JP2018061009A - Semiconductor device and semiconductor package - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device that is a normally-on type and that can miniaturize an element, and to provide a semiconductor package.SOLUTION: Provided is a semiconductor chip 6 including: a first transistor Tr1 and a second transistor Tr2; a drain electrode 53 electrically connected with drains of the first transistor Tr1 and the second transistor Tr2 commonly; first source wiring 10 electrically connected with a source of the first transistor Tr1; second source wiring 11 electrically connected with a source of the second transistor Tr2; and gate wiring 9 electrically connected with gates of the first transistor Tr1 and the second transistor Tr2 commonly.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、半導体装置および半導体パッケージに関する。   The present invention relates to a semiconductor device and a semiconductor package.

従来、ノーマリオン型の半導体素子として、JFET(Junction gate Field Effect Transistor)が知られている。たとえば、特許文献1は、MOSFETと組み合わせた形態で使用されるSiC−JFETを開示している。
また、特許文献2は、半導体チップと、半導体チップを搭載するステージと、ゲートリードと、ソースリードと、ドレインリードと、ボンディングワイヤと、封止樹脂とを備える、半導体パッケージを開示している。
Conventionally, a JFET (Junction Gate Field Effect Transistor) is known as a normally-on type semiconductor element. For example, Patent Document 1 discloses a SiC-JFET used in a form combined with a MOSFET.
Patent Document 2 discloses a semiconductor package including a semiconductor chip, a stage on which the semiconductor chip is mounted, a gate lead, a source lead, a drain lead, a bonding wire, and a sealing resin.

特開2011−166673号公報JP 2011-166673 A 特開2014−123665号公報JP 2014-123665 A

ノーマリオン型のJFETは、電圧の印加によって半導体層内に広がる空乏層によって、半導体層を流れる電流が遮断される。空乏層の広がり幅を適切に設計することが、電流の確実な遮断を確保する。そのため、JFETでは、空乏層の広がり幅を優先的に考慮しなければならず、半導体層の不純物濃度(チャネル濃度)を低くする結果、単位長さ当たりの抵抗が比較的高い。また、ノーマリオン型の半導体素子として、デプレッション型MOSFETも存在するが、空乏層の広がり幅を優先的に考慮するという同様の理由が、半導体層の抵抗の低減化を妨げている。   In a normally-on JFET, a current flowing through the semiconductor layer is blocked by a depletion layer that spreads in the semiconductor layer when a voltage is applied. Appropriate design of the depletion layer spread width ensures reliable interruption of current. For this reason, in the JFET, the spreading width of the depletion layer must be preferentially considered, and as a result of lowering the impurity concentration (channel concentration) of the semiconductor layer, the resistance per unit length is relatively high. In addition, although a depletion type MOSFET exists as a normally-on type semiconductor element, the same reason for preferentially considering the spread width of the depletion layer prevents the resistance of the semiconductor layer from being reduced.

このような背景から、JFETやデプレッション型MOSFETでは、オン抵抗を低くするために電流経路を大きく確保しておく必要がある。そのため、素子を小型化して使用することが難しい。
本発明の目的は、ノーマリオン型であり、かつ素子の小型化を図ることができる半導体装置および半導体パッケージを提供することである。
From such a background, in JFET and depletion type MOSFET, it is necessary to secure a large current path in order to reduce on-resistance. Therefore, it is difficult to use the device with a reduced size.
An object of the present invention is to provide a semiconductor device and a semiconductor package that are of a normally-on type and that can be miniaturized.

また、特許文献2のように、従来から様々な半導体パッケージが提案されているが、今後、ウェアラブル端末の需要に伴い、より小型化されたトランジスタが要求される。
本発明の他の目的は、従来に比べて格段に小型化された半導体装置を提供することである。
In addition, various semiconductor packages have been conventionally proposed as in Patent Document 2, but in the future, with the demand for wearable terminals, more compact transistors will be required.
Another object of the present invention is to provide a semiconductor device that is remarkably miniaturized as compared with the prior art.

本発明の一実施形態に係る半導体装置は、エンハンスメント型の第1pチャネル型MISFETと、エンハンスメント型の第2pチャネル型MISFETと、前記第1pチャネル型MISFETおよび前記第2pチャネル型MISFETのドレインに共通に電気的に接続されたドレイン導電体と、前記第1pチャネル型MISFETのソースに電気的に接続された第1ソース導電体と、前記第2pチャネル型MISFETのソースに電気的に接続された第2ソース導電体と、前記第1pチャネル型MISFETおよび前記第2pチャネル型MISFETのゲートに共通に電気的に接続されたゲート導電体とを含む。   A semiconductor device according to an embodiment of the present invention is commonly used for an enhancement type first p-channel MISFET, an enhancement type second p-channel MISFET, and drains of the first p-channel MISFET and the second p-channel MISFET. An electrically connected drain conductor, a first source conductor electrically connected to a source of the first p-channel MISFET, and a second electrically connected to a source of the second p-channel MISFET. A source conductor; and a gate conductor electrically connected in common to the gates of the first p-channel MISFET and the second p-channel MISFET.

この半導体装置では、ゲート導電体Gに電圧が印加されていない状態で第1ソース導電体Sと第2ソース導電体Sとの間(S−S間)に電圧が印加されると、第1pチャネル型MISFETおよび第2pチャネル型MISFETそれぞれの寄生ダイオード(内部ダイオード)を経由して、両方のMISFETがオンする。これにより、S−S間に電流を流すことができる。一方、ゲート導電体Gに正の電圧を印加していくと、ゲート導電体Gと第1ソース導電体Sとの間の電位差VGSが0に近づき、最終的に、第1ソース導電体Sと第2ソース導電体Sとの間の電流が遮断される。こうして、ゲート導電体Gに電圧を印加しないときにS−S間が導通する一方で、ゲート導電体Gに電圧を印加したときにはS−S間が遮断状態となる。つまり、ノーマリオン動作が実現される。さらに、この半導体装置において電流をオンオフする第1および第2pチャネル型MISFETでは、JFETやデプレッション形MISFETとは異なり、電流のオンオフに空乏層の広がりを使用しない。そのため、空乏層を考慮して半導体層の不純物濃度を設計しなくてもよいので、小型化しても、低い抵抗値を維持することができる。 In this semiconductor device, a voltage is applied between the first source conductor S 1 and the second source conductor S 2 (between S 1 and S 2 ) in a state where no voltage is applied to the gate conductor G. Both MISFETs are turned on via the parasitic diodes (internal diodes) of the first p-channel type MISFET and the second p-channel type MISFET. Thus, current can flow between S 1 -S 2. On the other hand, when a positive voltage is applied to the gate conductor G, the potential difference VGS 1 between the gate conductor G and the first source conductor S 1 approaches 0, and finally the first source conductor current is cut off between the S 1 and the second source conductor S 2. Thus, S 1 -S 2 conducts when no voltage is applied to the gate conductor G, while S 1 -S 2 is cut off when a voltage is applied to the gate conductor G. That is, a normally-on operation is realized. Further, in the first and second p-channel MISFETs for turning on / off the current in this semiconductor device, unlike the JFET and the depletion type MISFET, the spread of the depletion layer is not used for turning on / off the current. Therefore, it is not necessary to design the impurity concentration of the semiconductor layer in consideration of the depletion layer, so that a low resistance value can be maintained even if the semiconductor device is downsized.

本発明の一実施形態に係る半導体装置は、前記第1pチャネル型MISFETおよび前記第2pチャネル型MISFETに対する共通のp型ドレイン領域を有する半導体層を含み、前記第1pチャネル型MISFETは、前記半導体層の表面部に形成された第1n型ボディ領域、前記第1n型ボディ領域の表面部に形成された第1p型ソース領域、および前記第1n型ボディ領域に対向する第1ゲート電極を含み、前記第2pチャネル型MISFETは、前記半導体層の表面部に形成された第2n型ボディ領域、前記第2n型ボディ領域の表面部に形成された第2p型ソース領域、および前記第2n型ボディ領域に対向する第2ゲート電極を含み、前記ドレイン導電体は、前記半導体層の裏面に形成され、前記p型ドレイン領域に接続されたドレイン電極を含み、前記第1ソース導電体は、前記第1p型ソース領域に接続された第1ソース電極を含み、前記第2ソース導電体は、前記第1ソース電極から分離して配置され、前記第2p型ソース領域に接続された第2ソース電極を含み、前記ゲート導電体は、前記半導体層において、前記第1ゲート電極および前記第2ゲート電極に共通に接続されたゲート配線を含んでいてもよい。   A semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes a semiconductor layer having a common p-type drain region for the first p-channel type MISFET and the second p-channel type MISFET, and the first p-channel type MISFET includes the semiconductor layer. A first n-type body region formed on the surface portion of the first n-type body region, a first p-type source region formed on the surface portion of the first n-type body region, and a first gate electrode facing the first n-type body region, The second p-channel type MISFET includes a second n-type body region formed on the surface portion of the semiconductor layer, a second p-type source region formed on the surface portion of the second n-type body region, and the second n-type body region. The drain conductor is formed on the back surface of the semiconductor layer and connected to the p-type drain region. The first source conductor includes a first source electrode connected to the first p-type source region, and the second source conductor is disposed separately from the first source electrode. A second source electrode connected to the second p-type source region; and the gate conductor includes a gate wiring commonly connected to the first gate electrode and the second gate electrode in the semiconductor layer. May be.

この構成によれば、第1pチャネル型MISFETおよび第2pチャネル型MISFETを1チップに集約することができるので、より小型な半導体装置を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記半導体層は、前記第1pチャネル型MISFET用の第1アクティブ領域と、前記第1アクティブ領域に隣り合って配置された前記第2pチャネル型MISFET用の第2アクティブ領域とを含み、前記ゲート配線は、前記第1アクティブ領域と前記第2アクティブ領域との間の領域に設けられていてもよい。
According to this configuration, the first p-channel type MISFET and the second p-channel type MISFET can be integrated into one chip, so that a smaller semiconductor device can be provided.
In the semiconductor device according to an embodiment of the present invention, the semiconductor layer includes a first active region for the first p-channel type MISFET and the second p-channel type MISFET disposed adjacent to the first active region. And the second active region, and the gate wiring may be provided in a region between the first active region and the second active region.

本発明の一実施形態に係る半導体装置は、前記第1アクティブ領域の直下に形成された第1ゲートトレンチと、前記第2アクティブ領域の直下に形成された第2ゲートトレンチと、前記第1ゲートトレンチと前記第2ゲートトレンチとの間に形成され、前記第1ゲートトレンチと前記第2ゲートトレンチとを共通に接続する第3ゲートトレンチとを含み、前記第1ゲート電極は、前記第1ゲートトレンチに埋め込まれた電極を含み、前記第2ゲート電極は、前記第2ゲートトレンチに埋め込まれた電極を含み、前記ゲート配線は、前記第3ゲートトレンチに埋め込まれた電極を含んでいてもよい。   The semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes a first gate trench formed immediately below the first active region, a second gate trench formed immediately below the second active region, and the first gate. A third gate trench formed between the trench and the second gate trench and commonly connecting the first gate trench and the second gate trench, wherein the first gate electrode is the first gate electrode; An electrode embedded in the trench may be included, the second gate electrode may include an electrode embedded in the second gate trench, and the gate wiring may include an electrode embedded in the third gate trench. .

