JP2002170784A - 炭化珪素半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
炭化珪素半導体装置及びその製造方法Info
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- JP2002170784A JP2002170784A JP2000367538A JP2000367538A JP2002170784A JP 2002170784 A JP2002170784 A JP 2002170784A JP 2000367538 A JP2000367538 A JP 2000367538A JP 2000367538 A JP2000367538 A JP 2000367538A JP 2002170784 A JP2002170784 A JP 2002170784A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板毎に基本的なレイアウトを変えること無
く、より大きなチップサイズを得ることができる炭化珪
素半導体装置及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 基板1の表層部にはユニット毎にガード
リング32が形成されて、ガードリング32に囲まれる
領域の各々にショットキー電極31が形成されている。
そして、基板1の表面側に絶縁層33が形成され、良好
ユニット10においてのみショットキー電極31の中央
部上を開口する様にしてコンタクトホール34が形成さ
れている。更に基板1の表面側に表面電極36が形成さ
れて、良好ユニット10においてはショットキー電極3
1と表面電極36とが引き出し部35を介して接続さ
れ、不良ユニット20においてはショットキー電極31
と表面電極36とが絶縁されている。
く、より大きなチップサイズを得ることができる炭化珪
素半導体装置及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 基板1の表層部にはユニット毎にガード
リング32が形成されて、ガードリング32に囲まれる
領域の各々にショットキー電極31が形成されている。
そして、基板1の表面側に絶縁層33が形成され、良好
ユニット10においてのみショットキー電極31の中央
部上を開口する様にしてコンタクトホール34が形成さ
れている。更に基板1の表面側に表面電極36が形成さ
れて、良好ユニット10においてはショットキー電極3
1と表面電極36とが引き出し部35を介して接続さ
れ、不良ユニット20においてはショットキー電極31
と表面電極36とが絶縁されている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、炭化珪素半導体装
置及びその製造方法に関し、特に、炭化珪素基板に大電
力用のパワーデバイスを形成する場合に用いて好適であ
る。
置及びその製造方法に関し、特に、炭化珪素基板に大電
力用のパワーデバイスを形成する場合に用いて好適であ
る。
【0002】
【従来の技術】基板に大電力用のパワーデバイスを形成
する際は、大電流を流すためにチップサイズを大きくす
る必要がある。しかし、基板として炭化珪素(SiC)
を用いると、SiC基板にはマイクロパイプに代表され
る基板欠陥が多く存在する。この様な基板欠陥上にデバ
イスを形成すると耐圧低下やリーク電流の増大を招いて
しまう。
する際は、大電流を流すためにチップサイズを大きくす
る必要がある。しかし、基板として炭化珪素(SiC)
を用いると、SiC基板にはマイクロパイプに代表され
る基板欠陥が多く存在する。この様な基板欠陥上にデバ
イスを形成すると耐圧低下やリーク電流の増大を招いて
しまう。
【0003】そのため、基板欠陥を避けたレイアウトで
チップを形成しなければならない。具体的には、従来の
SiC基板の上面図である図19に示すように、基板欠
陥J1を避けて素子を形成し、できる限り大きいチップ
J2が得られるようにしている。
チップを形成しなければならない。具体的には、従来の
SiC基板の上面図である図19に示すように、基板欠
陥J1を避けて素子を形成し、できる限り大きいチップ
J2が得られるようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
にチップを配置する場合、以下のような問題点がある。
この様な方法では、基板欠陥J1の位置に合わせてSi
C基板J3毎にチップJ2のレイアウトを変えなければ
ならない。また、基板欠陥J1を避けて得られるチップ
サイズには限界があるため、大きいサイズのチップJ2
を得ることは困難である。また、仮にSiC基板J3か
ら大きいサイズのチップJ2を得ることができた場合、
SiC基板J3のその他の領域からチップJ2を得る際
に効率良くチップJ2を構成する素子を配置することが
困難になり、チップJ2として使うことができない領域
が増大する可能性がある。
にチップを配置する場合、以下のような問題点がある。
この様な方法では、基板欠陥J1の位置に合わせてSi
C基板J3毎にチップJ2のレイアウトを変えなければ
ならない。また、基板欠陥J1を避けて得られるチップ
サイズには限界があるため、大きいサイズのチップJ2
を得ることは困難である。また、仮にSiC基板J3か
ら大きいサイズのチップJ2を得ることができた場合、
SiC基板J3のその他の領域からチップJ2を得る際
に効率良くチップJ2を構成する素子を配置することが
困難になり、チップJ2として使うことができない領域
が増大する可能性がある。
【0005】本発明は、上記問題点に鑑み、基板毎に基
本的なレイアウトを変えること無く、より大きなチップ
サイズを得ることができる炭化珪素半導体装置及びその
製造方法を提供することを目的とする。
本的なレイアウトを変えること無く、より大きなチップ
サイズを得ることができる炭化珪素半導体装置及びその
製造方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明では、炭化珪素半導体基板
(1)に対して導体層(31、51、66、81、8
4)を含むユニット(10、20)が複数個形成され、
外部と電気的に接続するための電極(36)と各々のユ
ニットにおける導体層とが引き出し部(35、68、9
5)を用いて電気的に接続されてなる炭化珪素半導体装
置であって、各々のユニットのうち不良なユニット(2
0)においては、導体層と電極とが電気的に絶縁されて
いることを特徴としている。
め、請求項1に記載の発明では、炭化珪素半導体基板
(1)に対して導体層(31、51、66、81、8
4)を含むユニット(10、20)が複数個形成され、
外部と電気的に接続するための電極(36)と各々のユ
ニットにおける導体層とが引き出し部(35、68、9
5)を用いて電気的に接続されてなる炭化珪素半導体装
置であって、各々のユニットのうち不良なユニット(2
0)においては、導体層と電極とが電気的に絶縁されて
いることを特徴としている。
【0007】これにより、予め基板欠陥を避けて導体層
をレイアウトするのでは無く、複数の基板において同様
に導体層を配置して、その導体層のうち良好なユニット
に形成されているもののみを利用することができる。そ
のため、複数のユニット単位で炭化珪素半導体基板を切
断してチップを形成することで、基板毎に基本的なレイ
アウトを変えること無く、より大きなチップサイズを得
ることができる。
をレイアウトするのでは無く、複数の基板において同様
に導体層を配置して、その導体層のうち良好なユニット
に形成されているもののみを利用することができる。そ
のため、複数のユニット単位で炭化珪素半導体基板を切
断してチップを形成することで、基板毎に基本的なレイ
アウトを変えること無く、より大きなチップサイズを得
ることができる。
【0008】また、請求項2に記載の発明では、炭化珪
素半導体基板(1)の表層部に第1導電型のベース領域
(61)が複数個形成され、各々のベース領域上に第2
導電型のソース領域(63)が形成され、外部と電気的
に接続するための電極(36)と複数個のソース領域と
がユニット(10、20)毎に引き出し部(71)を用
いて電気的に接続されてなる炭化珪素半導体装置であっ
て、各々のユニットのうち不良なユニット(20)にお
いては、ソース領域と電極とが電気的に絶縁されている
ことを特徴としている。
素半導体基板(1)の表層部に第1導電型のベース領域
(61)が複数個形成され、各々のベース領域上に第2
導電型のソース領域(63)が形成され、外部と電気的
に接続するための電極(36)と複数個のソース領域と
がユニット(10、20)毎に引き出し部(71)を用
いて電気的に接続されてなる炭化珪素半導体装置であっ
て、各々のユニットのうち不良なユニット(20)にお
いては、ソース領域と電極とが電気的に絶縁されている
ことを特徴としている。
【0009】これにより、請求項1の発明と同様に良好
なユニットのみを利用することができるため、基板毎に
基本的なレイアウトを変えること無く、より大きなチッ
プサイズを得ることができる。
なユニットのみを利用することができるため、基板毎に
基本的なレイアウトを変えること無く、より大きなチッ
プサイズを得ることができる。
【0010】また、請求項3に記載の発明では、炭化珪
素半導体基板(1)の表層部に第1導電型のゲート領域
(81)が複数個形成され、各々のゲート領域上に第2
導電型のソース領域(85)が形成され、外部と電気的
に接続するための電極(36)とソース領域とが引き出
し部(87、91)を用いて電気的に接続されてなる炭
化珪素半導体装置であって、炭化珪素半導体基板におけ
るソース領域を有して構成される複数のユニット(1
0、20)のうち不良なユニット(20)においては、
ソース領域と電極とが電気的に絶縁されていることを特
徴としている。
素半導体基板(1)の表層部に第1導電型のゲート領域
(81)が複数個形成され、各々のゲート領域上に第2
導電型のソース領域(85)が形成され、外部と電気的
に接続するための電極(36)とソース領域とが引き出
し部(87、91)を用いて電気的に接続されてなる炭
化珪素半導体装置であって、炭化珪素半導体基板におけ
るソース領域を有して構成される複数のユニット(1
0、20)のうち不良なユニット(20)においては、
ソース領域と電極とが電気的に絶縁されていることを特
徴としている。
【0011】これにより、請求項2の発明と同様の効果
を発揮することができる。
を発揮することができる。
【0012】また、請求項1〜3の発明では、請求項4
に記載の発明のように、炭化珪素半導体基板と電極との
間に絶縁層(33)が形成され、該絶縁層に形成された
コンタクトホール(34、67、70、75、86、9
0、94)に導体が充填されて引き出し部が形成されて
いるものを用いると好適である。
に記載の発明のように、炭化珪素半導体基板と電極との
間に絶縁層(33)が形成され、該絶縁層に形成された
コンタクトホール(34、67、70、75、86、9
0、94)に導体が充填されて引き出し部が形成されて
いるものを用いると好適である。
【0013】請求項5に記載の発明では、炭化珪素半導
体基板(1)に対して導体層(31、51、66、8
1、84)を形成する導体層形成工程と、外部と電気的
に接続するための電極(36)と導体層とをユニット
(10、20)毎に電気的に接続するための引き出し部
(35、68、95)を形成する引き出し部形成工程と
を含み、引き出し部形成工程を行う前に、各々のユニッ
トの良否を検査する検査工程を行い、検査工程において
不良とされたユニット(20)においては、引き出し部
形成工程において、引き出し部を形成せずに導体層と電
極とを電気的に絶縁することを特徴としている。
体基板(1)に対して導体層(31、51、66、8
1、84)を形成する導体層形成工程と、外部と電気的
に接続するための電極(36)と導体層とをユニット
(10、20)毎に電気的に接続するための引き出し部
(35、68、95)を形成する引き出し部形成工程と
を含み、引き出し部形成工程を行う前に、各々のユニッ
トの良否を検査する検査工程を行い、検査工程において
不良とされたユニット(20)においては、引き出し部
形成工程において、引き出し部を形成せずに導体層と電
極とを電気的に絶縁することを特徴としている。
【0014】これにより、請求項1の発明の炭化珪素半
導体装置を好適に製造することができる。
導体装置を好適に製造することができる。
【0015】また、請求項6に記載の発明では、炭化珪
素半導体基板(1)に対して複数個の導体層(81、8
4)を形成する導体層形成工程と、複数個の導体層をユ
ニット(10、20)毎に電気的に接続する導体層接続
工程と、電気的に接続された複数個の導体層を、外部と
電気的に接続するための電極(36)に対してユニット
毎に電気的に接続するための引き出し部(95)を形成
する引き出し部形成工程とを含み、導体層接続工程を行
う前に、各々のユニットの良否を検査する検査工程を行
い、検査工程において不良とされたユニット(20)に
おいては、導体層接続工程において導体層を接続せず、
導体層と電極とを電気的に絶縁することを特徴としてい
る。
素半導体基板(1)に対して複数個の導体層(81、8
4)を形成する導体層形成工程と、複数個の導体層をユ
ニット(10、20)毎に電気的に接続する導体層接続
工程と、電気的に接続された複数個の導体層を、外部と
電気的に接続するための電極(36)に対してユニット
毎に電気的に接続するための引き出し部(95)を形成
する引き出し部形成工程とを含み、導体層接続工程を行
う前に、各々のユニットの良否を検査する検査工程を行
い、検査工程において不良とされたユニット(20)に
おいては、導体層接続工程において導体層を接続せず、
導体層と電極とを電気的に絶縁することを特徴としてい
る。
【0016】これによっても、請求項1の発明の炭化珪
素半導体装置を好適に製造することができる。
素半導体装置を好適に製造することができる。
【0017】具体的には、請求項7に記載の発明のよう
に、請求項5又は6の発明の引き出し部形成工程は、炭
化珪素半導体基板上に絶縁層(33)を形成する工程
と、絶縁層にコンタクトホール(34、67、94)を
形成する工程と、コンタクトホールに導体を充填する工
程とを有し、コンタクトホールを形成する工程において
は、不良と判断されたユニットにコンタクトホールを形
成しないようにすることができる。
に、請求項5又は6の発明の引き出し部形成工程は、炭
化珪素半導体基板上に絶縁層(33)を形成する工程
と、絶縁層にコンタクトホール(34、67、94)を
形成する工程と、コンタクトホールに導体を充填する工
程とを有し、コンタクトホールを形成する工程において
は、不良と判断されたユニットにコンタクトホールを形
成しないようにすることができる。
【0018】また、請求項8に記載の発明のように、請
求項5〜7の発明において、ユニットの良否の検査は、
炭化珪素半導体基板に形成されている欠陥の有無を調査
し、欠陥を有するものを不良と判断することができる。
求項5〜7の発明において、ユニットの良否の検査は、
炭化珪素半導体基板に形成されている欠陥の有無を調査
し、欠陥を有するものを不良と判断することができる。
【0019】また、請求項9に記載の発明では、請求項
