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JP3206289B2 - Insulated gate bipolar transistor and manufacturing method thereof - Google Patents

Insulated gate bipolar transistor and manufacturing method thereof

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Publication number
JP3206289B2
JP3206289B2 JP07521794A JP7521794A JP3206289B2 JP 3206289 B2 JP3206289 B2 JP 3206289B2 JP 07521794 A JP07521794 A JP 07521794A JP 7521794 A JP7521794 A JP 7521794A JP 3206289 B2 JP3206289 B2 JP 3206289B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
base
conductivity type
insulated gate
semiconductor region
Prior art date
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Application number
JP07521794A
Other languages
Japanese (ja)
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JPH0794724A (en
Inventor
仁志 澄田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Publication of JPH0794724A publication Critical patent/JPH0794724A/en
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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は集積回路装置への組み込
み用等に適する横形の絶縁ゲートバイポーラトランジス
タ (以下IGBTという) とその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a horizontal insulated gate bipolar transistor (hereinafter, referred to as an IGBT) suitable for use in an integrated circuit device and the like, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のようにIGBTは絶縁ゲートがもつ高
い入力インピーダンスと, バイポーラトランジスタがも
つ低い出力インピーダンスとを兼備する特長があり、高
電圧や大電流用のトランジスタとして非常に高い周波数
特性をとくには要しない用途に広く採用されるに至って
いる。このIGBTは従来から縦形構造の個別素子の形態で
利用されるのがふつうであったが、最近では電力用デバ
イスのいわゆるインテリジェンス化の趨勢に伴って複数
個のIGBTを関連制御回路とともに1個の集積回路装置に
組み込む例が増えており、この集積化にはいわゆるプレ
ーナ構造が有利であるためIGBTを横形構造とすることが
多い。
2. Description of the Related Art As is well known, IGBTs have the feature of having both the high input impedance of an insulated gate and the low output impedance of a bipolar transistor, and have very high frequency characteristics as a transistor for high voltage and large current. It has been widely adopted for applications that do not require it. Conventionally, this IGBT is usually used in the form of an individual element having a vertical structure. Recently, however, with the trend of so-called intelligence in power devices, a plurality of IGBTs are integrated with related control circuits into one. Increasing examples of integration into integrated circuit devices are increasing, and a IGBT is often of a horizontal structure because a so-called planar structure is advantageous for this integration.

【0003】IGBTを横形構造にするには従来の縦形構造
におけるチップの裏面側構造を単に表面側にもって来る
構成とするのが最も簡単であり、図5にこの従来の代表
的な横形構造のIGBTの単位構造を断面図で示す。集積回
路用のチップないしウエハは通例のように例えばp形の
半導体基板1の上にn形のエピタキシャル層2を成長さ
せてなり、横形構造のIGBTはエピタキシャル層2をそれ
用の半導体領域としてその中に図の単位構造Uを左右方
向に複数回繰り返し作り込んでなる。
The simplest way to make an IGBT a horizontal structure is to simply bring the backside structure of the chip in the conventional vertical structure to the front side, and FIG. 5 shows this conventional typical horizontal structure. The unit structure of the IGBT is shown in a sectional view. A chip or wafer for an integrated circuit is formed by, for example, growing an n-type epitaxial layer 2 on a p-type semiconductor substrate 1, for example, and an IGBT having a horizontal structure uses the epitaxial layer 2 as its semiconductor region. The unit structure U shown in the figure is repeatedly formed in the left and right direction a plurality of times.

【0004】図の中央部分は縦形構造と同じであり、n
形の半導体領域2の表面からp形のベース層3および高
不純物濃度のベースコンタクト層4を拡散し、ベース層
3の両周縁部上に多結晶シリコンのゲート5を薄いゲー
ト酸化膜5aを介して配設し、かつ高不純物濃度のn形の
ソース層6を絶縁ゲート5の下側に図のようにもぐり込
ませて拡散した上で、p形のベースコンタクト層4およ
びn形のソース層6の表面をアルミの電極膜9で短絡し
てエミッタ端子Eを導出し、かつ絶縁ゲート5からゲー
ト端子Gを導出する。
[0004] The central part of the figure is the same as the vertical structure, and n
A p-type base layer 3 and a high impurity concentration base contact layer 4 are diffused from the surface of the semiconductor region 2 and a polycrystalline silicon gate 5 is formed on both peripheral portions of the base layer 3 through a thin gate oxide film 5a. And an n-type source layer 6 having a high impurity concentration is diffused under the insulated gate 5 as shown in the figure, and then the p-type base contact layer 4 and the n-type source layer 6 are diffused. The surface of 6 is short-circuited with an aluminum electrode film 9 to derive an emitter terminal E and a gate terminal G from an insulated gate 5.

【0005】図5の左右端部分が縦形構造におけるチッ
プの裏面側に相当する構造であり、半導体領域2の表面
からそれと同じn形のバッファ層7を比較的高不純物濃
度で拡散し、その内側にp形のコレクタ層8を高不純物
濃度で拡散して、その表面に導電接続する電極膜9をコ
レクタ端子Cとする。なお、コレクタ層8は同じp形か
つ高不純物濃度の上述のベースコンタクト層4との同時
拡散によって作り込むのが通例である。
The left and right end portions in FIG. 5 have a structure corresponding to the back side of the chip in the vertical structure. The same n-type buffer layer 7 as that from the surface of the semiconductor region 2 is diffused at a relatively high impurity concentration, and Then, a p-type collector layer 8 is diffused with a high impurity concentration, and an electrode film 9 conductively connected to the surface thereof is used as a collector terminal C. The collector layer 8 is usually formed by simultaneous diffusion with the base contact layer 4 having the same p-type and high impurity concentration.

