特開 2024-130276 半導体装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024130276

(43)【公開日】2024-09-30

(54)【発明の名称】半導体装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 29/739 20060101AFI20240920BHJP

   H01L 29/78 20060101ALI20240920BHJP

   H01L 29/06 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

H01L29/78 655F

H01L29/78 653A

H01L29/78 652P

H01L29/06 301V

H01L29/06 301G

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023039910

(22)【出願日】2023-03-14

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】村上 浩一

(57)【要約】

【課題】 中間領域での電流集中を抑制する。
【解決手段】 半導体装置であって、半導体基板が素子領域と中間領域と外周領域を有する。素子領域内に、ゲート型のゲート電極と、エミッタ電極が設けられている。素子領域が、ｎ型のエミッタ領域と、エミッタ電極にオーミック接触しているｐ型のコンタクト領域と、ｐ型のボディ領域を有する。中間領域が、半導体基板の上面からボディ領域の下端よりも下側の位置まで伸びており、外周側からボディ領域に接するｐ型のディープ領域を有する。半導体基板が、素子領域、中間領域、及び、外周領域に跨って伸びるｎ型のドリフト領域及びｐ型のコレクタ領域を有する。エミッタ電極が、ディープ領域に対するコンタクト部を有していない。ディープ領域が、ボディ領域に対して外周側から接する低濃度領域と、低濃度領域に対して外周側から接する高濃度領域、を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体装置であって、
絶縁ゲートバイポーラトランジスタが設けられている素子領域（２０）と、前記素子領域の外周側に配置されている中間領域（５０）と、前記中間領域の外周側に設けられている外周領域（６０）を有し、前記素子領域内の上面にトレンチ（２２）が設けられている半導体基板と、
前記トレンチの内面を覆うゲート絶縁膜（２４）と、
前記トレンチ内に配置されており、前記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ゲート電極（２６）と、
前記素子領域内の前記上面に接するエミッタ電極（７２）、
を有し、
前記素子領域が、
前記トレンチの側面で前記ゲート絶縁膜に接し、前記エミッタ電極にオーミック接触しているｎ型のエミッタ領域（３０）と、
前記エミッタ電極にオーミック接触しているｐ型のコンタクト領域（３２）と、
前記コンタクト領域よりも低いｐ型不純物濃度を有するｐ型領域であり、前記エミッタ領域と前記コンタクト領域に接しており、前記エミッタ領域よりも下側の前記トレンチの前記側面で前記ゲート絶縁膜に接するボディ領域（３４）、
を有し、
前記中間領域が、前記半導体基板の前記上面から前記ボディ領域の下端よりも下側の位置まで伸びており、外周側から前記ボディ領域に接するｐ型のディープ領域（５０）を有し、
前記半導体基板が、
前記素子領域、前記中間領域、及び、前記外周領域に跨って伸び、前記ボディ領域と前記ディープ領域に対して下側から接しているｎ型のドリフト領域（３６）と、
前記素子領域、前記中間領域、及び、前記外周領域に跨って伸び、前記ドリフト領域の下側に配置されているｐ型のコレクタ領域（４０）、
を有し、
前記エミッタ電極が、前記ディープ領域に対するコンタクト部を有しておらず、
前記ディープ領域が、
前記ボディ領域に対して外周側から接するｐ型の低濃度領域（５２ａ）と、
前記低濃度領域に対して外周側から接し、前記低濃度領域よりも高いｐ型不純物濃度を有するｐ型の高濃度領域（５２ｂ）、
を有する、
半導体装置。

【請求項2】

前記コンタクト領域が、前記トレンチと前記ディープ領域の間の位置に設けられており、
前記素子領域から前記外周領域に向かう方向における前記コンタクト領域と前記ディープ領域の間の間隔が１６μｍ以上であり、
前記方向における前記低濃度領域の幅が１５５μｍ以上であり、
前記低濃度領域のｐ型不純物濃度が５×１０^１６ｃｍ^－３以下である、
請求項１の半導体装置。

