JPH09162399A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH09162399A
JPH09162399A JP7323073A JP32307395A JPH09162399A JP H09162399 A JPH09162399 A JP H09162399A JP 7323073 A JP7323073 A JP 7323073A JP 32307395 A JP32307395 A JP 32307395A JP H09162399 A JPH09162399 A JP H09162399A
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JP
Japan
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region
type
epitaxial layer
area
semiconductor substrate
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JP7323073A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeyuki Suzuki
健之 鈴木
Takayoshi Uchiumi
崇善 内海
Satoshi Aida
聡 相田
Shigeo Kozuki
繁雄 上月
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bidirectional transistor for gate oxide film protection in an island-shaped area by providing a second electrode which provides continu ity between a fourth area and the other second area of the bidirectional transis tor. SOLUTION: A bidirectional transistor 19 is formed of a P type first area 13 and an N<+> type second area 14 in an island-shaped area 17. A second trench 7, which penetrated a P<+> type base area 5, N<+> type source area 6, P<-> type base area 4 and an N<+> type source area 6, forms a FET. A gate electrode 12 connects the other N<+> type area 14 of the bidirectional transistor 19 with a polysilicon gate electrode 9 at the pellet periphery which includes the FET and the bidirectional transistor. On an epitaxial layer and in the island-shaped area 17, the P type base area and the N<+> type source area of the FET and the P type first area 13 and the N<+> type second area 14 of the bidirectional transistor 19 are simultaneously formed. When an excess voltage is applied between the gate and source of the FET, the bidirectional transistor 19 operated in VCEO mode and the gate oxide film 8 of the FET is protected.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、パワーデバイス
に係り、特にトレンチを有するトランジスタの保護回路
を備えた半導体装置の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power device, and more particularly to improvement of a semiconductor device including a protection circuit for a transistor having a trench.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2はトレンチを持った代表的な縦型N
チャネル型の電界効果トランジスタ(以下、FETと記
す)の断面図である。図2(a)において1はN型高濃
度(以下、N+ 型と記す)シリコン半導体基板、2はN
型低濃度(以下、N- 型と記す)のシリコンエピタキシ
ャル層である。FETのドレインは半導体基板1のN+
型の部分、N- 型エピタキシャル層2から成る。3はド
レイン電極である。前記N- 型エピタキシャル層2内に
- 型ベース領域4が形成される。P+ 型ベース領域5
が前記P- 型ベース領域4内に形成される。N+ 型ソー
ス領域6が前記P+ 型ベース領域5及び前記P- 型ベー
ス領域4に接して形成される。前記P- 型ベース領域
4、前記N+ 型ソース領域6を貫いて、前記N- 型エピ
タキシャル層2まで達するトレンチ7が形成される。こ
のトレンチ7にゲート酸化膜8、ポリシリコンゲート電
極9が順に形成される。前記トレンチ7の上及びエピタ
キシャル層2の表面には、層間絶縁膜10が形成され、
エピタキシャル層2上に位置する層間絶縁膜10上にポ
リシリコンで形成された双方向ツェナーダイオード18
が形成される。この双方向ツェナーダイオード18は、
順に隣接して形成されたN+ 型領域18a、P- 型領域
18b、N+ 型領域18c、P- 型領域18d、N+
領域18eからなる。この双方向ツェナーダイオード1
8の上には層間絶縁膜が形成され、前記N+ 型領域18
aと前記N+ 型ソース領域6及びP+ 型ベース領域5は
ソース電極11により接続される。特に図示していない
が、前記N+ 型領域18eとポリシリコンゲート電極9
とは、FET及び双方向ツェナーダイオードを含むペレ
ット周辺においてゲート電極12により接続されてい
る。
2. Description of the Related Art FIG. 2 shows a typical vertical N type having a trench.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a channel type field effect transistor (hereinafter, referred to as FET). In FIG. 2A, 1 is an N-type high-concentration (hereinafter referred to as N + -type) silicon semiconductor substrate, and 2 is N-type.
It is a low-concentration type silicon epitaxial layer (hereinafter referred to as N type). The drain of the FET is N + of the semiconductor substrate 1.
The mold portion comprises an N type epitaxial layer 2. 3 is a drain electrode. A P type base region 4 is formed in the N type epitaxial layer 2. P + type base region 5
Are formed in the P -type base region 4. An N + type source region 6 is formed in contact with the P + type base region 5 and the P type base region 4. A trench 7 is formed through the P type base region 4 and the N + type source region 6 to reach the N type epitaxial layer 2. A gate oxide film 8 and a polysilicon gate electrode 9 are sequentially formed in the trench 7. An interlayer insulating film 10 is formed on the trench 7 and on the surface of the epitaxial layer 2,
Bidirectional Zener diode 18 made of polysilicon on interlayer insulating film 10 located on epitaxial layer 2
Is formed. This bidirectional Zener diode 18 is
It is composed of an N + type region 18a, a P type region 18b, an N + type region 18c, a P type region 18d, and an N + type region 18e which are formed adjacently in order. This bidirectional Zener diode 1
And an N + type region 18
The source electrode 11 connects a with the N + type source region 6 and the P + type base region 5. Although not particularly shown, the N + type region 18e and the polysilicon gate electrode 9
Are connected by the gate electrode 12 around the pellet including the FET and the bidirectional Zener diode.

