JP2011082315A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的はガードリングの不具合等による耐圧異常を、チップ面積を増大させることなく、把握可能な半導体装置を提供することにある。
【解決手段】第１導電型の半導体基体の表面に第２導電型の活性領域と活性領域を所定の間隔を有して取り囲む第２導電型のガードリングとを備えた半導体装置において、ガードリングのコーナー部の少なくとも１箇所にガードリングの電位を測定するガードリングコーナー部電極とガードリングコーナー部電極がガードリングのコーナー部に形成されたガードリング電極コーナー部とガードリング電極コーナー部に対応する活性領域のコーナー部のガードリング電極対応活性領域コーナー部とを備え、ガードリングコーナー部電極によってその幅寸法より広く形成されたガードリング電極コーナー部の形状に応じてガードリング電極対応活性領域コーナー部が形成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は半導体装置に関し、特にガードリング構造を備えた半導体装置に関するものである。

ガードリング構造を備えた半導体装置として、高耐圧のダイオード、パワーＭＯＳＦＥＴ等が知られている。

図６は、従来のガードリング構造を備えた半導体装置の例として、プレーナ型ダイオードを上方から見た要部平面図であり、図７は、図６のＸ−Ｘ´線における断面図である。

図６及び図７の半導体装置（チップ）は、半導体基体１０３の表面に形成された活性領域１０４と、２本のガードリング１０５、１０６と、チャネルストッパー１０７を備えている。活性領域１０４は、チップの中央に形成されており、活性領域１０４を取り囲んでガードリング１０５が形成されており、さらにガードリング１０５を取り囲んで別のガードリング１０６が形成されている。ガードリング１０６の外周、すなわちチップ端部にガードリング１０６と所定の間隔を有してチャネルストッパー１０７が形成されている。

半導体基体１０３は、第１導電型であるｎ型の半導体基板１０１と、この半導体基板１０１の裏面に形成された第１導電型のｎ型半導体層１０２からなる。このｎ型半導体層１０２の不純物濃度は、半導体基板１０１の不純物濃度より高く設定されている。

活性領域１０４は、第２導電型のｐ型であり、半導体基体１０３の表面を平面的にみて
ほぼ四角形の領域である。この領域は、直線状の辺部と、その辺部に連結される円弧状のコーナー部とからなる。

ガードリング１０５は、第２導電型のｐ型であり、活性領域１０４を取り囲んで所定の間隔を有すると共にこの間隔は同一の間隔で形成されている。同様に、ガードリング１０６は、ｐ型であり、ガードリング１０５を取り囲んで所定の間隔を有すると共にこの間隔は同一の間隔で形成されている。

活性領域１０４の表面には、オーミック接触する図示省略のアノード電極を有し、半導体基体１０３の裏面には、オーミック接触する図示省略のカソード電極を有している。これらの電極間に逆方向電圧を印加して、半導体装置の耐圧を測定して評価することができ、この耐圧は半導体装置の重要な電気的特性の一つである。

ところで、半導体装置の製造工程を大別すると、ウェーハ工程とアッセンブリー工程に分けられ、ウェーハ工程の最後に上記した耐圧の測定が行われ、ウェーハの選別が行われる（ウェーハ選別工程）。

このウェーハ選別工程で用いる選別装置は、ウェーハを載置するステージと、このステージ上に配置されるウェーハとの間の電気的な測定を行なうテスターからなる。ステージ上にウェーハを載置し、テスターと電気的に接続されているプローブをアノード電極に接触させる。この状態でアノード電極とカソード電極間に逆方向電圧が印加され、測定した耐圧値と規定の耐圧値とに基づいてウェーハに形成される半導体装置（チップ）の良品不良品を選別している。

ところで、ガードリングに電極を備えた半導体装置が知られている。（特許文献１）

具体的には、ベース領域（活性領域）を取り囲むようにガードリングが形成され、このガードリングの表面には電極が形成されている。この電極は、外部電圧を印加するためのものであり、ガードリングの表面全てに形成されている。

ところでこの電極が形成されるガードリングの幅は、ガードリングに外部電圧を印加するために、自ずと広くなってしまい、結果的にガードリングの占める領域が大きくなる。従って、このガードリングの占める領域が大きくなると、チップ面積も大きくなってしまう。

