ПОЛУПРОВОДНИКОВОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2015 года по МПК H01L27/04 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Методика, описанная здесь, относится к полупроводниковым устройствам.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Публикация Японской Патентной заявки №2008-53648 (Патентный документ 1) раскрывает полупроводниковое устройство, в котором диодная область и область биполярного транзистора с изолированным затвором (БТИЗ) сформированы на одной и той же полупроводниковой подложке. В диодной области катодный слой n-типа сформирован на задней стороне полупроводниковой подложки и в области БТИЗ коллекторный слой p-типа сформирован на задней стороне полупроводниковой подложки. Катодный слой и коллекторный слой входят в контакт друг с другом, и существует граница в граничной области между диодной областью и областью БТИЗ.

ДОКУМЕНТ УРОВНЯ ТЕХНИКИ

ПАТЕНТНЫЙ ДОКУМЕНТ

[0003] Патентный документ 1: Публикация Японской Патентной заявки №2008-53648 (JP 2008-53648 A).

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ПРОБЛЕМА, РЕШАЕМАЯ ИЗОБРЕТЕНИЕМ

[0004] В полупроводниковом устройстве, в котором диодная область и область БТИЗ сформированы на одной и той же полупроводниковой подложке, прямое напряжение в диодной области уменьшается положительными дырками, текущими со стороны области БТИЗ в сторону диодной области во время работы диода. Однако, когда управление для подачи напряжения затвора осуществляется в области БТИЗ во время работы диода, канал n-типа формируется от эмиттерного слоя до дрейфового слоя вдоль изолированного затвора в области БТИЗ. Когда канал сформирован, число положительных дырок, текущих со стороны области БТИЗ в сторону диодной области, уменьшается. В результате прямое напряжение в диодной области повышается и увеличиваются тепловые потери.

СРЕДСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ

[0005] Полупроводниковое устройство, раскрытое здесь, имеет диодную область и область БТИЗ, которые сформированы на одной и той же полупроводниковой подложке. Диодная область включает в себя: множество анодных слоев первого типа проводимости, которые открыты на поверхности полупроводниковой подложки и отделены друг от друга; слой тела диода первого типа проводимости, который сформирован на задней стороне анодного слоя и имеет более низкую концентрацию примеси первого типа проводимости, чем анодный слой; дрейфовый слой диода второго типа проводимости, который сформирован на задней стороне слоя тела диода; и катодный слой второго типа проводимости, который сформирован на задней стороне дрейфового слоя диода и имеет более высокую концентрацию примеси второго типа проводимости, чем дрейфовый слой диода. Область БТИЗ включает в себя: эмиттерный слой второго типа проводимости, который открыт на поверхности полупроводниковой подложки; множество контактных слоев тела первого типа проводимости, которые открыты на поверхности полупроводниковой подложки и отделены друг от друга; слой тела БТИЗ первого типа проводимости, который сформирован на задних сторонах эмиттерного слоя и контактного слоя тела и имеет более низкую концентрацию примеси первого типа проводимости, чем контактный слой тела; дрейфовый слой БТИЗ второго типа проводимости, который сформирован на задней стороне слоя тела БТИЗ; коллекторный слой первого типа проводимости, который сформирован на задней стороне дрейфового слоя БТИЗ; и электрод затвора БТИЗ, который обращен к слою тела БТИЗ в пределах интервала отделения эмиттерного слоя от дрейфового слоя БТИЗ изолирующей пленкой между ними. Анодный слой включает в себя по меньшей мере, один или более первых анодных слоев. Первый анодный слой сформирован в положении вблизи по меньшей мере области БТИЗ, и площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в каждом из первых анодных слоев больше, чем площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в контактном слое тела в непосредственной близости от диодной области.

[0006] В соответствии с описанным выше полупроводниковым устройством первый анодный слой сформирован в положении вблизи по меньшей мере области БТИЗ, и площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в каждом из первых анодных слоев больше, чем площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в контактном слое тела в непосредственной близости от диодной области. Соответственно, во время работы диода количество положительных дырок, инжектированных из первого анодного слоя в дрейфовый слой диода, увеличивается больше, чем количество положительных дырок, инжектированных из контактного слоя тела в дрейфовый слой БТИЗ. Количество положительных дырок, протекших из области БТИЗ, может быть относительно меньшим, чем количество положительных дырок, инжектированных из анодного слоя вблизи области БТИЗ, и, таким образом, флуктуации прямого напряжения в диодной области вследствие количества положительных дырок, протекших из области БТИЗ, могут быть предотвращены. Поскольку количество положительных дырок, протекших из области БТИЗ, снижено, то рост прямого напряжения в диодной области и увеличение тепловых потерь может быть предотвращено.

