JP2012146832A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置に関し、特に半導体装置の終端構造に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a termination structure of a semiconductor device.
高耐圧、低損失および高耐熱を実現できる次世代のスイッチング素子として、炭化珪素(SiC)を用いた半導体素子が有望視されており、インバーターなどのパワー半導体装置への適用が期待されている。 A semiconductor element using silicon carbide (SiC) is regarded as promising as a next-generation switching element capable of realizing high breakdown voltage, low loss, and high heat resistance, and is expected to be applied to power semiconductor devices such as inverters.
しかしSiC半導体装置には、多くの解決すべき課題が残されている。その一つは、半導体装置の終端部(例えばショットキー障壁ダイオードのショットキー電極の端部や、pnダイオードやMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)のpn接合の端部)における電界集中より、半導体装置の耐電圧特性が低下する問題である。 However, many problems to be solved remain in the SiC semiconductor device. One of them is due to the electric field concentration at the end portion of the semiconductor device (for example, the end portion of the Schottky electrode of the Schottky barrier diode or the pn junction of the pn diode or MOSFET (Metal Oxide Field Effect Transistor)). This is a problem that the withstand voltage characteristic of the device is lowered.
半導体装置の終端部に生じる電界を緩和する終端構造の代表例としては、ガードリング構造や、JTE(Junction Termination Extension)構造、FLR(Field Limiting Ring)構造等がある。これらはいずれも、半導体装置を囲むように形成される不純物拡散層である。一般に、JTE構造は、表面電界を低減する目的で設けられ、半導体装置の終端部から外へ向けて段階的に不純物濃度が低くなる構造を有している。これに対し、FLR構造は、同じ濃度の複数の不純物拡散層から成る。 Typical examples of the termination structure for reducing the electric field generated at the termination portion of the semiconductor device include a guard ring structure, a JTE (Junction Termination Extension) structure, and an FLR (Field Limiting Ring) structure. These are impurity diffusion layers formed so as to surround the semiconductor device. In general, the JTE structure is provided for the purpose of reducing the surface electric field, and has a structure in which the impurity concentration gradually decreases from the terminal portion of the semiconductor device to the outside. On the other hand, the FLR structure is composed of a plurality of impurity diffusion layers having the same concentration.
例えば下記の特許文献1には、ガードリングとJTEとを組み合わせた終端構造が開示されている。特許文献1の終端構造は、ガードリングの外側に、当該ガードリングよりも不純物濃度を低くしたJTEが配設された構造となっている。また特許文献1では、ガードリングおよびJTEを、半導体層表面に設けたリセス構造の下に形成することにより、電界集中が生じ易いガードリングおよびJTEの底端部と半導体層表面との距離を長くし、半導体層表面の電界を更に緩和させる技術が提案されている。
For example,
上記のように、従来の半導体装置においてはガードリング/JTEの二種類の注入条件を用いることで、耐圧構造を実現していた。 As described above, in a conventional semiconductor device, a withstand voltage structure is realized by using two types of implantation conditions of guard ring / JTE.
ここで、二種類の注入条件でガードリング/JTE構造を実現するためには、それぞれの位置に不純物を注入するためのマスクを形成する工程が必要となる。また、それらのマスクを作製するためには、それぞれのマスクの位置をアライメントするための基準(アライメントマーク)を、さらにその前工程で作製する必要がある。アライメントマークは、SiCの表面をエッチング加工して形成される。 Here, in order to realize the guard ring / JTE structure under two kinds of implantation conditions, a step of forming a mask for injecting impurities into each position is required. Further, in order to produce these masks, it is necessary to produce a reference (alignment mark) for aligning the positions of the respective masks in the previous process. The alignment mark is formed by etching the surface of SiC.
以上のように、従来の半導体装置では、少なくとも3つのマスク(アライメントマーク形成用、ガードリング形成用、JTE形成用)が必要になるとともに、異なる条件で不純物注入を行わなければならなかった。このため、工程が複雑になると共に、バラつきの増加、不良率の悪化、コストの増加などの問題が生じていた。 As described above, in the conventional semiconductor device, at least three masks (for alignment mark formation, guard ring formation, and JTE formation) are required, and impurity implantation has to be performed under different conditions. For this reason, the process becomes complicated, and problems such as an increase in variation, a deterioration in defect rate, and an increase in cost have occurred.