5〜7の発明において、検査工程を、炭化珪素半導体基
板の顕微鏡観察、X線トポグラフィ、電子線励起電流の
評価、及びユニットの電気的評価のうちの少なくとも1
つにより行うことを特徴としている。
5〜7の発明において、検査工程を、炭化珪素半導体基
板の顕微鏡観察、X線トポグラフィ、電子線励起電流の
評価、及びユニットの電気的評価のうちの少なくとも1
つにより行うことを特徴としている。
【0020】これにより、画像解析技術を用いることが
できるため、簡便にかつ高速でユニット毎の良否を判断
することができる。
できるため、簡便にかつ高速でユニット毎の良否を判断
することができる。
【0021】また、請求項10に記載の発明は、炭化珪
素半導体基板の表面側に導体層としてのショットキー電
極(31)を構成する金属(31a)を一様に形成した
後、金属をパターニングしてショットキー電極を形成す
る導体層形成工程と、炭化珪素半導体基板の表面側に絶
縁層(40)を形成した後、ショットキー電極上が開口
するコンタクトホール(34)を形成し、該コンタクト
ホールに導体を充填することにより引き出し部(35)
を形成する引き出し部形成工程とを有したショットキー
バリアダイオードの製造方法であって、導体層形成工程
では、金属を一様に形成した後、金属を測定用電極とし
て用いて電子線励起電流の測定を行うことにより、ショ
ットキー電極を含むユニット(10、20)毎に炭化珪
素半導体基板の良否を検査する検査工程を行い、引き出
し部形成工程では、検査工程において良好と判断された
ユニット(10)において引き出し部を形成することを
特徴としている。
素半導体基板の表面側に導体層としてのショットキー電
極(31)を構成する金属(31a)を一様に形成した
後、金属をパターニングしてショットキー電極を形成す
る導体層形成工程と、炭化珪素半導体基板の表面側に絶
縁層(40)を形成した後、ショットキー電極上が開口
するコンタクトホール(34)を形成し、該コンタクト
ホールに導体を充填することにより引き出し部(35)
を形成する引き出し部形成工程とを有したショットキー
バリアダイオードの製造方法であって、導体層形成工程
では、金属を一様に形成した後、金属を測定用電極とし
て用いて電子線励起電流の測定を行うことにより、ショ
ットキー電極を含むユニット(10、20)毎に炭化珪
素半導体基板の良否を検査する検査工程を行い、引き出
し部形成工程では、検査工程において良好と判断された
ユニット(10)において引き出し部を形成することを
特徴としている。
【0022】これにより、測定用電極を専用に形成する
こと無く、ショットキーバリアダイオードの構成要素を
用いてユニットの良否を判断することができる。
こと無く、ショットキーバリアダイオードの構成要素を
用いてユニットの良否を判断することができる。
【0023】また、請求項11に記載の発明は、炭化珪
素半導体基板の表面側にpn接合を構成する半導体領域
(50)を形成した後、半導体領域上に配置される導体
層としての金属層電極(51)を形成する導体層形成工
程と、炭化珪素半導体基板の表面側に絶縁層(40)を
形成した後、金属層電極上が開口するコンタクトホール
(34)を形成し、該コンタクトホールに導体を充填す
ることにより引き出し部(35)を形成する引き出し部
形成工程とを有したPNダイオードの製造方法であっ
て、導体層形成工程では、半導体領域を形成した後、半
導体領域を測定用電極として用いて電子線励起電流の測
定を行うことにより、金属層電極を含むユニット(1
0、20)毎に炭化珪素半導体基板の良否を検査する検
査工程を行い、引き出し部形成工程では、検査工程にお
いて良好と判断されたユニット(10)において引き出
し部を形成することを特徴としている。
素半導体基板の表面側にpn接合を構成する半導体領域
(50)を形成した後、半導体領域上に配置される導体
層としての金属層電極(51)を形成する導体層形成工
程と、炭化珪素半導体基板の表面側に絶縁層(40)を
形成した後、金属層電極上が開口するコンタクトホール
(34)を形成し、該コンタクトホールに導体を充填す
ることにより引き出し部(35)を形成する引き出し部
形成工程とを有したPNダイオードの製造方法であっ
て、導体層形成工程では、半導体領域を形成した後、半
導体領域を測定用電極として用いて電子線励起電流の測
定を行うことにより、金属層電極を含むユニット(1
0、20)毎に炭化珪素半導体基板の良否を検査する検
査工程を行い、引き出し部形成工程では、検査工程にお
いて良好と判断されたユニット(10)において引き出
し部を形成することを特徴としている。
【0024】これにより、測定用電極を専用に形成する
こと無く、PNダイオードの構成要素を用いてユニット
の良否を判断することができる。
こと無く、PNダイオードの構成要素を用いてユニット
の良否を判断することができる。
【0025】また、請求項12に記載の発明では、炭化
珪素半導体基板の表面側にpn接合を構成する半導体領
域(50)を形成した後、半導体領域上に配置される導
体層としての金属層電極(51)を構成する金属(51
a)を一様に形成した後、金属をパターニングして金属
層電極を形成する導体層形成工程と、炭化珪素半導体基
板の表面側に絶縁層(40)を形成した後、金属層電極
上が開口するコンタクトホール(34)を形成し、該コ
ンタクトホールに導体を充填することにより引き出し部
(35)を形成する引き出し部形成工程とを有したPN
ダイオードの製造方法であって、導体層形成工程では、
金属を一様に形成した後、金属を測定用電極として用い
て電子線励起電流の測定を行うことにより、金属層電極
を含むユニット(10、20)毎に炭化珪素半導体基板
の良否を検査する検査工程を行い、引き出し部形成工程
では、検査工程において良好と判断されたユニット(1
0)において引き出し部を形成することを特徴としてい
る。
珪素半導体基板の表面側にpn接合を構成する半導体領
域(50)を形成した後、半導体領域上に配置される導
体層としての金属層電極(51)を構成する金属(51
a)を一様に形成した後、金属をパターニングして金属
層電極を形成する導体層形成工程と、炭化珪素半導体基
板の表面側に絶縁層(40)を形成した後、金属層電極
上が開口するコンタクトホール(34)を形成し、該コ
ンタクトホールに導体を充填することにより引き出し部
(35)を形成する引き出し部形成工程とを有したPN
ダイオードの製造方法であって、導体層形成工程では、
金属を一様に形成した後、金属を測定用電極として用い
て電子線励起電流の測定を行うことにより、金属層電極
を含むユニット(10、20)毎に炭化珪素半導体基板
の良否を検査する検査工程を行い、引き出し部形成工程
では、検査工程において良好と判断されたユニット(1
0)において引き出し部を形成することを特徴としてい
る。
【0026】これにより請求項11の発明と同様の効果
を発揮することができる。
を発揮することができる。
【0027】また、請求項13に記載の発明では、炭化
珪素半導体基板(1)の表層部に第1導電型のベース領
域(61)を複数個形成し、各々のベース領域上に第2
導電型のソース領域(63)を形成し、炭化珪素半導体
基板上にゲート(66)を形成する造り込み工程と、外
部と電気的に接続するための電極(36)とベース領域
及びソース領域とをユニット(10、20)毎に電気的
に接続するための引き出し部(71)を第1のコンタク
トホール(70、75)を用いて形成し、ゲートとゲー
ト電極(69)とをユニット毎に電気的に接続するため
の引き出し部(68)を第2のコンタクトホール(6
7)を用いて形成する引き出し部形成工程とを含み、引
き出し部形成工程を行う前に、各々のユニットの良否を
検査する検査工程を行い、検査工程において不良と判断
されたユニット(20)においては、引き出し部形成工
程において、第1及び第2のコンタクトホールのうちの
少なくとも一方を形成しないことを特徴としている。
珪素半導体基板(1)の表層部に第1導電型のベース領
域(61)を複数個形成し、各々のベース領域上に第2
導電型のソース領域(63)を形成し、炭化珪素半導体
基板上にゲート(66)を形成する造り込み工程と、外
部と電気的に接続するための電極(36)とベース領域
及びソース領域とをユニット(10、20)毎に電気的
に接続するための引き出し部(71)を第1のコンタク
トホール(70、75)を用いて形成し、ゲートとゲー
ト電極(69)とをユニット毎に電気的に接続するため
の引き出し部(68)を第2のコンタクトホール(6
7)を用いて形成する引き出し部形成工程とを含み、引
き出し部形成工程を行う前に、各々のユニットの良否を
検査する検査工程を行い、検査工程において不良と判断
されたユニット(20)においては、引き出し部形成工
程において、第1及び第2のコンタクトホールのうちの
少なくとも一方を形成しないことを特徴としている。
【0028】これにより、予め欠陥を避けてベース領域
等をレイアウトするのでは無く、複数の基板において同
様にベース領域等を配置して、そのベース領域等のうち
良好なユニットに形成されているもののみを利用するこ
とができる。そのため、複数のユニット単位で炭化珪素
半導体基板を切断してチップを形成することで、基板毎
に基本的なレイアウトを変えること無く、より大きなチ
ップサイズを得ることができる。
等をレイアウトするのでは無く、複数の基板において同
様にベース領域等を配置して、そのベース領域等のうち
良好なユニットに形成されているもののみを利用するこ
とができる。そのため、複数のユニット単位で炭化珪素
半導体基板を切断してチップを形成することで、基板毎
に基本的なレイアウトを変えること無く、より大きなチ
ップサイズを得ることができる。
【0029】この場合、請求項14に記載の発明のよう
に、検査工程では、ベース領域を測定用電極として用い
て電子線励起電流の測定を行うことができる。
に、検査工程では、ベース領域を測定用電極として用い
て電子線励起電流の測定を行うことができる。
【0030】これにより、測定用電極を専用に形成する
こと無く、MOSFETの構成要素を用いてユニットの
良否を判断することができる。
こと無く、MOSFETの構成要素を用いてユニットの
良否を判断することができる。
【0031】また、請求項15に記載の発明は、請求項
13の発明において、造り込み工程では、隣り合うベー
ス領域の間に表面チャネル層(64)を形成し、その
後、ベース領域のベースコンタクト領域(62)及びソ
ース領域を形成した後、炭化珪素基板の表面側に絶縁層
(65a)を形成し、その後、ゲート(66)を構成す
る導電体(66a)を絶縁層の表面全体に形成した後、
導電体をパターニングしてユニット毎に分離し、続い
て、ユニット毎に分離された導電体をパターニングして
ゲートを形成し、検査工程では、ユニット毎に分離され
た導電体を用いて電気的評価を行うことを特徴としてい
る。
13の発明において、造り込み工程では、隣り合うベー
ス領域の間に表面チャネル層(64)を形成し、その
後、ベース領域のベースコンタクト領域(62)及びソ
ース領域を形成した後、炭化珪素基板の表面側に絶縁層
(65a)を形成し、その後、ゲート(66)を構成す
る導電体(66a)を絶縁層の表面全体に形成した後、
導電体をパターニングしてユニット毎に分離し、続い
て、ユニット毎に分離された導電体をパターニングして
ゲートを形成し、検査工程では、ユニット毎に分離され
た導電体を用いて電気的評価を行うことを特徴としてい
る。
【0032】この様に、ゲートを2段階のパターニング
により形成することにより、絶縁層の耐圧を測定するた
めの専用の電極を形成すること無く、基板欠陥以外の要
因も含めたユニットの良否を判断することができる。
により形成することにより、絶縁層の耐圧を測定するた
めの専用の電極を形成すること無く、基板欠陥以外の要
因も含めたユニットの良否を判断することができる。
【0033】また、請求項16に記載の発明では、炭化
珪素半導体基板(1)に対してソース領域(85)とゲ
ート領域(81、84)とを形成する造り込み工程と、
外部と電気的に接続するための電極(36)とソース領
域とを電気的に接続するための引き出し部(87、9
1)を第1のコンタクトホール(86、90)を用いて
形成し、ゲート領域とゲート電極(88)とをユニット
(10、20)毎に電気的に接続するための引き出し部
(95)を第2のコンタクトホール(94)を用いて形
成する引き出し部形成工程とを含み、引き出し部形成工
程を行う前に、各々のユニットの良否を検査する検査工
程を行い、検査工程において、不良と判断されたユニッ
ト(20)においては、引き出し部形成工程において、
第1及び第2のコンタクトホールのうちの少なくとも一
方を形成しないことを特徴としている。
珪素半導体基板(1)に対してソース領域(85)とゲ
ート領域(81、84)とを形成する造り込み工程と、
外部と電気的に接続するための電極(36)とソース領
域とを電気的に接続するための引き出し部(87、9
1)を第1のコンタクトホール(86、90)を用いて
形成し、ゲート領域とゲート電極(88)とをユニット
(10、20)毎に電気的に接続するための引き出し部
(95)を第2のコンタクトホール(94)を用いて形
成する引き出し部形成工程とを含み、引き出し部形成工
程を行う前に、各々のユニットの良否を検査する検査工
程を行い、検査工程において、不良と判断されたユニッ
ト(20)においては、引き出し部形成工程において、
第1及び第2のコンタクトホールのうちの少なくとも一
方を形成しないことを特徴としている。
【0034】これにより、請求項13の発明と同様に良
好なユニットのみを利用することができるため、基板毎
に基本的なレイアウトを変えること無く、より大きなチ
ップサイズを得ることができる。
好なユニットのみを利用することができるため、基板毎
に基本的なレイアウトを変えること無く、より大きなチ
ップサイズを得ることができる。
【0035】この場合、請求項17に記載の発明のよう
に、検査工程では、ゲート領域を測定用電極として用い
て電子線励起電流の測定を行うことができる。
に、検査工程では、ゲート領域を測定用電極として用い
て電子線励起電流の測定を行うことができる。
【0036】これにより、測定用電極を専用に形成する
こと無く、JFETの構成要素を用いてユニットの良否
を判断することができる。
こと無く、JFETの構成要素を用いてユニットの良否
を判断することができる。
【0037】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。
【0038】
【発明の実施の形態】(第1実施形態)本実施形態は、
SiC基板(炭化珪素半導体基板)に形成される炭化珪
素半導体装置としてのショットキーバリアダイオード
(SBD)に対して本発明の一実施形態を適用するもの
である。以下、図に示す実施形態について説明する。図
1は、本実施形態に係るSiC基板(以下、単に基板と
いう)1におけるSBD素子100のレイアウトを示す
図であり、図2は図1におけるA−A断面を示す模式図
である。
SiC基板(炭化珪素半導体基板)に形成される炭化珪
素半導体装置としてのショットキーバリアダイオード
(SBD)に対して本発明の一実施形態を適用するもの
である。以下、図に示す実施形態について説明する。図
1は、本実施形態に係るSiC基板(以下、単に基板と
いう)1におけるSBD素子100のレイアウトを示す