[0007] Описанное выше полупроводниковое устройство может дополнительно включать в себя по меньшей мере один или более вторых анодных слоев, которые сформированы в положении дальше от области БТИЗ, чем первый анодный слой. Площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в каждом из вторых анодных слоев может быть меньшей, чем площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в каждом из первых анодных слоев. Кроме того, площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в каждом из вторых анодных слоев может быть большей, чем площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в контактном слое тела в непосредственной близости от диодной области.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0008] Фиг.1 изображает вид в плане полупроводникового устройства в соответствии с Вариантом реализации 1.

Фиг.2 - вид сечения, взятого вдоль линии II-II на Фиг.1.

Фиг.3 - схема, иллюстрирующая состояние полупроводникового устройства в соответствии с Вариантом реализации 1 во время работы диода.

Фиг.4 - вид в плане полупроводникового устройства в соответствии с примером модификации.

Фиг.5 - вид в плане полупроводникового устройства в соответствии с примером модификации.

ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0009] В раскрытом здесь полупроводниковом устройстве, анодный слой включает в себя по меньшей мере один или более первых анодных слоев. Первый анодный слой сформирован в положении вблизи по меньшей мере области БТИЗ. Площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в каждом из первых анодных слоев больше, чем площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в контактном слое тела в непосредственной близости от диодной области. Следует отметить, что выражение "в непосредственной близости от диодной области" означает, где это сформировано в конце области БТИЗ и что расстояние до границы между областью БТИЗ и диодной областью является наименьшим. Кроме того, анодный слой, сформированный в "положении вблизи области БТИЗ" означает один или более анодных слоев, сформированных в ближайшем положении от границы между областью БТИЗ и диодной областью. Анодный слой, сформированный в "положении вблизи области БТИЗ", включает в себя анодный слой в непосредственной близости от области БТИЗ, и может дополнительно включать в себя один или более анодных слоев, которые сформированы в положении, дальше от области БТИЗ, чем описанный выше анодный слой. Таким образом, например, первые анодные слои могут быть расположены приблизительно от первого до третьего положения со стороны, близкой к границе между областью БТИЗ и диодной областью.

[0010] Например, хотя и без конкретных ограничений, когда и анодный слой и контактный слой тела сформированы для однородного пролегания вдоль продольного направления изолированного затвора, ширины изолированных затворов в первых анодных слоях в коротком направлении (направление, нормальное к продольному направлению) выполнены как большие, чем ширина в коротком направлении изолированного затвора контактного слоя тела в непосредственной близости от диодной области. Соответственно, площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в каждом из первых анодных слоев может быть сформирована как большая, чем площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в контактном слое тела в непосредственной близости от диодной области.

[0011] Описанное выше полупроводниковое устройство может включать в себя, по меньшей мере, один или более вторых анодных слоев, которые сформированы в положении дальше от области БТИЗ, чем первый анодный слой. Например, среди множества анодных слоев, первый анодный слой может быть сформирован приблизительно от первого до третьего положения от стороны, близкой к границе между областью БТИЗ и диодной областью, и второй анодный слой может быть сформирован в положении дальше от области БТИЗ, чем первый анодный слой. Площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в каждом из вторых анодных слоев может быть большей, чем приблизительно такой же, или меньшей, чем площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в контактном слое тела в непосредственной близости от диодной области. Например, площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в анодном слое может постепенно уменьшаться от стороны первого анодного слоя к стороне второго анодного слоя (то есть от ближней стороны к дальней стороне области БТИЗ). Когда площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в анодном слое изменяется в соответствии с расстоянием от области БТИЗ, например, площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки во втором анодном слое предпочтительно уменьшается, чтобы компенсировать увеличение площади в направлении плоскости полупроводниковой подложки в первом анодном слое. Количество инжектированных положительных дырок во всей диодной области может быть уменьшено до того же самого уровня или меньше, чем таковое для полупроводникового устройства с обычной структурой, и поэтому, например, объем структуры для контролирования времени жизни носителей, которые формируются в диодной области (например, дефект кристаллической решетки), может быть уменьшен. Кроме того, площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в каждом из первых анодных слоев и вторых анодных слоев может быть большей, чем площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в контактном слое тела в непосредственной близости от диодной области. Иначе говоря, во всем множестве анодных слоев, площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в каждом из анодных слоев может быть большей, чем площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в контактном слое тела в непосредственной близости от диодной области. Кроме того, площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в каждом множестве анодных слоев может быть приблизительно той же самой. Иначе говоря, площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в каждом множестве анодных слоев может быть той же самой, что и площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в каждом из первых анодных слоев.