これらの問題点を改善する方法として、例えばガードリングのみの構造とする、または、ガードリングの外側を、リング状の同じ注入層を複数形成したFLR構造とすることで、注入工程を1工程にして、3つのマスクを2つのマスクに削減することが考えられる。 As a method for solving these problems, for example, a structure having only a guard ring or a FLR structure in which a plurality of the same ring-shaped injection layers are formed on the outside of the guard ring makes the injection process one step. Thus, it is conceivable to reduce three masks to two masks.
更には、アライメントマークを形成する工程と、上記の注入用マスク(ガードリング形成用、JTE形成用)を形成する工程とを共通の工程とすることで、1つのマスクでアライメントマークと終端構造とを形成することも出来る。 Furthermore, the alignment mark and the termination structure can be formed with a single mask by making the process of forming the alignment mark and the process of forming the implantation mask (for guard ring formation, for JTE formation) common. Can also be formed.
このように、注入条件やパターン形状を最適化することにより、マスク削減は可能である。 As described above, the mask can be reduced by optimizing the implantation conditions and the pattern shape.
しかし、この場合のガードリングの不純物濃度は、装置の耐圧特性を確実なものとするために、比較的濃い濃度で形成される。よって、高電圧をカソードに印加した場合、不純物層の空乏層の伸びは少なくなり、高電界が発生しやすい。 However, the impurity concentration of the guard ring in this case is formed at a relatively high concentration in order to ensure the breakdown voltage characteristics of the device. Therefore, when a high voltage is applied to the cathode, the extension of the depletion layer of the impurity layer is reduced and a high electric field is likely to be generated.
また、ガードリングの領域に、エッチングで掘り込まれた構造(リセス構造)があると、特にリセス底面のコーナー部には、強い電界が発生する。 Further, if there is a structure (recess structure) dug in the region of the guard ring, a strong electric field is generated particularly at the corner portion of the bottom surface of the recess.
ところで、SiCのようなワイドバンドギャップ半導体は、Siよりも高電界で耐圧が確保でき、注入条件やパターン形状を最適化すれば、より高い耐圧を確保することは可能である。しかし、半導体装置の終端部をポリイミド等の絶縁体で覆う終端構造の場合には、テスト工程や組み立て工程において、その絶縁体の表面に電荷が蓄積し、リセス構造の電界強度が変動してしまい、絶縁破壊を引き起こすという問題があった。 By the way, a wide band gap semiconductor such as SiC can secure a withstand voltage at a higher electric field than Si, and can secure a higher withstand voltage by optimizing implantation conditions and pattern shapes. However, in the case of a termination structure in which the termination portion of the semiconductor device is covered with an insulator such as polyimide, charges are accumulated on the surface of the insulator in the test process or assembly process, and the electric field strength of the recess structure fluctuates. There was a problem of causing dielectric breakdown.
また、半導体デバイスを電力変換用モジュールに組み込む際には、装置を他の絶縁体で被うことが必要となるが、その工程において、ポリイミド等の絶縁体表面に電荷が蓄積してしまい、絶縁耐力を低下させるという問題があった。 In addition, when a semiconductor device is incorporated in a power conversion module, it is necessary to cover the apparatus with another insulator. In that process, charges accumulate on the surface of an insulator such as polyimide, resulting in insulation. There was a problem of lowering the yield strength.
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、高電界での耐圧を確保でき、かつ絶縁破壊を抑制できる終端構造を有する半導体装置の提供を目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device having a termination structure that can secure a withstand voltage in a high electric field and can suppress dielectric breakdown.