また、上記した従来のガードリング構造を備えた半導体装置の耐圧は、その電気的評価において規定の耐圧値の良品不良品の判定しか行なわれず、ガードリング構造に起因したガードリングの不具合、例えば、ガードリング間隔の異常、ガードリングが形成される半導体基板の濃度異常等による耐圧異常の評価が行なわれておらず、ガードリングの不具合等による耐圧異常を把握することが望まれていた。

特開昭４９−８９４８２

従って、本発明は上記した課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的はガードリングの不具合等による耐圧異常を、チップ面積を増大させることなく、把握可能な半導体装置を提供することにある。

第１導電型の半導体基体の表面に第２導電型の活性領域と、前記活性領域を所定の間隔を有して取り囲む第２導電型で均一の幅寸法を有するガードリングとを備えた半導体装置において、前記活性領域の周縁及び前記ガードリングは、前記半導体基体を平面的にみて、直線状の辺部と、該辺部を連結するコーナー部と、を有し、前記ガードリングのコーナー部の少なくとも１箇所にガードリングの電位を測定するガードリングコーナー部電極と、前記ガードリングコーナー部電極が前記ガードリングのコーナー部に形成されたガードリング電極コーナー部と、前記ガードリング電極コーナー部に対応する前記活性領域のコーナー部のガードリング電極対応活性領域コーナー部と、を備え、前記ガードリングコーナー部電極によって前記幅寸法より広く形成された前記ガードリング電極コーナー部の形状に応じて前記ガードリング電極対応活性領域コーナー部が形成されると共に、前記活性領域と前記ガードリング間が同一間隔に保たれていることを特徴とする。

前記ガードリングは、複数から成り、内側のガードリングと外側のガードリングの間は、同一間隔であることを特徴とする。

前記ガードリング電極コーナー部は、該ガードリング電極コーナー部と連結する二つの前記辺部にそれぞれに連結する円弧状の円弧部と、該円弧部に挟まれて連結する直線状の斜辺部と、から成ることを特徴とする。

前記ガードリング電極対応活性領域コーナー部は、前記ガードリング電極コーナー部の形状に応じて削られると共に、前記ガードリング電極対応活性領域コーナー部と連結する二つの前記辺部にそれぞれに連結する円弧状の円弧部と、該円弧部に挟まれて連結する直線状の斜辺部と、から成ることを特徴とする。

前記ガードリング電極コーナー部と隣接する前記ガードリングのコーナー部は、該ガードリングのコーナー部と連結する二つの前記辺部にそれぞれに連結する円弧状の円弧部と、該円弧部に挟まれて連結する直線状の斜辺部と、から成ることを特徴とする。

前記辺部は、四辺から成り、前記ガードリング電極コーナー部の前記円弧部における各円弧の中心角の各合計は、９０°であり、かつ、前記ガードリング電極コーナー部の外周円弧の曲率半径は、内周円弧の曲率半径より大きいことを特徴とする。

前記辺部は、四辺から成り、前記ガードリング電極対応活性領域コーナー部の前記円弧部における各円弧の中心角の各合計は、９０°であることを特徴とする。

前記辺部は、四辺から成り、前記ガードリング電極コーナー部と隣接する前記ガードリングのコーナー部の前記円弧部における各円弧の中心角の各合計は、９０°であることを特徴とする。

本発明の半導体装置は、活性領域とこの活性領域を所定の間隔を有して取り囲む均一の幅寸法を有するガードリングであって、この活性領域の周縁及びガードリングは、半導体基体を平面的にみて、直線状の辺部と、該辺部を連結するコーナー部と、を有する。このガードリングのコーナー部の少なくとも１箇所にガードリングの電位を測定するガードリングコーナー部電極と、ガードリングコーナー部電極がガードリングのコーナー部に形成されたガードリング電極コーナー部と、ガードリング電極コーナー部に対応する活性領域のコーナー部のガードリング電極対応活性領域コーナー部と、を備え、ガードリングコーナー部電極によってその幅寸法より広く形成されたガードリング電極コーナー部の形状に応じてガードリング電極対応活性領域コーナー部が形成されると共に、活性領域とガードリング間が同一間隔に保たれている。