[0012] Диодная область и область БТИЗ могут существовать как одна для каждой, или может существовать множество диодных областей и множество областей БТИЗ. Например, когда множество диодных областей существует в одной области БТИЗ или множество областей БТИЗ размещены поочередно, полупроводниковое устройство имеет множество границ между диодной областью и областью БТИЗ. В полупроводниковом устройстве, которое имеет множество границ между диодной областью и областью БТИЗ, влияние на характеристики полупроводникового устройства увеличивается вследствие движения носителей между диодной областью и областью БТИЗ. Таким образом, эффект улучшения характеристик полупроводника может быть в значительной степени достигнут посредством структуры в соответствии с настоящей заявкой, в которой площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в первом анодном слое больше, чем площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в контактном слое тела в непосредственной близости от диодной области. В полупроводниковом устройстве, которое имеет множество границ между диодной областью и областью БТИЗ, структура анодного слоя в соответствии с описанной выше настоящей заявкой, может быть применена вблизи, по меньшей мере, одной границы между диодной областью и областью БТИЗ.

[0013] Полупроводниковое устройство в соответствии с настоящей заявкой может включать в себя буферный слой в контакте с задней стороной дрейфового слоя, и коллекторный слой и катодный слой могут быть сформированы в контакте с задней стороной буферного слоя. Кроме того, изолированный затвор или фиктивный затвор может быть сформирован в диодной области.

[0014] Полупроводниковое устройство, раскрытое в настоящей заявке, может быть легко изготовлено при использовании обычных способов производства полупроводниковых устройств. Например, в процессе имплантации примесей для формирования анодного слоя, контактного слоя тела и т.п. они могут быть легко изготовлены посредством выбора формы масок для формирования рисунка.

Вариант реализации 1

[0015] (Полупроводниковое устройство)

Полупроводниковое устройство, показанное на Фиг.1 и 2, представляет собой RC-БТИЗ, в котором БТИЗ и диод сформированы на одной и той же полупроводниковой подложке 100. Следует отметить, что показанный на Фиг.1 вид в плане не содержит представление поверхностного электрода 101, сформированного на поверхности полупроводниковой подложки 100, и показывает поверхность полупроводниковой подложки 100. Кроме того, полупроводниковое устройство 1 имеет множество областей БТИЗ и множество диодных областей, которые расположены поочередно, и множество границ между областями БТИЗ и диодными областями. На Фиг.1 и 2 показана одна из границ между множеством областей БТИЗ и диодных областей и множество границ в полупроводниковом устройстве 1, каждая имеющая те же самые структуры, как и на Фиг.1 и 2.

[0016] Полупроводниковое устройство 1 включает в себя полупроводниковую подложку 100, фиктивный затвор 130, который сформирован на передней стороне полупроводниковой подложки 100, изолированный затвор 140 и поверхностную изолирующую пленку 145, поверхностный электрод 101, который входит в контакт с поверхностью полупроводниковой подложки 100, и электрод 102 задней стороны, который входит в контакт с задней стороной полупроводниковой подложки 100. Полупроводниковая подложка 100 включает в себя диодную область 11 и область 13 БТИЗ. Диодная область 11 включает в себя первую диодную область 11a и вторую диодную область 11b. Первая диодная область 11a расположена вблизи области 13 БТИЗ и сформирована между второй диодной областью 11b и областью 13 БТИЗ. Фиктивный затвор 130 и изолированный затвор 140 сформированы в полупроводниковой подложке 100 с приблизительно регулярным интервалом.