【0003】上記構成においてゲート酸化膜8を保護す
るための双方向ツェナーダイオード18はトレンチ7内
のゲート電極9と同時に形成することはできない。すな
わち、これらを同時に形成した場合、双方向ツェナーダ
イオード18のポリシリコンにはポリシリコンゲート電
極9と同様にリン等が添加されるため、所望の耐圧を得
ることが非常に困難となる。また、双方向ツェナーダイ
オード18の耐圧を決めるN+ 型領域、P- 型領域はト
レンチ7周辺のP+ 型ベース領域、N+ 型ソース領域と
同時に形成できない。以上のことから、双方向ツェナー
ダイオイード18の形成の全行程をFETの形成後に行
うことになり、工程が非常に長くなってしまう。従っ
て、コストも高くなってしまう。
In the above structure, the bidirectional Zener diode 18 for protecting the gate oxide film 8 cannot be formed simultaneously with the gate electrode 9 in the trench 7. That is, when these are formed at the same time, since phosphorus or the like is added to the polysilicon of the bidirectional Zener diode 18 like the polysilicon gate electrode 9, it becomes very difficult to obtain a desired breakdown voltage. Further, the N + type region and the P type region which determine the breakdown voltage of the bidirectional Zener diode 18 cannot be formed simultaneously with the P + type base region and the N + type source region around the trench 7. From the above, the entire process of forming the bidirectional Zener diode 18 is performed after the formation of the FET, resulting in a very long process. Therefore, the cost becomes high.

【0004】図2(b)は他の従来例を示すものであ
る。同図においてFETの部分は図2(a)の場合と同
じ構造であり、ツェナーダイオード18の代わりに双方
向トランジスタ19が形成されている。この双方向トラ
ンジスタ19は、N- 型エピタキシャル層2内のP型領
域13と、前記P型領域13内に形成された二つのN+
型領域14によって構成される。この双方向トランジス
タ19の一方のN+ 型領域14と前記FETの前記N+
型ソース領域6及び前記P+ 型ベース領域5はソース電
極11により接続される。特に図示していないが、双方
向トランジスタ19の他方のN+ 型領域14と前記FE
Tのポリシリコンゲート電極9とは、FET及び双方向
トランジスタを含むペレット周辺においてゲート電極1
2により接続されている。
FIG. 2 (b) shows another conventional example. In the figure, the FET portion has the same structure as in the case of FIG. 2A, and a bidirectional transistor 19 is formed instead of the Zener diode 18. The bidirectional transistor 19 includes a P-type region 13 in the N -type epitaxial layer 2 and two N + -type regions formed in the P-type region 13.
It is constituted by the mold region 14. Said one of the N + -type region 14 and the FET of the bidirectional transistor 19 N +
The type source region 6 and the P + type base region 5 are connected by a source electrode 11. Although not particularly shown, the other N + type region 14 of the bidirectional transistor 19 and the FE
The polysilicon gate electrode 9 of T means the gate electrode 1 around the pellet including the FET and the bidirectional transistor.
2 are connected.