従って、本発明の半導体装置は、ガードリング電極コーナー部の形状に応じてガードリング電極対応活性領域コーナー部を形成することにより、ガードリングにガードリングコーナー部電極を形成してもチップ面積が大きくなることがない。
更に、本発明の半導体装置は、ガードリングコーナー部電極にも電気的接続箇所ができ、該箇所により電気的測定することができ、もってガードリングの不具合等による耐圧異常を把握することができる。

本発明の半導体装置の要部平面図である。 本発明の半導体装置の図１のＡ−Ａ´線断面図である。 本発明の半導体装置の図１のＢ−Ｂ´線断面図である。 本発明の半導体装置の図１のコーナー部Cにおけるガードリングのコーナー部の構成の説明図である。 本発明の半導体装置のガードリングの電位測定を説明する要部断面図である。 従来のガードリング構造を備えた半導体装置の要部平面図である。 従来のガードリング構造を備えた半導体装置の図６のＸ−Ｘ´線断面図である。

以下、図面を用いて、本発明の半導体装置の実施の形態を詳細に説明する。以下の説明では、実施の形態に用いる図面について同一の構成要素は同一の符号を付する。

本発明の半導体装置（チップ）について、プレーナ型ダイオードを例に説明する。
本発明の半導体装置（チップ）は、図１、図２及び図３に示すように、半導体基体３の表面に形成された活性領域４と、ガードリング２本の例としてのガードリング５、６と、チャネルストッパー７を備えている。

活性領域４は、チップの中央に形成されており、活性領域４を取り囲むように、この活性領域４と所定の間隔を有してガードリング５が形成されており、さらにガードリング５を取り囲むように、このガードリング５と所定の間隔を有して別のガードリング６が形成されている。ガードリング６の外周、すなわちチップ端部にガードリング６と所定の間隔を有してチャネルストッパー７が形成されている。

また、このガードリング５、６には、それぞれガードリングコーナー部電極９、１０が形成されている。
ところで、半導体基体３の表面は、絶縁膜８（例えば熱酸化膜、ＣＶＤ酸化膜又はこれらの積層等）で保護されている。絶縁膜８はガードリング５、６上の所定の位置において窓明けが施されており、窓明けが施された箇所には、それぞれガードリングコーナー部電極９、１０が形成されており、該各ガードリングコーナー部電極９、１０は、ガードリング５、６の表面においてオーミック接触が図られていると共に、ガードリング５、６の幅内に形成されている。

ガードリングコーナー部電極９、１０の面積は、後述するガードリングの電位測定に用いるプローブの先端の大きさによって設定される。例えば、プローブの先端の半径が３０μｍＲの場合、１００μｍ×１００μｍに設定される。

活性領域４の表面には、オーミック接触する図示省略のアノード電極を有し、半導体基体３の裏面には、オーミック接触する図示省略のカソード電極を有している。

半導体基体３は、導電型が第１導電型（ｎ型）の第１半導体層１の裏面に形成された第１導電型の高不純物濃度の第２半導体層２からなり、この第２半導体層２の不純物濃度は、第１半導体層１の不純物濃度より高く設定されている。以下、第１導電型をｎ型、第２導電型をｐ型として説明する。

半導体基体３は、次のような製造方法によって形成される。
半導体基体３の１つの製造方法は、第１導電型の第１半導体層１が半導体基板であり、第１導電型の第２半導体層２がこの半導体基板の裏面に不純物の導入技術（デポジション、拡散等）を用いて形成される高不純物濃度層とからなる。また、半導体基体３のもう１つの製造方法は、第１導電型の第２半導体層２が高不純物濃度の半導体基板であり、第１導電型の第１半導体層１がこの半導体基板上にエピタキシャル成長により積層されるエピタキシャル層とからなる。

活性領域４は、第２導電型（ｐ型）であり、半導体基体３の表面を平面的にみて、ほぼ四角形の領域である。この領域は、直線状の辺部と、その辺部を連結する円弧状のコーナー部とからなる構成である。そして、この辺部は、四つの辺部を有している。なお、コーナー部の構成については、後述する。

