JP2018181915A - 絶縁ゲートバイポーラトランジスタ - Google Patents

Abstract

【課題】 トレンチ間範囲に一方のゲート絶縁膜に接する位置から他方のゲート絶縁膜に接する位置まで伸びるエミッタ領域が間隔を開けて複数個配置されているＩＧＢＴにおいて、ラッチアップを抑制する。【解決手段】 絶縁ゲートバイポーラトランジスタであって、トレンチ間範囲に第１ゲート絶縁膜に接する位置から第２ゲート絶縁膜に接する位置まで伸びるｎ型のエミッタ領域が、間隔を開けて複数個配置されている。間隔を開けて隣り合うエミッタ領域の間の各範囲において、ｐ型のボディコンタクト領域がエミッタ電極に接している。ｐ型不純物濃度が高い高濃度ボディ領域が、複数のエミッタ領域と複数のボディコンタクト領域に対して下側から接するように伸びている。ｐ型不純物濃度が低い低濃度ボディ領域が、エミッタ領域の下側でゲート絶縁膜に接している。【選択図】図６

Description

本明細書に開示の技術は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタに関する。なお、以下では、絶縁ゲートバイポーラトランジスタを、ＩＧＢＴ（insulated gate bipolar transistor）という。

特許文献１に記載のＩＧＢＴは、複数のトレンチを有している。各トレンチ内に、ゲート絶縁膜とゲート電極が配置されている。また、間隔を開けて隣り合う２つのトレンチの間の各範囲（以下、トレンチ間範囲という）には、ｎ型のエミッタ領域が配置されている。各トレンチ間範囲に、複数のエミッタ領域が配置されている。各エミッタ領域は、エミッタ電極に接する範囲において、一方のゲート絶縁膜に接する位置から他方のゲート絶縁膜に接する位置まで伸びている。各トレンチ間範囲において、複数のエミッタ領域が、トレンチの長手方向に間隔を開けて配置されている。間隔を開けて隣り合う２つのエミッタ領域の間の各範囲では、ｐ型のボディ領域がエミッタ電極に接している。ボディ領域は、各エミッタ領域の下側まで伸びており、各エミッタ領域を互いから分離している。ボディ領域の下側には、ｎ型のドリフト領域と、ｐ型のコレクタ領域が配置されている。

特開２０１５−１７６８９１号公報

ゲート電極に閾値以上の電位を印加すると、ＩＧＢＴがオンする。すなわち、エミッタ領域から、チャネル（ボディ領域に形成された反転層）とドリフト領域を経由してコレクタ領域へ電子が流れる。また、コレクタ領域からドリフト領域へホールが流入する。ホールは、ドリフト領域からボディ領域を介してエミッタ電極へ流れる。コレクタ領域からドリフト領域にホールが流入することによって、ドリフト領域におけるホールの濃度が上昇し、ドリフト領域の抵抗が低下する。したがって、電子が、低損失でドリフト領域を通過する。

ゲート電極の電位を閾値よりも低い電位に低下させると、チャネルが消失し、電子の流れが停止する。また、ドリフト領域内に存在しているホールが、ボディ領域を介してエミッタ電極へ排出される。このため、ゲート電極の電位を引き下げた直後の短時間の間は、ＩＧＢＴにホールの排出に起因する電流が流れる。

また、ＩＧＢＴの製造工程において、半導体基板の表面の一部に微小な異物が付着する場合がある。異物によって、ボディ領域とエミッタ電極の間の界面の抵抗が高くなる場合がある。