【0005】上記FETのゲート、ソース間に過電圧が
印加された場合、前記双方向トランジスタはゲートが開
放でソース、ドレイン間降伏電圧VCEO を越えた降伏状
態になり電流が流れる。(以下、この動作をVCEO モー
ド動作と記す)従って、上記FETのゲート酸化膜8は
必要以上の電圧の印加によって破壊されず、双方向トラ
ンジスタ19によって保護される。
When an overvoltage is applied between the gate and source of the FET, the bidirectional transistor is in a breakdown state in which the gate is open and the breakdown voltage V CEO between the source and drain is exceeded, and a current flows. (Hereinafter, this operation will be referred to as V CEO mode operation.) Therefore, the gate oxide film 8 of the FET is not destroyed by application of a voltage higher than necessary, and is protected by the bidirectional transistor 19.

【0006】上記の双方向トランジスタ19は、FET
のP- 型ベース領域4、N+ 型ソース領域6と同時に形
成できる。しかし、双方向トランジスタがトレンチ7を
備えたFETと同一のN- 型エピタキシャル層2内に作
られるので、寄生動作等により素子の誤動作や破壊等の
不具合が発生する場合がある。
The bidirectional transistor 19 is an FET.
Can be formed simultaneously with the P type base region 4 and the N + type source region 6. However, since the bidirectional transistor is formed in the same N type epitaxial layer 2 as the FET provided with the trench 7, malfunction such as device malfunction or destruction may occur due to parasitic operation or the like.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の構
造のトレンチを有するFETの保護回路の場合、保護用
双方向ツェナーダイオードの耐圧を確保しようとすると
製造工程が増加し、保護用双方向トランジスタを用いた
場合寄生動作によるFETの誤動作が生じるという問題
があった。この発明の目的は、製作工程が少なく、しか
も寄生動作等を起こさない保護回路を内蔵した半導体装
置を提供することにある。
As described above, in the case of the FET protection circuit having the conventional trench structure, an attempt to secure the breakdown voltage of the protective bidirectional Zener diode increases the number of manufacturing steps, and the protective bidirectional When a transistor is used, there is a problem that the FET malfunctions due to parasitic operation. An object of the present invention is to provide a semiconductor device which has a small number of manufacturing steps and has a built-in protection circuit which does not cause a parasitic operation or the like.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、この発明の半導体装置においては以下
の手段を講じた。 (1)請求項1に記載した本発明の半導体装置は、第1
導電型または第2導電型いずれか一方の半導体基板と、
前記半導体基板内に形成された第2導電型の高濃度埋込
み層と、前記半導体基板及び前記込み層上に形成された
前記半導体基板とともにドレインを形成する第1導電型
の低濃度エピタキシャル層とを備えている。前記埋込み
層上の前記エピタキシャル層と前記半導体基板上の前記
エピタキシャル層を分離するように前記エピタキシャル
層を貫いて前記埋込み層に達して形成されたトレンチ構
造の分離部と、前記分離部によって囲まれた前記エピタ
キシャル層内に形成された第2導電型の第1領域と、前
記第1領域内に形成される二つの第1導電型の高濃度第
2領域とからなる双方向トランジスタとを備えている。
前記半導体基板上の前記エピタキシャル層内に形成され
たベース領域としての第2導電型の低濃度第3領域と、
前記第3領域内に形成されたソース領域としての第1導
電型の高濃度第4領域と、前記第4領域と前記第3領域
とを貫いて前記エピタキシャル層に達して形成されたト
レンチ構造のゲートとを備えている。前記ゲートと前記
双方向トランジスタの一方の前記第2領域とを導通させ
る第1電極と、前記第4領域と前記双方向トランジスタ
の他方の前記第2領域とを導通させる第2電極とを備え
ている。
In order to solve the above problems and achieve the object, the following means have been taken in the semiconductor device of the present invention. (1) The semiconductor device of the present invention according to claim 1 is the first
A semiconductor substrate of either conductivity type or second conductivity type;
A second conductivity type high-concentration buried layer formed in the semiconductor substrate, and a first conductivity type low-concentration epitaxial layer forming a drain together with the semiconductor substrate and the semiconductor substrate formed on the buried layer. I have it. An isolation portion having a trench structure formed by penetrating the epitaxial layer to reach the embedded layer so as to isolate the epitaxial layer on the embedded layer and the epitaxial layer on the semiconductor substrate, and is surrounded by the isolated portion. And a bidirectional transistor including a first region of the second conductivity type formed in the epitaxial layer and two high-concentration second regions of the first conductivity type formed in the first region. There is.
A second conductivity type low concentration third region as a base region formed in the epitaxial layer on the semiconductor substrate;
A high-concentration fourth region of the first conductivity type as a source region formed in the third region, and a trench structure formed by reaching the epitaxial layer through the fourth region and the third region. It is equipped with a gate. A first electrode for electrically connecting the gate to the second region of one of the bidirectional transistors; and a second electrode for electrically connecting the fourth region to the second region of the other of the bidirectional transistor. There is.