ガードリング５は、第２導電型（ｐ型）であり、活性領域４を取り囲んで所定の間隔が均一（同一間隔）に保たれている。同様に、ガードリング６は、第２導電型（ｐ型）であり、ガードリング５を取り囲んで所定の間隔が均一（同一間隔）に保たれている。また、ガードリング本数がさらに複数の場合、内側のガードリングと外側のガードリングの間隔は、それぞれ所定の間隔が均一（同一間隔）に保たれている。これらのガードリングの本数及び間隔は、半導体装置の耐圧に応じて設定される。

ガードリングコーナー部電極９、１０は、それぞれガードリング５、６のコーナー部の少なくとも１箇所に形成されている。このガードリングコーナー部電極が形成されたガードリングのコーナー部がガードリング電極コーナー部である。そして、このガードリング電極コーナー部と対応した活性領域４のコーナー部がガードリング電極対応活性領域コーナー部である。このガードリング電極コーナー部の幅は、他のガードリングのコーナー部の幅とガードリングの辺部の幅より広く形成された形状である。そして、このガードリング電極コーナー部の形状に応じて、ガードリング電極対応活性領域コーナー部が形成されると共に、活性領域４とガードリング５の間が同一間隔に保たれている。

ガードリング電極コーナー部は、半導体基体３を平面的にみて、このガードリング電極コーナー部と連結する二つの辺部にそれぞれに連結する円弧状の円弧部と、この円弧部に挟まれて連結する直線状の斜辺部とからなる。

また、ガードリング電極対応活性領域コーナー部は、半導体基体３を平面的にみて、ガードリング電極コーナー部の形状に応じて削られる（直線状と円弧状からなる形状に面取りのように減らされた形状である）と共に、このガードリング電極対応活性領域コーナー部と連結する二つの辺部にそれぞれ連結する円弧状の円弧部と、この円弧部に挟まれて連結する直線状の斜辺部とからなる。

このガードリング電極対応活性領域コーナー部がガードリング電極コーナー部の形状に応じて削られる（直線状と円弧状からなる形状に面取りのように減らされる）が、このガードリング電極対応活性領域コーナー部による活性領域４の領域減少は、活性領域４の全体の領域に対してわずかであり、半導体装置の電気的特性（例えば順方向特性等）に影響を及ぼすほどの活性領域４の領域減少でもない。

また、ガードリング電極コーナー部と隣接するガードリングのコーナー部は、半導体基体３を平面的にみて、このガードリングのコーナー部と連結する二つの辺部にそれぞれに連結する円弧状の円弧部と、この円弧部に挟まれて連結する直線状の斜辺部とからなる。このガードリング電極コーナー部と隣接するガードリングのコーナー部の幅は、ガードリングの辺部及コーナー部の幅と同一である。

ここで、ガードリング電極コーナー部、ガードリング電極対応活性領域コーナー部及びガードリング電極コーナー部と隣接するガードリングのコーナー部の構成を詳細に説明する。
図４は、図１のコーナー部Cにおけるガードリングのコーナー部の構成の説明図である。

活性領域４とガードリング５との間隔が活性領域４−ガードリング５間隔Ｌ１であり、同一間隔である。ガードリング５とガードリング６との間隔がガードリング５−ガードリング６間隔Ｌ２であり、同一間隔である。

ガードリング５におけるガードリング電極コーナー部の幅がガードリング電極部幅Ｇ１である。このガードリングの電極部幅Ｇ１を除くガードリング５の辺部及びコーナー部の幅がガードリング幅Ｗ１である。同様に、ガードリング６の幅がガードリング幅Ｗ２（ガードリング６のガードリング電極コーナー部の幅を除くガードリング６の辺部及びコーナー部の幅）である。

ガードリング５におけるガードリング電極コーナー部の内周（ガードリング電極コーナー部の幅におけるチップの中心側）は、このガードリング電極コーナー部の内周における連結する二つの辺部にそれぞれ連結する円弧状の内周円弧部と、この内周円弧部に挟まれて連結する直線状の内周斜辺部とからなる。この内周円弧部の１つである第１内周円弧部の形状は、曲率中心１１、曲率半径Ｒ３及び中心角α１に基づいて設計される。この曲率中心１１は、このガードリング電極コーナー部と連結する辺部と平行に所定の距離ずらし、この第１内周円弧部と接線で接するガードリング電極コーナー部と連結する辺部の接点から垂直の延長線上との交点にある。