【請求項3】

前記高濃度領域の下端が前記低濃度領域の下端よりも下側に位置しており、
前記低濃度領域の下面の外周部に前記高濃度領域が接している、
請求項１または２の半導体装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示の技術は、半導体装置に関する。

【0002】

特許文献１には、絶縁ゲート電界効果トランジスタを有する半導体装置が開示されている。以下では、絶縁ゲート電界効果トランジスタをＩＧＢＴ（insulated gate bipolar transistor）という場合がある。この半導体装置は、ＩＧＢＴ設けられた素子領域と、耐圧構造が設けられた外周領域と、これらの間に設けられた中間領域を有する。中間領域には、ｐ型ウェル領域（以下、ディープ領域という）が設けられている。ディープ領域は、素子領域内のボディ領域（すなわち、ＩＧＢＴのボディ領域）に外周側から接している。エミッタ電極は、素子領域の近傍においてディープ領域の上面に接するコンタクト部を有している。ボディ領域の下部、ディープ領域の下部及び外周領域に跨ってｎ型のドリフト領域が分布している。また、ドリフト領域の下部にｐ型のコレクタ領域が設けられている。

【0003】

ＩＧＢＴのオン状態においては、ドリフト領域内にホールが存在している。ＩＧＢＴがターンオフするときに、ドリフト領域内のホールがエミッタ電極へ排出される。このとき、外周領域及び中間領域内のドリフト領域に存在するホールは、ディープ領域を通ってエミッタ電極のコンタクト部へ流れる。特許文献１では、コンタクト部の抵抗を高くすることで、ホールによる電流がディープ領域に集中して流れることを防止している。これにより、半導体装置のアバランシェ耐量が向上される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－０８７７３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の技術を用いた場合でも、中間領域内での電流集中を十分に抑制できない場合があった。本明細書では、中間領域内での電流集中をより効果的に抑制する技術を提案する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本明細書が開示する半導体装置は、半導体基板と、ゲート絶縁膜と、ゲート電極と、エミッタ電極、を有する。前記半導体基板が、絶縁ゲートバイポーラトランジスタが設けられている素子領域と、前記素子領域の外周側に配置されている中間領域と、前記中間領域の外周側に設けられている外周領域を有しする。前記素子領域内の前記半導体基板の上面にトレンチが設けられている。前記ゲート絶縁膜は、前記トレンチの内面を覆っている。前記ゲート電極は、前記トレンチ内に配置されており、前記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。前記エミッタ電極は、前記素子領域内の前記上面に接している。前記素子領域が、エミッタ領域と、コンタクト領域と、ボディ領域、を有する。前記エミッタ領域は、前記トレンチの側面で前記ゲート絶縁膜に接し、前記エミッタ電極にオーミック接触しているｎ型領域である。前記コンタクト領域は、前記エミッタ電極にオーミック接触しているｐ型領域である。前記ボディ領域は、前記コンタクト領域よりも低いｐ型不純物濃度を有するｐ型領域であり、前記エミッタ領域と前記コンタクト領域に接しており、前記エミッタ領域よりも下側の前記トレンチの前記側面で前記ゲート絶縁膜に接している。前記中間領域が、前記半導体基板の前記上面から前記ボディ領域の下端よりも下側の位置まで伸びており、外周側から前記ボディ領域に接するｐ型のディープ領域を有している。前記半導体基板が、ドリフト領域とコレクタ領域を有する。前記ドリフト領域は、前記素子領域、前記中間領域、及び、前記外周領域に跨って伸び、前記ボディ領域と前記ディープ領域に対して下側から接しているｎ型領域である。前記コレクタ領域は、前記素子領域、前記中間領域、及び、前記外周領域に跨って伸び、前記ドリフト領域の下側に配置されているｐ型領域である。前記エミッタ電極が、前記ディープ領域に対するコンタクト部を有していない。前記ディープ領域が、前記ボディ領域に対して外周側から接するｐ型の低濃度領域と、前記低濃度領域に対して外周側から接するとともに前記低濃度領域よりも高いｐ型不純物濃度を有するｐ型の高濃度領域、を有する。