[0017] Полупроводниковая подложка 100 включает в себя контактный слой 135 тела p+-типа, эмиттерный слой 136 n+-типа, первый анодный слой 116 p+-типа и второй анодный слой 115, слой 114 тела диода p-типа, слой 134 тела БТИЗ p-типа, дрейфовый слой 113 n-типа, буферный слой 112 n-типа, катодный слой 111 n+-типа и коллекторный слой 117 p+-типа. Контактный слой 135 тела, эмиттерный слой 136, первый анодный слой 116 и второй анодный слой 115 открыты на поверхности полупроводниковой подложки 100. Слои 114 тела диода сформированы на задней стороне и боковой стороне первого анодного слоя 116 и второго анодного слоя 115. Слой 134 тела БТИЗ сформирован на задних сторонах контактного слоя 135 тела и эмиттерного слоя 136. Дрейфовый слой 113 сформирован на задних сторонах слоя 114 тела диода и слоя 134 тела БТИЗ. Буферный слой 112 сформирован на задней стороне дрейфового слоя 113. Катодный слой 111 и коллекторный слой 117 сформированы на задней стороне буферного слоя 112. Первый анодный слой 116 и второй анодный слой 115 имеют более высокую концентрацию примеси p-типа, чем слой 114 тела диода. Контактный слой 135 тела и коллекторный слой 117 имеют более высокую концентрацию примеси p-типа, чем слой 134 тела БТИЗ. В полупроводниковом устройстве 1, слой 114 тела диода и слой 134 тела БТИЗ имеют одну и ту же концентрацию примеси p-типа. Эмиттерный слой 136 и катодный слой 111 имеют более высокую концентрацию примеси p-типа, чем дрейфовый слой 113 и буферный слой 112, и буферный слой 112 имеет более высокую концентрацию примеси p-типа, чем дрейфовый слой 113. В полупроводниковом устройстве 1 дрейфовый слой диода и дрейфовый слой БТИЗ сформированы как один слой (дрейфовый слой 113). Для дрейфового слоя 113 часть, которая включена в диодную область 11, представляет собой дрейфовый слой диода и часть, которая включена в область 13 БТИЗ, представляет собой дрейфовый слой БТИЗ.

[0018] Как показано на Фиг.1, в первой диодной области 11a, первый анодный слой 116 и поверхностная часть 114a (часть слоя 114 тела диода, которая открыта на поверхности полупроводниковой подложки 100) открыты на поверхности полупроводниковой подложки 100, и каждая из них входит в контакт с поверхностным электродом 101. Во второй диодной области 11b второй анодный слой 115 и поверхностная часть 114b (часть слоя 114 тела диода, которая открыта на поверхности полупроводниковой подложки 100) открыты на поверхности полупроводниковой подложки 100, и каждая из них входит в контакт с поверхностным электродом 101. В диодной области 11 катодный слой 111 открыт на задней стороне полупроводниковой подложки 100 и входит в контакт с электродом 102 задней стороны.

[0019] Кроме того, в области 13 БТИЗ контактный слой 135 тела и эмиттерный слой 136 открыты на поверхности полупроводниковой подложки 100 и входят в контакт с поверхностным электродом 101. В области 13 БТИЗ коллекторный слой 117 открыт на задней стороне полупроводниковой подложки 100 и входит в контакт с электродом задней стороны 102.

[0020] В диодной области 11 сформирован фиктивный затвор 130, который проходит через слой 114 тела диода от передней стороны полупроводниковой подложки 100 и достигает дрейфового слоя 113. Фиктивный затвор 130 включает в себя изолирующую пленку 132 фиктивного затвора, которая сформирована на внутренней стенке канавки 131, которая сформирована на передней стороне полупроводниковой подложки 100, и электрод 133 фиктивного затвора, который покрыт изолирующей пленкой 132 фиктивного затвора и заполняет канавку 131. Фиктивный затвор 130 входит в контакт со слоем 114 тела диода. Электрод 133 фиктивного затвора электрически соединяется с поверхностным электродом 101.

