專利名稱：高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有絕緣柵型開關(guān)元件的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件，特別 地涉及一種具有因過電流保護(hù)開關(guān)元件的過電流保護(hù)功能的高耐壓半導(dǎo)體開 關(guān)元件。
背景技術(shù)：
圖18 (a)中示出了常規(guī)的橫型絕緣柵型雙極晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor:以下稱為IGBT)的構(gòu)造。圖18 (a)是現(xiàn)有的IGBTIOO 的俯視圖，圖18 (b)及(c)分別是圖18 (a)中的A-A'線及B-B'線的剖 面圖。在圖18 (a) (c)所示的橫型IGBTIOO中，在N型半導(dǎo)體基板101 的表面部形成P型的基區(qū)102，在基區(qū)102的表面部形成N型的發(fā)射區(qū)103。 從發(fā)射區(qū)103上跨過基區(qū)102上到至少半導(dǎo)體基板101上形成柵絕緣膜109， 在柵絕緣膜109上形成柵電極110。此外，在半導(dǎo)體基板101的表面部，與 基區(qū)102隔離而形成P型集電區(qū)107。在集電區(qū)107的表面上形成與集電區(qū) 107電連接的集電極電極108，在發(fā)射區(qū)103及基區(qū)102的各自的表面上形成 與兩者電連接的發(fā)射極電極104。具有這種橫型IGBT半導(dǎo)體器件，大多以在橫型IGBTd集電極電極和電 源之間連接電讀出性負(fù)載的狀態(tài)使用。 一旦在這樣的場合引起事故，此電讀 出性負(fù)載成為短路狀態(tài)，在橫型IGBT中就會流過額定電流幾倍以上的電流。 因此，在這種負(fù)載短路時對過電流進(jìn)行檢測，如果不切斷柵電壓或集電極電 壓，橫型IGBT就會因溫度上升而產(chǎn)生熱破壞。因此，在圖18 (a) (c)所示的橫型IGBTIOO中，在位于規(guī)定的區(qū)域 的發(fā)射區(qū)103及基區(qū)102的各自的表面上，與發(fā)射極電極104隔離而形成與 兩者電連接的讀出電極106。 g卩，在讀出電極106和發(fā)射極電極104之間介 入?yún)^(qū)域lll。圖19示出了對圖18 (a) (c)中所示的橫型IGBTIOO具有過電流保 護(hù)功能的半導(dǎo)體器件的概括電路結(jié)構(gòu)的一例。再有，在圖19中，由于對與圖18 (a) (c)相同的構(gòu)成要素賦予相同的符號，所以省略說明。如圖19所 示，讀出電極106和發(fā)射極電極104通過讀出電阻201電連接。在此，電連 接到讀出電極106的過電流檢測電路200由電壓比較器202、分別電連接到 電壓比較器202的基準(zhǔn)電壓電路203以及前述的讀出(sense)電阻201構(gòu)成。 在圖19所示的半導(dǎo)體器件中，讀出電流204通過讀出電阻201流向發(fā)射極電 極104—側(cè)，此時，利用比較器比較在讀出電阻201的兩端產(chǎn)生的電壓和基 準(zhǔn)電壓電路203產(chǎn)生的電壓，根據(jù)兩電壓之差控制流過橫型IGBT100的集電 極電流205。專利文獻(xiàn)1JP特開平2-138773號公報專利文獻(xiàn)2JP特開平9-260592號公報專利文獻(xiàn)3JP特開平7-297387號公報發(fā)明內(nèi)容但是，在現(xiàn)有例相關(guān)的橫型IGBT100中，特別是涉及讀出電流204和集 電極電流205的關(guān)系存在以下這樣的問題。讀出電流204是從橫型IGBT100的集電極電極108，通過集電區(qū)107、半 導(dǎo)體基板101、基區(qū)102及發(fā)射器103流到讀出電極106為止的電流。另一 方面，集電極電流205是從橫型IGBT100的集電極電極108，通過集電區(qū)107、 半導(dǎo)體基板101、基區(qū)102及發(fā)射區(qū)103流到發(fā)射極電極104為止的電流。 如前所述，由于讀出電極106和發(fā)射極電極104電隔離，所以在基區(qū)102及 發(fā)射區(qū)103的各自的表面上存在既不存在發(fā)射極電極104也不存在讀出電極 106的區(qū)域111。然而，讀出電流204包含不僅從與讀出電極106對置的部分 的集電區(qū)107，還從與區(qū)域111對置的部分的集電區(qū)107繞過來的電流。因 此，當(dāng)集電極電流205小時，由于存在從與區(qū)域111對置的部分的集電區(qū)107 繞過來而成為讀出電流204的電流，所以集電極電流205與讀出電流204之 比(集電極電流/讀出電流以下稱為讀出比)變小。另一方面，雖然集電極 電流205變大時讀出電流204也變大，但為了決定流入發(fā)射區(qū)103 (發(fā)射極 電極104的下側(cè)部分)或讀出區(qū)(發(fā)射區(qū)103中讀出電極106的下側(cè)部分) 的電流密度，相對地減小從集電區(qū)107向該讀出區(qū)繞過來的電流(從與區(qū)域 111對置的部分的集電區(qū)107向讀出區(qū)繞過來的電流)的比率。其結(jié)果，集 電極電流205越增加，讀出比就變得越大。像這樣，在現(xiàn)有例相關(guān)的橫型IGBT中，存在所謂讀出比相對于集電極電流的變化而變動的問題。此外，讀出比還取決于動作溫度。g卩，在IGBT等雙極元件中，當(dāng)溫度變高時，雙極的動作變明顯，特別是在IGBT中雖然在高溫下空穴電流(hole 電流)增加，但如上所述，由于決定了流入發(fā)射區(qū)或讀出區(qū)的電流密度，所 以向讀出電流中的讀出區(qū)域繞過來的電流的有用比率，在高溫下與室溫相比 變小，高溫下的讀出比變大。像這樣，在現(xiàn)有例相關(guān)的橫型IGBT中，就存在 讀出比會隨溫度上升而上升的問題。如圖19所示的半導(dǎo)體器件那樣，使用通過讀出電流來控制集電極電流的 方式的情況下，雖然需要設(shè)計(jì)控制電路以便補(bǔ)償以上所述的讀出比的集電極 電流依賴關(guān)系或溫度依賴關(guān)系，但由于在該控制電路中也存在溫度依賴關(guān)系， 所以半導(dǎo)體器件的設(shè)計(jì)就會變得非常困難。鑒于上述問題，本發(fā)明目的在于，提供一種高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件，其 中能夠通過開關(guān)元件本身的構(gòu)造控制讀出比的集電極電流依賴關(guān)系或溫度依 賴關(guān)系。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明相關(guān)的第1高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件，包括 形成在第2導(dǎo)電類型半導(dǎo)體的基板內(nèi)的第1導(dǎo)電類型的基區(qū)；選擇性地形成 在上述基區(qū)內(nèi)的至少1個的第2導(dǎo)電類型的發(fā)射區(qū)；在上述基區(qū)內(nèi)與上述發(fā) 射區(qū)隔離而選擇性地形成的至少1個的第2導(dǎo)電類型的讀出區(qū)；在上述半導(dǎo) 體基板內(nèi)與上述基區(qū)隔離而形成的第1導(dǎo)電類型的集電區(qū)；從上述發(fā)射區(qū)看， 至少在位于上述集電區(qū)一側(cè)的部分的上述基區(qū)上形成的柵絕緣膜；形成在上 述柵絕緣膜上的柵電極；形成在上述半導(dǎo)體基板上、且電連接到上述集電區(qū) 的集電極電極;形成在上述半導(dǎo)體基板上、且電連接到上述基區(qū)及上述發(fā)射 區(qū)雙方的發(fā)射極電極；和形成在上述半導(dǎo)體基板上、且電連接到上述讀出區(qū) 的讀出電極，上述發(fā)射區(qū)及上述讀出區(qū)被配置使得在相對于從上述集電區(qū)向 上述基區(qū)的第1方向垂直的第2方向上排列，設(shè)定上述第2方向上的上述讀 出區(qū)、上述發(fā)射區(qū)、鄰接上述讀出區(qū)的部分的上述基區(qū)、及鄰接上述發(fā)射區(qū) 的部分的上述基區(qū)各自的寬度，以使集電極電流與讀出電流之比即讀出比按 照該集電極電流的變化而產(chǎn)生所希望的變化。再有，在本發(fā)明中，「高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件」是指柵電壓0V時，具有 漏電壓例如大約200V以上的耐壓開關(guān)元件。根據(jù)本發(fā)明的第1高耐壓半導(dǎo)體元件，通過調(diào)節(jié)第2導(dǎo)電類型的讀出區(qū)、第2導(dǎo)電類型的發(fā)射區(qū)、與讀出區(qū)鄰接的部分的第1導(dǎo)電類型的基區(qū)、及與 發(fā)射區(qū)鄰接的部分的第1導(dǎo)電類型的基區(qū)的各自的寬度，就能夠控制從單位 寬度的發(fā)射區(qū)釋放出的第1導(dǎo)電類型載流子的數(shù)量、和單位寬度的讀出區(qū)釋 放出的第1導(dǎo)電類型載流子的數(shù)量。因此能夠控制讀出比的集電極電流依賴關(guān)系。具體地，在本發(fā)明的第1高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件中，例如，通過將與該讀出區(qū)鄰接的部分的上述基區(qū)的寬度與上述第2方向上的上述讀出區(qū)的寬度 之比和與該發(fā)射區(qū)鄰接的部分的上述基區(qū)的寬度與上述第2方向上的上述發(fā) 射區(qū)的寬度之比設(shè)定為相等，使得上述讀出比相對于上述集電極電流的變化 成為恒定。此時，也可將上述第2方向上的上述讀出區(qū)、上述發(fā)射區(qū)、與上 述讀出區(qū)鄰接的部分的上述基區(qū)、以及與上述發(fā)射區(qū)鄰接的部分的上述基區(qū) 的各自的寬度設(shè)定為相等。此外，在本發(fā)明的第1高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件中，例如，通過將與該讀 出區(qū)相鄰的部分的上述基區(qū)的寬度與上述第2方向上的上述讀出區(qū)的寬度之 比設(shè)定為比與該發(fā)射區(qū)相鄰的部分的上述基區(qū)的寬度與上述第2方向上的上 述發(fā)射區(qū)的寬度之比更大，使得上述讀出比隨著上述集電極電流的增加而增 加?；蛘?，在本發(fā)明的第1高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件中，例如，通過將與該讀 出區(qū)鄰接的部分的上述基區(qū)的寬度與上述第2方向上的上述讀出區(qū)的寬度之 比設(shè)定為比與該發(fā)射區(qū)相鄰的部分的上述基區(qū)的寬度與上述第2方向上的上 述發(fā)射區(qū)的寬度之比更小，使得上述讀出比隨著上述集電極電流的增加而減 少。本發(fā)明相關(guān)的第2高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件，包括形成在第2導(dǎo)電類型 的半導(dǎo)體基板內(nèi)的第1導(dǎo)電類型的基區(qū)；選擇性地形成在上述基區(qū)內(nèi)的至少 1個的第2導(dǎo)電類型的發(fā)射區(qū)；在上述基區(qū)內(nèi)與上述發(fā)射區(qū)隔離而選擇性地 形成的至少1個的第2導(dǎo)電類型的讀出區(qū)；在上述半導(dǎo)體基板內(nèi)與上述基區(qū) 隔離而形成的第1導(dǎo)電類型的集電區(qū)；在上述半導(dǎo)體基板內(nèi)與上述基區(qū)隔離 而形成的第2導(dǎo)電類型的漏區(qū)；從上述發(fā)射區(qū)看，至少在位于上述集電區(qū)一 側(cè)的部分的上述基區(qū)上形成的柵絕緣膜；形成在上述柵絕緣膜上的柵電極； 形成在上述半導(dǎo)體基板上、且電連接到上述集電區(qū)及上述漏區(qū)雙方的集電極 電極；形成在上述半導(dǎo)體基板上、且電連接到上述基區(qū)及上述發(fā)射區(qū)雙方的發(fā)射極電極，和形成在上述半導(dǎo)體基板上、且電連接到上述讀出區(qū)的讀出電 極，上述發(fā)射區(qū)及上述讀出區(qū)被配置使得在相對于從上述集電區(qū)向上述基區(qū) 的第1方向垂直的第2方向上排列，設(shè)定上述第2方向上的上述讀出區(qū)、上 述發(fā)射區(qū)、鄰接上述讀出區(qū)的部分的上述基區(qū)、及鄰接上述發(fā)射區(qū)的部分的 上述基區(qū)的各自的寬度，以使集電極電流與讀出電流之比按照該集電極電流 的變化而產(chǎn)生所希望的變化。