[0013] （第１実施形態）
本発明の第１実施形態にかかる半導体装置について説明する。本実施形態にかかる半導体装置は、基板厚み方向に電流を流す縦型のＩＧＢＴとＦＷＤとが１つの基板に備えられたＲＣ−ＩＧＢＴ構造により構成されている。この半導体装置は、例えば、インバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ等の電源回路に使用されるパワースイッチング素子として利用されると好適である。具体的には、本実施形態にかかる半導体装置は、以下のように構成されている。
[0014] 図１に示されるように、半導体装置は、セル領域１と、このセル領域１を囲む外周領域２とを備えている。
[0015] セル領域１は、図１、図２、図３Ａおよび図３Ｂに示されるように、ＩＧＢＴ素子が形成されたＩＧＢＴ領域１ａおよびＦＷＤが形成されたダイオード領域１ｂが交互に形成されている。また、ＩＧＢＴ領域１ａとダイオード領域１ｂの間に境界領域１ｃが形成された構成とされている。
[0016] 具体的には、これらＩＧＢＴ領域１ａとダイオード領域１ｂおよび境界領域１ｃは、図２、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、ドリフト層１１として機能するＮ- 型の半導体基板１０に形成されることで１チップで形成されている。ＩＧＢＴ領域１ａとダイオード領域１ｂおよび境界領域１ｃは、半導体基板１０の一面１０ａの一方向、図１で言えば紙面上下方向に沿って延設されている。そして、ＩＧＢＴ領域１ａとダイオード領域１ｂが延設方向と直交する方向に交互に繰り返し形成され、その間に境界領域１ｃが形成されている。
[0017] ドリフト層１１の上、つまり半導体基板１０の一面１０ａ側には、Ｐ型のベース層１２が形成されている。そして、ベース層１２を貫通してドリフト層１１に達するように複数個のトレンチ１３が形成され、このトレンチ１３によってベース層１２が複数個に分離されている。
[0018] なお、本実施形態では、複数のトレンチ１３は、半導体基板１０の一面１０ａの面方向のうちの一方向、図２で言えば紙面奥行き方向に沿って等間隔に形成されている。また、半導体基板１０の一面１０ａは、ベース層１２のうちのドリフト層１１と反対側の一面などによって構成されている。
[0019] ベース層１２は、ＩＧＢＴ領域１ａとダイオード領域１ｂおよび境界領域１ｃとでＰ型不純物濃度が変えられており、ＩＧＢＴ領域１ａでは、ダイオード領域１ｂおよび境界領域１ｃよりもＰ型不純物濃度が高くされている。以下、ＩＧＢＴ領域１ａに形成されたベース層１２を第１ベース層１２ａといい、ダイオード領域１ｂおよび境界領域１ｃに形成されたベース層１２を第２ベース層１２ｂという。
[0020] 第１ベース層１２ａは、チャネル領域として機能しつつ、ボディ領域としても機能する。この第１ベース層１２ａの表層部には、図２および図３Ｂに示すように、部分的に、第１ベース層１２ａよりも深さが浅くされたＮ+ 型のエミッタ領域１４が形成されている。
[0021] エミッタ領域１４は、ドリフト層１１よりも高不純物濃度で構成され、第１ベース層１２ａ内において終端し、かつ、トレンチ１３の側面に接するように形成されている。本実施形態の場合、エミッタ領域１４は、各トレンチ１３の間において、トレンチ１３の長手方向に沿って等間隔に複数個点在させられている。換言すれば、エミッタ領域１４は、半導体基板１０の一面１０ａに対する法線方向から見て、複数のトレンチ１３の長手方向に対して交差するように、より詳しくは直交するように延設されている。そして、複数のトレンチ１３の間に位置する各エミッタ領域１４が、隣り合うトレンチ１３の両方の側面に接した状態となっている。
[0022] なお、複数のトレンチ１３の長手方向に対する垂直方向において、隣り合う各エミッタ領域１４を繋げると直線状となっているが、各トレンチ１３によって分断されているため、各エミッタ領域１４は矩形状となっている。そして、各エミッタ領域１４は、トレンチ１３の長手方向両端よりも内側に配置された状態となっている。
[0023] また、第１ベース層１２ａは、エミッタ領域１４が形成されていない部分において半導体基板１０の一面１０ａ側まで形成されており、この部分が後述する上部電極１９とオーミック接触させられる第１コンタクト領域１５ａとされる。トレンチ１３の長手方向における第１コンタクト領域１５ａの幅は、例えば同方向におけるエミッタ領域１４の幅と等しくされ、これらの面積比が１：１とされている。
[0024] 第１コンタクト領域１５ａは、第１ベース層１２ａの一部によって構成されるが、部分的に表面濃度が高くされた領域であっても良い。本実施形態の場合、第１コンタクト領域１５ａは、半導体基板１０の一面１０ａに対する法線方向から見て、エミッタ領域１４と同様の上面レイアウトとされており、エミッタ領域１４とされていない部分が第１コンタクト領域１５ａとされている。すなわち、第１コンタクト領域１５ａは、複数のトレンチ１３の長手方向に対して交差するように、より詳しくは直交するように延設されており、複数のトレンチ１３の間に位置する各第１コンタクト領域１５ａが隣り合うトレンチ１３の両方の側面に接した状態となっている。