図であり、図2は図1におけるA−A断面を示す模式図
である。
【0039】図1に示すように、基板欠陥の配置に関係
なく、複数のユニット(例えば16個)10、20に分
割されたSBD素子100が基板1に敷き詰められたレ
イアウトとなっている。本実施形態では、各ユニット1
0、20において導体層としてのショットキー電極31
がガードリング32により囲まれて配置されている。こ
の様にSBD素子100を配置すると、基板欠陥1cが
ある部位にもSBD素子100が配置される。次に、図
2を参照してSBD素子100の構成について説明す
る。
なく、複数のユニット(例えば16個)10、20に分
割されたSBD素子100が基板1に敷き詰められたレ
イアウトとなっている。本実施形態では、各ユニット1
0、20において導体層としてのショットキー電極31
がガードリング32により囲まれて配置されている。こ
の様にSBD素子100を配置すると、基板欠陥1cが
ある部位にもSBD素子100が配置される。次に、図
2を参照してSBD素子100の構成について説明す
る。
【0040】図2に示すように、基板1はn+導電型の
半導体基板上にn-導電型の半導体層が形成されて構成
されている。基板1を構成している16個のユニットの
うち4個のユニット10、20が断面にて示されてい
る。以下、これらのユニット10、20のうち、基板欠
陥1cが存在しないユニットを良好ユニット(良好なユ
ニット)10といい、基板欠陥1cが存在するユニット
を不良ユニット(不良なユニット)20という。
半導体基板上にn-導電型の半導体層が形成されて構成
されている。基板1を構成している16個のユニットの
うち4個のユニット10、20が断面にて示されてい
る。以下、これらのユニット10、20のうち、基板欠
陥1cが存在しないユニットを良好ユニット(良好なユ
ニット)10といい、基板欠陥1cが存在するユニット
を不良ユニット(不良なユニット)20という。
【0041】各々のユニット10、20における基板1
の表層部にはガードリング32が形成されている。ま
た、基板1の表面のうちガードリング32に囲まれる領
域の各々にショットキー電極31が形成されている。ま
た、これらのショットキー電極31及び基板1の表面側
に絶縁層33が形成されている。この絶縁層33に対し
て、良好ユニット10においてはショットキー電極31
の中央部上を開口する様にしてコンタクトホール34が
形成されており、不良ユニット20においてはこのコン
タクトホール34が形成されていない。
の表層部にはガードリング32が形成されている。ま
た、基板1の表面のうちガードリング32に囲まれる領
域の各々にショットキー電極31が形成されている。ま
た、これらのショットキー電極31及び基板1の表面側
に絶縁層33が形成されている。この絶縁層33に対し
て、良好ユニット10においてはショットキー電極31
の中央部上を開口する様にしてコンタクトホール34が
形成されており、不良ユニット20においてはこのコン
タクトホール34が形成されていない。
【0042】また、各ユニット10、20に渡って絶縁
層33上に導体が配置され、外部と電気的に接続するた
めの電極(以下、表面電極という)36が形成されてい
る。そして、良好ユニット10においては、表面電極3
6のうちコンタクトホール34内に導体が充填されてな
る引き出し部35を用いて、表面電極36とショットキ
ー電極31とが電気的に接続されている。
層33上に導体が配置され、外部と電気的に接続するた
めの電極(以下、表面電極という)36が形成されてい
る。そして、良好ユニット10においては、表面電極3
6のうちコンタクトホール34内に導体が充填されてな
る引き出し部35を用いて、表面電極36とショットキ
ー電極31とが電気的に接続されている。
【0043】また、基板1の裏面側には裏面電極37が
形成されている。
形成されている。
【0044】この様な引き出し部35が形成されない構
成になっているため、不良ユニット20においては、表
面電極36とショットキー電極31とが絶縁層33によ
り電気的に絶縁された状態となる。従って、このような
SBD素子100を用いると良好ユニット10のみ動作
させることができ、SBD素子100における耐圧低下
やリーク電流の増大を防止することができる。
成になっているため、不良ユニット20においては、表
面電極36とショットキー電極31とが絶縁層33によ
り電気的に絶縁された状態となる。従って、このような
SBD素子100を用いると良好ユニット10のみ動作
させることができ、SBD素子100における耐圧低下
やリーク電流の増大を防止することができる。
【0045】具体的には、このSBD素子100は、表
面電極36側に正の電荷を印加する順バイアスでは、良
好ユニット10のみを介して表面電極36から裏面電極
37に向けて電流が流れ、逆バイアスでは電流が流れな
い。
面電極36側に正の電荷を印加する順バイアスでは、良
好ユニット10のみを介して表面電極36から裏面電極
37に向けて電流が流れ、逆バイアスでは電流が流れな
い。
【0046】次に、この様なSBD素子100の製造方
法を、図2の断面で示すSBD素子100の工程図であ
る図3、4を参照して説明する。
法を、図2の断面で示すSBD素子100の工程図であ
る図3、4を参照して説明する。
【0047】(図3(a)に示す工程) n+導電型の
半導体基板上にn-導電型の半導体層が形成された基板
1を用意する。この基板1には基板欠陥1cが含まれて
いる。
半導体基板上にn-導電型の半導体層が形成された基板
1を用意する。この基板1には基板欠陥1cが含まれて
いる。
【0048】(図3(b)に示す工程) 基板1に対し
て、表面側から例えばB等のp型の不純物をイオン注入
により打ち込む。そして、活性化熱処理によりガードリ
ング32を形成する。
て、表面側から例えばB等のp型の不純物をイオン注入
により打ち込む。そして、活性化熱処理によりガードリ
ング32を形成する。
【0049】(図3(c)に示す工程) 基板1の裏面
側にNi等の金属を成膜し、熱処理を施して裏面電極3
7を形成する。
側にNi等の金属を成膜し、熱処理を施して裏面電極3
7を形成する。
【0050】(図3(d)に示す工程) 基板1の表面
側にNi等の金属31aを一様に成膜する。この金属3
1aは、後にパターニングされてショットキー電極31
となるものである。
側にNi等の金属31aを一様に成膜する。この金属3
1aは、後にパターニングされてショットキー電極31
となるものである。
【0051】この状態でユニット10、20の良否を検
査する検査工程を行う。本実施形態では、EBIC(電
子線励起電流)評価を行う。図5はこのEBIC評価の
方法を示す概略断面図である。図5に示すように、基板
1の表面に形成された金属31aをEBICの測定に用
いる測定用電極として、この金属31aに対してEBI
C端子38を当接して、この金属31aと裏面電極37
との間に電位差を設ける。
査する検査工程を行う。本実施形態では、EBIC(電
子線励起電流)評価を行う。図5はこのEBIC評価の
方法を示す概略断面図である。図5に示すように、基板
1の表面に形成された金属31aをEBICの測定に用
いる測定用電極として、この金属31aに対してEBI
C端子38を当接して、この金属31aと裏面電極37
との間に電位差を設ける。
【0052】そして、基板1の表面側から基板1に向け
て電子ビーム39を照射し、電子ビーム39を基板1の
様々な位置に照射した際のEBIC端子38と裏面電極
との間に流れる電流を測定する。この電流の変化から、
基板欠陥1cの位置を確認することができる。この様に
して、図6の基板1の上面図に示すような基板欠陥1c
の位置データを得て、ユニット毎に良否を判断する。
て電子ビーム39を照射し、電子ビーム39を基板1の
様々な位置に照射した際のEBIC端子38と裏面電極
との間に流れる電流を測定する。この電流の変化から、
基板欠陥1cの位置を確認することができる。この様に
して、図6の基板1の上面図に示すような基板欠陥1c
の位置データを得て、ユニット毎に良否を判断する。
【0053】(図3(e)に示す工程) フォトマスク
を用いてエッチングを行うことにより、基板1の表面側
に形成された金属31aをエッチングしてパターニング
を行い、ショットキー電極31を形成する。
を用いてエッチングを行うことにより、基板1の表面側
に形成された金属31aをエッチングしてパターニング
を行い、ショットキー電極31を形成する。
【0054】なお、図3(d)、(e)に示す工程が導
体層形成工程に相当する。
体層形成工程に相当する。
【0055】(図3(f)に示す工程) 基板1の表面
側の基板1及びショットキー電極31上に、パッシベー
ションとなるSiO2等の絶縁層33を形成する(絶縁
層を形成する工程)。そして、絶縁層33上にレジスト
41を塗布し1回目の露光を行う。この際、全てのショ
ットキー電極31の上方のみが覆われるような第1のマ
スク42を用いて、各ショットキー電極31の上方以外
の領域にあるレジスト41aを感光させる。
側の基板1及びショットキー電極31上に、パッシベー
ションとなるSiO2等の絶縁層33を形成する(絶縁
層を形成する工程)。そして、絶縁層33上にレジスト
41を塗布し1回目の露光を行う。この際、全てのショ
ットキー電極31の上方のみが覆われるような第1のマ
スク42を用いて、各ショットキー電極31の上方以外
の領域にあるレジスト41aを感光させる。
【0056】(図4(a)に示す工程) ショットキー
電極31の1つ分に相当する領域が開口した第2のマス
ク43を用意する。そして、EBIC評価で得られた基
板欠陥1cの位置データを基にして、不良ユニット20
のショットキー電極31上に第2のマスク43の開口部
43aを合わせて2回目の露光を行う。これにより、不
良ユニット20のショットキー電極31上のレジスト4
1が感光する。この様にして、基板1上の全ての不良ユ
ニット20におけるショットキー電極31上のレジスト
41を感光させる。
電極31の1つ分に相当する領域が開口した第2のマス
ク43を用意する。そして、EBIC評価で得られた基
板欠陥1cの位置データを基にして、不良ユニット20
のショットキー電極31上に第2のマスク43の開口部
43aを合わせて2回目の露光を行う。これにより、不
良ユニット20のショットキー電極31上のレジスト4
1が感光する。この様にして、基板1上の全ての不良ユ
ニット20におけるショットキー電極31上のレジスト
41を感光させる。
【0057】(図4(b)に示す工程) レジスト41
を現像して感光されていないレジストを除去する。これ
により、良好ユニット10のショットキー電極31上の
レジスト41が除去される。そして、この様に開口した
レジスト41をマスクとして絶縁層33をエッチングす
ることにより、絶縁層33のうち良好ユニット10にお
けるショットキー電極31上にコンタクトホール34が
形成される。
を現像して感光されていないレジストを除去する。これ
により、良好ユニット10のショットキー電極31上の
レジスト41が除去される。そして、この様に開口した
レジスト41をマスクとして絶縁層33をエッチングす
ることにより、絶縁層33のうち良好ユニット10にお
けるショットキー電極31上にコンタクトホール34が
形成される。
【0058】なお、図3(f)、図4(a)、(b)に
示す工程がコンタクトホールを形成する工程である。
示す工程がコンタクトホールを形成する工程である。
【0059】(図4(c)に示す工程) レジスト41
を除去して基板1の表面側に一様にAl等の金属(導
体)を成膜する。そして、パターニングと熱処理を行っ
て表面電極36を形成する(導体を充填する工程)。こ
れにより、良好ユニット10においては、コンタクトホ
ール34に金属が充填されて引き出し部35となり、ユ
ニット10毎にショットキー電極31と表面電極36と
が引き出し部35によって電気的に接続される。
を除去して基板1の表面側に一様にAl等の金属(導
体)を成膜する。そして、パターニングと熱処理を行っ
て表面電極36を形成する(導体を充填する工程)。こ
れにより、良好ユニット10においては、コンタクトホ
ール34に金属が充填されて引き出し部35となり、ユ
ニット10毎にショットキー電極31と表面電極36と
が引き出し部35によって電気的に接続される。
【0060】一方、不良ユニット20においては良好ユ
ニット10において形成された引き出し部35が形成さ
れず、ショットキー電極31と表面電極36とが絶縁層
33により絶縁される。その後、基板1をダイシングソ
ーによりカットする。この様にして、SBD素子100
(チップ)が完成する。
ニット10において形成された引き出し部35が形成さ
れず、ショットキー電極31と表面電極36とが絶縁層
33により絶縁される。その後、基板1をダイシングソ
ーによりカットする。この様にして、SBD素子100
(チップ)が完成する。
【0061】なお、図3(f)、図4(a)〜(c)に
示す工程が、引き出し部形成工程に相当する。
示す工程が、引き出し部形成工程に相当する。
【0062】この様に、本実施形態では基板欠陥1cを
避けて基板1にSBD素子100を形成するのでは無
く、基板欠陥1cも含めて基板1の全面を用いてSBD
素子100を配置している。そして、SBD素子100
のうちの不良ユニット20においては、ショットキー電
極31と表面電極36とが絶縁層33により電気的に絶
縁されており、素子が電気的に作動しない様になってい
る。
避けて基板1にSBD素子100を形成するのでは無
く、基板欠陥1cも含めて基板1の全面を用いてSBD
素子100を配置している。そして、SBD素子100
のうちの不良ユニット20においては、ショットキー電
極31と表面電極36とが絶縁層33により電気的に絶
縁されており、素子が電気的に作動しない様になってい
る。
【0063】そのため、基板欠陥1cに応じて基板欠陥
1cを避ける様にしてSBD素子100のレイアウトを
変えるのでは無く、複数の基板1でSBD素子100の
レイアウトを同じにすることができ、SBD素子100
のサイズを大きくすることができる。そのため、大面積
で大電流のSBD素子100を形成することができる。
1cを避ける様にしてSBD素子100のレイアウトを
変えるのでは無く、複数の基板1でSBD素子100の
レイアウトを同じにすることができ、SBD素子100
のサイズを大きくすることができる。そのため、大面積
で大電流のSBD素子100を形成することができる。
【0064】また、基本的なSBD素子100のレイア
ウトを変えずに、コンタクトホール34を形成するか否
かにより各ユニットを使用したりしなかったりしている
ため、簡便な方法で良好ユニット10のみでSBD素子
100を形成することができる。
ウトを変えずに、コンタクトホール34を形成するか否
かにより各ユニットを使用したりしなかったりしている
ため、簡便な方法で良好ユニット10のみでSBD素子
100を形成することができる。
【0065】一般に、SBD素子の製造方法としては、
ショットキー電極31を形成せずに絶縁層33を設け、
コンタクトホール34を形成した後にコンタクトホール
34が形成された絶縁層33をマスクとしてショットキ
ー電極31を形成する方法も考えられる。
ショットキー電極31を形成せずに絶縁層33を設け、
コンタクトホール34を形成した後にコンタクトホール