【0006】図5の横形のIGBTでは、エミッタ端子Eと
コレクタ端子Cの間に電圧を掛けた状態でゲート端子G
にエミッタ端子Eより正の電圧を掛けると、絶縁ゲート
5の下のp形のベース層3の表面にn形チャネルが形成
され、n形のソース層6から多数キャリアとしての電子
が半導体領域2とバッファ層7を介しコレクタ層8に流
れ、これに応じてp形のコレクタ層8から逆に少数キャ
リアとしてのホールがバッファ層7を介して半導体領域
2に注入されると、これをベース電流としてp形のベー
ス層3とn形の半導体領域2とp形のコレクタ層8から
なるバイポーラトランジスタがオンすると共にこの半導
体領域2内の電子とホールによるいわゆる伝導度変調作
用によって主端子EとCの間がごく低いオン電圧で導通
する。このIGBTをターンオフさせる際には、ゲート端子
Gにエミッタ端子Eと同じまたはそれより負の電圧を掛
けて絶縁ゲート5の下側のチャネルを流れる電子を遮断
する。なお、バッファ層7はコレクタ層8から半導体領
域2へのホール注入量の制御用である。
In the horizontal IGBT shown in FIG. 5, a gate terminal G is applied while a voltage is applied between an emitter terminal E and a collector terminal C.
When a positive voltage is applied from the emitter terminal E to the surface of the p-type base layer 3 below the insulated gate 5, an n-type channel is formed, and electrons as majority carriers are transferred from the n-type source layer 6 to the semiconductor region 2. Flows through the buffer layer 7 to the collector layer 8. In response to this, holes as minority carriers are injected from the p-type collector layer 8 into the semiconductor region 2 through the buffer layer 7. As a result, a bipolar transistor comprising a p-type base layer 3, an n-type semiconductor region 2 and a p-type collector layer 8 is turned on, and the main terminals E and C are formed by the so-called conductivity modulation effect of electrons and holes in the semiconductor region 2. Are conducted with a very low ON voltage. When the IGBT is turned off, the gate terminal G is applied with the same voltage or a negative voltage as that of the emitter terminal E to cut off electrons flowing through the lower channel of the insulating gate 5. The buffer layer 7 is for controlling the amount of holes injected from the collector layer 8 into the semiconductor region 2.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述の横形のIGBTはベ
ース層3とコレクタ層8の間隔を大きくとることにより
高耐圧化でき、単位構造Uの繰り返し回数を増すことに
より大電流化できるが、IGBTの欠点とされているラッチ
アップが縦形構造よりも起きやすい問題がある。図6に
これを図5の右側部分を拡大して多数キャリアの電子e
と少数キャリアのホールhの移動路によって示す。電子
eはソース層6から絶縁ゲート5の下側のチャネルを抜
けて半導体領域2に入り、その表面に沿う経路を経てバ
ッファ層7からコレクタ層8に流れる。一方、ホールh
はコレクタ層8からバッファ層7を介し半導体領域2に
注入され、電子eとの間に働くクーロン力により図のよ
うにその表面に近い範囲を通りながら伝導度変調に貢献
した後にベース層3に入り、ソース層6の下側を経由し
てベースコンタクト層4に抜ける。
The above-mentioned lateral IGBT can have a high breakdown voltage by increasing the distance between the base layer 3 and the collector layer 8 and can have a large current by increasing the number of repetitions of the unit structure U. Latch-up, which is a drawback of IGBTs, is more likely to occur than vertical structures. FIG. 6 is an enlarged view of the right part of FIG.
And the movement path of the minority carrier hole h. The electrons e enter the semiconductor region 2 from the source layer 6 through the channel below the insulating gate 5, and flow from the buffer layer 7 to the collector layer 8 via a path along the surface. On the other hand, hall h
Is injected into the semiconductor region 2 from the collector layer 8 via the buffer layer 7 and contributes to conductivity modulation while passing through a range close to the surface as shown in FIG. And enters the base contact layer 4 via the lower side of the source layer 6.

【0008】このように、横形構造のIGBTでは少数キャ
リアであるホールhがソース層6の下側のベース層3の
中を横方向に流れるため、このホールhによる電流が大
きくなるとそれがソース層6に注入されるようになり、
p形コレクタ層8とn形半導体領域2とp形ベース層3
とn形ソース層6の間に存在するpnpnの4層のサイリス
タ構造が点弧してラッチアップが発生しやすい。ソース
層6へのホールhのかかる注入はIGBTのターンオフ中な
どにコレクタ端子Cとエミッタ端子Eの間に過度的な過
電圧が掛かったときとくに発生しやすい。その理由はベ
ース層3の中の横方向に流れるホールhによる電位降下
が大きくなると、エミッタ端子Eにより、ベース層3と
ソース層6とが短絡されているので、相対的にソース層
6の図のIで示す個所の電位がもちあがり、pn接合がそ
の個所で順方向にバイアスされるようになり、ホールh
が注入されやすい。このため、横形構造のIGBTには従来
から縦形構造の場合に比べてそれに流し得る許容電流な
いしラッチアップ耐量がかなり低下する問題がある。
As described above, in the IGBT having the horizontal structure, the holes h, which are minority carriers, flow in the base layer 3 under the source layer 6 in the lateral direction. 6 will be injected
P-type collector layer 8, n-type semiconductor region 2, and p-type base layer 3
The thyristor structure of four layers of pnpn existing between the gate and the n-type source layer 6 is ignited and latch-up easily occurs. Such injection of the holes h into the source layer 6 is particularly likely to occur when an excessive overvoltage is applied between the collector terminal C and the emitter terminal E during turning off of the IGBT or the like. The reason is that when the potential drop due to the hole h flowing in the base layer 3 in the lateral direction increases, the base layer 3 and the source layer 6 are short-circuited by the emitter terminal E. The potential at the point indicated by I rises, and the pn junction is forward biased at that point, and the hole h
Is easy to be injected. For this reason, the horizontal structure IGBT has a problem that the allowable current or the latch-up withstand capability that can flow through the IGBT significantly decreases compared to the conventional vertical structure.

【0009】本発明の目的はこのような問題点を解決し
て、横形構造のIGBTのラッチアップ耐量を向上すること
にある。
An object of the present invention is to solve such a problem and improve the latch-up resistance of an IGBT having a horizontal structure.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明によるIGBTでは、
一方の導電形の半導体領域と、この半導体領域の表面か
ら拡散された他方の導電形のベース層と、ベース層内の
その表面部に拡散された一方の導電形のソース層と、ソ
ース層の表面からベース層を抜けて半導体領域に達する
まで掘り込まれた凹所に埋め込まれた絶縁ゲートと、ソ
ース層の絶縁ゲートとは反対側の側方の半導体領域の表
面から拡散された他方の導電形のコレクタ層と、ベース
層の表面側にその周縁と重なり合いかつソース層と接す
るように拡散されソース層よりも高不純物濃度の他方の
導電形のベースコンタクト層とを備えベースコンタク
ト層とソース層とからエミッタ端子, コレクタ層からコ
レクタ端子,絶縁ゲートからゲート端子をそれぞれ導出
することにより上述の目的を達成する。
In the IGBT according to the present invention,
A semiconductor region of one conductivity type, a base layer of the other conductivity type diffused from the surface of the semiconductor region, a source layer of one conductivity type diffused to the surface in the base layer, An insulated gate buried in a recess dug from the surface through the base layer to reach the semiconductor region, and the other conductive diffused from the surface of the semiconductor region on the side opposite to the insulated gate of the source layer Shaped collector layer and base
Overlies the periphery of the layer and contacts the source layer
Is diffused to a higher impurity concentration than the source layer.
And a base contact layer of the conductivity type, the base contactee
The above object is achieved by deriving an emitter terminal from a gate layer and a source layer, a collector terminal from a collector layer, and a gate terminal from an insulated gate.

