bridge circuit converts a DC voltage supplied from a DC power source into an AC voltage to drive the motor AC. It shall be configured.
このような半導体装置100において、ブリッジ回路の対角上に存在するIGBT10のエミッタ・コレクタ間にコレクタの電位が高くなるようにバイアスを印加した状態で、ゲート電極110にゲート電圧を印加すると、ゲート110の近傍にチャネルが形成され、IGBT10内でnドリフト層101からpベース層102に向かう方向に電流が流れる。これにより、対角上に位置する2つのIGBT10を通じてモータに電流が供給される。 In such a semiconductor device 100, when a gate voltage is applied to the gate electrode 110 in a state where a bias is applied between the emitter and collector of the IGBT 10 existing on the diagonal of the bridge circuit so as to increase the collector potential, A channel is formed in the vicinity of 110, and a current flows in a direction from the n drift layer 101 to the p base layer 102 in the IGBT 10. As a result, current is supplied to the motor through the two IGBTs 10 positioned diagonally.
また、対角上に位置する2つのIGBT10のうちの一方のIGBT10のゲート電極110へのゲート電圧の印加を遮断することにより、一方のIGBT10がオフにされると、このIGBT10内でnドリフト層101からpベース層102に流れる電流が零になる。 Further, when one of the IGBTs 10 is turned off by cutting off the application of the gate voltage to the gate electrode 110 of one of the two IGBTs 10 located diagonally, the n drift layer in the IGBT 10 The current flowing from 101 to the p base layer 102 becomes zero.
このとき、ブリッジ回路に接続されているモータに誘導起電力が生じ、この誘導起電力は、オンにされているIGBT10及びモータと閉回路を構成するFWD20のnドリフト層101とpベース層102に印加される。これにより、FWD20がオンになり、FWD20内のpベース層102からnドリフト層101に向かう方向に電流が流れる。 At this time, an induced electromotive force is generated in the motor connected to the bridge circuit, and this induced electromotive force is generated in the n drift layer 101 and the p base layer 102 of the IGBT 10 that is turned on and the FWD 20 that forms a closed circuit with the motor. Applied. Thereby, the FWD 20 is turned on, and a current flows in a direction from the p base layer 102 in the FWD 20 toward the n drift layer 101.
このような動作を繰り返すことにより、ブリッジ回路に含まれるFWD20は、いずれかのIGBT10のオフに伴ってオンにされ、モータにはブリッジ回路から交流電圧が供給される。 By repeating such an operation, the FWD 20 included in the bridge circuit is turned on when any of the IGBTs 10 is turned off, and an AC voltage is supplied to the motor from the bridge circuit.
ところで、実施の形態1の半導体装置100では、上述のようにFWD20がオフされるタイミングで、スイッチ131を閉成し、ゲート電極120に負電圧を印加する。また、FWD20がオンされるタイミングで、スイッチ131を開放し、ゲート電極120への負電圧の印加を遮断する。スイッチ131の開閉制御は、IGBT10のオン/オフ制御とともに、実施の形態1の半導体装置100を駆動するための駆動装置によって行ってもよく、又はIGBT10のオン/オフ制御とは別に制御を行う駆動回路によって行ってもよい。 By the way, in the semiconductor device 100 of the first embodiment, the switch 131 is closed and the negative voltage is applied to the gate electrode 120 at the timing when the FWD 20 is turned off as described above. Further, at the timing when the FWD 20 is turned on, the switch 131 is opened, and application of a negative voltage to the gate electrode 120 is cut off. The opening / closing control of the switch 131 may be performed by the driving device for driving the semiconductor device 100 of the first embodiment together with the on / off control of the IGBT 10, or the driving for performing the control separately from the on / off control of the IGBT 10. You may carry out by a circuit.
FWD20のオフ時に印加される負電圧は、結晶欠陥層130に印加されるため、FWD20をオフにする際に、FWD20内のnドリフト層101内に残留する残留キャリアである正孔を結晶欠陥層130に収集して迅速に消滅させることができる。 Since the negative voltage applied when the FWD 20 is turned off is applied to the crystal defect layer 130, when the FWD 20 is turned off, holes remaining as residual carriers in the n drift layer 101 in the FWD 20 are removed from the crystal defect layer. It can be collected in 130 and quickly disappear.
このため、FWD20が迅速にオフされるので、FWD20のリカバリ特性を向上させることができる。 For this reason, since the FWD 20 is quickly turned off, the recovery characteristics of the FWD 20 can be improved.
また、上述のように、結晶欠陥層130は、FWD20内のゲート電極120の下部にのみ形成され、IGBT10内には形成されないので、従来の半導体装置と異なり、IGBT10のオン抵抗は増大しない。また、FWD20のオン抵抗を従来よりも低減させることができる。 Further, as described above, the crystal defect layer 130 is formed only under the gate electrode 120 in the FWD 20 and is not formed in the IGBT 10. Therefore, unlike the conventional semiconductor device, the on-resistance of the IGBT 10 does not increase. In addition, the on-resistance of the FWD 20 can be reduced as compared with the conventional case.
従って、実施の形態1によれば、IGBT10のオン抵抗を増大させることなく、FWD20のリカバリ特性を向上させた半導体装置100を提供することができる。 Therefore, according to the first embodiment, it is possible to provide the semiconductor device 100 in which the recovery characteristics of the FWD 20 are improved without increasing the on-resistance of the IGBT 10.
また、実施の形態1の半導体装置100は、従来の半導体装置のように、裏面プロセス用のパターニングを行う工程を追加することなく製造することができる。以下、製造方法について説明する。 In addition, the semiconductor device 100 of the first embodiment can be manufactured without adding a step of performing patterning for the back surface process as in the conventional semiconductor device. Hereinafter, the manufacturing method will be described.
図2は、実施の形態1の半導体装置100の製造方法を段階的に示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing a step-by-step method of manufacturing semiconductor device 100 of the first embodiment.
まず、図2(a)に示すように、nドリフト層101の上にマスクとしてシリコン酸化膜151を成膜した状態で、異方性エッチングを行うことにより、トレンチ103A及び103Bを形成する。なお、マスクとしてのシリコン酸化膜151の代わりに、シリコン窒化膜、又はレジストを形成してもよい。 First, as shown in FIG. 2A, trenches 103A and 103B are formed by performing anisotropic etching in a state where a silicon oxide film 151 is formed on the n drift layer 101 as a mask. Note that a silicon nitride film or a resist may be formed instead of the silicon oxide film 151 as a mask.
次に、トレンチ103A及び103Bの内部表面に熱酸化処理を行い、ゲート酸化層104A及び104Bを形成した後に、IGBT10を形成する領域に有機膜等のレジスト152を塗布することにより、図2(b)に示す状態になる。 Next, a thermal oxidation process is performed on the inner surfaces of the trenches 103A and 103B to form the gate oxide layers 104A and 104B, and then a resist 152 such as an organic film is applied to a region where the IGBT 10 is to be formed. ).
レジスト152は、IGBT10を形成する領域にだけ形成され、FWD20を形成する領域には形成されないようにパターニングされている。 The resist 152 is formed only in a region where the IGBT 10 is formed, and is patterned so as not to be formed in a region where the FWD 20 is formed.
また、レジスト152は、FWD20を形成する領域のトレンチ103Bの底部に後の工程で不活性イオン等の打ち込みを行う際に、IGBT10を形成する領域のトレンチ103Aの底部に不活性イオンが届かないようにトレンチ103Aの底部を保護できる厚さを有することが必要となる。 In addition, the resist 152 prevents inert ions from reaching the bottom of the trench 103A in the region where the IGBT 10 is formed when implanting inert ions or the like into the bottom of the trench 103B in the region where the FWD 20 is formed in a later step. It is necessary to have a thickness capable of protecting the bottom of the trench 103A.