【0009】上記本発明の半導体装置においては、前記
第1トレンチと前記第2トレンチとは同時に形成され、
前記第1トレンチによって前記FETを形成する領域と
分離された前記島状領域が形成される。この島状領域内
にゲート酸化膜保護のための双方向トランジスタを形成
するので、寄生動作が生じない。また、製造工程が長く
ならず、コストが安くなる。
In the above semiconductor device of the present invention, the first trench and the second trench are formed simultaneously.
The first trench forms the island-shaped region separated from the region where the FET is formed. Since a bidirectional transistor for protecting the gate oxide film is formed in this island region, parasitic operation does not occur. In addition, the manufacturing process does not become long and the cost is low.

【0010】また、請求項2に示すように、前記半導体
基板は第1導電型半導体であり、この半導体基板、前記
エピタキシャル層、前記ベース領域、前記ソース領域及
び前記ゲートにより電界効果トランジスタを構成する。
According to a second aspect of the present invention, the semiconductor substrate is a first conductivity type semiconductor, and the semiconductor substrate, the epitaxial layer, the base region, the source region and the gate form a field effect transistor. .

【0011】上記本発明の半導体装置においては、前記
双方向トランジスタと前記FETとの間の寄生動作によ
る素子誤動作、破壊等が起こらない。また、請求項3に
示すように、前記半導体基板は第2導電型半導体であ
り、この半導体基板、前記エピタキシャル層、前記ベー
ス領域、前記ソース領域及び前記ゲートにより絶縁ゲー
トバイポーラトランジスタを構成する。
In the semiconductor device of the present invention described above, element malfunction or destruction due to parasitic operation between the bidirectional transistor and the FET does not occur. Further, as described in claim 3, the semiconductor substrate is a second conductivity type semiconductor, and the semiconductor substrate, the epitaxial layer, the base region, the source region and the gate form an insulated gate bipolar transistor.

【0012】上記本発明の半導体装置においては、前記
双方向トランジスタと前記IGBTとの間の寄生動作に
よる素子誤動作、破壊等が起こらない。また、請求項4
に示すように、トレンチ構造の前記分離部及びトレンチ
構造の前記ゲートはともにトレンチの側壁に形成された
酸化膜及びトレンチ内に形成されたポリシリコンを備え
ている。
In the semiconductor device of the present invention described above, element malfunction or destruction due to parasitic operation between the bidirectional transistor and the IGBT does not occur. Claim 4
As shown in FIG. 3, both the isolation portion of the trench structure and the gate of the trench structure include an oxide film formed on the sidewall of the trench and polysilicon formed in the trench.

【0013】上記本発明の半導体装置においては、前記
第1トレンチと前記第2トレンチの内部が酸化膜及びポ
リシリコン電極から成っている同一構造なので、前記ゲ
ートと前記分離部が同一工程で形成される。
In the semiconductor device of the present invention, since the inside of the first trench and the inside of the second trench are made of an oxide film and a polysilicon electrode and have the same structure, the gate and the isolation portion are formed in the same step. It