【0007】

この半導体装置では、エミッタ電極がディープ領域に対するコンタクト部を有していない。したがって、ＩＧＢＴのターンオフ時にディープ領域へのホールの流入が抑制される。ホールは、ドリフト領域からディープ領域とボディ領域を通ってコンタクト領域へ流れる第１経路と、ディープ領域を迂回してドリフト領域からボディ領域を通ってコンタクト領域へ流れる第２経路に分岐して流れる。ディープ領域が低濃度領域を有するので、第１経路の抵抗が高い。このため、ホールが第１経路と第２経路に分散して流れ易く、中間領域内での電流集中が抑制される。また、この半導体装置では、低濃度領域の外周側に高濃度領域が設けられている。したがって、ＩＧＢＴのターンオフ時に高濃度領域から外周領域へ空乏層が伸び易い。すなわち、ディープ領域に低濃度領域を設けても、外周領域へ空乏層を十分に伸展させることができる。したがって、この構成によれば、外周領域において高い耐圧を確保できる。この構成によれば、信頼性が高い半導体装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】半導体装置１０の平面図。

【図2】図１のＩＩ－ＩＩ線における半導体装置の断面図。

【図3】間隔Ｗｃと電流密度Ｃｄの関係を示すグラフ。

【図4】幅Ｗ５２ａと電流密度Ｃｄの関係を示すグラフ。

【図5】第１変形例の半導体装置の断面図。

【図6】第２変形例の半導体装置の断面図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本明細書が開示する一例の半導体装置では、前記コンタクト領域が、前記トレンチと前記ディープ領域の間の位置に設けられていてもよい。前記素子領域から前記外周領域に向かう方向における前記コンタクト領域と前記ディープ領域の間の間隔が１６μｍ以上であってもよい。前記方向における前記低濃度領域の幅が１５５μｍ以上であってもよい。前記低濃度領域のｐ型不純物濃度が５×１０^１６ｃｍ^－３以下であってもよい。

【0010】

この構成によれば、中間領域内での電流集中をより効果的に抑制できる。

【0011】

本明細書が開示する一例の半導体装置では、前記高濃度領域の下端が前記低濃度領域の下端よりも下側に位置していてもよい。前記低濃度領域の下面の外周部に前記高濃度領域が接していてもよい。

【0012】

図１、２に示す実施形態の半導体装置１０は、半導体基板１２を有している。半導体基板１２は、シリコンまたはその他の半導体によって構成されている。半導体基板１２は、素子領域２０、中間領域５０、及び、外周領域６０を有している。素子領域２０は、ＩＧＢＴが設けられている領域である。図１に示すように半導体基板１２を上から見たときに、素子領域２０は、半導体基板１２の中央部に設けられている。中間領域５０は、後述するディープ領域５２が設けられている領域である。中間領域５０は、素子領域２０の外周側（すなわち、半導体基板１２の外周面１２ｃに近い側）に設けられている。図１に示すように半導体基板１２を上から見たときに、中間領域５０は、素子領域２０の周囲を一巡している。外周領域６０は、半導体基板１２の外周面１２ｃに隣接する領域である。外周領域６０は、中間領域５０の外周側に設けられている。図１に示すように半導体基板１２を上から見たときに、外周領域６０は、中間領域５０の周囲を一巡している。すなわち、中間領域５０は素子領域２０と外周領域６０の間に配置されている。

【0013】

図２に示すように、素子領域２０内の半導体基板１２の上面１２ａに複数のトレンチ２２が設けられている。上面１２ａにおいて各トレンチ２２は互いに平行に伸びている。各トレンチ２２の内面は、ゲート絶縁膜２４によって覆われている。各トレンチ２２内に、ゲート電極２６が配置されている。各ゲート電極２６は、ゲート絶縁膜２４によって半導体基板１２から絶縁されている。ゲート電極２６の上面は、層間絶縁膜７０によって覆われている。半導体基板１２の上部にエミッタ電極７２が配置されている。エミッタ電極７２は、素子領域２０内に配置されている。エミッタ電極７２は、層間絶縁膜７０と半導体基板１２の上面１２ａを覆っている。層間絶縁膜７０によってエミッタ電極７２はゲート電極２６から絶縁されている。層間絶縁膜７０が存在しない範囲で、エミッタ電極７２は上面１２ａに接している。半導体基板１２の下部にコレクタ電極７４が配置されている。コレクタ電極７４は、半導体基板１２の下面１２ｂの全域に接している。