根據(jù)本發(fā)明的第2高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件，通過設(shè)置與基區(qū)隔離的集電區(qū)及漏區(qū)兩方，就能夠?qū)崿F(xiàn)可以減少在從輕負(fù)載到重負(fù)載的整個區(qū)域上的損失的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件。此外，通過調(diào)節(jié)第2導(dǎo)電類型讀出區(qū)、第2導(dǎo) 電類型發(fā)射區(qū)、鄰接讀出區(qū)的部分的第1導(dǎo)電類型基區(qū)、及與發(fā)射區(qū)鄰接的 部分的第1導(dǎo)電類型的基區(qū)的各自的寬度，就能夠控制從單位寬度的發(fā)射區(qū) 釋放出的第1導(dǎo)電類型的載流子的數(shù)量、和單位寬度的讀出區(qū)釋放出的第1 導(dǎo)電類型的載流子的數(shù)量。因此能夠控制讀出比的集電極電流依賴關(guān)系。具體地，在本發(fā)明的第2高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件中，例如，通過將與該 讀出區(qū)鄰接的部分的上述基區(qū)的寬度與上述第2方向上的上述讀出區(qū)的寬度 之比和與該發(fā)射區(qū)鄰接的部分的上述基區(qū)的寬度與上述第2方向上的上述發(fā) 射區(qū)的寬度之比設(shè)定為相等，使得上述讀出比相對于上述集電極電流的變化 成為恒定。此時，也可以設(shè)定上述第2方向上的上述讀出區(qū)、上述發(fā)射區(qū)、 與上述讀出區(qū)鄰接的部分的上述基區(qū)、及與上述發(fā)射區(qū)鄰接的部分的上述基 區(qū)的各自的寬度相等。此外，在本發(fā)明的第2高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件中，例如，通過將與該讀 出區(qū)鄰接的部分的上述基區(qū)的寬度與上述第2方向上的上述讀出區(qū)的寬度之 比設(shè)定為比與該發(fā)射區(qū)鄰接的部分的上述基區(qū)的寬度與上述第2方向上的上 述發(fā)射區(qū)的寬度之比更大，使得上述讀出比隨著上述集電極電流的增加而增 加?；蛘?，在本發(fā)明的第1高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件中，例如，通過將與該讀 出區(qū)鄰接的部分的上述基區(qū)的寬度與上述第2方向上的上述讀出區(qū)的寬度之 比設(shè)定為比與該發(fā)射區(qū)鄰接的部分的上述基區(qū)的寬度與上述第2方向上的上 述發(fā)射區(qū)的寬度之比更小，使得上述讀出比隨著上述集電極電流的增加而減少。再有，在本發(fā)明的第2高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件中，也可以夾持上述柵電極且彼此對置地配置上述讀出區(qū)和上述集電區(qū)，或者可以夾持上述柵電極且 彼此對置地配置上述讀出區(qū)和上述漏區(qū)?；蛘?，可以形成多個上述讀出區(qū)， 夾持上述柵電極且彼此對置地配置至少1個上述讀出區(qū)和上述集電區(qū)，并夾 持上述柵電極且彼此對置地配置其它的上述讀出區(qū)和上述漏區(qū)。本發(fā)明相關(guān)的第3高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件，包括形成在第2導(dǎo)電類型 半導(dǎo)體的基板內(nèi)的第1導(dǎo)電類型的基區(qū)；選擇性地形成在上述基區(qū)內(nèi)的至少 1個的第2導(dǎo)電類型的發(fā)射區(qū)；在上述基區(qū)內(nèi)與上述發(fā)射區(qū)隔離而選擇性地 形成的至少1個的第2導(dǎo)電類型的讀出區(qū)；在上述半導(dǎo)體基板內(nèi)與上述基區(qū) 隔離而形成的第1導(dǎo)電類型的集電區(qū)；至少從上述發(fā)射區(qū)看，在位于上述集 電區(qū)一側(cè)的部分的上述基區(qū)上形成的柵絕緣膜；形成在上述柵絕緣膜上的柵 電極；形成在上述半導(dǎo)體基板上、且電連接到上述集電區(qū)的集電極電極；形 成在上述半導(dǎo)體基板上、且電連接到上述基區(qū)及上述發(fā)射區(qū)雙方的發(fā)射極電 極；和形成在上述半導(dǎo)體基板上、且電連接到上述讀出區(qū)的讀出電極，上述 發(fā)射區(qū)及上述讀出區(qū)被配置使得在相對于從上述集電區(qū)向上述基區(qū)的第1方 向垂直的第2方向上排列，位于上述發(fā)射極電極和上述柵電極之間的部分的 上述發(fā)射區(qū)的電阻與位于上述讀出電極和上述柵電極之間的部分的上述讀出 區(qū)的電阻相等。根據(jù)本發(fā)明的第3高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件，由于位于發(fā)射極電極和柵電 極之間的部分的上述發(fā)射區(qū)的電阻與位于讀出電極和柵電極之間的部分的讀 出區(qū)的電阻相等，所以當(dāng)高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件流過引起導(dǎo)電率調(diào)制程度的 集電極電流時，就會使從讀出區(qū)流出的電子電流的電流密度和從發(fā)射區(qū)流出 的電子電流的電流密度相同。因此，由于在高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件流過引起 導(dǎo)電率調(diào)制程度的集電極電流時也能夠抑制讀出比的變動，就能夠容易地進(jìn) 行流過高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件的集電極電流的控制。根據(jù)本發(fā)明的第3高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件，由于位于發(fā)射極電極和柵電 極之間的部分的上述發(fā)射區(qū)的電阻與位于讀出電極和柵電極之間的部分的讀 出區(qū)的電阻相等，所以由于能夠使相對于溫度的上升的各自的電阻的上升相 一致，就有可能消除讀出比的溫度依賴關(guān)系。根據(jù)本發(fā)明的第4高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件，包括形成在第2導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體基板內(nèi)的第1導(dǎo)電類型的基區(qū)；選擇性地形成在上述基區(qū)內(nèi)的至少 1個的第2導(dǎo)電類型的發(fā)射區(qū)；在上述基區(qū)內(nèi)與上述發(fā)射區(qū)隔離而選擇性地形成的至少1個的第2導(dǎo)電類型的讀出區(qū)；在上述半導(dǎo)體基板內(nèi)與上述基區(qū) 隔離而形成的第1導(dǎo)電類型的集電區(qū)；在上述半導(dǎo)體基板內(nèi)與上述基區(qū)隔離 而形成的第2導(dǎo)電類型的漏區(qū)；至少從上述發(fā)射區(qū)看，在位于上述集電區(qū)一 側(cè)的部分的上述基區(qū)上形成的柵絕緣膜；形成在上述柵絕緣膜上的柵電極； 形成在上述半導(dǎo)體基板上、且電連接到上述集電區(qū)及上述漏區(qū)雙方的集電極 電極；形成在上述半導(dǎo)體基板上、且電連接到上述基區(qū)及上述發(fā)射區(qū)雙方的 發(fā)射極電極；和形成在上述半導(dǎo)體基板上、且電連接到上述讀出區(qū)的讀出電 極，上述發(fā)射區(qū)及上述讀出區(qū)被配置使得在相對于從上述集電區(qū)向上述基區(qū) 的第1方向垂直的第2方向上排列，位于上述發(fā)射極電極和上述柵電極之間 的部分的上述發(fā)射區(qū)的電阻與位于上述讀出電極和上述柵電極之間的部分的 上述讀出區(qū)的電阻相等。根據(jù)本發(fā)明的第4高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件，由于位于發(fā)射極電極和柵電 極之間的部分的上述發(fā)射區(qū)的電阻與位于讀出電極和柵電極之間的部分的讀 出區(qū)的電阻相等，所以當(dāng)高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件流過引起導(dǎo)電率調(diào)制程度的 集電極電流時，就會使從讀出區(qū)流出的電子電流的電流密度和從發(fā)射區(qū)流出 的電子電流的電流密度相同。因此，由于在高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件流過引起 導(dǎo)電率調(diào)制程度的集電極電流時也能夠抑制讀出比的變動，就能夠容易地進(jìn) 行流過高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件的集電極電流的控制。根據(jù)本發(fā)明的第4高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件，由于位于發(fā)射極電極和柵電 極之間的部分的上述發(fā)射區(qū)的電阻與位于讀出電極和柵電極之間的部分的讀 出區(qū)的電阻相等，所以由于能夠使相對于溫度的上升的各自的電阻的上升相 一致，就有可能消除讀出比的溫度依賴關(guān)系。再有，在本發(fā)明的第4高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件中，也可以夾持上述柵電 極且彼此對置地配置上述讀出區(qū)和上述集電區(qū)，或可以夾持上述柵電極且彼 此對置地配置上述讀出區(qū)和上述漏區(qū)。或者，可以形成多個上述讀出區(qū)，夾 持上述柵電極且彼此對置地配置至少1個上述讀出區(qū)和上述集電區(qū)，并夾持 上述柵電極且彼此對置地配置其它的上述讀出區(qū)和上述漏區(qū)。此外，在本發(fā)明的第3或第4高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件中，可以使上述第 2方向上的上述發(fā)射區(qū)及上述讀出區(qū)的各自的寬度相等；使位于上述發(fā)射極 電極和上述柵電極之間的部分的上述發(fā)射區(qū)的長度、與位于上述讀出電極和 上述柵電極之間的部分的上述讀出區(qū)的長度相等。此外，在本發(fā)明的第1 第4高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件中，優(yōu)選形成多個 上述讀出區(qū)，并在一個上述讀出區(qū)和另 一個上述讀出之間配置上述柵發(fā)射區(qū)。 如此這樣，與將多個讀出區(qū)匯集在一處而形成的情形相比，當(dāng)高耐壓半導(dǎo)體 開關(guān)元件流過引起導(dǎo)電率調(diào)制程度的集電極電流時，就能夠減小從與讀出區(qū) 對置的部分的集電區(qū)流出的電流的電流密度、和從與發(fā)射區(qū)對置的部分的集 電區(qū)流出的電流的電流密度之差。因此，可降低相對于集電極電流和溫度的 變化的讀出比的偏差，保持讀出比恒定。此外，在本發(fā)明的第1 第4高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件中，上述半導(dǎo)體基 板是第1導(dǎo)電類型，還包括在上述半導(dǎo)體基板內(nèi)鄰接上述基區(qū)而形成的第2導(dǎo)電類型的儲備(reserve)區(qū)，并優(yōu)選在上述儲備區(qū)內(nèi)形成上述集電區(qū)。再 有，此情況下，在本發(fā)明的第2或第4高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件中，在儲備區(qū) 內(nèi)還形成漏區(qū)。此外，此情況下還優(yōu)選，還包括在上述儲備區(qū)的表面部形成 的第1導(dǎo)電類型的頂上半導(dǎo)體層，上述頂上半導(dǎo)體層與上述基區(qū)電連接；或 者，還包括在上述儲備區(qū)內(nèi)形成的第1導(dǎo)電類型的埋置半導(dǎo)體層，上述埋置 半導(dǎo)體層與上述基區(qū)電連接。根據(jù)本發(fā)明，在橫型IGBT等高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件中，由于能夠通過開關(guān)元件本身的構(gòu)造來控制讀出比的集電極電流依賴關(guān)系和溫度依賴關(guān)系，所 以半導(dǎo)體器件的設(shè)計(jì)就會變得容易。