本発明の一実施形態に係る半導体装置は、前記第1アクティブ領域の直下に形成された第1ゲートトレンチと、前記第2アクティブ領域の直下に形成された第2ゲートトレンチとを含み、前記第1ゲート電極は、前記第1ゲートトレンチに埋め込まれた電極を含み、前記第2ゲート電極は、前記第2ゲートトレンチに埋め込まれた電極を含み、前記ゲート配線は、前記半導体層上の領域に形成され、前記半導体層の表面に沿って前記第1ゲート電極および前記第2ゲート電極に跨り、前記第1ゲート電極および前記第2ゲート電極のそれぞれに対して上側から接続された電極を含んでいてもよい。   A semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes a first gate trench formed immediately below the first active region and a second gate trench formed immediately below the second active region, One gate electrode includes an electrode embedded in the first gate trench, the second gate electrode includes an electrode embedded in the second gate trench, and the gate wiring is formed in a region on the semiconductor layer. An electrode formed over the surface of the semiconductor layer, straddling the first gate electrode and the second gate electrode, and connected to each of the first gate electrode and the second gate electrode from above. May be.

本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記第1アクティブ領域と前記第2アクティブ領域との間の領域において、前記半導体層の表面部よりも前記半導体層の裏面側の領域が、前記共通のp型ドレイン領域で占められていてもよい。
本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記ゲート配線は、一つのゲートパッドと、前記ゲートパッドに接続され、前記第1アクティブ領域および前記第2アクティブ領域を取り囲むゲートフィンガーを含み、前記第1ソース電極および前記第2ソース電極は、前記ゲートフィンガーによって互いに分離された領域内に配置されていてもよい。
In the semiconductor device according to an embodiment of the present invention, in the region between the first active region and the second active region, the region on the back surface side of the semiconductor layer with respect to the surface portion of the semiconductor layer is the common region. May be occupied by the p-type drain region.
In the semiconductor device according to an embodiment of the present invention, the gate wiring includes a gate pad and a gate finger connected to the gate pad and surrounding the first active region and the second active region, The one source electrode and the second source electrode may be disposed in a region separated from each other by the gate finger.

本発明の一実施形態に係る半導体装置は、前記第1pチャネル型MISFETの複数の第1単位セルによって構成された直線状の第1単位セル列と、前記第2pチャネル型MISFETの複数の第2単位セルによって構成された直線状の第2単位セル列とを含み、前記第1単位セル列および前記第2単位セル列は、互いに間隔を空けて交互に配置され、前記第1ソース電極は、前記第1単位セル列および前記第2単位セル列の一端側に基端部を有し、各前記第1単位セル上に歯部を有する櫛歯状に形成され、前記第2ソース電極は、前記第1単位セル列および前記第2単位セル列の他端側に基端部を有し、各前記第2単位セル上に歯部を有し、前記櫛歯状の前記第1ソース電極と間隔を空けて噛み合う櫛歯状に形成されていてもよい。   A semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes a linear first unit cell array configured by a plurality of first unit cells of the first p-channel type MISFET, and a plurality of second units of the second p-channel type MISFET. A linear second unit cell column composed of unit cells, wherein the first unit cell column and the second unit cell column are alternately arranged with a space therebetween, and the first source electrode is The first unit cell row and the second unit cell row have a base end portion on one end side, and are formed in a comb shape having a tooth portion on each first unit cell, and the second source electrode is The first unit cell row and the second unit cell row have base ends on the other end sides, teeth on each of the second unit cells, and the comb-like first source electrode It may be formed in a comb-teeth shape that meshes with an interval.

本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記第1pチャネル型MISFETの複数の第1単位セルおよび前記第2pチャネル型MISFETの複数の第2単位セルが全体として行列状に配列されており、前記複数の第1単位セルおよび前記複数の第2単位セルは、行方向および列方向のそれぞれにおいて交互に配置されていてもよい。
本発明の一実施形態に係る半導体パッケージは、本発明の一実施形態に係る半導体装置と、前記半導体装置の全部または一部を封止する封止樹脂とを含む。
In the semiconductor device according to an embodiment of the present invention, the plurality of first unit cells of the first p-channel type MISFET and the plurality of second unit cells of the second p-channel type MISFET are arranged in a matrix as a whole, The plurality of first unit cells and the plurality of second unit cells may be alternately arranged in each of a row direction and a column direction.
A semiconductor package according to an embodiment of the present invention includes a semiconductor device according to an embodiment of the present invention and a sealing resin that seals all or part of the semiconductor device.

この構成によれば、本発明の一実施形態に係る半導体装置を備えているので、ノーマリオン型であり、かつ素子の小型化を図ることができる半導体パッケージを提供することができる。
本発明の一実施形態に係る半導体装置は、表面と、前記表面の反対側の裏面と、前記表面と前記裏面との間の側面とを有する平面視四角形状の半導体基板と、少なくとも前記表面を覆うように前記半導体基板上に形成された表面絶縁膜と、前記半導体基板の前記表面側において、前記半導体基板の一つの前記側面に沿う第1周縁部の中央部に当該第1周縁部の両端角部から間隔を空けて配置された第1パッドと、前記半導体基板の前記第1周縁部に対向する第2周縁部の一端角部に配置された第2パッドと、前記半導体基板の前記第2周縁部の他端角部に配置された第3パッドとを含む。
According to this configuration, since the semiconductor device according to an embodiment of the present invention is provided, it is possible to provide a semiconductor package that is a normally-on type and that can be reduced in size.
A semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes a front surface, a back surface opposite to the front surface, a semiconductor substrate having a quadrangular shape in plan view, and a side surface between the front surface and the back surface, and at least the front surface. A surface insulating film formed on the semiconductor substrate so as to cover the both ends of the first peripheral edge at the center of the first peripheral edge along one side surface of the semiconductor substrate on the front surface side of the semiconductor substrate A first pad disposed at a distance from a corner; a second pad disposed at one corner of a second peripheral edge opposite to the first peripheral edge of the semiconductor substrate; and the first pad of the semiconductor substrate. 2 and a third pad arranged at the other end corner of the peripheral edge.

この構成とは異なる比較形態として、第1パッドが第1周縁部の角部に配置されていたり、第1パッドが両端角部にまで至る大きさで形成されていたりすると、第1パッドと第2パッドとの距離、および第1パッドと第3パッドとの距離は、それぞれ、半導体基板の側面に沿う辺の長さとほぼ同等となる。このような形態では、半導体装置の小型化に伴い半導体基板のサイズ(半導体基板の辺の長さ)が小さくなると、上記の各パッド間距離が短くなり、実装後に短絡するおそれがある。   As a comparative form different from this configuration, if the first pad is arranged at the corner of the first peripheral edge, or if the first pad is formed to a size that reaches both corners, the first pad and the first pad The distance between the two pads and the distance between the first pad and the third pad are substantially equal to the length of the side along the side surface of the semiconductor substrate. In such a form, when the size of the semiconductor substrate (the length of the side of the semiconductor substrate) is reduced with the miniaturization of the semiconductor device, the distance between the pads described above is shortened, and there is a possibility of short circuit after mounting.

これに対し、上記の構成では、平面視四角形状の半導体基板の第1周縁部の中央部に当該第1周縁部の両端角部から間隔を空けて第1パッドが配置されている。そのため、第1パッドと第2パッドとの距離、および第1パッドと第3パッドとの距離を比較的長くすることができる。したがって、実装時の短絡を避けながら、上記比較形態よりも半導体基板のサイズを小さくすることができる。これにより、小型化された半導体装置を提供することができる。   On the other hand, in the above configuration, the first pad is arranged at the center of the first peripheral portion of the semiconductor substrate having a quadrangular shape in plan view, spaced from both corners of the first peripheral portion. Therefore, the distance between the first pad and the second pad and the distance between the first pad and the third pad can be made relatively long. Therefore, the size of the semiconductor substrate can be made smaller than that of the comparative embodiment while avoiding a short circuit during mounting. Thereby, a miniaturized semiconductor device can be provided.

本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記半導体基板は、平面視長方形状の半導体基板を含み、前記第1周縁部および前記第2周縁部は、前記半導体基板の長手方向に沿う周縁部を含んでいてもよい。
この構成によれば、第2パッドおよび第3パッドが、それぞれ、長手方向に沿う第2周縁部の一端角部および他端角部に配置されるので、第2パッドと第3パッドとの距離も比較的長くすることができる。
In the semiconductor device according to one embodiment of the present invention, the semiconductor substrate includes a semiconductor substrate having a rectangular shape in plan view, and the first peripheral edge and the second peripheral edge are peripheral edges along the longitudinal direction of the semiconductor substrate. May be included.
According to this configuration, since the second pad and the third pad are respectively disposed at the one end corner and the other end corner of the second peripheral edge along the longitudinal direction, the distance between the second pad and the third pad. Can also be relatively long.

本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記第2周縁部の一端角部の頂点を中心とし、前記半導体基板の短辺の長さを半径とする第1円弧と、前記第2周縁部の他端角部の頂点を中心とし、前記半導体基板の短辺の長さを半径とする第2円弧とを前記半導体基板の前記表面に描いたとき、前記第1パッドは、前記第1円弧の外側領域であって、かつ前記第2円弧の外側領域に配置されていてもよい。   In the semiconductor device according to an embodiment of the present invention, a first arc having a radius at a short side length of the semiconductor substrate centered on a vertex of one end corner of the second peripheral edge, and the second peripheral edge When the second arc having the radius of the short side length of the semiconductor substrate is drawn on the surface of the semiconductor substrate, the first pad is the first arc. And may be disposed in the outer region of the second arc.

この構成によれば、第1パッドと第2パッドとの距離、および第1パッドと第3パッドとの距離として、少なくとも半導体装置の短辺の長さと第2パッドおよび第3パッドの大きさ(幅)との差に相当する長さを確保することができる。すなわち、上記比較形態における第1パッドと第2パッドとの距離、および第1パッドと第3パッドとの距離を維持しながら、第1パッドの大きさ分、半導体装置を小型化することができる。   According to this configuration, as the distance between the first pad and the second pad and the distance between the first pad and the third pad, at least the length of the short side of the semiconductor device and the size of the second pad and the third pad ( The length corresponding to the difference with the (width) can be secured. That is, the semiconductor device can be reduced in size by the size of the first pad while maintaining the distance between the first pad and the second pad and the distance between the first pad and the third pad in the comparative embodiment. .

本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記第1円弧および前記第2円弧が、前記半導体基板上の領域で互いに交わる大きさを有し、前記第1パッドは、前記第1円弧と前記第2円弧との交点から前記第1円弧および前記第2円弧それぞれに対して引いた1対の接線を二辺とする三角形状に形成されていてもよい。
この構成によれば、第1円弧および第2円弧の外側領域のスペースを最大限に利用して第1パッドを形成することができる。これにより、半導体装置を小型化しながらも、第1パッドに十分な接合面積を確保することができる。
In the semiconductor device according to an embodiment of the present invention, the first arc and the second arc have a size that intersects each other in a region on the semiconductor substrate, and the first pad has the first arc and the A pair of tangent lines drawn from the intersection with the second arc with respect to each of the first arc and the second arc may be formed in a triangular shape having two sides.
According to this configuration, the first pad can be formed using the space in the outer region of the first arc and the second arc to the maximum. Thereby, it is possible to secure a sufficient bonding area for the first pad while downsizing the semiconductor device.