【0014】

半導体基板１２は、複数のエミッタ領域３０、複数のコンタクト領域３２、及び、ボディ領域３４を有している。複数のエミッタ領域３０、複数のコンタクト領域３２、及び、ボディ領域３４は、素子領域２０内に配置されている。

【0015】

各エミッタ領域３０は、高いｎ型不純物濃度を有するｎ型領域である。各エミッタ領域３０は、半導体基板１２の上面１２ａを含む範囲に配置されており、エミッタ電極７２にオーミック接触している。各エミッタ領域３０は、対応するトレンチ２２の側面の上端部においてゲート絶縁膜２４に接している。

【0016】

各コンタクト領域３２は、高いｐ型不純物濃度を有するｐ型領域である。各コンタクト領域３２は、半導体基板１２の上面１２ａを含む範囲に配置されており、エミッタ電極７２にオーミック接触している。複数のコンタクト領域３２の中で最も中間領域５０に近いコンタクト領域３２ａは、最も中間領域５０に近いトレンチ２２と中間領域５０（すなわち、後述するディープ領域５２）の間に配置されている。

【0017】

ボディ領域３４は、コンタクト領域３２よりも低いｐ型不純物濃度を有するｐ型領域である。ボディ領域３４は、複数のエミッタ領域３０の下部及び複数のコンタクト領域３２の下部に跨って分布している。ボディ領域３４は、複数のエミッタ領域３０及び複数のコンタクト領域３２に対して下側から接している。ボディ領域３４は、エミッタ領域３０よりも下側のトレンチ２２の側面でゲート絶縁膜２４に接している。

【0018】

半導体基板１２は、中間領域５０内にディープ領域５２を有している。ディープ領域５２は、半導体基板１２の上面１２ａから各トレンチ２２の下端よりも下側の深さまで分布している。ディープ領域５２は、外周側からボディ領域３４の側面に接している。ディープ領域５２の上面は層間絶縁膜７０に覆われている。ディープ領域５２の上面を覆う部分の層間絶縁膜７０にはコンタクトホールが設けられていない。したがって、エミッタ電極７２は、ディープ領域５２に対するコンタクト部を有していない。ディープ領域５２は、低濃度領域５２ａと高濃度領域５２ｂを有している。低濃度領域５２ａのｐ型不純物濃度は、５×１０^１６ｃｍ^－３以下である。高濃度領域５２ｂのｐ型不純物濃度は、低濃度領域５２ａのｐ型不純物濃度よりも高い。低濃度領域５２ａは、半導体基板１２の上面１２ａから各トレンチ２２の下端よりも下側の深さまで分布している。低濃度領域５２ａは、外周側からボディ領域３４の側面に接している。高濃度領域５２ｂは、半導体基板１２の上面１２ａから各トレンチ２２の下端よりも下側の深さまで分布している。高濃度領域５２ｂは、外周側から低濃度領域５２ａの側面に接している。素子領域２０から外周領域６０に向かう方向において、低濃度領域５２ａの幅Ｗ５２ａは高濃度領域５２ｂの幅よりも広い。低濃度領域５２ａの幅Ｗ５２ａは１５５μｍ以上である。低濃度領域５２ａとコンタクト領域３２ａの間には、間隔が設けられている。当該間隔には、ボディ領域３４が分布している。素子領域２０から外周領域６０に向かう方向において、当該間隔の幅Ｗｃは１６μｍ以上である。