本発明にかかる半導体装置は、第1導電型のワイドバンドギャップ半導体基板上に形成された、第1導電型のドリフト領域と、前記ドリフト領域表面に形成された、ショットキー電極と、前記ドリフト領域表面において、平面視で前記ショットキー電極を囲むように形成された、リセス構造と、前記リセス構造底面内に形成され、前記ショットキー電極と接続された、第2導電型のガードリング層と、前記リセス構造に沿って、少なくとも前記リセス構造を覆って形成された、保護膜と、前記保護膜に沿って、前記保護膜上に形成された、半絶縁膜とを備え、前記半絶縁膜は、前記リセス構造が囲む領域の内側において前記ショットキー電極と接続される接続部と、前記リセス構造が囲む領域の外側において前記ドリフト領域と接続される接続部とを備える。 A semiconductor device according to the present invention includes a first conductivity type drift region formed on a first conductivity type wide band gap semiconductor substrate, a Schottky electrode formed on the surface of the drift region, and the drift region. On the surface, a recess structure formed so as to surround the Schottky electrode in plan view, and a second conductivity type guard ring layer formed in the bottom surface of the recess structure and connected to the Schottky electrode; A protective film formed along the recess structure and covering at least the recess structure, and a semi-insulating film formed on the protective film along the protective film, the semi-insulating film comprising: A connection portion connected to the Schottky electrode inside the region surrounded by the recess structure, and a contact portion connected to the drift region outside the region surrounded by the recess structure. And a part.
本発明にかかる半導体装置によれば、第1導電型のワイドバンドギャップ半導体基板上に形成された、第1導電型のドリフト領域と、前記ドリフト領域表面に形成された、ショットキー電極と、前記ドリフト領域表面において、平面視で前記ショットキー電極を囲むように形成された、リセス構造と、前記リセス構造底面内に形成され、前記ショットキー電極と接続された、第2導電型のガードリング層と、前記リセス構造に沿って、少なくとも前記リセス構造を覆って形成された、保護膜と、前記保護膜に沿って、前記保護膜上に形成された、半絶縁膜とを備え、前記半絶縁膜は、前記リセス構造が囲む領域の内側において前記ショットキー電極と接続される接続部と、前記リセス構造が囲む領域の外側において前記ドリフト領域と接続される接続部とを備えることにより、保護膜上に帯電などで蓄積される電荷が、半絶縁膜によって除かれるため、保護膜上の帯電による電界強度の増大を防ぎ、耐圧の低下を防ぐことが可能となる。 According to the semiconductor device of the present invention, the first conductivity type drift region formed on the first conductivity type wide band gap semiconductor substrate, the Schottky electrode formed on the surface of the drift region, On the drift region surface, a recess structure formed so as to surround the Schottky electrode in plan view, and a second conductivity type guard ring layer formed in the bottom surface of the recess structure and connected to the Schottky electrode And a protective film formed along at least the recess structure so as to cover the recess structure, and a semi-insulating film formed on the protective film along the protective film. The film is connected to the connection portion connected to the Schottky electrode inside the region surrounded by the recess structure, and to the drift region outside the region surrounded by the recess structure. The charge accumulated on the protective film is removed by the semi-insulating film, thereby preventing an increase in electric field strength due to the charge on the protective film and preventing a decrease in breakdown voltage. It becomes possible.
<A.実施の形態1>
<A−1.構成>
図1は、本実施の形態に係る半導体装置の平面図である。図2は図1のA−A’断面図である。
<A.
<A-1. Configuration>
FIG. 1 is a plan view of the semiconductor device according to the present embodiment. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
