DE112016007192T5

DE112016007192T5 - Verfahren zum vermessen einer halbleitervorrichtung

Info

Publication number: DE112016007192T5
Application number: DE112016007192.2T
Authority: DE
Inventors: Koji Okuno; Shozo Shikama; Yoichiro Tarui
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-09-01
Filing date: 2016-09-01
Publication date: 2019-05-09
Also published as: WO2018042585A1; CN109643667B; JPWO2018042585A1; JP6526343B2; US11125803B2; US20190310306A1; CN109643667A

Abstract

Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf eine Technik zum Reduzieren des Auftretens eines Spot-Durchbruchs nahe einer Sondennadel mit dem Ziel, eine Schädigung an der Sondennadel während eines Tests zu verhindern, der durch Anlegen einer hohen Spannung an eine Halbleitervorrichtung durchgeführt wird. In einem Verfahren zum Vermessen einer Halbleitervorrichtung umfasst die Halbleitervorrichtung: ein Halbleitersubstrat (1), eine epitaktische Schicht (2), zumindest einen Bereich (3) eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der in einem Teil der Oberflächenschicht der epitaktischen Schicht so ausgebildet ist, dass er eine Kontur aufweist, eine Schottky-Elektrode (11), eine Anodenelektrode (12) und eine Kathodenelektrode (13). Eine Spannung wird angelegt, während die Sondennadel (21) in einem Bereich, in welchem die Kontur des zumindest einen Bereichs des zweiten Leitfähigkeitstyps in einer Draufsicht ausgebildet ist, mit der oberen Oberfläche der Anodenelektrode in Kontakt gebracht ist.

Description

Technisches Gebiet
Eine in der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung offenbarte Technik bezieht sich auf ein Verfahren zum Vermessen einer Halbleitervorrichtung.
Stand der Technik
Wie in Patentdokument 1 (zum Beispiel offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2014-229651 ) beschrieben ist, kann, falls ein Test durchgeführt wird, indem eine hohe Spannung an eine Schottky-Barrierendiode (konkret eine SBD), die Siliziumcarbid (SiC) nutzt, oder eine mittels Übergangs- bzw. Junction-Barriere gesteuerte Schottky-Diode (JBS), die Siliziumcarbid (SiC) nutzt, angelegt wird, durch einen Kristalldefekt in SiC ein Spot-Durchbruch (engl. spot breakdown) hervorgerufen werden.
In einem herkömmlichen Halbleiterchip weist ein Bereich, in welchem ein Strom fließen soll, eine gleichmäßige Konfiguration auf. In solch einem Halbleiterchip kann der vorstehende Spot-Durchbruch insbesondere nahe einer Sondennadel für eine Messung auftreten.
Falls der Spot-Durchbruch nahe der Sondennadel für eine Messung auftritt, wird die Sondennadel beschädigt, was während des Durchbruchs herbeigeführt wird. Dies erforderte eine Unterbrechung des Tests und einen Austausch der Sondennadel.
Dokumente nach dem Stand der Technik
Patentdokumente
Patentdokument 1: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2014-229651
Zusammenfassung
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Wie oben beschrieben wurde, kann in der herkömmlichen SiC-SBD oder SiC-JBS der durch Anlegen einer hohen Spannung durchgeführte Test einen Spot-Durchbruch aufgrund eines Kristalldefekts in SiC hervorrufen.
Dieser Spot-Durchbruch wird durch einen thermischen Durchbruch hervorgerufen, der als Reaktion auf eine positive Rückkopplung auftritt, in der ein hoher Leckstrom erzeugt wird und vom Kristalldefekt aus zu fließen beginnt, so dass er Wärme erzeugt, und die erzeugte Wärme den Leckstrom erhöht.
Falls dieser thermische Durchbruch nahe der Sondennadel auftritt, wird die Sondennadel durch eine Haftung einer Elektrode, die geschmolzen und zur Sondennadel gesputtert wird, oder eine Verformung der Sondennadel selbst durch die Wärme geschädigt.
Falls eine Messung andauert, während ein solcher Schaden nicht behoben bleibt, kann durch einen Baugruppenausfall aufgrund einer erhöhten Markierung eines Kontakts mit einer Elektrode oder eine Fehlfunktion aufgrund einer Schädigung auf einer Oberfläche einer Halbleitervorrichtung an einem tieferen Teil der Elektrode beispielsweise eine Messstörung hervorgerufen werden.
Das Auftreten des Spot-Durchbruchs nahe der Sondennadel erforderte daher eine Unterbrechung des Tests und einen Austausch der Sondennadel. Insbesondere erfordert, falls der Test auf einer Halbleitervorrichtung durchgeführt, die ein Halbleitermaterial nutzt, das mit einer großen Anzahl von Kristalldefekten in der Halbleitervorrichtung einhergeht, wie etwa beispielsweise Siliziumcarbid (SiC), das Auftreten einer großen Anzahl von Spot-Durchbrüchen häufiger eine Unterbrechung des Tests und einen Austausch der Sondennadel. Dies verursacht das Problem einer reduzierten Prozessierungskapazität.
Die in der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung offenbarte Technik wurde gemacht, um das vorstehende Problem zu lösen, und bezieht sich auf eine Technik zum Reduzieren des Auftretens eines Spot-Durchbruchs nahe einer Sondennadel mit dem Ziel, eine Schädigung an der Sondennadel während eines Tests, der durch Anlegen einer hohen Spannung an eine Halbleitervorrichtung durchgeführt wird, zu verhindern.
Mittel, um das Problem zu lösen
Ein erster Aspekt der in der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung offenbarten Technik ist für ein Verfahren zum Vermessen einer Halbleitervorrichtung gedacht, das durch Anlegen einer Spannung an die Halbleitervorrichtung unter Verwendung einer Sondennadel durchgeführt wird. Die Halbleitervorrichtung umfasst: ein Halbleitersubstrat eines ersten Leitfähigkeitstyps; eine epitaktische Schicht des ersten Leitfähigkeitstyps, die auf der oberen Oberfläche des Halbleitersubstrats ausgebildet ist; zumindest einen Bereich eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der in einem Teil der Oberflächenschicht der epitaktischen Schicht mit einer Kontur ausgebildet ist; eine Schottky-Elektrode, die so ausgebildet ist, dass sie die obere Oberfläche der epitaktischen Schicht und die obere Oberfläche des Bereichs des zweiten Leitfähigkeitstyps bedeckt; eine Anodenelektrode, die auf der oberen Oberfläche der Schottky-Elektode ausgebildet ist; und eine Kathodenelektrode, die auf der unteren Oberfläche des Halbleitersubstrats ausgebildet ist. Eine Spannung wird angelegt, während die Sondennadel in einem Bereich, in welchem die Kontur des zumindest einen Bereichs des zweiten Leitfähigkeitstyps in Draufsicht ausgebildet ist, mit der oberen Oberfläche der Anodenelektrode in Kontakt gebracht ist.
Ein zweiter Aspekt der in der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung offenbarten Technik ist für ein Verfahren zum Vermessen einer Halbleitervorrichtung gedacht, das durch Anlegen einer Spannung an die Halbleitervorrichtung unter Verwendung einer Sondennadel durchgeführt wird. Die Halbleitervorrichtung umfasst: ein Halbleitersubstrat eines ersten Leitfähigkeitstyps; eine epitaktische Schicht des ersten Leitfähigkeitstyps, die auf der oberen Oberfläche des Halbleitersubstrats ausgebildet ist; zumindest eine erste Schottky-Elektrode, die auf der oberen Oberfläche der epitaktischen Schicht ausgebildet ist; zumindest eine zweite Schottky-Elektrode, die auf der oberen Oberfläche der epitaktischen Schicht ausgebildet ist und eine Schottky-Barriere zwischen der zweiten Schottky-Elektrode und der epitaktischen Schicht ausbildet, die höher als eine Schottky-Barriere ist, die zwischen der ersten Schottky-Elektrode und der epitaktischen Schicht ausgebildet ist; eine Anodenelektrode, die auf der oberen Oberfläche der ersten Schottky-Elektrode und der oberen Oberfläche der zweiten Schottky-Elektrode ausgebildet ist; und eine Kathodenelektrode, die auf der unteren Oberfläche des Halbleitersubstrats ausgebildet ist. Eine Spannung wird angelegt, während die Sondennadel in einem Bereich, in dem die zumindest eine zweite Schottky-Elektrode in Draufsicht ausgebildet ist, mit der oberen Oberfläche der Anodenelektrode in Kontakt gebracht ist.
Effekte der Erfindung
Der erste Aspekt der in der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung offenbarten Technik ist für das Verfahren zum Vermessen einer Halbleitervorrichtung gedacht, das durch Anlegen einer Spannung an die Halbleitervorrichtung unter Verwendung der Sondennadel durchgeführt wird. Die Halbleitervorrichtung umfasst: das Halbleitersubstrat des ersten Leitfähigkeitstyps; die epitaktische Schicht des ersten Leitfähigkeitstyps, die auf der oberen Oberfläche des Halbleitersubstrats ausgebildet ist; den zumindest einen Bereich eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der in einem Teil der Oberflächenschicht der epitaktischen Schicht so ausgebildet ist, dass er eine Kontur aufweist; die Schottky-Elektrode, die so ausgebildet ist, dass sie die obere Oberfläche der epitaktischen Schicht und die obere Oberfläche des Bereichs des zweiten Leitfähigkeitstyps bedeckt; die Anodenelektrode, die auf der oberen Oberfläche der Schottky-Elektrode ausgebildet ist; und die Kathodenelektrode, die auf der unteren Oberfläche des Halbleitersubstrats ausgebildet ist. Eine Spannung wird angelegt, während die Sondennadel in einem Bereich, in welchem die Kontur des zumindest einen Bereichs des zweiten Leitfähigkeitstyps in Draufsicht ausgebildet ist, mit der oberen Oberfläche der Anodenelektrode in Kontakt gebracht ist. Diese Konfiguration macht es möglich, das Auftreten eines Spot-Durchbruchs nahe der Sondennadel zu reduzieren.