特許文献１のように、トレンチ間範囲に一方のゲート絶縁膜に接する位置から他方のゲート絶縁膜に接する位置まで伸びるエミッタ領域が間隔を開けて複数個配置されているＩＧＢＴにおいては、異物の付着によってラッチアップが生じやすくなるという問題がある。図１４は、この種のＩＧＢＴに異物１２０が付着した状態を例として示している。なお、図１４には、エミッタ領域１０２ａ〜１０２ｃ、ボディ領域１０４、ドリフト領域１０６、コレクタ領域１０８、エミッタ電極１１０及びコレクタ電極１１２が示されている。図１４は、ｘ方向に間隔を開けて配置されている図示しない２つのトレンチの間のトレンチ間範囲を、各トレンチの長手方向（ｙ方向）に沿って切断した断面を表している。図１４では、エミッタ領域１０２ａとエミッタ領域１０２ｂの間の範囲１３０においてボディ領域１０４の表面が異物１２０によって覆われている。異物１２０が存在する範囲１３０では、ボディ領域１０４とエミッタ電極１１０の界面の抵抗が極めて高く、ボディ領域１０４がエミッタ電極１１０から実質的に絶縁されている。図１４のＩＧＢＴがオフするときに、ドリフト領域１０６内に存在しているホールが、ボディ領域１０４を介してエミッタ電極１１０へ排出される。このとき、ドリフト領域１０６から異物１２０の直下のボディ領域１０４に流入したホールは、範囲１３０内ではエミッタ電極１１０へ向かって流れることができない。したがって、このようなホールは、ボディ領域１０４内を横方向に流れてエミッタ領域１０２ｂの下側を通り、範囲１３０の隣の範囲１３２においてエミッタ電極１１０へ排出される。ホールがボディ領域１０４内を横方向に流れる経路では、電位差が生じる。このため、異物１２０の直下のボディ領域１０４では、その周囲のボディ領域１０４のよりも電位が高くなる。異物１２０の直下のボディ領域１０４の電位が高くなると、異物１２０の直下のボディ領域１０４とエミッタ領域１０２ａ（または、エミッタ領域１０２ｂ）の界面のｐｎ接合に順方向に電圧が印加される。この電圧によってボディ領域１０４からエミッタ領域１０２ｂにホールが流入し易い。ボディ領域１０４からエミッタ領域１０２ｂにホールが流入すると、ＩＧＢＴがラッチアップし、ゲート電位によってＩＧＢＴを制御することができなくなる。

したがって、本明細書では、上述したようにエミッタ領域が配置されているＩＧＢＴにおいて、ラッチアップを抑制する技術を提供する。

本明細書が開示するＩＧＢＴは、半導体基板と、前記半導体基板の表面に設けられている第１トレンチと、前記第１トレンチ内に配置されているとともに第１ゲート絶縁膜によって前記半導体基板から絶縁されている第１ゲート電極と、前記半導体基板の表面に前記第１トレンチに沿って設けられているとともに前記第１トレンチから間隔を開けて配置されている第２トレンチと、前記第２トレンチ内に配置されているとともに第２ゲート絶縁膜によって前記半導体基板から絶縁されている第２ゲート電極と、前記表面上に配置されているとともに前記第１ゲート電極及び前記第２ゲート電極から絶縁されているエミッタ電極を有する。前記半導体基板が、複数のエミッタ領域と、複数のボディコンタクト領域と、高濃度ボディ領域と、低濃度ボディ領域と、ドリフト領域を有する。前記複数のエミッタ領域は、前記第１トレンチと前記第２トレンチの間に配置されており、前記エミッタ電極に接する範囲において前記第１ゲート絶縁膜に接する位置から前記第２ゲート絶縁膜に接する位置まで伸びており、前記第１トレンチの長手方向に間隔を開けて配置されている。前記複数のボディコンタクト領域は、間隔を開けて隣り合う前記エミッタ領域の間の各範囲において前記エミッタ電極に接しているｐ型領域である。前記高濃度ボディ領域は、複数の前記エミッタ領域と複数の前記ボディコンタクト領域に対して下側から接するように前記長手方向に沿って伸びており、前記ボディコンタクト領域よりもｐ型不純物濃度が高いｐ型領域である。前記低濃度ボディ領域は、複数の前記エミッタ領域の下側で前記第１ゲート絶縁膜及び前記第２ゲート絶縁膜に接しており、前記ボディコンタクト領域よりもｐ型不純物濃度が低いｐ型領域である。前記ドリフト領域は、前記低濃度ボディ領域の下側で前記第１ゲート絶縁膜及び前記第２ゲート絶縁膜に接しているｎ型領域である。