【0011】凹所が溝からなり、該溝の両側壁に絶縁ゲ
ートが形成され、溝の両側にベース層、ソース層、ベー
スコンタクト層およびコレクタ層が形成されたものとす
る。
The recess comprises a groove, and insulating grooves are provided on both side walls of the groove.
A base layer, a source layer, and a base layer are formed on both sides of the groove.
It is assumed that the contact layer and the collector layer have been formed.
You.

【0012】さらに、本発明のかかる横型構造のIGBTの
製造方法としては、一方の導電形の半導体領域の表面か
らベース層を他方の導電形で拡散する工程と、ベース層
内の表面にソース層を一方の導電形で拡散する工程と、
ソース層の表面内部のみからベース層を抜け半導体領域
に達する凹所を掘り込む工程と、この凹所に絶縁ゲート
を埋め込む工程と、ソース層の絶縁ゲートとは反対側の
側方の半導体領域の表面からコレクタ層を他方の導電形
で拡散する工程とを含むこととする。さらにこのコレク
タ層の拡散工程と同時に上述のベースコンタクト層をベ
ース層の表面側にその周縁と重なりソース層と接するよ
う同じ他方の導電形で拡散するのが有利である。
Further, as a method of manufacturing an IGBT having such a lateral structure according to the present invention, a step of diffusing a base layer from a surface of a semiconductor region of one conductivity type with another conductivity type, a method of forming a source layer on a surface in the base layer, Diffusing with one conductivity type;
A step of digging a recess only from the inside surface of the source layer reaches the semiconductor region passes through the base layer, burying an insulation gate to the recess, opposite the insulated gate of the source layer
From the surface of the lateral semiconductor region, the collector layer is
Diffusion step. Further, it is advantageous that the base contact layer is diffused to the surface side of the base layer with the same other conductivity type so as to overlap the periphery thereof and contact the source layer at the same time as the step of diffusing the collector layer.

【0013】[0013]

【作用】従来の横形構造のIGBTでは図6のようにコレク
タ層8がソース層3に対し絶縁ゲート5と同じ側に配設
されていたが、本発明では前項にいうよう絶縁ゲートを
埋め込み形としソース層のこの絶縁ゲートとは反対側に
コレクタ層を配設して、ラッチアップの原因となる少数
キャリアを従来のようにソース層の下側のベース層内を
横方向に通過させることなくベース層ないしそのコンタ
クト層から直接にエミッタ端子に引き抜くことによっ
て、少数キャリアのソース層への注入をほぼ完全に防止
してラッチアップ耐量を向上する。なお、ベース層をエ
ミッタ端子と接続するベースコンタクト層を設ける態様
では、少数キャリアのほとんど全部をこの高不純物濃度
で低抵抗のベースコンタクト層だけを通して引き抜ける
ので、ラッチアップ耐量の向上効果を一層高めることが
できる。
In the conventional IGBT having the horizontal structure, the collector layer 8 is disposed on the same side as the insulating gate 5 with respect to the source layer 3 as shown in FIG. A collector layer is disposed on the side of the source layer opposite to the insulated gate, so that minority carriers that cause latch-up do not pass laterally through the base layer below the source layer as in the related art. By directly pulling out from the base layer or its contact layer to the emitter terminal, injection of minority carriers into the source layer is almost completely prevented, and the latch-up resistance is improved. In the embodiment in which the base contact layer for connecting the base layer to the emitter terminal is provided, almost all of the minority carriers are pulled out through only the base contact layer having the high impurity concentration and the low resistance, so that the effect of improving the latch-up resistance can be further enhanced. Can be.

【0014】[0014]

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。図1に本発明のIGBTの一実施例を示し、図2
に図1の実施例に対応するIGBTの製造方法を示し、図3
と図4に本発明のそれぞれ異なる実施態様を示す。図1
(a) は本発明による横形構造のIGBTの前述の図5に対応
する単位構造Uを断面図で示すものであり、従来と同様
にIGBTが作り込まれる集積回路用のチップないしウエハ
10は例えばp形の半導体基板11の上にn形のエピタキシ
ャル層12を所定の不純物濃度で成長させてなり、本発明
のIGBTはこのエピタキシャル層12をそれ用の半導体領域
として図の単位構造Uを左右方向にふつうは数十回程度
繰り返し作り込んで並列に接続してなる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the IGBT of the present invention, and FIG.
FIG. 3 shows a method of manufacturing an IGBT corresponding to the embodiment of FIG.
4 and 4 show different embodiments of the present invention. FIG.
(a) is a sectional view showing a unit structure U of the horizontal IGBT according to the present invention corresponding to the above-mentioned FIG. 5, and shows a chip or wafer for an integrated circuit in which the IGBT is manufactured in the same manner as in the conventional case.
For example, an n-type epitaxial layer 12 is grown at a predetermined impurity concentration on a p-type semiconductor substrate 11, for example. The IGBT of the present invention uses the epitaxial layer 12 as a semiconductor region for the unit structure U in the figure. Are usually repeated several tens of times and connected in parallel.

【0015】図の中央部に示されたエミッタ側が本発明
の横形のIGBTの特徴部分であって、上述のn形の半導体
領域12の表面からp形のベース層22をやや深いめに拡散
し、かつこのベース層22の内側の表面にn形のソース層
23を高不純物濃度で浅く拡散した後、トレンチ状の凹所
24をソース層23の中央の表面からベース層22を抜けてそ
の下側の半導体領域12に達するまで掘り込み、この凹所
24内にごく薄いゲート酸化膜25aで絶縁された例えば多
結晶シリコンを埋め込んで絶縁ゲート25とし、かつ図示
の例ではベース層22の表面側にその周縁と重なり合いか
つソース層23と接するようp形のベースコンタクト層27
を高不純物濃度で拡散してなる。ベース層22とソース層
23からエミッタ端子Eを導出するための電極膜31はソー
ス層23とベースコンタクト層27の表面を短絡するように
設けられる。また、絶縁ゲート25からゲート端子Gが導
出される。
The emitter side shown in the center of the figure is a characteristic portion of the lateral IGBT of the present invention. The p-type base layer 22 is diffused slightly deeper from the surface of the n-type semiconductor region 12 described above. And an n-type source layer on the inner surface of the base layer 22.
After shallow diffusion of 23 with high impurity concentration, trench-shaped recess
24 is dug from the central surface of the source layer 23 through the base layer 22 to reach the semiconductor region 12 therebelow.
24 is filled with, for example, polycrystalline silicon insulated by a very thin gate oxide film 25a to form an insulated gate 25. In the example shown in the figure, a p-type is formed so as to overlap with the periphery of the base layer 22 and to be in contact with the source layer 23. Base contact layer 27
At a high impurity concentration. Base layer 22 and source layer
An electrode film 31 for leading the emitter terminal E from 23 is provided so as to short-circuit the surfaces of the source layer 23 and the base contact layer 27. Further, a gate terminal G is derived from the insulated gate 25.