【0014】また、請求項5に示すように、前記分離部
はリング状に形成される。上記本発明の半導体装置にお
いては、第1導電型低濃度エピタキシャル層の分離部を
形成する第1トレンチがリング状をしているので、トレ
ンチを製作しやすい。
Further, as described in claim 5, the separating portion is formed in a ring shape. In the above semiconductor device of the present invention, the first trench forming the isolation portion of the first-conductivity-type low-concentration epitaxial layer has a ring shape, so that the trench can be easily manufactured.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態に係
る半導体装置について図面を参照して説明する。図1は
本発明の実施の形態の断面図である。FET及び双方向
トランジスタ19の構造については図2(b)の場合と
同じ構造であるので、同一符号を付し説明を省略する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Semiconductor devices according to the embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of the present invention. The structures of the FET and the bidirectional transistor 19 are the same as those in the case of FIG. 2B, so the same reference numerals are given and the description thereof is omitted.

【0016】N+ 型(第1導電型)シリコン半導体基板
1内の一部にはP+ 型埋込み層(第2導電型の高濃度埋
込み層)15が形成され、N- 型エピタキシャル層(第
1導電型の低濃度エピタキシャル層)2が半導体基板1
表面からP+ 型埋込み層15に接して形成されている。
A P + type buried layer (second conductivity type high-concentration buried layer) 15 is formed in a part of the N + type (first conductivity type) silicon semiconductor substrate 1, and an N type epitaxial layer (first layer) is formed. 1 conductivity type low concentration epitaxial layer) 2 is a semiconductor substrate 1
It is formed in contact with the P + type buried layer 15 from the surface.

【0017】また、前記エピタキシャル層2内には第1
トレンチ16がエピタキシャル層2の表面からP+ 型埋
込み層15に達するようにリング状に形成されている。
従って、この第1トレンチ16とP+ 型埋込み層15と
によって囲まれた島状領域17はFETを形成する領域
と全く分離される。
In the epitaxial layer 2, a first
The trench 16 is formed in a ring shape so as to reach the P + type buried layer 15 from the surface of the epitaxial layer 2.
Therefore, the island region 17 surrounded by the first trench 16 and the P + type buried layer 15 is completely separated from the region forming the FET.

【0018】前記島状領域17内にはP型第1領域(第
2導電型の第1領域)13、N+ 型第2領域(第1導電
型の第2領域)14からなる双方向トランジスタ19が
形成されている。
A bidirectional transistor having a P-type first region (first region of second conductivity type) 13 and an N + -type second region (second region of first conductivity type) 14 in the island region 17. 19 is formed.

【0019】島状領域17以外のN- 型エピタキシャル
層2に形成されたP- 型ベース領域(第2導電型の低濃
度第3領域)4、P+ 型ベース領域5、N+ 型ソース領
域(第1導電型の高濃度第4領域)6、P- 型ベース領
域4及びN+ 型ソース領域6を貫いた第2トレンチ7は
FETを構成している。また、ゲート電極12、ソース
電極11が形成されている。ここで、特に図示していな
いが、ゲート電極12は、FET及び双方向トランジス
タを含むペレット周辺において双方向トランジスタ19
の他方のN+ 型領域14とポリシリコンゲート電極9と
を接続させる。
P type base regions (second conductivity type low concentration third regions) 4, P + type base regions 5 and N + type source regions formed in the N type epitaxial layer 2 other than the island regions 17 are formed. The second trench 7 penetrating the (high-concentration fourth region of the first conductivity type) 6, the P type base region 4 and the N + type source region 6 constitutes an FET. Further, the gate electrode 12 and the source electrode 11 are formed. Here, although not shown in particular, the gate electrode 12 is the bidirectional transistor 19 around the pellet including the FET and the bidirectional transistor.
The other N + type region 14 is connected to the polysilicon gate electrode 9.