このＩＧＢＴでは、ボディ領域が、ボディコンタクト領域、低濃度ボディ領域及び高濃度ボディ領域を有している。半導体基板の表面に付着した異物によって、いずれかのボディコンタクト領域が覆われる場合がある。この場合、ＩＧＢＴがオフするときに異物の直下のボディ領域に流入したホールは、異物に覆われたボディコンタクト領域からエミッタ電極へ流れることができないので、隣のボディコンタクト領域へ向かってボディ領域内を横方向へ流れ、隣のボディコンタクト領域からエミッタ電極へ排出される。このとき、ホールは、複数のエミッタ領域と複数のボディコンタクト領域に対して下側から接するようにトレンチの長手方向に沿って伸びている高濃度ボディ領域内を通って隣のボディコンタクト領域へ流れる。高濃度ボディ領域のｐ型不純物濃度が高いので、高濃度ボディ領域の抵抗は低濃度ボディ領域の抵抗よりも低い。このため、高濃度ボディ領域内をホールが横方向に流れても、高濃度ボディ領域内にほとんど電位差が生じない。このため、異物の直下のボディ領域の電位がそれほど高くならない。したがって、異物の直下のボディ領域からエミッタ領域へホールが流入し難い。このため、このＩＧＢＴでは、ラッチアップが生じ難い。

実施形態のＩＧＢＴの平面図。 実施形態のＩＧＢＴの断面図（図１のＩＩ−ＩＩ線での断面図）。 実施形態のＩＧＢＴの断面図（図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線での断面図）。 実施形態のＩＧＢＴの断面図（図１のＩＶ−ＩＶ線での断面図）。 実施形態のＩＧＢＴの断面図（図１のＶ−Ｖ線での断面図）。 異物が付着したときの実施形態のＩＧＢＴの断面図。 実施形態のＩＧＢＴの等価回路図。 実施形態のＩＧＢＴの製造方法の説明図。 実施形態のＩＧＢＴの製造方法の説明図。 実施形態のＩＧＢＴの製造方法の説明図。 実施形態のＩＧＢＴの製造方法の説明図。 実施形態のＩＧＢＴの製造方法の説明図。 実施形態のＩＧＢＴの製造方法の説明図。 比較例のＩＧＢＴの断面図。 比較例のＩＧＢＴの等価回路図。

図１〜５は、実施形態の半導体装置１０を示している。図２〜５に示すように、半導体装置１０は、半導体基板１２と、エミッタ電極６０と、コレクタ電極６２を有している。エミッタ電極６０は、半導体基板１２の上面１２ａを覆っている。コレクタ電極６２は、半導体基板１２の下面１２ｂを覆っている。なお、図１では、エミッタ電極６０の図示が省略されており、半導体基板１２の上面１２ａの構造が示されている。また、以下の説明では、半導体基板１２の上面１２ａに平行な一方向をｘ方向といい、上面１２ａに平行でｘ方向に直交する方向をｙ方向といい、半導体基板１２の厚み方向をｚ方向という。

図１〜３に示すように、半導体基板１２の上面１２ａには、複数のトレンチ４０が設けられている。図１に示すように、各トレンチ４０は、上面１２ａにおいてｙ方向に長く伸びている。トレンチ４０は、互いに平行であり、ｘ方向に間隔を開けて配置されている。なお、以下では、半導体基板１２のうち、間隔を開けて隣り合う２つのトレンチ４０に挟まれた範囲を、トレンチ間範囲１８という。各トレンチ４０の内面は、ゲート絶縁膜４２によって覆われている。各トレンチ４０内に、ゲート電極４４が配置されている。ゲート電極４４は、ゲート絶縁膜４２によって半導体基板１２から絶縁されている。図２、３に示すように、ゲート電極４４の上面は、層間絶縁膜４６によって覆われている。層間絶縁膜４６は、エミッタ電極６０によって覆われている。ゲート電極４４は、層間絶縁膜４６によってエミッタ電極６０から絶縁されている。

図１〜５に示すように、半導体基板１２は、エミッタ領域２０、ボディ領域２２、ドリフト領域２６、バッファ領域３０及びコレクタ領域３２を有している。

エミッタ領域２０は、ｎ型領域である。図１、２、４、５に示すように、各トレンチ間範囲１８に、複数のエミッタ領域２０が設けられている。各エミッタ領域２０は、半導体基板１２の上面１２ａに露出しており、エミッタ電極６０にオーミック接触している。図１、２に示すように、各エミッタ領域２０は、エミッタ電極６０に接する位置において、トレンチ間範囲１８を挟んでいる２つのトレンチ４０のうちの一方から他方まで伸びている。すなわち、各エミッタ領域２０は、一方のトレンチ４０内のゲート絶縁膜４２に接する位置から他方のトレンチ４０内のゲート絶縁膜４２に接する位置まで伸びている。図１、４、５に示すように、各トレンチ間範囲１８において、複数のエミッタ領域２０が、ｙ方向（すなわち、トレンチ４０の長手方向）に間隔を開けて配置されている。