【0016】図の左右部分に示されたコレクタ側は従来
と同構造であって、半導体領域12の表面から同じn形の
バッファ層21を比較的高い不純物濃度で拡散し、その内
側にp形のコレクタ層26を高不純物濃度で拡散してそれ
に導電接続する電極膜32からコレクタ端子Cを導出して
なるが、図5や図6の従来構造ではソース層6の絶縁ゲ
ート5と同じ側にコレクタ層8を配設していたのに対
し、本発明ではコレクタ層26をソース層22の絶縁ゲート
25とは反対側に配設する点が異なる。
The collector side shown on the left and right portions of the drawing has the same structure as the conventional one, and the same n-type buffer layer 21 is diffused from the surface of the semiconductor region 12 with a relatively high impurity concentration, and the p-type Of the collector layer 26 is diffused with a high impurity concentration and the collector terminal C is derived from the electrode film 32 conductively connected to the collector layer 26. In the conventional structure shown in FIGS. In contrast to the arrangement of the collector layer 8, in the present invention, the collector layer 26 is used as an insulated gate of the source layer 22.
The difference is that it is located on the opposite side to 25.

【0017】以上のように構成された本発明のIGBTのオ
ン状態における多数キャリアないし電子eと少数キャリ
アないしホールhの移動路を図1(b) に前の図6と対応
する要領で示す。本発明のIGBTでは絶縁ゲート25が埋め
込み形なので、ベース層22の凹所24の側面のゲート酸化
膜25aに接する表面にチャネルが形成され、電子eはソ
ース層23からこのチャネルを通過して半導体領域12のベ
ース層22の下側部分に流入した後、図でPeで示す斜めの
流路を経てバッファ層21を介しコレクタ層26に流れ込
む。かかる電子eの流入に伴ってコンタクト層26から発
生するホールhはバッファ層21を介し半導体領域12に注
入された後、その中では図のように一部が電子eとの間
に働くクーロン力によって内部流路Ph1を, 他部が表面
流路Ph2をそれぞれ流れた上で、ベース層22, 図の例で
はそのコンタクト層27に入ってその表面の電極膜31の方
に引き抜かれる。なお、このオン状態でホールhと電子
eの間に伝導度変調作用が発生するのは従来と同じであ
る。
FIG. 1B shows a moving path of the majority carrier or the electron e and the minority carrier or the hole h in the ON state of the IGBT of the present invention configured as described above, in a manner corresponding to FIG. In the IGBT of the present invention, since the insulated gate 25 is of a buried type, a channel is formed on the side of the recess 24 of the base layer 22 in contact with the gate oxide film 25a, and electrons e pass through the channel from the source layer 23 to the semiconductor. After flowing into the lower portion of the base layer 22 in the region 12, it flows into the collector layer 26 via the buffer layer 21 via an oblique flow path indicated by Pe in the figure. The holes h generated from the contact layer 26 due to the inflow of the electrons e are injected into the semiconductor region 12 through the buffer layer 21, and then a part of the holes h act between the electrons e as shown in FIG. After flowing through the internal flow path Ph1 and the other part through the surface flow path Ph2, the base layer 22, the contact layer 27 in the example of the drawing, is drawn into the electrode film 31 on the surface. It is to be noted that the conductivity modulation between the hole h and the electron e occurs in the on state as in the conventional case.

【0018】本発明では前述のようにコレクタ層26をソ
ース層22の絶縁ゲート25と反対側に配設するので、図1
(b) からわかるようにホールhの引き抜き個所がソース
層23に対してコレクタ層26と同じ側になる。従って、本
発明では従来の図6のようにホールhがソース層23の下
側のベース層22中を横方向に通過し両層間のpn接合の順
方向バイアスによりソース層23に注入されるおそれをほ
とんどなくしてラッチアップ耐量を向上できる。とく
に、図のように高不純物濃度のベースコンタクト層27を
設ける態様ではその比抵抗がベース層22よりもずっと低
いので、pn接合の順方向バイアスによりホールhが注入
されるおそれをさらに減少させて、ラッチアップ耐量の
向上効果を一層高めることができる。
In the present invention, since the collector layer 26 is provided on the opposite side of the source layer 22 from the insulated gate 25 as described above, FIG.
As can be seen from (b), the location where the hole h is drawn is on the same side as the collector layer 26 with respect to the source layer 23. Accordingly, in the present invention, the holes h may pass through the base layer 22 below the source layer 23 in the lateral direction and be injected into the source layer 23 due to the forward bias of the pn junction between the two layers, as shown in FIG. And the latch-up resistance can be improved. In particular, in the embodiment in which the base contact layer 27 having a high impurity concentration is provided as shown in the figure, since the specific resistance is much lower than that of the base layer 22, the possibility that holes h are injected due to the forward bias of the pn junction is further reduced. Thus, the effect of improving the latch-up resistance can be further enhanced.

【0019】また、IGBTのターンオフ時には半導体領域
2内に残存する電子eとホールhが掃き出されて空乏層
が広がるが、本発明のIGBTではそのターンオフ時に電子
eの供給が停まった後はホールhへのクーロン力が急激
に減少するので、ホールhの大部分が前述の表面流路Ph
2の方を経由して引き抜かれる。従って、本発明ではタ
ーンオフ時にホールhがソース層23に注入されるおそれ
をオン時より一層減少させて横形IGBTのラッチアップ耐
量を高めることができる。このように本発明の横形構造
のIGBTではそのラッチアップ耐量をオン時に従来の数倍
に高め、ターンオフ時には1桁程度高めることができ
る。さらに、本発明のIGBTではターンオフ時間を従来よ
り短縮できる。すなわち、ターンオフ特性は電子eより
も易動度が低いホールhを掃き出す時間でほぼ決まる
が、上述のホールhの引き抜き個所が従来よりコレクタ
層26に近いだけドリフト時間が短くなり、IGBTの耐圧値
により異なるがターンオフ時間を20〜30%短縮できる。
When the IGBT is turned off, the electrons e and holes h remaining in the semiconductor region 2 are swept out to expand the depletion layer. Since the Coulomb force on the hole h decreases sharply, most of the hole h is covered by the aforementioned surface flow channel Ph.
Pulled out via 2 Therefore, in the present invention, the possibility of holes h being injected into the source layer 23 at the time of turning off can be further reduced than at the time of turning on, so that the latch-up resistance of the horizontal IGBT can be increased. As described above, in the IGBT having the horizontal structure according to the present invention, the latch-up withstand capability can be several times higher than that of the conventional IGBT when it is turned on, and can be increased by about one digit when it is turned off. Further, in the IGBT of the present invention, the turn-off time can be reduced as compared with the conventional case. That is, the turn-off characteristic is substantially determined by the time for sweeping out the hole h having a lower mobility than the electron e. However, the drift time becomes shorter as the hole h is pulled closer to the collector layer 26 than before, and the withstand voltage of the IGBT is reduced. The turn-off time can be reduced by 20-30%, depending on the application.