なお、レジスト152の代わりに、シリコン酸化膜、又はシリコン窒化膜等を形成してもよい。 Note that a silicon oxide film, a silicon nitride film, or the like may be formed instead of the resist 152.
次に、シリコン酸化膜151及びレジスト152を遮蔽膜として用い、不活性イオンをトレンチ103B内に照射することにより、図2(c)に示すように、トレンチ103の底部のnドリフト層101内に、結晶欠陥層130を形成する。 Next, by using the silicon oxide film 151 and the resist 152 as a shielding film and irradiating inert ions into the trench 103B, as shown in FIG. 2C, the n drift layer 101 at the bottom of the trench 103 is formed. Then, the crystal defect layer 130 is formed.
なお、このとき、不活性イオンの飛程が長すぎてトレンチ103Bの底部よりもnドリフト層101の深部に結晶欠陥層130が形成されてしまう場合は、図2(d)に示すように、トレンチ103Bの底部に有機膜等のレジスト、又はシリコン酸化膜で構成されるバッファ層153を形成することにより、結晶欠陥層130が形成される深さを調節すればよい。 At this time, if the crystal defect layer 130 is formed deeper in the n drift layer 101 than the bottom of the trench 103B because the range of the inert ions is too long, as shown in FIG. The depth at which the crystal defect layer 130 is formed may be adjusted by forming a buffer layer 153 made of a resist such as an organic film or a silicon oxide film at the bottom of the trench 103B.
次に、図2(c)に示す状態からシリコン酸化膜151及びレジスト152を除去することにより(あるいは、(図2(d)に示す状態からシリコン酸化膜151、レジスト152、及びバッファ層153を除去することにより)、図2(e)に示すように、トレンチ103A及び103Bと、nドリフト層101の上面が剥き出しの状態にする。 Next, the silicon oxide film 151 and the resist 152 are removed from the state shown in FIG. 2C (or the silicon oxide film 151, the resist 152, and the buffer layer 153 are removed from the state shown in FIG. 2D). As a result, the trenches 103A and 103B and the upper surface of the n drift layer 101 are exposed as shown in FIG.
この後に、pベース層102、ゲート酸化層104A、ゲート酸化層104B、p+コンタクト層105、n+拡散層106、pコレクタ層107、nコレクタ層108、ゲート電極110、及びゲート電極120を形成することにより、図2(f)に示す半導体装置100が得られる。 Thereafter, the p base layer 102, the gate oxide layer 104A, the gate oxide layer 104B, the p + contact layer 105, the n + diffusion layer 106, the p collector layer 107, the n collector layer 108, the gate electrode 110, and the gate electrode 120 are formed. As a result, the semiconductor device 100 shown in FIG. 2F is obtained.
図2(f)に示す半導体装置100は、図1に示す半導体装置100と同一であるため、IGBT10をオンするとき(すなわち、FWD20をオフにするとき)に、スイッチ131(図1参照)を閉成し、ゲート電極120に負電圧を印加する。また、IGBT10をオフにするときは、スイッチ131(図1参照)を開放し、ゲート電極120への負電圧の印加を遮断する。 Since the semiconductor device 100 shown in FIG. 2F is the same as the semiconductor device 100 shown in FIG. 1, the switch 131 (see FIG. 1) is turned on when the IGBT 10 is turned on (that is, when the FWD 20 is turned off). The gate electrode 120 is closed and a negative voltage is applied to the gate electrode 120. When the IGBT 10 is turned off, the switch 131 (see FIG. 1) is opened, and application of a negative voltage to the gate electrode 120 is cut off.
FWD20のオフ時に印加される負電圧は、結晶欠陥層130に印加されるため、FWD20をオフにする際に、FWD20内のnドリフト層101内に残留する残留キャリアである正孔を結晶欠陥層130に収集して迅速に消滅させることができる。これにより、FWD20は迅速にオフされる。 Since the negative voltage applied when the FWD 20 is turned off is applied to the crystal defect layer 130, when the FWD 20 is turned off, holes remaining as residual carriers in the n drift layer 101 in the FWD 20 are removed from the crystal defect layer. It can be collected in 130 and quickly disappear. As a result, the FWD 20 is quickly turned off.
従って、IGBT10のオン抵抗を増大させることなく、FWD20のリカバリ特性を向上させることができる。 Therefore, the recovery characteristics of the FWD 20 can be improved without increasing the on-resistance of the IGBT 10.
以上、実施の形態1によれば、IGBT10のオン抵抗を増大させることなく、FWD20のリカバリ特性を向上させた半導体装置100を提供することができる。 As described above, according to the first embodiment, it is possible to provide the semiconductor device 100 in which the recovery characteristics of the FWD 20 are improved without increasing the on-resistance of the IGBT 10.
なお、結晶欠陥層130を形成するために打ち込む不活性イオンとしては、例えば、ネオン(Ne)、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)、又はキセノン(Xe)を挙げることができる。また、不活性イオンの代わりに、プロトン、電子、ヘリウム(He)、又は酸素(O2)を用いてもよい。 Examples of the inert ions implanted to form the crystal defect layer 130 include neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), and xenon (Xe). Further, protons, electrons, helium (He), or oxygen (O 2 ) may be used instead of the inert ions.
[実施の形態2]
図3は、実施の形態2の半導体装置の製造方法を示す図である。
[Embodiment 2]
FIG. 3 shows a method for manufacturing the semiconductor device of the second embodiment.
実施の形態2の半導体装置は、結晶欠陥層130の作製方法が実施の形態1の半導体装置の製造方法と異なる。その他は実施の形態1の半導体装置100と同一であるため、同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。 The semiconductor device of the second embodiment is different from the method of manufacturing the semiconductor device of the first embodiment in the method for manufacturing the crystal defect layer 130. Since the other components are the same as those of the semiconductor device 100 of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図3(a)に示す状態は、図2(a)に示す状態と同一であり、nドリフト層101の上にマスクとしてシリコン酸化膜151を成膜した後に、異方性エッチングを行うことにより、トレンチ103A及び103Bを形成した状態である。 The state shown in FIG. 3A is the same as the state shown in FIG. 2A. After the silicon oxide film 151 is formed on the n drift layer 101 as a mask, anisotropic etching is performed. In this state, trenches 103A and 103B are formed.
次に、シリコン酸化膜151を除去した後に、図3(b)に示すように、トレンチ103A及び103Bがすべて埋まり、かつ、nドリフト層101の上面に所定の厚さを有するシリコン窒化膜(SiN)154を成膜する。なお、シリコン窒化膜154を成膜の代わりに、シリコンゲルマニウム(SiGe)膜、又はシリコンカーバイド(SiC)膜を形成してもよい。 Next, after removing the silicon oxide film 151, as shown in FIG. 3B, the trenches 103A and 103B are all buried and the upper surface of the n drift layer 101 has a predetermined thickness (SiN film). ) 154 is formed. Instead of forming the silicon nitride film 154, a silicon germanium (SiGe) film or a silicon carbide (SiC) film may be formed.
ここで、シリコン窒化膜154を形成する前に、トレンチ130Aの内部表面に保護膜として、例えばシリコン酸化膜を形成しておいてもよい。これは、後に形成するIGBT10の電気的特性をさらに良好にする場合に有効的な処置である。 Here, before forming the silicon nitride film 154, for example, a silicon oxide film may be formed as a protective film on the inner surface of the trench 130A. This is an effective treatment for further improving the electrical characteristics of the IGBT 10 to be formed later.