同様に、この内周円弧部のもう１つである第２内周円弧部の形状は、曲率中心１２、曲率半径Ｒ４及び中心角α２に基づいて設計される。この曲率中心１２は、このガードリング電極コーナー部と連結する辺部と平行に所定の距離ずらし、この第２内周円弧部と接線で接するガードリング電極コーナー部と連結する辺部の接点から垂直の延長線上との交点にある。

この中心角α１と中心角α２の関係は、中心角α１と中心角α２の合計が９０°である。この実施例では、中心角α１＝中心角α２＝４５°である。なお、中心角α１、α２は前記した４５°に限らず、例えば、中心角α１＝４０°、中心角α２＝５０°になるように設計してもよい。

ガードリング電極対応活性領域コーナー部は、この活性領域４の他のコーナー部の形状と異なる。具体的には、このガードリング電極対応活性領域コーナー部は、半導体基体３を平面的にみて、上記のガードリング電極コーナー部の内周の形状から活性領域４−ガードリング５間隔Ｌ１分だけ均一に間隔を有して設けられている。

つまり、ガードリング電極対応活性領域コーナー部は、このガードリング電極対応活性領域コーナー部と連結する二つの辺部にそれぞれ連結する円弧状の円弧部と、この円弧部に挟まれて連結する直線状の斜辺部とからなる。この円弧部における１つの円弧が第１円弧部であり、もう１つが第２円弧部である。この第１円弧部の形状は、曲率中心１１、曲率半径Ｒ１及び中心角α１（上記の第１内周円弧部と同心円弧状）に基づいて設計される。同様に、第２円弧部の形状は、曲率中心１２、曲率半径Ｒ２及び中心角α２（上記の第２内周円弧部と同心円弧状）に基づいて設計される。

また、ガードリング５におけるガードリング電極コーナー部の外周（ガードリング電極コーナー部の幅におけるチップの端部側）は、このガードリング電極コーナー部の外周における連結する二つの辺部にそれぞれ連結する円弧状の外周円弧部と、この外周円弧部に挟まれて連結する直線状の外周斜辺部とからなる。

この外周円弧部の１つである第１外周円弧部の形状は、曲率中心１３、曲率半径Ｒ５及び中心角α３に基づいて設計される。この曲率中心１３は、このガードリング電極コーナー部と連結する辺部と平行に所定の距離ずらし、この第１外周円弧部と接線で接するガードリング電極コーナー部と連結する辺部の接点から垂直の延長線上との交点にある。

同様に、この外周円弧部のもう１つである第２外周円弧部の形状は、曲率中心１４、曲率半径Ｒ８及び中心角α４に基づいて設計される。この曲率中心１４は、このガードリング電極コーナー部と連結する辺部と平行に所定の距離ずらし、この第２外周円弧部と接線で接するガードリング電極コーナー部と連結する辺部の接点から垂直の延長線上との交点にある。

この中心角α３と中心角α４の関係は、中心角α３と中心角α４の合計が９０°である。この実施例では、中心角α３＝中心角α４＝４５°である。なお、中心角α３、α４は前記した４５°に限らず、例えば、中心角α３＝４０°、中心角α４＝５０°になるように設計してもよい。

また、ガードリング５におけるガードリング電極コーナー部と隣接するガードリング６のコーナー部の内周（ガードリング幅Ｗ２におけるチップの中心側）は、このガードリング６のコーナー部の内周における連結する二つの辺部にそれぞれ連結する円弧状の内周円弧部と、この内周円弧部に挟まれて連結する直線状の内周斜辺部とからなる。

この内周円弧部の１つである第３内周円弧部の形状は、曲率中心１３、曲率半径Ｒ６及び中心角α３（上記の第１外周円弧部と同心円弧状）に基づいて設計される。この曲率中心１３は、このガードリング６のコーナー部と連結する辺部と平行に所定の距離ずらし、この第３内周円弧部と接線で接するガードリング６のコーナー部と連結する辺部の接点から垂直の延長線上との交点にある。