34が形成された絶縁層33をマスクとしてショットキ
ー電極31を形成する方法も考えられる。
【0066】それに対して、本実施形態では、ショット
キー電極31となる金属31aを基板1の表面一面に形
成した後、パターニングしてショットキー電極31と
し、その後、絶縁層33を形成して表面電極36を形成
している。この様な製造工程では、金属31aを測定用
電極とすることができるため、EBIC端子38を個々
のユニット10、20毎に動かさなくとも、電子ビーム
39を動かすだけで検査工程を行うことができるため好
適である。また、EBIC評価のための測定用電極を新
たに形成すること無くEBIC評価を行うことができ
る。
キー電極31となる金属31aを基板1の表面一面に形
成した後、パターニングしてショットキー電極31と
し、その後、絶縁層33を形成して表面電極36を形成
している。この様な製造工程では、金属31aを測定用
電極とすることができるため、EBIC端子38を個々
のユニット10、20毎に動かさなくとも、電子ビーム
39を動かすだけで検査工程を行うことができるため好
適である。また、EBIC評価のための測定用電極を新
たに形成すること無くEBIC評価を行うことができ
る。
【0067】また、EBICにより基板欠陥1cを評価
しているため、画像解析技術を用いることができる。そ
のため、簡便且つ高速で基板1の基板欠陥1cを検出す
ることができ、SBD素子100のユニット10、20
毎の基板欠陥1cの有無等の良否を判断することができ
る。
しているため、画像解析技術を用いることができる。そ
のため、簡便且つ高速で基板1の基板欠陥1cを検出す
ることができ、SBD素子100のユニット10、20
毎の基板欠陥1cの有無等の良否を判断することができ
る。
【0068】また、図3(f)及び図4(a)のよう
に、まず、第1のマスク42でレジスト41のうちショ
ットキー電極31上以外の部位を露光し、第2のマスク
43で基板欠陥1cの存在する不良ユニット20におけ
るショットキー電極31上のレジスト41を露光してい
る。従って、第2のマスク43を移動させれば基板欠陥
1cが基板1のどこにあっても、レジスト41のうち良
好ユニット10のショットキー電極31上以外の部位を
露光させることができる。従って、各基板1毎に基板欠
陥1cの位置に合わせてマスクを形成する必要が無い。
に、まず、第1のマスク42でレジスト41のうちショ
ットキー電極31上以外の部位を露光し、第2のマスク
43で基板欠陥1cの存在する不良ユニット20におけ
るショットキー電極31上のレジスト41を露光してい
る。従って、第2のマスク43を移動させれば基板欠陥
1cが基板1のどこにあっても、レジスト41のうち良
好ユニット10のショットキー電極31上以外の部位を
露光させることができる。従って、各基板1毎に基板欠
陥1cの位置に合わせてマスクを形成する必要が無い。
【0069】(第2実施形態)本実施形態は、炭化珪素
半導体装置としてのPNダイオード素子200に対して
本発明の一実施形態を適用するものである。図7は本実
施形態に係るPNダイオード素子200の概略断面図で
あり、図8及び図9は、図7の断面におけるPNダイオ
ード素子200の工程図である。以下、第1実施形態と
異なる部分について主として述べ、図7〜図9中、図2
〜図4と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。
なお、基板1上におけるPNダイオード素子200素子
の配置は第1実施形態におけるSBD素子100の図1
の配置と同様である。
半導体装置としてのPNダイオード素子200に対して
本発明の一実施形態を適用するものである。図7は本実
施形態に係るPNダイオード素子200の概略断面図で
あり、図8及び図9は、図7の断面におけるPNダイオ
ード素子200の工程図である。以下、第1実施形態と
異なる部分について主として述べ、図7〜図9中、図2
〜図4と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。
なお、基板1上におけるPNダイオード素子200素子
の配置は第1実施形態におけるSBD素子100の図1
の配置と同様である。
【0070】図7に示すように、基板1の表面側のガー
ドリング32が形成されている領域内にp型のpn接合
形成用半導体領域(pn接合を構成する一方の半導体領
域であり、以下、pn用半導体領域という)50が形成
されている。また、各々のpn用半導体領域50の上部
においてユニット10、20毎に、金属層電極であり導
体層としてのオーミック電極51が形成されている。そ
して、良好ユニット10のオーミック電極51上にはコ
ンタクトホール34が形成されており、内部に導体が充
填されて引き出し部35となっている。不良ユニット2
0のオーミック電極51上は絶縁層33が配置されてい
る。
ドリング32が形成されている領域内にp型のpn接合
形成用半導体領域(pn接合を構成する一方の半導体領
域であり、以下、pn用半導体領域という)50が形成
されている。また、各々のpn用半導体領域50の上部
においてユニット10、20毎に、金属層電極であり導
体層としてのオーミック電極51が形成されている。そ
して、良好ユニット10のオーミック電極51上にはコ
ンタクトホール34が形成されており、内部に導体が充
填されて引き出し部35となっている。不良ユニット2
0のオーミック電極51上は絶縁層33が配置されてい
る。
【0071】従って、このPNダイオード素子200
は、表面電極側に正の電荷を印加する順バイアスでは、
良好ユニット10のみを介して表面電極36から裏面電
極37に向けて電流が流れ、逆バイアスでは電流が流れ
ない。
は、表面電極側に正の電荷を印加する順バイアスでは、
良好ユニット10のみを介して表面電極36から裏面電
極37に向けて電流が流れ、逆バイアスでは電流が流れ
ない。
【0072】次に、この様な構成のPNダイオード素子
200の製造方法について、図8及び9を参照して述べ
る。
200の製造方法について、図8及び9を参照して述べ
る。
【0073】(図8(a)に示す工程) 図3(a)に
示す工程と同様に基板1を用意する。
示す工程と同様に基板1を用意する。
【0074】(図8(b)に示す工程) 基板1に対し
て、表面側から例えばB等のp型の不純物をイオン注入
により打ち込む。そして、活性化熱処理によりpn用半
導体領域50及びガードリング32を形成する。
て、表面側から例えばB等のp型の不純物をイオン注入
により打ち込む。そして、活性化熱処理によりpn用半
導体領域50及びガードリング32を形成する。
【0075】(図8(c)に示す工程) 図3(c)に
示す工程と同様に裏面電極37を形成する。
示す工程と同様に裏面電極37を形成する。
【0076】(図8(d)に示す工程) 基板1の表面
側にNi/Al等の金属51aを一様に成膜する。この
金属51aは、後にパターニングされてオーミック電極
51となるものである。この状態で、EBIC評価によ
り基板欠陥1cのデータを取得する。この際、基板1の
表面に一様に形成された金属51aがEBIC評価の測
定用電極となる。
側にNi/Al等の金属51aを一様に成膜する。この
金属51aは、後にパターニングされてオーミック電極
51となるものである。この状態で、EBIC評価によ
り基板欠陥1cのデータを取得する。この際、基板1の
表面に一様に形成された金属51aがEBIC評価の測
定用電極となる。
【0077】その後、図8(e)、(f)、図9(a)
〜(c)に示す工程を、図3(e)、(f)、図4
(a)〜(c)に示す工程と同様に行う。但し、本実施
形態では、第1実施形態におけるショットキー電極31
に代えて、オーミック電極51を形成することになる。
また、図8(d)、(e)に示す工程が導体層形成工程
である。この様にして、PNダイオード素子200が完
成する。
〜(c)に示す工程を、図3(e)、(f)、図4
(a)〜(c)に示す工程と同様に行う。但し、本実施
形態では、第1実施形態におけるショットキー電極31
に代えて、オーミック電極51を形成することになる。
また、図8(d)、(e)に示す工程が導体層形成工程
である。この様にして、PNダイオード素子200が完
成する。
【0078】この様に本実施形態によれば、第1実施形
態と同様の効果を発揮することができ、基板1毎に基本
的なレイアウトを変えること無く、大きなチップサイズ
のPNダイオード素子200を得ることができる。
態と同様の効果を発揮することができ、基板1毎に基本
的なレイアウトを変えること無く、大きなチップサイズ
のPNダイオード素子200を得ることができる。
【0079】(第3実施形態)本実施形態は、炭化珪素
半導体装置としてのMOSFETに対して本発明の一実
施形態を適用するものである。以下、図に示す実施形態
について説明する。図10は、本実施形態に係るMOS
FET素子300の概略断面図であり2つのユニット1
0、20のみ示している。2つのユニット10、20の
うち、左側に配置されているユニットが良好ユニット1
0であり、右側に配置されているユニットが基板欠陥1
cが形成された不良ユニット20である。図示しない
が、本実施形態でも第1実施形態と同様にして、図1に
示すように基板1の基板欠陥1cの配置に関係なく、基
板1にユニット分割されたMOSFET素子300が敷
き詰められたレイアウトとなっている。
半導体装置としてのMOSFETに対して本発明の一実
施形態を適用するものである。以下、図に示す実施形態
について説明する。図10は、本実施形態に係るMOS
FET素子300の概略断面図であり2つのユニット1
0、20のみ示している。2つのユニット10、20の
うち、左側に配置されているユニットが良好ユニット1
0であり、右側に配置されているユニットが基板欠陥1
cが形成された不良ユニット20である。図示しない
が、本実施形態でも第1実施形態と同様にして、図1に
示すように基板1の基板欠陥1cの配置に関係なく、基
板1にユニット分割されたMOSFET素子300が敷
き詰められたレイアウトとなっている。
【0080】図10に示すように、基板1はn+導電型
の半導体基板上にn-導電型の半導体層が形成されて構
成されている。基板1の表層部にはユニット毎にガード
リング32が形成されており、基板1の表層部のうちガ
ードリング32に囲まれる領域に複数のp型のベース領
域(本実施形態では各ユニットにおいて4つ)61が形
成されている。
の半導体基板上にn-導電型の半導体層が形成されて構
成されている。基板1の表層部にはユニット毎にガード
リング32が形成されており、基板1の表層部のうちガ
ードリング32に囲まれる領域に複数のp型のベース領
域(本実施形態では各ユニットにおいて4つ)61が形
成されている。
【0081】また、ベース領域61の表層部の中央部に
はp+型のベースコンタクト領域62が形成されてい
る。また、ベースコンタクト領域62に隣接してn型の
ソース領域63が形成されている。そして、基板1の表
面側における隣り合うベース領域61及びソース領域6
3の間に、表面チャネル層64が形成されている。ま
た、表面チャネル層64の表面にはゲート絶縁膜65が
形成されており、ゲート絶縁膜65の上には導体層とし
てのゲート66が形成されている。
はp+型のベースコンタクト領域62が形成されてい
る。また、ベースコンタクト領域62に隣接してn型の
ソース領域63が形成されている。そして、基板1の表
面側における隣り合うベース領域61及びソース領域6
3の間に、表面チャネル層64が形成されている。ま
た、表面チャネル層64の表面にはゲート絶縁膜65が
形成されており、ゲート絶縁膜65の上には導体層とし
てのゲート66が形成されている。
【0082】そして、良好ユニット10に形成されてい
るゲート66は、絶縁層33に形成されている第2のコ
ンタクトホール67に導体を充填してなる引き出し部6
8を介してゲート電極69と電気的に接続されている。
また、複数個(図10においては3個)のゲート66
は、図示していないがユニット内で各ゲート66と接続
されている。従って、ユニット毎にゲート66がゲート
電極69に引き出し部68を介して電気的に接続されて
いる。また、図示していないが基板1内で少なくとも1
つのゲート電極69が外部と電気的に接続されている。
るゲート66は、絶縁層33に形成されている第2のコ
ンタクトホール67に導体を充填してなる引き出し部6
8を介してゲート電極69と電気的に接続されている。
また、複数個(図10においては3個)のゲート66
は、図示していないがユニット内で各ゲート66と接続
されている。従って、ユニット毎にゲート66がゲート
電極69に引き出し部68を介して電気的に接続されて
いる。また、図示していないが基板1内で少なくとも1
つのゲート電極69が外部と電気的に接続されている。
【0083】一方、不良ユニット20に形成されている
ゲート66上には良好ユニット10で形成されている引
き出し部68が形成されていない。
ゲート66上には良好ユニット10で形成されている引
き出し部68が形成されていない。
【0084】また、良好ユニット10に形成されている
複数のソース領域63及びベースコンタクト領域62
は、ユニット10、20毎に互いに電気的に接続されて
いる。具体的には、各々のソース領域63及びベースコ
ンタクト領域62上に形成された第1のコンタクトホー
ル70にAl等の金属からなる導体部材が充填されてお
り、更に各々の第1のコンタクトホール70上にこれら
の第1のコンタクトホール70に渡って導体部材が充填
されて第1の引き出し部71aとなっている。
複数のソース領域63及びベースコンタクト領域62
は、ユニット10、20毎に互いに電気的に接続されて
いる。具体的には、各々のソース領域63及びベースコ
ンタクト領域62上に形成された第1のコンタクトホー
ル70にAl等の金属からなる導体部材が充填されてお
り、更に各々の第1のコンタクトホール70上にこれら
の第1のコンタクトホール70に渡って導体部材が充填
されて第1の引き出し部71aとなっている。
【0085】そして、この第1の引き出し部71a上の
絶縁層33に形成された第1のコンタクトホール75に
導体(Al等の金属)が充填されてなる第2の引き出し
部71bを介して、この第1の引き出し部71aと基板
1の表面側に形成された表面電極36とがユニット毎に
電気的に接続されている。なお、第1の引き出し部71
aと第2の引き出し部71bを合わせて引き出し部71
とする。
絶縁層33に形成された第1のコンタクトホール75に
導体(Al等の金属)が充填されてなる第2の引き出し
部71bを介して、この第1の引き出し部71aと基板
1の表面側に形成された表面電極36とがユニット毎に
電気的に接続されている。なお、第1の引き出し部71
aと第2の引き出し部71bを合わせて引き出し部71
とする。
【0086】また、不良ユニット20においては、ソー
ス領域63及びベースコンタクト領域62が第1の引き
出し部71aにより電気的に接続されているが、この第
1の引き出し部71a上には第2の引き出し部71bを
形成せず、ソース領域63及びベースコンタクト領域6
2と表面電極36とを絶縁層33により電気的に切り離
した状態となっている。つまり、引き出し部71が完全
には形成されていない状態となっている。
ス領域63及びベースコンタクト領域62が第1の引き