本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記第2パッドは、前記第1円弧と同一の中心を有する扇形状に形成されていてもよい。
この構成によれば、第1パッドと第2パッドとの距離として、少なくとも半導体装置の短辺の長さと第2パッドの大きさ(幅)との差に相当する長さを確保しながら、第2パッドに十分な接合面積を確保することができる。
In the semiconductor device according to an embodiment of the present invention, the second pad may be formed in a fan shape having the same center as the first arc.
According to this configuration, as the distance between the first pad and the second pad, at least a length corresponding to the difference between the length of the short side of the semiconductor device and the size (width) of the second pad is secured. A sufficient bonding area can be secured for two pads.

本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記第3パッドは、前記第2円弧と同一の中心を有する扇形状に形成されていてもよい。
この構成によれば、第1パッドと第3パッドとの距離として、少なくとも半導体装置の短辺の長さと第3パッドの大きさ(幅)との差に相当する長さを確保しながら、第3パッドに十分な接合面積を確保することができる。
In the semiconductor device according to an embodiment of the present invention, the third pad may be formed in a fan shape having the same center as the second arc.
According to this configuration, as the distance between the first pad and the third pad, at least a length corresponding to the difference between the length of the short side of the semiconductor device and the size (width) of the third pad is secured. A sufficient bonding area can be secured for the three pads.

本発明の一実施形態に係る半導体装置は、前記半導体基板に形成されたMISトランジスタ構造を含み、前記第1パッドは、前記MISトランジスタ構造のドレインに電気的に接続されたドレインパッドを含み、前記第2パッドは、前記MISトランジスタ構造のソースに電気的に接続されたソースパッドを含み、前記第3パッドは、前記MISトランジスタ構造のゲートに電気的に接続されたゲートパッドを含んでいてもよい。   A semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes a MIS transistor structure formed on the semiconductor substrate, and the first pad includes a drain pad electrically connected to a drain of the MIS transistor structure, The second pad may include a source pad electrically connected to the source of the MIS transistor structure, and the third pad may include a gate pad electrically connected to the gate of the MIS transistor structure. .

本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記半導体基板は、前記MISトランジスタ構造が形成されたアクティブ領域を含み、前記MISトランジスタ構造は、前記第1周縁部から前記第2周縁部に向かう方向に延びるストライプ状に形成され、交互に配列された複数のソース領域およびドレイン領域を含み、前記ソース領域および前記ドレイン領域を覆うように前記半導体基板上に形成された第1層間膜と、前記アクティブ領域の前記第2周縁部側の略半分の領域を覆うように前記第1層間膜上に形成され、前記ソース領域の前記第2周縁部側の端部において前記ソース領域に電気的に接続された第1ソース配線層と、前記アクティブ領域の前記第1周縁部側の略半分の領域を覆うように前記第1層間膜上に形成され、前記ドレイン領域の前記第1周縁部側の端部において前記ドレイン領域に電気的に接続された第1ドレイン配線層とをさらに含んでいてもよい。   In the semiconductor device according to an embodiment of the present invention, the semiconductor substrate includes an active region in which the MIS transistor structure is formed, and the MIS transistor structure is directed from the first peripheral edge toward the second peripheral edge. A first interlayer film formed on the semiconductor substrate so as to cover the source region and the drain region, and includes a plurality of source regions and drain regions alternately arranged in a stripe shape extending to A region is formed on the first interlayer film so as to cover a substantially half region on the second peripheral edge side of the region, and is electrically connected to the source region at an end of the source region on the second peripheral edge side. Formed on the first interlayer film so as to cover the first source wiring layer and a substantially half region on the first peripheral edge side of the active region, and the drain region A first drain wiring layer may further comprise electrically connected to the drain region in the end of the first peripheral portion.

この構成によれば、第1ソース配線層および第1ドレイン配線層が、それぞれ、アクティブ領域の略半分の領域を覆う大きさで形成されている。これにより、ソース−ドレイン間の電流経路を広く確保することができる。そのため、半導体装置を小型化しながらも、MISトランジスタのオン抵抗の上昇を抑えることができる。
本発明の一実施形態に係る半導体装置は、前記第1ソース配線層および前記第1ドレイン配線層を覆うように前記第1層間膜上に形成された第2層間膜と、前記アクティブ領域の前記第2周縁部側の略半分の領域を覆うように前記第2層間膜上に形成され、前記第1ソース配線層に電気的に接続されており、その一部が前記ソースパッドとして前記表面絶縁膜から露出する第2ソース配線層と、前記アクティブ領域の前記第1周縁部側の略半分の領域を覆うように前記第2層間膜上に形成され、前記第1ドレイン配線層に電気的に接続されており、その一部が前記ドレインパッドとして前記表面絶縁膜から露出する第2ドレイン配線層とを含んでいてもよい。
According to this configuration, the first source wiring layer and the first drain wiring layer are each formed to have a size that covers approximately half of the active region. Thereby, a wide current path between the source and the drain can be secured. Therefore, an increase in on-resistance of the MIS transistor can be suppressed while downsizing the semiconductor device.
A semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes a second interlayer film formed on the first interlayer film so as to cover the first source wiring layer and the first drain wiring layer, and the active region. It is formed on the second interlayer film so as to cover a substantially half region on the second peripheral edge side, and is electrically connected to the first source wiring layer, a part of which is the surface insulation as the source pad A second source wiring layer exposed from the film and a second half of the active region on the first peripheral edge side are formed on the second interlayer film so as to cover the first drain wiring layer electrically. A second drain wiring layer that is connected and a part of which is exposed from the surface insulating film as the drain pad may be included.

この構成によれば、第2ソース配線層および第2ドレイン配線層が、それぞれ、アクティブ領域の略半分の領域を覆う大きさで形成されている。これにより、ソース−ドレイン間の電流経路を広く確保することができる。そのため、半導体装置を小型化しながらも、MISトランジスタのオン抵抗の上昇を抑えることができる。
本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記半導体基板は、前記アクティブ領域外の保護ダイオード領域と、前記保護ダイオード領域を覆うように前記第2層間膜上に形成され、その一部が前記ゲートパッドとして前記表面絶縁膜から露出するゲート配線層とをさらに含んでいてもよい。
According to this configuration, each of the second source wiring layer and the second drain wiring layer is formed in a size that covers a substantially half of the active region. Thereby, a wide current path between the source and the drain can be secured. Therefore, an increase in on-resistance of the MIS transistor can be suppressed while downsizing the semiconductor device.
In the semiconductor device according to an embodiment of the present invention, the semiconductor substrate is formed on the second interlayer film so as to cover the protection diode region outside the active region and the protection diode region, and a part of the semiconductor substrate is formed on the second interlayer film. A gate wiring layer exposed from the surface insulating film may be further included as a gate pad.

本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記表面絶縁膜は、さらに前記半導体基板の前記側面を覆うように形成されていてもよい。
この構成によれば、半導体装置が高密度実装された場合に、隣接する半導体装置との間の短絡を防止することができる。
本発明の一実施形態に係る半導体装置は、チップサイズパッケージ構造を有していてもよい。
In the semiconductor device according to an embodiment of the present invention, the surface insulating film may be formed so as to further cover the side surface of the semiconductor substrate.
According to this configuration, when the semiconductor device is mounted with high density, it is possible to prevent a short circuit between adjacent semiconductor devices.
The semiconductor device according to an embodiment of the present invention may have a chip size package structure.

本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記チップサイズパッケージ構造は、0.50mm未満の長辺と、0.40mm未満の短辺とを含んでいてもよい。
この構成により、今までにない最小の半導体装置を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記チップサイズパッケージ構造は、0.15mm未満の厚さで形成されていてもよい。
In the semiconductor device according to an embodiment of the present invention, the chip size package structure may include a long side of less than 0.50 mm and a short side of less than 0.40 mm.
With this configuration, an unprecedented minimum semiconductor device can be provided.
In the semiconductor device according to an embodiment of the present invention, the chip size package structure may be formed with a thickness of less than 0.15 mm.

チップサイズパッケージ構造の厚さが上記の範囲であれば、半導体装置が傾いて実装されても、半導体装置の側面の通常位置からの出っ張り量を小さくすることができる。これにより、半導体装置が高密度実装された場合でも、隣接する半導体装置との接触を抑止することができる。
本発明の一実施形態に係る半導体装置では、前記第1パッド、前記第2パッドおよび前記第3パッドの各間の距離が、前記半導体基板の短辺の50%以上であってもよい。
If the thickness of the chip size package structure is within the above range, the amount of protrusion from the normal position of the side surface of the semiconductor device can be reduced even if the semiconductor device is mounted with an inclination. Thereby, even when a semiconductor device is mounted with high density, contact with an adjacent semiconductor device can be suppressed.
In the semiconductor device according to an embodiment of the present invention, a distance between each of the first pad, the second pad, and the third pad may be 50% or more of a short side of the semiconductor substrate.