同様に、この内周円弧部のもう１つである第４内周円弧部の形状は、曲率中心１４、曲率半径Ｒ９及び中心角α４（上記の第２外周円弧部と同心円弧状）に基づいて設計される。この曲率中心１４は、このガードリング６のコーナー部と連結する辺部と平行に所定の距離ずらし、この第４内周円弧部と接線で接するガードリング６のコーナー部と連結する辺部の接点から垂直の延長線上との交点にある。

この中心角α３と中心角α４の関係は、中心角α３と中心角α４の合計が９０°である。この実施例では、中心角α３＝中心角α４＝４５°である。なお、中心角α３、α４は前記した４５°に限らず、例えば、中心角α３＝４０°、中心角α４＝５０°になるようにしてもよい。

また、ガードリング５におけるガードリング電極コーナー部と隣接するガードリング６のコーナー部の外周（ガードリング幅Ｗ２におけるチップの端部側）は、このガードリング６のコーナー部の外周における連結する二つの辺部にそれぞれ連結する円弧状の外周円弧部と、この外周円弧部に挟まれて連結する直線状の外周斜辺部とからなる。この外周円弧部の１つである第３外周円弧部の形状は、曲率中心１３、曲率半径Ｒ７及び中心角α３（上記の第１外周円弧部と同心円弧状）に基づいて設計される。

この曲率中心１３は、このガードリング６のコーナー部と連結する辺部と平行に所定の距離ずらし、この第３外周円弧部と接線で接するガードリング６のコーナー部と連結する辺部の接点から垂直の延長線上との交点にある。

同様に、この外周円弧部のもう１つである第４外周円弧部の形状は、曲率中心１４、曲率半径Ｒ１０及び中心角α４（上記の第２外周円弧部と同心円弧状）に基づいて設計される。この曲率中心１４は、このガードリング６のコーナー部と連結する辺部と平行に所定の距離ずらし、この第４外周円弧部と接線で接するガードリング６のコーナー部と連結する辺部の接点から垂直の延長線上との交点にある。

この中心角α３と中心角α４の関係は、中心角α３と中心角α４の合計が９０°である。この実施例では、中心角α３＝中心角α４＝４５°である。なお、中心角は前記した４５°に限らず、例えば、中心角α３＝４０°、中心角α４＝５０°になるようにしてもよい。

このようにガードリングコーナー部電極９を幅広のガードリング電極コーナー部に形成しても、ガードリング電極コーナー部の外周円弧の曲率半径は、内周円弧の曲率半径より大きい。さらに、ガードリング電極コーナー部の曲率半径（内周円弧部、外周円弧部）は、このガードリングにおけるガードリング電極コーナー部でないガードリングのコーナー部の曲率半径（内周円弧部、外周円弧部）と同じである。

つまり、活性領域４−ガードリング５間隔Ｌ１が同一間隔、ガードリング５−ガードリング６間隔Ｌ２が同一間隔となる。これにより、幅広のガードリング電極コーナー部が形成されても従来のガードリング構造の設計を用いることができ、容易にガードリング構造の設計ができる。

また、ガードリングコーナー部電極１０が形成されているガードリング電極コーナー部等は、上記のガードリングコーナー部電極９が形成されているガードリング電極コーナー部等の説明と同様にして形成される。

次に、ガードリングの本数が２本を例として、ガードリングの電位測定について詳細に説明する。
図５は、本発明の半導体装置（チップ）のガードリングの電位測定を説明する要部断面図である。半導体装置（チップ）は、半導体基体３の表面に形成された活性領域４と、２本のガードリング５、６と、チャネルストッパー７を備えている。活性領域４は、チップの中央に形成されており、活性領域４を取り囲むように、この活性領域４と所定の間隔を有してガードリング５が形成されており、さらにガードリング５を取り囲むように、このガードリング５と所定の間隔を有して別のガードリング６が形成されている。ガードリング６の外周、すなわちチップ端部にガードリング６と所定の間隔を有してチャネルストッパー７が形成されている。
主な具体的な数値は、第１半導体層１の不純物濃度が３×１０^１４ｃｍ^−３であり、活性領域４−ガードリング５間隔Ｌ１が８μｍ、ガードリング５−ガードリング６間隔Ｌ２が８μｍであり、ガードリング幅Ｗ１、Ｗ２がそれぞれ２０μｍである。