ボディ領域２２は、ｐ型領域である。ボディ領域２２は、ボディコンタクト領域２２ａと、低濃度ボディ領域２２ｂと、高濃度ボディ領域２２ｃを有している。

図１、３、４に示すように、各トレンチ間範囲１８に、複数のボディコンタクト領域２２ａが設けられている。各ボディコンタクト領域２２ａは、半導体基板１２の上面１２ａに露出しており、エミッタ電極６０にオーミック接触している。図１、２に示すように、各ボディコンタクト領域２２ａは、トレンチ間範囲１８のｘ方向における中央部に設けられており、各トレンチ４０には接していない。図１、４に示すように、各ボディコンタクト領域２２ａは、ｙ方向において間隔を開けて隣り合うエミッタ領域２０の間の範囲に配置されている。すなわち、図１に示すように、トレンチ間範囲１８のｘ方向における中央部では、ｙ方向に沿ってボディコンタクト領域２２ａとエミッタ領域２０が交互に繰り返し出現するように配置されている。

図２〜４に示すように、各トレンチ間範囲１８に、高濃度ボディ領域２２ｃが設けられている。各トレンチ間範囲１８に、１つの高濃度ボディ領域２２ｃが設けられている。高濃度ボディ領域２２ｃは、ボディコンタクト領域２２ａよりも高いｐ型不純物濃度を有している。したがって、高濃度ボディ領域２２ｃの抵抗は、ボディコンタクト領域２２ａの抵抗よりも低い。各高濃度ボディ領域２２ｃは、エミッタ領域２０とボディコンタクト領域２２ａの下部に配置されている。図２、３に示すように、各高濃度ボディ領域２２ｃは、トレンチ間範囲１８のｘ方向における中央部に設けられており、各トレンチ４０には接していない。図４に示すように、各高濃度ボディ領域２２ｃは、ｙ方向に長く伸びている。高濃度ボディ領域２２ｃは、ｙ方向に沿って交互に繰り返し配置されているエミッタ領域２０とボディコンタクト領域２２ａの各々に対して下側から接している。

図１〜５に示すように、各トレンチ間範囲１８に、低濃度ボディ領域２２ｂが設けられている。低濃度ボディ領域２２ｂは、ボディコンタクト領域２２ａよりも低いｐ型不純物濃度を有している。したがって、低濃度ボディ領域２２ｂの抵抗は、ボディコンタクト領域２２ａの抵抗よりも高い。図１、３に示すように、低濃度ボディ領域２２ｂは、エミッタ領域２０とボディコンタクト領域２２ａが存在しない範囲で、半導体基板１２の上面１２ａに露出している。低濃度ボディ領域２２ｂは、トレンチ４０に隣接する範囲で、半導体基板１２の上面１２ａに露出している。低濃度ボディ領域２２ｂは、エミッタ電極６０に接している。図２に示すように、低濃度ボディ領域２２ｂは、エミッタ領域２０及び高濃度ボディ領域２２ｃの下側まで分布している。低濃度ボディ領域２２ｂは、エミッタ領域２０及び高濃度ボディ領域２２ｃに対して下側から接している。低濃度ボディ領域２２ｂは、エミッタ領域２０の下側で、トレンチ間範囲１８の両側のゲート絶縁膜４２に接している。また、図３に示すように、低濃度ボディ領域２２ｂは、エミッタ領域２０が存在しない位置では、低濃度ボディ領域２２ｂの深さ範囲の全体でゲート絶縁膜４２に接している。