【0020】前記第1トレンチ16内には上記第2トレ
ンチ7内と同じく酸化膜20、ポリシリコン電極21が
順に形成されている。すなわち、まず、エピタキシャル
層2と島状領域17内にFETのP型ベース領域、N+
型ソース領域と双方向トランジスタ19のP型第1領域
13とN+ 型第2領域14がそれぞれ同時に形成され
る。次に、FETの第2トレンチ7、その第2トレンチ
7内のゲート酸化膜8、ポリシリコンゲート電極9と、
第1トレンチ16、その第1トレンチ16内の酸化膜2
0、ポリシリコン電極21はそれぞれ同時に形成され
る。
An oxide film 20 and a polysilicon electrode 21 are sequentially formed in the first trench 16 as in the second trench 7. That is, first, in the epitaxial layer 2 and the island-like region 17, the P-type base region of the FET, N +
The type source region and the P type first region 13 and the N + type second region 14 of the bidirectional transistor 19 are simultaneously formed. Next, the second trench 7 of the FET, the gate oxide film 8 in the second trench 7, the polysilicon gate electrode 9,
First trench 16, oxide film 2 in the first trench 16
0 and the polysilicon electrode 21 are simultaneously formed.

【0021】上記の双方向トランジスタ19は、上記F
ETのゲート、ソース間に過電圧が印加された場合V
CEO モード動作をし、FETのゲート酸化膜8が過電圧
の印加によって破壊されないように保護する。
The bidirectional transistor 19 has the F
When an overvoltage is applied between the gate and source of ET V
It operates in the CEO mode and protects the gate oxide film 8 of the FET from being destroyed by the application of overvoltage.

【0022】本発明の実施の形態においては、製造工程
を削減でき、コストを低廉化できる。また、保護用の双
方向トランジスタ19のあるN- 型エピタキシャル層2
の島状領域17と、FETのあるN- 型エピタキシャル
層2の領域とが完全に分離されているため、寄生動作が
生じることがなく、素子の誤動作を防止できる。 (変形例)本発明の実施の形態のFETをIGBTに置
き換えることもできる。IGBTの構成は、半導体基板
の導電型を変えるだけであり、他は本発明の実施の形態
のFETと同じ構造である。すなわち、半導体基板1を
+ 型半導体基板とすることにより、IGBTを構成で
きる。
In the embodiment of the present invention, the manufacturing process can be reduced and the cost can be reduced. Further, the N type epitaxial layer 2 having the bidirectional transistor 19 for protection is provided.
The island-shaped region 17 and the region of the N type epitaxial layer 2 having the FET are completely separated, so that parasitic operation does not occur and the malfunction of the element can be prevented. (Modification) The FET of the embodiment of the present invention can be replaced with an IGBT. The structure of the IGBT is the same as that of the FET according to the embodiment of the present invention except that the conductivity type of the semiconductor substrate is changed. That is, an IGBT can be formed by using the semiconductor substrate 1 as a P + type semiconductor substrate.

【0023】この双方向トランジスタを有するIGBT
は、本発明の実施の形態の場合と同じように寄生動作が
なく、製造工程が長くなることがなく、IGBTのゲー
ト酸化膜8が保護される。
IGBT having this bidirectional transistor
In the same manner as in the embodiment of the present invention, there is no parasitic operation, the manufacturing process does not become long, and the gate oxide film 8 of the IGBT is protected.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、製作工程が少なく、しかも寄生動作等を起こさない
保護回路を内蔵した半導体装置を提供できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor device having a small number of manufacturing steps and having a built-in protection circuit which does not cause a parasitic operation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係る半導体装置の断面
図。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来の技術の一例に係る半導体装置の断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to an example of a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…N+ 型半導体基板、2…N- 型エピタキシャル層、
3…ドレイン電極、4…P- 型ベース領域、5…P+
ベース領域、6…N+ 型ソース領域、7…第2トレン
チ、11…ソース電極、12…ゲート電極、13…P型
第1領域、14…N+ 型第2領域、15…P+ 型埋込み
層、16…第1トレンチ、17…島状領域、20…酸化
膜、21…ポリシリコン電極。
1 ... N + type semiconductor substrate, 2 ... N type epitaxial layer,
3 ... Drain electrode, 4 ... P - type base region, 5 ... P + type base region, 6 ... N + type source region, 7 ... Second trench, 11 ... Source electrode, 12 ... Gate electrode, 13 ... P type 1 region, 14 ... N + type second region, 15 ... P + type buried layer, 16 ... First trench, 17 ... Island region, 20 ... Oxide film, 21 ... Polysilicon electrode.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上月 繁雄 兵庫県姫路市余部区上余部50番地 株式会 社東芝姫路半導体工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shigeo Kamitsuki, No. 50, Kamimaru, Himeji City, Himeji City, Hyogo Prefecture Stock Company Toshiba Himeji Semiconductor Factory