附圖，說明圖1 (a)是本發(fā)明的第1實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件的俯視 圖，圖l (b)及(c)是圖l (a)中的A-A'線及B-B'線的剖面圖。圖2 (a)是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的變化例相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元 件的俯視圖，圖2 (b)及(c)是圖2 (a)中的A-A'線及B-B'線的剖面圖。圖3 (a)是本發(fā)明的第2實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件的俯視 圖，圖3 (b) (d)是圖3 (a)中的A-A'線、B-B'線及C-C'線的剖面 圖。圖4 (a)是本發(fā)明的第3實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件的俯視 圖，圖4 (b) (d)是圖4 (a)中的A-A'、 B-B'線及OC'線的剖面圖。圖5 (a)是本發(fā)明的第4實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件的俯視 圖，圖5 (b) (e)是圖5 (a)中的A-A'、 B-B'線、C-C'線、及D-D'線的剖面圖。圖6是表示在本發(fā)明的第4實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件中將集電極電流Ic在6A下飽和時的集電極電流和讀出比的關(guān)系與現(xiàn)有例進(jìn)行比較的圖。圖7 (a)是本發(fā)明的第5實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件的俯視 圖，圖7 (b)及(c)是圖7 (a)中的A-A'線及B-B'線的剖面圖。圖8 (a)是本發(fā)明的第6實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件的俯視 圖，圖8 (b)及(c)是圖8 (a)中的A-A'線及B-B'線的剖面圖。圖9 (a)是本發(fā)明的第7實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件的俯視 圖，圖9 (b) (d)是圖9 (a)中的A-A'、 B-B'線及C-C'線的剖面圖。圖10 (a)是本發(fā)明的第8實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件的俯 視圖，圖10 (b) (d)是圖10 (a)中的A-A'、 B-B'線及OC'線的剖面 圖。圖11是表示在本發(fā)明的第4、第7及第8實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體 開關(guān)元件中集電極電流Ic在1. 6A下飽和時的集電極電流和讀出比的關(guān)系的圖。圖12 (a)是本發(fā)明的第9實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件的俯 視圖，圖12 (b)及(c)是圖12 (a)中的A-A'線及B-B'線的剖面圖。圖13 (a)是本發(fā)明的第10實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件的俯 視圖，圖13 (b) (d)是圖13 (a)中的A-A'、 B-B'線及C-C'線的剖面圖。圖14 (a)是本發(fā)明的第1 第10實(shí)施方式的第1變化例相關(guān)的高耐壓 半導(dǎo)體開關(guān)元件的俯視圖，圖14 (b)及(c)是圖14 (a)中的A-A'線及 B-B'線的剖面圖。圖15 (a)是本發(fā)明的第1 第10實(shí)施方式的第2變化例相關(guān)的高耐壓 半導(dǎo)體開關(guān)元件的俯視圖，圖15 (b)及(c)是圖15 (a)中的A-A'線及 B-B'線的剖面圖。圖16 (a)是本發(fā)明的第1 第10實(shí)施方式的第2變化例(有頂上半導(dǎo) 體層)相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件的俯視圖，圖16 (b)及(c)是圖16 (a)中的A-A'線及B-B'線的剖面圖。圖17 (a)是本發(fā)明的第1 第10實(shí)施方式的第2變化例(有埋置半導(dǎo)體層)相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件的俯視圖，圖17 (b)及(C)是圖17(a)中的A-A'線及B-B'線的剖面圖。圖18 (a)是現(xiàn)有的橫型IGBT的俯視圖，圖18 (b)及(c)分別是圖 18 (a)中的A-A'線及B-B'線的剖面圖。圖19是表示具有對現(xiàn)有的橫型IGBT的過電流保護(hù)功能的半導(dǎo)體器件的 概括電路結(jié)構(gòu)的一例的圖。符號說明I 3 5 7 9II發(fā)射極電極集電極電極 柵電極半導(dǎo)體基板 2 發(fā)射區(qū) 4 讀出區(qū) 6 讀出電極集電區(qū) 8 柵絕緣膜 10 讀出區(qū)的寬度12 與讀出區(qū)鄰接的部分的基區(qū)的寬度13 發(fā)射區(qū)的寬度14 與發(fā)射區(qū)鄰接的部分的基區(qū)的寬度15 漏區(qū)16 位于從柵電極到發(fā)射極電極之間的部分的發(fā)射區(qū)的長度17 位于從柵電極到讀出電極之間的部分的讀出區(qū)的長度18 儲備區(qū) 19 頂上半導(dǎo)體層 20埋置半導(dǎo)體層 22 30本發(fā)明的IGBT 40 100現(xiàn)有的IGBT 101 102基區(qū) 103 104發(fā)射極電極 106 107集電區(qū) 108 109柵絕緣膜 110 111讀出電極與發(fā)射極電極之間的區(qū)域 200過電流檢測裝置 201 202 電壓比較器 203基區(qū)接觸區(qū) 本發(fā)明的混合IGBT半導(dǎo)體基板發(fā)射區(qū)讀出電極集電極電極柵電極讀出電阻 基準(zhǔn)電壓電路204讀出電流 205 集電極電流優(yōu)選實(shí)施方式在下文中，說明的本發(fā)明的各實(shí)施方式中，設(shè)"技術(shù)方案"的"第1導(dǎo) 電類型"為P型，"第2導(dǎo)電類型"為N型，雖然以n溝道的高耐壓半導(dǎo)體開 關(guān)元件為例進(jìn)行說明，但p溝道的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件也能夠適用本發(fā)明。 (第l實(shí)施方式)下面參照附圖，說明本發(fā)明第1實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件 (以下稱為IGBT)。圖1 (a)是本發(fā)明的第1實(shí)施方式相關(guān)的IGBT的俯視圖，圖1 (b)及 (c)是圖1 (a)中的A-A'線及B-B'線的剖面圖。在圖1 (a) (c)所 示的IGBT 30中，在N型半導(dǎo)體基板1的表面部形成P型基區(qū)2，在基區(qū)2 的表面部選擇性地形成至少1個N型發(fā)射區(qū)3?；鶇^(qū)2與發(fā)射區(qū)3，通過形成 在半導(dǎo)體基板1上的發(fā)射極電極4電連接。在基區(qū)2的表面部與發(fā)射區(qū)3隔 離，至少選擇性地形成1個N型讀出區(qū)5。在讀出區(qū)5上形成與讀出區(qū)5電 連接的讀出電極6。此外，在半導(dǎo)體基板1的表面部與基區(qū)2隔離而形成P 型集電區(qū)7。在集電區(qū)7上形成與集電區(qū)7電連接的集電極電極8。并且，從 發(fā)射區(qū)3上跨過基區(qū)2至少到半導(dǎo)體基板1 (基區(qū)2或集電區(qū)7等的沒有形 成雜質(zhì)區(qū)的部分)上形成柵絕緣膜9，在柵絕緣膜9上形成柵電極10。在本實(shí)施方式中，設(shè)定N型發(fā)射區(qū)3和N型讀出區(qū)5各自的注入雜質(zhì)濃 度及接合深度相等。此外，發(fā)射區(qū)3及讀出區(qū)5被設(shè)置使得在相對于從集電 區(qū)7向基區(qū)2的第1方向垂直的第2方向上排列。并且，作為本實(shí)施方式的 特征，設(shè)定與該讀出區(qū)5鄰接的部分的基區(qū)2的寬度12與上述第2方向上的 N型的讀出區(qū)5的寬度11之比，和與該發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基區(qū).2的寬度 14與上述第2方向上的N型的發(fā)射區(qū)3的寬度13之比相等。具體地，設(shè)定 上述第2方向上的讀出區(qū)5、發(fā)射區(qū)3、與讀出區(qū)5鄰接的部分的基區(qū)2、及 與發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基區(qū)2的各自的寬度全都相等。再有，在本實(shí)施方 式及后述的各實(shí)施方式中，與讀出區(qū)5鄰接的部分的基區(qū)2是指位于讀出區(qū) 5相互之間的部分的基區(qū)2，或位于沒有形成發(fā)射極電極4的區(qū)域中的讀出區(qū) 5和發(fā)射區(qū)3之間的部分的基區(qū)2,與發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基區(qū)2是指位于 發(fā)射區(qū)3相互之間的部分的基區(qū)2。第1實(shí)施方式相關(guān)的IGBT的動作如下。在圖1 (a) (c)所示的本實(shí)施方式的IGBT 30中，由于從P型集電 區(qū)7釋放出的空穴(集電極電流)與分別從N型發(fā)射區(qū)3及N型讀出區(qū)5釋 放出的電子再結(jié)合，所以能夠借助從N型發(fā)射區(qū)3釋放出的電子電流(以下 稱為源電流)及從N型讀出區(qū)5釋放出的電子電流(以下稱為讀出電流)來 觀測集電極電流。此外，在本實(shí)施方式中，由于N型讀出區(qū)5具有與N型發(fā) 射區(qū)3相同的注入雜質(zhì)濃度及接合深度，換言之，由于作為發(fā)射區(qū)3的一部 分形成讀出區(qū)5 ，所以從N型讀出區(qū)5釋放出的電子電流即讀出電流相當(dāng)于 集電極電流的一部分。并且，在本實(shí)施方式中，由于設(shè)定與該讀出區(qū)5鄰接 的部分的基區(qū)2的寬度12與上述第2方向上的N型讀出區(qū)5的寬度11之比 和與該發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基區(qū)2的寬度14與上述第2方向上的N型發(fā)射 區(qū)3的寬度13之比相等，所以從上述第2方向上每單位寬度的N型讀出區(qū)5 釋放出的電子的量與從上述第2方向上的每單位寬度的N型發(fā)射區(qū)3釋放出 的電子的量相等。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，集電極電流與讀出電流之比即讀出比與該集電 極電流的大小無關(guān)是恒定的。即，再由橫型IGBT構(gòu)成的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元 件中，能夠通過開關(guān)元件本身的構(gòu)造來控制讀出比的集電極電流依賴關(guān)系。再有，在本實(shí)施方式中，也可以設(shè)定上述第2方向上的讀出區(qū)5、發(fā)射 區(qū)3、與讀出區(qū)5鄰接的部分的基區(qū)2、及與發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基區(qū)2的 各自的寬度全都相等。但是，如果能夠設(shè)定與該讀出區(qū)5鄰接的部分的基區(qū) 2的寬度12與上述第2方向上的N型讀出區(qū)5的寬度11之比和與該發(fā)射區(qū)3 鄰接的部分的基區(qū)2的寬度14與上述第2方向上的N型發(fā)射區(qū)3的寬度13 之比相等的話，就不特別限定各區(qū)域?qū)挾鹊木唧w設(shè)定。此外，在本實(shí)施方式中，例如如圖2 (a) (c)所示，在基區(qū)2內(nèi)也 可以形成高濃度P型基區(qū)接觸區(qū)22，以便分別與發(fā)射區(qū)3及讀出區(qū)5鄰接。 在此，圖2 (a)是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的變化例相關(guān)的IGBT的俯視圖， 圖2 (b)及(c)是圖2 (a)中的A-A'線及B-B'線的剖面圖。