ドリフト領域２６は、エミッタ領域２０よりもｎ型不純物濃度が低いｎ型領域である。図２〜５に示すように、ドリフト領域２６は、低濃度ボディ領域２２ｂの下側に配置されている。ドリフト領域２６は、複数のトレンチ間範囲１８の下部に跨って分布している。ドリフト領域２６は、各低濃度ボディ領域２２ｂの下側で、各ゲート絶縁膜４２に接している。ドリフト領域２６は、低濃度ボディ領域２２ｂによって、エミッタ領域２０、ボディコンタクト領域２２ａ及び高濃度ボディ領域２２ｃから分離されている。

バッファ領域３０は、ドリフト領域２６よりもｎ型不純物濃度が高いｎ型領域である。図２〜５に示すように、バッファ領域３０は、ドリフト領域２６の下側に配置されている。

コレクタ領域３２は、ｐ型領域である。図２〜５に示すように、コレクタ領域３２は、バッファ領域３０の下側に配置されている。コレクタ領域３２は、半導体基板１２の下面１２ｂに露出しており、コレクタ電極６２にオーミック接触している。

ＩＧＢＴ１０の使用時には、コレクタ電極６２にエミッタ電極６０よりも高い電位が印加される。ゲート電極４４に閾値以上の電位を印加すると、ゲート絶縁膜４２に接する範囲の低濃度ボディ領域２２ｂにチャネルが形成され、チャネルによってエミッタ領域２０とドリフト領域２６が接続される。すると、電子が、エミッタ電極６０から、エミッタ領域２０、チャネル、ドリフト領域２６、バッファ領域３０及びコレクタ領域３２を介してコレクタ電極６２へ流れる。また、コレクタ電極６２から、コレクタ領域３２とバッファ領域３０を介してドリフト領域２６へホールが流入する。ドリフト領域２６へ流入したホールは、ボディ領域２２を介してエミッタ電極６０へ流れる。コレクタ領域３２からドリフト領域２６へホールが流入することで、ドリフト領域２６におけるホールの濃度が上昇し、ドリフト領域２６の抵抗が低下する。このため、電子が、ドリフト領域２６を低損失で通り抜けることができる。このようにして、ＩＧＢＴ１０がオンする。

ゲート電極４４の電位を閾値より低い電位まで低下させると、チャネルが消失し、電子の流れが停止する。すなわち、ＩＧＢＴ１０がオフする。このとき、ドリフト領域２６に存在しているホールが、図４の矢印に示すように、低濃度ボディ領域２２ｂ、高濃度ボディ領域２２ｃ及びボディコンタクト領域２２ａを介してエミッタ電極６０へ排出される。

図６は、実施形態のＩＧＢＴ１０において、半導体基板１２の上面１２ａに異物９０が付着した状態を示している。異物９０は、ＩＧＢＴ１０の製造工程中に半導体基板１２の上面１２ａに付着したものである。異物９０の表面は、エミッタ電極６０に覆われている。図６の例では、トレンチ４０とエミッタ領域２０に囲まれた１つの範囲（ボディコンタクト領域２２ａと低濃度ボディ領域２２ｂが上面１２ａに露出している１つの範囲）が異物９０によって覆われている。

図６のように異物９０が付着していると、異物９０に覆われた範囲では、ボディコンタクト領域２２ａがエミッタ電極６０から絶縁されている。このため、ＩＧＢＴ１０がオフするときに、異物９０の直下のボディ領域２２に流入したホールは、その上部のボディコンタクト領域２２ａからエミッタ電極６０へ流れることができない。したがって、図６の矢印に示すように、ホールは、ボディ領域２２内をｙ方向に沿って流れて、隣のボディコンタクト領域２２ａからエミッタ電極６０へ排出される。このとき、高濃度ボディ領域２２ｃの抵抗が低く、かつ、高濃度ボディ領域２２ｃが異物９０に覆われているボディコンタクト領域２２ａの下部からその隣のボディコンタクト領域２２ａの下部まで伸びているので、ホールが高濃度ボディ領域２２ｃ内を通ってｙ方向に沿って流れる。高濃度ボディ領域２２ｃの抵抗が低いので、ホールが高濃度ボディ領域２２ｃ内を流れるときに、高濃度ボディ領域２２ｃ内で電位差がほとんど生じない。このため、異物９０の下部のボディ領域２２の電位がほとんど上昇せず、異物９０の下部のボディ領域２２がエミッタ領域２０に接する界面のｐｎ接合に印加される順方向電圧が極めて小さい。したがって、異物９０の下部のボディ領域２２からエミッタ領域２０にホールが流入し難い。このため、ＩＧＢＴ１０では、ラッチアップが生じ難い。