Der zweite Aspekt der in der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung offenbarten Technik ist für das Verfahren zum Vermessen einer Halbleitervorrichtung gedacht, das durch Anlegen einer Spannung an die Halbleitervorrichtung unter Verwendung der Sondennadel durchgeführt wird. Die Halbleitervorrichtung umfasst: das Halbleitersubstrat des ersten Leitfähigkeitstyps; die epitaktische Schicht des ersten Leitfähigkeitstyps, die auf der oberen Oberfläche des Halbleitersubstrats ausgebildet ist; die zumindest eine erste Schottky-Elektrode, die auf der oberen Oberfläche der epitaktischen Schicht ausgebildet ist; die zumindest eine zweite Schottky-Elektrode, die auf der oberen Oberfläche der epitaktischen Schicht ausgebildet ist und eine Schottky-Barriere zwischen der zweiten Schottky-Elektrode und der epitaktischen Schicht ausbildet, die höher als eine Schottky-Barriere ist, die zwischen der ersten Schottky-Elektrode und der epitaktischen Schicht ausgebildet ist; die Anodenelektrode, die auf der oberen Oberfläche der ersten Schottky-Elektrode und der oberen Oberfläche der zweiten Schottky-Elektrode ausgebildet ist; und die Kathodenelektrode, die auf der unteren Oberfläche des Halbleitersubstrats ausgebildet ist. Eine Spannung wird angelegt, während die Sondennadel in einem Bereich, in welchem die zumindest eine zweite Schottky-Elektrode in einer Draufsicht ausgebildet ist, mit der oberen Oberfläche der Anodenelektrode in Kontakt gebracht ist. Diese Konfiguration macht es möglich, das Auftreten eines Spot-Durchbruchs nahe der Sondennadel zu reduzieren.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der in der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung offenbarten Technik werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlicher werden, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen vorgenommen wird.
Figurenliste

1 ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration in einem Teil einer Halbleitervorrichtung in Bezug auf eine Ausführungsform schematisch veranschaulicht.
2 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration in einem Teil der Halbleitervorrichtung in Bezug auf die Ausführungsform schematisch veranschaulicht.
3 ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration in ihrer Gesamtheit der Halbleitervorrichtung in Bezug auf die Ausführungsform schematisch veranschaulicht.
4 ist eine Schnittansicht, um ein Anordnungsintervall zwischen den p-Typ-Bereichen einer Anode in Bezug auf die Ausführungsform darzustellen.
5 ist eine Schnittansicht, um ein Anordnungsintervall zwischen den p-Typ-Bereichen einer Anode in Bezug auf die Ausführungsform darzustellen.
6 ist eine Schnittansicht, um ein Anordnungsintervall zwischen den p-Typ-Bereichen einer Anode in Bezug auf die Ausführungsform darzustellen.
7 ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration der Halbleitervorrichtung in Bezug auf die Ausführungsform schematisch veranschaulicht.
8 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration der Halbleitervorrichtung in Bezug auf die Ausführungsform schematisch veranschaulicht.
9 veranschaulicht eine Beziehung zwischen der Größe des p-Typ-Bereichs einer Anode und der Größe einer Sondennadel in einem Querschnitt.
10 ist eine Schnittansicht, um ein Anordnungsintervall zwischen den p-Typ-Bereichen einer Anode in Bezug auf die Ausführungsform darzustellen.
11 ist eine Schnittansicht, um ein Anordnungsintervall zwischen den p-Typ-Bereichen einer Anode in Bezug auf die Ausführungsform darzustellen.
12 ist eine Schnittansicht, die veranschaulicht, wie ein Test durch Anlegen einer Spannung unter Verwendung der Halbleitervorrichtung in Bezug auf die Ausführungsform durchgeführt wird.
13 ist eine Schnittansicht, die veranschaulicht, wie ein Test durch Anlegen einer Spannung unter Verwendung der Halbleitervorrichtung in Bezug auf die Ausführungsform durchgeführt wird.
14 ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration der Halbleitervorrichtung in Bezug auf die Ausführungsform schematisch veranschaulicht.
15 ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration der Halbleitervorrichtung in Bezug auf die Ausführungsform schematisch veranschaulicht.
16 ist eine Schnittansicht, die veranschaulicht, wie ein Test durch Anlegen einer Spannung unter Verwendung der Halbleitervorrichtung in Bezug auf die Ausführungsform durchgeführt wird.
17 ist eine Schnittansicht, die veranschaulicht, wie ein Test durch Anlegen einer Spannung unter Verwendung der Halbleitervorrichtung in Bezug auf die Ausführungsform durchgeführt wird.
18 ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration der Halbleitervorrichtung in Bezug auf die Ausführungsform schematisch veranschaulicht.
19 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration der Halbleitervorrichtung in Bezug auf die Ausführungsform schematisch veranschaulicht.
20 ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration der Halbleitervorrichtung in Bezug auf die Ausführungsform schematisch veranschaulicht.
21 ist eine Schnittansicht, die veranschaulicht, wie ein Test durch Anlegen einer Spannung unter Verwendung der Halbleitervorrichtung in Bezug auf die Ausführungsform durchgeführt wird.
22 ist eine Schnittansicht, die veranschaulicht, wie ein Test durch Anlegen einer Spannung unter Verwendung der Halbleitervorrichtung in Bezug auf die Ausführungsform durchgeführt wird.
23 ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration der Halbleitervorrichtung in Bezug auf die Ausführungsform schematisch veranschaulicht.
24 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration der Halbleitervorrichtung in Bezug auf die Ausführungsform schematisch veranschaulicht.
25 ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration der Halbleitervorrichtung in Bezug auf die Ausführungsform schematisch veranschaulicht.
26 ist eine Schnittansicht, die veranschaulicht, wie ein Test durch Anlegen einer Spannung unter Verwendung der Halbleitervorrichtung in Bezug auf die Ausführungsform durchgeführt wird.
27 ist eine Schnittansicht, die veranschaulicht, wie ein Test durch Anlegen einer Spannung unter Verwendung der Halbleitervorrichtung in Bezug auf die Ausführungsform durchgeführt wird.
28 ist eine Schnittansicht, die die Halbleitervorrichtung in Bezug auf die Ausführungsform beim Auftreten eines Spot-Durchbruchs veranschaulicht.
29 ist eine Draufsicht der in 28 veranschaulichten Konfiguration.
30 veranschaulicht das Auftreten eines Spot-Durchbruchs in Bezug auf die Ausführungsform.
31 ist eine Schnittansicht, um einen Mechanismus zum Herbeiführen eines Spot-Durchbruchs in Bezug auf die Ausführungsform darzustellen.
32 ist eine Schnittansicht, um einen Mechanismus zum Herbeiführen des Spot-Durchbruchs in Bezug auf die Ausführungsform darzustellen.
33 ist eine Schnittansicht, um einen Mechanismus zum Herbeiführen des Spot-Durchbruchs in Bezug auf die Ausführungsform darzustellen.

Beschreibung einer (von) Ausführungsform(en)
Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen wird im Folgenden eine Ausführungsform beschrieben.
Die Zeichnungen sind schematisch dargestellt. Für die Zweckmäßigkeit einer Beschreibung ist, wo geeignet, eine Struktur weggelassen oder vereinfacht. Korrelationen im Sinne von Größe und Position zwischen Strukturen usw., die in verschiedenen Zeichnungen dargestellt sind, sind nicht immer korrekt veranschaulicht, sind aber, wo zweckmäßig, veränderbar.
In der im Folgenden gegebenen Beschreibung ist ähnlichen Komponenten das gleiche Zeichen gegeben, und diese sind mit den gleichen Zeichen in den Zeichnungen veranschaulicht. Diesen Komponenten ist der gleiche Name gegeben, und sie sollen die gleiche Funktion erfüllen. Um eine Wiederholung zu vermeiden, kann somit eine detaillierte Beschreibung dieser Komponenten unterlassen werden.
In der im Folgenden gegebenen Beschreibung wird ein Begriff verwendet, der eine bestimmte Position oder eine bestimmte Richtung meint, wie etwa „oberer“, „unterer“, „seitlich“, „unten“, „vorderer“ oder „hinterer“. Diese Begriffe werden der Zweckmäßigkeit halber verwendet, um ein Verständnis des Wesentlichen der Ausführungsform zu erleichtern, und beziehen sich nicht auf Richtungen im tatsächlichen Gebrauch.
In der im Folgenden gegebenen Beschreibung kann eine Ordnungszahl „erste“ oder „zweite“ verwendet werden. Diese Begriffe werden der Zweckmäßigkeit halber verwendet, um ein Verständnis des Wesentlichen der Ausführungsform zu erleichtern, und sollen eine Reihenfolge, die durch diese Begriffe definiert sein könnte, nicht beschränken.
<Erste Ausführungsform>
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Vermessen einer Halbleitervorrichtung in Bezug auf eine erste Ausführungsform beschrieben. Für eine zweckmäßige Beschreibung werden zuerst ein Spot-Durchbruch und ein Mechanismus zum Herbeiführen des Spot-Durchbruchs beschrieben.
In der im Folgenden gegebenen Beschreibung entspricht ein erster Leitfähigkeitstyp einem n-Typ, und ein zweiter Leitfähigkeitstyp entspricht einem p-Typ.
28 ist eine Schnittansicht, die die Halbleitervorrichtung beim Auftreten eines Spot-Durchbruchs veranschaulicht. 29 ist eine Draufsicht der in 28 veranschaulichten Konfiguration. 30 veranschaulicht das Auftreten eines Spot-Durchbruchs 22.
Wie in 28 veranschaulicht ist, umfasst die Halbleitervorrichtung in Bezug auf diese Ausführungsform ein Siliziumcarbid-Halbleitersubstrat 1 vom n⁺-Typ, eine epitaktische Schicht 2 vom n^--Typ, die auf der oberen Oberfläche des Siliziumcarbid-Halbleitersubstrats 1 vom n⁺-Typ ausgebildet ist, eine Schottky-Elektrode 11, die auf der oberen Oberfläche der epitaktischen Schicht 2 ausgebildet ist, und eine Anodenelektrode 12, die auf der oberen Oberfläche der Schottky-Elektrode 11 ausgebildet ist.
Die Halbleitervorrichtung in Bezug auf diese Ausführungsform umfasst eine Anschluss-Durchbruchspannungen haltende Schicht 91 vom p-Typ, die in der Oberflächenschicht der epitaktischen Schicht 2 so ausgebildet ist, dass sie in einer Draufsicht die Schottky-Elektrode 11 umgibt. Die Anschluss-Durchbruchspannungen haltende Schicht 91 ist in einem Teilbereich mit der Schottky-Elektrode 11 verbunden.
Die Halbleitervorrichtung in Bezug auf diese Ausführungsform umfasst einen Anschluss-Schutzfilm 92, der so ausgebildet ist, dass er die Schottky-Elektrode 11 und die Anodenelektrode 12 bedeckt, und eine Kathodenelektrode 13, die auf der unteren Oberfläche des Siliziumcarbid-Halbleitersubstrats 1 ausgebildet ist.