次に、シリコン窒化膜154を異方性エッチング処理によってエッチバックし、トレンチ130A及び130Bの底部にのみ、部分的にシリコン窒化膜154A及び154Bを残す。この状態は、図3(c)に示す状態となる。 Next, the silicon nitride film 154 is etched back by anisotropic etching to leave the silicon nitride films 154A and 154B partially only at the bottoms of the trenches 130A and 130B. This state is the state shown in FIG.
さらに、FWD20が形成される領域をマスクで覆ってトレンチ103A内のシリコン窒化膜154Aを除去すると、図3(d)に示すように、トレンチ103Bの底部にのみシリコン窒化膜154Bが残された状態になる。 Further, when the silicon nitride film 154A in the trench 103A is removed by covering the region where the FWD 20 is formed with a mask, the silicon nitride film 154B is left only at the bottom of the trench 103B as shown in FIG. become.
続いて、熱処理を行うことにより、トレンチ103B内のシリコン窒化膜154Bを結晶化させると、結晶化が生じる際に、シリコン窒化膜154Bとnドリフト層101の界面に応力が生じるため、この応力により、トレンチ103Bの底部のnドリフト層101内の結合に欠陥が生じ、図3(e)に示すように、結晶欠陥層130が形成される。 Subsequently, when the silicon nitride film 154B in the trench 103B is crystallized by performing heat treatment, stress is generated at the interface between the silicon nitride film 154B and the n drift layer 101 when crystallization occurs. Then, a defect occurs in the coupling in the n drift layer 101 at the bottom of the trench 103B, and a crystal defect layer 130 is formed as shown in FIG.
結晶欠陥層を形成した後は、トレンチ103Bの底部で結晶化されたシリコン窒化膜154Bを除去することにより、図3(f)に示すように、トレンチ103A及び103Bと、nドリフト層101の上面が剥き出しの状態を得る。 After the formation of the crystal defect layer, the silicon nitride film 154B crystallized at the bottom of the trench 103B is removed, thereby removing the upper surfaces of the trenches 103A and 103B and the n drift layer 101 as shown in FIG. Get a bare state.
この後に、pベース層102、ゲート酸化層104A、ゲート酸化層104B、p+コンタクト層105、n+拡散層106、pコレクタ層107、nコレクタ層108、ゲート電極110、及びゲート電極120を形成することにより、図3(g)に示す半導体装置100が得られる。なお、図3(e)の状態からpベース層102、ゲート酸化層104A、ゲート酸化層104B、p+コンタクト層105、n+拡散層106、pコレクタ層107、nコレクタ層108、ゲート電極110、及びゲート電極120等を形成する際に、熱処理を行う場合は、結晶欠陥層130が消失しない程度の温度条件で行えばよい。 Thereafter, the p base layer 102, the gate oxide layer 104A, the gate oxide layer 104B, the p + contact layer 105, the n + diffusion layer 106, the p collector layer 107, the n collector layer 108, the gate electrode 110, and the gate electrode 120 are formed. As a result, the semiconductor device 100 shown in FIG. 3E, the p base layer 102, the gate oxide layer 104A, the gate oxide layer 104B, the p + contact layer 105, the n + diffusion layer 106, the p collector layer 107, the n collector layer 108, the gate electrode 110, and When heat treatment is performed when forming the gate electrode 120 or the like, the heat treatment may be performed under a temperature condition that does not cause the crystal defect layer 130 to disappear.
図3(g)に示す半導体装置100は、図1に示す半導体装置100と同一であるため、IGBT10をオンするとき(すなわち、FWD20をオフにするとき)に、スイッチ131(図1参照)を閉成し、ゲート電極120に負電圧を印加する。また、IGBT10をオフにするときは、スイッチ131(図1参照)を開放し、ゲート電極120への負電圧の印加を遮断する。 Since the semiconductor device 100 shown in FIG. 3G is the same as the semiconductor device 100 shown in FIG. 1, the switch 131 (see FIG. 1) is turned on when the IGBT 10 is turned on (that is, when the FWD 20 is turned off). The gate electrode 120 is closed and a negative voltage is applied to the gate electrode 120. When the IGBT 10 is turned off, the switch 131 (see FIG. 1) is opened, and application of a negative voltage to the gate electrode 120 is cut off.
FWD20のオフ時に印加される負電圧は、結晶欠陥層130に印加されるため、FWD20をオフにする際に、FWD20内のnドリフト層101内に残留する残留キャリアである正孔を結晶欠陥層130に収集して迅速に消滅させることができる。これにより、FWD20は迅速にオフされる。 Since the negative voltage applied when the FWD 20 is turned off is applied to the crystal defect layer 130, when the FWD 20 is turned off, holes remaining as residual carriers in the n drift layer 101 in the FWD 20 are removed from the crystal defect layer. It can be collected in 130 and quickly disappear. As a result, the FWD 20 is quickly turned off.
このため、IGBT10のオン抵抗を増大させることなく、FWD20のリカバリ特性を向上させた半導体装置100を提供することができる。 Therefore, it is possible to provide the semiconductor device 100 with improved recovery characteristics of the FWD 20 without increasing the on-resistance of the IGBT 10.
尚、図3(e)に示す工程の後に、シリコン窒化膜154Bを除去することなく残した状態で、ゲート酸化膜104B及びゲート電極120を形成してもよい。 Incidentally, after the step shown in FIG. 3E, the gate oxide film 104B and the gate electrode 120 may be formed in a state where the silicon nitride film 154B is left without being removed.
この場合、半導体装置100の構造は、図4に示すようになるが、このようにトレンチ103Bの底部にシリコン窒化膜154Bを残した状態でも、トレンチ103Bの底部のシリコン窒化膜154Bを除去して形成した半導体装置と同様に、IGBT10のオン抵抗を増大させることなく、FWD20のリカバリ特性を向上させた半導体装置100を提供することができる。 In this case, the structure of the semiconductor device 100 is as shown in FIG. 4, but even when the silicon nitride film 154B is left at the bottom of the trench 103B as described above, the silicon nitride film 154B at the bottom of the trench 103B is removed. Similar to the formed semiconductor device, it is possible to provide the semiconductor device 100 in which the recovery characteristics of the FWD 20 are improved without increasing the on-resistance of the IGBT 10.
[実施の形態3]
図5は、実施の形態3の半導体装置の製造方法を示す図である。
[Embodiment 3]
FIG. 5 shows a method for manufacturing the semiconductor device of the third embodiment.
実施の形態3の半導体装置は、結晶欠陥層130の作製方法が実施の形態1、2の半導体装置の製造方法と異なる。その他は、実施の形態1乃至3の半導体装置と同一であるため、同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。 The semiconductor device of the third embodiment is different from the method of manufacturing the semiconductor device of the first and second embodiments in the method for producing the crystal defect layer 130. The other components are the same as those of the semiconductor device of the first to third embodiments, and thus the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
図5(a)に示すように、nドリフト層101の上にマスクとしてシリコン酸化膜151を成膜した状態で、異方性エッチングを行うことにより、トレンチ103A及び103Bを形成する。 As shown in FIG. 5A, trenches 103A and 103B are formed by performing anisotropic etching in a state where a silicon oxide film 151 is formed on the n drift layer 101 as a mask.
このとき、トレンチ103Bの幅をトレンチ103Aの幅よりも所定の幅だけ細く設定する。 At this time, the width of the trench 103B is set to be narrower than the width of the trench 103A by a predetermined width.
異方性エッチングは、一般に幅が細い方がエッチング速度が速いため、実施の形態3では、これを利用してトレンチ103Aよりもトレンチ103Bを細く深く形成する。 Since anisotropic etching generally has a higher etching rate when the width is narrower, in Embodiment 3, the trench 103B is formed to be narrower and deeper than the trench 103A using this.