図７と図１５の回路図に基づいて、上述したラッチアップの抑制について説明する。図７は実施形態のＩＧＢＴ１０の等価回路を示しており、図１５は図１４のＩＧＢＴ（比較例のＩＧＢＴ）の等価回路を示している。図７において、ＭＯＳＦＥＴ（metal oxide semiconductor field effect transistor）２０２は、エミッタ領域２０、ボディ領域２２、ドリフト領域２６及びゲート電極４４によって構成されるＭＯＳＦＥＴを表している。すなわち、ＭＯＳＦＥＴ２０２は、ＩＧＢＴ１０のゲート構造に相当する。図７において、トランジスタ２０４は、エミッタ領域２０、ボディ領域２２及びドリフト領域２６によって構成されているｎｐｎ型のトランジスタを表している。ＭＯＳＦＥＴ２０２のソースとトランジスタ２０４のエミッタは、共通のエミッタ領域２０で構成されており、エミッタ領域２０はエミッタ電極６０に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ２０２のドレインとトランジスタ２０４のコレクタは、共通のドリフト領域２６で構成されている。図７において、トランジスタ２０６は、ボディ領域２２、ドリフト領域２６及びコレクタ領域３２によって構成されるｐｎｐ型のトランジスタを表している。トランジスタ２０４のベースとトランジスタ２０６のコレクタは共通のボディ領域２２で構成されている。トランジスタ２０４のコレクタとトランジスタ２０６のベースは、共通のドリフト領域２６によって構成されている。トランジスタ２０６のエミッタは、コレクタ領域３２によって構成されており、コレクタ領域３２はコレクタ電極６２に接続されている。図７において、抵抗素子２０８は、ＩＧＢＴがオフするときにホールが流れる経路（図４、６の矢印参照）の抵抗を表している。抵抗素子２０８の抵抗は、ボディ領域２２の抵抗に相当する。また、図１５の等価回路も、図７と略同様に、図１４のＩＧＢＴを表している。なお、図１５において、ゲート電極ＧはＭＯＳＦＥＴ２０２のゲート電極（すなわち、ＩＧＢＴのゲート電極）を表している。

図１４、１５のＩＧＢＴは、ボディ領域１０４が高濃度ボディ領域を有しておらず、ボディ領域１０４が高い抵抗を有している。このため、図１４、１５のＩＧＢＴでは、異物１２０の付着によりホールが流れるときの経路（図１４の矢印参照）が長くなると、抵抗素子２０８の抵抗が高くなる。このため、異物１２０の直下でボディ領域１０４（トランジスタ２０４のベース）の電位が高くなり、トランジスタ２０４にベース電流が流れ易い。トランジスタ２０４にベース電流が流れると、トランジスタ２０４がオンする。すると、トランジスタ２０６にもベース電流が流れ、トランジスタ２０６がオンする。トランジスタ２０４、２０６がオンすると、コレクタ電極１１２とエミッタ電極１１０の間の電位差が小さくなるまでトランジスタ２０４、２０６に流れ続ける。つまり、ゲート電極Ｇの電位で電流を制御できなくなる。すなわち、ラッチアップが生じる。このように、図１４、１５のＩＧＢＴでは、ラッチアップが生じやすい。

これに対し、実施形態のＩＧＢＴ１０では、図６のように異物９０が付着すると、ホールが高濃度ボディ領域２２ｃ内を流れる。高濃度ボディ領域２２ｃの抵抗が低いので、異物９０が付着した場合でも、図７の抵抗素子２０８の抵抗がそれほど高くならない。このため、トランジスタ２０４にベース電流が流れ難く、ラッチアップが生じ難い。このように、本実施形態のＩＧＢＴ１０によれば、ラッチアップを抑制することができる。