【0019】

素子領域２０、中間領域５０及び外周領域６０に跨って、ドリフト領域３６が分布している。ドリフト領域３６は、エミッタ領域３０よりも低いｎ型不純物濃度を有するｎ型領域である。ドリフト領域３６は、ボディ領域３４、低濃度領域５２ａ及び高濃度領域５２ｂに対して下側から接している。ドリフト領域３６は、ボディ領域３４によってエミッタ領域３０から分離されている。ドリフト領域３６は、ボディ領域３４よりも下側のトレンチ２２の側面でゲート絶縁膜２４に接している。

【0020】

素子領域２０、中間領域５０及び外周領域６０に跨って、バッファ領域３８が分布している。バッファ領域３８は、ドリフト領域３６よりも高いとともにエミッタ領域３０よりも低いｎ型不純物濃度を有するｎ型領域である。バッファ領域３８は、素子領域２０、中間領域５０及び外周領域６０内においてドリフト領域３６に対して下側から接している。

【0021】

素子領域２０、中間領域５０及び外周領域６０に跨って、コレクタ領域４０が分布している。コレクタ領域４０は、ボディ領域３４よりも高いｐ型不純物濃度を有するｐ型領域である。コレクタ領域４０はドリフト領域３６及びバッファ領域３８の下側に配置されている。コレクタ領域４０は、素子領域２０、中間領域５０及び外周領域６０内においてバッファ領域３８に対して下側から接している。コレクタ領域４０は、下面１２ｂの全域でコレクタ電極７４にオーミック接触している。

【0022】

半導体基板１２は、外周領域６０内に複数のＦＬＲ（field limiting ring）６２を有している。各ＦＬＲ６２はｐ型領域である。図示していないが、半導体基板１２を上からみたときに、ＦＬＲ６２は、素子領域２０と中間領域５０の周囲を多重に囲むように環状に伸びている。各ＦＬＲ６２は、半導体基板１２の上面１２ａからディープ領域５２の下端とほぼ同じ深さまで伸びている。各ＦＬＲ６２は、ドリフト領域３６によって互いから分離されている。また、ＦＬＲ６２は、ドリフト領域３６によって高濃度領域５２ｂから分離されている。各ＦＬＲ６２の側面及び底面にドリフト領域３６が接している。

【0023】

素子領域２０内には、エミッタ領域３０、ボディ領域３４、ドリフト領域３６、バッファ領域３８、コレクタ領域４０、ゲート電極２６及びゲート絶縁膜２４等によってＩＧＢＴが形成されている。

【0024】

次に、半導体装置１０の動作について説明する。半導体装置１０は、コレクタ電極７４にエミッタ電極７２よりも高い電位が印加されている状態で使用される。ゲート電極２６の電位をゲート閾値よりも高くすると、ゲート絶縁膜２４に隣接する範囲内のボディ領域３４にチャネルが形成される。チャネルが形成されると、エミッタ電極７２から、エミッタ領域３０とチャネルを介してドリフト領域３６に電子が流入する。また、コレクタ電極７４から、コレクタ領域４０とバッファ領域３８を介してドリフト領域３６にホールが流入する。ホールの流入によってドリフト領域３６の抵抗が低くなる。したがって、電子は、ドリフト領域３６を低損失で通過する。ドリフト領域３６を通過した電子は、バッファ領域３８とコレクタ領域４０を介してコレクタ電極７４へ流れる。このように、ゲート電極２６の電位をゲート閾値よりも高くすると、ＩＧＢＴがオンし、エミッタ電極７２からコレクタ電極７４へ電子が流れる。

【0025】

上述したように、ＩＧＢＴがオンすると、コレクタ領域４０からバッファ領域３８を介してドリフト領域３６にホールが流入する。したがって、ＩＧＢＴがオンしている状態においては、ドリフト領域３６内に多くのホールが存在している。コレクタ領域４０が中間領域５０と外周領域６０まで分布しているので、ＩＧＢＴがオンしている状態においては、素子領域２０内のドリフト領域３６だけでなく、中間領域５０と外周領域６０内のドリフト領域３６にも多くのホールが存在している。