Die Anodenelektrode 12 der Halbleitervorrichtung in Bezug auf diese Ausführungsform weist eine obere Oberfläche auf, die von einer Vielzahl von Sondennadeln 21 kontaktiert werden soll.
Ein Kristalldefekt 23, der in der Halbleitervorrichtung mit der vorherstehenden Konfiguration auftritt, kann den Spot-Durchbruch 22 nahe der Sondennadel 21 herbeiführen.
Falls der Spot-Durchbruch 22 nahe der Sondennadel 21 für eine Messung auftritt, wird die Sondennadel 21 durch den Durchbruch geschädigt. Dies erforderte eine Unterbrechung eines Tests und einen Austausch der Sondennadel.
Ein Mechanismus zum Herbeiführen eines Spot-Durchbruchs wird als Nächstes beschrieben.
31, 32 und 33 sind Schnittansichten, um den Mechanismus zum Herbeiführen des Spot-Durchbruchs darzustellen.
Wie in 31 veranschaulicht ist, wird angenommen, dass der Kristalldefekt 23 in der Halbleitervorrichtung auftritt. Ein Test wird auf dieser Halbleitervorrichtung durch Anlegen einer hohen Spannung durchgeführt.
Konkreter kontaktiert, wie in 32 veranschaulicht ist, die Vielzahl von Sondennadeln 21 die obere Oberfläche der Anodenelektrode 12 der Halbleitervorrichtung. Eine hohe Spannung wird dann über die Sondennadeln 21 angelegt.
Wie in 32 veranschaulicht ist, wird dann ein hoher Leckstrom 24 erzeugt und beginnt von dem Kristalldefekt 23 aus zu fließen. Die Größen der Pfeile, die den Leckstrom 24 anzeigen, bezeichnen die ungefähren Mengen des Leckstroms.
Wie in 33 veranschaulicht ist, wird Wärme an einer Position erzeugt, an der der hohe Leckstrom erzeugt wird. Beim Auftreten einer positiven Rückkopplung, in welcher ein Leckstrom an dieser Position weiter erzeugt wird, wird ein thermischer Durchbruch, konkret der Spot-Durchbruch 22, herbeigeführt.
<Konfiguration einer Halbleitervorrichtung>
1 ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration in einem Teil der Halbleitervorrichtung, konkreter einer Schottky-Barrierendiode (SBD), in Bezug auf diese Ausführungsform schematisch veranschaulicht. 2 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration in einem Teil der Halbleitervorrichtung in Bezug auf diese Ausführungsform veranschaulicht. 1 entspricht einer entlang AB in 2 genommenen Schnittansicht.
3 ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration der Halbleitervorrichtung in ihrer Gesamtheit in Bezug auf diese Ausführungsform schematisch veranschaulicht. Ein durch gepunktete Linien umgebener Bereich X, konkret ein effektiver Bereich in 3, entspricht einem Bereich der in 1 veranschaulichten Teilkonfiguration.
Im Hinblick auf eine Erleichterung eines Verständnisses der Konfiguration können in den Veranschaulichungen der 1, 2 und 3 einige Komponenten weggelassen oder vereinfacht werden.
Die Halbleitervorrichtung in Bezug auf diese Ausführungsform umfasst das Siliziumcarbid-Halbleitersubstrat 1 vom n⁺-Typ, die epitaktische Schicht 2 vom n -Typ, die auf der oberen Oberfläche des Siliziumcarbid-Halbleitersubstrats vom n⁺-Typ ausgebildet ist, die Schottky-Elektrode 11, die auf der oberen Oberfläche der epitaktischen Schicht 2 ausgebildet ist, und die Anodenelektrode 12, die auf der oberen Oberfläche der Schottky-Elektrode 11 ausgebildet ist. Die Schottky-Elektrode 11 besteht zum Beispiel aus Ti. Im Folgenden wird die Halbleitervorrichtung als eine Siliziumcarbid-Halbleitervorrichtung beschrieben. Die Halbleitervorrichtung ist jedoch nicht auf eine Siliziumcarbid-Halbleitervorrichtung beschränkt.
Die Halbleitervorrichtung in Bezug auf diese Ausführungsform umfasst eine Halbleiterschicht vom p-Typ, konkret einen p-Typ-Bereich 3 einer Anode, der in einem Teil des Inneren der epitaktischen Schicht 2 einschließlich einer Oberfläche, konkret in einem Teil der Oberflächenschicht der epitaktischen Schicht 2, ausgebildet ist und ganz mit der Schottky-Elektrode 11 verbunden ist. Der p-Typ-Bereich 3 einer Anode ist ein p-Typ-Bereich in einer Draufsicht ganz innerhalb einer Kontur.
Die Schottky-Elektrode 11 ist so ausgebildet, dass sie die obere Oberfläche der epitaktischen Schicht 2 und die obere Oberfläche des p-Typ-Bereichs 3 einer Anode bedeckt.
Der p-Typ-Bereich 3 einer Anode ist in einer Schicht unter der Anodenelektrode 12 ausgebildet. Der Zweckmäßigkeit einer Beschreibung halber ist indes der p-Typ-Bereich 3 einer Anode perspektivisch in 2 dargestellt.
Die Konfiguration der Halbleitervorrichtung in ihrer Gesamtheit in Bezug auf diese Ausführungsform, die in 3 veranschaulicht ist, umfasst die Anschluss-Durchbruchspannungen haltende Schicht 91 vom p-Typ, die in der Oberflächenschicht der epitaktischen Schicht 2 so ausgebildet ist, dass sie in einer Draufsicht den p-Typ-Bereich 3 einer Anode umgibt. Die Anschluss-Durchbruchspannungen haltende Schicht 91 ist in einem Teilbereich mit der Schottky-Elektrode 11 verbunden.
Die Konfiguration der Halbleitervorrichtung in ihrer Gesamtheit in Bezug auf diese Ausführungsform, die in 3 veranschaulicht ist, umfasst den Anschluss-Schutzfilm 92, der so ausgebildet ist, dass er die Schottky-Elektrode 11 und die Anodenelektrode 12 bedeckt, und die Kathodenelektrode 13, die auf der unteren Oberfläche des Siliziumcarbid-Halbleitersubstrats 1 ausgebildet ist.
In der Halbleitervorrichtung in Bezug auf diese Ausführungsform, die in 3 veranschaulicht ist, weist die Anodenelektrode 12 eine obere Oberfläche auf, die durch die Vielzahl von Sondennadeln 21 kontaktiert werden soll.
Wie in 3 veranschaulicht ist, soll jede der Sondennadeln 21 eine Position kontaktieren, die einen Bereich überlappt, in welchem in Draufsicht der p-Typ-Bereich 3 einer Anode gelegen ist.
Der p-Typ-Bereich 3 einer Anode enthält zumindest einen p-Typ-Bereich 3 einer Anode, der in einem Teil einer Schottky-Übergangszone, konkret auf einem Teil der unteren Oberfläche der Schottky-Elektrode 11, ausgebildet ist. Falls es eine Vielzahl von p-Typ-Bereichen 3 einer Anode gibt, ist eine Distanz zwischen Benachbarten der p-Typ-Bereiche 3 einer Anode größer als das Doppelte der Breite einer Verarmungsschicht, die sich als Reaktion auf ein Anlegen einer Nennspannung von den p-Typ-Bereichen 3 einer Anode in einer einer Durchlassrichtung entgegengesetzten Richtung ausdehnt.
4, 5 und 6 sind Schnittansichten, um ein Anordnungsintervall zwischen den p-Typ-Bereichen 3 einer Anode darzustellen. 4, 5 und 6 veranschaulichen eine Verarmungsschicht 4, die durch Anlegen einer Nennspannung in einer einer Durchlassrichtung entgegengesetzten Richtung erzeugt wird.
Wie in 4 veranschaulicht ist, ist eine Distanz Y zwischen Benachbarten der p-Typ-Bereiche 3 einer Anode größer als das Doppelte einer Breite W1 der Verarmungsschicht 4, die sich als Reaktion auf ein Anlegen einer Nennspannung von den p-Typ-Bereichen 3 einer Anode in einer einer Durchlassrichtung entgegengesetzten Richtung ausdehnt.
Eine Distanz zwischen dem p-Typ-Bereich 3 einer Anode und der Anschluss-Durchbruchspannungen haltende Schicht 91 ist ebenfalls größer als Doppelte der Breite W1 der Verarmungsschicht 4, die sich von dem p-Typ-Bereich 3 einer Anode als Antwort auf ein Anlegen einer Nennspannung in einer einer Durchlassrichtung entgegengesetzten Richtung ausdehnt.
Somit wird wie in einer Konfiguration in 5 ohne einen p-Typ-Bereich ein Bereich Z, in welchem die Verarmungsschicht 4 eine Breite W2 hat, wie in 4 veranschaulicht, gebildet.
Konkreter wird unter der Annahme, dass eine Nennspannung V ist, eine epitaktische Konzentration Nd ist, die Breite der Verarmungsschicht 4 W ist, eine Distanz zwischen Benachbarten der p-Typ-Bereiche 3 einer Anode d ist, die Permittivität eines Halbleiters ε ist und eine Elementarladung q ist, die folgende Beziehung eingerichtet: $D>2W,W = \sqrt{\frac{2 ε V}{qNd}}$
Falls eine kurze Distanz zwischen Benachbarten der p-Typ-Bereiche 3 einer Anode wie in einer herkömmlichen JBS, konkret in einer in 6 veranschaulichten Konfiguration, eingerichtet wird, wird ein EIN-Widerstand durch Erhöhen des JFET-Widerstands erhöht.
Der Grund dafür ist, dass als Reaktion auf ein Anlegen einer Nennspannung in einer einer Durchlassrichtung entgegengesetzten Richtung die Verarmungsschicht 4, die sich in einer Richtung in der Ebene eines Halbleiterwafers von dem p-Typ-Bereich 3 einer Anode ausdehnt, einen Einfluss auch auf die Breite der Verarmungsschicht 4 in einem Bereich ausübt, in welchem der p-Typ-Bereich 3 einer Anode nicht ausgebildet ist.
Konkret erreicht die Verarmungsschicht 4, die sich in der Richtung der Ebene des Halbleiterwafers von einem Bereich, in dem der p-Typ-Bereich 3 einer Anode vorhanden ist, ausdehnt, den Bereich, in welchem der p-Typ-Bereich 3 einer Anode nicht ausgebildet ist. Dies macht unglücklicherweise eine Breite W3 der Verarmungsschicht 4 in dem Bereich, in dem der p-Typ-Bereich 3 einer Anode nicht ausgebildet ist, größer als die Breite W2 der Verarmungsschicht 4, die in 5 dargestellt ist.