図1は、本発明の一実施形態に係る半導体パッケージの概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a semiconductor package according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1の半導体チップをII−II切断線で切断したときに現れる断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view that appears when the semiconductor chip of FIG. 1 is cut along the line II-II. 図3は、第1トランジスタおよび第2トランジスタのセルレイアウトを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a cell layout of the first transistor and the second transistor. 図4Aおよび図4Bは、前記半導体チップの回路構成を示す図である。4A and 4B are diagrams showing a circuit configuration of the semiconductor chip. 図5は、前記半導体チップのI−V特性を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing IV characteristics of the semiconductor chip. 図6は、本発明の他の実施形態に係る半導体チップの模式的な断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor chip according to another embodiment of the present invention. 図7は、本発明の他の実施形態に係る半導体パッケージの概略構成図である。FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a semiconductor package according to another embodiment of the present invention. 図8は、図7の半導体チップをVIII−VIII切断線で切断したときに現れる断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view that appears when the semiconductor chip of FIG. 7 is cut along the line VIII-VIII. 図9は、第1トランジスタおよび第2トランジスタのセルレイアウトを示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a cell layout of the first transistor and the second transistor. 10は、本発明の他の実施形態に係る半導体チップの模式的な断面図である。10 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor chip according to another embodiment of the present invention. 図11は、第1トランジスタおよび第2トランジスタのセルレイアウトを示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a cell layout of the first transistor and the second transistor. 図12は、本発明の他の実施形態に係る半導体パッケージの概略構成図である。FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a semiconductor package according to another embodiment of the present invention. 図13は、本発明の他の実施形態に係る半導体パッケージの模式的な斜視図である。FIG. 13 is a schematic perspective view of a semiconductor package according to another embodiment of the present invention. 図14は、図13の半導体パッケージの模式的な平面図である。FIG. 14 is a schematic plan view of the semiconductor package of FIG. 図15は、図13の半導体パッケージの模式的な断面図である。FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor package of FIG. 図16は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の模式的な斜視図である。FIG. 16 is a schematic perspective view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 図17は、前記半導体装置の模式的な平面図である。FIG. 17 is a schematic plan view of the semiconductor device. 図18は、前記半導体装置と比較形態に係る半導体装置とのチップサイズを比較するための図である。FIG. 18 is a diagram for comparing chip sizes of the semiconductor device and the semiconductor device according to the comparative embodiment. 図19は、前記半導体装置の内部構造を示す図であって、主に、アクティブ領域のレイアウトを示している。FIG. 19 is a diagram showing the internal structure of the semiconductor device, and mainly shows the layout of the active region. 図20は、前記半導体装置の内部構造を示す図であって、主に、第1配線層のレイアウトを示している。FIG. 20 is a diagram showing the internal structure of the semiconductor device, and mainly shows the layout of the first wiring layer. 図21は、前記半導体装置の内部構造を示す図であって、主に、トップ配線層のレイアウトを示している。FIG. 21 is a diagram showing the internal structure of the semiconductor device, and mainly shows the layout of the top wiring layer. 図22は、前記半導体装置の表面構造を示す図であって、主に、パッド開口のレイアウトを示している。FIG. 22 is a diagram showing a surface structure of the semiconductor device, and mainly shows a layout of pad openings. 図23は、前記半導体装置の模式的な断面図であって、アクティブ領域の断面(ソース側断面)を示している。FIG. 23 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor device, showing a cross-section (source-side cross-section) of the active region. 図24は、前記半導体装置の模式的な断面図であって、アクティブ領域の断面(ドレイン側断面)を示している。FIG. 24 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor device, showing a cross-section (drain side cross-section) of the active region. 図25は、前記半導体装置の模式的な断面図であって、保護ダイオード領域の断面を示している。FIG. 25 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor device, showing a cross-section of the protection diode region. 図26Aは、図1の半導体装置の製造工程の一例を説明するための断面図である。FIG. 26A is a cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing process of the semiconductor device of FIG. 図26Bは、図26Aの次の製造工程を示す図である。FIG. 26B is a diagram showing the next manufacturing step after FIG. 26A. 図26Cは、図26Bの次の製造工程を示す図である。FIG. 26C is a diagram showing the next manufacturing step after FIG. 26B. 図26Dは、図26Cの次の製造工程を示す図である。FIG. 26D is a diagram showing the next manufacturing step after FIG. 26C. 図26Eは、図26Dの次の製造工程を示す図である。FIG. 26E is a diagram showing the next manufacturing step after FIG. 26D. 図26Fは、図26Eの次の製造工程を示す図である。FIG. 26F is a view showing the next manufacturing step after FIG. 26E.

以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る半導体パッケージ1の概略構成図であり、半導体パッケージ1の内部構造を平面的に示す図である。なお、図1は、便宜上、半導体パッケージ1の内部を透視して示している。
半導体パッケージ1は、直方体形状に形成されており、そのサイズは、たとえば、1.6mm×1.6mm以下である。半導体パッケージ1は、アイランド2と、複数の端子3〜5と、半導体チップ6と、封止樹脂7とを含む。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a semiconductor package 1 according to an embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a plan view of an internal structure of the semiconductor package 1. For the sake of convenience, FIG. 1 shows the inside of the semiconductor package 1 seen through.
The semiconductor package 1 is formed in a rectangular parallelepiped shape, and its size is, for example, 1.6 mm × 1.6 mm or less. The semiconductor package 1 includes an island 2, a plurality of terminals 3 to 5, a semiconductor chip 6, and a sealing resin 7.

アイランド2は、平面視四角形状に形成され、半導体パッケージ1のほぼ中央に配置されている。この実施形態では、アイランド2は、後述するドレイン電極53に接続されている。なお、アイランド2は、半導体パッケージ1が図4Bに示す回路構成で使用される場合、半導体パッケージ1のドレイン端子を兼ねていてもよい。
複数の端子3〜5は、第1ソース端子3、第2ソース端子4およびゲート端子5を含む。複数の端子3〜5は、半導体パッケージ1の厚さ方向(紙面を貫く方向)一方面および他方面のうち、一方面に偏って設けられている。複数の端子3〜5は、当該一方面側において、互いに離れて配置されている。この実施形態では、第1ソース端子3および第2ソース端子4が、それぞれ、半導体パッケージ1の一対の対辺の一方の辺の各端部(半導体パッケージ1の角部)に配置されている。ゲート端子5は、当該対辺の他方の辺の略中央部に配置されている。
The island 2 is formed in a quadrangular shape in plan view, and is disposed at the approximate center of the semiconductor package 1. In this embodiment, the island 2 is connected to a drain electrode 53 described later. The island 2 may also serve as the drain terminal of the semiconductor package 1 when the semiconductor package 1 is used in the circuit configuration shown in FIG. 4B.
The plurality of terminals 3 to 5 include a first source terminal 3, a second source terminal 4, and a gate terminal 5. The plurality of terminals 3 to 5 are provided so as to be biased to one surface among the one surface and the other surface in the thickness direction of the semiconductor package 1 (the direction penetrating the paper surface). The plurality of terminals 3 to 5 are arranged away from each other on the one surface side. In this embodiment, the first source terminal 3 and the second source terminal 4 are respectively disposed at each end portion (corner portion of the semiconductor package 1) of one of the pair of opposite sides of the semiconductor package 1. The gate terminal 5 is disposed at substantially the center of the other side of the opposite side.

半導体チップ6は、平面視四角形状に形成され、アイランド2上に配置されている。半導体チップ6は、アイランド2との接合側の反対側の面に、所定のパターンで形成された電極膜8を有している。電極膜8は、ゲート配線9、第1ソース配線10、第2ソース配線11を含む。
ゲート配線9は、ゲートパッド12と、ゲートパッド12から延びるゲートフィンガー13とを含む。
The semiconductor chip 6 is formed in a square shape in plan view and is disposed on the island 2. The semiconductor chip 6 has an electrode film 8 formed in a predetermined pattern on the surface opposite to the joining side with the island 2. The electrode film 8 includes a gate line 9, a first source line 10, and a second source line 11.
The gate wiring 9 includes a gate pad 12 and a gate finger 13 extending from the gate pad 12.

ゲートパッド12は、ゲート端子5が配置された半導体パッケージ1の辺に隣り合う半導体チップ6の辺の略中央部に配置されている。この配置形態によってゲートパッド12とゲート端子5との距離が近くなるので、ボンディングワイヤ19による接続が容易になる。
ゲートフィンガー13は、半導体チップ6の周縁部に沿って設けられ、その内方の半導体チップ6の中央領域に閉領域を区画する外周部14と、外周部14を2分するように、ゲートパッド12からその対辺に設けられた外周部14まで延びる中央部15とを含む。当該中央部15によって、外周部14内の閉領域が第1領域16および第2領域17に区画されている。第1領域16および第2領域17は、それぞれ、中央部15を境界として、第1ソース端子3側および第2ソース端子4側に形成され、各ソース端子3,4から中央部15に沿う方向に長手な略長方形状を有している。
The gate pad 12 is disposed at a substantially central portion of the side of the semiconductor chip 6 adjacent to the side of the semiconductor package 1 where the gate terminal 5 is disposed. With this arrangement, the distance between the gate pad 12 and the gate terminal 5 is reduced, so that the connection by the bonding wire 19 is facilitated.
The gate finger 13 is provided along the peripheral edge of the semiconductor chip 6, and the gate pad 13 divides the outer peripheral part 14 into the outer peripheral part 14 that divides the outer peripheral part 14 into the central area of the inner semiconductor chip 6. 12 and a central portion 15 extending to the outer peripheral portion 14 provided on the opposite side. The central portion 15 divides the closed region in the outer peripheral portion 14 into a first region 16 and a second region 17. The first region 16 and the second region 17 are formed on the first source terminal 3 side and the second source terminal 4 side, respectively, with the central portion 15 as a boundary, and the direction along the central portion 15 from each source terminal 3, 4. And has a substantially rectangular shape.

第1ソース配線10および第2ソース配線11は、それぞれ、ゲートフィンガー13で区画された第1領域16および第2領域17内に配置されている。第1ソース配線10および第2ソース配線11とゲートフィンガー13との間には一定幅の隙間18が設けられ、当該隙間18によって、これらの間が絶縁分離されている。第1ソース配線10および第2ソース配線11は、それぞれ、第1領域16および第2領域17と同様に、各ソース端子3,4から中央部15に沿う方向に長手な略長方形状を有している。この形状によって、第1ソース端子3側のボンディングワイヤ20と第2ソース端子4側のボンディングワイヤ21とを、互いに干渉させずに複数本接続することができる。   The first source line 10 and the second source line 11 are respectively disposed in the first region 16 and the second region 17 defined by the gate fingers 13. A gap 18 having a constant width is provided between the first source line 10 and the second source line 11 and the gate finger 13, and the gaps 18 are insulated and separated from each other. Similar to the first region 16 and the second region 17, the first source wire 10 and the second source wire 11 have a substantially rectangular shape that is long in the direction along the central portion 15 from the source terminals 3 and 4, respectively. ing. With this shape, a plurality of bonding wires 20 on the first source terminal 3 side and bonding wires 21 on the second source terminal 4 side can be connected without interfering with each other.

封止樹脂7は、半導体パッケージ1の外形を構成しており、第1ソース端子3、第2ソース端子4およびゲート端子5の少なくとも一部が露出するように、半導体チップ6を封止している。アイランド2は、半導体パッケージ1が図4Bに示す回路構成で使用される場合、封止樹脂7の裏面からドレイン端子として露出していてもよい。
図2は、図1の半導体チップ6をII−II切断線で切断したときに現れる断面図である。図3は、第1トランジスタTr1および第2トランジスタTr2のセルレイアウトを示す図である。
The sealing resin 7 constitutes the outer shape of the semiconductor package 1 and seals the semiconductor chip 6 so that at least a part of the first source terminal 3, the second source terminal 4, and the gate terminal 5 is exposed. Yes. The island 2 may be exposed as a drain terminal from the back surface of the sealing resin 7 when the semiconductor package 1 is used in the circuit configuration shown in FIG. 4B.
FIG. 2 is a cross-sectional view that appears when the semiconductor chip 6 of FIG. 1 is cut along the II-II cutting line. FIG. 3 is a diagram showing a cell layout of the first transistor Tr1 and the second transistor Tr2.

半導体チップ6は、半導体層22を含む。半導体層22は、p型半導体基板23と、当該基板23上に積層されたp型エピタキシャル層24とを有している。なお、半導体層22は、エピタキシャル層を有していなくてもよく、たとえば、p型半導体基板のみからなっていてもよい。
半導体層22上の領域は、互いに隣り合う第1アクティブ領域25および第2アクティブ領域26を含み、これらの領域25,26の間に中央領域27が設定されている。
The semiconductor chip 6 includes a semiconductor layer 22. The semiconductor layer 22 includes a p + type semiconductor substrate 23 and a p type epitaxial layer 24 stacked on the substrate 23. In addition, the semiconductor layer 22 does not need to have an epitaxial layer, for example, may consist only of a p-type semiconductor substrate.
The region on the semiconductor layer 22 includes a first active region 25 and a second active region 26 adjacent to each other, and a central region 27 is set between these regions 25 and 26.