図８〜図１３は、実施形態のＩＧＢＴ１０の製造工程において、ボディコンタクト領域２２ａと高濃度ボディ領域２２ｃを形成する工程を示している。図８、１０、１２が図４に相当する断面を示しており、図９、１１、１３が図３に相当する断面を示している。まず、図８、９に示すようにエミッタ領域２０と低濃度ボディ領域２２ｂを形成した後に、ボディコンタクト領域２２ａを形成すべき範囲に開口３０２を有するマスク３００を形成する。次に、マスク３００を介して、半導体基板１２の上面１２ａにｐ型不純物を注入する。ここでは、半導体基板１２の上面１２ａ近傍の深さ範囲（ボディコンタクト領域２２ａを形成すべき深さ範囲）にｐ型不純物を注入する。次に、マスク３００を除去する。次に、図１０、１１に示すｐ型不純物の注入を実施する。ここでは、図１１に示すように、マスク３１０を形成する。マスク３１０は、高濃度ボディ領域２２ｃを形成すべき範囲に開口３１２を有している。なお、図１０に示す断面は、開口３１２内に位置しており、マスク３１０に覆われていない。次に、マスク３１０を介して、半導体基板１２の上面１２ａにｐ型不純物を注入する。ここでは、図８、９でｐ型不純物を注入した深さ範囲よりも深い範囲（高濃度ボディ領域２２ｃを形成すべき深さ範囲）にｐ型不純物を注入する。また、ここでは、図８、９のｐ型不純物注入工程よりも高濃度にｐ型不純物を注入する。次に、マスク３１０を除去し、半導体基板１２を加熱する。これによって、半導体基板１２に注入されたｐ型不純物を活性化させる。その結果、図１２、１３に示すように、ボディコンタクト領域２２ａと高濃度ボディ領域２２ｃが形成される。

以上、実施形態について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、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さまざまに変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独あるいは各種の組み合わせによって技術有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わ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目的を同時に達成するものであり、そのうちの１つの目的を達成すること自体で技術有用性を持つものである。

１０：半導体装置
１２：半導体基板
１８：トレンチ間範囲
２０：エミッタ領域
２２：ボディ領域
２２ａ：ボディコンタクト領域
２２ｂ：低濃度ボディ領域
２２ｃ：高濃度ボディ領域
２６：ドリフト領域
３０：バッファ領域
３２：コレクタ領域
４０：トレンチ
４２：ゲート絶縁膜
４４：ゲート電極
４６：層間絶縁膜
６０：エミッタ電極
６２：コレクタ電極

Claims (1)

1. 絶縁ゲートバイポーラトランジスタであって、
   半導体基板と、
   前記半導体基板の表面に設けられている第１トレンチと、
   前記第１トレンチ内に配置されており、第１ゲート絶縁膜によって前記半導体基板から絶縁されている第１ゲート電極と、
   前記半導体基板の表面に前記第１トレンチに沿って設けられており、前記第１トレンチから間隔を開けて配置されている第２トレンチと、
   前記第２トレンチ内に配置されており、第２ゲート絶縁膜によって前記半導体基板から絶縁されている第２ゲート電極と、
   前記表面上に配置されており、前記第１ゲート電極及び前記第２ゲート電極から絶縁されているエミッタ電極、
   を有し、
   前記半導体基板が、
   前記第１トレンチと前記第２トレンチの間に配置されており、前記エミッタ電極に接する範囲において前記第１ゲート絶縁膜に接する位置から前記第２ゲート絶縁膜に接する位置まで伸びており、前記第１トレンチの長手方向に間隔を開けて配置されている複数のｎ型のエミッタ領域と、
   間隔を開けて隣り合う前記エミッタ領域の間の各範囲において前記エミッタ電極に接している複数のｐ型のボディコンタクト領域と、
   複数の前記エミッタ領域と複数の前記ボディコンタクト領域に対して下側から接するように前記長手方向に沿って伸びており、前記ボディコンタクト領域よりもｐ型不純物濃度が高いｐ型の高濃度ボディ領域と、
   複数の前記エミッタ領域の下側で前記第１ゲート絶縁膜及び前記第２ゲート絶縁膜に接しており、前記ボディコンタクト領域よりもｐ型不純物濃度が低いｐ型の低濃度ボディ領域と、
   前記低濃度ボディ領域の下側で前記第１ゲート絶縁膜及び前記第２ゲート絶縁膜に接しているｎ型のドリフト領域、
   を有する、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ。

Images