[发明专利]绝缘栅双极性晶体管

说明书

技术领域

本发明涉及一种绝缘栅双极性晶体管。

背景技术

使用IGBT(Insulated-Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极性晶体管)作为电力电子领域的开关元件。

IGBT大致分为PT(Punch Through：穿通型)结构和NPT(NonPunch Through：非穿通型)结构。

PT结构使用半导体衬底作为集电极层，在该半导体衬底上依次外延生长缓冲层、漂移层。当要求耐高压时，漂移层需要具有与此相应的厚度。因此，导致因漂移层的外延生长而产生的成本增加。

与此相对，在NPT结构中，研磨FZ(Float Zoning：悬浮区熔法)法生长的晶圆来形成漂移层。由此，即使要求耐高压，也能够抑制制造成本的增加。

然而，在NPT结构中，通过将低掺杂量的P+型的杂质注入到漂移层来形成集电极层。因此，NPT结构与PT结构相比，从集电极层注入到漂移层的空穴的量下降几位数。在这种情况下，不能忽视从发射极电极排出空穴的量。

为了解决这些问题，以往也尝试过抑制空穴的排出。例如，在专利文献1中公开了以下结构：在相邻的沟槽之间的第一区域内，通过连接发射极区域与发射极电极来将该区域设为主单元，另一方面，在相邻的沟槽之间的与第一区域不同的第二区域内，通过在发射极区域与发射极电极之间形成层间绝缘膜来将该区域设为虚设单元。在IGBT导通的状态下，空穴应该从集电极侧注入到基极层，但是由于这种结构而主单元的面积减少，因此空穴难以通过主单元排出到发射极侧。

专利文献1：日本特开平8-167716号公报

发明内容

发明要解决的问题

这样，在专利文献1所涉及的发明中，通过积极地减少主单元的面积比率，抑制空穴向发射极侧排出的排出量来保持空穴的累积量，从而能够促进基极层的电导率调制。

但是，在该以往技术中，由于主单元的面积比率减少，因此导致电流密度下降。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于在IGBT中能够一边抑制电流密度的下降一边提高空穴的累积效果。

用于解决问题的方案

为了达到上述目的，本发明的绝缘栅双极性晶体管的特征在于，包括：第一导电型漂移层；绝缘栅极，其在上述漂移层的一主面侧形成为向第一方向延伸的形状且并行地排列在第二方向上，该第二方向与上述第一方向垂直相交；第二导电型基极区域，其形成于被一对上述绝缘栅极所夹的栅极之间的区域内；第一导电型发射极区域，其与上述绝缘栅极相邻地形成在上述基极区域内；发射极电极，其与上述发射极区域相连接；第二导电型集电极层，其形成于上述漂移层的另一主面侧；以及集电极电极，其与上述集电极层相连接，其中，上述基极区域沿着上述第一方向被上述漂移层分离成多个区域，上述漂移层与上述发射极电极被绝缘。

发明的效果

能够提供一种抑制电流密度下降并且提高了空穴的累积效果的IGBT。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式所涉及的IGBT的俯视图。

图2是图1的IGBT的沿A-A’线的截面图。

图3是图1的IGBT的沿B-B’线的截面图。

图4是图1的IGBT的沿C-C’线的截面图。

图5是图1的IGBT的沿D-D’线的截面图。

图6是本发明的第二实施方式所涉及的IGBT的截面图。

图7是本发明的第三实施方式所涉及的IGBT的俯视图。

图8是图2的IGBT的沿E-E’线的截面图。

附图标记说明

1A～1C：IGBT；2：漂移层；3：基极区域；4：发射极区域；5：体区域；6：保护环(Guard Ring)；7：栅极电极；8：栅极引绕布线；9：发射极电极；10：层间绝缘膜；11：集电极层；12：集电极电极；13：空穴排出抑制区域。

具体实施方式

下面，详细说明本发明的实施方式。

[实施例1]

首先，参照图1～5来具体说明本发明的第一实施方式所涉及的IGBT 1A的结构。图1是IGBT的俯视图。另外，图2、3、4以及5分别是图1的IGBT的沿A-A’、B-B’、C-C’、D-D’线的截面图。