再有，在圖 2 (a) (c)中，對與圖l (a) (c)所示的IGBT 30相同的構(gòu)成要素賦 予相同的符號，省略重復(fù)的說明。 (第2實(shí)施方式)下面參照附圖，說明本發(fā)明第2實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件。圖3 (a)是本發(fā)明的第2實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件、具體 而言是混合IGBT 40的俯視圖，圖3 (b) (d)是圖3 (a)中的A-A'線、 B-B'線及C-C'線的剖面圖。再有，在圖3 (a) (d)所示的混合IGBT40 中，通過對與圖1 (a) (c)所示的IGBT 30相同的構(gòu)成要素賦予相同的 符號，來省略重復(fù)的說明。本實(shí)施方式的混合IGBT 40與圖1 (a) (c)所示的第1實(shí)施方式的 IGBT 30不同點(diǎn)在于，在半導(dǎo)體基板1的表面部與基區(qū)2隔離而形成至少1 個N型漏區(qū)15，漏區(qū)15及集電區(qū)7被配置使得在相對于從集電區(qū)7向基區(qū)2 的第1方向垂直的第2方向上排列。再有，在本施方式中，在半導(dǎo)體基板1 上形成集電極電極8，以便電連接到集電區(qū)7及基區(qū)15兩方。此外，在本實(shí) 施方式中，也可以形成多個集電區(qū)7。以下，簡單地說明本實(shí)施方式的混合IGBT 40的動作原理。當(dāng)對混合IGBT 40的集電極電極8施加電壓時，電流就從N型漏區(qū)15通過P型的基區(qū)2流 到發(fā)射區(qū)3 (以下將此動作稱為MISFET (金屬絕緣體半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管， metal insulator semiconductor field effect transistor)動作)， 一旦 電流變大，就會從P型集電區(qū)7釋放出空穴(以下將此動作稱為IGBT動作)。 因此，能夠?qū)崿F(xiàn)可以在從輕負(fù)載到重負(fù)載的整個區(qū)域上降低損失的高耐壓半 導(dǎo)體開關(guān)元件即混合IGBT。即便在本實(shí)施方式中，也與第l實(shí)施方式相同，設(shè)定N型發(fā)射區(qū)3和N 型讀出區(qū)5各自的注入雜質(zhì)濃度及接合深度相同，此外，配置發(fā)射區(qū)3及讀 出區(qū)5以便它們在相對于從集電區(qū)7向基區(qū)2的第1方向垂直的第2方向上 排列。并且，作為本實(shí)施方式的特征，與第1實(shí)施方式相同，設(shè)定與該讀出 區(qū)5鄰接的部分的基區(qū)2的寬度12與上述第2方向上的N型讀出區(qū)5的寬度 11之比和與該發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基區(qū)2的寬度14與上述第2方向上的N 型發(fā)射區(qū)3的寬度13之比相等。具體地，設(shè)定上述第2方向上的讀出區(qū)5、 發(fā)射區(qū)3、與讀出區(qū)5鄰接的部分的基區(qū)2、及與發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基區(qū) 2的各自的寬度全都相等。艮口，根據(jù)本實(shí)施方式，與第l實(shí)施方式相同，由于設(shè)定與該讀出區(qū)5鄰 接的部分的基區(qū)2的寬度12與上述第2方向上的N型讀出區(qū)5的寬度11之 比和與該發(fā)射區(qū)3相鄰的部分的基區(qū)2的寬度14與上述第2方向上的N型發(fā) 射區(qū)3的寬度13之比相等，所以從上述第2方向上每單位寬度的N型讀出區(qū)5釋放出的電子的量，與從上述第2方向上的每單位寬度的N型發(fā)射區(qū)3釋 放出的電子的量相等。因此，由于集電極電流與讀出電流之比即讀出比與該 集電極電流的大小無關(guān)是恒定的，所以在由橫型IGBT構(gòu)成的高耐壓半導(dǎo)體開 關(guān)元件中，能夠通過開關(guān)元件本身的構(gòu)造來控制讀出比的集電極電流依賴關(guān)系。并且，在本實(shí)施方式的混合IGBT 40中，通過夾持柵電極10彼此對置地 配置N型讀出區(qū)5和P型集電區(qū)7，可獲取如下這樣的效果。艮口，當(dāng)混合IGBT 40進(jìn)行MISFET動作時，所有的從讀出區(qū)5及發(fā)射區(qū)3 流向漏區(qū)15的電子的量都相等，另一方面，當(dāng)混合IGBT 40進(jìn)行IGBT動作 時，從對置集電區(qū)7配置的發(fā)射區(qū)3或讀出區(qū)5釋放出的電子電流的電流密 度，比從對置漏區(qū)15配置的發(fā)射區(qū)3或讀出區(qū)5釋放出的電子電流的電流密 度變得更大。這是因?yàn)榛旌螴GBT 40進(jìn)行動作時，從集電區(qū)7釋放出的空穴 (hole)占集電極電流的一大半。其結(jié)果，由于與從集電區(qū)7釋放出的空穴 再結(jié)合所以從讀出區(qū)5釋放出的電子的量(即讀出電流的大小)，對置集電區(qū) 7配置的讀出區(qū)5比對置漏區(qū)15配置的讀出區(qū)5更多一些。因此，如本施方式所述，如果夾持柵電極10彼此對置地配置N型讀出區(qū) 5和P型集電區(qū)7，則混合IGBT 40進(jìn)行MISFET動作時的讀出比和混合IGBT 40進(jìn)行IGBT動作時的讀出比之差變小。換言之，在輕負(fù)載時和重負(fù)載時之 間讀出比之差變小。由此，得到所謂混合IGBT的控制變?nèi)菀椎男Ч?。再有，在本?shí)施方式中，也可以設(shè)定上述第2方向上的讀出區(qū)5、發(fā)射 區(qū)3、與讀出區(qū)5鄰接的部分的基區(qū)2、及與發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基區(qū)2的 各自的寬度全都相等。但是，如果能夠設(shè)定與該讀出區(qū)5鄰接的部分的基區(qū) 2的寬度12與上述第2方向上的N型讀出區(qū)5的寬度11之比，和與該發(fā)射 區(qū)3鄰接的部分的基區(qū)2的寬度14與上述第2方向上的N型發(fā)射區(qū)3的寬度 13之比相等的話，就不特別限定各區(qū)域?qū)挾鹊木唧w的設(shè)定。此外，在本實(shí)施方式中，也可以在基區(qū)2內(nèi)形成高濃度P型基區(qū)接觸區(qū)， 以便分別與發(fā)射區(qū)3及讀出區(qū)5鄰接。 (第3實(shí)施方式)下面參照附圖，說明本發(fā)明第3實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件。 圖4 (a)是本發(fā)明的第3實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件、具體 而言是混合IGBT 40的俯視圖，圖4 (b) (d)是圖4 (a)中的A-A'線、B-B'線及C-C'線的剖面圖。再有，在圖4 (a) (d)所示的混合IGBT40 中，對與圖l (a) (c)所示的第1實(shí)施方式的IGBT30或圖3 (a) (d) 所示的第2實(shí)施方式的混合IGBT 40相同的構(gòu)成要素賦予相同的符號，省略 重復(fù)的說明。本實(shí)施方式的混合IGBT 40與第2實(shí)施方式的IGBT 40不同點(diǎn)在于，相 對于在第2實(shí)施方式的IGBT 40中，夾持柵電極10彼此對置地配置N型讀出 區(qū)5和P型集電區(qū)7，在本實(shí)施方式的IGBT 40中，夾持柵電極10彼此對置 地配置N型讀出區(qū)5和N型漏區(qū)15。由此，根據(jù)本實(shí)施方式的IGBT 40，除與第2實(shí)施方式的IGBT 40相同 的效果外，還得到如下這樣的效果。即，本實(shí)施方式的混合IGBT 40進(jìn)行IGBT 動作的時候，從對置漏區(qū)15配置的讀出區(qū)5釋放出的電子電流的電流密度， 比從對置集電區(qū)7配置的發(fā)射區(qū)3釋放出的電子電流的電流密度變得更小。 由此，能夠使集電極電流與讀出電流之比即讀出比變大。因此，與夾持柵電 極10彼此對置地配置N型讀出區(qū)5和P型集電區(qū)7的情形(第2實(shí)施方式) 相比，由于即使在通過相同大小的集電極電流進(jìn)行混合IGBT的控制時也能夠 增加讀出區(qū)5的配置數(shù)，所以能夠得到所謂可以改善讀出電流的偏差的效果。 (第4實(shí)施方式)下面參照附圖，說明本發(fā)明第4實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件。 圖5 (a)是本發(fā)明的第4實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件、具體 而言是混合IGBT 40的俯視圖，圖5 (b) (e)是圖5 (a)中的A-A'線、 B-B'線、C-C'線及D-D'線的剖面圖。再有，在圖5 (a) (e)所示的混 合IGBT 40中，對與圖1 (a) (c)所示的第1實(shí)施方式的IGBT 30或圖3 (a) (d)或圖4 (a) (d)所示的第2或第3實(shí)施方式的IGBT 40相同的構(gòu)成要素賦予相同的符號，省略重復(fù)的說明。本實(shí)施方式的混合IGBT 40與第2實(shí)施方式的IGBT 40不同點(diǎn)在于，相 對于在第2實(shí)施方式的IGBT 40中，夾持柵電極10彼此對置地配置N型讀出 區(qū)5和P型集電區(qū)7，在本實(shí)施方式的IGBT 40中，夾持柵電極10彼此對置 地配置至少1個N型讀出區(qū)5和P型集電區(qū)7，夾持柵電極10彼此對置地配 置其它的N型讀出區(qū)5和N型漏區(qū)15。由此，根據(jù)本實(shí)施方式的IGBT 40，除與第2實(shí)施方式的IGBT 40相同 的效果外，還得到如下這樣的效果。即，與對置漏區(qū)15配置所有的讀出區(qū)5的情形(第3實(shí)施方式)相比，能夠使進(jìn)行MISFET動作時的讀出比和進(jìn)行 IGBT動作時的讀出比之差減小，由此，能夠得到混合IGBT的控制變得容易 這樣的效果。此外，與對置集電區(qū)7配置所有的讀出區(qū)5的情形(第2實(shí)施 方式)相比，由于能夠使動作集電極電流與進(jìn)行IGBT動作時的讀出電流之比 即讀出比增大，所以就能增加讀出區(qū)5的配置數(shù)，由此能夠得到所謂可以改 善讀出電流的偏差的效果。圖6示出集電極電流Ic在6A下飽和的混合IGBT中的集電極電流與讀出 比的關(guān)系。在圖6中，實(shí)線表示本實(shí)施方式的混合IGBT中的集電極電流與讀 出比的關(guān)系，虛線表示現(xiàn)有的混合IGBT的集電極電流與讀出比的關(guān)系。如圖 6所示，在現(xiàn)有的混合IGBT中，與在從相當(dāng)于飽和集電極電流的8%的0. 5A 到相當(dāng)于80°/。的5A的范圍內(nèi)讀出比從700增加到950相比，在本實(shí)施方式的 混合IGBT中，在同范圍中讀出比的值幾乎保持在恒定的900左右。 (第5實(shí)施方式)下面參照附圖，說明本發(fā)明第5實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件。圖7 (a)是本發(fā)明的第5實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件、具體 而言是IGBT30的俯視圖，圖7 (b)及(c)是圖7 (a)中的A-A'線及B-B' 線的剖面圖。再有，在圖7 (a) (c)所示的IGBT30中，對與圖1 (a) (c)所示的IGBT 30相同的構(gòu)成要素賦予相同的符號，省略重復(fù)的說明。本實(shí)施方式的IGBT 30與圖1 (a) (c)所示的第1實(shí)施方式的IGBT 30 不同點(diǎn)在于，在設(shè)從集電區(qū)7向基區(qū)2的方向?yàn)榈?方向，與此垂直的方向 為第2方向時，設(shè)定與該讀出區(qū)5鄰接的部分的基區(qū)2的寬度12與第2方向 上的N型讀出區(qū)5的寬度11之比，比與該發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基區(qū)2的寬 度14與上述第2方向上的N型發(fā)射區(qū)3的寬度13之比更大。具體地，相對 于設(shè)定上述第2方向上的讀出區(qū)5、發(fā)射區(qū)3、及與發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基 區(qū)2的各自的寬度全都相等，設(shè)定與讀出區(qū)5鄰接的部分的基區(qū)2的寬度12 比與發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基區(qū)2的寬度14更大。