出し部71aにより電気的に接続されているが、この第
1の引き出し部71a上には第2の引き出し部71bを
形成せず、ソース領域63及びベースコンタクト領域6
2と表面電極36とを絶縁層33により電気的に切り離
した状態となっている。つまり、引き出し部71が完全
には形成されていない状態となっている。
【0087】また、基板1の裏面側には裏面電極37が
形成されている。
形成されている。
【0088】従って、この様なMOSFET素子300
では、外部と電気的導通が取られているゲート電極69
に信号を与えると、良好ユニット10に形成されたゲー
ト66にのみ信号が伝わり、その信号により表面電極3
6から表面チャネル層64及び基板1を介して裏面電極
37に電流が流れる。
では、外部と電気的導通が取られているゲート電極69
に信号を与えると、良好ユニット10に形成されたゲー
ト66にのみ信号が伝わり、その信号により表面電極3
6から表面チャネル層64及び基板1を介して裏面電極
37に電流が流れる。
【0089】次に、この様なMOSFET素子300の
製造方法を、図10の断面で示すMOSFET素子30
0の工程図である図11〜14を参照して説明する。
製造方法を、図10の断面で示すMOSFET素子30
0の工程図である図11〜14を参照して説明する。
【0090】(図11(a)に示す工程) n+導電型
の半導体基板上にn-導電型の半導体層が形成されて構
成されている基板1を用意する。この基板1には基板欠
陥1cが含まれている。
の半導体基板上にn-導電型の半導体層が形成されて構
成されている基板1を用意する。この基板1には基板欠
陥1cが含まれている。
【0091】(図11(b)に示す工程) 基板1に対
して、表面側から例えばB等のp型の不純物をイオン注
入により打ち込む。そして、活性化熱処理によりベース
領域61とガードリング32とを形成する。
して、表面側から例えばB等のp型の不純物をイオン注
入により打ち込む。そして、活性化熱処理によりベース
領域61とガードリング32とを形成する。
【0092】(図11(c)に示す工程) 基板1の表
面側にエピタキシャル層を成長させた後パターニングす
ることにより、n-型の表面チャネル層64を形成す
る。
面側にエピタキシャル層を成長させた後パターニングす
ることにより、n-型の表面チャネル層64を形成す
る。
【0093】(図11(d)に示す工程) 基板1の表
面側からソース領域63に相当する領域にN2等のn型
の不純物をイオン注入により打ち込み、ベースコンタク
ト領域62に相当する部位にAl等のp型の不純物をイ
オン注入により打ち込む。そして、活性化熱処理を行う
ことによって、ソース領域63及びベースコンタクト領
域62を形成する。
面側からソース領域63に相当する領域にN2等のn型
の不純物をイオン注入により打ち込み、ベースコンタク
ト領域62に相当する部位にAl等のp型の不純物をイ
オン注入により打ち込む。そして、活性化熱処理を行う
ことによって、ソース領域63及びベースコンタクト領
域62を形成する。
【0094】(図12(a)に示す工程) 基板1の表
面にゲート絶縁膜65となる絶縁膜65aを形成する。
具体的には、基板1の表面を熱酸化することにより酸化
膜を形成する。更に、絶縁膜65aの上にゲート66と
なるPolySi膜(導電体)66aを一様に形成す
る。その後、PolySi膜66aをユニット毎にパタ
ーニングする。
面にゲート絶縁膜65となる絶縁膜65aを形成する。
具体的には、基板1の表面を熱酸化することにより酸化
膜を形成する。更に、絶縁膜65aの上にゲート66と
なるPolySi膜(導電体)66aを一様に形成す
る。その後、PolySi膜66aをユニット毎にパタ
ーニングする。
【0095】この状態で、ユニット毎にパターニングさ
れたPolySi膜66aにプローブを当てて絶縁膜6
5aの耐圧を評価する検査工程を行う。これにより、絶
縁膜65a(ゲート絶縁膜65)に欠陥のあるユニット
かどうかを判断することができる。
れたPolySi膜66aにプローブを当てて絶縁膜6
5aの耐圧を評価する検査工程を行う。これにより、絶
縁膜65a(ゲート絶縁膜65)に欠陥のあるユニット
かどうかを判断することができる。
【0096】(図12(b)に示す工程) ユニット毎
にパターニングされたPolySi膜66aを、表面チ
ャネル層64上にPolySi膜66aが配置されるよ
うにパターニングしてゲート66を形成する。その後、
基板1の表面側にSiO2等の絶縁層(第1の絶縁層)
73を成膜してゲート66を覆う(絶縁層を形成する工
程)。そして、基板1の裏面側にNi等の金属を成膜
し、熱処理を加えることにより裏面電極37を形成す
る。
にパターニングされたPolySi膜66aを、表面チ
ャネル層64上にPolySi膜66aが配置されるよ
うにパターニングしてゲート66を形成する。その後、
基板1の表面側にSiO2等の絶縁層(第1の絶縁層)
73を成膜してゲート66を覆う(絶縁層を形成する工
程)。そして、基板1の裏面側にNi等の金属を成膜
し、熱処理を加えることにより裏面電極37を形成す
る。
【0097】なお、図11(b)〜(d)、図12
(a)、(b)に示す工程が造り込み工程に相当し、こ
れらのうち、図12(a)、(b)に示す工程が導体層
形成工程に相当する。
(a)、(b)に示す工程が造り込み工程に相当し、こ
れらのうち、図12(a)、(b)に示す工程が導体層
形成工程に相当する。
【0098】(図12(c)に示す工程) 基板1の表
面側の第1の絶縁層73において、ソース領域63及び
ベースコンタクト領域62上に第1のコンタクトホール
70を形成する。
面側の第1の絶縁層73において、ソース領域63及び
ベースコンタクト領域62上に第1のコンタクトホール
70を形成する。
【0099】(図13(a)に示す工程) 上記図12
(a)に示す工程における電気的評価でゲート絶縁膜6
5に欠陥が無いと判断されたユニット(良好ユニット)
10において、ゲート66上の第1の絶縁層73に、第
2のコンタクトホール67を形成する(コンタクトホー
ルを形成する工程)。一方、上記図12(a)に示す工
程における電気的評価でゲート絶縁膜65に欠陥がある
と判断されたユニット(不良ユニット)20では、良好
ユニット10において形成される第2のコンタクトホー
ル67を形成しない。
(a)に示す工程における電気的評価でゲート絶縁膜6
5に欠陥が無いと判断されたユニット(良好ユニット)
10において、ゲート66上の第1の絶縁層73に、第
2のコンタクトホール67を形成する(コンタクトホー
ルを形成する工程)。一方、上記図12(a)に示す工
程における電気的評価でゲート絶縁膜65に欠陥がある
と判断されたユニット(不良ユニット)20では、良好
ユニット10において形成される第2のコンタクトホー
ル67を形成しない。
【0100】(図13(b)に示す工程) ソース領域
63及びベースコンタクト領域62上の第1のコンタク
トホール70において、これらの領域62、63とオー
ミック接触となることのできるNiやNi/Al等の金
属を成膜して熱処理する。その後、Al等の金属(導
体)を成膜してパターニングする(導体を充填する工
程)。
63及びベースコンタクト領域62上の第1のコンタク
トホール70において、これらの領域62、63とオー
ミック接触となることのできるNiやNi/Al等の金
属を成膜して熱処理する。その後、Al等の金属(導
体)を成膜してパターニングする(導体を充填する工
程)。
【0101】これにより、ソース領域63及びベースコ
ンタクト領域62とコンタクトの取られた部位がユニッ
ト毎に第1の引き出し部71aによって電気的に接続さ
れ、良好ユニット10の第1の引き出し部71aと不良
ユニット20の引き出し部71aとが電気的に分離され
た状態となる。
ンタクト領域62とコンタクトの取られた部位がユニッ
ト毎に第1の引き出し部71aによって電気的に接続さ
れ、良好ユニット10の第1の引き出し部71aと不良
ユニット20の引き出し部71aとが電気的に分離され
た状態となる。
【0102】また、良好ユニット10においては、ゲー
ト66上の第2のコンタクトホール67に金属が充填さ
れて引き出し部68となり、引き出し部68を介してゲ
ート電極69がゲート66と電気的に接続された構成と
なる。また、ゲート電極69は、図示されていないが、
ユニット同士のゲート電極69を連結するようにパター
ニングされている。
ト66上の第2のコンタクトホール67に金属が充填さ
れて引き出し部68となり、引き出し部68を介してゲ
ート電極69がゲート66と電気的に接続された構成と
なる。また、ゲート電極69は、図示されていないが、
ユニット同士のゲート電極69を連結するようにパター
ニングされている。
【0103】この状態で、ソース領域63及びベースコ
ンタクト領域62とコンタクトの取られた第1の引き出
し部71aにプローブを当てて電気的特性を評価して検
査工程を行う。これにより、ベース領域61に欠陥があ
るユニットかどうか判断することができる。
ンタクト領域62とコンタクトの取られた第1の引き出
し部71aにプローブを当てて電気的特性を評価して検
査工程を行う。これにより、ベース領域61に欠陥があ
るユニットかどうか判断することができる。
【0104】(図14(a)に示す工程) 基板1の表
面側にSiO2等の絶縁層(第2の絶縁層)74を成膜
し、上記図12(a)に示す工程でゲート絶縁膜65に
欠陥が無いと判断されたユニット10や、上記図13
(b)に示す工程においてベース領域61に欠陥が無い
と判断されたユニット10において、第1の引き出し部
71a上に第1のコンタクトホール75を形成する。
面側にSiO2等の絶縁層(第2の絶縁層)74を成膜
し、上記図12(a)に示す工程でゲート絶縁膜65に
欠陥が無いと判断されたユニット10や、上記図13
(b)に示す工程においてベース領域61に欠陥が無い
と判断されたユニット10において、第1の引き出し部
71a上に第1のコンタクトホール75を形成する。
【0105】一方、上記図12(a)に示す工程や上記
図13(b)に示す工程で欠陥があると判断されたユニ
ット20においては、この第1のコンタクトホール75
を形成しない。
図13(b)に示す工程で欠陥があると判断されたユニ
ット20においては、この第1のコンタクトホール75
を形成しない。
【0106】なお、図示していないが、MOSFET素
子300全体で少なくとも1個所のゲート電極69に対
してもコンタクトホールを形成し、外部の電極と電気的
に接続する。
子300全体で少なくとも1個所のゲート電極69に対
してもコンタクトホールを形成し、外部の電極と電気的
に接続する。
【0107】(図14(b)に示す工程) 第1のコン
タクトホール75が形成された第2の絶縁層74上にA
l等の金属(導体)を成膜してパターニングし、熱処理
を施すことにより表面電極36を形成する。これによ
り、第1のコンタクトホール75に金属が充填されて第
2の引き出し部71bとなり、第1の引き出し部71a
と表面電極36とが第2の引き出し部71bを介して電
気的に接続される。なお、第1の絶縁層73と第2の絶
縁層74とを合わせて絶縁層33とする。
タクトホール75が形成された第2の絶縁層74上にA
l等の金属(導体)を成膜してパターニングし、熱処理
を施すことにより表面電極36を形成する。これによ
り、第1のコンタクトホール75に金属が充填されて第
2の引き出し部71bとなり、第1の引き出し部71a
と表面電極36とが第2の引き出し部71bを介して電
気的に接続される。なお、第1の絶縁層73と第2の絶
縁層74とを合わせて絶縁層33とする。
【0108】その後、基板1をダイシングソーによりカ
ットする。この様にしてMOSFET素子300が完成
する。
ットする。この様にしてMOSFET素子300が完成
する。
【0109】なお、図12(c)、図13(a)、
(b)、図14(a)、(b)に示す工程が引き出し部
形成工程に相当する。
(b)、図14(a)、(b)に示す工程が引き出し部
形成工程に相当する。
【0110】これにより、第1実施形態と同様の理由か
ら、基板1毎に基本的なレイアウトを変えること無く、
大きなチップサイズのMOSFET素子300を得るこ
とができる。
ら、基板1毎に基本的なレイアウトを変えること無く、
大きなチップサイズのMOSFET素子300を得るこ
とができる。
【0111】また、本実施形態では、図12(a)に示
す工程において、PolySi膜66aをユニット毎に
分離してゲート絶縁膜65の耐圧試験を行った後、図1
2(b)に示す工程で最終形状のゲート66を得るとい
う2段階の工程でゲート66を形成している。
す工程において、PolySi膜66aをユニット毎に
分離してゲート絶縁膜65の耐圧試験を行った後、図1
2(b)に示す工程で最終形状のゲート66を得るとい
う2段階の工程でゲート66を形成している。
【0112】一般に、この様なデバイスは微細でありゲ
ート66にプローブを当接させることは困難であるた
め、ゲート絶縁膜65の耐圧試験を行おうとすると、プ
ローブを当接させるための専用の部位を設ける必要があ
る。その結果、このMOSFET素子300の作動には
直接関わらないこの専用の部位が、最終的にMOSFE
T素子300においても残ってしまう。
ート66にプローブを当接させることは困難であるた
め、ゲート絶縁膜65の耐圧試験を行おうとすると、プ
ローブを当接させるための専用の部位を設ける必要があ
る。その結果、このMOSFET素子300の作動には
直接関わらないこの専用の部位が、最終的にMOSFE
T素子300においても残ってしまう。
【0113】しかし、本実施形態のように2段階の工程
でゲート66を形成することにより、専用の部位を基板
1に形成しなくてもゲート耐圧等の電気的評価が可能と
なるため、同じ電流を流すための素子のサイズを小型化
することができる。
でゲート66を形成することにより、専用の部位を基板
1に形成しなくてもゲート耐圧等の電気的評価が可能と
なるため、同じ電流を流すための素子のサイズを小型化
することができる。
【0114】また、電気的評価を行うことにより、基板
欠陥以外の要因も含めたユニットの良否を判断すること
ができる。
欠陥以外の要因も含めたユニットの良否を判断すること
ができる。
【0115】(第4実施形態)本実施形態は、炭化珪素
半導体装置としてのJFETに対して本発明の一実施形
態を適用するものである。以下、図に示す実施形態につ
いて説明する。図15は本実施形態に係るJFET素子
400の概略断面図であり2つのユニット10、20の
み示している。2つのユニット10、20のうち、左側
に配置されているユニットが良好ユニット10であり、
右側に配置されているユニットが基板欠陥1cが形成さ
れた不良ユニット20である。図示しないが、本実施形
態でも第1実施形態と同様にして、基板1における基板
欠陥1cの配置に関係なく、基板1にユニット分割され
たJFET素子400が敷き詰められたレイアウトとな
っている。
半導体装置としてのJFETに対して本発明の一実施形
態を適用するものである。以下、図に示す実施形態につ
いて説明する。図15は本実施形態に係るJFET素子
400の概略断面図であり2つのユニット10、20の
み示している。2つのユニット10、20のうち、左側
に配置されているユニットが良好ユニット10であり、