半導体層22(p型エピタキシャル層24)の表面部には、第1アクティブ領域25、第2アクティブ領域26および中央領域27の全域に、n型ボディ領域28が形成されている。p型エピタキシャル層24において、n型ボディ領域28に対して半導体層22の裏面側の領域は、p型ドレイン領域29である。
p型エピタキシャル層24には、その表面からn型ボディ領域28を貫通してp型ドレイン領域29に達するゲートトレンチ30が形成されている。
On the surface portion of the semiconductor layer 22 (p-type epitaxial layer 24), an n-type body region 28 is formed over the entire area of the first active region 25, the second active region 26, and the central region 27. In the p-type epitaxial layer 24, the region on the back side of the semiconductor layer 22 with respect to the n-type body region 28 is a p-type drain region 29.
The p-type epitaxial layer 24 is formed with a gate trench 30 that penetrates the n-type body region 28 from the surface and reaches the p-type drain region 29.

ゲートトレンチ30は、図3に示すように、第1アクティブ領域25、第2アクティブ領域26および中央領域27の境界を超えて全体として平面視格子状に形成されている。これにより、p型エピタキシャル層24の表面部は、格子状のゲートトレンチ30の複数の窓部分に複数の単位セル31〜33が区画される。単位セル31〜33は、第1アクティブ領域25に形成された第1トランジスタTr1用の第1単位セル31と、第2アクティブ領域26に形成された第2トランジスタTr2用の第2単位セル32と、中央領域27に形成され、トランジスタとしての機能を有しない第3単位セル33(ダミーセル)とを含む。すなわち、この実施形態では、半導体層22内において、複数の第1単位セル31および複数の第2単位セル32が、それぞれ、一定の領域(第1アクティブ領域25および第2アクティブ領域26)に集約されており、各領域25,26において行列状に配列されている。   As shown in FIG. 3, the gate trench 30 is formed in a lattice shape in plan view across the boundaries of the first active region 25, the second active region 26, and the central region 27. Thereby, on the surface portion of the p-type epitaxial layer 24, a plurality of unit cells 31 to 33 are partitioned in a plurality of window portions of the lattice-like gate trench 30. The unit cells 31 to 33 include a first unit cell 31 for the first transistor Tr1 formed in the first active region 25, and a second unit cell 32 for the second transistor Tr2 formed in the second active region 26. And a third unit cell 33 (dummy cell) which is formed in the central region 27 and does not function as a transistor. That is, in this embodiment, in the semiconductor layer 22, the plurality of first unit cells 31 and the plurality of second unit cells 32 are aggregated into certain regions (first active region 25 and second active region 26), respectively. The regions 25 and 26 are arranged in a matrix.

また、ゲートトレンチ30は、図3示すように、第1アクティブ領域25の直下の第1ゲートトレンチ34と、第2アクティブ領域26の直下の第2ゲートトレンチ35と、中央領域27の直下の第3ゲートトレンチ36とに区別することができる。第1ゲートトレンチ34および第2ゲートトレンチ35は、これらのトレンチ34,35の間の第3ゲートトレンチ36によって共通に接続されており、第3ゲートトレンチ36を介して互いにつながっている。   In addition, as shown in FIG. 3, the gate trench 30 includes a first gate trench 34 immediately below the first active region 25, a second gate trench 35 directly below the second active region 26, and a second gate trench 30 immediately below the central region 27. A three-gate trench 36 can be distinguished. The first gate trench 34 and the second gate trench 35 are commonly connected by a third gate trench 36 between the trenches 34, 35, and are connected to each other through the third gate trench 36.

各第1単位セル31において、n型ボディ領域28の表面部にはp型ソース領域37が形成されている。また、このp型エピタキシャル層24の表面からp型ソース領域37を貫通してn型ボディ領域28に達するn型ボディコンタクト領域38が形成されている。これにより、p型エピタキシャル層24の表面側からn型ボディ領域28にコンタクトできるようになっている。 In each first unit cell 31, ap + type source region 37 is formed on the surface portion of the n type body region 28. In addition, an n + type body contact region 38 that penetrates the p + type source region 37 from the surface of the p type epitaxial layer 24 and reaches the n type body region 28 is formed. As a result, the n-type body region 28 can be contacted from the surface side of the p-type epitaxial layer 24.

各第2単位セル32において、n型ボディ領域28の表面部にはp型ソース領域39が形成されている。また、このp型エピタキシャル層24の表面からp型ソース領域39を貫通してn型ボディ領域28に達するn型ボディコンタクト領域40が形成されている。これにより、p型エピタキシャル層24の表面側からn型ボディ領域28にコンタクトできるようになっている。 In each second unit cell 32, ap + type source region 39 is formed on the surface portion of the n type body region 28. In addition, an n + type body contact region 40 that penetrates the p + type source region 39 from the surface of the p type epitaxial layer 24 and reaches the n type body region 28 is formed. As a result, the n-type body region 28 can be contacted from the surface side of the p-type epitaxial layer 24.

各第3単位セル33は、その表面部にソース領域等を有しておらず、ゲートトレンチ30の底部から開口端に至るまでn型ボディ領域28で占められている。
ゲートトレンチ30には、ゲート絶縁膜41をゲート電極42が埋め込まれている。ゲート電極42は、図2に示すように、第1ゲートトレンチ34に埋め込まれた第1ゲート電極43と、第2ゲートトレンチ35に埋め込まれた第2ゲート電極44と、第3ゲートトレンチ36に埋め込まれた第3ゲート電極45とに区別することができる。第1ゲート電極43および第2ゲート電極44は、これらの電極43,44の間の第3ゲート電極45によって共通に接続されている。
Each third unit cell 33 does not have a source region or the like on the surface thereof, and is occupied by the n-type body region 28 from the bottom of the gate trench 30 to the open end.
A gate insulating film 41 and a gate electrode 42 are embedded in the gate trench 30. As shown in FIG. 2, the gate electrode 42 includes a first gate electrode 43 embedded in the first gate trench 34, a second gate electrode 44 embedded in the second gate trench 35, and a third gate trench 36. It can be distinguished from the embedded third gate electrode 45. The first gate electrode 43 and the second gate electrode 44 are commonly connected by a third gate electrode 45 between the electrodes 43 and 44.

第1ゲート電極43は、各第1単位セル31のp型ソース領域37、n型ボディ領域28およびp型ドレイン領域29に対向している。これにより、各第1単位セル31において、pチャネル型MISFETである第1トランジスタTr1が構成されている。また、第1単位セル31には、p型ドレイン領域29とn型ボディ領域28とのpn接合によって構成された寄生ダイオード(第1寄生ダイオード54)が設けられている。 The first gate electrode 43 faces the p + type source region 37, the n type body region 28, and the p type drain region 29 of each first unit cell 31. Thus, in each first unit cell 31, a first transistor Tr1 that is a p-channel MISFET is configured. Further, the first unit cell 31 is provided with a parasitic diode (first parasitic diode 54) configured by a pn junction between the p-type drain region 29 and the n-type body region 28.

第2ゲート電極44は、各第2単位セル32のp型ソース領域39、n型ボディ領域28およびp型ドレイン領域29に対向している。これにより、各第2単位セル32において、pチャネル型MISFETである第2トランジスタTr2が構成されている。また、第2単位セル32には、p型ドレイン領域29とn型ボディ領域28とのpn接合によって構成された寄生ダイオード(第1寄生ダイオード55)が設けられている。 The second gate electrode 44 faces the p + type source region 39, the n type body region 28, and the p type drain region 29 of each second unit cell 32. Thereby, in each second unit cell 32, a second transistor Tr2 which is a p-channel MISFET is configured. Further, the second unit cell 32 is provided with a parasitic diode (first parasitic diode 55) formed by a pn junction between the p-type drain region 29 and the n-type body region 28.

第3ゲート電極45は、各第3単位セル33のn型ボディ領域28に対向している。
半導体層22上には、層間絶縁膜46が形成されている。層間絶縁膜46には、第1コンタクトホール47、第2コンタクトホール48および第3コンタクトホール49が形成されている。第1コンタクトホール47は、第1単位セル31のp型ソース領域37およびn型ボディコンタクト領域38を露出させる。第2コンタクトホール48は、第2単位セル32のp型ソース領域39およびn型ボディコンタクト領域40を露出させる。また、第3コンタクトホール49は、第3ゲート電極45を露出させる。
The third gate electrode 45 faces the n-type body region 28 of each third unit cell 33.
An interlayer insulating film 46 is formed on the semiconductor layer 22. In the interlayer insulating film 46, a first contact hole 47, a second contact hole 48, and a third contact hole 49 are formed. The first contact hole 47 exposes the p + type source region 37 and the n + type body contact region 38 of the first unit cell 31. The second contact hole 48 exposes the p + type source region 39 and the n + type body contact region 40 of the second unit cell 32. The third contact hole 49 exposes the third gate electrode 45.

層間絶縁膜46上には、図1で示した電極膜8が形成されている。電極膜8のうち、第1ソース配線10は、第1コンタクトホール47を介して、第1単位セル31のp型ソース領域37およびn型ボディコンタクト領域38に接続されている。第2ソース配線11は、第2コンタクトホール48を介して、第2単位セル32のp型ソース領域39およびn型ボディコンタクト領域40に接続されている。また、ゲートフィンガー13(図2では中央部15)は、第3コンタクトホール49を介して、第3ゲート電極45に接続されている。 On the interlayer insulating film 46, the electrode film 8 shown in FIG. 1 is formed. In the electrode film 8, the first source wiring 10 is connected to the p + type source region 37 and the n + type body contact region 38 of the first unit cell 31 through the first contact hole 47. The second source line 11 is connected to the p + type source region 39 and the n + type body contact region 40 of the second unit cell 32 through the second contact hole 48. Further, the gate finger 13 (the central portion 15 in FIG. 2) is connected to the third gate electrode 45 through the third contact hole 49.

そして、電極膜8上には、電極膜8を覆うように表面保護膜50が形成されている。表面保護膜50には、第1ソース配線10および第2ソース配線11の一部をパッドとして露出させるパッド開口51,52が形成されている。一方、ゲートフィンガー13は、表面保護膜50に被覆されている。
半導体層22(p型半導体基板23)の裏面には、その全体にドレイン電極53が形成されている。ドレイン電極53は、第1トランジスタTr1および第2トランジスタTr2の共通の電極である。
A surface protective film 50 is formed on the electrode film 8 so as to cover the electrode film 8. The surface protective film 50 is formed with pad openings 51 and 52 that expose portions of the first source wiring 10 and the second source wiring 11 as pads. On the other hand, the gate finger 13 is covered with the surface protective film 50.
A drain electrode 53 is formed on the entire back surface of the semiconductor layer 22 (p + type semiconductor substrate 23). The drain electrode 53 is a common electrode for the first transistor Tr1 and the second transistor Tr2.