【0020】次に図2を参照して本発明のIGBTの製造方
法を図1のIGBTについて説明する。図2(a) にベース層
22の拡散工程を示す。図のウエハ10にはエピタキシャル
層であるn形の半導体領域12のみが示されており、IGBT
の耐圧が300V程度の場合この半導体領域12を40Ωcm程度
の比抵抗で最低10μm〜数十μmの厚みとする。図の例
ではまずコレクタ層用のn形のバッファ層21を例えば10
17原子/cm3 の不純物濃度で4μmの深さに拡散した
後、p形のベース層22を例えば1017原子/cm3 の不純物
濃度で3〜4μmの深さに拡散する。いずれもフォトレ
ジストをマスクとする不純物のイオン注入と熱拡散によ
ることでよい。
Next, a method of manufacturing the IGBT of the present invention will be described with reference to FIG. Figure 2 (a) shows the base layer
22 shows the diffusion process. In the figure, only an n-type semiconductor region 12 which is an epitaxial layer is shown in a wafer 10, and an IGBT
When the breakdown voltage of the semiconductor region 12 is about 300 V, the semiconductor region 12 has a specific resistance of about 40 Ωcm and a thickness of at least 10 μm to several tens μm. In the example of the figure, first, an n-type buffer layer 21 for the collector layer is
After diffusion to a depth of 4 μm at an impurity concentration of 17 atoms / cm 3 , the p-type base layer 22 is diffused to a depth of 3 to 4 μm at an impurity concentration of, for example, 10 17 atoms / cm 3 . Either method may be performed by ion implantation and thermal diffusion of impurities using a photoresist as a mask.

【0021】図2(b) の工程ではソース層23をn形で拡
散する。その拡散パターンは図示のようにベース層22よ
り小さいめとし、例えば砒素をn形の不純物として最低
1019原子/cm3 の高不純物濃度で 0.1μm程度の深さに
拡散することにより、これをベース層22の内側の表面部
に作り込む。次の図2(c) は凹所24の掘り込み工程を示
す。図示のようなトレンチ状の凹所24の掘り込みにはリ
アクティブイオンエッチング法が有利であり、まずマス
クMとして低温酸化膜を1〜1.5 μmの厚みに付けて凹
所24の掘り込み個所に窓を例えば3μm幅で開口した
後、4塩化珪素と窒素を混合したエッチングガスの10Pa
程度のふん囲気内で30分程度リアクティブイオンエッチ
ングを施すことにより、凹所24をソース層23の中央部分
の表面からベース層22を抜けて下側の半導体領域12に達
するよう例えば4〜6μmの深さに掘り込む。この図2
(c) の工程後にマスクMが除去される。
In the step of FIG. 2B, the source layer 23 is diffused in an n-type. The diffusion pattern is smaller than the base layer 22 as shown in the figure.
By diffusing to a depth of about 0.1 μm with a high impurity concentration of 10 19 atoms / cm 3 , this is formed on the inner surface of the base layer 22. FIG. 2C shows a process of excavating the recess 24. The reactive ion etching method is advantageous for digging the trench-shaped recess 24 as shown in the figure. First, a low-temperature oxide film having a thickness of 1 to 1.5 μm is applied as a mask M to the digging portion of the recess 24. After opening the window with a width of, for example, 3 μm, 10 Pa of an etching gas obtained by mixing silicon tetrachloride and nitrogen is used.
By performing reactive ion etching for about 30 minutes in an atmosphere of about 4 to 6 μm so that the recess 24 passes through the base layer 22 from the surface of the central portion of the source layer 23 to reach the lower semiconductor region 12. Dig into the depth of. This figure 2
After step (c), the mask M is removed.

【0022】図2(d) は絶縁ゲート25用のゲート酸化膜
25aの被覆および多結晶シリコンの成長工程である。ま
ずゲート酸化膜25を通例の熱酸化法により凹所24内を含
めた表面に薄く0.1 μm程度の膜厚に付けた後、CVD
法によって絶縁ゲート25用に不純物ドープされた多結晶
シリコンを例えば2μmの厚みに成長させて凹所24を完
全に充填する。次の図2(e) は多結晶シリコンの不要部
分の除去工程であり、フォトレジストをマスクとするド
ライエッチングにより多結晶シリコンの不要な部分を除
去した後にふっ素水溶液による簡単なウエットエッチン
グによりゲート酸化膜25aの不要部分も除去することに
より、絶縁ゲート25を例えば図のような断面形状に形成
する。
FIG. 2D shows a gate oxide film for the insulating gate 25.
This is the step of coating 25a and growing polycrystalline silicon. First, the gate oxide film 25 is thinly formed to a thickness of about 0.1 μm on the surface including the recess 24 by a usual thermal oxidation method,
Polycrystalline silicon doped with impurities for the insulating gate 25 is grown to a thickness of, for example, 2 μm by the method to completely fill the recess 24. FIG. 2 (e) shows a step of removing unnecessary portions of polycrystalline silicon. The unnecessary portions of polycrystalline silicon are removed by dry etching using a photoresist as a mask, and then gate oxidation is performed by simple wet etching with a fluorine solution. By removing unnecessary portions of the film 25a, the insulating gate 25 is formed, for example, in a sectional shape as shown in the figure.