Wie oben beschrieben wurde, wird durch einen thermischen Durchbruch aufgrund eines großen Leckstroms ein Spot-Durchbruch hervorgerufen. Das Auftreten eines Spot-Durchbruchs kann daher in einer Konfiguration reduziert werden, die eine Reduzierung in einem Kristalldefekt als Ausgangspunkt eines Leckstroms und eines Leckstroms, der nahe dem Kristalldefekt fließt, erreicht.
Hinsichtlich eines Siliziumcarbid-Halbleiters wird, falls eine Elektrode mit einer niedrigen Schottky-Barriere, die für eine Schottky-Barrierendiode praktisch ist, verwendet wird, zum Beispiel falls eine Elektrode verwendet wird, die aus Ti besteht und eine Barrierenhöhe von etwa 0,95 eV aufweist, ein Leckstrom geringer bei einem pn-Übergang, an welchem eine Barrierenhöhe etwa 2,5 eV beträgt, als bei einem Schottky-Übergang als Folge einer Differenz in einer Barrierenhöhe zwischen den Übergängen und eines Unterschieds in einem Mechanismus zum Erzeugen eines Leckstroms zwischen den Übergängen.
Wie in 1 veranschaulicht ist, wird folglich bei Vorhandensein des p-Typ-Bereichs 3 einer Anode, der in eine Schottky-Übergangszone in der Schottky-Barrierendiode vom n-Typ eingeführt ist, ein Leckstrom geringer bei einem durch den p-Typ-Bereich 3 einer Anode gebildeten pn-Übergang als bei der Schottky-Übergangszone. Dadurch wird in dem p-Typ-Bereich 3 einer Anode das Auftreten eines Spot-Durchbruchs reduziert.
<Operation zum Testen einer Halbleitervorrichtung>
Als Nächstes wird ein Test beschrieben, der durch Anlegen einer hohen Spannung an die Halbleitervorrichtung in Bezug auf diese Ausführungsform unter Verwendung einer Sondennadel durchgeführt wird. Der Test, der durchgeführt wird, indem eine hierin erwähnte hohe Spannung angelegt wird, meint einen Test, der durchgeführt wird, indem beispielsweise eine Spannung von 50 V oder mehr in einer entgegengesetzten Richtung angelegt wird.
Wie in 7 und 8 veranschaulicht ist, wird, um eine Messung durch Anlegen der hohen Spannung an die Halbleitervorrichtung vorzunehmen, die Sondennadel 21 mit einem Bereich, in welchem der p-Typ-Bereich 3 einer Anode direkt unter der Anodenelektrode 12 vorhanden ist, in Kontakt gebracht. Konkret wird die Sondennadel 21 mit der oberen Oberfläche der Anodenelektrode 12 in dem Bereich in Kontakt gebracht, in welchem die Kontur des p-Typ-Bereichs 3 einer Anode in einer Draufsicht ausgebildet ist. Als Folge wird es unwahrscheinlich, dass ein Spot-Durchbruch nahe der Sondennadel 21 auftritt.
7 ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration der Halbleitervorrichtung in Bezug auf diese Ausführungsform schematisch veranschaulicht. 8 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration der Halbleitervorrichtung in Bezug auf diese Ausführungsform schematisch veranschaulicht. 7 entspricht einer entlang AB in 8 genommenen Schnittansicht.
Folglich wird es möglich, eine durch einen Spot-Durchbruch hervorgerufene Schädigung an der Sondennadel 21 zu unterdrücken. Dadurch kann eine Notwendigkeit, den Test zu unterbrechen und die Sondennadel 21 auszutauschen, eliminiert werden.
Die Größe des p-Typ-Bereichs 3 einer Anode ist in einem Querschnitt wünschenswerterweise größer als die Größe der Sondennadel 21. Wie in 9 veranschaulicht ist, die eine Beziehung zwischen der Größe der p-Typ-Bereichs 3 einer Anode und der Größe der Sondennadel 21 in einem Querschnitt zeigt, weist, falls die Größe eines Bereichs, in welchem der Spot-Durchbruch 22 auftreten soll, einen Durchmesser von 100 µm hat, die Größe eines Bereichs, in welchen die Sondennadel 21 und die Anodenelektrode 12 einander kontaktieren, einen Durchmesser von 200 µm auf, und, falls die Sondennadel 21 eine Positionsgenauigkeit von beispielsweise 50 µm hat, kann die Größe des p-Typ-Bereichs 3 einer Anode 400 µm oder mehr betragen.
Eine EIN-Spannung ist bei dem p-Typ-Bereich 3 einer Anode höher als bei der Schottky-Übergangszone. Daher erhöht ein Stromfluss in einer Durchlassrichtung den EIN-Widerstand der Schottky-Barrierendiode.
Somit ist der p-Typ-Bereich 3 einer Anode wünschenswerterweise von geringer Größe. Wünschenswerterweise hat der p-Typ-Bereich 3 einer Anode eine minimale erforderliche Größe, die einen Schutz der Sondennadel 21 ermöglicht.
Während einer Messung ist es nicht erforderlich, dass die Sondennadel 21 einen Bereich, in welchem der p-Typ-Bereich 3 einer Anode unter der Elektrode gelegen ist, ganz kontaktiert, sondern kann einen Teil des Bereichs kontaktieren, in welchem der p-Typ-Bereich 3 einer Anode gelegen ist. Indes erhöht der p-Typ-Bereich 3 einer Anode den EIN-Widerstand der Schottky-Barrierendiode wie oben beschrieben, so dass die Anzahl der p-Typ-Bereiche 3 einer Anode wünschenswerterweise gering ist. Die Anzahl der p-Typ-Bereiche 3 ist wünschenswerterweise eine minimale erforderliche Anzahl, die einen Schutz der Sondennadel 21 ermöglicht.
10 und 11 sind Schnittansichten, um ein Anordnungsintervall zwischen den p-Typ-Bereichen 3 einer Anode darzustellen. 10 und 11 veranschaulichen die Verarmungsschicht 4, die durch Anlegen einer Nennspannung in einer einer Durchlassrichtung entgegengesetzten Richtung erzeugt wird.
Wie in 10 veranschaulicht ist, können in der Konfiguration der Halbleitervorrichtung in Bezug auf diese Ausführungsform die Distanz Y zwischen Benachbarten der p-Typ-Bereiche 3 einer Anode und die Distanz Y zwischen dem p-Typ-Bereich 3 einer Anode und der Anschluss-Durchbruchspannungen haltenden Schicht 91 größer als das Doppelte einer Dicke W4 der epitaktischen Schicht 2 direkt unterhalb des p-Typ-Bereichs 3 einer Anode sein.
Falls die Distanz Y zwischen Benachbarten der p-Typ-Bereiche 3 einer Anode größer als das Doppelte der Dicke W4 der epitaktischen Schicht 2 direkt unterhalb des p-Typ-Bereichs 3 einer Anode ist, wird als Reaktion auf ein Anlegen einer Nennspannung in einer einer Durchlassrichtung entgegengesetzten Richtung ein n-Typ-Bereich mit der Breite W2 einer Verarmungsschicht wie in einer Schottky-Barrierendiode bei Fehlen des in 11 veranschaulichten p-Typ-Bereichs 3 einer Anode teilweise ausgebildet, ohne durch die Verarmungsschicht, die sich in der Richtung in der Ebene des Wafers von dem p-Typ-Bereich 3 einer Anode aus erstreckt, beeinflusst zu werden.
Falls die p-Typ-Bereiche 3 einer Anode so angeordnet sind, dass sie in einem weiten Intervall dazwischen angeordnet sind, kann ein Arbeitsbereich für die Schottky-Barrierendiode ausgedehnt werden. Dies macht es möglich, den Effekt dieser Ausführungsform zu erzielen, während ein durch eine Zunahme im EIN-Widerstand hervorgerufener Einfluss minimiert wird.
12 und 13 sind Schnittansichten, die jeweils veranschaulichen, wie ein Test durch Anlegen einer Spannung unter Verwendung der Halbleitervorrichtung dieser Ausführungsform durchgeführt wird.
Wie in 13 veranschaulicht ist, kann ein Messverfahren, das die Halbleitervorrichtung dieser Ausführungsform nutzt, ein Messverfahren für eine Messung eines hohen Stroms mit einer niedrigen Spannung sein, wie etwa eine Messung in Durchlassrichtung, die durchgeführt wird, indem eine Sondennadel 25 mit einem anderen Bereich als einem Bereich, in welchem der p-Typ-Bereich 3 einer Anode ausgebildet ist, in Kontakt gebracht wird. Messen eines hohen Stroms mit einer niedrigen Spannung, was hierin erwähnt wird, meint, eine Messung vorzunehmen, indem eine Spannung von 0 V oder mehr und 5 V oder weniger in einer Durchlassrichtung angelegt wird und veranlasst wird, dass ein Strom von 1 A oder mehr, als ungefähre Angabe einer Stromkapazität in einer Sonde. fließt.
Eine Strommenge, die in einer Sondennadel 21 fließen darf, wird vorher bestimmt, so dass viele Sondennadeln 21 für eine Messung eines hohen Stroms erforderlich sind. Bis auf eine Anfangsstörung wie etwa einen Kurzschluss zwischen einer Anode und einer Kathode tritt während einer Messung eines hohen Stroms mit einer niedrigen Spannung kein Spot-Durchbruch auf. Ein einer Anfangsstörung unterworfener Chip kann durch Screening entfernt werden.
Somit ist es für eine Messung eines hohen Stroms mit einer niedrigen Spannung nicht erforderlich, dass ein Bereich, der durch die Sondennadel 21 kontaktiert werden soll, auf einen Bereich über der Position des p-Typ-Bereichs 3 einer Anode beschränkt ist. Konkret ist, wie in 13 veranschaulicht ist, zusätzlich zu einem Kontakt durch die Sondennadel 21 ein Kontakt durch die Sondennadel 25 erlaubt.
Dagegen wird, um eine Messung durch Anlegen einer hohen Spannung, die das Auftreten eines Spot-Durchbruchs zur Folge haben könnte, vorzunehmen, die Messung unter Verwendung von Sondennadeln einer geringeren Anzahl als die Anzahl von Sondennadeln vorgenommen, die für eine Messung eines hohen Stroms mit einer niedrigen Spannung verwendet werden, wie in 12 veranschaulicht ist.