[0021] В области 13 БТИЗ сформирован изолированный затвор 140, который проходит через слой 134 тела БТИЗ от передней стороны полупроводниковой подложки 100 и достигает дрейфового слоя 113. Изолированный затвор 140 включает в себя изолирующую пленку 142 затвора, которая сформирована на внутренней стенке канавки 141, которая сформирована на передней стороне полупроводниковой подложки 100, и электрод 143 затвора, который покрыт изолирующей пленкой 142 затвора и заполняет канавку 141. Изолированный затвор 140 входит в контакт со слоем 134 тела БТИЗ, который является частью, отделяющей эмиттерный слой 136 от дрейфового слоя 113. Электрод 143 затвора отделен от поверхностного электрода 101 поверхностной изолирующей пленкой 145.

[0022] Как показано на Фиг.1, первый анодный слой 116, второй анодный слой 115, контактный слой 135 тела и эмиттерный слой 136 продолжаются вдоль продольного направления фиктивного затвора 130 или изолированного затвора 140 (показанное на Фиг.1 направление Y), и ширины фиктивного затвора 130 и изолированного затвора 140 в коротком направлении (показанное на Фиг.1 направление X) приблизительно однородны вдоль продольного направления фиктивного затвора 130 или изолированного затвора 140. Анодные слои в двух рядах, которые расположены в конце диодной области 11 и вблизи области 13 БТИЗ, являются первым анодным слоем 116. Анодный слой, который расположен у центральной стороны диодной области 11 и сформирован в положении дальше от области БТИЗ, чем первый анодный слой 116, является вторым анодным слоем 115. Ширина D1 второго анодного слоя 115 в направлении X приблизительно та же самая, что и ширина D3 контактного слоя 135 тела в направлении X, и ширина D2 первого анодного слоя 116 в направлении X больше, чем ширина D1 и ширина D3. Первый анодный слой 116, второй анодный слой 115 и контактный слой 135 тела продолжаются вдоль направления Y, и, таким образом, поскольку ширина в направлении X больше, то и площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки становится больше. Иначе говоря, площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в первом анодном слое 116 больше, чем площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки во втором анодном слое 115 или контактном слое 135 тела. Ширина первой части 114a поверхности слоя тела в направлении X меньше, чем ширина поверхностной части 114b в направлении X. Ширина эмиттерного слоя 136 в направлении X приблизительно та же самая, что и ширина поверхностной части 114b в направлении X.

[0023] Далее описывается работа полупроводникового устройства 1.

<В течение Работы БТИЗ>

Когда электрический потенциал Va электрода 102 задней стороны устанавливается как больший, чем электрический потенциал Vb поверхностного электрода 101 (Va>Vb), и положительное напряжение (положительное смещение) подается на электроды 133, 143 затвора, то вблизи изолированного затвора 140 в слое 134 тела БТИЗ формируется канал. Электрон, который является основным носителем, инжектируется из эмиттерного слоя 136 в дрейфовый слой 113 через канал. Кроме того, положительная дырка инжектируется из коллекторного слоя 117 в дрейфовый слой 113. Когда положительная дырка, которая является неосновным носителем, инжектируется в дрейфовый слой 113, возникает модуляция проводимости в дрейфовом слое 113, и сопротивление в дрейфовом слое 113 уменьшается. В результате движения электрона и положительной дырки ток БТИЗ течет от задней стороны (сторона коллекторного слоя 117) к передней стороне (сторона эмиттерного слоя 136) полупроводниковой подложки 100.

[0024] <В течение Работы Диода>

Затем, когда электрический потенциал Va электрода 102 задней стороны устанавливается как меньший, чем электрический потенциал Vb поверхностного электрода 101 (Va<Vb), как показано сплошными линиями на Фиг.3, в диодной области 11, положительная дырка инжектируется из первого анодного слоя 116 и второго анодного слоя 115 через слой 114 тела диода в дрейфовый слой 113. Следовательно, диодный ток (обратный ток) течет со стороны первого анодного слоя 116 и второго анодного слоя 115 к стороне катодного слоя 111. В это время также в области 13 БТИЗ, смежной с диодной областью 11, как показано пунктирной линией на Фиг.3, положительная дырка инжектируется из контактного слоя 135 тела через слой 114 тела диода в дрейфовый слой 113. Положительная дырка, инжектированная от контактного слоя тела, движется к катодному слою 111 в диодной области 11. Прямое напряжение в диодной области 11, уменьшается посредством положительной дырки, инжектированной из контактного слоя тела.