右側に配置されているユニットが基板欠陥1cが形成さ
れた不良ユニット20である。図示しないが、本実施形
態でも第1実施形態と同様にして、基板1における基板
欠陥1cの配置に関係なく、基板1にユニット分割され
たJFET素子400が敷き詰められたレイアウトとな
っている。
【0116】図15に示すように、基板1はn+導電型
の半導体基板上にn-導電型の半導体層が形成されて構
成されている。基板1の表層部には各々のユニット1
0、20毎にガードリング32が形成されており、基板
1の表層部のうち各々のガードリング32に囲まれる領
域に導体層としてのp型の下部ゲート領域81が多数個
(図15ではユニット10、20毎に3つ)形成されて
いる。
の半導体基板上にn-導電型の半導体層が形成されて構
成されている。基板1の表層部には各々のユニット1
0、20毎にガードリング32が形成されており、基板
1の表層部のうち各々のガードリング32に囲まれる領
域に導体層としてのp型の下部ゲート領域81が多数個
(図15ではユニット10、20毎に3つ)形成されて
いる。
【0117】また、下部ゲート領域81の表層部にはp
+型のコンタクト領域82が形成されている。また、隣
り合う下部ゲート領域81の表面を連結するようにして
表面チャネル層83が形成されている。表面チャネル層
83の表層部の中央部には導体層としての上部ゲート領
域84が形成され、表面チャネル層83の端部にはソー
ス領域85が形成されている。
+型のコンタクト領域82が形成されている。また、隣
り合う下部ゲート領域81の表面を連結するようにして
表面チャネル層83が形成されている。表面チャネル層
83の表層部の中央部には導体層としての上部ゲート領
域84が形成され、表面チャネル層83の端部にはソー
ス領域85が形成されている。
【0118】また、基板1の表面側の下部ゲート領域8
1及び表面チャネル層83等の上部にSiO2等の絶縁
層33が形成されている。そして、良好ユニット10に
おいては、各々のソース領域85上の絶縁層33に第1
のコンタクトホール86が形成され、下部ゲート領域8
1及び上部ゲート領域84上の絶縁層33に第2のコン
タクトホール94が形成されている。
1及び表面チャネル層83等の上部にSiO2等の絶縁
層33が形成されている。そして、良好ユニット10に
おいては、各々のソース領域85上の絶縁層33に第1
のコンタクトホール86が形成され、下部ゲート領域8
1及び上部ゲート領域84上の絶縁層33に第2のコン
タクトホール94が形成されている。
【0119】各々の第1及び第2のコンタクトホール8
6、94にはAl等の金属(導体)が充填されて第1及
び第2の引き出し部87、95となっている。そして、
このうち第2の引き出し部95を介して、各々の下部ゲ
ート領域81と上部ゲート領域84がゲート電極88と
電気的に接続されている。つまり、第2のコンタクトホ
ール94を用いて良好ユニット10に形成された複数の
ゲート領域(上部ゲート領域及び下部ゲート領域)8
1、84が電気的に接続されてゲート電極88に接続さ
れている。
6、94にはAl等の金属(導体)が充填されて第1及
び第2の引き出し部87、95となっている。そして、
このうち第2の引き出し部95を介して、各々の下部ゲ
ート領域81と上部ゲート領域84がゲート電極88と
電気的に接続されている。つまり、第2のコンタクトホ
ール94を用いて良好ユニット10に形成された複数の
ゲート領域(上部ゲート領域及び下部ゲート領域)8
1、84が電気的に接続されてゲート電極88に接続さ
れている。
【0120】なお、図示しないが、これらのゲート電極
88はユニット毎に連結接合されており、更にユニット
間でも連結接合されている。また、図示していないが、
JFET素子400全体で少なくとも1つのゲート電極
88が外部と電気的に接続されている。
88はユニット毎に連結接合されており、更にユニット
間でも連結接合されている。また、図示していないが、
JFET素子400全体で少なくとも1つのゲート電極
88が外部と電気的に接続されている。
【0121】また、各々のソース領域85とソース電極
89とが第1の引き出し部87を介して電気的に接続さ
れている。そして、Al等の金属からなり外部と電気的
に接続するための表面電極36とソース電極89とが、
第1のコンタクトホール90に金属が充填されてなる第
1の引き出し部91を介して電気的に接続されている。
従って、各々のユニットにおいて、複数のソース領域8
5の各々が第1のコンタクトホール86、90を用い
て、各々第1の引き出し部87、91を介して表面電極
36に接続されている。
89とが第1の引き出し部87を介して電気的に接続さ
れている。そして、Al等の金属からなり外部と電気的
に接続するための表面電極36とソース電極89とが、
第1のコンタクトホール90に金属が充填されてなる第
1の引き出し部91を介して電気的に接続されている。
従って、各々のユニットにおいて、複数のソース領域8
5の各々が第1のコンタクトホール86、90を用い
て、各々第1の引き出し部87、91を介して表面電極
36に接続されている。
【0122】それに対し、不良ユニット20において
は、下部ゲート領域81や上部ゲート領域84、ソース
領域85の上部に第1及び第2のコンタクトホール8
6、94が形成されていない。そのため、下部ゲート領
域81、上部ゲート領域84、ソース領域85の各々同
士が電気的に接続されており、下部ゲート領域81及び
上部ゲート84領域とゲート電極88、また、ソース領
域85とソース電極89とが絶縁層33により絶縁分離
されている。また、良好ユニット10において形成され
ている第1の引き出し部91も形成されていない。
は、下部ゲート領域81や上部ゲート領域84、ソース
領域85の上部に第1及び第2のコンタクトホール8
6、94が形成されていない。そのため、下部ゲート領
域81、上部ゲート領域84、ソース領域85の各々同
士が電気的に接続されており、下部ゲート領域81及び
上部ゲート84領域とゲート電極88、また、ソース領
域85とソース電極89とが絶縁層33により絶縁分離
されている。また、良好ユニット10において形成され
ている第1の引き出し部91も形成されていない。
【0123】また、基板1の裏面側には裏面電極37が
形成されてドレインとなっている。
形成されてドレインとなっている。
【0124】従って、この様なJFET素子400で
は、外部と電気的導通が取られているゲートに信号を与
えると、良好ユニット10に形成された上部ゲート領域
84及び下部ゲート領域81にのみ信号が伝わり、その
信号により表面電極36から表面チャネル層83及び基
板1を介して裏面電極37に電流が流れる。
は、外部と電気的導通が取られているゲートに信号を与
えると、良好ユニット10に形成された上部ゲート領域
84及び下部ゲート領域81にのみ信号が伝わり、その
信号により表面電極36から表面チャネル層83及び基
板1を介して裏面電極37に電流が流れる。
【0125】次に、この様な構成のJFET素子400
の製造方法を、図13の断面で示すJFET素子400
の工程図である図16〜18を参照して説明する。
の製造方法を、図13の断面で示すJFET素子400
の工程図である図16〜18を参照して説明する。
【0126】(図16(a)に示す工程) n+導電型
の半導体基板上にn-導電型の半導体層が形成されて構
成されている基板1を用意する。そして、検査工程を行
う。具体的には、顕微鏡観察やX線トポグラフィ等の手
段によって基板欠陥1cの位置の測定を行う。
の半導体基板上にn-導電型の半導体層が形成されて構
成されている基板1を用意する。そして、検査工程を行
う。具体的には、顕微鏡観察やX線トポグラフィ等の手
段によって基板欠陥1cの位置の測定を行う。
【0127】(図16(b)に示す工程)及び(図16
(c)に示す工程)は第3実施形態の(図11(b)に
示す工程)及び(図11(c)に示す工程)と同様にし
て行う。この際、本実施形態では第3実施形態における
ベース領域61に代えて下部ゲート領域81を形成する
ことになる。
(c)に示す工程)は第3実施形態の(図11(b)に
示す工程)及び(図11(c)に示す工程)と同様にし
て行う。この際、本実施形態では第3実施形態における
ベース領域61に代えて下部ゲート領域81を形成する
ことになる。
【0128】(図16(d)に示す工程) 基板1の表
面側からソース領域85に相当する領域にN2等のn型
の不純物をイオン注入により打ち込み、コンタクト領域
82及び上部ゲート領域84領域に相当する部位にAl
等のp型の不純物をイオン注入により打ち込む。そし
て、活性化熱処理を行うことによって、ソース領域8
5、コンタクト領域82、及び上部ゲート領域84を形
成する。
面側からソース領域85に相当する領域にN2等のn型
の不純物をイオン注入により打ち込み、コンタクト領域
82及び上部ゲート領域84領域に相当する部位にAl
等のp型の不純物をイオン注入により打ち込む。そし
て、活性化熱処理を行うことによって、ソース領域8
5、コンタクト領域82、及び上部ゲート領域84を形
成する。
【0129】なお、造り込み工程及び導体層形成工程は
図16(b)〜(d)に示す工程に相当する。
図16(b)〜(d)に示す工程に相当する。
【0130】(図17(a)に示す工程) 基板1の表
面側にSiO2等の絶縁層(第1の絶縁層)92を成膜
する(絶縁層を形成する工程)。そして、基板1の裏面
側にNi等の金属を成膜し、熱処理を加えることにより
裏面電極37を形成する。
面側にSiO2等の絶縁層(第1の絶縁層)92を成膜
する(絶縁層を形成する工程)。そして、基板1の裏面
側にNi等の金属を成膜し、熱処理を加えることにより
裏面電極37を形成する。
【0131】(図17(b)に示す工程) ソース領域
85、上部ゲート領域84及び下部ゲート領域81と電
気的導通を取るための第1及び第2のコンタクトホール
86、94を形成する(コンタクトホールを形成する工
程)。この場合、(図16(a)に示す工程)において
不良ユニット20と判断されたユニットにおいては、こ
れらの第1及び第2のコンタクトホール86、94を形
成しない。
85、上部ゲート領域84及び下部ゲート領域81と電
気的導通を取るための第1及び第2のコンタクトホール
86、94を形成する(コンタクトホールを形成する工
程)。この場合、(図16(a)に示す工程)において
不良ユニット20と判断されたユニットにおいては、こ
れらの第1及び第2のコンタクトホール86、94を形
成しない。
【0132】(図17(c)に示す工程) 第1及び第
2のコンタクトホール86において、ソース領域85
(n+導電型)と上部ゲート領域84及び下部ゲート領
域81(p+導電型)とオーミック接触となることので
きるNiやNi/Al等の金属を成膜して熱処理する。
そして、この金属の上にAl等の金属を成膜してパター
ニングする(導体を充填する工程)。
2のコンタクトホール86において、ソース領域85
(n+導電型)と上部ゲート領域84及び下部ゲート領
域81(p+導電型)とオーミック接触となることので
きるNiやNi/Al等の金属を成膜して熱処理する。
そして、この金属の上にAl等の金属を成膜してパター
ニングする(導体を充填する工程)。
【0133】これにより、良好ユニット10において
は、複数のソース領域85がソース電極89と第1の引
き出し部87を介して電気的に接続され、複数の下部ゲ
ート領域81及び上部ゲート領域84がゲート電極88
と第2の引き出し部95を介して電気的に接続される。
は、複数のソース領域85がソース電極89と第1の引
き出し部87を介して電気的に接続され、複数の下部ゲ
ート領域81及び上部ゲート領域84がゲート電極88
と第2の引き出し部95を介して電気的に接続される。
【0134】一方、不良ユニット20においては、第1
及び第2の引き出し部87、95が形成されずにソース
85領域がソース電極89と電気的に絶縁され、下部ゲ
ート領域81及び上部ゲート領域84の各々が電気的に
絶縁されてゲート電極88と電気的に絶縁される。
及び第2の引き出し部87、95が形成されずにソース
85領域がソース電極89と電気的に絶縁され、下部ゲ
ート領域81及び上部ゲート領域84の各々が電気的に
絶縁されてゲート電極88と電気的に絶縁される。
【0135】この際、ゲート電極88は、図示されてい
ないが、ユニット間のゲート電極88が連結されるよう
にパターニングされている。
ないが、ユニット間のゲート電極88が連結されるよう
にパターニングされている。
【0136】なお、図17(a)〜(c)に示す工程が
導体層接続工程に相当する。
導体層接続工程に相当する。
【0137】(図18(a)に示す工程) 基板1の表
面側にSiO2等の絶縁層(第2の絶縁層)93を成膜
し、良好ユニット10においてはソース電極89上に第
1のコンタクトホール90を形成する。一方、不良ユニ
ット20においては、この第1のコンタクトホール90
を形成しない。なお、図示していないが、JFET素子
400全体で少なくとも1つのゲート電極88上にもコ
ンタクトホールを形成する。
面側にSiO2等の絶縁層(第2の絶縁層)93を成膜
し、良好ユニット10においてはソース電極89上に第
1のコンタクトホール90を形成する。一方、不良ユニ
ット20においては、この第1のコンタクトホール90
を形成しない。なお、図示していないが、JFET素子
400全体で少なくとも1つのゲート電極88上にもコ
ンタクトホールを形成する。
【0138】(図18(b)に示す工程) 第1のコン
タクトホール90が形成された第2の絶縁層93上にA
l等の金属を成膜してパターニングし、熱処理を施すこ
とにより表面電極36を形成する。これにより、良好ユ
ニット10においては、表面電極36とソース電極89
とが第1の引き出し部91を介して電気的に接続され
る。
タクトホール90が形成された第2の絶縁層93上にA
l等の金属を成膜してパターニングし、熱処理を施すこ
とにより表面電極36を形成する。これにより、良好ユ
ニット10においては、表面電極36とソース電極89
とが第1の引き出し部91を介して電気的に接続され
る。
【0139】一方、不良ユニット20においてはソース
電極89と表面電極36とは絶縁される。また、図示し
ていないが、ゲート電極88上のコンタクトホールにも
金属が充填され、ゲート電極88が外部と電気的に接続
される。なお、第1の絶縁層92と第2の絶縁層93と
を合わせて絶縁層33とする。
電極89と表面電極36とは絶縁される。また、図示し
ていないが、ゲート電極88上のコンタクトホールにも
金属が充填され、ゲート電極88が外部と電気的に接続
される。なお、第1の絶縁層92と第2の絶縁層93と
を合わせて絶縁層33とする。
【0140】その後、基板1をダイシングソーによりカ
ットする。この様にしてJFET素子400が完成す
る。
ットする。この様にしてJFET素子400が完成す
る。
【0141】これにより、第1実施形態と同様の理由か
ら、基板1毎に基本的なレイアウトを変えること無く、
大きなチップサイズのJFET素子400を得ることが
できる。また、検査工程を顕微鏡観察やX線トポグラフ
ィ等の手段により行っており画像解析技術を用いること
ができるため、簡便に且つ高速で基板欠陥1cや電気的
な不良等によるユニット毎の良否を判断することができ