次に、トレンチ103A及び103Bの内部及びnドリフト層101の上面にシリコン窒化膜154をし、さらに異方性エッチング処理を行うことにより、トレンチ103A内のシリコン窒化膜154がすべて除去されるまで、エッチバックする。 Next, a silicon nitride film 154 is formed in the trenches 103A and 103B and on the upper surface of the n drift layer 101, and further, an anisotropic etching process is performed until the silicon nitride film 154 in the trench 103A is completely removed. Etch back.
これにより、nドリフト層101の上面及びトレンチ103A内のシリコン窒化膜154がすべて除去され、トレンチ103Bの底部にのみシリコン窒化膜154Bが残る。 As a result, the upper surface of the n drift layer 101 and the silicon nitride film 154 in the trench 103A are all removed, and the silicon nitride film 154B remains only at the bottom of the trench 103B.
なお、シリコン窒化膜154をエッチバックする際のエッチングレートは、トレンチ103Bの底部にのみシリコン窒化膜154Bが残るように調節すればよい。 The etching rate for etching back the silicon nitride film 154 may be adjusted so that the silicon nitride film 154B remains only at the bottom of the trench 103B.
この後は、実施の形態2の図3(d)以降と同様に、熱処理によってシリコン窒化膜154Bを結晶化することにより、トレンチ103Bの底部のnドリフト層101内に、結晶欠陥層130を形成することができる。 Thereafter, similarly to FIG. 3D and subsequent drawings of the second embodiment, the silicon nitride film 154B is crystallized by heat treatment to form the crystal defect layer 130 in the n drift layer 101 at the bottom of the trench 103B. can do.
さらに、pベース層102、ゲート酸化層104A、ゲート酸化層104B、p+コンタクト層105、n+拡散層106、pコレクタ層107、nコレクタ層108、ゲート電極110、及びゲート電極120を形成することにより、半導体装置が得られる。 Further, by forming the p base layer 102, the gate oxide layer 104A, the gate oxide layer 104B, the p + contact layer 105, the n + diffusion layer 106, the p collector layer 107, the n collector layer 108, the gate electrode 110, and the gate electrode 120. A semiconductor device is obtained.
実施の形態3の半導体装置は、トレンチ103Bがトレンチ103Aよりも幅細くかつ深く形成されていること以外は、図1、図2(f)、及び図3(g)に示す半導体装置と同一である。 The semiconductor device of the third embodiment is the same as the semiconductor device shown in FIGS. 1, 2 (f), and 3 (g) except that the trench 103B is narrower and deeper than the trench 103A. is there.
このため、IGBT10をオンするとき(すなわち、FWD20をオフにするとき)に、スイッチ131(図1参照)を閉成し、ゲート電極120に負電圧を印加する。また、IGBT10をオフにするときは、スイッチ131(図1参照)を開放し、ゲート電極120への負電圧の印加を遮断する。 Therefore, when the IGBT 10 is turned on (that is, when the FWD 20 is turned off), the switch 131 (see FIG. 1) is closed and a negative voltage is applied to the gate electrode 120. When the IGBT 10 is turned off, the switch 131 (see FIG. 1) is opened, and application of a negative voltage to the gate electrode 120 is cut off.
FWD20のオフ時に印加される負電圧は、結晶欠陥層130に印加されるため、FWD20をオフにする際に、FWD20内のnドリフト層101内に残留する残留キャリアである正孔を結晶欠陥層130に収集して迅速に消滅させることができる。これにより、FWD20は迅速にオフされる。 Since the negative voltage applied when the FWD 20 is turned off is applied to the crystal defect layer 130, when the FWD 20 is turned off, holes remaining as residual carriers in the n drift layer 101 in the FWD 20 are removed from the crystal defect layer. It can be collected in 130 and quickly disappear. As a result, the FWD 20 is quickly turned off.
このため、IGBT10のオン抵抗を増大させることなく、FWD20のリカバリ特性を向上させた半導体装置100を提供することができる。 Therefore, it is possible to provide the semiconductor device 100 with improved recovery characteristics of the FWD 20 without increasing the on-resistance of the IGBT 10.
また、実施の形態3の半導体装置は、トレンチ103Bがトレンチ103Aよりも幅細くかつ深いため、実施の形態2で図3(d)に示したように、FWD20が形成される領域をマスクで覆ってトレンチ103A内のシリコン窒化膜154Aを除去する工程を省くことができ、製造工程の簡略化を図ることができる。 Further, in the semiconductor device of Embodiment 3, since the trench 103B is narrower and deeper than the trench 103A, as shown in FIG. 3D in Embodiment 2, the region where the FWD 20 is formed is covered with a mask. Thus, the step of removing the silicon nitride film 154A in the trench 103A can be omitted, and the manufacturing process can be simplified.
なお、トレンチ103Bの底部のシリコン窒化膜154Bを除去せずに残しておいてもよい。この場合の半導体装置の構造は、図4に示す半導体装置のトレンチ103Bを細くかつ深くしたものとなる。 Note that the silicon nitride film 154B at the bottom of the trench 103B may be left without being removed. In this case, the semiconductor device has a structure in which the trench 103B of the semiconductor device shown in FIG.
[実施の形態4]
図6は、実施の形態4の半導体装置の製造方法を示す図である。
[Embodiment 4]
FIG. 6 shows a method for manufacturing the semiconductor device of the fourth embodiment.
実施の形態4の半導体装置は、結晶欠陥層130の作製方法が実施の形態1乃至3の半導体装置の製造方法と異なる。 The semiconductor device of the fourth embodiment is different from the method of manufacturing the semiconductor device of the first to third embodiments in the method for manufacturing the crystal defect layer 130.
実施の形態3では、トレンチ103Bをトレンチ103Aよりも幅細くかつ深く形成することにより、異方性エッチングのエッチング速度の差を利用してマスクで覆ってトレンチ103A内のシリコン窒化膜154Aを除去する工程を省くことができる形態について説明した。 In the third embodiment, trench 103B is formed to be narrower and deeper than trench 103A, and the silicon nitride film 154A in trench 103A is removed by covering with a mask using the difference in the etching rate of anisotropic etching. The form which can omit a process was demonstrated.
これに対して、実施の形態4の半導体装置は、トレンチ103Aと103Bの深さは同一であるが、トレンチ103Bの方が幅広くすることにより、シリコン窒化膜154のエッチング速度の違いを利用してトレンチ103Bの底部にのみ、シリコン窒化膜154Bを残すところが実施の形態3と異なる。 In contrast, in the semiconductor device of the fourth embodiment, the trenches 103A and 103B have the same depth, but the trench 103B is made wider so that the difference in the etching rate of the silicon nitride film 154 is utilized. The difference from Embodiment 3 is that the silicon nitride film 154B is left only at the bottom of the trench 103B.
その他の構成は、基本的に実施の形態1乃至3の半導体装置と同一であるため、同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。 Since other configurations are basically the same as those of the semiconductor device of the first to third embodiments, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図6(a)に示すように、nドリフト層101の上にマスクとしてシリコン酸化膜151を成膜した状態で、異方性エッチングを行うことにより、トレンチ103A及び103Bを形成する。 As shown in FIG. 6A, trenches 103 </ b> A and 103 </ b> B are formed by performing anisotropic etching with the silicon oxide film 151 formed as a mask on the n drift layer 101.
このとき、トレンチ103Bの幅をトレンチ103Aの幅よりも所定の幅だけ広く設定する。 At this time, the width of the trench 103B is set wider by a predetermined width than the width of the trench 103A.