半導体チップ6の構成に関して、以下の説明を加える。
型半導体基板23は、たとえばp型のシリコン基板からなる。p型半導体基板23の厚さは、たとえば、40μm〜250μmである。また、p型半導体基板23は、p型不純物として、たとえばB(ホウ素)等を含み、その濃度は1×1021cm−3〜1×1022cm−3程度である。
The following description is added regarding the configuration of the semiconductor chip 6.
The p + type semiconductor substrate 23 is made of, for example, a p type silicon substrate. The thickness of the p + type semiconductor substrate 23 is, for example, 40 μm to 250 μm. The p + type semiconductor substrate 23 includes, for example, B (boron) as a p type impurity, and the concentration thereof is about 1 × 10 21 cm −3 to 1 × 10 22 cm −3 .

p型エピタキシャル層24の厚さは、たとえば、3μm〜8μm程度である。また、p型エピタキシャル層24は、p型不純物として、たとえばB(ホウ素)等を含み、その濃度は1×1016cm−3〜1×1017cm−3程度である。
n型ボディ領域28は、n型不純物として、たとえばP(りん)やAs(ヒ素)等を含み、その濃度は2×1016cm−3〜3×1017cm−3程度である。
The thickness of the p-type epitaxial layer 24 is, for example, about 3 μm to 8 μm. The p-type epitaxial layer 24 includes, for example, B (boron) as a p-type impurity, and its concentration is about 1 × 10 16 cm −3 to 1 × 10 17 cm −3 .
The n-type body region 28 includes, for example, P (phosphorus), As (arsenic) or the like as an n-type impurity, and its concentration is about 2 × 10 16 cm −3 to 3 × 10 17 cm −3 .

p型ドレイン領域29は、p型不純物として、たとえばB(ホウ素)等を含み、その濃度は1×1016cm−3〜1×1017cm−3程度である。
型ソース領域37,39は、p型不純物として、たとえばB(ホウ素)等を含み、その濃度は1×1021cm−3〜5×1021cm−3程度である。
型ボディコンタクト領域38,40は、n型不純物として、たとえばP(りん)やAs(ヒ素)等を含み、その濃度は1×1021cm−3〜5×1021cm−3程度である。
The p-type drain region 29 contains, for example, B (boron) or the like as a p-type impurity, and its concentration is about 1 × 10 16 cm −3 to 1 × 10 17 cm −3 .
The p + type source regions 37 and 39 include, for example, B (boron) as a p type impurity, and the concentration thereof is about 1 × 10 21 cm −3 to 5 × 10 21 cm −3 .
The n + -type body contact regions 38 and 40 include, for example, P (phosphorus), As (arsenic), etc. as n-type impurities, and the concentration thereof is about 1 × 10 21 cm −3 to 5 × 10 21 cm −3 . is there.

ゲート絶縁膜41は、たとえばSiO(酸化シリコン)からなり、ゲート電極42は、たとえばポリシリコン(ドープトポリシリコン)からなる。
また、層間絶縁膜46は、たとえばSiO(酸化シリコン)からなり、表面保護膜50は、たとえばSiN(窒化シリコン)からなる。
ゲート配線9、第1ソース配線10、第2ソース配線11およびドレイン電極53は、たとえば、AlもしくはAlを含む合金からなる。
The gate insulating film 41 is made of, for example, SiO 2 (silicon oxide), and the gate electrode 42 is made of, for example, polysilicon (doped polysilicon).
The interlayer insulating film 46 is made of, for example, SiO 2 (silicon oxide), and the surface protective film 50 is made of, for example, SiN (silicon nitride).
The gate wiring 9, the first source wiring 10, the second source wiring 11, and the drain electrode 53 are made of, for example, Al or an alloy containing Al.

図4Aおよび図4Bは、半導体チップ6の回路構成を示す図であって、図4Aがドレインに電位が与えられない(ドレインが電気的にフローティングされている)構成であり、図4Bがドレインに電位が与えられる構成である。図5は、半導体チップ6のI−V特性を示す図である。
次に、図2および図4A,4Bを参照して、半導体チップ6の動作について説明する。なお、図4A,4Bのアルファベット符号と図2の各構成との対応関係は以下の通りである。
4A and 4B are diagrams showing a circuit configuration of the semiconductor chip 6. FIG. 4A shows a configuration in which no potential is applied to the drain (the drain is electrically floating), and FIG. In this configuration, a potential is applied. FIG. 5 is a diagram illustrating the IV characteristics of the semiconductor chip 6.
Next, the operation of the semiconductor chip 6 will be described with reference to FIG. 2 and FIGS. 4A and 4B. The correspondence relationship between the alphabetical symbols in FIGS. 4A and 4B and the components in FIG. 2 is as follows.

第1ソースS:第1ソース配線10 第2ソースS:第2ソース配線11
ドレインD:ドレイン電極53 ゲートG:ゲート配線9
まず、ゲートGに電圧が印加されていない状態で、第1ソースSと第2ソースSとの間(S−S間)に電圧が印加される。より具体的には、第1ソースSに正の電圧(+)が印加され、第2ソースSおよびゲートGの電圧は0Vとされる。また、図4Aの構成では、ドレインDは電気的にフローティングされている。一方、図4Bのように、ドレインDが端子として利用されてもよい。第1および第2ゲート電極43,44は、第3ゲート電極45に共通に接続されているので、互いに同電位に保持される。
First source S 1 : First source wiring 10 Second source S 2 : Second source wiring 11
Drain D: Drain electrode 53 Gate G: Gate wiring 9
First, in a state in which a voltage to the gate G is not applied, the voltage between (between S 1 -S 2) of the first source S 1 and the second source S 2 is applied. More specifically, the positive voltage (+) is applied to the first source S 1, the voltage of the second source S 2 and the gate G is set to 0V. In the configuration of FIG. 4A, the drain D is electrically floating. On the other hand, as shown in FIG. 4B, the drain D may be used as a terminal. Since the first and second gate electrodes 43 and 44 are commonly connected to the third gate electrode 45, they are held at the same potential.

第1トランジスタTr1では、n型ボディ領域28の電位が、n型ボディコンタクト領域38を介して第1ソース配線10(第1ソースS)と同じ正の電位となる。これにより、n型ボディ領域28と第1ゲート電極43との電位差に起因して、n型ボディ領域28内の少数キャリアである正孔が、ゲート絶縁膜41とn型ボディ領域28との接触面に引き付けられる。そして、引き付けられた正孔によってチャネルが形成され、第1トランジスタTr1がオンし、第1ソースSからp型ドレイン領域29へと、寄生ダイオード54を経由して電流Iが流れる。 In the first transistor Tr1, the potential of the n-type body region 28 becomes the same positive potential as that of the first source wiring 10 (first source S 1 ) via the n + -type body contact region 38. As a result, due to the potential difference between the n-type body region 28 and the first gate electrode 43, holes, which are minority carriers in the n-type body region 28, contact the gate insulating film 41 and the n-type body region 28. Attracted to the surface. Then, a channel is formed by the attracted holes, the first transistor Tr 1 is turned on, and a current I 1 flows from the first source S 1 to the p-type drain region 29 via the parasitic diode 54.

第1トランジスタTr1のオンにより、ドレインDの電位は、第1ソースSとほぼ同電位となり、第2ソースSに対しては高電位となる。これにより、第2単位セル32の寄生ダイオード55の両端に順方向電圧がかかって寄生ダイオード55がオン状態となり、p型ドレイン領域29と第2ソースSとの間が、寄生ダイオード55を介して導通状態となる。p型ドレイン領域29へ流れる電流Iは、電流Iとして、p型ドレイン領域29から第2ソースSへと流れることとなる。その結果、第1ソースSと第2ソースSとの間(S−S間)に電流が流れる。 By turning on the first transistors Tr1, the potential of the drain D is substantially the same potential as the first source S 1, a high potential second for the source S 2. As a result, a forward voltage is applied to both ends of the parasitic diode 55 of the second unit cell 32 to turn on the parasitic diode 55, and between the p-type drain region 29 and the second source S 2 via the parasitic diode 55. And become conductive. The current I 1 flowing to the p-type drain region 29 flows from the p-type drain region 29 to the second source S 2 as the current I 2 . As a result, the first source S 1 and a current flows between (between S 1 -S 2) and the second source S 2.

一方、ゲートGに正の電圧を印加していき、ゲートGと第1ソースSとの電位差(VGS)が0に近づくと、第1単位セル31のn型ボディ領域28に形成されたチャネルが消失し、第1トランジスタTr1がオフとされる。これにより、第1ソースSと第2ソースSとの間(S−S間)の電流が遮断される。
こうして、ゲートGに電圧を印加しないときにS−S間が導通する一方で、ゲートGに電圧を印加したときにはS−S間が遮断状態となる。つまり、ノーマリオン動作が実現される。より具体的には、図5に示すように、図2の構造を有する半導体チップ6において、第1ソースSと第2ソースSとの間(S−S間)に5Vの電圧を印加すると、ゲートGに電圧を印加していないときにはS−S間に約2.2mAの電流ISが流れた。一方、ゲートGに印加する電圧を増加させるに連れて電流ISが減少し、ゲートGの電圧値が約4.5V付近で、電流ISが遮断された。
On the other hand, when a positive voltage is applied to the gate G and the potential difference (VGS 1 ) between the gate G and the first source S 1 approaches 0, the n-type body region 28 of the first unit cell 31 is formed. The channel disappears and the first transistor Tr1 is turned off. Thus, current between (between S 1 -S 2) of the first source S 1 and the second source S 2 is blocked.
Thus, S 1 -S 2 conducts when no voltage is applied to the gate G, while S 1 -S 2 is cut off when a voltage is applied to the gate G. That is, a normally-on operation is realized. More specifically, as shown in FIG. 5, the semiconductor chip 6 having the structure of FIG. 2, during the first source S 1 and the second source S 2 (S 1 -S 2 between) the voltage of 5V When no voltage was applied to the gate G, a current IS 1 S 2 of about 2.2 mA flowed between S 1 and S 2 . On the other hand, as the voltage applied to the gate G was increased, the current IS 1 S 2 decreased, and the current IS 1 S 2 was cut off when the voltage value of the gate G was about 4.5V.

また、この半導体チップ6において電流をオンオフする第1トランジスタTr1および第2トランジスタTr2では、JFETやデプレッション形MISFETとは異なり、電流のオンオフに空乏層の広がりを使用しない。そのため、空乏層を考慮して半導体層22の各不純物領域(28,29,37,39等)の不純物濃度を設計しなくてもよいので、小型化しても、低い抵抗値を維持することができる。しかも、この半導体チップ6では、第1トランジスタTr1および第2トランジスタTr2が1チップに集約されているので、より一層小型化を図ることができる。   In the first transistor Tr1 and the second transistor Tr2 that turn on and off the current in the semiconductor chip 6, unlike the JFET and the depletion type MISFET, the spread of the depletion layer is not used for turning on and off the current. Therefore, it is not necessary to design the impurity concentration of each impurity region (28, 29, 37, 39, etc.) of the semiconductor layer 22 in consideration of the depletion layer, so that a low resistance value can be maintained even if the size is reduced. it can. In addition, in the semiconductor chip 6, the first transistor Tr1 and the second transistor Tr2 are integrated into one chip, so that further downsizing can be achieved.