図1、2に示すように、本発明にかかる半導体装置は、例えばSiC基板1の上にショットキーバリアダイオード(SBD)が形成されたものである。ワイドバンドギャップ半導体の一例としてSiCを挙げているが、他のワイドバンドギャップ半導体を用いることも可能である。なお、本発明は、Siよりも高電圧動作が可能なワイドバンドギャップ半導体を用いた場合の、高電界での動作において、特に顕著な効果を発揮するものである。
As shown in FIGS. 1 and 2, the semiconductor device according to the present invention has a Schottky barrier diode (SBD) formed on, for example, a
図1、2において、SBDは、SiC基板1の表面に形成される。SiC基板1は、例えば、高濃度のn型(以下、単にn+と記す場合がある)の半導体基板、例えば、ウエハが該当する。SiC基板1は、SiCからなり、シリコンよりバンドギャップの広いワイドバンドギャップを有する半導体基板である。SiC基板1上には、低濃度のn型(以下、単にn−と記すこともある)の半導体層であるドリフト領域2が形成されている。ドリフト領域2は、SiC基板1上にエピタキシャル成長させたものである。
1 and 2, the SBD is formed on the surface of the
ドリフト領域2表面の所定領域には、SBD電極5が形成される。SBD電極5は、例えばTiやMoやNiなどの金属で形成される。さらにSBD電極5上に、外部出力電極6が形成される。外部出力電極6は、例えばアルミニウムで形成される。
An
ドリフト領域2表面において、平面視でSBD電極5を囲むようにリセス構造3が形成される。囲む形状は、例えばリング状である。リセス構造3底面内は、ガードリング注入層4が形成される。ガードリング注入層4は、例えばAlイオンをイオン注入機で注入して、1700℃程度の高温で活性化アニールすることにより形成される。ガードリング注入層4上には、ドリフト領域2が延在して形成される。
さらに、外部出力電極6上からガードリング注入層4上に延在して、保護膜7が形成される。保護膜7は、リセス構造3に沿って形成され(図1参照)、リセス構造3を覆う。保護膜7は、例えばポリイミドなどの絶縁膜であり、外部出力電極6を覆う領域の一部は開口されていて、外部出力電極6から出力が取り出せるように形成されている。
Further, a
保護膜7の上に、例えば窒化珪素膜などの半絶縁膜20が形成されている。半絶縁膜20は、保護膜7に従ってSBD電極5を囲むように形成され(図1参照)、リセス構造3が囲む領域の内側において、接続部21で外部出力電極6と接続され、また、リセス構造3が囲む領域の外側において、接続部22でドリフト領域2と接続される(図1参照)。
A
SiC基板1の裏面側には、オーミック電極層8と金属層9とが形成されている。オーミック電極層8は、例えばNiとSiの化合物であるNiSiで形成される。金属層9は、例えばTiやNiやMoやCuやAuなどの金属の単層膜や、それらの積層膜である。
On the back side of
<A−2.製造方法>
次に、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。
<A-2. Manufacturing method>
Next, a method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment will be described.
SiC基板1上に、SiC膜をエピタキシャル成長させてドリフト領域2を形成する。そして、SiCからなるn型の半導体層であるドリフト領域2上に、例えば写真製版技術によりレジストのパターンを形成する。
A
このレジストパターンをマスクとして、例えばAlイオンを注入し、p型のガードリング注入層4を形成する。なお、イオンを注入する工程と、アライメントマークを形成する工程とを共通の工程とすることで、1つのマスクで終端構造を形成することが出来る。 Using this resist pattern as a mask, for example, Al ions are implanted to form a p-type guard ring implantation layer 4. Note that the termination structure can be formed with one mask by making the step of implanting ions and the step of forming the alignment mark a common step.
図2に示されるように、掘り込まれた構造、すなわち、リセス構造3に、ガードリング注入層4が形成された終端構造となる。
As shown in FIG. 2, a termination structure in which a guard ring injection layer 4 is formed in the recessed
ドリフト領域2の、アライメントマークを形成する領域(図示せず)と、ガードリング注入層4を形成する領域とに開口パターン(図示せず)を形成して、例えば、反応性イオンエッチングなどを用いてドリフト領域2の表面をエッチングする。このようにして、凹状のアライメントマークと、リセス構造3とを形成する。
An opening pattern (not shown) is formed in the
次に、そのままのレジストマスクで、例えばAlイオンを注入することにより、ガードリング注入層4を形成する。このとき、アライメントマークを形成した領域にもAlイオンが注入されるが、アライメントマークは光学的なアライメントをするだけであり、段差さえあれば形成されれば足りるので、Alイオンが注入されていても問題はない。 Next, the guard ring implantation layer 4 is formed by implanting, for example, Al ions with the resist mask as it is. At this time, Al ions are also implanted into the region where the alignment mark is formed. However, the alignment mark only needs to be optically aligned and only needs to be formed with a step, so Al ions are implanted. There is no problem.
次に、1500℃以上の、例えば1700℃の高温でアニールすることにより、Alイオンを注入した領域を活性化して、p型のガードリング注入層4を形成する。 Next, by annealing at a high temperature of 1500 ° C. or higher, for example, 1700 ° C., the region into which Al ions have been implanted is activated, and the p-type guard ring implanted layer 4 is formed.