【0023】この実施例では次の図2(f) の工程でコレ
クタ層26と同時に同じp形のベースコンタクト層27を拡
散する。図示のようにコレクタ層26はバッファ層21内
に,ベースコンタクト層27はベース層22の表面側のその
周縁と重なってソース層23と接するようそれぞれ1018
子/cm3 程度の高不純物濃度で例えば1〜1.5 μmの深
さに拡散する。これで半導体層の拡散工程が終了し、こ
の図2(f) の状態から図1の完成状態とするには、ウエ
ハ10の表面に層間絶縁膜等を被覆した上でその要所に窓
を開口してアルミの電極膜31と32をそれぞれエミッタ端
子Eとコレクタ端子C用に配設し、ゲート端子G用の電
極膜を絶縁ゲート25の図示の断面以外の個所に配設し、
さらにその上を通例の保護膜で被覆することでよい。
In this embodiment, the same p-type base contact layer 27 is diffused simultaneously with the collector layer 26 in the next step of FIG. 2 (f). As shown, the collector layer 26 has a high impurity concentration of about 10 18 atoms / cm 3 in the buffer layer 21, and the base contact layer 27 has a high impurity concentration of about 10 18 atoms / cm 3 so as to overlap the periphery of the base layer 22 and contact the source layer 23. For example, it diffuses to a depth of 1 to 1.5 μm. This completes the semiconductor layer diffusion step. To change the state of FIG. 2 (f) to the completed state of FIG. 1, cover the surface of the wafer 10 with an interlayer insulating film or the like and open a window at a key point. Opening, aluminum electrode films 31 and 32 are provided for the emitter terminal E and the collector terminal C, respectively, and an electrode film for the gate terminal G is provided at a place other than the illustrated cross section of the insulated gate 25,
Further, it may be covered with a conventional protective film.

【0024】次に、図3に示す本発明のIGBTの部分拡大
上面図を参照してその望ましい実施態様を説明する。図
3の上下方向が図1の左右方向であり、図示の都合から
この図3ではその左右方向の中央部分が省略され、かつ
図1から電極膜31や32を取り除いた状態が示されてい
る。絶縁ゲート25はその凹所24への埋め込み部分が図の
左右方向に細長ないわば櫛の歯状であり、図の左側の表
面を覆う絶縁ゲート25の多結晶シリコンにより櫛歯が相
互に連結され、この連結部分からゲート端子Gが導出さ
れた櫛状構造になっている。コレクタ層26も図の左右方
向に細長いp形の櫛歯部分を補助コレクタ層26aによっ
て連結したパターンに拡散され、この補助コレクタ層26
aは図では(p) で示すよう本来はp形なので、コレクタ
層26および絶縁ゲート25は互いに入り組んだ櫛状構造で
ある。
Next, a preferred embodiment of the IGBT of the present invention will be described with reference to a partially enlarged top view shown in FIG. The vertical direction in FIG. 3 is the horizontal direction in FIG. 1, and for convenience of illustration, FIG. 3 shows a state in which the central portion in the horizontal direction is omitted and the electrode films 31 and 32 are removed from FIG. . The insulated gate 25 has a buried portion in the recess 24 in the left-right direction of the figure, which is like a comb tooth, and the comb teeth are interconnected by the polycrystalline silicon of the insulation gate 25 covering the left surface of the figure. The gate terminal G has a comb-like structure derived from the connecting portion. The collector layer 26 is also diffused into a pattern in which the p-shaped comb teeth elongated in the left-right direction are connected by an auxiliary collector layer 26a.
Since a is originally p-type as shown by (p) in the figure, the collector layer 26 and the insulated gate 25 have a comb-like structure in which they are intricate with each other.

【0025】また、絶縁ゲート25とコレクタ層26の相互
間に介在する半導体領域12の表面とバッファ層21とソー
ス層23とベースコンタクト層27は屈曲した蛇行状パター
ンになる。前述のようにソース層23とベースコンタクト
層27からエミッタ端子Eが,コレクタ層26からコレクタ
端子Cがそれぞれ導出される。しかし、ソース層23のパ
ターンの先端部の付近にはそれを囲むコレクタ層26から
ホールhが図の矢印で示すよう集中するので、この先端
部がホールhの注入によるラッチアップが最も発生しや
すい個所になる。この図3の実施例ではこの点に着目し
てソース層23のパターンの先端部を囲むコレクタ層26の
部分に図のようにp形でなくn形の補助コレクタ層26a
を拡散し、これとコレクタ層26の表面を図1の電極膜32
で短絡してコレクタ端子Cとする。これにより、ソース
層23と同じn形の補助コレクタ層26aを拡散した部分が
ラッチアップの心配のない電界効果トランジスタになる
ので、IGBTのラッチアップ耐量をn形の補助コレクタ層
26aのない図1の実施例より一層向上できる。このよう
に補助コレクタ層26aはp形でもよいがn形がより好ま
しい。
The surface of the semiconductor region 12 interposed between the insulated gate 25 and the collector layer 26, the buffer layer 21, the source layer 23, and the base contact layer 27 have a bent meandering pattern. As described above, the emitter terminal E is derived from the source layer 23 and the base contact layer 27, and the collector terminal C is derived from the collector layer 26. However, since holes h are concentrated near the tip of the pattern of the source layer 23 from the collector layer 26 surrounding it as shown by the arrow in the figure, the tip is most likely to cause latch-up due to the injection of the holes h. It becomes a place. In the embodiment shown in FIG. 3, noting this point, an n-type auxiliary collector layer 26a instead of a p-type auxiliary collector layer 26a as shown in FIG.
The surface of the collector layer 26 is diffused with the electrode film 32 of FIG.
To short-circuit the collector terminal C. As a result, the portion where the n-type auxiliary collector layer 26a, which is the same as the source layer 23, is diffused becomes a field-effect transistor free from latch-up, so that the latch-up capability of the IGBT can be reduced by the n-type auxiliary collector layer.
This can be further improved over the embodiment of FIG. 1 without 26a. As described above, the auxiliary collector layer 26a may be p-type, but is more preferably n-type.