実施の形態4では、トレンチ103A及び103Bが同一の深さを有し、かつ、トレンチ103Aよりもトレンチ103Bの方が幅広くなるように異方性エッチングの条件を調整して、エッチバックによりトレンチ103A及び103Bを形成する。 In the fourth embodiment, the anisotropic etching conditions are adjusted so that the trenches 103A and 103B have the same depth and the trench 103B is wider than the trench 103A, and the trench 103A is etched back. And 103B are formed.
次に、トレンチ103A及び103Bの内部及びnドリフト層101の上面にシリコン窒化膜154をし、さらに異方性エッチング処理を行うことにより、トレンチ103A内の窒化膜154がすべて除去されるまで、エッチバックする。 Next, the silicon nitride film 154 is formed inside the trenches 103A and 103B and on the upper surface of the n drift layer 101, and further etched by anisotropic etching until the nitride film 154 in the trench 103A is completely removed. Back.
そして、さらに異方性エッチングの条件を調整することにより、図6(b)に示すように、nドリフト層101の上面及びトレンチ103A内のシリコン窒化膜154をすべて除去し、トレンチ103Bの底部にのみシリコン窒化膜154Bを残す。 Then, by further adjusting the anisotropic etching conditions, as shown in FIG. 6B, the upper surface of the n drift layer 101 and the silicon nitride film 154 in the trench 103A are all removed, and the bottom of the trench 103B is formed. Only the silicon nitride film 154B is left.
この後は、実施の形態2の図3(d)以降と同様に、熱処理によってシリコン窒化膜154Bを結晶化することにより、トレンチ103Bの底部のnドリフト層101内に、結晶欠陥層130を形成することができる。 Thereafter, similarly to FIG. 3D and subsequent drawings of the second embodiment, the silicon nitride film 154B is crystallized by heat treatment to form the crystal defect layer 130 in the n drift layer 101 at the bottom of the trench 103B. can do.
さらに、pベース層102、ゲート酸化層104A、ゲート酸化層104B、p+コンタクト層105、n+拡散層106、pコレクタ層107、nコレクタ層108、ゲート電極110、及びゲート電極120を形成することにより、半導体装置が得られる。 Further, by forming the p base layer 102, the gate oxide layer 104A, the gate oxide layer 104B, the p + contact layer 105, the n + diffusion layer 106, the p collector layer 107, the n collector layer 108, the gate electrode 110, and the gate electrode 120. A semiconductor device is obtained.
実施の形態4の半導体装置は、トレンチ103Bがトレンチ103Aよりも幅広く形成されていること以外は、図1、図2(f)、及び図3(g)に示す半導体装置と同一である。 The semiconductor device of the fourth embodiment is the same as the semiconductor device shown in FIGS. 1, 2 (f), and 3 (g) except that the trench 103B is formed wider than the trench 103A.
このため、IGBT10をオンするとき(すなわち、FWD20をオフにするとき)に、スイッチ131(図1参照)を閉成し、ゲート電極120に負電圧を印加する。また、IGBT10をオフにするときは、スイッチ131(図1参照)を開放し、ゲート電極120への負電圧の印加を遮断する。 Therefore, when the IGBT 10 is turned on (that is, when the FWD 20 is turned off), the switch 131 (see FIG. 1) is closed and a negative voltage is applied to the gate electrode 120. When the IGBT 10 is turned off, the switch 131 (see FIG. 1) is opened, and application of a negative voltage to the gate electrode 120 is cut off.
FWD20のオフ時に印加される負電圧は、結晶欠陥層130に印加されるため、FWD20をオフにする際に、FWD20内のnドリフト層101内に残留する残留キャリアである正孔を結晶欠陥層130に収集して迅速に消滅させることができる。これにより、FWD20は迅速にオフされる。 Since the negative voltage applied when the FWD 20 is turned off is applied to the crystal defect layer 130, when the FWD 20 is turned off, holes remaining as residual carriers in the n drift layer 101 in the FWD 20 are removed from the crystal defect layer. It can be collected in 130 and quickly disappear. As a result, the FWD 20 is quickly turned off.
このため、IGBT10のオン抵抗を増大させることなく、FWD20のリカバリ特性を向上させた半導体装置100を提供することができる。 Therefore, it is possible to provide the semiconductor device 100 with improved recovery characteristics of the FWD 20 without increasing the on-resistance of the IGBT 10.
また、実施の形態4の半導体装置は、トレンチ103Bがトレンチ103Aよりも幅広いため、実施の形態2で図3(d)に示したように、FWD20が形成される領域をマスクで覆ってトレンチ103A内のシリコン窒化膜154Aを除去する工程を省くことができ、製造工程の簡略化を図ることができる。 Further, in the semiconductor device of the fourth embodiment, since the trench 103B is wider than the trench 103A, the region where the FWD 20 is formed is covered with a mask as shown in FIG. The step of removing the inner silicon nitride film 154A can be omitted, and the manufacturing process can be simplified.
なお、トレンチ103Bの底部のシリコン窒化膜154Bを除去せずに残しておいてもよい。この場合の半導体装置の構造は、図4に示す半導体装置のトレンチ103Bを幅広くしたものとなる。 Note that the silicon nitride film 154B at the bottom of the trench 103B may be left without being removed. The structure of the semiconductor device in this case is such that the trench 103B of the semiconductor device shown in FIG.
[実施の形態5]
図7は、実施の形態5の半導体装置の製造方法を示す図である。
[Embodiment 5]
FIG. 7 shows a method for manufacturing the semiconductor device of the fifth embodiment.
実施の形態4の半導体装置は、結晶欠陥層130の作製方法が実施の形態1乃至4の半導体装置の製造方法と異なる。 The semiconductor device of the fourth embodiment differs from the method of manufacturing the semiconductor device of the first to fourth embodiments in the method for manufacturing the crystal defect layer 130.
実施の形態4では、実施の形態4の半導体装置は、トレンチ103Bの幅をトレンチ103Aと103Bよりも広くすることにより、シリコン窒化膜154のエッチング速度の違いを利用してトレンチ103Bの底部にのみ、シリコン窒化膜154Bを残した。 In the fourth embodiment, in the semiconductor device of the fourth embodiment, by making the width of the trench 103B wider than the trenches 103A and 103B, the difference in the etching rate of the silicon nitride film 154 is utilized to make only the bottom of the trench 103B. The silicon nitride film 154B was left.
これに対して、実施の形態5の半導体装置は、実施の形態4の場合よりもさらに幅の広いトレンチ103Bを有することにより、結晶欠陥層130の作製方法が実施の形態4と異なる。 In contrast, the semiconductor device of the fifth embodiment has a wider trench 103B than that of the fourth embodiment, so that the method for manufacturing the crystal defect layer 130 is different from that of the fourth embodiment.
その他の構成は、基本的に実施の形態1乃至4の半導体装置と同一であるため、同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。 Since other configurations are basically the same as those of the semiconductor device of the first to fourth embodiments, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図7(a)に示すように、トレンチ103Bの幅をトレンチ103Aの幅よりも所定の幅だけ広く形成した上に、シリコン窒化膜154を成膜する。このトレンチ103Bの幅は、十分に広い幅に設定されているため、トレンチ103Bはシリコン窒化膜154によって埋め尽くされていない。 As shown in FIG. 7A, the trench 103B is formed wider than the trench 103A by a predetermined width, and then a silicon nitride film 154 is formed. Since the width of the trench 103B is set to a sufficiently wide width, the trench 103B is not completely filled with the silicon nitride film 154.
次に、図7(b)に示すように、トレンチ103B内のシリコン窒化膜154の上にのみ、レジスト152を塗布する。 Next, as shown in FIG. 7B, a resist 152 is applied only on the silicon nitride film 154 in the trench 103B.