第5實(shí)施方式相關(guān)的IGBT的動作如下。在圖7 (a) (c)所示的本實(shí)施方式的IGBT 30中，從N型讀出區(qū)5 釋放出的電子的量用從與N型讀出區(qū)5對置的部分的P型集電區(qū)7釋放出的 空穴的量、和從與鄰接N型讀出區(qū)5的部分的P型基區(qū)2對置的部分的P型 集電區(qū)7釋放出的空穴的量之和表示。此外，從N型發(fā)射區(qū)3釋放出的電子的量用從與N型發(fā)射區(qū)3對置的部分的P型集電區(qū)7釋放出的空穴的量、和 從與鄰接N型發(fā)射區(qū)3的部分的P型基區(qū)2對置的部分的P型集電區(qū)7釋放 出的空穴的量之和表示。在此，在本實(shí)施方式中，與該讀出區(qū)5鄰接的部分 的P型基區(qū)2的寬度12與N型讀出區(qū)5的寬度11之比、比與該發(fā)射區(qū)3鄰 接的部分的P型基區(qū)2的寬度14與N型發(fā)射區(qū)3的寬度13之比更大。因此， 由于從上述第2方向上每單位寬度的N型讀出區(qū)5釋放出的電子的量，比從 上述第2方向上的每單位寬度的N型發(fā)射區(qū)3釋放出的電子的量變得更大， 所以，與第1實(shí)施方式相比，讀出比變小。另一方面，使從上述第2方向上 每單位寬度的N型讀出區(qū)5釋放出的讀出電流的飽和電流的值，與從上述第 2方向上的每單位寬度的N型發(fā)射區(qū)3釋放出的源電流的飽和電流的值相等。 因此，雖然集電極電流增加時，源電流及讀出電流也增加，但相對于集電極 電流的增加量的每單位寬度的讀出電流的增加量比每單位寬度的源電流的增 加量逐漸變小。即，在本實(shí)施方式中，隨著集電極電流的增加，讀出比變大。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠?qū)崿F(xiàn)隨著集電極電流的增加讀出比增 加的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件(IGBT 30)。換言之，在本實(shí)施方式中，也能夠 通過開關(guān)元件本身的構(gòu)造來控制讀出比的集電極電流依賴關(guān)系。再有，在本實(shí)施方式中，設(shè)定上述第2方向上的讀出區(qū)5、發(fā)射區(qū)3、及 與發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基區(qū)2的各自的寬度全都相等，設(shè)定與讀出區(qū)5鄰 接的部分的基區(qū)2的寬度12比與發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基區(qū)2的寬度14更 大。但是，如果能夠設(shè)定與該讀出區(qū)5鄰接的部分的基區(qū)2的寬度12與第2 方向上的N型讀出區(qū)5的寬度11之比、比與該發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基區(qū)2 的寬度14與上述第2方向上的N型發(fā)射區(qū)3的寬度13之比更大的話，就不 特別限定各區(qū)域?qū)挾鹊木唧w的設(shè)定。此外，在本實(shí)施方式中，也可以在基區(qū)2內(nèi)形成高濃度P型的基區(qū)接觸 區(qū)，以便分別與發(fā)射區(qū)3及讀出區(qū)5鄰接。 (第6實(shí)施方式)下面，參照附圖，說明本發(fā)明第6實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件。圖8 (a)是本發(fā)明的第6實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件、具體 而言是IGBT30的俯視圖，圖8 (b)及(c)是圖8 (a)中的A-A'線及B-B' 線的剖面圖。再有，在圖8 (a) (c)所示的IGBT30中，對與圖1 (a) (c)所示的IGBT 30相同的構(gòu)成要素賦予相同的符號，省略重復(fù)的說明。
本實(shí)施方式的IGBT 30與圖1 (a) (c)所示的第1實(shí)施方式的IGBT 30 不同點(diǎn)在于，在設(shè)從集電區(qū)7向基區(qū)2的方向?yàn)榈?方向，與此垂直的方向 為第2方向時，設(shè)定與該讀出區(qū)5鄰接的部分的基區(qū)2的寬度12與第2方向 上的N型讀出區(qū)5的寬度11之比、比與該發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基區(qū)2的寬 度14與上述第2方向上的N型發(fā)射區(qū)3的寬度13之比更小。具體地，相對 于設(shè)定上述第2方向上的讀出區(qū)5、發(fā)射區(qū)3、及與發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基 區(qū)2的各自寬度全都相等，設(shè)定與讀出區(qū)5鄰接的部分的基區(qū)2的寬度12比 與發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基區(qū)2的寬度14更小。
在圖8 (a) (c)所示的本實(shí)施方式的IGBT 30中，與第5實(shí)施方式 相反，設(shè)定與該讀出區(qū)5鄰接的部分的P型基區(qū)2的寬度12與N型讀出區(qū)5 的寬度11之比、比與該發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的P型基區(qū)2的寬度14與N型 發(fā)射區(qū)3的寬度13之比更小。因此，由于從上述第2方向上每單位寬度的N 型讀出區(qū)5釋放出的電子的量，比從上述第2方向上的每單位寬度的N型發(fā) 射區(qū)3釋放出的電子的量變得更小，所以，與第l實(shí)施方式相比，讀出比變 大。另一方面，使從上述第2方向上每單位寬度的N型讀出區(qū)5釋放出的讀 出電流的飽和電流的值，與從上述第2方向上的每單位寬度的N型發(fā)射區(qū)3 釋放出的源電流的飽和電流的值相等。因此，雖然集電極電流增加時，源電 流及讀出電流也增加，但相對于集電極電流的增加量的每單位寬度的讀出電 流的增加量比每單位寬度的源電流的增加量逐漸變大。即，在本實(shí)施方式中， 隨著集電極電流的增加，讀出比變小。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠?qū)崿F(xiàn)隨著集電極電流的增加讀出比減 少的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件(IGBT 30)。換言之，在本實(shí)施方式中，也能夠 通過開關(guān)元件本身的構(gòu)造來控制讀出比的集電極電流依賴關(guān)系。
再有，在本實(shí)施方式中，設(shè)定上述第2方向上的讀出區(qū)5、發(fā)射區(qū)3、及 與發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基區(qū)2的各自的寬度全都相等，設(shè)定與讀出區(qū)5鄰 接的部分的基區(qū)2的寬度12比與發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基區(qū)2的寬度14更 小。但是，如果能夠設(shè)定與該讀出區(qū)5鄰接的部分的基區(qū)2的寬度12與第2 方向上的N型讀出區(qū)5的寬度11之比、比與該發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基區(qū)2 的寬度14與上述第2方向上的N型發(fā)射區(qū)3的寬度13之比更小的話，就不 特別限定各區(qū)域?qū)挾鹊木唧w設(shè)定。此外，在本實(shí)施方式中，也可以在基區(qū)2內(nèi)形成高濃度P型的基區(qū)接觸 區(qū)，以便分別與發(fā)射區(qū)3及讀出區(qū)5鄰接。
(第7實(shí)施方式)
下面參照附圖，說明本發(fā)明第7實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件。
圖9 (a)是本發(fā)明的第7實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件、具體 的混合工GBT40的俯視圖，圖9 (b) (d)是圖9 (a)中的A-A'線、B-B' 線及C-C'的剖面圖。再有，在圖9 (a) (d)所示的混合IGBT40中，對 與圖1 (a) (c)所示第1實(shí)施方式的IGBT 30或圖3 (a) (d)所示的 第2實(shí)施方式的IGBT 40相同的構(gòu)成要素賦予相同的符號，省略重復(fù)的說明。
本實(shí)施方式的IGBT 40與第2實(shí)施方式的IGBT 40不同點(diǎn)如下。目卩，在 第2實(shí)施方式的IGBT 40中，在將從集電區(qū)7向基區(qū)2的方向設(shè)為第1方向， 與此垂直的方向?yàn)榈?方向時，設(shè)定與該讀出區(qū)5鄰接的部分的基區(qū)2的寬 度12與第2方向上的N型讀出區(qū)5的寬度11之比、和與該發(fā)射區(qū)3鄰接的 部分的基區(qū)2的寬度14與上述第2方向上的N型發(fā)射區(qū)3的寬度13之比相 等。相對于此，在本實(shí)施方式的IGBT40中，與圖7 (a) (c)所示的第5 實(shí)施方式的IGBT 30相同，設(shè)定與該讀出區(qū)5鄰接的部分的基區(qū)2的寬度12 與第2方向上的N型讀出區(qū)5的寬度11之比、比與該發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的 基區(qū)2的寬度14與上述第2方向上的N型發(fā)射區(qū)3的寬度13之比更大。具 體地，相對于設(shè)定上述第2方向上的讀出區(qū)5、發(fā)射區(qū)3、及與發(fā)射區(qū)3鄰接 的部分的基區(qū)2的各自的寬度全都相等，設(shè)定與讀出區(qū)5鄰接的部分的基區(qū) 2的寬度12比與發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基區(qū)2的寬度14更大。
因此，即使在本實(shí)施方式的混合IGBT40中，也與第5實(shí)施方式的IGBT 30相同，能夠?qū)崿F(xiàn)隨著集電極電流的增加讀出比增加的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元 件。換言之，在本實(shí)施方式中，也能夠通過開關(guān)元件本身的構(gòu)造來控制讀出 比的集電極電流依賴關(guān)系。
再有，在本實(shí)施方式中，設(shè)定上述第2方向上的讀出區(qū)5、發(fā)射區(qū)3、及 與發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基區(qū)2的各自的寬度全都相等，設(shè)定與讀出區(qū)5鄰 接的部分的基區(qū)2的寬度12比與發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基區(qū)2的寬度14更 大。但是，如果能夠設(shè)定與該讀出區(qū)5鄰接的部分的基區(qū)2的寬度12與第2 方向上的N型讀出區(qū)5的寬度11之比、比與該發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基區(qū)2 的寬度14與上述第2方向上的N型發(fā)射區(qū)3的寬度13之比更大的話，就不特別限定各區(qū)域?qū)挾鹊木唧w設(shè)定。
此外，在本實(shí)施方式中，也可以在基區(qū)2內(nèi)形成高濃度P型的基區(qū)接觸 區(qū)，以便分別與發(fā)射區(qū)3及讀出區(qū)5鄰接。
此外，在本實(shí)施方式中，與第2實(shí)施方式相同，如果夾持柵電極10彼此 對置地配置N型讀出區(qū)5和P型集電區(qū)7，則進(jìn)行MISFET動作時的讀出比和 進(jìn)行IGBT動作時的讀出比之差變小，由此，得到所謂混合IGBT 40的控制變 容易的效果。
此外，在本實(shí)施方式中，與第3實(shí)施方式相同，如果夾持柵電極10彼此 對置地配置N型讀出區(qū)5和N型漏區(qū)15，則集電極電流與進(jìn)行IGBT動作時 的讀出電流之比即讀出比變大。因此，由于能夠增加讀出區(qū)5的配置數(shù)，所 以能夠得到所謂可以改善讀出電流的偏差的效果。