【0026】図4に図1(a) に対応する断面で示す実施
例では、図の中央部のエミッタ側は図1の実施例と同じ
であるが、コレクタ側にn形の補助コレクタ層26bをp
形のコレクタ層26に接して, 図の例ではそれによって囲
まれるように拡散し、これとコレクタ層26の表面を電極
膜32で短絡してコレクタ端子Cとする。補助コレクタ層
26bは例えばソース層23と同時拡散することでよい。こ
の実施例ではかなりの電子eが補助コレクタ層26bの方
に流れるので、IGBTのオン電圧は若干上がるがホールh
の数を減少させてラッチアップ耐量を向上できる。
In the embodiment shown in FIG. 4 in a cross section corresponding to FIG. 1 (a), the emitter side at the center of the figure is the same as the embodiment of FIG. 1, but the n-type auxiliary collector layer 26b is provided on the collector side. To p
In contact with the collector layer 26 in the form shown in the figure, it is diffused so as to be surrounded by the collector layer 26, and the surface of the collector layer 26 is short-circuited with the electrode film 32 to form a collector terminal C. Auxiliary collector layer
26b may be diffused simultaneously with the source layer 23, for example. In this embodiment, since a considerable amount of electrons e flow toward the auxiliary collector layer 26b, the on-voltage of the IGBT slightly increases, but the hole h increases.
Can be reduced to improve the latch-up resistance.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したとおり本発明による横形構
造のIGBTでは、一方の導電形の半導体領域と、この半導
体領域の表面から拡散された他方の導電形のベース層
と、ベース層内のその表面部に拡散された一方の導電形
のソース層と、ソース層の表面からベース層を抜けて半
導体領域に達するまで掘り込まれた凹所に埋め込まれた
絶縁ゲートと、ソース層の絶縁ゲートとは反対側の側方
の半導体領域の表面から拡散された他方の導電形のコレ
クタ層と、ベース層の表面側にその周縁と重なり合いか
つソース層と接するように拡散されソース層よりも高不
純物濃度の他方の導電形のベースコンタクト層とを備
ベースコンタクト層とソース層とからエミッタ端
子, コレクタ層からコレクタ端子,絶縁ゲートからゲー
ト端子をそれぞれ導出するものであるため、次の効果を
上げることができる。
As described above, in the IGBT having the lateral structure according to the present invention, the semiconductor region of one conductivity type, the base layer of the other conductivity type diffused from the surface of the semiconductor region, and the semiconductor layer in the base layer. A source layer of one conductivity type diffused into the surface, an insulated gate buried in a recess dug from the surface of the source layer through the base layer to the semiconductor region, and an insulated gate of the source layer. Is the collector layer of the other conductivity type diffused from the surface of the semiconductor region on the opposite side overlapped with the peripheral edge on the surface side of the base layer?
Is diffused in contact with the source layer and is higher than the source layer.
And a base contact layer of the other conductivity type with a pure concentration.
In addition , since the emitter terminal is derived from the base contact layer and the source layer, the collector terminal is derived from the collector layer, and the gate terminal is derived from the insulated gate, the following effects can be obtained.

【0028】(a) 絶縁ゲートを凹所に埋め込むことによ
りソース層の絶縁ゲートと反対側にコレクタ層を配設で
き、ベース層用に高不純物濃度で低抵抗のコンタクト層
を設けるので、ラッチアップの原因となる少数キャリア
を従来のソース層の絶縁ゲートと同じ側にコレクタ層を
配設する構造のようにソース層の下側を横方向に通過さ
せることなく、ベース層ないしコンタクト層からエミッ
タ端子に直接引き抜くことにより、少数キャリアのソー
ス層への注入をほぼ完全に防止してラッチアップ耐量を
向上できる。
(A) By burying the insulated gate in the recess, a collector layer can be provided on the side of the source layer opposite to the insulated gate, and a contact layer having a high impurity concentration and a low resistance is provided for the base layer. The minority carriers that cause the erroneous carriers do not pass laterally below the source layer as in the conventional structure in which the collector layer is disposed on the same side of the source layer as the insulated gate. By directly extracting the minority carriers, the injection of minority carriers into the source layer can be almost completely prevented, and the latch-up resistance can be improved.

【0029】(b) IGBTのターンオフ時に半導体領域に対
する電子の供給が停まった後はそのホールに及ぼすクー
ロン力が減少し、ホールの大部分が半導体領域の表面近
くの流路を経由して引き抜かれるので、ソース層にホー
ルが注入される危険をむしろオン時より減少させてIGBT
のターンオフ時のラッチアップ耐量を従来より格段に高
めることができる。
(B) After the supply of electrons to the semiconductor region is stopped when the IGBT is turned off, the Coulomb force acting on the hole decreases, and most of the hole is pulled out via a flow path near the surface of the semiconductor region. The risk of holes being injected into the source layer
Can increase the latch-up withstand capability at the time of turn-off.

【0030】(c) コレクタ層がソース層の絶縁ゲートと
反対側に配設され、従ってホールの引き抜き個所がソー
ス層に対しコレクタ層と同じ側, つまり従来よりそれに
近くなるので、電子より易動度が低いホールのIGBTのタ
ーンオフ中の半導体領域内のドリフト時間が短くなり、
半導体領域からホールを掃き出し空乏層を短時間内に広
がらせることにより従来よりIGBTのターンオフ時間を短
縮してその適用可能な周波数を高めることができる。
(C) Since the collector layer is disposed on the side of the source layer opposite to the insulated gate, and the hole extraction point is on the same side as the collector layer with respect to the source layer, that is, closer to the collector layer than in the conventional case, it is more mobile than electrons The drift time in the semiconductor region during the turn-off of the IGBT with a low degree of hole is shortened,
By sweeping holes out of the semiconductor region and expanding the depletion layer in a short time, the turn-off time of the IGBT can be reduced and the applicable frequency can be increased.

【0031】なお、本発明のかかる特長をもつ横形のIG
BTは集積回路装置への組み込み用に適し、上述の優れた
ラッチアップ耐量とターンオフ特性に加えて、必要に応
じて数百Vの高耐圧と1A以上の電流容量を賦与するこ
とができる。
Note that the horizontal IG having such features of the present invention is provided.
BT is suitable for incorporation into an integrated circuit device, and can provide a high withstand voltage of several hundred volts and a current capacity of 1 A or more as necessary in addition to the excellent latch-up withstand capability and turn-off characteristics described above.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のIGBTの実施例を示し、同図(a) はその
単位構造の断面図、同図(b) はその内部の電子とホール
の流れを示す同図(a) の要部拡大断面図である。
FIGS. 1A and 1B show an embodiment of an IGBT according to the present invention, wherein FIG. 1A is a cross-sectional view of a unit structure thereof, and FIG. 1B is a main view of FIG. It is a part enlarged sectional view.

【図2】図1の実施例によるIGBTの製造方法を主な工程
ごとの状態で示し、同図(a) はベース層等の拡散工程,
同図(b) はソース層の拡散工程,同図(c) は凹所の掘り
込み工程,同図(d) は絶縁ゲート用の多結晶シリコン等
の成長工程,同図(e) は絶縁ゲートの形成工程,同図
(f) はコレクタ層等の拡散工程中の状態をそれぞれ示す
IGBTの要部拡大断面図である。
FIGS. 2A and 2B show a method of manufacturing an IGBT according to the embodiment of FIG. 1 in a state of each main step, and FIG. 2A shows a diffusion step of a base layer and the like;
FIG. 3 (b) shows a source layer diffusion process, FIG. 4 (c) shows a recess digging process, FIG. 4 (d) shows a growth process of polycrystalline silicon or the like for an insulated gate, and FIG. Gate formation process, same figure
(f) shows the state during the diffusion process of the collector layer etc.
FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of the IGBT.