【0026】

ゲート電極２６の電位をゲート閾値以下の値まで低下させると、チャネルが消失する。すると、電子の流れが停止し、ＩＧＢＴがオフする。ＩＧＢＴがオフすると、ドリフト領域３６内に存在するホールがエミッタ電極７２へ排出される。このように、ターンオフ時にはドリフト領域３６からエミッタ電極７２へ排出されるホールによって電流が発生する。この電流は、テール電流と呼ばれる。

【0027】

ドリフト領域３６内に存在するホールは、ボディ領域３４とコンタクト領域３２を通ってエミッタ電極７２へ流れる。素子領域２０内では、ドリフト領域３６の上部全域にボディ領域３４が存在する。したがって、素子領域２０内では、テール電流の経路が広く、テール電流の集中はほとんど生じない。他方、中間領域５０及び外周領域６０内に存在するホールは、半導体基板１２内を横方向に素子領域２０へ向かって流れ、素子領域２０内のボディ領域３４及びコンタクト領域３２を通ってエミッタ電極７２へ流れる。このため、中間領域５０内においてテール電流の密度が高くなる。従来は、中間領域５０内のディープ領域５２にテール電流が流入し易く、ディープ領域５２の周辺でアバランシェ降伏が生じ易いという問題があった。これに対し、本実施形態の半導体装置１０では、以下に説明するように、中間領域５０内におけるテール電流の集中が抑制される。

【0028】

図２の矢印１００、１０２は、中間領域５０内のテール電流の経路を示している。矢印１００はディープ領域５２を経由してエミッタ電極７２へ流れるテール電流の経路である。矢印１０２は、ディープ領域５２の下部のドリフト領域３６を通ってエミッタ電極７２へ流れるテール電流の経路である。本実施例では、ディープ領域５２の上面全体が層間絶縁膜７０に覆われており、エミッタ電極７２がディープ領域５２に対するコンタクト部を有していない。このため、ドリフト領域３６からディープ領域５２へテール電流が流入し難い。また、エミッタ電極７２がディープ領域５２に対するコンタクト部を有さないので、矢印１００の経路では、低濃度領域５２ａ、ボディ領域３４及びコンタクト領域３２ａを通ってエミッタ電極７２へテール電流が流れる。低濃度領域５２ａのｐ型不純物濃度が低いので、低濃度領域５２ａの抵抗は高い。このため、矢印１００に示す経路にテール電流が流れ難い。その結果、矢印１０２に示すようにディープ領域５２を迂回して流れるテール電流の割合が従来よりも大きくなる。このように、本実施形態では、矢印１００、１０２の経路に分散してテール電流が流れやすいので、中間領域５０内での電流集中を抑制できる。このため、ＩＧＢＴのターンオフ時に中間領域５０内でアバランシェ降伏が生じ難い。

【0029】

また、ＩＧＢＴがターンオフするときに、ディープ領域５２から外周領域６０内のドリフト領域３６へ空乏層が伸びる。ディープ領域５２から伸びる空乏層は、各ガードリング６２を経由しながら半導体基板１２の外周面１２ｃの近くまで伸びる。外周領域６０内に伸びる空乏層によって、エミッタ電極７２と外周面１２ｃの間の耐圧が確保される。仮にディープ領域５２の全体が低濃度領域５２ａによって構成されているとした場合には、低濃度領域５２ａから外周領域６０へ空乏層が伸び難く、外周領域６０内で電界集中が生じるおそれがある。これに対し、本実施形態の半導体装置１０では、低濃度領域５２ａの外周側に高濃度領域５２ｂが設けられている。高濃度領域５２ｂのｐ型不純物濃度が高いので、高濃度領域５２ｂから外周領域６０には空乏層が伸び易い。このため、本実施形態の半導体装置１０では、外周領域６０内での電界集中を抑制できる。

