特許
J-GLOBAL ID：200903037181653082
高電圧絶縁ゲートバイポーラスイッチ
発明者：
出願人/特許権者：
代理人 (6件)：
社本 一夫
, 増井 忠弐
, 小林 泰
, 千葉 昭男
, 富田 博行
, 大塚 就彦
公報種別：公表公報
出願番号（国際出願番号）：特願2002-533380
公開番号（公開出願番号）：特表2004-511105
出願日： 2001年09月21日
公開日（公表日）： 2004年04月08日
要約：
絶縁ゲートバイポーラスイッチは、いくつかのフローティングメサ(118)及びトレンチゲート(116)と交互嵌合したいくつかのトレンチIGBT構造(105)を含む。IGBTメサ幅とフローティングメサ幅は異なり、これによってスイッチは、所望のVFD、SCSOA及びRBSOAの値を提供することが可能になる。好ましい実施形態では、IGBTメサは幅が広く、フローティングメサは幅が狭い。トレンチゲートの底部に沿って形成される蓄積チャネル(152)は、電子注入効率を向上させ、VFDを低く維持する。広いIGBTメサといくつかのフローティングメサは、反転チャネル密度を低減し、したがって飽和レベルを下げ、それによってSCSOAを改善する。狭いフローティングメサは一様性を改善し、逆バイアス誘導電場のピークを下げ、それによってRBSOAと逆破壊電圧特性を改善する。RBSOAと逆破壊電圧特性は、IGBTメサにおいて、トレンチゲートの底部をPベース領域の深度まで延長することによって、さらに改善される。メサ幅と、単位セルあたりのフローティングメサの数とは、所望の特性を有するスイッチを提供するように、必要に応じて調節される。
請求項（抜粋）：
絶縁ゲートバイポーラスイッチであって、
P層(102)と、
前記P層と接し、コレクタ接続をこのスイッチに提供する第1電極(104)と、
前記コレクタと対向する、前記P層の上のN-ドリフト層(100)と、
前記N-ドリフト層内に凹んだ複数のゲート(116)であって、それぞれがトレンチ構成に配置されており、
前記トレンチの側壁及び底部を形成する酸化物層(120、122)と、
前記トレンチの中にあり、前記トレンチの上部に印加された電圧を前記酸化物層に伝える導電材料(124)と、
を備えている複数のゲート(116)と、
前記トレンチそれぞれの中の前記導電材料と接し、ゲート接続をこのスイッチに提供する第2電極(126)と、
それぞれが上面にわたる酸化物層を有しており、前記トレンチゲートのそれぞれの対の間に挟まれた複数のフローティングメサ(118)と、
少なくとも1つのIGBT構造(105)であって、それぞれが、
前記N-ドリフト層上のPベース領域(106)と、
オーミックコンタクトを前記Pベース領域に提供する、前記Pベース領域上のP+領域(110)と、
前記Pベース領域の一部と接するN+領域(108)であって、前記Pベース領域と前記P+領域とこのN+領域とは、1対の前記トレンチゲートの間に挟まれて導電メサを形成しており、前記Pベース領域及びN+領域は、前記導電メサに隣接する前記トレンチゲートの少なくとも1つと接するように構成されている、N+領域(108)と、
を備えている少なくとも1つのIGBT構造(105)と、
前記少なくとも1つのIGBT構造のそれぞれのP+オーミックコンタクトとN+領域とに接し、エミッタ接続をこのスイッチに提供する第3電極(112)と、
を備えており、前記導電メサはそれぞれが、前記導電メサに隣接するトレンチゲートの間の距離によって画定された幅を有し、前記フローティングメサのそれぞれの幅は前記導電メサの幅とは異なり、
前記エミッタ接続に関して正である電圧を前記ゲート接続に印加すると、前記Pベース領域にわたる反転チャネル(150)と前記N-ドリフト層にあり前記トレンチゲート底部に隣接する蓄積チャネル(152)とが形成され、前記コレクタと前記エミッタとの間の電圧が十分に高いときには、前記反転チャネルは、前記N+領域から前記N-ドリフト層内に電子を注入してこのスイッチをオンにすることを可能にする導電性経路を、前記N+領域と前記N-ドリフト層との間に提供し、よって電流が前記IGBT構造を介して前記コレクタ接続と前記エミッタ接続との間に流れることが可能になり、ゼロ又は負のゲート電圧が前記反転チャネルを排除し、このスイッチを介する導通を終了させるように構成されていることを特徴とする絶縁ゲートバイポーラスイッチ。
IPC (1件)：
FI (6件)：
H01L29/78 655F
, H01L29/78 652H
, H01L29/78 652N
, H01L29/78 652S
, H01L29/78 653A
, H01L29/78 655G