【図3】図1の実施例によるIGBTの平面的なパターンと
ともに本発明の異なる実施例を示すIGBTの要部拡大上面
図である。
FIG. 3 is an enlarged top view of a main part of an IGBT showing a different embodiment of the present invention together with a planar pattern of the IGBT according to the embodiment of FIG. 1;

【図4】本発明のさらに異なる実施例を示すIGBTの単位
構造の断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a unit structure of an IGBT showing still another embodiment of the present invention.

【図5】従来の横形のIGBTの単位構造の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a unit structure of a conventional horizontal IGBT.

【図6】図5のIGBTの内部の電子とホールの流れを示す
要部拡大断面図である。
FIG. 6 is an enlarged sectional view of a main part showing a flow of electrons and holes inside the IGBT of FIG. 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 IGBTのチップないしはそれ用のウエハ 12 半導体領域ないしはエピタキシャル層 21 バッファ層 22 ベース層 23 ソース層 24 凹所 25 絶縁ゲート 25a ゲート酸化膜 26 コレクタ層 26a 補助コレクタ層 26b 補助コレクタ層 27 ベースコンタクト層 C コレクタ端子 E エミッタ端子 e 電子ないしは多数キャリア G ゲート端子 h ホールないしは少数キャリア Pe 電子の流路 Ph1 ホールの内部流路 Ph2 ホールの表面流路 10 IGBT chip or its wafer 12 Semiconductor region or epitaxial layer 21 Buffer layer 22 Base layer 23 Source layer 24 Depression 25 Insulated gate 25a Gate oxide film 26 Collector layer 26a Auxiliary collector layer 26b Auxiliary collector layer 27 Base contact layer C Collector terminal E Emitter terminal e Electron or majority carrier G Gate terminal h Hole or minority carrier Pe Electron flow path Ph1 Internal flow path of hole Ph2 Surface flow path of hole

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/78 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 29/78

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】一方の導電形の半導体領域と、この半導体
領域の表面から拡散された他方の導電形のベース層と、
ベース層内のその表面部に拡散された一方の導電形のソ
ース層と、ソース層の表面からベース層を抜けて半導体
領域に達するまで掘り込まれた凹所に埋め込まれた絶縁
ゲートと、ソース層の絶縁ゲートとは反対側の側方の半
導体領域の表面から拡散された他方の導電形のコレクタ
層と、ベース層の表面側にその周縁と重なり合いかつソ
ース層と接するように拡散されソース層よりも高不純物
濃度の他方の導電形のベースコンタクト層とを備え
ースコンタクト層とソース層とからエミッタ端子, コレ
クタ層からコレクタ端子, 絶縁ゲートからゲート端子をそれぞれ導出してなること
を特徴とする絶縁ゲートバイポーラトランジスタ。
A semiconductor region of one conductivity type, a base layer of another conductivity type diffused from a surface of the semiconductor region,
A source layer of one conductivity type diffused into its surface in the base layer, an insulated gate buried in a recess dug from the surface of the source layer through the base layer to reach the semiconductor region, A collector layer of the other conductivity type diffused from the surface of the semiconductor region on the side opposite to the insulated gate of the layer ;
Higher impurity than source layer diffused in contact with source layer
And a base contact layer of the other conductivity type concentration, base
An insulated gate bipolar transistor wherein an emitter terminal is derived from a source contact layer and a source layer, a collector terminal is derived from a collector layer, and a gate terminal is derived from an insulated gate.
【請求項2】凹所が溝からなり、該溝の両側壁に絶縁ゲ
ートが形成され、溝の両側にベース層、ソース層、ベー
スコンタクト層およびコレクタ層が形成されたことを特
徴とする請求項1記載の絶縁ゲートバイポーラトランジ
スタ。
2. The recess comprises a groove, and insulating grooves are provided on both side walls of the groove.
A base layer, a source layer, and a base layer are formed on both sides of the groove.
2. The insulated gate bipolar transistor according to claim 1 , wherein a contact layer and a collector layer are formed .
【請求項3】一方の導電形の半導体領域の表面からベー
ス層を他方の導電形で拡散する工程と、このベース層内
の表面にソース層を一方の導電形で拡散する工程と、ソ
ース層の表面内部のみからベース層を抜け半導体領域に
達する凹所を掘り込む工程と、この凹所に絶縁ゲートを
埋め込む工程と、ソース層の絶縁ゲートとは反対側の側
方の半導体領域の表面からコレクタ層を他方の導電形で
拡散する工程とを含むことを特徴とする絶縁ゲートバイ
ポーラトランジスタの製造方法。
3. A base from the surface of a semiconductor region of one conductivity type.
Diffusing the base layer with the other conductivity type, and
Diffusing the source layer in one conductivity type on the surface of the
Through the base layer only from inside the surface of the base layer to the semiconductor region
The process of digging a recess that reaches
Embedding process and the side of the source layer opposite to the insulated gate
From the surface of the other semiconductor region with the other conductivity type
Diffusion step.
A method for manufacturing a polar transistor.
【請求項4】一方の導電形の半導体領域の表面からベー
ス層を他方の導電形で拡散する工程と、このベース層内
の表面にソース層を一方の導電形で拡散する工程と、ソ
ース層の表面からベース層を抜け半導体領域に達する凹
所を掘り込む工程と、この凹所に絶縁ゲートを埋め込む
工程と、ソース層の絶縁ゲートとは反対側の側方の半導
体領域の表面からコレクタ層を他方の導電形で拡散する
工程と、コレクタ層と絶縁ゲートの間のベース層の表面
側にその周縁部と部分的に重なりかつソース層と接する
ように他方の導電形のベースコンタクト層を拡散する工
程とを含み、コレクタ層を拡散する工程とベースコンタ
クト層を拡散する工程とを同時に行うことを特徴とする
絶縁ゲートバイポーラトランジスタの製造方法。
4. A base from the surface of a semiconductor region of one conductivity type.
Diffusing the base layer with the other conductivity type, and
Diffusing the source layer in one conductivity type on the surface of the
From the surface of the base layer to the semiconductor region through the base layer
Digging a place and embedding an insulated gate in this recess
Process and semi-conductor on the side of the source layer opposite the insulated gate
Diffuses the collector layer from the surface of the body region with the other conductivity type
Process and surface of base layer between collector layer and insulated gate
Side partially overlaps its periphery and touches the source layer
To diffuse the base contact layer of the other conductivity type
And a step of diffusing the collector layer.
And the step of diffusing the target layer is performed simultaneously.
A method for manufacturing an insulated gate bipolar transistor.
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