[0025] Когда положительное напряжение приложено к электроду 133 затвора во время работы диода, канал n-типа формируется вблизи изолированного затвора 140 в слое 134 тела БТИЗ для области 13 БТИЗ. Посредством электрона, инжектированного в дрейфовый слой 113 через канал n-типа, положительная дырка, инжектированная из контактного слоя тела, оказывается скомпенсированной. В результате количество положительных дырок, которые инжектируются из контактного слоя тела и движутся к катодному слою 111 в диодной области 11, уменьшается.

[0026] В этом варианте реализации площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в первом анодном слое 116 в двух рядах, смежных с областью 13 БТИЗ, больше, чем площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки во втором анодном слое 115 или контактном слое 135 тела. Соответственно, в первой диодной области 11a количество положительных дырок, инжектированных из первого анодного слоя 116 в дрейфовый слой 113, увеличивается, и положительных дырок, инжектированных из контактного слоя 135 тела, как показано пунктирной линией на Фиг.3, может быть относительно меньше, чем положительных дырок, инжектированных из первого анодного слоя 116, и второго анодного слоя 115, как показано сплошными линиями на Фиг.3. Кроме того, множество положительных дырок инжектируется из первого анодного слоя 116 и, таким образом, прямое напряжение в диодной области 11 может быть уменьшено. Поскольку число положительных дырок, инжектированных из контактного слоя 135 тела, может быть уменьшено, подъем прямого напряжения в диодной области и увеличение тепловых потерь может быть предотвращено.

[0027] (Пример Модификации)

В вышеупомянутом варианте реализации рассмотрен и описан случай, когда только первый анодный слой, расположенный вблизи области БТИЗ в диодной области, имеет большую ширину; однако настоящее изобретение не ограничено этим случаем. Например, во всей диодной области, ширина анодного слоя может быть большей, чем таковая для контактного слоя тела. Иначе говоря, подобно полупроводниковому устройству 2, показанному на Фиг.4, диодная область 21, в которую может быть включен полностью сформированный анодный слой 216, который имеет ту же самую ширину D2, как и первый анодный слой 116, показанный на Фиг.1. Подобно Фиг.1 ширина D2 анодного слоя 216 в направлении X больше, чем ширина D1 контактного слоя 135 тела, и площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в анодном слое 216 больше, чем площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в контактном слое 135 тела. Другие структуры такие же, что и таковые для полупроводникового устройства 1, показанного на Фиг.1, и, таким образом, дополнительные описания не повторяются. Во всей диодной области 21, площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в анодном слое 216 больше, чем площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в контактном слое 135 тела, и, таким образом, влияние положительных дырок, которые движутся от контактного слоя 135 тела к стороне диодной области 21, может быть уменьшено дополнительно. Следовательно, эффекты уменьшения степени подъема прямого напряжения и тепловые потери вследствие положительных дырок, инжектированных из контактного слоя 135 тела, могут быть достигнуты более успешно.

[0028] Дополнительно, в вышеупомянутом варианте реализации был рассмотрен и описан случай, когда анодный слой, контактный слой тела и эмиттерный слой вытянуты вдоль продольного направления изолированного затвора и ширина изолированного затвора в коротком направлении приблизительно однородна; однако формы анодного слоя, контактного слоя тела и эмиттерного слоя не ограничены таковыми. Когда площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в анодном слое вблизи области БТИЗ может быть выполнена большей, чем площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в контактном слое тела в непосредственной близости от диодной области, формы анодного слоя, контактного слоя тела и эмиттерного слоя никак специально не ограничены. Например, как показано на Фиг.5, в области БТИЗ 33, многозвенный эмиттерный слой 336 может быть сформирован между изолированными затворами 140, и контактные слои 335 тела могут быть сформированы в многозвенной форме эмиттерного слоя 336. В диодной области 31, первый анодный слой 316 вблизи области 33 БТИЗ вытянут, подобно показанному на Фиг.1, вдоль продольного направления фиктивного затвора 130. Площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в первом анодном слое 316 больше, чем сумма площадей направления плоскости полупроводниковой подложки в контактных слоях 335 тела, сформированных между смежными изолированными затворами 140. Другие структуры - такие же, что и таковые для полупроводникового устройства 1, показанного на Фиг.1 и, таким образом, дополнительные описания не повторяются.