本来、活性領域４の表面には、オーミック接触するアノード電極、半導体基体３の裏面にはオーミック接触するカソード電極、ガードリング５、６にはガードリングコーナー部電極及び半導体基体の表面には保護する絶縁膜を有するが、ここでは図示省略する。

このガードリング２本のプレーナ型ダイオードのガードリングの電位測定を行なう。
ところで、半導体装置の製造工程を大別すると、ウェーハ工程とアッセンブリー工程に分けられ、ウェーハ工程の最後にウェーハ選別工程があり、このウェーハ選別工程の中でガードリングの電位測定が行なわれる。

このウェーハ選別工程で用いる選別装置は、ウェーハを載置するステージと、このステージ上に配置されるウェーハとの間の電気的な測定を行なうテスターからなる。ステージ上にウェーハを載置し、テスターと電気的に接続されているプローブをアノード電極に接触させる。同様に、別なプローブをそれぞれのガードリングコーナー部電極に接触させる。この状態でアノード電極とカソード電極間に逆方向電圧ＶＲを印加し、アノード電極とそれぞれのガードリングコーナー部電極間の電位を測定する。

ガードリングの電位測定の説明に用いるプレーナ型ダイオードの定格耐圧を４５０Ｖ、耐圧の測定における逆方向電圧ＶＲを定格耐圧に対しマージンをみてＶＲ＝５００Ｖとし、正常品、異常品１及び異常品２とした場合について説明する。

ガードリングの電位の測定は、端子Ｖ１（アノード電極）を接地（０Ｖ）とし、端子Ｖ１と端子Ｖ４（カソード電極）間にこの逆方向電圧ＶＲ＝５００Ｖを印加し、端子Ｖ１と端子Ｖ２（ガードリング５のガードリングコーナー部電極９）間の電位を測定する。測定結果は、正常品が１０６Ｖ、異常品１が７０Ｖ、異常品２が８７Ｖである。同様に、端子Ｖ１と端子Ｖ３（ガードリング６のガードリングコーナー部電極１０）間の電位を測定する。測定結果は、正常品が１９７Ｖ、異常品１が１６６Ｖ、異常品２が１６３Ｖである。

これらの電位の測定結果を用いて、それぞれの電位差を求める。端子Ｖ１と端子Ｖ２の電位差は、正常品が１０６（＝１０６−０）Ｖ、異常品１が７０（＝７０−０）Ｖ、異常品２が８７（＝８７−０）Ｖである。同様に、端子Ｖ２と端子Ｖ３の電位差は、正常品が９１（＝１９７−１０６）Ｖ、異常品１が９６（＝１６６−７０）Ｖ、異常品２が７６（＝１６３−８７）Ｖである。同様に、端子Ｖ３と端子Ｖ４の電位差は、正常品が３０３（＝５００−１９７）Ｖ、異常品１が３３４（＝５００−１６６）Ｖ、異常品２が３３７（＝５００−１６３）Ｖである。

次に、これらの電位差の比を求める。端子Ｖ２と端子Ｖ３の電位差／端子Ｖ１と端子Ｖ２の電位差の比は、正常品が０．８６（＝９１／１０６）、異常品１が１．３７（＝９６／７０）、異常品２が０．８７（＝７６／８７）である。同様に、端子Ｖ３と端子Ｖ４の電位差／端子Ｖ２と端子Ｖ３の電位差の比は、正常品が３．３３（＝３０３／９１）、異常品１は３．４７、異常品２は４．４３である。

次に、異常品の不良判定について調べると、正常品と異常品の電位差の比の違いから異常品の不良判定が可能となる。
例えば、正常品における電位差の比の良品規格として、端子Ｖ２と端子Ｖ３の電位差／端子Ｖ１と端子Ｖ２の電位差における良品規格を０．７６＜良品１＜０．９６とし、端子Ｖ３と端子Ｖ４の電位差／端子Ｖ２と端子Ｖ３の電位差における良品規格を３．２３＜良品２＜３．４３とする。これらの良品１及び良品２の規格を満足したものが良品であり、満足しなかったものが不良品（異常品）となる。このことにより、異常品の不良判定ができる。いいかえると、ガードリング構造に起因したガードリングの不具合等による耐圧異常をガードリングの電位測定により把握することができる。