る。
ら、基板1毎に基本的なレイアウトを変えること無く、
大きなチップサイズのJFET素子400を得ることが
できる。また、検査工程を顕微鏡観察やX線トポグラフ
ィ等の手段により行っており画像解析技術を用いること
ができるため、簡便に且つ高速で基板欠陥1cや電気的
な不良等によるユニット毎の良否を判断することができ
る。
【0142】なお、本実施形態において引き出し部形成
工程は、図17(a)〜(c)、図18(a)、(b)
に示す工程に相当する。
工程は、図17(a)〜(c)、図18(a)、(b)
に示す工程に相当する。
【0143】(他の実施形態) (1) 上記第1〜第3実施形態では、検査工程をEB
IC評価もしくは電気的評価により行っているが、各々
図3(a)に示す工程、図8(a)に示す工程及び図1
1(a)に示す工程において、基板1を顕微鏡観察した
り、X線トポグラフィを行ったりすることにより検査工
程を行っても良い。これにより、画像解析技術を用いる
ことができるため簡便に且つ高速でユニット毎の良否を
判断することができる。
IC評価もしくは電気的評価により行っているが、各々
図3(a)に示す工程、図8(a)に示す工程及び図1
1(a)に示す工程において、基板1を顕微鏡観察した
り、X線トポグラフィを行ったりすることにより検査工
程を行っても良い。これにより、画像解析技術を用いる
ことができるため簡便に且つ高速でユニット毎の良否を
判断することができる。
【0144】特に第3実施形態において図11(a)に
示す工程で検査工程を行った場合、予め各ユニットが良
好ユニット10か不良ユニット20か分かるため、図1
2(c)に示す工程において、不良ユニット20におい
ては第1のコンタクトホール70を形成しない様にし
て、図13(b)に示す工程によって各々のベース領域
61が電気的に接続されないようにし、ベース領域61
と表面電極36とを電気的に絶縁しても良い。 (2) 上記第1及び第2実施形態では、図3(e)に
示す工程又は図8(e)に示す工程が終了した時点で、
各々のユニット10、20に対して逆方向耐圧などの電
気的評価を行い、そのデータを基にして不良ユニット2
0かどうかを判断しても良い。
示す工程で検査工程を行った場合、予め各ユニットが良
好ユニット10か不良ユニット20か分かるため、図1
2(c)に示す工程において、不良ユニット20におい
ては第1のコンタクトホール70を形成しない様にし
て、図13(b)に示す工程によって各々のベース領域
61が電気的に接続されないようにし、ベース領域61
と表面電極36とを電気的に絶縁しても良い。 (2) 上記第1及び第2実施形態では、図3(e)に
示す工程又は図8(e)に示す工程が終了した時点で、
各々のユニット10、20に対して逆方向耐圧などの電
気的評価を行い、そのデータを基にして不良ユニット2
0かどうかを判断しても良い。
【0145】この様な電気的評価により検査工程を行う
と、基板欠陥1c以外にもパーティクル欠陥等によるS
BD素子100又はPNダイオード素子200の各ユニ
ット10、20の良否を判断することができる。その結
果、不良ユニット20が見つかった場合は、第1又は第
2実施形態の方法と同様にしてそのユニット20のショ
ットキー電極31又はオーミック電極51と表面電極3
6とを電気的に接続しないようにし、耐圧低下やリーク
電流の増大を防止することができる。 (3) また、上記第1及び第2実施形態では、図3
(f)、図4(a)、図8(f)、図9(a)に示す工
程において、レジスト41のうち露光された部位が残存
するようにして、不良ユニット20のショットキー電極
31又はオーミック電極51上のレジスト41を露光し
ている。しかし、レジスト41のうち露光された部位が
除去される様にして、良好ユニット10のショットキー
電極31又はオーミック電極51上のレジスト41のみ
を露光するようにしても良い。
と、基板欠陥1c以外にもパーティクル欠陥等によるS
BD素子100又はPNダイオード素子200の各ユニ
ット10、20の良否を判断することができる。その結
果、不良ユニット20が見つかった場合は、第1又は第
2実施形態の方法と同様にしてそのユニット20のショ
ットキー電極31又はオーミック電極51と表面電極3
6とを電気的に接続しないようにし、耐圧低下やリーク
電流の増大を防止することができる。 (3) また、上記第1及び第2実施形態では、図3
(f)、図4(a)、図8(f)、図9(a)に示す工
程において、レジスト41のうち露光された部位が残存
するようにして、不良ユニット20のショットキー電極
31又はオーミック電極51上のレジスト41を露光し
ている。しかし、レジスト41のうち露光された部位が
除去される様にして、良好ユニット10のショットキー
電極31又はオーミック電極51上のレジスト41のみ
を露光するようにしても良い。
【0146】この場合、図4(a)又は図9(a)に示
す工程と同様に、ショットキー電極31又はオーミック
電極51の1つ分に相当する開口部を有するマスクを用
いて、良好ユニット10のショットキー電極31又はオ
ーミック電極51の上方におけるレジスト41を順に露
光するようにすれば良い。
す工程と同様に、ショットキー電極31又はオーミック
電極51の1つ分に相当する開口部を有するマスクを用
いて、良好ユニット10のショットキー電極31又はオ
ーミック電極51の上方におけるレジスト41を順に露
光するようにすれば良い。
【0147】この方法は、良好ユニット10の数が不良
ユニット20の数よりも少ない場合に露光回数を少なく
することができて有効である。また、上記第1実施形態
の場合では第1のマスク42と第2のマスク43の2種
類のマスクが必要となっていたが、この他の実施形態で
は1種類のマスクのみを用いてコンタクトホール34を
形成することができる。 (4) 上記第3及び第4実施形態では、不良ユニット
20においても、ゲート電極69、88及びソース電極
89を形成しているが、これらの電極は形成しなくても
良い。
ユニット20の数よりも少ない場合に露光回数を少なく
することができて有効である。また、上記第1実施形態
の場合では第1のマスク42と第2のマスク43の2種
類のマスクが必要となっていたが、この他の実施形態で
は1種類のマスクのみを用いてコンタクトホール34を
形成することができる。 (4) 上記第3及び第4実施形態では、不良ユニット
20においても、ゲート電極69、88及びソース電極
89を形成しているが、これらの電極は形成しなくても
良い。
【0148】結局、各実施形態において不良ユニット2
0においては、電流経路とこの電流を流すか否かの電気
的な信号を伝達する経路の少なくとも一方を、コンタク
トホールを形成しない様にして電気的に絶縁して、各々
の素子を作動させた場合に良好ユニット10のみ作動
し、不良ユニット20が作動しない様な構成になってい
れば良い。 (5) 上記第2実施形態において、EBIC評価の際
に熱処理前の不十分なオーミック特性が問題となる場合
は、図8(e)に示す工程を行った後、このオーミック
電極51の上からAl等の容易に剥離できる金属を一旦
成膜し、EBIC評価を行った後にエッチング等により
この金属のみを除去するようにしても良い。 (6) また、上記第2実施形態では、図8(d)に示
す工程においてオーミック電極51となる金属をEBI
C評価の測定用電極としたが、図8(c)に示す工程が
終了した際にEBIC評価を行って、pn用半導体領域
50をEBIC評価の測定用電極として用いても良い。
この場合、EBIC端子38を個々のpn用半導体領域
50毎に動かせば良い。 (7) 上記第3実施形態において、図11(b)に示
す工程の後に基板1の表面に金属を成膜し、EBIC評
価を行っても良い。この時、この金属が測定用電極とな
る。なお、この場合、この金属はEBIC評価を行った
後にエッチング等により除去すれば良い。 (8) また、上記第3実施形態では、図11(b)に
おいて、金属を成膜しなくてもEBIC端子38を各ベ
ース領域61に移動させる等してEBIC評価を行って
も良い。この場合、ベース領域61が測定用電極とな
り、測定用電極を専用に形成すること無くMOSFET
の構成要素を用いてユニットの良否を判断することがで
きる。 (9) また、第3実施形態では、図示しているユニッ
ト10、20のうち右側のユニット20を、基板欠陥1
cを有し、ゲート絶縁膜65にもベース領域61にも欠
陥が存在するものとして示し、第1及び第2のコンタク
トホール67、75を共に形成しなかった。しかし、不
良ユニット20において第1及び第2のコンタクトホー
ル67、75のうち少なくとも一方を形成しない様にす
れば不良ユニット20の作動を防止することができる。
0においては、電流経路とこの電流を流すか否かの電気
的な信号を伝達する経路の少なくとも一方を、コンタク
トホールを形成しない様にして電気的に絶縁して、各々
の素子を作動させた場合に良好ユニット10のみ作動
し、不良ユニット20が作動しない様な構成になってい
れば良い。 (5) 上記第2実施形態において、EBIC評価の際
に熱処理前の不十分なオーミック特性が問題となる場合
は、図8(e)に示す工程を行った後、このオーミック
電極51の上からAl等の容易に剥離できる金属を一旦
成膜し、EBIC評価を行った後にエッチング等により
この金属のみを除去するようにしても良い。 (6) また、上記第2実施形態では、図8(d)に示
す工程においてオーミック電極51となる金属をEBI
C評価の測定用電極としたが、図8(c)に示す工程が
終了した際にEBIC評価を行って、pn用半導体領域
50をEBIC評価の測定用電極として用いても良い。
この場合、EBIC端子38を個々のpn用半導体領域
50毎に動かせば良い。 (7) 上記第3実施形態において、図11(b)に示
す工程の後に基板1の表面に金属を成膜し、EBIC評
価を行っても良い。この時、この金属が測定用電極とな
る。なお、この場合、この金属はEBIC評価を行った
後にエッチング等により除去すれば良い。 (8) また、上記第3実施形態では、図11(b)に
おいて、金属を成膜しなくてもEBIC端子38を各ベ
ース領域61に移動させる等してEBIC評価を行って
も良い。この場合、ベース領域61が測定用電極とな
り、測定用電極を専用に形成すること無くMOSFET
の構成要素を用いてユニットの良否を判断することがで
きる。 (9) また、第3実施形態では、図示しているユニッ
ト10、20のうち右側のユニット20を、基板欠陥1
cを有し、ゲート絶縁膜65にもベース領域61にも欠
陥が存在するものとして示し、第1及び第2のコンタク
トホール67、75を共に形成しなかった。しかし、不
良ユニット20において第1及び第2のコンタクトホー
ル67、75のうち少なくとも一方を形成しない様にす
れば不良ユニット20の作動を防止することができる。
【0149】具体的には、図13(a)に示す工程まで
は欠陥が発見されず、図13(b)に示す工程で欠陥が
発見された場合、ゲート電極69とゲート66とは引き
出し部(第2のコンタクトホール67を用いて形成され
ている)68により電気的に接続された構成となり、ソ
ース領域63及びベースコンタクト領域62と接続され
ている第1の引き出し部71aと表面電極36とが絶縁
された(第1のコンタクトホール75が形成されない)
構成になる。
は欠陥が発見されず、図13(b)に示す工程で欠陥が
発見された場合、ゲート電極69とゲート66とは引き
出し部(第2のコンタクトホール67を用いて形成され
ている)68により電気的に接続された構成となり、ソ
ース領域63及びベースコンタクト領域62と接続され
ている第1の引き出し部71aと表面電極36とが絶縁
された(第1のコンタクトホール75が形成されない)
構成になる。
【0150】この場合、不良ユニット20のゲート66
に信号は伝わるが、表面電極36とベース領域63とが
電気的に接続されておらず、裏面電極37に電流が流れ
ない。 (10) 上記第4実施形態では、図16(a)に示す
工程において検査工程を行ったが、図16(b)又は
(c)に示す工程において基板1の表面に金属を成膜
し、この金属を測定用電極としてEBIC評価を行って
も良い。この場合、この金属はEBIC評価の後にエッ
チング等により除去すれば良い。 (11) また、第4実施形態において、可能であれば
金属を成膜せず、下部ゲート領域81を測定用電極とし
てプローブを適宜動かす等して、EBIC評価を行って
も良い。これにより、測定用電極を専用に形成すること
無く、JFETの構成要素を用いてユニットの良否を判
断することができる。 (12) 上記第4実施形態では、不良ユニット20に
おいては、図17(b)に示す工程と図18(a)に示
す工程の両方において第1及び第2のコンタクトホール
86、90、94を形成していないが、どちらかの工程
においてのみコンタクトホールを形成しない様にしても
良い。
に信号は伝わるが、表面電極36とベース領域63とが
電気的に接続されておらず、裏面電極37に電流が流れ
ない。 (10) 上記第4実施形態では、図16(a)に示す
工程において検査工程を行ったが、図16(b)又は
(c)に示す工程において基板1の表面に金属を成膜
し、この金属を測定用電極としてEBIC評価を行って
も良い。この場合、この金属はEBIC評価の後にエッ
チング等により除去すれば良い。 (11) また、第4実施形態において、可能であれば
金属を成膜せず、下部ゲート領域81を測定用電極とし
てプローブを適宜動かす等して、EBIC評価を行って
も良い。これにより、測定用電極を専用に形成すること
無く、JFETの構成要素を用いてユニットの良否を判
断することができる。 (12) 上記第4実施形態では、不良ユニット20に
おいては、図17(b)に示す工程と図18(a)に示
す工程の両方において第1及び第2のコンタクトホール
86、90、94を形成していないが、どちらかの工程
においてのみコンタクトホールを形成しない様にしても
良い。
【0151】例えば、図17(b)に示す工程において
第1及び第2のコンタクトホール86、94を形成し、
図18(a)に示す工程において第1のコンタクトホー
ル90を形成しない場合は、不良ユニット20において
も上部ゲート領域84及び下部ゲート領域81に信号が
伝わるが、ソース電極89が表面電極36と電気的に絶
縁されているため、表面電極36から裏面電極37に電
流が流れることは無い。また、第1及び第2のコンタク
トホール86、90、94の少なくとも一方を形成しな
い様にしても良い。
第1及び第2のコンタクトホール86、94を形成し、
図18(a)に示す工程において第1のコンタクトホー
ル90を形成しない場合は、不良ユニット20において
も上部ゲート領域84及び下部ゲート領域81に信号が
伝わるが、ソース電極89が表面電極36と電気的に絶
縁されているため、表面電極36から裏面電極37に電
流が流れることは無い。また、第1及び第2のコンタク
トホール86、90、94の少なくとも一方を形成しな
い様にしても良い。
【図1】第1実施形態に係る炭化珪素半導体装置のレイ
アウトを示す模式図である。
アウトを示す模式図である。
【図2】図1におけるA−A断面を示す概略図である。
【図3】第1実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造
工程を示す概略断面図である。