シリコン酸化膜151を異方性エッチングによりエッチバックすることにより、図7(c)に示すように、トレンチ103Bの底部にのみシリコン窒化膜154Bとレジスト152を残す。 Etching back the silicon oxide film 151 by anisotropic etching leaves the silicon nitride film 154B and the resist 152 only at the bottom of the trench 103B, as shown in FIG. 7C.
さらに、レジスト152を除去した後に、熱処理を行うと、シリコン窒化膜154Bが結晶化され、nドリフト層101との界面に結晶欠陥層130が形成される。 Further, when the heat treatment is performed after removing the resist 152, the silicon nitride film 154B is crystallized, and the crystal defect layer 130 is formed at the interface with the n drift layer 101.
この後は、pベース層102、ゲート酸化層104A、ゲート酸化層104B、p+コンタクト層105、n+拡散層106、pコレクタ層107、nコレクタ層108、ゲート電極110、及びゲート電極120を形成することにより、実施の形態5の半導体装置が得られる。 Thereafter, the p base layer 102, the gate oxide layer 104A, the gate oxide layer 104B, the p + contact layer 105, the n + diffusion layer 106, the p collector layer 107, the n collector layer 108, the gate electrode 110, and the gate electrode 120 are formed. As a result, the semiconductor device of the fifth embodiment is obtained.
実施の形態5の半導体装置は、トレンチ103Bがトレンチ103Aよりも幅広く形成されていること以外は、図1、図2(f)、及び図3(g)に示す半導体装置と同一である。 The semiconductor device of the fifth embodiment is the same as the semiconductor device shown in FIGS. 1, 2 (f), and 3 (g) except that the trench 103B is formed wider than the trench 103A.
このため、IGBT10をオンするとき(すなわち、FWD20をオフにするとき)に、スイッチ131(図1参照)を閉成し、ゲート電極120に負電圧を印加する。また、IGBT10をオフにするときは、スイッチ131(図1参照)を開放し、ゲート電極120への負電圧の印加を遮断する。 Therefore, when the IGBT 10 is turned on (that is, when the FWD 20 is turned off), the switch 131 (see FIG. 1) is closed and a negative voltage is applied to the gate electrode 120. When the IGBT 10 is turned off, the switch 131 (see FIG. 1) is opened, and application of a negative voltage to the gate electrode 120 is cut off.
FWD20のオフ時に印加される負電圧は、結晶欠陥層130に印加されるため、FWD20をオフにする際に、FWD20内のnドリフト層101内に残留する残留キャリアである正孔を結晶欠陥層130に収集して迅速に消滅させることができる。これにより、FWD20は迅速にオフされる。 Since the negative voltage applied when the FWD 20 is turned off is applied to the crystal defect layer 130, when the FWD 20 is turned off, holes that are residual carriers remaining in the n drift layer 101 in the FWD 20 are removed from the crystal defect layer. It can be collected in 130 and quickly disappear. As a result, the FWD 20 is quickly turned off.
このため、IGBT10のオン抵抗を増大させることなく、FWD20のリカバリ特性を向上させた半導体装置100を提供することができる。 Therefore, it is possible to provide the semiconductor device 100 with improved recovery characteristics of the FWD 20 without increasing the on-resistance of the IGBT 10.
また、実施の形態5の半導体装置は、トレンチ103Bがトレンチ103Aよりも幅広いため、実施の形態2で図3(d)に示したように、FWD20が形成される領域をマスクで覆ってトレンチ103A内のシリコン窒化膜154Aを除去する工程を省くことができ、製造工程の簡略化を図ることができる。 In the semiconductor device of the fifth embodiment, since the trench 103B is wider than the trench 103A, the region where the FWD 20 is formed is covered with a mask as shown in FIG. The step of removing the inner silicon nitride film 154A can be omitted, and the manufacturing process can be simplified.
なお、トレンチ103Bの底部のシリコン窒化膜154Bを除去せずに残しておいてもよい。この場合の半導体装置の構造は、図4に示す半導体装置のトレンチ103Bを幅広くしたものとなる。 Note that the silicon nitride film 154B at the bottom of the trench 103B may be left without being removed. The structure of the semiconductor device in this case is such that the trench 103B of the semiconductor device shown in FIG.
[実施の形態6]
図8は、実施の形態6の半導体装置の製造方法を示す図である。
[Embodiment 6]
FIG. 8 shows a method for manufacturing the semiconductor device of the sixth embodiment.
実施の形態6の半導体装置は、結晶欠陥層130の作製方法が実施の形態1乃至5の半導体装置の製造方法と異なる。 The semiconductor device of the sixth embodiment is different from the manufacturing method of the semiconductor device of the first to fifth embodiments in the method for manufacturing the crystal defect layer 130.
図8(a)に示すように、実施の形態6では、nドリフト層101に酸素イオンを注入する。このイオン注入は、後の工程で形成されるトレンチ103Bの底部が位置する領域に酸素イオン注入層155が形成されるように、例えば、1e18/cm2程度の注入量で行えばよい。 As shown in FIG. 8A, in the sixth embodiment, oxygen ions are implanted into the n drift layer 101. This ion implantation may be performed with an implantation amount of, for example, about 1e 18 / cm 2 so that the oxygen ion implantation layer 155 is formed in a region where the bottom of the trench 103B formed in a later step is located.
次に、熱処理を行うことにより、酸素イオン注入層155をシリコン酸化層155Aに変化させる。この熱処理は、例えば、1100℃〜1300℃で数時間程度行えばよい。 Next, heat treatment is performed to change the oxygen ion implanted layer 155 to the silicon oxide layer 155A. This heat treatment may be performed, for example, at 1100 ° C. to 1300 ° C. for several hours.
この熱処理により、図8(b)に示すように、シリコン酸化層155Aの周囲のnドリフト層101内で欠陥が生じ、結晶欠陥層130が形成される。 By this heat treatment, as shown in FIG. 8B, defects are generated in the n drift layer 101 around the silicon oxide layer 155A, and a crystal defect layer 130 is formed.
次に、図8(c)に示すように、異方性エッチングにより、トレンチ103A及び103Bを形成する。 Next, as shown in FIG. 8C, trenches 103A and 103B are formed by anisotropic etching.
このとき、トレンチ103Bの底部にシリコン酸化層155Aが残存している場合は、希フッ酸等を用いて除去することにより、図8(d)に示す状態が得られる。 At this time, if the silicon oxide layer 155A remains at the bottom of the trench 103B, the state shown in FIG.
この後は、pベース層102、ゲート酸化層104A、ゲート酸化層104B、p+コンタクト層105、n+拡散層106、pコレクタ層107、nコレクタ層108、ゲート電極110、及びゲート電極120を形成することにより、図8(e)に示す半導体装置が得られる。 Thereafter, the p base layer 102, the gate oxide layer 104A, the gate oxide layer 104B, the p + contact layer 105, the n + diffusion layer 106, the p collector layer 107, the n collector layer 108, the gate electrode 110, and the gate electrode 120 are formed. As a result, the semiconductor device shown in FIG.
実施の形態6の半導体装置は、結晶欠陥層130の形成方法が異なる以外は、図1、図2(f)、及び図3(g)に示す半導体装置と同一である。 The semiconductor device of the sixth embodiment is the same as the semiconductor device shown in FIGS. 1, 2 (f), and 3 (g) except that the method for forming the crystal defect layer 130 is different.
このため、IGBT10をオンするとき(すなわち、FWD20をオフにするとき)に、スイッチ131(図1参照)を閉成し、ゲート電極120に負電圧を印加する。また、IGBT10をオフにするときは、スイッチ131(図1参照)を開放し、ゲート電極120への負電圧の印加を遮断する。 Therefore, when the IGBT 10 is turned on (that is, when the FWD 20 is turned off), the switch 131 (see FIG. 1) is closed and a negative voltage is applied to the gate electrode 120. When the IGBT 10 is turned off, the switch 131 (see FIG. 1) is opened, and application of a negative voltage to the gate electrode 120 is cut off.