Als Folge des Vorstehenden kann die Anzahl der p-Typ-Bereiche 3 einer Anode zum Unterdrücken einer Konzentration eines Leckstroms reduziert werden. Folglich wird eine Reduzierung des EIN-Widerstands erreicht.
<Zweite Ausführungsform>
Ein Verfahren zum Vermessen einer Halbleitervorrichtung in Bezug auf eine zweite Ausführungsform wird im Folgenden beschrieben. In der im Folgenden gegebenen Beschreibung ist einer Struktur, die der in der vorhergehenden Ausführungsform beschriebenen Struktur ähnlich ist, das gleiche Zeichen gegeben und ist sie mit dem gleichen Zeichen in den Zeichnungen veranschaulicht. Eine detaillierte Beschreibung dieser Struktur ist, wo geeignet, weggelassen.
<Konfiguration einer Halbleitervorrichtung>
14 ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration einer Halbleitervorrichtung, konkreter einer Schottky-Barrierendiode (SBD) in Bezug auf diese Ausführungsform schematisch veranschaulicht. Die in 14 veranschaulichte Konfiguration enthält eine Schottky-Elektrode 14 mit hoher Barriere, die eine höhere Schottky-Barriere als die Schottky-Elektrode 11 aufweist und als eine Alternative zu dem p-Typ-Bereich 3 einer Anode in der in der ersten Ausführungsform veranschaulichten Konfiguration vorgesehen ist. Die Schottky-Elektrode 14 mit hoher Barriere ist auf der oberen Oberfläche der epitaktischen Schicht 2 ausgebildet. Die Schottky-Elektrode 14 mit hoher Barriere kann so konfiguriert sein, dass sie eine Vielzahl von Bereichen umfasst, die in einer Draufsicht in einem konzentrischen Muster angeordnet sind. Die Schottky-Elektrode 14 mit hoher Barriere kann alternativ dazu so konfiguriert sein, dass sie einen einzigen Bereich mit einem konzentrischen Muster, konkret nur eine kreisförmige Kontur, in einer Draufsicht umfasst.
In der vorhergehenden Beschreibung erzeugt die Schottky-Elektrode 14 mit hoher Barriere einen niedrigeren Leckstrom als ein Leckstrom, der durch die Schottky-Elektrode 11 erzeugt wird. Somit wird das Auftreten eines Spot-Durchbruchs reduziert.
Um eine Messung durch Anlegen einer hohen Spannung an die Halbleitervorrichtung vorzunehmen, wird somit die Sondennadel 21 mit einer Position in Kontakt gebracht, an der die Schottky-Elektrode 14 mit hoher Barriere direkt unter der Anodenelektrode 12 vorhanden ist, wie in 15 veranschaulicht ist. Als Folge wird das Auftreten eines Spot-Durchbruchs nahe der Sondennadel 21 reduziert. 15 ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration der Halbleitervorrichtung in Bezug auf diese Ausführungsform schematisch veranschaulicht.
Somit wird es möglich, eine durch einen Spot-Durchbruch hervorgerufene Schädigung an der Sondennadel 21 zu unterdrücken. Als Folge kann eine Notwendigkeit, einen Test zu unterbrechen und die Sondennadel 21 auszutauschen, eliminiert werden.
Die Schottky-Elektrode 11 kann aus Titan (Ti) mit einer Barrierenhöhe von 0,95 eV in Bezug auf 4H-SiC bestehen. Die Schottky-Elektrode 14 mit hoher Barriere kann aus Nickel (Ni) mit einer Barrierenhöhe von 1,62 eV in Bezug auf 4H-SiC bestehen.
Wie im Fall der ersten Ausführungsform ist die Größe der Schottky-Elektrode 14 mit hoher Barriere 21 in einem Querschnitt wünschenswerterweise größer als die Größe der Sondennadel.
16 und 17 sind Schnittansichten, die veranschaulichen, wie ein Test durch Anlegen einer Spannung unter Verwendung der Halbleitervorrichtung dieser Ausführungsform durchgeführt wird.
Wie in 17 veranschaulicht ist, kann ein Messverfahren unter Verwendung der Halbleitervorrichtung in Bezug auf diese Ausführungsform ein Messverfahren für eine Messung eines hohen Stroms mit einer niedrigen Spannung wie etwa eine Messung in Durchlassrichtung sein, die durchgeführt wird, indem die Sondennadel 25 mit einem anderen Bereich als einem Bereich, in welchem die Schottky-Elektrode 14 mit hoher Barriere ausgebildet ist, in Kontakt gebracht wird.
Dagegen wird, um eine Messung durch Anlegen einer hohen Spannung, die das Auftreten eines Spot-Durchbruchs zur Folge haben könnte, durchzuführen, die Messung unter Verwendung von Sondennadeln einer geringeren Anzahl als der Anzahl von Sondennadeln vorgenommen, die für eine Messung eines hohen Stroms mit einer niedrigen Spannung verwendet werden, wie in 16 veranschaulicht ist.
Als Folge des Vorstehenden kann die Anzahl der Schottky-Elektroden 14 mit hoher Barriere zum Unterdrücken einer Konzentration eines Leckstroms reduziert werden. Dadurch wird eine Reduzierung des EIN-Widerstands erreicht.
<Dritte Ausführungsform>
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Vermessen einer Halbleitervorrichtung in Bezug auf eine dritte Ausführungsform beschrieben. In der im Folgenden gegebenen Beschreibung ist einer Struktur, die der in den vorhergehenden Ausführungsformen beschriebenen Struktur ähnlich ist, das gleiche Zeichen gegeben und ist sie mit dem gleichen Zeichen in den Zeichnungen veranschaulicht. Eine detaillierte Beschreibung dieser Struktur ist, wo geeignet, weggelassen.
<Konfiguration einer Halbleitervorrichtung>
18 ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration der Halbleitervorrichtung, konkreter einer Schottky-Barrierendiode (SBD), in Bezug auf diese Ausführungsform schematisch veranschaulicht. 19 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration der Halbleitervorrichtung in Bezug auf diese Ausführungsform schematisch veranschaulicht. 18 entspricht einer entlang AB in 19 genommenen Schnittansicht.
Die in 18 veranschaulichte Konfiguration enthält einen JBS-Bereich 5 als eine Alternative zu dem p-Typ-Bereich 3 einer Anode in der in der ersten Ausführungsform veranschaulichten Konfiguration.
Der JBS-Bereich 5 ist in einer Schicht unter der Anodenelektrode 12 ausgebildet. Indes ist der einfachen Beschreibung halber der JBS-Bereich 5 in 19 perspektivisch veranschaulicht.
Der JBS-Bereich 5 ist ein p-Typ-Bereich, der in der Oberflächenschicht der epitaktischen Schicht 2 so ausgebildet ist, dass er mit der Schottky-Elektrode 11 verbunden ist. Wie in dem in 6 veranschaulichten Fall ist eine Distanz zwischen Benachbarten der JBS-Bereiche 5 geringer als die doppelte Breite einer Verarmungsschicht, die sich als Reaktion auf ein Anlegen einer Nennspannung von den JBS-Bereichen 5 aus in einer einer Durchlassrichtung entgegengesetzten Richtung ausdehnt.
Der JBS-Bereich 5 umfasst eine Vielzahl von p-Typ-Bereichen 6, die in einer Draufsicht in einem konzentrischen Muster angeordnet sind. Konkret umfasst der JBS-Bereich 5 einen n-Typ-Bereich, der in einer Draufsicht von den p-Typ-Bereichen umgeben ist. Alternativ dazu kann der JBS-Bereich 5 so konfiguriert sein, dass er einen einzigen Bereich mit einem konzentrischen Muster, konkret nur einer kreisförmigen Kontur, in einer Draufsicht umfasst. Die Ausbildung des JBS-Bereichs 5 reduziert die Fläche eines Schottky-Übergangs. Das Vorhandensein einer Verarmungsschicht, die sich in einer Richtung in der Ebene eines Wafers von den p-Typ-Bereichen 6, die den JBS-Bereich 5 bilden, ausdehnt, reduziert ferner die Intensität eines elektrischen Feldes, das an einen Schottky-Übergang im JBS-Bereich 5 angelegt wird. Als Folge dieser Konfigurationen wird ein Leckstrom reduziert. Das Auftreten eines Spot-Durchbruchs wird in dem JBS-Bereich 5 somit reduziert.
Wie in 20 veranschaulicht ist, wird, um eine Messung durch Anlegen einer hohen Spannung an die Halbleitervorrichtung vorzunehmen, die Sondennadel 21 mit einer Position in Kontakt gebracht, bei der der JBS-Bereich 5 direkt unter der Anodenelektrode 12 vorhanden ist. Als Folge wird das Auftreten eines Spot-Durchbruchs nahe der Sondennadel 21 reduziert. 20 ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration der Halbleitervorrichtung in Bezug auf diese Ausführungsform schematisch veranschaulicht.
Folglich wird es möglich, eine durch einen Spot-Durchbruch hervorgerufene Schädigung an der Sondennadel 21 zu unterdrücken. Als Ergebnis kann eine Notwendigkeit, einen Test zu unterbrechen und die Sondennadel 21 auszutauschen, eliminiert werden.
Die Größe des JBS-Bereichs 5 ist in einem Querschnitt wünschenswerter größer als die Größe der Sondennadel 21.
21 und 22 sind Schnittansichten, die jeweils veranschaulichen, wie ein Test durch Anlegen einer Spannung unter Verwendung der Halbleitervorrichtung dieser Ausführungsform durchgeführt wird.
Wie in 22 veranschaulicht ist, kann ein Messverfahren unter Verwendung der Halbleitervorrichtung dieser Ausführungsform ein Messverfahren für eine Messung eines hohen Stroms mit einer niedrigen Spannung, wie etwa eine Messung in Durchlassrichtung, sein, die durchgeführt wird, indem die Sondennadel 25 mit einem anderen Bereich als einem Bereich, in welchem der JBS-Bereich 5 ausgebildet ist, in Kontakt gebracht wird.
Dagegen wird, um eine Messung durch Anlegen einer hohen Spannung, die das Auftreten eines Spot-Durchbruchs zur Folge haben könnte, vorzunehmen, die Messung unter Verwendung von Sondennadeln einer geringeren Anzahl als die Anzahl von Sondennadeln vorgenommen, die für eine Messung eines hohen Stroms mit einer niedrigen Spannung verwendet werden, wie in 21 veranschaulicht ist.
Als Folge des Vorstehenden kann die Anzahl der JBS-Bereiche 5 zum Unterdrücken einer Konzentration eines Leckstroms reduziert werden. Dadurch wird eine Reduzierung des EIN-Widerstands erreicht.