此外，在本實(shí)施方式中，與第4實(shí)施方式相同，如果夾持柵電極10彼此 對置地配置至少1個N型讀出區(qū)5和P型集電區(qū)7，夾持柵電極10彼此對置 地配置其它的N型讀出區(qū)5和N型漏區(qū)15，則獲得如下的效果。即，與對置 漏區(qū)15配置所有的讀出區(qū)5的情形相比，能夠使進(jìn)行MISFET動作時的讀出 比和進(jìn)行IGBT動作時的讀出比之差減小，由此，能夠得到混合IGBT 40的控 制變得容易這樣的效果。此外，與對置集電區(qū)7配置所有的讀出區(qū)5的情形 相比，由于能夠使進(jìn)行IGBT動作時的讀出比增大，所以能增加讀出區(qū)5的配 置數(shù)，由此能夠得到所謂可以改善讀出電流的偏差的效果。 (第8實(shí)施方式)
下面參照附圖，說明本發(fā)明第8實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件。 圖10 (a)是本發(fā)明的第8實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件、具 體而言是混合IGBT 40的俯視圖，圖10 (b) (d)是圖10 (a)中的A-A' 線、B-B'線及C-C'的剖面圖。再有，在圖10 (a) (d)所示的混合IGBT 40中，對與圖1 (a) (c)所示第1實(shí)施方式的IGBT 30或圖3 (a) (d) 所示的第2實(shí)施方式的IGBT 40相同的構(gòu)成要素賦予相同的符號，省略重復(fù) 的說明。
本實(shí)施方式的IGBT 40與第2實(shí)施方式的IGBT 40不同點(diǎn)如下。g卩，在 第2實(shí)施方式的IGBT 40中，在設(shè)從集電區(qū)7向基區(qū)2的方向?yàn)榈?方向， 與此垂直的方向?yàn)榈?方向時，設(shè)定與該讀出區(qū)5鄰接的部分的基區(qū)2的寬 度12與第2方向上的N型讀出區(qū)5的寬度11之比、與與該發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基區(qū)2的寬度14與上述第2方向上的N型發(fā)射區(qū)3的寬度13之比相 等。相對于此，在本實(shí)施方式的IGBT40中，與圖8 (a) (c)所示的第6 實(shí)施方式的IGBT 30相同，設(shè)定與該讀出區(qū)5鄰接的部分的基區(qū)2的寬度12 與第2方向上的N型讀出區(qū)5的寬度11之比、比與該發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的 基區(qū)2的寬度14與上述第2方向上的N型發(fā)射區(qū)3的寬度13之比更小。具 體地，相對于設(shè)定上述第2方向上的讀出區(qū)5、發(fā)射區(qū)3、及與發(fā)射區(qū)3鄰接 的部分的基區(qū)2的各自的寬度全都相等，設(shè)定與讀出區(qū)5鄰接的部分的基區(qū) 2的寬度12比與發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基區(qū)2的寬度14更小。
因此，在本實(shí)施方式的混合IGBT 40中，也與第6實(shí)施方式的IGBT 30 相同，能夠?qū)崿F(xiàn)隨著集電極電流的增加讀出比減少的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件。 換言之，在本實(shí)施方式中，也能夠通過開關(guān)元件本身的構(gòu)造來控制讀出比的 集電極電流依賴關(guān)系。
再有，在本實(shí)施方式中，設(shè)定上述第2方向上的讀出區(qū)5、發(fā)射區(qū)3、及 與發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基區(qū)2的各自的寬度全都相等，設(shè)定與讀出區(qū)5鄰 接的部分的基區(qū)2的寬度12比與發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基區(qū)2的寬度14更 小。但是，如果能夠設(shè)定與該讀出區(qū)5鄰接的部分的基區(qū)2的寬度12比第2 方向上的N型讀出區(qū)5的寬度11之比，比與該發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基區(qū)2 的寬度14比上述第2方向上的N型發(fā)射區(qū)3的寬度13之比更小的話，就不 特別限定各區(qū)域?qū)挾鹊木唧w的設(shè)定。
此外，在本實(shí)施方式中，也可以在基區(qū)2內(nèi)形成高濃度P型的基區(qū)接觸 區(qū)，以便分別與發(fā)射區(qū)3及讀出區(qū)5鄰接。
此外，在本實(shí)施方式中，與第2實(shí)施方式相同，如果夾持柵電極10彼此 對置地配置N型讀出區(qū)5和P型集電區(qū)7，則進(jìn)行MISFET動作時的讀出比和 進(jìn)行IGBT動作時的讀出比之差變小，由此，得到所謂混合IGBT 40的控制變 容易的效果。
此外，在本實(shí)施方式中，與第3實(shí)施方式相同，如果夾持柵電極10彼此 對置地配置N型讀出區(qū)5和N型漏區(qū)15，則集電極電流與進(jìn)行IGBT動作時 的讀出電流之比即讀出比變大。因此，由于能夠增加讀出區(qū)5的配置數(shù)，所 以能夠得到所謂可以改善讀出電流的偏差的效果。
此外，在本實(shí)施方式中，與第4實(shí)施方式相同，如果夾持柵電極10彼此 對置地配置至少1個N型讀出區(qū)5和P型集電區(qū)7，夾持柵電極10彼此對置地配置其它的N型讀出區(qū)5和N型漏區(qū)15，則獲得如下的效果。SP，與對置
漏區(qū)15配置所有的讀出區(qū)5的情形相比，能夠使進(jìn)行MISFET動作時的讀出 比和進(jìn)行IGBT動作時的讀出比之差減小，由此，能夠得到混合IGBT 40的控 制變得容易這樣的效果。此外，與對置集電區(qū)7配置所有的讀出區(qū)5的情形 相比，由于能夠使進(jìn)行IGBT動作時的讀出比增大，所以能增加讀出區(qū)5的配 置數(shù)，由此能夠得到所謂可以改善讀出電流的偏差的效果。
圖11示出集電極電流Ic在1. 6A下飽和的混合IGBT中的集電極電流與 讀出比的關(guān)系。具體地，在圖11中，示出了上述第4實(shí)施方式的混合IGBT、 上述第7實(shí)施方式的混合IGBT及本實(shí)施方式的混合IGBT的各自的集電極電 流與讀出比的關(guān)系。
如圖11所示，在第4實(shí)施方式的混合IGBT中，相對于集電極電流的增 加將讀出比的值幾乎保持在恒定的340左右。相對于此，在第7實(shí)施方式的 混合IGBT中，隨著集電極電流的增加讀出比從240左右增加到280左右。此 外，在本實(shí)施方式的混合IGBT中，隨著集電極電流的增加讀出比從380左右 減少到350左右。
基于圖11所示的結(jié)果可知，通過調(diào)節(jié)上述第2方向上的N型讀出區(qū)5、 N型發(fā)射區(qū)3、與讀出區(qū)5鄰接的部分的P型基區(qū)2、及與發(fā)射區(qū)3鄰接的部 分的基區(qū)2的各自的寬度，在IGBT和混合IGBT中，能夠任意地改變相對于 集電極電流的讀出比的依賴關(guān)系。即，可知能夠控制讀出比的集電極電流依 賴關(guān)系。
(第9實(shí)施方式)
下面參照附圖，說明本發(fā)明第9實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件。 圖12 (a)是本發(fā)明的第9實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件、具 體而言是IGBT 30的俯視圖，圖12 (b)及(c)是圖12 (a)中的A-A'線 及B-B'線的剖面圖。再有，在圖12 (a) (c)所示的IGBT 30中，對與 圖1 (a) (c)所示的IGBT 30相同的構(gòu)成要素賦予相同的符號，省略重 復(fù)的說明。
在圖12 (a) (c)所示的IGBT 30中，與圖1 (a) (c)所示的第 1實(shí)施方式的IGBT 30相同，配置發(fā)射區(qū)3及讀出區(qū)5以便它們在相對于從 集電區(qū)7向基區(qū)2的第1方向垂直的第2方向上排列。此外，設(shè)定上述第2 方向上的上述讀出區(qū)5的寬度11、與讀出區(qū)5鄰接的部分的基區(qū)2的寬度12、發(fā)射區(qū)3的寬度13、及與發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基區(qū)2的寬度14全都相等。 并且，作為本實(shí)施方式的特征，設(shè)定位于從柵電極10到發(fā)射極電極4之間的 部分的N型發(fā)射區(qū)3的長度(沿上述第1方向的長度)16和位于從柵電極 10到讀出電極6之間的部分的N型讀出區(qū)5的長度(沿上述第1方向的長度) 17相等。由此，使位于從柵電極10到發(fā)射極電極4之間的部分的N型發(fā)射 區(qū)3的電阻和位于從柵電極10到讀出電極6之間的部分的N型讀出區(qū)5的電 阻相等。
通過使用以上說明的本實(shí)施方式的IGBT構(gòu)造，當(dāng)IGBT 30流過引起導(dǎo)電 率調(diào)制程度的集電極電流時，就會使從發(fā)射區(qū)3流出的電子電流即源電流的 電流密度、與從讀出區(qū)5流出的電子電流即讀出電流的電流密度實(shí)際上相同。 由此，由于即使在IGBT 30流過引起導(dǎo)電率調(diào)制程度的集電極電流時也能夠 抑制讀出比的變動，所以能夠容易地進(jìn)行流過IGBT 30的集電極電流的控制。
此外，根據(jù)本實(shí)施方式，由于位于發(fā)射極電極4和柵電極10之間的部分 的發(fā)射區(qū)3的電阻，與位于讀出電極6和柵電極10之間的部分的讀出區(qū)5的 電阻相等，所以能夠使相對于溫度的上升的各自的電阻的上升相一致。因此， 就有可能消除讀出比的溫度依賴關(guān)系。
艮口，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠通過開關(guān)元件本身的構(gòu)造來控制讀出比的集 電極電流依賴關(guān)系及溫度依賴關(guān)系。
再有，在本實(shí)施方式中，設(shè)定上述第2方向上的讀出區(qū)5、發(fā)射區(qū)3、與 讀出區(qū)5鄰接的部分的基區(qū)2、及與發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基區(qū)2的各自的 寬度全都相等，設(shè)定位于從柵電極10到發(fā)射極電極4之間的部分的發(fā)射區(qū)3 的長度16和位于從柵電極10到讀出電極6之間的部分的讀出區(qū)5的長度17 相等。但是，如果能夠設(shè)定位于從柵電極10到發(fā)射極電極4之間的部分的N 型發(fā)射區(qū)3的電阻和位于從柵電極10到讀出電極6之間的部分的N型讀出區(qū) 5的電阻相等的話，就不特別限定各區(qū)域?qū)挾群烷L度的具體的設(shè)定。
此外，在本實(shí)施方式中，也可以在基區(qū)2內(nèi)形成高濃度P型的基區(qū)接觸 區(qū)，以便分別與發(fā)射區(qū)3及讀出區(qū)5鄰接。 (第10實(shí)施方式)
下面參照附圖，說明本發(fā)明第10實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元
圖13 (a)是本發(fā)明的第10實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件、具體的混合IGBT 40的俯視圖，圖13 (b) (d)是圖13 (a)中的A-A'線、 B-B'線及C-C'線的剖面圖。再有，在圖13 (a) (d)所示的混合IGBT40 中，對與圖1 (a) (c)所示第1實(shí)施方式的IGBT 30或圖3 (a) (d) 所示的第2實(shí)施方式的IGBT 40相同的構(gòu)成要素賦予相同的符號，省略重復(fù) 的說明。
在圖13 (a) (d)所示的混合IGBT 40中，也與圖3 (a) (d)所 示的第2實(shí)施方式的混合IGBT 40相同，配置發(fā)射區(qū)3及讀出區(qū)5以使它們 在相對于從集電區(qū)7向基區(qū)2的第1方向垂直的第2方向上排列。此外，設(shè) 定上述第2方向上的讀出區(qū)5的寬度11、與讀出區(qū)5鄰接的部分的基區(qū)2的 寬度12、發(fā)射區(qū)3的寬度13、及與發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基區(qū)2的寬度14 全都相等。并且，作為本實(shí)施方式的特征，與圖12 (a) (c)所示的第9 實(shí)施方式的IGBT 30相同，設(shè)定位于從柵電極10到發(fā)射極電極4之間的部分 的N型發(fā)射區(qū)3的長度(沿上述第1方向的長度)16和位于從柵電極10到 讀出電極6之間的部分的N型讀出區(qū)5的長度(沿上述第l方向的長度)17 相等。由此，使位于從柵電極10到發(fā)射極電極4之間的部分的N型發(fā)射區(qū)3 的電阻和位于從柵電極10到讀出電極6之間的部分的N型讀出區(qū)5的電阻相 等。