次に、SiC基板1の裏面側を研削して板厚を薄くする。そして研削した裏面に、例えばスパッタ法により、Niを100nm程度成膜して、例えばランプアニール法により、1000℃程度でアニールして、裏面にNiSiのオーミック電極層8を形成する。
Next, the back side of
次に、SBD電極5を、Ti、Mo、Ni等を用いて、例えば、スパッタ法で成膜する。写真製版によるレジストパターンをマスクとして成膜する。SBD電極5の金属が例えばTiの場合は、フッ酸を希釈した溶液でエッチングする。
Next, the
SBD電極5は、ガードリング注入層4に周囲を囲まれて、一部ガードリング注入層4と重なって形成される。
The
次に、SBD電極5上に、例えばスパッタ法によりアルミニウム膜を成膜する。そして、写真製版によるレジストパターンをマスクとして、例えばリン酸を含む溶液でエッチング加工する。こうして外部出力電極6を形成する。
Next, an aluminum film is formed on the
次に、SiC基板1表面にポリイミド膜を、例えばスピンコート法で塗布して、写真製版によりエッチングする。外部出力電極6表面の一部と、装置の周辺外周部における装置切断分離部とを、エッチングによって開口させる。その後に、300〜400℃程度の温度でベークすることにより、ポリイミド膜による保護膜7を形成する。
Next, a polyimide film is applied to the surface of the
次に、例えばプラズマ化学気相成長(CVD:Chemical Vapor Deposition)で、半絶縁性で高抵抗の、窒化珪素膜等の半絶縁膜20を形成する。
Next, a
プラズマCVDにより形成する窒化珪素膜は、成膜条件を調整してSiとNの組成比を変えることができる。通常の窒化珪素膜よりもSiが多い組成比にすると、絶縁体である窒化珪素膜に導電性を持たせることができ、Siの組成比で、半絶縁膜20の抵抗を調整することが可能である。
The silicon nitride film formed by plasma CVD can change the composition ratio of Si and N by adjusting the film formation conditions. When the composition ratio of Si is higher than that of a normal silicon nitride film, the silicon nitride film, which is an insulator, can be made conductive, and the resistance of the
次に、写真製版によるレジストパターンをマスクとして、半絶縁膜20をエッチング加工する。リセス構造3を覆っている保護膜7上を含む領域を残してエッチング加工し、半絶縁膜20を形成する。
Next, the
このとき、半絶縁膜20が外部出力電極6表面に接する部分を接続部21として残し、ドリフト領域2と接する部分を接続部22として残して、半絶縁膜20を、外部出力電極6とドリフト領域2とに電気的に接続させる。
At this time, a portion where the
次に、金属層9を形成する。金属層9は、例えばTi、Ni、Mo、Cu、Au等の金属の単層膜や、それらの積層膜で形成し、例えばスパッタ法や蒸着で形成する。 Next, the metal layer 9 is formed. The metal layer 9 is formed of, for example, a single layer film of a metal such as Ti, Ni, Mo, Cu, or Au, or a laminated film thereof, for example, by sputtering or vapor deposition.
なお、本実施の形態では、半絶縁膜20がプラズマ窒化珪素膜である場合について説明したが、シリコン膜等の他の無機膜でもよいし、ポリイミド等の有機膜にカーボン等の導電性材料を添加して半絶縁膜としたものであってもよい。
In the present embodiment, the case where the
また、半絶縁膜20の抵抗は、SBDの逆方向電流よりも小さいことが望ましい。例えば、SBDの待機時に印加される電圧が600Vで、SBDに流れる逆方向電流が10μAである場合に、半絶縁膜20に流れる電流を1μA以下にするためには、半絶縁膜20の抵抗は600MΩ以上に設定すればよい。
The resistance of the
また、本実施の形態では保護膜7の表面に半絶縁膜20を形成する場合について説明したが、半絶縁膜20の上に第2の保護膜を形成してもよい。
In this embodiment, the case where the
<A−3.効果>
本発明にかかる実施の形態1によれば、半導体装置において、ドリフト領域2表面において、平面視でSBD電極5を囲むように形成された、リセス構造3と、リセス構造3底面内に形成され、SBD電極5と接続された、ガードリング注入層4と、リセス構造3に沿って、少なくともリセス構造3を覆って形成された、保護膜7と、保護膜7に沿って、保護膜7上に形成された、半絶縁膜20とを備え、半絶縁膜20は、リセス構造3が囲む領域の内側においてSBD電極5と接続される接続部21と、リセス構造3が囲む領域の外側においてドリフト領域2と接続される接続部22とを備えることで、保護膜7上に帯電などで蓄積される電荷が、半絶縁膜20によって除かれるため、保護膜7上の帯電による電界強度の増大を防ぎ、耐圧の低下を防ぐことが可能となる。
<A-3. Effect>
According to the first embodiment of the present invention, in the semiconductor device, the surface of the
また、半導体装置の信頼性を向上させることができるとともに、耐圧不良素子が減少するのでコストを下げることができる。 Further, the reliability of the semiconductor device can be improved, and the cost can be reduced because the number of breakdown voltage defective elements is reduced.