FWD20のオフ時に印加される負電圧は、結晶欠陥層130に印加されるため、FWD20をオフにする際に、FWD20内のnドリフト層101内に残留する残留キャリアである正孔を結晶欠陥層130に収集して迅速に消滅させることができる。これにより、FWD20は迅速にオフされる。 Since the negative voltage applied when the FWD 20 is turned off is applied to the crystal defect layer 130, when the FWD 20 is turned off, holes remaining as residual carriers in the n drift layer 101 in the FWD 20 are removed from the crystal defect layer. It can be collected in 130 and quickly disappear. As a result, the FWD 20 is quickly turned off.
このため、IGBT10のオン抵抗を増大させることなく、FWD20のリカバリ特性を向上させた半導体装置100を提供することができる。 Therefore, it is possible to provide the semiconductor device 100 with improved recovery characteristics of the FWD 20 without increasing the on-resistance of the IGBT 10.
また、実施の形態6の半導体装置は、酸素イオン注入と熱処理によって結晶欠陥層130を形成するため、実施の形態2で図3(d)に示したように、FWD20が形成される領域をマスクで覆ってトレンチ103A内のシリコン窒化膜154Aを除去する工程を省くことができ、製造工程の簡略化を図ることができる。 In the semiconductor device of the sixth embodiment, since the crystal defect layer 130 is formed by oxygen ion implantation and heat treatment, the region where the FWD 20 is formed is masked as shown in FIG. 3D in the second embodiment. Thus, the process of removing the silicon nitride film 154A in the trench 103A can be omitted, and the manufacturing process can be simplified.
[実施の形態7]
図9は、実施の形態7の半導体装置及び製造方法を示す図である。
[Embodiment 7]
FIG. 9 is a diagram illustrating the semiconductor device and the manufacturing method according to the seventh embodiment.
実施の形態7の半導体装置は、結晶欠陥層の代わりにライフタイム制御層を含む点が実施の形態1乃至6の半導体装置と異なる。このため、製造方法も実施の形態1乃至6とは一部において異なる。 The semiconductor device of the seventh embodiment is different from the semiconductor devices of the first to sixth embodiments in that a lifetime control layer is included instead of the crystal defect layer. For this reason, the manufacturing method is partly different from those of the first to sixth embodiments.
図9(a)に示すように、実施の形態7の半導体装置は、トレンチ103Bの底部にライフタイム制御層156を含む。このため、トレンチ103Bの下側のnドリフト層101内には、結晶欠陥層130は形成されていない。 As shown in FIG. 9A, the semiconductor device of the seventh embodiment includes a lifetime control layer 156 at the bottom of the trench 103B. For this reason, the crystal defect layer 130 is not formed in the n drift layer 101 below the trench 103B.
ライフタイム制御層156としては、例えば、窒化シリコン(SiN)又はポリシリコンのように、nドリフト層101よりも欠陥密度が高い層を用いればよく、実施の形態1乃至6の結晶欠陥層130と同様に、負電圧が印加されることにより、正孔を迅速に消滅させることができる層であればよい。 As lifetime control layer 156, a layer having a higher defect density than n drift layer 101, such as silicon nitride (SiN) or polysilicon, may be used. Similarly, any layer may be used as long as holes can be quickly eliminated by applying a negative voltage.
ライムタイム制御層156は、図2(b)に示すゲート酸化層104A、104Bを形成する前に、IGBT10が形成される領域にのみレジスト152を形成した状態で、トレンチ103Bの底部に、例えば、窒化シリコン(SiN)又はポリシリコンを成膜することによって作製することができる。 Before forming the gate oxide layers 104A and 104B shown in FIG.2 (b), the lime time control layer 156 has a resist 152 formed only in a region where the IGBT 10 is formed, and is formed at the bottom of the trench 103B, for example, It can be produced by depositing silicon nitride (SiN) or polysilicon.
その後は、ゲート酸化層104A、104Bを熱酸化によって形成し、さらに、pベース層102、p+コンタクト層105、n+拡散層106、pコレクタ層107、nコレクタ層108、ゲート電極110、及びゲート電極120を形成することにより、図9(b)に示す半導体装置700が得られる。ここで、ゲート酸化膜形成の熱酸化処理等により最終的に形成される結晶欠陥層130もFWD20のリカバリ特性向上に有効に働く。 Thereafter, gate oxide layers 104A and 104B are formed by thermal oxidation, and further, p base layer 102, p + contact layer 105, n + diffusion layer 106, p collector layer 107, n collector layer 108, gate electrode 110, and gate electrode By forming 120, the semiconductor device 700 shown in FIG. 9B is obtained. Here, the crystal defect layer 130 finally formed by the thermal oxidation process for forming the gate oxide film also effectively works to improve the recovery characteristics of the FWD 20.
このような半導体装置700において、IGBT10をオンするとき(すなわち、FWD20をオフにするとき)に、スイッチ131(図1参照)を閉成し、ゲート電極120に負電圧を印加する。また、IGBT10をオフにするときは、スイッチ131(図1参照)を開放し、ゲート電極120への負電圧の印加を遮断する。 In such a semiconductor device 700, when the IGBT 10 is turned on (that is, when the FWD 20 is turned off), the switch 131 (see FIG. 1) is closed and a negative voltage is applied to the gate electrode 120. When the IGBT 10 is turned off, the switch 131 (see FIG. 1) is opened, and application of a negative voltage to the gate electrode 120 is cut off.
FWD20のオフ時に印加される負電圧は、ライフタイム制御層156に印加されるため、FWD20をオフにする際に、FWD20内のnドリフト層101内に残留する残留キャリアである正孔をライフタイム制御層156に収集して迅速に消滅させることができる。これにより、FWD20は迅速にオフされる。 Since the negative voltage applied when the FWD 20 is turned off is applied to the lifetime control layer 156, when the FWD 20 is turned off, the remaining carriers remaining in the n drift layer 101 in the FWD 20 are removed from the lifetime. It can be collected in the control layer 156 and quickly extinguished. As a result, the FWD 20 is quickly turned off.
このため、結晶欠陥層130の代わりにライフタイム制御層156を含む実施の形態7の半導体装置においても、IGBT10のオン抵抗を増大させることなく、FWD20のリカバリ特性を向上させた半導体装置100を提供することができる。 Therefore, even in the semiconductor device of the seventh embodiment including the lifetime control layer 156 instead of the crystal defect layer 130, the semiconductor device 100 in which the recovery characteristics of the FWD 20 are improved without increasing the on-resistance of the IGBT 10 is provided. can do.
なお、以上の実施の形態1乃至7では、導電型がn型のドリフト層を含む半導体装置について説明したが、各領域の導電型を変更するとともに、p型のドリフト層を含む半導体装置を提供することもできる。この場合、半導体装置の駆動に際しては、各端子に印加する電圧の極性を反転させればよい。 In the above first to seventh embodiments, the semiconductor device including the n-type drift layer has been described. However, the semiconductor device including the p-type drift layer is provided while changing the conductivity type of each region. You can also In this case, when driving the semiconductor device, the polarity of the voltage applied to each terminal may be reversed.
以上、本発明の例示的な実施の形態の半導体装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。 The semiconductor device according to the exemplary embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the specifically disclosed embodiment, and does not depart from the scope of the claims. Various modifications and changes are possible.