通過使用以上說明的本實(shí)施方式的IGBT構(gòu)造，當(dāng)混合IGBT 40流過引起 導(dǎo)電率調(diào)制程度的集電極電流時，就會使從發(fā)射區(qū)3流出的電子電流即源電 流的電流密度、與從讀出區(qū)5流出的電子電流即讀出電流的電流密度實(shí)際上 相同。由此，由于即使在混合IGBT 40流過引起導(dǎo)電率調(diào)制程度的集電極電 流時也能夠抑制讀出比的變動，所以能夠容易地進(jìn)行流過混合IGBT 40的集 電極電流的控制。
此外，根據(jù)本實(shí)施方式，由于位于發(fā)射極電極4和柵電極10之間的部分 的發(fā)射區(qū)3的電阻，與位于讀出電極6和柵電極10之間的部分的讀出區(qū)5的 電阻相等，所以能夠使相對于溫度的上升的各自的電阻的上升相一致。因此， 就有可能消除讀出比的溫度依賴關(guān)系。
即，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠通過開關(guān)元件本身的構(gòu)造來控制讀出比的集 電極電流依賴關(guān)系及溫度依賴關(guān)系。
再有，在本實(shí)施方式中，設(shè)定上述第2方向上的讀出區(qū)5、發(fā)射區(qū)3、與 讀出區(qū)5鄰接的部分的基區(qū)2、及與發(fā)射區(qū)3鄰接的部分的基區(qū)2的各自的寬度全都相等，設(shè)定位于從柵電極10到發(fā)射極電極4之間的部分的發(fā)射區(qū)3的長度16和位于從柵電極10到讀出電極6之間的部分的讀出區(qū)5的長度17 相等。但是，如果能夠設(shè)定位于從柵電極10到發(fā)射極電極4之間的部分的N 型發(fā)射區(qū)3的電阻和位于從柵電極10到讀出電極6之間的部分的N型讀出區(qū) 5的電阻相等的話，就不特別限定各區(qū)域?qū)挾群烷L度的具體設(shè)定。此外，在本實(shí)施方式中，也可以在基區(qū)2內(nèi)形成高濃度P型的基區(qū)接觸 區(qū)，以便分別與發(fā)射區(qū)3及讀出區(qū)5鄰接。此外，在本實(shí)施方式中，與第2實(shí)施方式相同，如果夾持柵電極10彼此 對置地配置N型讀出區(qū)5和P型集電區(qū)7，則進(jìn)行MISFET動作時的讀出比和 進(jìn)行IGBT動作時的讀出比之差變小，由此，得到所謂混合IGBT 40的控制變 容易的效果。此外，在本實(shí)施方式中，與第3實(shí)施方式相同，如果夾持柵電極10彼此 對置地配置N型讀出區(qū)5和N型漏區(qū)15，則集電極電流與進(jìn)行IGBT動作時 的讀出電流之比即讀出比變大。因此，由于能夠增加讀出區(qū)5的配置數(shù)，所 以能夠得到所謂可以改善讀出電流的偏差的效果。此外，在本實(shí)施方式中，與第4實(shí)施方式相同，如果夾持柵電極10彼此 對置地配置至少1個N型讀出區(qū)5和P型集電區(qū)7，夾持柵電極10彼此對置 地配置其它的N型讀出區(qū)5和N型漏區(qū)15，則獲得如下的效果。即，與對置 漏區(qū)15配置所有的讀出區(qū)5的情形相比，能夠使進(jìn)行MISFET動作時的讀出 比和進(jìn)行IGBT動作時的讀出比之差減小，由此，能夠得到混合IGBT 40的控 制變得容易這樣的效果。此外，與對置集電區(qū)7配置所有的讀出區(qū)5的情形 相比，由于能夠使進(jìn)行IGBT動作時的讀出比增大，所以能增加讀出區(qū)5的配 置數(shù)，由此能夠得到所謂可以改善讀出電流的偏差的效果。 (第1 第10實(shí)施方式的第1變化例)關(guān)于以上所述的所有第1 第10實(shí)施方式都存在以下的第1變化例。艮口，在第1 第10的實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件中，將多個 讀出取5匯集在1處或2處而形成。相對于此，在該變化例中，分散在2處 或3處以上配置多個讀出區(qū)5的同時，還在讀出區(qū)5的配置處相互之間配置 發(fā)射區(qū)3。圖14 (a)是以圖1 (a) (c)所示的第1實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo) 體開關(guān)元件為例，分散在3處配置3個讀出區(qū)5、且在各讀出區(qū)5之間配置發(fā)射區(qū)3的該變化例相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件的俯視圖，圖14 (b)及(c)是圖14 (a)中的A-A'線及B-B'線的剖面圖。再有，在圖14 (a) (c)所示的IGBT 30中，對與圖1 (a) (c)所示的IGBT 30相同的構(gòu)成 要素賦予相同的符號，省略重復(fù)的說明。根據(jù)該變化例，由于將多個讀出區(qū)5分散到多處配置，所以與將多個讀 出區(qū)5匯集在一處配置的情形相比，當(dāng)IGBT 30流過引起導(dǎo)電率調(diào)制程度的 集電極電流時，就能夠減小從與讀出區(qū)5對置的部分的集電區(qū)7流出的電流 的電流密度、和從與發(fā)射區(qū)3對置的部分的集電區(qū)7流出的電流的電流密度 之差。因此，能夠降低對于集電極電流和溫度的變化的讀出比的偏差，來保 持讀出比恒定。(第1 第10實(shí)施方式的第2變化例)關(guān)于以上所述的所有第1 第10實(shí)施方式都存在以下的第2變化例。艮口，在第1 第10的實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件中，在N型 半導(dǎo)體基板1的表面部與P型基區(qū)2隔離形成P型集電區(qū)7。相對于此，在 該變化例中，使用作為半導(dǎo)體基板的P型半導(dǎo)體基板，在該半導(dǎo)體基板內(nèi)形 成的N型儲備區(qū)；在該儲備區(qū)內(nèi)形成上述集電區(qū)圖15 (a)是以圖1 (a) (c)所示的第1實(shí)施方式相關(guān)的高耐壓半導(dǎo) 體開關(guān)元件為例，在P型半導(dǎo)體基板21內(nèi)與基區(qū)2鄰接地形成N型儲備區(qū) 18、且在該儲備區(qū)18內(nèi)形成P型集電區(qū)7的該變化例相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體開 關(guān)元件的俯視圖，圖15 (b)及(c)是圖15 (a)中的A-A'線及B-B'線的 剖面圖。再有，在圖15 (a) (c)所示的IGBT30中，對與圖1 (a) (c) 所示的IGBT 30相同的構(gòu)成要素賦予相同的符號，省略重復(fù)的說明。根據(jù)該變化例，與使用N型半導(dǎo)體基板的情形相比，由于能夠提高N型 儲備區(qū)18的雜質(zhì)濃度，所以能夠增大高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件即IGBT30的電 流能力。即，由于通過提高儲備區(qū)18的雜質(zhì)濃度能縮短儲備區(qū)18內(nèi)的少數(shù) 載流子的壽命，所以能夠縮短集電極電流的下降時間(柵極截止時集電極電 流截止所需要的時間)。再有，在高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件是混合IGBT的情況(第2 第4、第7、 第8、第10實(shí)施方式)下，在P型半導(dǎo)體基板21的表面部的N型儲備區(qū)18 內(nèi)除設(shè)置P型集電區(qū)7外，還設(shè)置N型漏區(qū)15。由此，與使用N型半導(dǎo)體基 板的情形相比，由于能提高N型儲備區(qū)18的雜質(zhì)濃度，所以能夠增大高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件即混合IGBT的電流能力。即由于通過提高儲備區(qū)18的雜質(zhì) 濃度能縮短儲備區(qū)18內(nèi)的少數(shù)載流子的壽命，所以能夠縮短集電極電流的下 降時間(柵極截止時集電極電流截止所需要的時間)。并且，由于通過提高N 型儲備區(qū)18的雜質(zhì)濃度使MISFET動作時的導(dǎo)通電阻變小，所以與使用N型 半導(dǎo)體基板的情形相比，能夠流過比MISFET動作時大的集電極電流。如上所述，在上述的第1 第10實(shí)施方式中，通過采用該變化例的結(jié)構(gòu)， 能夠提高N型儲備區(qū)的雜質(zhì)濃度，由此，能夠增大高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件的 電流能力。再有，在該變化例中，也可在儲備區(qū)內(nèi)與集電區(qū)隔離設(shè)置P型頂上半導(dǎo) 體層或P型埋置半導(dǎo)體層，并將這些頂上半導(dǎo)體層或埋置半導(dǎo)體層與基區(qū)電 連接。如此，由于能夠進(jìn)一步地提高N型儲備區(qū)的雜質(zhì)濃度，所以能夠進(jìn)一 步增大高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件的電流能力。此外，也可以將頂上半導(dǎo)體層及 埋置半導(dǎo)體層兩者都設(shè)置。圖16 (a)是在圖15 (a) (c)所示的該變化例相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體 開關(guān)元件中在N型儲備區(qū)18的表面部與P型半導(dǎo)體基板21內(nèi)與P型集電區(qū) 7隔離形成P型頂上半導(dǎo)體層19時的俯視圖，圖16 (b)及(c)是圖16 (a) 中的A-A'線及B-B'線的剖面圖。在此，P型頂上半導(dǎo)體層19與P型基區(qū)2 電連接。再有，通過電連接基區(qū)2和發(fā)射區(qū)3，使得頂上半導(dǎo)體層19的電位 與發(fā)射區(qū)3的電位為同電位。此外，如圖16 (a)所示，也可以沿與相對于 從集電區(qū)7向基區(qū)2的第1方向垂直的第2方向連續(xù)地形成頂上半導(dǎo)體層19。 并且，在儲備區(qū)18內(nèi)設(shè)置漏區(qū)來構(gòu)成混合IGBT的情況下，與該漏區(qū)隔離而 形成頂上半導(dǎo)體層19。圖17 (a)是在圖15 (a) (c)所示的該變化例相關(guān)的高耐壓半導(dǎo)體 開關(guān)元件中在N型儲備區(qū)18的表面部與P型半導(dǎo)體基板21內(nèi)與P型集電區(qū) 7隔離形成P型埋置半導(dǎo)體層20時的俯視圖，圖17 (b)及(c)是圖17 (a) 中的A-A'線及B-B'線的剖面圖。在此，P型埋置半導(dǎo)體層20與P型基區(qū)2 電連接。再有，通過電連接基區(qū)2和發(fā)射區(qū)3，使得埋置半導(dǎo)體層20的電位 與發(fā)射區(qū)3的電位為同電位。此外，也可以沿與相對于從集電區(qū)7向基區(qū)2 的第1方向垂直的第2方向連續(xù)地形成埋置半導(dǎo)體層20。并且，在儲備區(qū)18 內(nèi)設(shè)置漏區(qū)來構(gòu)成混合IGBT的情況下，與該漏區(qū)隔離而形成埋置半導(dǎo)體層 20。工業(yè)上的可利用性本發(fā)明涉及一種具有絕緣柵型開關(guān)元件的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件，特別 是在應(yīng)用于具有針對過電流進(jìn)行保護(hù)開關(guān)元件的過電流保護(hù)功能的高耐壓半 導(dǎo)體開關(guān)元件的情況下，能夠獲得可通過開關(guān)元件自身的構(gòu)造控制讀出比的 集電極電流依賴關(guān)系和溫度依賴關(guān)系的特別的效果。
權(quán)利要求