工程を示す概略断面図である。
【図4】図3に続く製造工程を示す概略断面図である。
【図5】EBIC評価の方法を示す概略断面図である。
【図6】基板欠陥の位置を示す基板の模式的な上面図で
ある。
ある。
【図7】第2実施形態に係る炭化珪素半導体装置の概略
断面図である。
断面図である。
【図8】第2実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造
工程を示す概略断面図である。
工程を示す概略断面図である。
【図9】図8に続く製造工程を示す概略断面図である。
【図10】第3実施形態に係る炭化珪素半導体装置の概
略断面図である。
略断面図である。
【図11】第3実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製
造工程を示す概略断面図である。
造工程を示す概略断面図である。
【図12】図11に続く製造工程を示す概略断面図であ
る。
る。
【図13】図12に続く製造工程を示す概略断面図であ
る。
る。
【図14】図13に続く製造工程を示す概略断面図であ
る。
る。
【図15】第4実施形態に係る炭化珪素半導体装置の概
略断面図である。
略断面図である。
【図16】第4実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製
造工程を示す概略断面図である。
造工程を示す概略断面図である。
【図17】図16に続く製造工程を示す概略断面図であ
る。
る。
【図18】図17に続く製造工程を示す概略断面図であ
る。
る。
【図19】従来の炭化珪素半導体装置のレイアウトを示
す模式図である。
す模式図である。
1…炭化珪素半導体基板、10…良好ユニット、20…
不良ユニット、31…ショットキー電極(導体層)、3
3…絶縁層、35、68、71、87、91、95…引
き出し部、36…表面電極、50…pn接合形成用半導
体領域、51…オーミック電極(導体層)、61…ベー
ス領域、62…コンタクト層、63…ソース領域、64
…表面チャネル層、65a…絶縁層、66…ゲート、6
6a…ゲートを構成する金属、69…ゲート電極、81
…下部ゲート領域、84…上部ゲート領域、85…ソー
ス領域、100…SBD素子、200…PNダイオード
素子、300…MOSFET素子、400…JFET素
子、34、67、70、75、86、90、94…コン
タクトホール。
不良ユニット、31…ショットキー電極(導体層)、3
3…絶縁層、35、68、71、87、91、95…引
き出し部、36…表面電極、50…pn接合形成用半導
体領域、51…オーミック電極(導体層)、61…ベー
ス領域、62…コンタクト層、63…ソース領域、64
…表面チャネル層、65a…絶縁層、66…ゲート、6
6a…ゲートを構成する金属、69…ゲート電極、81
…下部ゲート領域、84…上部ゲート領域、85…ソー
ス領域、100…SBD素子、200…PNダイオード
素子、300…MOSFET素子、400…JFET素
子、34、67、70、75、86、90、94…コン
タクトホール。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/78 652 H01L 21/66 J 27/04 T 21/336 29/48 D 21/337 29/78 658Z 29/808 29/80 C 29/861 29/91 F 21/329 A // H01L 21/66 (72)発明者 松木 英夫 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 Fターム(参考) 4M104 AA03 BB01 BB02 BB05 CC01 CC03 DD16 FF34 GG02 GG03 GG09 GG11 GG18 4M106 AA01 BA02 CB19 DJ23 5F038 AV04 AV06 BH09 CA12 DT10 DT16 EZ02 EZ04 EZ13 EZ14 EZ15 EZ17 EZ19 EZ20 5F102 FA09 GB01 GB02 GC01 GD04 GJ02 GL02 GM02 GR06 GS01 GV07
Claims (17)
- 【請求項1】 炭化珪素半導体基板(1)に対して導体
層(31、51、66、81、84)を含むユニット
(10、20)が複数個形成され、外部と電気的に接続
するための電極(36)と前記各々のユニットにおける
前記導体層とが引き出し部(35、68、95)を用い
て電気的に接続されてなる炭化珪素半導体装置であっ
て、 前記各々のユニットのうち不良なユニット(20)にお
いては、前記導体層と前記電極とが電気的に絶縁されて
いることを特徴とする炭化珪素半導体装置。 - 【請求項2】 炭化珪素半導体基板(1)の表層部に第
1導電型のベース領域(61)が複数個形成され、前記
各々のベース領域上に第2導電型のソース領域(63)
が形成され、外部と電気的に接続するための電極(3
6)と前記複数個のソース領域とがユニット(10、2
0)毎に引き出し部(71)を用いて電気的に接続され
てなる炭化珪素半導体装置であって、 前記各々のユニットのうち不良なユニット(20)にお
いては、前記ソース領域と前記電極とが電気的に絶縁さ
れていることを特徴とする炭化珪素半導体装置。 - 【請求項3】 炭化珪素半導体基板(1)の表層部に第
1導電型のゲート領域(81)が複数個形成され、前記
各々のゲート領域上に第2導電型のソース領域(85)
が形成され、外部と電気的に接続するための電極(3
6)と前記ソース領域とが引き出し部(87、91)を
用いて電気的に接続されてなる炭化珪素半導体装置であ
って、 前記炭化珪素半導体基板における前記ソース領域を有し
て構成される複数のユニット(10、20)のうち不良
なユニット(20)においては、前記ソース領域と前記
電極とが電気的に絶縁されていることを特徴とする炭化
珪素半導体装置。 - 【請求項4】 前記炭化珪素半導体基板と前記電極との
間に絶縁層(33)が形成され、該絶縁層に形成された
コンタクトホール(34、67、70、75、86、9
0、94)に導体が充填されて前記引き出し部が形成さ
れていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1
つに記載の炭化珪素半導体装置。 - 【請求項5】 炭化珪素半導体基板(1)に対して導体
層(31、51、66、81、84)を形成する導体層
形成工程と、外部と電気的に接続するための電極(3
6)と前記導体層とをユニット(10、20)毎に電気
的に接続するための引き出し部(35、68、95)を
形成する引き出し部形成工程とを含み、 前記引き出し部形成工程を行う前に、前記各々のユニッ
トの良否を検査する検査工程を行い、 前記検査工程において不良とされた前記ユニット(2
0)においては、前記引き出し部形成工程において、前
記引き出し部を形成せずに前記導体層と前記電極とを電
気的に絶縁することを特徴とする炭化珪素半導体基板の
製造方法。 - 【請求項6】 炭化珪素半導体基板(1)に対して複数
個の導体層(81、84)を形成する導体層形成工程
と、 前記複数個の導体層をユニット(10、20)毎に電気
的に接続する導体層接続工程と、 前記電気的に接続された複数個の導体層を、外部と電気
的に接続するための電極(36)に対して前記ユニット
毎に電気的に接続するための引き出し部(95)を形成
する引き出し部形成工程とを含み、 前記導体層接続工程を行う前に、前記各々のユニットの
良否を検査する検査工程を行い、 前記検査工程において不良とされた前記ユニット(2
0)においては、前記導体層接続工程において前記導体
層を接続せず、前記導体層と前記電極とを電気的に絶縁
することを特徴とする炭化珪素半導体基板の製造方法。 - 【請求項7】 前記引き出し部形成工程は、前記炭化珪
素半導体基板上に絶縁層(33)を形成する工程と、前
記絶縁層にコンタクトホール(34、67、94)を形
成する工程と、前記コンタクトホールに導体を充填する
工程とを有し、 前記コンタクトホールを形成する工程においては、前記
不良と判断されたユニットに前記コンタクトホールを形
成しないことを特徴とする請求項5又は6に記載の炭化
珪素半導体装置の製造方法。 - 【請求項8】 前記ユニットの良否の検査は、前記炭化
珪素半導体基板に形成されている欠陥の有無を調査し、
前記欠陥を有するものを不良と判断することを特徴とす
る請求項5乃至7のいずれか1つに記載の炭化珪素半導
体装置の製造方法。 - 【請求項9】 前記検査工程を、前記炭化珪素半導体基
板の顕微鏡観察、X線トポグラフィ、電子線励起電流の
評価、及び前記ユニットの電気的評価のうちの少なくと
も1つにより行うことを特徴とする請求項5乃至7のい
ずれか1つに記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。 - 【請求項10】 炭化珪素半導体基板の表面側に導体層
としてのショットキー電極(31)を構成する金属(3
1a)を一様に形成した後、前記金属をパターニングし
て前記ショットキー電極を形成する導体層形成工程と、 前記炭化珪素半導体基板の表面側に絶縁層(40)を形
成した後、前記ショットキー電極上が開口するコンタク
トホール(34)を形成し、該コンタクトホールに導体
を充填することにより引き出し部(35)を形成する引
き出し部形成工程とを有したショットキーバリアダイオ
ードの製造方法であって、 前記導体層形成工程では、前記金属を一様に形成した
後、前記金属を測定用電極として用いて電子線励起電流
の測定を行うことにより、前記ショットキー電極を含む
ユニット(10、20)毎に前記炭化珪素半導体基板の
良否を検査する検査工程を行い、 前記引き出し部形成工程では、前記検査工程において良
好と判断されたユニット(10)において前記引き出し
部を形成することを特徴とするショットキーバリアダイ
オードの製造方法。 - 【請求項11】 炭化珪素半導体基板の表面側にpn接
合を構成する半導体領域(50)を形成した後、前記半
導体領域上に配置される導体層としての金属層電極(5
1)を形成する導体層形成工程と、 前記炭化珪素半導体基板の表面側に絶縁層(40)を形
成した後、前記金属層電極上が開口するコンタクトホー
ル(34)を形成し、該コンタクトホールに導体を充填
することにより引き出し部(35)を形成する引き出し
部形成工程とを有したPNダイオードの製造方法であっ
て、 前記導体層形成工程では、前記半導体領域を形成した
後、前記半導体領域を測定用電極として用いて電子線励
起電流の測定を行うことにより、前記金属層電極を含む
ユニット(10、20)毎に前記炭化珪素半導体基板の
良否を検査する検査工程を行い、 前記引き出し部形成工程では、前記検査工程において良
好と判断されたユニット(10)において前記引き出し
部を形成することを特徴とするPNダイオードの製造方
法。 - 【請求項12】 炭化珪素半導体基板の表面側にpn接
合を構成する半導体領域(50)を形成した後、前記半
導体領域上に配置される導体層としての金属層電極(5
1)を構成する金属(51a)を一様に形成した後、前
記金属をパターニングして前記金属層電極を形成する導
体層形成工程と、 前記炭化珪素半導体基板の表面側に絶縁層(40)を形
成した後、前記金属層電極上が開口するコンタクトホー
ル(34)を形成し、該コンタクトホールに導体を充填
することにより引き出し部(35)を形成する引き出し
部形成工程とを有したPNダイオードの製造方法であっ
て、 前記導体層形成工程では、前記金属を一様に形成した
後、前記金属を測定用電極として用いて電子線励起電流
の測定を行うことにより、前記金属層電極を含むユニッ
ト(10、20)毎に前記炭化珪素半導体基板の良否を
検査する検査工程を行い、 前記引き出し部形成工程では、前記検査工程において良
好と判断されたユニット(10)において前記引き出し
部を形成することを特徴とするPNダイオードの製造方
法。 - 【請求項13】 炭化珪素半導体基板(1)の表層部に
第1導電型のベース領域(61)を複数個形成し、前記
各々のベース領域上に第2導電型のソース領域(63)
を形成し、前記炭化珪素半導体基板上にゲート(66)
を形成する造り込み工程と、 外部と電気的に接続するための電極(36)と前記ベー
ス領域及び前記ソース領域とをユニット(10、20)
毎に電気的に接続するための引き出し部(71)を第1
のコンタクトホール(70、75)を用いて形成し、前
記ゲートとゲート電極(69)とを前記ユニット毎に電
気的に接続するための引き出し部(68)を第2のコン
タクトホール(67)を用いて形成する引き出し部形成
工程とを含み、 前記引き出し部形成工程を行う前に、前記各々のユニッ
トの良否を検査する検査工程を行い、 前記検査工程において不良と判断されたユニット(2
0)においては、前記引き出し部形成工程において、前
記第1及び第2のコンタクトホールのうちの少なくとも
一方を形成しないことを特徴とするMOSFETの製造
方法。 - 【請求項14】 前記検査工程では、前記ベース領域を
測定用電極として用いて電子線励起電流の測定を行うこ
とを特徴とする請求項13に記載のMOSFETの製造
方法。 - 【請求項15】 前記造り込み工程では、隣り合う前記
ベース領域の間に表面チャネル層(64)を形成し、そ
の後、前記ベース領域のベースコンタクト領域(62)
及び前記ソース領域を形成した後、前記炭化珪素基板の
表面側に絶縁層(65a)を形成し、 その後、前記ゲート(66)を構成する導電体(66
a)を前記絶縁層の表面全体に形成した後、前記導電体
をパターニングして前記ユニット毎に分離し、続いて、
前記ユニット毎に分離された導電体をパターニングして
前記ゲートを形成し、 前記検査工程では、前記ユニット毎に分離された導電体
を用いて前記電気的評価を行うことを特徴とする請求項
13に記載のMOSFETの製造方法 - 【請求項16】 炭化珪素半導体基板(1)に対してソ
ース領域(85)とゲート領域(81、84)とを形成
する造り込み工程と、 外部と電気的に接続するための電極(36)と前記ソー
ス領域とを電気的に接続するための引き出し部(87、
91)を第1のコンタクトホール(86、90)を用い
て形成し、前記ゲート領域とゲート電極(88)とをユ
ニット(10、20)毎に電気的に接続するための引き
出し部(95)を第2のコンタクトホール(94)を用
いて形成する引き出し部形成工程とを含み、 前記引き出し部形成工程を行う前に、前記各々のユニッ
トの良否を検査する検査工程を行い、 前記検査工程において、不良と判断されたユニット(2
0)においては、前記引き出し部形成工程において、前
記第1及び第2のコンタクトホールのうちの少なくとも
一方を形成しないことを特徴とするJFETの製造方
法。 - 【請求項17】 前記検査工程では、前記ゲート領域を
測定用電極として用いて電子線励起電流の測定を行うこ
とを特徴とする請求項16に記載のJFETの製造方
法。
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JP2000367538A JP2002170784A (ja) | 2000-12-01 | 2000-12-01 | 炭化珪素半導体装置及びその製造方法 |
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