[0029] Хотя настоящее изобретение было описано подробно в связи с его примерными вариантами реализации, следует понимать, что эти примеры исключительно иллюстративны, и формула настоящего изобретения не ограничена этими примерами. Методики, раскрытые в формуле настоящего изобретения, предназначены для охвата различных модификаций и изменений описанных выше примерных вариантов реализации.

[0030] Кроме того, технические элементы, которые раскрыты в описании и на чертежах, показывают их техническую применимость, по отдельности или в различных комбинациях и конфигурациях, и она не ограничивается комбинациями и конфигурациями, раскрытыми в формуле во время подачи данной заявки. Методики, показанные в спецификации и на чертежах, могут достигать множества целей одновременно, и достижение одной из этих целей само по себе имеет техническую применимость.

В полупроводниковом устройстве диодная область и область БТИЗ сформированы на одной и той же полупроводниковой подложке. Диодная область включает в себя множество анодных слоев первого типа проводимости, открытых на поверхности полупроводниковой подложки и отделенных друг от друга. Область БТИЗ включает в себя множество контактных слоев тела первого типа проводимости, которые открыты на поверхности полупроводниковой подложки и отделены друг от друга. Анодный слой включает в себя по меньшей мере один или более первых анодных слоев. Первый анодный слой сформирован в положении вблизи по меньшей мере области БТИЗ, и площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в каждом из первых анодных слоев больше, чем площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в контактном слое тела в непосредственной близости от диодной области. В изобретении рост прямого напряжения в диодной области и увеличение тепловых потерь предотвращены. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Полупроводниковое устройство, отличающееся тем, что содержит:
диодную область, включающую в себя:
множество анодных слоев первого типа проводимости, которые открыты на поверхности полупроводниковой подложки и отделены друг от друга;
слой тела диода первого типа проводимости, который сформирован на задней стороне анодного слоя и имеет более низкую концентрацию примеси первого типа проводимости, чем анодный слой;
дрейфовый слой диода второго типа проводимости, который сформирован на задней стороне слоя тела диода; и
катодный слой второго типа проводимости, который сформирован на задней стороне дрейфового слоя диода и имеет более высокую концентрацию примеси второго типа проводимости, чем дрейфовый слой диода, и
область БТИЗ, которая сформирована на той же полупроводниковой подложке, что и диодная область,
причем область БТИЗ включает в себя:
эмиттерный слой второго типа проводимости, который открыт на поверхности полупроводниковой подложки;
множество контактных слоев тела первого типа проводимости, которые открыты на поверхности полупроводниковой подложки и отделены друг от друга;
слой тела БТИЗ первого типа проводимости, который сформирован на задних сторонах эмиттерного слоя и контактного слоя тела и имеет более низкую концентрацию примеси первого типа проводимости, чем контактный слой тела;
дрейфовый слой БТИЗ второго типа проводимости, который сформирован на задней стороне слоя тела БТИЗ;
коллекторный слой первого типа проводимости, который сформирован на задней стороне дрейфового слоя БТИЗ; и
электрод затвора БТИЗ, который обращен к слою тела БТИЗ в пределах интервала отделения эмиттерного слоя от дрейфового слоя БТИЗ изолирующей пленкой между ними,
причем анодный слой включает в себя по меньшей мере один или более первых анодных слоев,
один или более первых анодных слоев сформированы в положении, вблизи по меньшей мере области БТИЗ,
площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в каждом из первых анодных слоев больше, чем площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в контактном слое тела в непосредственной близости от диодной области,
анодный слой дополнительно включает в себя по меньшей мере один или более вторых анодных слоев, которые сформированы в положении дальше от области БТИЗ, чем один или более первых анодных слоев, и
площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в каждом из вторых анодных слоев меньше, чем площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в каждом из первых анодных слоев.

2. Полупроводниковое устройство по п. 1, в котором площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в каждом из вторых анодных слоев больше, чем площадь в направлении плоскости полупроводниковой подложки в контактном слое тела в непосредственной близости от диодной области.