【0030】

以上に説明したように、本実施形態では、エミッタ電極７２がディープ領域５２に対するコンタクト部を有さないこと、及び、低濃度領域５２ａが設けられていることによって、中間領域５０での電流集中が抑制される。また、本実施形態では、高濃度領域５２ｂが設けられていることによって、外周領域６０における電界集中を抑制できる。したがって、信頼性が高いＩＧＢＴを実現できる。

【0031】

図３は、間隔Ｗｃを変更しながらターンオフ時の中間領域５０内の電流密度Ｃｄを算出したシミュレーション結果である。なお、図３は、幅Ｗ５２ａが１５５μｍの場合を示している。また、図３は、低濃度領域５２ａのｐ型不純物濃度Ｄｐが、Ｄｐ＝５×１０^１６ｃｍ^－３の場合とＤｐ＝１×１０^１７ｃｍ^－３の場合を示している。Ｄｐ＝５×１０^１６ｃｍ^－３では、間隔Ｗｃが１６μｍ以上の場合に電流密度Ｃｄが顕著に低くなる。また、Ｄｐ＝１×１０^１７ｃｍ^－３では、間隔Ｗｃを２０μｍまで広くしないと、電流密度Ｃｄの顕著な低下は見られない。このように、低濃度領域５２ａのｐ型不純物濃度Ｄｐが低いほど、間隔Ｗｃが狭い場合において電流密度Ｃｄを低減できることが分かった。

【0032】

図４は、低濃度領域５２ａの幅Ｗ５２ａを変更しながら電流密度Ｃｄを算出したシミュレーション結果である。なお、図４は、間隔Ｗｃが１６μｍであり、ｐ型不純物濃度Ｄｐが５×１０^１６ｃｍ^－３の場合を示している。図４に示すように、幅Ｗ５２ａが広いほど、電流密度Ｃｄが低くなる。

【0033】

図４、５の結果から、間隔Ｗｃが１６μｍ以上であり、幅Ｗ５２ａが１５５μｍ以上であり、ｐ型不純物濃度Ｄｐが５×１０^１６ｃｍ^－３以下の場合に、電流密度Ｃｄを特に低減できることが分かった。

【0034】

なお、上述した実施形態（すなわち、図２）では、低濃度領域５２ａの下端と高濃度領域５２ｂの下端が略同じ深さに位置していた。しかしながら、図５に示すように、高濃度領域５２ｂの下端が低濃度領域５２ａの下端よりも下側に位置しており、低濃度領域５２ａの下面の外周部に高濃度領域５２ｂが接していてもよい。

【0035】

また、上述した実施形態（すなわち、図２）では、低濃度領域５２ａの下端と高濃度領域５２ｂの下端がトレンチ２２の下端よりも下側に位置していた。しかしながら、図６に示すように、低濃度領域５２ａの下端と高濃度領域５２ｂの下端が、トレンチ２２の下端よりも上側であってボディ領域３４の下端よりも下側に位置していてもよい。

【0036】

また、上述した実施形態では、ディープ領域５２を覆う範囲内の層間絶縁膜７０にコンタクト部が存在しなかった。しかしながら、ディープ領域５２を覆う範囲内の層間絶縁膜７０に、エミッタ電極７２以外の電極（例えば、フローティング電極）のコンタクト部が設けられていてもよい。

【0037】

また、上述した実施形態では、ディープ領域５２を覆う範囲内の層間絶縁膜７０の上部に構造物が設けられていなかった。しかしながら、ディープ領域５２を覆う範囲内の層間絶縁膜７０の上部にゲート配線等が設けられていてもよい。

【0038】

また、上述した実施形態では、外周領域６０内にＦＬＲ６２が設けられていたが、外周領域６０内に他の耐圧構造（例えば、リサーフ層など）が設けられていてもよい。

【0039】

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。

【符号の説明】

【0040】

２０：素子領域、２６：ゲート電極、３０：エミッタ領域、３２：コンタクト領域、３４：ボディ領域、３６：ドリフト領域、５０：中間領域、５２：ディープ領域、５２ａ：低濃度領域、５２ｂ：高濃度領域、６０：外周領域、６２：ガードリング

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】