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1導電型または第2導電型いずれか一方
の半導体基板と、 前記半導体基板内に形成された第2導電型の高濃度埋込
み層と、 前記半導体基板及び前記埋込み層上に形成された前記半
導体基板とともにドレインを形成する第1導電型の低濃
度エピタキシャル層と、 前記埋込み層上の前記エピタキシャル層と前記半導体基
板上の前記エピタキシャル層を分離するように前記エピ
タキシャル層を貫いて前記埋込み層に達して形成された
トレンチ構造の分離部と、 前記分離部によって囲まれた前記エピタキシャル層内に
形成された第2導電型の第1領域と、前記第1領域内に
形成される二つの第1導電型の高濃度第2領域とからな
る双方向トランジスタと、 前記半導体基板上の前記エピタキシャル層内に形成され
たベース領域としての第2導電型の低濃度第3領域と、 前記第3領域内に形成されたソース領域としての第1導
電型の高濃度第4領域と、 前記第4領域と前記第3領域とを貫いて前記エピタキシ
ャル層に達して形成されたトレンチ構造のゲートと、 前記ゲートと前記双方向トランジスタの一方の前記第2
領域とを導通させる第1電極と、 前記第4領域と前記双方向トランジスタの他方の前記第
2領域とを導通させる第2電極とを備えたことを特徴と
する半導体装置。
1. A semiconductor substrate of either the first conductivity type or the second conductivity type, a high-concentration buried layer of the second conductivity type formed in the semiconductor substrate, and the semiconductor substrate and the buried layer. A low-concentration first-conductivity-type epitaxial layer that forms a drain together with the formed semiconductor substrate; and the epitaxial layer on the semiconductor substrate so as to separate the epitaxial layer on the buried layer from the epitaxial layer. An isolation portion having a trench structure formed to reach the buried layer, a second conductivity type first region formed in the epitaxial layer surrounded by the isolation portion, and formed in the first region. A bidirectional transistor including two high-concentration second regions of the first conductivity type, and a base region formed in the epitaxial layer on the semiconductor substrate. Penetrating the second conductivity type low concentration third region, the first conductivity type high concentration fourth region as a source region formed in the third region, the fourth region and the third region. A gate having a trench structure formed to reach the epitaxial layer, the gate and the second one of the bidirectional transistors
A semiconductor device comprising: a first electrode for electrically connecting to a region; and a second electrode for electrically connecting the fourth region and the second region of the other of the bidirectional transistors.
【請求項2】前記半導体基板は第1導電型半導体であ
り、この半導体基板、前記エピタキシャル層、前記ベー
ス領域、前記ソース領域及び前記ゲートにより電界効果
トランジスタを構成することを特徴とする請求項1記載
の半導体装置。
2. The semiconductor substrate is a first conductivity type semiconductor, and the semiconductor substrate, the epitaxial layer, the base region, the source region and the gate form a field effect transistor. The semiconductor device described.
【請求項3】前記半導体基板は第2導電型半導体であ
り、この半導体基板、前記エピタキシャル層、前記ベー
ス領域、前記ソース領域及び前記ゲートにより絶縁ゲー
トバイポーラトランジスタを構成することを特徴とする
請求項1記載の半導体装置。
3. The semiconductor substrate is a second conductivity type semiconductor, and the semiconductor substrate, the epitaxial layer, the base region, the source region and the gate form an insulated gate bipolar transistor. 1. The semiconductor device according to 1.
【請求項4】トレンチ構造の前記分離部及びトレンチ構
造の前記ゲートはともにトレンチの側壁に形成された酸
化膜及びトレンチ内に形成されたポリシリコンを備えた
ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
4. The isolation portion of the trench structure and the gate of the trench structure both include an oxide film formed on a sidewall of the trench and polysilicon formed in the trench. Semiconductor device.
【請求項5】前記分離部はリング状に形成されることを
特徴とする請求項1記載の半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the isolation portion is formed in a ring shape.
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