<Vierte Ausführungsform>
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Vermessen einer Halbleitervorrichtung in Bezug auf eine vierte Ausführungsform beschrieben. In der im Folgenden gegebenen Beschreibung ist einer Struktur ähnlich der in den vorhergehenden Ausführungsformen beschriebenen Struktur das gleiche Zeichen gegeben und ist sie mit den gleichen Zeichen in den Zeichnungen veranschaulicht. Eine detaillierte Beschreibung dieser Struktur ist, wo geeignet, weggelassen.
<Konfiguration einer Halbleitervorrichtung>
23 ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration der Halbleitervorrichtung, konkreter einer Schottky-Barrierendiode (SBD), in Bezug auf diese Ausführungsform schematisch veranschaulicht. 24 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration der Halbleitervorrichtung in Bezug auf diese Ausführungsform schematisch veranschaulicht. 23 entspricht einer entlang AB in 24 genommenen Schnittansicht.
Die in 23 veranschaulichte Konfiguration umfasst zusätzlich zu der in der ersten Ausführungsform veranschaulichten Konfiguration einen JBS-Bereich 50, der in einer Schottky-Übergangszone ausgebildet ist.
Der JBS-Bereich 50 ist in einem Teil der Oberflächenschicht der epitaktischen Schicht 2 ausgebildet. Der JBS-Bereich 50 umfasst einen p-Typ-Bereich 60, der die Schottky-Elektrode 11 kontaktiert, und einen n-Typ-Bereich, der die Schottky-Elektrode 11 kontaktiert. Der p-Typ-Bereich 60 und der n-Typ-Bereich sind in einer Schnittansicht abwechselnd ausgebildet. In der Veranschaulichung von 24 weist der den JBS-Bereich 50 bildende p-Typ-Bereich 60 eine Streifenform auf.
Der den JBS-Bereich 50 bildende p-Typ-Bereich 60 ist mit einer geringeren Breite als die Breite des p-Typ-Bereichs 3 einer Anode ausgebildet. Eine Dotierstoffkonzentration in dem p-Typ-Bereich 60 ist gleich einer oder höher als eine Dotierstoffkonzentration in dem p-Typ-Bereich 3 einer Anode.
Der JBS-Bereich 50 und der p-Typ-Bereich 3 einer Anode sind in einer Schicht unter der Anodenelektrode 12 ausgebildet. Indes sind der einfachen Beschreibung halber der JBS-Bereich 50 und der p-Typ-Bereich 3 einer Anode in 24 perspektivisch veranschaulicht.
Wie oben beschrieben wurde, ist ein Leckstrom bei einem pn-Übergang geringer als bei einem Schottky-Übergang. Somit wird ein Leckstrom bei dem p-Typ-Bereich 3 einer Anode mit einem pn-Übergang geringer als bei dem JBS-Bereich 50 mit sowohl einem Schottky-Übergang als auch einem pn-Übergang. Auf diese Weise wird in dem p-Typ-Bereich 3 einer Anode das Auftreten eines Spot-Durchbruchs reduziert.
Wie in 25 veranschaulicht ist, wird, um eine Messung durch Anlegen einer hohen Spannung an die Halbleitervorrichtung vorzunehmen, die Sondennadel 21 mit einer Position in Kontakt gebracht, bei der der p-Typ-Bereich 3 einer Anode direkt unter der Anodenelektrode 12 vorhanden ist. Dadurch wird das Auftreten eines Spot-Durchbruchs nahe der Sondennadel 21 reduziert. 25 ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration der Halbleitervorrichtung in Bezug auf diese Ausführungsform schematisch veranschaulicht.
Somit wird es möglich, eine durch einen Spot-Durchbruch hervorgerufene Schädigung an der Sondennadel 21 zu unterdrücken. Als Folge kann eine Notwendigkeit, einen Test zu unterbrechen und die Sondennadel 21 auszutauschen, eliminiert werden.
Indes wird, falls eine Dotierstoffkonzentration in dem p-Typ-Bereich 3 einer Anode zunimmt, eine Intensität eines elektrischen Feldes bei einer pn-Übergangszone erhöht, so dass ein Leckstrom in dem p-Typ-Bereich 3 einer Anode zunimmt. Somit ist es erforderlich, dass eine Dotierstoffkonzentration in dem p-Typ-Bereich 3 einer Anode gleich einer oder geringer als eine Dotierstoffkonzentration in dem den JBS-Bereich 50 bildenden p-Typ-Bereich 60 ist.
Wie in der ersten Ausführungsform ist ein Bereich, in welchem der p-Typ-Bereich 3 einer Anode ausgebildet ist, wünschenswerter größer als die Größe der Sondennadel 21.
26 und 27 sind Schnittansichten, die veranschaulichen, wie ein Test durch Anlegen einer Spannung unter Verwendung einer Halbleitervorrichtung dieser Ausführungsform durchgeführt wird.
Wie in 27 veranschaulicht ist, kann ein Messverfahren, das die Halbleitervorrichtung dieser Ausführungsform nutzt, ein Messverfahren für eine Messung eines hohen Stroms mit einer niedrigen Spannung wie etwa eine Messung in Durchlassrichtung sein, die durchgeführt wird, indem die Sondennadel 25 mit einem anderen Bereich als einem Bereich, in welchem der JBS-Bereich 50 ausgebildet ist, in Kontakt gebracht wird.
Dagegen wird, um eine Messung durch Anlegen einer hohen Spannung, die das Auftreten eines Spot-Durchbruchs zur Folge haben könnte, vorzunehmen, die Messung unter Verwendung von Sondennadeln einer geringen Anzahl als der Anzahl von Sondennadeln vorgenommen, die für eine Messung eines hohen Stroms mit niedriger Spannung verwendet werden, wie in 26 veranschaulicht ist.
Als Folge des Vorstehenden kann die Anzahl der JBS-Bereiche 50 zum Unterdrücken einer Konzentration eines Leckstroms reduziert werden. Dadurch wird eine Reduzierung des EIN-Widerstands erreicht.
<Durch vorstehende Ausführungsformen erzielter Effekt>
Als Nächstes werden durch die vorstehenden Ausführungsformen erzielte beispielhafte Effekte beschrieben. Diese Effekte in der folgenden Beschreibung werden auf der Basis der spezifischen Konfigurationen erreicht, die in den vorstehenden Ausführungsformen veranschaulicht wurden. Diese Konfigurationen können jedoch durch verschiedene spezifische Konfigurationen ersetzt werden, die in der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht sind, solange durch derartige verschiedene spezifische Konfigurationen vergleichbare Effekte erzielt werden.
Dieser Austausch kann über eine Vielzahl von Ausführungsformen vorgenommen werden. Konkret können in den verschiedenen Ausführungsformen veranschaulichte Konfigurationen kombiniert werden, um vergleichbare Effekte zu erzielen.
Gemäß den vorhergehenden Ausführungsformen wird in einem Verfahren zum Vermessen der Halbleitervorrichtung eine Spannung angelegt, während die Sondennadel 21 mit der oberen Oberfläche der Anodenelektrode 12 in einem Bereich in Kontakt gebracht ist, in welchem die Kontur zumindest eines Bereichs einer zweiten Leitfähigkeit in einer Draufsicht ausgebildet ist. Der Bereich der zweiten Leitfähigkeit entspricht beispielsweise dem p-Typ-Bereich 3 einer Anode. Die Siliziumcarbid-Halbleitervorrichtung, die für die Messung verwendet wird, umfasst das Siliziumcarbid-Halbleitersubstrat 1 des ersten Leitfähigkeitstyps, die epitaktische Schicht 2 des ersten Leitfähigkeitstyps, zumindest einen p-Typ-Bereich 3 einer Anode des zweiten Leitfähigkeitstyps, die Schottky-Elektrode 11, die Anodenelektrode 12 und die Kathodenelektrode 13. Die epitaktische Schicht 2 ist auf der oberen Oberfläche des Siliziumcarbid-Halbleitersubstrats 1 ausgebildet. Der p-Typ-Bereich 3 einer Anode ist in einem Teil der Oberflächenschicht der epitaktischen Schicht 2 so ausgebildet, dass er eine Kontur aufweist. Die Schottky-Elektrode 11 ist so ausgebildet, dass sie die obere Oberfläche der epitaktischen Schicht 2 und die obere Oberfläche des p-Typ-Bereichs 3 einer Anode bedeckt. Die Anodenelektrode 12 ist auf der oberen Oberfläche der Schottky-Elektrode 11 ausgebildet. Die Kathodenelektrode 13 ist auf der unteren Oberfläche des Siliziumcarbid-Halbleitersubstrats 1 ausgebildet.
Die vorstehende Konfiguration macht es möglich, das Auftreten eines Spot-Durchbruchs nahe der Sondennadel zu reduzieren. Konkreter wird für einen durch Anlegen einer hohen Spannung durchgeführten Test die Sondennadel 21 mit einem Bereich in Kontakt gebracht, in welchem der p-Typ-Bereich 3 einer Anode in Draufsicht gelegen ist. Ein pn-Übergang ist imstande, einen Leckstrom zu reduzieren, verglichen mit einem Leckstrom, der in einem Schottky-Übergang fließt, so dass eine Konzentration eines Leckstroms um die Sondennadel 21 herum unterdrückt werden kann. Dies reduziert das Auftreten eines Spot-Durchbruchs um die Sondennadel 21, der durch eine Konzentration eines Leckstroms hervorgerufen wird, so dass die Sondennadel 21 durch einen Spot-Durchbruch weniger wahrscheinlich geschädigt wird. Dadurch kann ein Arbeitsaufwand zum Unterbrechen des Tests und Austauschen der Sondennadel 21 reduziert werden.
In der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung veranschaulichte Strukturen, die von den oben beschriebenen Strukturen verschieden sind, können, wo geeignet, weggelassen werden. Konkret können die vorhergehenden Effekte allein durch die oben beschriebenen Konfigurationen erzielt werden.
Falls zumindest eine der in der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung veranschaulichten verschiedenen Strukturen, konkret eine Verschiedene der Strukturen, die in der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht und nicht als eine der vorhergehenden Strukturen aufgelistet ist, den vorhergehenden Strukturen hinzugefügt wird, werden indes noch mit den vorstehenden Effekten vergleichbare Effekte erzielt.