これらの異常品の不具合をみてみると、異常品１は、ガードリング５のガードリング幅Ｗ１が活性領域４側に広くなったことにより、活性領域４−ガードリング５間隔Ｌ１が正常品８μｍに対し短かったものであった。また、異常品２は、第１半導体層１の不純物濃度が正常品の３×１０^１４ｃｍ^−３に対し低かったものであった。

以上述べたように、本発明の半導体装置は、ガードリングの不具合等による耐圧異常を、チップ面積を増大させることなく、把握することができる。
なお、前記した実施例においては、ガードリングの本数を２本として説明を行なったが、これに限るものではなく、その他のガードリングの本数についても適応することができる。また、第１導電型をｎ型、第２導電型をｐ型とする実施例を示したが、第１導電型をｐ型、第２導電型をｎ型としてもよい。

また、前記した実施例においては、辺部を四つとしたが、これに限るものではなく、例えば辺部を六つ、八つ等（多角形）としてもよい。

また、前記した実施例では、プレーナ型ダイオードとして説明を行なったが、本発明はこれに限るものではなく、パワーＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ、パワーＩＣ等に本発明を適用することができる。

１ 第１半導体層
２ 第２半導体層
３、１０３ 半導体基体
４、１０４ 活性領域
５、６、１０５、１０６ ガードリング
７、１０７ チャネルストッパー
８ 絶縁膜
９、１０ ガードリングコーナー部電極
１１、１２、１３、１４ 曲率中心
１０１ 半導体基板
１０２ ｎ型半導体層

Claims (8)

1. 第１導電型の半導体基体の表面に第２導電型の活性領域と、前記活性領域を所定の間隔を有して取り囲む第２導電型で均一の幅寸法を有するガードリングとを備えた半導体装置において、
   前記活性領域の周縁及び前記ガードリングは、前記半導体基体を平面的にみて、直線状の辺部と、該辺部を連結するコーナー部と、を有し、
   前記ガードリングのコーナー部の少なくとも１箇所にガードリングの電位を測定するガードリングコーナー部電極と、
   前記ガードリングコーナー部電極が前記ガードリングのコーナー部に形成されたガードリング電極コーナー部と、
   前記ガードリング電極コーナー部に対応する前記活性領域のコーナー部のガードリング電極対応活性領域コーナー部と、を備え、
   前記ガードリングコーナー部電極によって前記幅寸法より広く形成された前記ガードリング電極コーナー部の形状に応じて前記ガードリング電極対応活性領域コーナー部が形成されると共に、前記活性領域と前記ガードリング間が同一間隔に保たれていることを特徴とする半導体装置。
2. 前記ガードリングは、複数から成り、内側のガードリングと外側のガードリングの間は、同一間隔であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記ガードリング電極コーナー部は、該ガードリング電極コーナー部と連結する二つの前記辺部にそれぞれに連結する円弧状の円弧部と、該円弧部に挟まれて連結する直線状の斜辺部と、から成ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
4. 前記ガードリング電極対応活性領域コーナー部は、前記ガードリング電極コーナー部の形状に応じて削られると共に、前記ガードリング電極対応活性領域コーナー部と連結する二つの前記辺部にそれぞれに連結する円弧状の円弧部と、該円弧部に挟まれて連結する直線状の斜辺部と、から成ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
5. 前記ガードリング電極コーナー部と隣接する前記ガードリングのコーナー部は、該ガードリングのコーナー部と連結する二つの前記辺部にそれぞれに連結する円弧状の円弧部と、該円弧部に挟まれて連結する直線状の斜辺部と、から成ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
6. 前記辺部は、四辺から成り、前記ガードリング電極コーナー部の前記円弧部における各円弧の中心角の各合計は、９０°であり、かつ、前記ガードリング電極コーナー部の外周円弧の曲率半径は、内周円弧の曲率半径より大きいことを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
7. 前記辺部は、四辺から成り、前記ガードリング電極対応活性領域コーナー部の前記円弧部における各円弧の中心角の各合計は、９０°であることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
8. 前記辺部は、四辺から成り、前記ガードリング電極コーナー部と隣接する前記ガードリングのコーナー部の前記円弧部における各円弧の中心角の各合計は、９０°であることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。