また、半絶縁膜20の一端はSBD電極5の電極端子に接続部21を介して接続され、他の一端は、装置の周辺外周部におけるドリフト領域2の開口部に接続部22を介して接続されることで、SBD電極5から装置の周辺外周部に至るにつれて、電圧が、周辺外周部におけるドリフト領域2の電圧となるような緩やかな電圧勾配を、保護膜7上に付加できる。よって、保護膜7上の電界強度を下げることができ、高電界による保護膜7の破壊や劣化を防止できる。
Further, one end of the
また、半導体装置を、エポキシ樹脂等の封止剤に埋め込んで実装した場合に、封止材の不純物イオン等が装置の外側に付着することがある。しかし、半絶縁膜20が電気的にシールドすることによって、外部に付着した不純物イオン(電荷)の影響が、内部の素子に及ぶことを抑制できる。
In addition, when a semiconductor device is mounted by being embedded in a sealing agent such as an epoxy resin, impurity ions or the like of the sealing material may adhere to the outside of the device. However, since the
なお、半絶縁膜20を形成することで、電界強度の増大を防ぐことができるため、リセス構造を有する場合であっても、その絶縁破壊への影響度を下げることができる。
Note that by forming the
<B.実施の形態2>
<B−1.構成>
図3は、本実施の形態に係る半導体装置の平面図である。半絶縁膜30の形状を除けば、図1および図2に示した実施の形態1と同様であるので、詳細な説明を省略する。
<B. Second Embodiment>
<B-1. Configuration>
FIG. 3 is a plan view of the semiconductor device according to the present embodiment. Except for the shape of the
本実施の形態2に係る半導体装置では、半絶縁膜30に複数個の開口部23を形成して、半絶縁膜30を網目状にして、保護膜7上に形成している。図3に示す半絶縁膜30は、実施の形態1と同様に、リセス構造3を覆っている保護膜7上を含む領域に配置され、半絶縁膜30の一端はSBD電極5の電極端子に接続部21を介して接続され、他の一端は、装置の周辺外周部におけるドリフト領域2の開口部に接続部22を介して接続される。
In the semiconductor device according to the second embodiment, a plurality of
半絶縁膜30の形成方法としては、まず保護膜7の上に半絶縁性の膜を成膜し、リセス構造3を覆っている保護膜7上を含む領域に、複数の開口部23を有するレジストパターンを写真製版により形成して、それをマスクとしてエッチング加工すればよい。
As a method of forming the
<B−2.効果>
本発明にかかる実施の形態2によれば、半導体装置において、半絶縁膜30は、複数個の開口部23を有することで、すなわち、半絶縁膜30を網目状の形状に加工することで、配線を流れるリーク電流を十分に抑制可能な高抵抗の膜を、シート抵抗が低い膜を用いた場合でも容易に形成できる。よって、半絶縁膜30の材料の選択肢が増える。
<B-2. Effect>
According to the second embodiment of the present invention, in the semiconductor device, the
また、半絶縁膜30が、十分に高抵抗となるように開口部23を形成しておけば、半絶縁膜30のシート抵抗がばらつく場合であってもリーク電流をコントロールすることが可能となり、不良素子が減少してコストを下げることができる。
Further, if the
<C.実施の形態3>
<C−1.構成>
図4は、本実施の形態に係る半導体装置の平面図である。図5は図4のA−A’断面図である。半絶縁膜24の形状を除けば、図1および図2に示した実施の形態1と同様であるので、詳細な説明を省略する。
<
<C-1. Configuration>
FIG. 4 is a plan view of the semiconductor device according to the present embodiment. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. Except for the shape of the
本実施の形態3に係る半導体装置では、半絶縁膜24を、渦巻き状の配線形状となるようにエッチング加工して、保護膜7の上に形成している。図4に示す渦巻き状の配線形状である半絶縁膜24は、リセス構造3を覆っている保護膜7上を含む領域に配置され、半絶縁膜24の一端はSBD電極5の電極端子に接続部25を介して接続され、他の一端は、装置の周辺外周部におけるドリフト領域2の開口部に接続部26を介して接続される。
In the semiconductor device according to the third embodiment, the
半絶縁膜24の形成方法としては、まず保護膜7の上に半絶縁性の膜を成膜し、リセス構造3を覆っている保護膜7上を含む領域に、複数本の配線が形成されるような渦巻き状のレジストパターンを写真製版により形成して、それをマスクとしてエッチング加工すればよい。
As a method for forming the
<C−2.効果>