Gemäß den vorhergehenden Ausführungsformen wird für ein Anlegen einer höheren Spannung als eine Schwelle an die Siliziumcarbid-Halbleitervorrichtung die Sondennadel 21 nur in einem Bereich, in dem die Kontur des zumindest einen p-Typ-Bereichs 3 einer Anode in Draufsicht ausgebildet ist, mit der oberen Oberfläche der Anodenelektrode 12 in Kontakt gebracht. Für ein Anlegen einer niedrigeren Spannung als die Schwelle an die Siliziumcarbid-Halbleitervorrichtung wird die Sondennadel 21 in dem Bereich, in dem die Kontur des zumindest einen p-Typ-Bereichs 3 einer Anode in einer Draufsicht ausgebildet ist, mit der oberen Oberfläche der Anodenelektrode 12 in Kontakt gebracht. Ferner wird die Sondennadel 25 in einem Bereich, in dem der p-Typ-Bereich 3 einer Anode in einer Draufsicht nicht ausgebildet ist, mit der oberen Oberfläche der Anodenelektrode 12 in Kontakt gebracht. In dieser Konfiguration kann, falls beispielsweise eine niedrigere Spannung als die Schwelle an die Siliziumcarbid-Halbleitervorrichtung angelegt werden soll, die Sondennadel 21 ferner mit der oberen Oberfläche der Anodenelektrode 12 in dem Bereich, in welchem der p-Typ-Bereich 3 einer Anode in einer Draufsicht nicht ausgebildet ist, zur Durchführung eines Tests in Kontakt gebracht werden. Dies macht es möglich, die Anzahl von Positionen zu reduzieren, an denen die p-Typ-Bereiche 3 einer Anode zum Unterdrücken einer Konzentration eines Leckstroms zu bilden sind. Dadurch wird eine Reduzierung des EIN-Widerstands der Siliziumcarbid-Halbleitervorrichtung erreicht.
Gemäß den vorhergehenden Ausführungsformen ist der p-Typ-Bereich 3 einer Anode ein Bereich des zweiten Leitfähigkeitstyps ganz innerhalb einer Kontur in einer Draufsicht. In dieser Konfiguration ist es unwahrscheinlich, dass ein Leckstrom um die Sondennadel 21 herum konzentriert wird, die eine Position entsprechend einer Position kontaktiert, an der der p-Typ-Bereich 3 einer Anode ausgebildet ist. Dies vermindert, dass das Auftreten eines Spot-Durchbruchs um die Sondennadel 21 durch eine Konzentration eines Leckstroms hervorgerufen wird, so dass die Sondennadel 21 durch einen Spot-Durchbruch weniger wahrscheinlich geschädigt wird. Als Folge kann ein Arbeitsaufwand zum Unterbrechen eines Tests und Austauschen der Sondennadel 21 reduziert werden.
Gemäß den vorhergehenden Ausführungsformen enthält die Siliziumcarbid-Halbleitervorrichtung zumindest einen JBS-Bereich 50 des zweiten Leitfähigkeitstyps. Der JBS-Bereich 50 ist in einem Teil der Oberflächenschicht der epitaktischen Schicht 2 ausgebildet. Der JBS-Bereich 50 umfasst einen Bereich des zweiten Leitfähigkeitstyps, der die Schottky-Elektrode 11 kontaktiert, und einen Bereich des ersten Leitfähigkeitstyps, der die Schottky-Elektrode 11 kontaktiert. Der Bereich des zweiten Leitfähigkeitstyps, der den JBS-Bereich 50 bildet, konkret der p-Typ-Bereich 60, ist in einer geringeren Breite als die Breite des p-Typ-Bereichs 3 einer Anode ausgebildet. Eine Dotierstoffkonzentration im JBS-Bereich 50 ist höher als eine Dotierstoffkonzentration im p-Typ-Bereich 3 einer Anode. In dieser Konfiguration ist es unwahrscheinlich, dass ein Leckstrom um die Sondennadel 21 herum konzentriert wird, die eine Position entsprechend einer Position kontaktiert, an der der p-Typ-Bereich 3 einer Anode ausgebildet ist. Dies reduziert das Auftreten eines Spot-Durchbruchs um die Sondennadel 21, der durch eine Konzentration eines Leckstroms hervorgerufen wird, so dass die Sondennadel 21 durch einen Spot-Durchbruch weniger wahrscheinlich geschädigt wird. Dadurch kann ein Arbeitsaufwand zum Unterbrechen eines Tests und Austauschens der Sondennadel 21 reduziert werden.
Gemäß den vorhergehenden Ausführungsformen schließt der Bereich des zweiten Leitfähigkeitstyps einen Bereich des ersten Leitfähigkeitstyps ein, der von einem Bereich des zweiten Leitfähigkeitstyps in einer Draufsicht umgeben ist. Der Bereich des zweiten Leitfähigkeitstyps entspricht zum Beispiel dem JBS-Bereich 5. In dieser Konfiguration ist es unwahrscheinlich, dass ein Leckstrom um die Sondennadel 21 konzentriert wird, die eine Position entsprechend einer Position kontaktiert, an der der JBS-Bereich 5 ausgebildet ist. Dies reduziert das Auftreten eines Spot-Durchbruchs um die Sondennadel 21, der durch einen Leckstrom hervorgerufen wird, so dass die Sondennadel 21 durch einen Spot-Durchbruch weniger wahrscheinlich geschädigt wird. Als Folge kann der Arbeitsaufwand zum Unterbrechen eines Tests und Austauschen der Sondennadel 21 reduziert werden.
Gemäß den vorhergehenden Ausführungsformen wird in einem Verfahren zum Vermessen der Halbleitervorrichtung eine Spannung angelegt, während die Sondennadel 21 mit der oberen Oberfläche der Anodenelektrode 12 in einem Bereich in Kontakt gebracht ist, in welchem zumindest eine zweite Schottky-Elektrode in Draufsicht ausgebildet ist. Die zweite Schottky-Elektrode entspricht beispielsweise der Schottky-Elektrode 14 mit hoher Barriere. Die Siliziumcarbid-Halbleitervorrichtung, die für die Messung genutzt wird, umfasst das Siliziumcarbid-Halbleitersubstrat 1 des ersten Leitfähigkeitstyps, die epitaktische Schicht 2 des ersten Leitfähigkeitstyps, eine erste Schottky-Elektrode, die Schottky-Elektrode 14 mit hoher Barriere, die Anodenelektrode 12 und die Kathodenelektrode 13. Die erste Schottky-Elektrode entspricht zum Beispiel der Schottky-Elektrode 11. Die epitaktische Schicht 2 des ersten Leitfähigkeitstyps ist auf der oberen Oberfläche des Siliziumcarbid-Halbleitersubstrats 1 ausgebildet. Die Schottky-Elektrode 11 umfasst zumindest eine Schottky-Elektrode 11, die auf der oberen Oberfläche der epitaktischen Schicht 2 ausgebildet ist. Die Schottky-Elektrode 14 mit hoher Barriere umfasst zumindest eine Schottky-Elektrode 14 mit hoher Barriere, die auf der oberen Oberfläche der epitaktischen Schicht 2 ausgebildet ist. Die Schottky-Elektrode 14 mit hoher Barriere bildet eine Schottky-Barriere zwischen der Schottky-Elektrode 14 mit hoher Barriere und der epitaktischen Schicht 2, die höher als eine Schottky-Barriere ist, die zwischen der Schottky-Elektrode 11 und der epitaktischen Schicht 2 ausgebildet wird. Die Anodenelektrode 12 ist auf der oberen Oberfläche der Schottky-Elektrode 11 und der oberen Oberfläche der Schottky-Elektrode 14 mit hoher Barriere ausgebildet. Die Kathodenelektrode 13 auf der unteren Oberfläche des Siliziumcarbid-Halbleitersubstrats 1 ausgebildet.
Die vorstehende Konfiguration macht es möglich, das Auftreten eines Spot-Durchbruchs nahe der Sondennadel zu verringern. Konkreter wird für einen durch Anlegen einer hohen Spannung durchgeführten Test die Sondennadel 21 mit einem Bereich in Kontakt gebracht, in welchem die Schottky-Elektrode 14 mit hoher Barriere in einer Draufsicht gelegen ist. Ein pn-Übergang ist imstande, verglichen mit einem in einem Schottky-Übergang fließenden Leckstrom einen Leckstrom zu reduzieren, so dass eine Konzentration eines Leckstroms um die Sondennadel 21 herum unterdrückt werden kann. Dies reduziert das Auftreten eines Spot-Durchbruchs um die Sondennadel 21, der durch eine Konzentration eines Leckstroms hervorgerufen wird, so dass die Sondennadel 21 durch einen Spot-Durchbruch weniger wahrscheinlich geschädigt wird. Als Folge kann ein Arbeitsaufwand zum Unterbrechen des Tests und Austauschen der Sondennadel 21 reduziert werden.
In der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung veranschaulichte Strukturen, die von den oben beschriebenen Strukturen verschieden sind, können, wo geeignet, weggelassen werden. Konkret können die vorhergehenden Effekte allein durch die oben beschriebenen Konfigurationen erzielt werden.
Falls zumindest eine der verschiedenen Strukturen, die in der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht wurden, konkret eine Verschiedene der Strukturen, die in der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht sind und nicht als eine der vorhergehenden Strukturen aufgelistet ist, den vorhergehenden Strukturen hinzugefügt wird, können indes noch Effekte erzielt werden, die mit den vorhergehenden Effekten vergleichbar sind.
Sofern nicht anders spezifiziert, ist die Reihenfolge zum Durchführen jedes Prozesses veränderbar.
Gemäß den vorhergehenden Ausführungsformen wird zum Anlegen einer höheren Spannung als eine Schwelle an die Siliziumcarbid-Halbleitervorrichtung die Sondennadel 21 nur in einem Bereich, in welchem die zumindest eine Schottky-Elektrode 14 mit hoher Barriere in einer Draufsicht ausgebildet ist, mit der oberen Oberfläche der Anodenelektrode 12 in Kontakt gebracht. Für ein Anlegen einer niedrigeren Spannung als die Schwelle an die Siliziumcarbid-Halbleitervorrichtung wird die Sondennadel 21 in dem Bereich, in welchem die zumindest eine Schottky-Elektrode 14 mit hoher Barriere in Draufsicht ausgebildet ist, mit der oberen Oberfläche der Anodenelektrode 12 in Kontakt gebracht. Ferner wird die Sondennadel 25 mit der oberen Oberfläche der Anodenelektrode 12 in einem Bereich in Kontakt gebracht, in welchem die Schottky-Elektrode 14 mit hoher Barriere in einer Draufsicht nicht ausgebildet ist. In dieser Konfiguration kann, falls beispielsweise eine niedrigere Spannung als die Schwelle an die Siliziumcarbid-Halbleitervorrichtung angelegt werden soll, die Sondennadel 21 in dem Bereich, in welchem die Schottky-Elektrode 14 mit hoher Barriere in einer Draufsicht nicht ausgebildet ist, ferner mit der oberen Oberfläche der Anodenelektrode 12 für eine Durchführung eines Tests in Kontakt gebracht werden. Dies macht es möglich, die Anzahl von Positionen zu reduzieren, an denen die Schottky-Elektroden 14 mit hoher Elektrode zum Unterdrücken einer Konzentration eines Leckstroms auszubilden sind. Dadurch wird eine Reduzierung des EIN-Widerstands der Siliziumcarbid-Halbleitervorrichtung erreicht.