さらに、第1アクティブ領域25と第2アクティブ領域26との間において、半導体層22の表面部よりも裏面側の領域全体(この実施形態では、ゲートトレンチ30の底部よりも下方の領域)が、p型ドレイン領域29で占められている。そのため、第1アクティブ領域25と第2アクティブ領域26との間を流れる電流を妨害する構造(たとえば、絶縁膜による素子分離構造等)がないので、半導体層22の厚さ方向に広い範囲で電流経路を確保することができる。その結果、半導体層22における低い抵抗値を良好に維持することができる。
<他の実施形態>
以下では、図1〜図5を参照して説明した半導体パッケージ1および半導体チップ6の他の実施形態について説明する。
Furthermore, between the first active region 25 and the second active region 26, the entire region on the back side of the front surface portion of the semiconductor layer 22 (in this embodiment, a region below the bottom portion of the gate trench 30), The p-type drain region 29 is occupied. For this reason, there is no structure that obstructs the current flowing between the first active region 25 and the second active region 26 (for example, an element isolation structure using an insulating film), so that the current flows in a wide range in the thickness direction of the semiconductor layer 22. A route can be secured. As a result, the low resistance value in the semiconductor layer 22 can be favorably maintained.
<Other embodiments>
Hereinafter, other embodiments of the semiconductor package 1 and the semiconductor chip 6 described with reference to FIGS. 1 to 5 will be described.

図6は、本発明の他の実施形態に係る半導体チップ6の模式的な断面図である。
図2に示した半導体チップ6では、第1ゲート電極43および第2ゲート電極44を共通に接続する電極として、ゲートトレンチ30に埋め込まれた第3ゲート電極45が使用されたが、この埋め込み第3ゲート電極45は省略されてもよい。
この場合、第1ゲート電極43および第2ゲート電極44は、図6に示すように、中央領域27において半導体層22(p型エピタキシャル層24)の表面に沿って形成された第3ゲート電極56によって互いに接続されていてもよい。第3ゲート電極56は、第1ゲート電極43および第2ゲート電極44に跨り、第1ゲート電極43および第2ゲート電極44のそれぞれに対して上側から接続されている。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor chip 6 according to another embodiment of the present invention.
In the semiconductor chip 6 shown in FIG. 2, the third gate electrode 45 embedded in the gate trench 30 is used as an electrode for commonly connecting the first gate electrode 43 and the second gate electrode 44. The three gate electrode 45 may be omitted.
In this case, the first gate electrode 43 and the second gate electrode 44 are, as shown in FIG. 6, a third gate electrode 56 formed along the surface of the semiconductor layer 22 (p-type epitaxial layer 24) in the central region 27. May be connected to each other. The third gate electrode 56 extends across the first gate electrode 43 and the second gate electrode 44 and is connected to the first gate electrode 43 and the second gate electrode 44 from above.

また、図6に示すように、中央領域27におけるn型ボディ領域28が省略され、当該省略箇所がp型ドレイン領域29の一部で占められていてもよい。この構成は、前述の図2の構成に適用してもよい。
図7は、本発明の他の実施形態に係る半導体パッケージ1の概略構成図である。図8は、図7の半導体チップ6をVIII−VIII切断線で切断したときに現れる断面図である。図9は、第1トランジスタTr1および第2トランジスタTr2のセルレイアウトを示す図である。なお、図7では、ゲートフィンガー13を省略している。
Further, as shown in FIG. 6, the n-type body region 28 in the central region 27 may be omitted, and the omitted portion may be occupied by a part of the p-type drain region 29. This configuration may be applied to the configuration shown in FIG.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a semiconductor package 1 according to another embodiment of the present invention. FIG. 8 is a cross-sectional view that appears when the semiconductor chip 6 of FIG. 7 is cut along the VIII-VIII cutting line. FIG. 9 is a diagram showing a cell layout of the first transistor Tr1 and the second transistor Tr2. In FIG. 7, the gate finger 13 is omitted.

図2の半導体チップ6では、半導体層22上の領域を2分し、一方側に第1アクティブ領域25および他方側に第2アクティブ領域26が形成されていた。第1ソース配線10および第2ソース配線11は、それぞれ、第1アクティブ領域25および第2アクティブ領域26を覆うように平面状に形成されていた。
一方、図7の半導体チップ6では、第1ソース配線10および第2ソース配線11は、互いに間隔を空けて噛み合う櫛歯状に形成されている。この場合、半導体層22では、図8および図9に示すように、複数の第1単位セル31によって構成された直線状の第1単位セル列57と、複数の第2単位セル32によって構成された直線状の第2単位セル列58とが、互いに間隔を空けて交互に配置されていてもよい。
In the semiconductor chip 6 of FIG. 2, the region on the semiconductor layer 22 is divided into two, and the first active region 25 is formed on one side and the second active region 26 is formed on the other side. The first source line 10 and the second source line 11 were formed in a planar shape so as to cover the first active region 25 and the second active region 26, respectively.
On the other hand, in the semiconductor chip 6 of FIG. 7, the first source wiring 10 and the second source wiring 11 are formed in a comb-teeth shape that meshes with a space therebetween. In this case, as shown in FIGS. 8 and 9, the semiconductor layer 22 includes a linear first unit cell row 57 including a plurality of first unit cells 31 and a plurality of second unit cells 32. The straight second unit cell rows 58 may be alternately arranged at intervals.

図9に示すように、櫛歯状の第1ソース配線10および第2ソース配線11の各歯部59,60を、それぞれ、各第1単位セル列57および第2単位セル列58の上方に設けることによって、第1ソース配線10と第1トランジスタTr1(p型ソース領域37)とのコンタクト、および第2ソース配線11と第2トランジスタTr2(p型ソース領域39)とのコンタクトを容易にとることができる。 As shown in FIG. 9, the teeth 59 and 60 of the comb-like first source wiring 10 and second source wiring 11 are respectively located above the first unit cell row 57 and the second unit cell row 58, respectively. By providing, the contact between the first source line 10 and the first transistor Tr1 (p + -type source region 37) and the contact between the second source line 11 and the second transistor Tr2 (p + -type source region 39) are facilitated. Can be taken.

図7〜図9の構成により、第1トランジスタTr1の位置に関係なく、第1トランジスタTr1から第2トランジスタTr2までの距離を半導体層22の全体にわたって均等にできるので、セル間の電流ばらつきを抑制することができる。
図10は、本発明の他の実施形態に係る半導体チップ6の模式的な断面図である。
図2の半導体チップ6では、第1トランジスタTr1および第2トランジスタTr2としてトレンチゲート構造のMISFETが採用されていたが、図10に示すように、プレーナゲート構造のMISFETが採用されてもよい。
7 to 9, since the distance from the first transistor Tr1 to the second transistor Tr2 can be made uniform over the entire semiconductor layer 22 regardless of the position of the first transistor Tr1, current variation between cells is suppressed. can do.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor chip 6 according to another embodiment of the present invention.
In the semiconductor chip 6 of FIG. 2, MISFETs having a trench gate structure are employed as the first transistor Tr1 and the second transistor Tr2, but a MISFET having a planar gate structure may be employed as shown in FIG.

プレーナゲート構造の第1および第2トランジスタTr1,Tr2では、ゲート絶縁膜41が半導体層22の表面に形成され、このゲート絶縁膜41上にゲート電極42が形成される。第1ゲート電極43および第2ゲート電極44は、それぞれ、半導体層22の表面に露出するn型ボディ領域28の部分に対向している。
図11は、第1トランジスタTr1および第2トランジスタTr2のセルレイアウトを示す図である。
In the first and second transistors Tr1 and Tr2 having the planar gate structure, the gate insulating film 41 is formed on the surface of the semiconductor layer 22, and the gate electrode 42 is formed on the gate insulating film 41. The first gate electrode 43 and the second gate electrode 44 are opposed to the portion of the n-type body region 28 exposed on the surface of the semiconductor layer 22.
FIG. 11 is a diagram showing a cell layout of the first transistor Tr1 and the second transistor Tr2.

図2の半導体チップ6では、複数の第1単位セル31(第1トランジスタTr1)および複数の第2単位セル32(第2トランジスタTr2)は、それぞれ、一定の領域(第1アクティブ領域25および第2アクティブ領域26)に集約されて配置されていた。
一方、行列状に配列された複数の第1単位セル31および複数の第2単位セル32は、図11に示すように、行方向および列方向のそれぞれにおいて交互に配置されていてもよい。この構成によっても、図7〜図9に示した構成と同様に、第1トランジスタTr1から第2トランジスタTr2までの距離を半導体層22の全体にわたって均等にできるので、セル間の電流ばらつきを抑制することができる。
In the semiconductor chip 6 of FIG. 2, the plurality of first unit cells 31 (first transistors Tr1) and the plurality of second unit cells 32 (second transistors Tr2) are respectively constant regions (first active regions 25 and first transistors). 2 active areas 26).
On the other hand, as shown in FIG. 11, the plurality of first unit cells 31 and the plurality of second unit cells 32 arranged in a matrix may be alternately arranged in the row direction and the column direction. Also with this configuration, the distance from the first transistor Tr1 to the second transistor Tr2 can be made uniform over the entire semiconductor layer 22 as in the configurations shown in FIGS. be able to.

図12は、本発明の他の実施形態に係る半導体パッケージ1の概略構成図である。
図1の半導体パッケージ1では、第1トランジスタTr1および第2トランジスタTr2が1つの半導体チップ6に集約されて1チップ化されていたが、図4A、4Bに示す回路構成図を満たす半導体装置であれば、たとえば、図12に示すような形態でもよい。
図12の半導体パッケージ1は、アイランド68と、複数の端子62〜64と、第1半導体チップ65と、第2半導体チップ66と、封止樹脂7とを含む。
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a semiconductor package 1 according to another embodiment of the present invention.
In the semiconductor package 1 shown in FIG. 1, the first transistor Tr1 and the second transistor Tr2 are integrated into one semiconductor chip 6 to form a single chip. However, the semiconductor package 1 may satisfy the circuit configuration diagram shown in FIGS. 4A and 4B. For example, a form as shown in FIG.
The semiconductor package 1 of FIG. 12 includes an island 68, a plurality of terminals 62 to 64, a first semiconductor chip 65, a second semiconductor chip 66, and a sealing resin 7.

アイランド68には、第1半導体チップ65および第2半導体チップ66の両方が設けられている。つまり、アイランド68は、第1半導体チップ65(第1トランジスタTr1)および第2半導体チップ66(第2トランジスタTr2)のドレインに対して共通の電極となっていてもよい。
複数の端子62〜64は、第1ソース端子62、第2ソース端子63およびゲート端子64を含む。
In the island 68, both the first semiconductor chip 65 and the second semiconductor chip 66 are provided. That is, the island 68 may be a common electrode for the drains of the first semiconductor chip 65 (first transistor Tr1) and the second semiconductor chip 66 (second transistor Tr2).
The plurality of terminals 62 to 64 include a first source terminal 62, a second source terminal 63, and a gate terminal 64.