1、一種高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件，其特征在于，包括形成在第2導(dǎo)電類型半導(dǎo)體的基板內(nèi)的第1導(dǎo)電類型的基區(qū)；選擇性地形成在上述基區(qū)內(nèi)的至少1個的第2導(dǎo)電類型的發(fā)射區(qū)；在上述基區(qū)內(nèi)與上述發(fā)射區(qū)隔離而選擇性地形成的至少1個的第2導(dǎo)電類型的讀出區(qū)；在上述半導(dǎo)體基板內(nèi)與上述基區(qū)隔離而形成的第1導(dǎo)電類型的集電區(qū)；從上述發(fā)射區(qū)看，至少在位于上述集電區(qū)一側(cè)的部分的上述基區(qū)上形成的柵絕緣膜；形成在上述柵絕緣膜上的柵電極；形成在上述半導(dǎo)體基板上、且電連接到上述集電區(qū)的集電極電極；形成在上述半導(dǎo)體基板上、且電連接到上述基區(qū)及上述發(fā)射區(qū)雙方的發(fā)射極電極；和形成在上述半導(dǎo)體基板上、且電連接到上述讀出區(qū)的讀出電極，上述發(fā)射區(qū)及上述讀出區(qū)被配置使得在相對于從上述集電區(qū)向上述基區(qū)的第1方向垂直的第2方向上排列，設(shè)定上述第2方向上的上述讀出區(qū)、上述發(fā)射區(qū)、與上述讀出區(qū)鄰接的部分的上述基區(qū)、及與上述發(fā)射區(qū)鄰接的部分的上述基區(qū)的各自的寬度，以使集電極電流與讀出電流之比即讀出比按照該集電極電流的變化而產(chǎn)生所希望的變化。
2、 一種高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件，其特征在于，包括 形成在第2導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體基板內(nèi)的第1導(dǎo)電類型的基區(qū)； 選擇性地形成在上述基區(qū)內(nèi)的至少1個的第2導(dǎo)電類型的發(fā)射區(qū)； 在上述基區(qū)內(nèi)與上述發(fā)射區(qū)隔離而選擇地形成的至少1個的第2導(dǎo)電類型的讀出區(qū)；在上述半導(dǎo)體基板內(nèi)與上述基區(qū)隔離而形成的第1導(dǎo)電類型的集電區(qū)； 在上述半導(dǎo)體基板內(nèi)與上述基區(qū)隔離而形成的第2導(dǎo)電類型的漏區(qū)； 至少從上述發(fā)射區(qū)看，在位于上述集電區(qū)一側(cè)的部分的上述基區(qū)上形成 的柵絕緣膜；形成在上述柵絕緣膜上的柵電極；形成在上述半導(dǎo)體基板上、且電連接到上述集電區(qū)及上述漏區(qū)雙方的集電極電極；形成在上述半導(dǎo)體基板上、且電連接到上述基區(qū)及上述發(fā)射區(qū)雙方的發(fā) 射極電極；和形成在上述半導(dǎo)體基板上、且電連接到上述讀出區(qū)的讀出電極， 上述發(fā)射區(qū)及上述讀出區(qū)被配置使得在相對于從上述集電區(qū)向上述基區(qū)的第1方向垂直的第2方向上排列，設(shè)定上述第2方向上的上述讀出區(qū)、上述發(fā)射區(qū)、與上述讀出區(qū)鄰接的部分的上述基區(qū)、及與上述發(fā)射區(qū)鄰接的部分的上述基區(qū)的各自的寬度，以使集電極電流與讀出電流之比按照該集電極電流的變化而產(chǎn)生所希望的變化。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件，其特征在于， 夾持上述柵電極且彼此對置地配置上述讀出區(qū)和上述集電區(qū)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件，其特征在于，夾持上述柵電極且彼此對置地配置上述讀出區(qū)和上述漏區(qū)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件，其特征在于，形成多個上述讀出區(qū)，夾持上述柵電極且彼此對置地配置至少1個的上述讀出區(qū)和上述集電 區(qū)，夾持上述柵電極且彼此對置地配置其它上述讀出區(qū)和上述漏區(qū)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件，其特征在于， 將與該讀出區(qū)鄰接的部分的上述基區(qū)的寬度與上述第2方向上的上述讀出區(qū)的寬度之比和與該發(fā)射區(qū)鄰接的部分的上述基區(qū)的寬度與上述第2方向 上的上述發(fā)射區(qū)的寬度之比設(shè)定為相等，由此，上述讀出比相對于上述集電 極電流的變化成為恒定。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件，其特征在于， 設(shè)定上述第2方向上的上述讀出區(qū)、上述發(fā)射區(qū)、鄰接上述讀出區(qū)的部分的上述基區(qū)、及鄰接上述發(fā)射區(qū)的部分的上述基區(qū)的各自的寬度相等。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件，其特征在于， 將與該讀出區(qū)鄰接的部分的上述基區(qū)的寬度與上述第2方向上的上述讀出區(qū)的寬度之比設(shè)定為比與該發(fā)射區(qū)鄰接的部分的上述基區(qū)的寬度與上述 第2方向上的上述發(fā)射區(qū)的寬度之比更大，由此，上述讀出比隨著上述集電極電流的增加而增加。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件，其特征在于，將與該讀出區(qū)鄰接的部分的上述基區(qū)的寬度與上述第2方向上的上述讀出區(qū)的寬度之比設(shè)定為比與該發(fā)射區(qū)相鄰的部分的上述基區(qū)的寬度與上述第2方向上的上述發(fā)射區(qū)的寬度之比更小，由此，上述讀出比隨著上述集電極 電流的增加而減少。
10、 一種高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件，其特征在于，包括 形成在第2導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體基板內(nèi)的第1導(dǎo)電類型的基區(qū)； 選擇性地形成在上述基區(qū)內(nèi)的至少1個的第2導(dǎo)電類型的發(fā)射區(qū)； 在上述基區(qū)內(nèi)與上述發(fā)射區(qū)隔離而選擇性地形成的至少1個的第2導(dǎo)電類型的讀出區(qū)；在上述半導(dǎo)體基板內(nèi)與上述基區(qū)隔離而形成的第1導(dǎo)電類型的集電區(qū)； 至少從上述發(fā)射區(qū)看，在位于上述集電區(qū)一側(cè)的部分的上述基區(qū)上形成 的柵絕緣膜；形成在上述柵絕緣膜上的柵電極；形成在上述半導(dǎo)體基板上、且電連接到上述集電區(qū)的集電極電極； 形成在上述半導(dǎo)體基板上、且電連接到上述基區(qū)及上述發(fā)射區(qū)雙方的發(fā) 射極電極；和形成在上述半導(dǎo)體基板上、且電連接到上述讀出區(qū)的讀出電極， 上述發(fā)射區(qū)及上述讀出區(qū)被配置使得在相對于從上述集電區(qū)向上述基區(qū)的第1方向垂直的第2方向上排列，位于上述發(fā)射極電極和上述柵電極之間的部分的上述發(fā)射區(qū)的電阻與位于上述讀出電極和上述柵電極之間的部分的上述讀出區(qū)的電阻相等。
11、 一種高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件，其特征在于，包括 形成在第2導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體基板內(nèi)的第1導(dǎo)電類型的基區(qū)； 選擇性地形成在上述基區(qū)內(nèi)的至少1個的第2導(dǎo)電類型的發(fā)射區(qū)；在上述基區(qū)內(nèi)與上述發(fā)射區(qū)隔離而選擇性地形成的至少1個的第2導(dǎo)電 類型的讀出區(qū)；在上述半導(dǎo)體基板內(nèi)與上述基區(qū)隔離而形成的第1導(dǎo)電類型的集電區(qū)； 在上述半導(dǎo)體基板內(nèi)與上述基區(qū)隔離而形成的第2導(dǎo)電類型的漏區(qū)； 至少從上述發(fā)射區(qū)看，在位于上述集電區(qū)一側(cè)的部分的上述基區(qū)上形成的柵絕緣膜；形成在上述柵絕緣膜上的柵電極；形成在上述半導(dǎo)體基板上、且電連接到上述集電區(qū)及上述漏區(qū)雙方的集 電極電極；形成在上述半導(dǎo)體基板上、且電連接到上述基區(qū)及上述發(fā)射區(qū)雙方的發(fā) 射極電極；和形成在上述半導(dǎo)體基板上、且電連接到上述讀出區(qū)的讀出電極； 上述發(fā)射區(qū)及上述讀出區(qū)被配置使得它們在相對于從上述集電區(qū)向上述基區(qū)的第1方向垂直的第2方向上排列，位于上述發(fā)射極電極和上述柵電極之間的部分的上述發(fā)射區(qū)的電阻與位于上述讀出電極和上述柵電極之間的部分的上述讀出區(qū)的電阻相等。
12、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件，其特征在于， 夾持上述柵電極且彼此對置地配置上述讀出區(qū)和上述集電區(qū)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件，其特征在于， 夾持上述柵電極且彼此對置地配置上述讀出區(qū)和上述漏區(qū)。
14、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件，其特征在于， 形成多個上述讀出區(qū)，夾持上述柵電極且彼此對置地配置至少1個的上述讀出區(qū)和上述集電 區(qū)，夾持上述柵電極且彼此對置地配置其它的上述讀出區(qū)和上述漏區(qū)。
15、 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件，其特征在于， 上述第2方向上的上述發(fā)射區(qū)及上述讀出區(qū)的各自的寬度相等；位于上述發(fā)射極電極和上述柵電極之間的部分的上述發(fā)射區(qū)的長度與位于上述讀出 電極和上述柵電極之間的部分的上述讀出區(qū)的長度相等。
16、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 10或11任意一項(xiàng)所述的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元 件，其特征在于，形成多個上述讀出區(qū)；在一個上述讀出區(qū)和另 一個上述讀出區(qū)之間配置上述發(fā)射區(qū)。
17、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 10或11任意一項(xiàng)所述的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件，其特征在于，上述半導(dǎo)體基板是第1導(dǎo)電類型，還包括在上述半導(dǎo)體基板內(nèi)與上述基區(qū)鄰接而形成的第2導(dǎo)電類型的儲備區(qū)，在上述儲備區(qū)內(nèi)形成上述集電區(qū)。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件，其特征在于， 還包括在上述儲備區(qū)的表面部形成的第1導(dǎo)電類型的頂上半導(dǎo)體層， 上述頂上半導(dǎo)體層與上述基區(qū)電連接。
19、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件，其特征在于， 還包括在上述儲備區(qū)內(nèi)形成的第1導(dǎo)電類型的埋置半導(dǎo)體層； 上述埋置半導(dǎo)體層與上述基區(qū)電連接。
全文摘要
提供一種高耐壓半導(dǎo)體開關(guān)元件，其利用開關(guān)元件本身的結(jié)構(gòu)來控制讀出比的集電極電流依賴關(guān)系。在P型的基區(qū)(2)的表面上，選擇性地形成至少1個N型發(fā)射區(qū)(3)及與發(fā)射區(qū)(3)隔離的至少1個N型的讀出區(qū)(5)。配置發(fā)射區(qū)(3)及讀出區(qū)(5)，以便它們在相對于從集電區(qū)(7)向基區(qū)(2)的第1方向垂直的第2方向上排列。設(shè)定第2方向上的讀出區(qū)(5)、發(fā)射區(qū)(3)、與讀出區(qū)(5)鄰接的部分的基區(qū)(2)、及與發(fā)射區(qū)(3)鄰接的部分的基區(qū)(2)的各自寬度，以使讀出比按照集電極電流的變化產(chǎn)生所希望的變化。
文檔編號H01L29/739GK101404291SQ20081016199
公開日2009年4月8日 申請日期2008年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月1日
發(fā)明者佐治隆司, 山際優(yōu)人 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社