本発明にかかる実施の形態3によれば、半導体装置において、半絶縁膜24は、保護膜7に沿う渦巻き形状であることで、配線を流れるリーク電流を十分に抑制可能な高抵抗の膜を、シート抵抗が低い膜を用いた場合でも容易に形成でき、半絶縁膜24の材料の選択肢が増える。
<C-2. Effect>
According to the third embodiment of the present invention, in the semiconductor device, the
また、半絶縁膜24が、十分に高抵抗となるように配線形状の太さ、本数等を形成しておけば、半絶縁膜24のシート抵抗がばらつく場合であってもリーク電流をコントロールすることが可能になり、不良素子が減少してコストを下げることができる。
Further, if the thickness and number of wirings are formed so that the
本発明の実施の形態では、各構成要素の材質、材料、実施の条件等についても記載しているが、これらは例示であって記載したものに限られるものではない。 In the embodiment of the present invention, the material, material, conditions for implementation, etc. of each component are also described, but these are examples and are not limited to those described.
1 SiC基板、2 ドリフト領域、3 リセス構造、4 ガードリング注入層、5 SBD電極、6 外部出力電極、7 保護膜、8 オーミック電極層、9 金属層、20,24,30 半絶縁膜、21,22,25,26 接続部、23 開口部。 1 SiC substrate, 2 drift region, 3 recess structure, 4 guard ring injection layer, 5 SBD electrode, 6 external output electrode, 7 protective film, 8 ohmic electrode layer, 9 metal layer, 20, 24, 30 semi-insulating film, 21 , 22, 25, 26 Connection, 23 Opening.
Claims (3)
前記ドリフト領域表面に形成された、ショットキー電極と、
前記ドリフト領域表面において、平面視で前記ショットキー電極を囲むように形成された、リセス構造と、
前記リセス構造底面内に形成され、前記ショットキー電極と接続された、第2導電型のガードリング層と、
前記リセス構造に沿って、少なくとも前記リセス構造を覆って形成された、保護膜と、
前記保護膜に沿って、前記保護膜上に形成された、半絶縁膜とを備え、
前記半絶縁膜は、前記リセス構造が囲む領域の内側において前記ショットキー電極と接続される接続部と、前記リセス構造が囲む領域の外側において前記ドリフト領域と接続される接続部とを備える、
半導体装置。 A first conductivity type drift region formed on a first conductivity type wide band gap semiconductor substrate;
A Schottky electrode formed on the surface of the drift region;
A recess structure formed so as to surround the Schottky electrode in plan view on the drift region surface;
A guard ring layer of a second conductivity type formed in the recess structure bottom surface and connected to the Schottky electrode;
A protective film formed along the recess structure and covering at least the recess structure;
A semi-insulating film formed on the protective film along the protective film,
The semi-insulating film includes a connection portion connected to the Schottky electrode inside a region surrounded by the recess structure, and a connection portion connected to the drift region outside the region surrounded by the recess structure.
Semiconductor device.
請求項1に記載の半導体装置。 The semi-insulating film has a plurality of openings.
The semiconductor device according to claim 1.
請求項1に記載の半導体装置。 The semi-insulating film has a spiral shape along the protective film,
The semiconductor device according to claim 1.
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