10 IGBT
20 FWD
100、700 半導体装置
101 nドリフト層
102 pベース層
103A、103B トレンチ
104A、104B ゲート酸化層
105 p+コンタクト層
106 n+拡散層
107 pコレクタ層
108 nコレクタ層
110、120 ゲート電極
130 結晶欠陥層
151 シリコン酸化膜
152 レジスト
153 バッファ層
154、154A、154B シリコン窒化膜
155 酸素イオン注入層
155A シリコン酸化層
156 ライフタイム制御層
10 IGBT
20 FWD
100, 700 Semiconductor device 101 n drift layer 102 p base layer 103A, 103B trench 104A, 104B gate oxide layer 105 p + contact layer 106 n + diffusion layer 107 p collector layer 108 n collector layer 110, 120 gate electrode 130 crystal defect layer 151 silicon Oxide film 152 Resist 153 Buffer layer 154, 154A, 154B Silicon nitride film 155 Oxygen ion implantation layer 155A Silicon oxide layer 156 Lifetime control layer
Claims (1)
前記半導体層内の前記第1領域に隣り合う第2領域内に形成され、第2トレンチ領域と、前記第2トレンチ領域内に形成される第2ゲートと、前記半導体層の厚さ方向に離間して配設されるベース及びコレクタと、前記第2トレンチの底部に形成され、前記第2ゲートによって電位が制御される結晶欠陥領域又はライフタイム制御領域とを有するFWDと
を含み、
前記FWDのオフ時に、前記第2ゲートの電位を制御することにより、前記半導体層内の残留キャリアを前記結晶欠陥領域又は前記ライフタイム制御領域で収集する、半導体装置。 A first trench region, a first gate formed in the first trench region, and an emitter and a collector disposed apart from each other in the thickness direction of the semiconductor layer. And controlling the electric current flowing in the thickness direction of the semiconductor layer by controlling the potential of the first gate, and
A second trench region, a second gate formed in the second trench region, and a thickness direction of the semiconductor layer are formed in a second region adjacent to the first region in the semiconductor layer. And a FWD having a crystal defect region or a lifetime control region formed at the bottom of the second trench and controlled in potential by the second gate,
A semiconductor device that collects residual carriers in the semiconductor layer in the crystal defect region or the lifetime control region by controlling the potential of the second gate when the FWD is off.
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Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013030943A1 (en) * | 2011-08-30 | 2013-03-07 | トヨタ自動車株式会社 | Semiconductor device |
| WO2013046377A1 (en) * | 2011-09-28 | 2013-04-04 | トヨタ自動車株式会社 | Semiconductor device and method for manufacturing same |
| JP2014197702A (en) * | 2010-12-08 | 2014-10-16 | 株式会社デンソー | Insulated gate semiconductor device |
| US9064711B2 (en) | 2011-06-09 | 2015-06-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Semiconductor device and method for fabricating semiconductor device |
| US9159721B2 (en) | 2014-03-03 | 2015-10-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Semiconductor device comprising an diode region and an IGBT region |
| US9312372B2 (en) | 2013-02-13 | 2016-04-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Semiconductor device |
| JP2016131224A (en) * | 2015-01-15 | 2016-07-21 | 富士電機株式会社 | Semiconductor device |
| US10083956B2 (en) | 2017-02-03 | 2018-09-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device |
| US10438852B2 (en) | 2016-01-27 | 2019-10-08 | Denso Corporation | Semiconductor device |
| EP3659182A1 (en) * | 2017-07-24 | 2020-06-03 | Robert Bosch GmbH | Semiconductor arrangement with a pin diode |
| CN111816698A (en) * | 2020-08-31 | 2020-10-23 | 电子科技大学 | A power device integrated with zener diode and collector PMOS structure |
| CN112673466A (en) * | 2018-09-11 | 2021-04-16 | 株式会社电装 | Semiconductor device with a plurality of semiconductor chips |
| JP2021168379A (en) * | 2020-03-20 | 2021-10-21 | インフィネオン テクノロジーズ オーストリア アクチエンゲゼルシャフト | Reverse-conducting igbt having reduced forward recovery voltage |
-
2009
- 2009-05-11 JP JP2009114729A patent/JP2010263149A/en active Pending
Cited By (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014197702A (en) * | 2010-12-08 | 2014-10-16 | 株式会社デンソー | Insulated gate semiconductor device |
| US9064711B2 (en) | 2011-06-09 | 2015-06-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Semiconductor device and method for fabricating semiconductor device |
| JPWO2013030943A1 (en) * | 2011-08-30 | 2015-03-23 | トヨタ自動車株式会社 | Semiconductor device |
| CN103765582B (en) * | 2011-08-30 | 2016-08-24 | 丰田自动车株式会社 | Semiconductor device |
| CN103765582A (en) * | 2011-08-30 | 2014-04-30 | 丰田自动车株式会社 | Semiconductor device |
| AU2011375931B2 (en) * | 2011-08-30 | 2014-07-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Semiconductor device |
| US20140217465A1 (en) * | 2011-08-30 | 2014-08-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Semiconductor device |
| WO2013030943A1 (en) * | 2011-08-30 | 2013-03-07 | トヨタ自動車株式会社 | Semiconductor device |
| US9379224B2 (en) | 2011-08-30 | 2016-06-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Semiconductor device |
| EP2752875A4 (en) * | 2011-08-30 | 2015-11-18 | Toyota Motor Co Ltd | SEMICONDUCTOR DEVICE |
| RU2562934C1 (en) * | 2011-08-30 | 2015-09-10 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Semiconductor device |
| WO2013046377A1 (en) * | 2011-09-28 | 2013-04-04 | トヨタ自動車株式会社 | Semiconductor device and method for manufacturing same |
| US8659052B2 (en) | 2011-09-28 | 2014-02-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
| JPWO2013046377A1 (en) * | 2011-09-28 | 2015-03-26 | トヨタ自動車株式会社 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| CN103125023A (en) * | 2011-09-28 | 2013-05-29 | 丰田自动车株式会社 | Semiconductor device and method for manufacturing same |
| CN103125023B (en) * | 2011-09-28 | 2016-05-25 | 丰田自动车株式会社 | Semiconductor device and manufacture method thereof |
| US9312372B2 (en) | 2013-02-13 | 2016-04-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Semiconductor device |
| US9159721B2 (en) | 2014-03-03 | 2015-10-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Semiconductor device comprising an diode region and an IGBT region |
| JP2016131224A (en) * | 2015-01-15 | 2016-07-21 | 富士電機株式会社 | Semiconductor device |
| US10438852B2 (en) | 2016-01-27 | 2019-10-08 | Denso Corporation | Semiconductor device |
| US10083956B2 (en) | 2017-02-03 | 2018-09-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device |
| EP3659182A1 (en) * | 2017-07-24 | 2020-06-03 | Robert Bosch GmbH | Semiconductor arrangement with a pin diode |
| CN112673466A (en) * | 2018-09-11 | 2021-04-16 | 株式会社电装 | Semiconductor device with a plurality of semiconductor chips |
| CN112673466B (en) * | 2018-09-11 | 2024-02-23 | 株式会社电装 | Semiconductor device |
| JP2021168379A (en) * | 2020-03-20 | 2021-10-21 | インフィネオン テクノロジーズ オーストリア アクチエンゲゼルシャフト | Reverse-conducting igbt having reduced forward recovery voltage |
| JP7697799B2 (en) | 2020-03-20 | 2025-06-24 | インフィネオン テクノロジーズ オーストリア アクチエンゲゼルシャフト | Reverse conducting IGBT with reduced forward recovery voltage |
| CN111816698A (en) * | 2020-08-31 | 2020-10-23 | 电子科技大学 | A power device integrated with zener diode and collector PMOS structure |
| CN111816698B (en) * | 2020-08-31 | 2021-06-08 | 电子科技大学 | Power device integrated with Zener diode and collector PMOS structure |
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