<Modifikationen der vorstehenden Ausführungsformen>
In den vorstehenden Ausführungsformen können Komponenten beispielsweise vom Standpunkt einer Materialquantität, eines Materials, einer Abmessung, einer Form, einer relativen Anordnung zueinander oder einer Bedingung für eine Durchführung beschrieben werden. Diese sind in allen Aspekten veranschaulichend und nicht beschränkend, und die Komponenten sind nicht auf diese in der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung gegebenen Gesichtspunkte beschränkt.
So wird angenommen, dass zahlreiche Modifikationen und Äquivalente, die nicht veranschaulicht sind, innerhalb des technischen Umfangs eingeschlossen sind, der in der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung offenbart ist. Diese Modifikationen umfassen beispielsweise eine Modifikation, eine Hinzufügung oder eine Weglassung zumindest einer Komponente und ein Extrahieren von zumindest einer Komponente aus zumindest einer Ausführungsform und eine Kombination der extrahierten Komponente mit einer Komponente in einer verschiedenen Ausführungsform.
Solange kein Widerspruch auftritt, kann eine Komponente, die in „Singularform“ in den vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben wurde, „eine oder mehr“ solche Komponenten umfassen.
Jede Komponente, die in jeder der vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben wurde, ist ferner eine begriffliche Einheit. Der in der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung offenbarte technische Umfang deckt einen Fall, in dem eine Komponente aus einer Vielzahl von Strukturen gebildet ist, einen Fall, in dem eine Komponente einem Teil einer gewissen Struktur entspricht, und einen Fall ab, in dem eine Vielzahl von Komponenten in einer Struktur vorgesehen ist.
Jede in jeder der vorhergehenden Ausführungsformen beschriebene Komponente schließt eine Struktur mit einer verschiedenen Konfiguration oder einer verschiedenen Form ein, solange solch eine Struktur die gleiche Funktion erfüllt.
Auf die in der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung gegebene Erläuterung soll in allen Aspekten für alle Zwecke in Bezug auf die Technik in der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung verwiesen werden, und sie sollte nicht als Stand der Technik begriffen werden.
In den vorhergehenden Ausführungsformen schließt, falls der Name eines Materials beispielsweise ohne besondere Bezeichnung angegeben ist, dieses Material ein Material wie eine Legierung, die ein verschiedenes Additiv enthält, ein, solange kein Widerspruch auftritt.
Bezugszeichenliste

1: Siliziumcarbid-Halbleitervorrichtung
2: epitaktische Schicht
3: p-Typ-Bereich einer Anode
4: Verarmungsschicht
5, 50: JBS-Bereich
6, 60: P-Typ-Bereich
11: Schottky-Elektrode
12: Anodenelektrode
13: Kathodenelektrode
14: Schottky-Elektrode mit hoher Barriere
21, 25: Sondennadel
22: Spot-Durchbruch
23: Kristalldefekt
24: Leckstrom
91: Anschluss-Durchbruchspannungen haltende Schicht
92: Anschluss-Schutzfilm
W1, W2, W3: Breite
W4: Filmdicke
X, Z: Bereich
Y: Distanz

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2014229651 [0002, 0005]

Claims

Verfahren zum Vermessen einer Halbleitervorrichtung, das durch Anlegen einer Spannung an die Halbleitervorrichtung unter Verwendung einer Sondennadel (21, 25) durchgeführt wird, wobei die Halbleitervorrichtung umfasst: ein Halbleitersubstrat (1) eines ersten Leitfähigkeitstyps; eine epitaktische Schicht (2) des ersten Leitfähigkeitstyps, die auf der oberen Oberfläche des Halbleitersubstrats (1) ausgebildet ist; zumindest einen Bereich (3, 5) eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der in einem Teil der Oberflächenschicht der epitaktischen Schicht (2) so ausgebildet ist, dass er eine Kontur aufweist; eine Schottky-Elektrode (11), die so ausgebildet ist, dass sie die obere Oberfläche der epitaktischen Schicht (2) und die obere Oberfläche des Bereichs (3, 5) des zweiten Leitfähigkeitstyps bedeckt; eine Anodenelektrode (12), die auf der oberen Oberfläche der Schottky-Elektrode (11) ausgebildet ist; und eine Kathodenelektrode (13), die auf der unteren Oberfläche des Halbleitersubstrats (1) ausgebildet ist; und eine Spannung angelegt wird, während die Sondennadel (21) in einem Bereich, in welchem die Kontur des zumindest einen Bereichs (3, 5) des zweiten Leitfähigkeitstyps in einer Draufsicht ausgebildet ist, mit der oberen Oberfläche der Anodenelektrode (12) in Kontakt gebracht ist.
Verfahren zum Vermessen einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei für ein Anlegen einer höheren Spannung als eine Schwelle an die Halbleitervorrichtung die Sondennadel (21) nur in einem Bereich, in welchem die Kontur des zumindest einen Bereichs (3, 5) des zweiten Leitfähigkeitstyps in einer Draufsicht ausgebildet ist, mit der oberen Oberfläche der Anodenelektrode (12) in Kontakt gebracht wird, und für ein Anlegen einer niedrigeren Spannung als die Schwelle an die Halbleitervorrichtung die Sondennadel (21, 25) in dem Bereich, in welchem die Kontur des zumindest einen Bereichs (3, 5) des zweiten Leitfähigkeitstyps in einer Draufsicht ausgebildet ist, mit der oberen Oberfläche der Anodenelektrode (12) in Kontakt gebracht wird und ferner in einem Bereich, in welchem der Bereich (3, 5) des zweiten Leitfähigkeitstyps in einer Draufsicht nicht ausgebildet ist, mit der oberen Oberfläche der Anodenelektrode (12) in Kontakt gebracht wird.
Verfahren zum Vermessen einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Bereich (3) des zweiten Leitfähigkeitstyps ein Bereich des zweiten Leitfähigkeitstyps ganz innerhalb der Kontur in einer Draufsicht ist.
Verfahren zum Vermessen einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Halbleitervorrichtung ferner umfasst: zumindest einen JBS-Bereich (50) des zweiten Leitfähigkeitstyps, der in einem Teil der Oberflächenschicht der epitaktischen Schicht (2) ausgebildet ist und einen Bereich des zweiten Leitfähigkeitstyps, der die Schottky-Elektrode (11) kontaktiert, und einen Bereich des ersten Leitfähigkeitstyps, der die Schottky-Elektrode (11) kontaktiert, umfasst, der Bereich des zweiten Leitfähigkeitstyps, der den JBS-Bereich (50) bildet, in einer geringeren Breite als die Breite des Bereichs (3) des zweiten Leitfähigkeitstyps ausgebildet ist, und eine Dotierstoffkonzentration im JBS-Bereich (50) höher als eine Dotierstoffkonzentration im Bereich (3) des zweiten Leitfähigkeitstyps ist.
Verfahren zum Vermessen einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Bereich (5) des zweiten Leitfähigkeitstyps einen Bereich des ersten Leitfähigkeitstyps umfasst, der von einem Bereich des zweiten Leitfähigkeitstyp in einer Draufsicht umgeben ist.
Verfahren zum Vermessen einer Halbleitervorrichtung, das durch Anlegen einer Spannung an die Halbleitervorrichtung unter Verwendung einer Sondennadel (21, 25) durchgeführt wird, wobei die Halbleitervorrichtung umfasst: ein Halbleitersubstrat (1) eines ersten Leitfähigkeitstyps; eine epitaktische Schicht (2) des ersten Leitfähigkeitstyps, die auf der oberen Oberfläche des Halbleitersubstrats (1) ausgebildet ist; zumindest eine erste Schottky-Elektrode (11), die auf der oberen Oberfläche der epitaktischen Schicht (2) ausgebildet ist; zumindest eine zweite Schottky-Elektrode (14), die auf der oberen Oberfläche der epitaktischen Schicht (2) ausgebildet ist und eine Schottky-Barriere zwischen der zweiten Schottky-Elektrode (14) und der epitaktischen Schicht (2) ausbildet, die höher als eine zwischen der ersten Schottky-Elektrode (11) und der epitaktischen Schicht (2) ausgebildete Schottky-Barriere ist; eine Anodenelektrode (12), die auf der oberen Oberfläche der ersten Schottky-Elektrode (11) und der oberen Oberfläche der zweiten Schottky-Elektrode (14) ausgebildet ist; und eine Kathodenelektrode (13), die auf der unteren Oberfläche des Halbleitersubstrats (1) ausgebildet ist; und eine Spannung angelegt wird, während die Sondennadel (21) in einem Bereich, in welchem die zumindest eine zweite Schottky-Elektrode (14) in einer Draufsicht ausgebildet ist, mit der oberen Oberfläche der Anodenelektrode (12) in Kontakt gebracht ist.
Verfahren zum Vermessen einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 6, wobei für ein Anlegen einer höheren Spannung als eine Schwelle an die Halbleitervorrichtung die Sondennadel (21) nur in einem Bereich, in welchem die zumindest eine zweite Schottky-Elektrode (14) in einer Draufsicht ausgebildet ist, mit der oberen Oberfläche der Anodenelektrode (12) in Kontakt gebracht wird, und für ein Anlegen einer niedrigeren Spannung als die Schwelle an die Halbleitervorrichtung die Sondennadel (21, 25) in dem Bereich, in welchem die zumindest eine zweite Schottky-Elektrode (14) in einer Draufsicht ausgebildet ist, mit der oberen Oberfläche der Anodenelektrode (12) in Kontakt gebracht wird und ferner in einem Bereich, in welchem die zweite Schottky-Elektrode (14) in Draufsicht nicht ausgebildet ist, mit der oberen Oberfläche der Anodenelektrode (12) in Kontakt gebracht wird.