第1ソース端子62は、ボンディングワイヤ69を介して、第1半導体チップ65のソースパッド70に接続されている。一方、第2ソース端子63は、ボンディングワイヤ71を介して、第2半導体チップ66のソースパッド72に接続されている。
ゲート端子64は、ボンディングワイヤ73,74を介して、第1半導体チップ65のゲートパッド75および第2半導体チップ66のゲートパッド76に接続されている。つまり、ゲート端子64は、第1半導体チップ65(第1トランジスタTr1)および第2半導体チップ66(第2トランジスタTr2)のゲートに対して共通の電極となっている。
The first source terminal 62 is connected to the source pad 70 of the first semiconductor chip 65 through the bonding wire 69. On the other hand, the second source terminal 63 is connected to the source pad 72 of the second semiconductor chip 66 through the bonding wire 71.
The gate terminal 64 is connected to the gate pad 75 of the first semiconductor chip 65 and the gate pad 76 of the second semiconductor chip 66 via bonding wires 73 and 74. That is, the gate terminal 64 is a common electrode for the gates of the first semiconductor chip 65 (first transistor Tr1) and the second semiconductor chip 66 (second transistor Tr2).

図13は、本発明の他の実施形態に係る半導体パッケージ1の模式的な斜視図である。図14は、図13の半導体パッケージ1の模式的な平面図である。図15は、図13の半導体パッケージ1の模式的な断面図である。なお、図15は、図13および図14の特定部分の断面を示すものではなく、半導体パッケージ1の内部構造の説明に必要な構成要素を選択的に示したものである。   FIG. 13 is a schematic perspective view of a semiconductor package 1 according to another embodiment of the present invention. FIG. 14 is a schematic plan view of the semiconductor package 1 of FIG. FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor package 1 of FIG. Note that FIG. 15 does not show a cross section of the specific part of FIGS. 13 and 14, but selectively shows the components necessary for explaining the internal structure of the semiconductor package 1.

図13および図14の半導体パッケージ1は、WL−CSP(Wafer Level−Chip Size Package:ウエハレベルチップサイズパッケージ)のパッケージ構造を有している。すなわち、半導体パッケージ1では、前述の半導体チップ6が平面視長方形状の半導体層22(半導体基板)を有しており、当該半導体層22の外形サイズとほぼ同じサイズで構成されている。たとえば、半導体パッケージ1の長さLは0.50mm未満(好ましくは、0.40mm以上)であり、幅Wは0.40mm未満(好ましくは、0.30mm以上)であり、厚さDは0.15mm未満(好ましくは、0.10mm以上)である。つまり、半導体パッケージ1は、0403サイズの非常に小型なパッケージ構造を有している。また、半導体パッケージ1の厚さが0.15mm未満であることで、半導体パッケージ1が傾いて実装されても、半導体パッケージ1の側面の通常位置からの出っ張り量を小さくすることができる。これにより、半導体パッケージ1が高密度実装された場合でも、隣接する半導体パッケージとの接触を抑止することができる。   13 and 14 has a package structure of WL-CSP (Wafer Level-Chip Size Package). That is, in the semiconductor package 1, the above-described semiconductor chip 6 has a semiconductor layer 22 (semiconductor substrate) having a rectangular shape in plan view, and is configured to have almost the same size as the outer size of the semiconductor layer 22. For example, the length L of the semiconductor package 1 is less than 0.50 mm (preferably 0.40 mm or more), the width W is less than 0.40 mm (preferably 0.30 mm or more), and the thickness D is 0. Less than 15 mm (preferably 0.10 mm or more). That is, the semiconductor package 1 has a very small package structure of 0403 size. Further, since the thickness of the semiconductor package 1 is less than 0.15 mm, the amount of protrusion from the normal position of the side surface of the semiconductor package 1 can be reduced even when the semiconductor package 1 is mounted with an inclination. Thereby, even when the semiconductor package 1 is mounted with high density, contact with an adjacent semiconductor package can be suppressed.

半導体パッケージ1がWL−CSPのパッケージ構造を有することから、以下において、半導体パッケージ1および半導体層22の形状、サイズ、他の構成要素の配置位置等を説明したときに、当該説明の主体は、他方に置き換えてもよい。たとえば、平面視四角形状の半導体層22は、平面視四角形状の半導体パッケージ1と置き換えてもよいし、半導体層22の周縁部にパッドが配置されているという説明は、半導体パッケージ1の周縁部にパッドが配置されているという説明に置き換えてもよい。   Since the semiconductor package 1 has a WL-CSP package structure, when the shape and size of the semiconductor package 1 and the semiconductor layer 22 and the arrangement positions of other components are described below, It may be replaced with the other. For example, the semiconductor layer 22 having a quadrilateral shape in plan view may be replaced with the semiconductor package 1 having a quadrangular shape in plan view, and the description that the pads are disposed on the peripheral portion of the semiconductor layer 22 It may be replaced with the description that the pads are arranged in

直方体形状の半導体層22は、表面22Aと、表面22Aの反対側の裏面22Bと、表面22Aと裏面22Bとの間の4つの側面22C,22D,22E,22Fとを有し、表面22Aおよび側面22C〜22Fが表面保護膜50で覆われている(図15参照)。半導体層22の4つの側面22C〜22Fのうち、側面22C,22Eが半導体層22の長辺77に沿う側面であり、側面22D,22Fが半導体層22の短辺78に沿う側面である。隣接する側面22C〜22Fの各交差部には、半導体層22の角部80CD,80DE,80EF,80FCが形成されている。   The rectangular parallelepiped semiconductor layer 22 has a front surface 22A, a back surface 22B opposite to the front surface 22A, and four side surfaces 22C, 22D, 22E, and 22F between the front surface 22A and the back surface 22B. 22C to 22F are covered with the surface protective film 50 (see FIG. 15). Of the four side surfaces 22C to 22F of the semiconductor layer 22, the side surfaces 22C and 22E are side surfaces along the long side 77 of the semiconductor layer 22, and the side surfaces 22D and 22F are side surfaces along the short side 78 of the semiconductor layer 22. Corner portions 80CD, 80DE, 80EF, and 80FC of the semiconductor layer 22 are formed at the intersections of the adjacent side surfaces 22C to 22F.

半導体層22の表面22Aにおいて、長辺77側の一つの側面22Cに沿う第1周縁部81には、第1ソースパッド83が配置されている。第1ソースパッド83は、図15に示すように、第1ソース配線10の一部がパッド開口51から露出した部分である。第1ソースパッド83は、第1周縁部81の両端角部80CD,80FCから間隔を空けた中央部に形成されており、第1ソースパッド83と各角部80CD,80FCとの間には、表面保護膜50で覆われた一定間隔(たとえば、0.1mm〜0.15mm程度)の領域が設けられている。   On the surface 22A of the semiconductor layer 22, a first source pad 83 is disposed on the first peripheral edge 81 along one side surface 22C on the long side 77 side. As shown in FIG. 15, the first source pad 83 is a portion where a part of the first source wiring 10 is exposed from the pad opening 51. The first source pad 83 is formed at a central portion spaced from both end corners 80CD and 80FC of the first peripheral edge 81, and between the first source pad 83 and each corner 80CD and 80FC, A region with a constant interval (for example, about 0.1 mm to 0.15 mm) covered with the surface protective film 50 is provided.

一方、第1周縁部81に対向する半導体層22の第2周縁部82の一端角部80EFには、第2ソースパッド84が配置され、第2周縁部82の他端角部80DEには、ゲートパッド85が配置されている。第2ソースパッド84は、図15に示すように、第2ソース配線11の一部がパッド開口52から露出した部分である。一方、ゲートパッド85は、図15では示さない位置において、ゲート配線9の一部がパッド開口79(図13,図14参照)から露出した部分である。   On the other hand, a second source pad 84 is disposed at one end corner 80EF of the second peripheral edge 82 of the semiconductor layer 22 facing the first peripheral edge 81, and at the other end corner 80DE of the second peripheral edge 82, A gate pad 85 is disposed. As shown in FIG. 15, the second source pad 84 is a portion where a part of the second source wiring 11 is exposed from the pad opening 52. On the other hand, the gate pad 85 is a portion where a part of the gate wiring 9 is exposed from the pad opening 79 (see FIGS. 13 and 14) at a position not shown in FIG.

なお、図13〜図15の半導体パッケージ1において、ゲート配線9、第1ソース配線10および第2ソース配線11のレイアウトは、図1に示したレイアウト(ゲートパッド85の角部80DEに配置)であってもよいし、半導体層22上の構造を多層配線構造とすることによって、ゲート配線9、第1ソース配線10および第2ソース配線11を、互いに干渉しないように、適宜の形状および大きさで引き回してもよい。   In the semiconductor package 1 of FIGS. 13 to 15, the layout of the gate wiring 9, the first source wiring 10 and the second source wiring 11 is the layout shown in FIG. 1 (arranged at the corner 80DE of the gate pad 85). The gate wiring 9, the first source wiring 10, and the second source wiring 11 may have an appropriate shape and size so as not to interfere with each other by making the structure on the semiconductor layer 22 a multilayer wiring structure. You may be drawn around.

次に、第1ソースパッド83、第2ソースパッド84およびゲートパッド85のレイアウトおよび形状について説明する。
第1ソースパッド83は、図14に示すように、第2周縁部82の一端角部80EFの頂点V1を中心とし、半導体層22の短辺78の長さ(図13の幅W)を半径とする第1円弧86と、第2周縁部82の他端角部80DEの頂点V2を中心とし、半導体層22の短辺78の長さ(図13の幅W)を半径とする第2円弧87とを半導体層22の表面22Aに描いたとき、第1円弧86の外側領域であって、かつ第2円弧87の外側領域に配置されている。そして、第1ソースパッド83は、当該外側領域において、第1円弧86と第2円弧87との交点88から第1円弧86および第2円弧87それぞれに対して引いた1対の接線を二辺とする三角形状に形成されている。
Next, the layout and shape of the first source pad 83, the second source pad 84, and the gate pad 85 will be described.
As shown in FIG. 14, the first source pad 83 is centered on the vertex V1 of the one end corner 80EF of the second peripheral edge 82, and the length of the short side 78 (width W in FIG. 13) of the semiconductor layer 22 is a radius. And a second arc whose radius is the length (width W in FIG. 13) of the short side 78 of the semiconductor layer 22 centered on the vertex V2 of the other end corner 80DE of the second peripheral edge 82. 87 is drawn on the surface 22 </ b> A of the semiconductor layer 22, it is disposed outside the first arc 86 and outside the second arc 87. The first source pad 83 has two sides of a pair of tangent lines drawn from the intersection 88 of the first arc 86 and the second arc 87 with respect to each of the first arc 86 and the second arc 87 in the outer region. It is formed in a triangular shape.

一方、第2ソースパッド84は、第1円弧86と同一の中心を有する扇形状に形成されている。第2ソースパッド84の半径R1は、たとえば、0.1mm〜0.13mmである。また、ゲートパッド85は、第2円弧87と同一の中心を有する扇形状に形成されている。ゲートパッド85の半径R2は、たとえば、0.1mm〜0.13mmである。
図13〜図15の半導体パッケージ1によれば、WL−CSPのパッケージ構造であることから、パッケージ内部の電気的な接続が全て、ボンディングワイヤを使用しないワイヤレス構造となっている。これにより、ワイヤ抵抗も削減できるので、パッケージサイズ当たりのオン抵抗を大幅に削減することができる。
On the other hand, the second source pad 84 is formed in a fan shape having the same center as the first arc 86. The radius R1 of the second source pad 84 is, for example, 0.1 mm to 0.13 mm. The gate pad 85 is formed in a fan shape having the same center as the second arc 87. The radius R2 of the gate pad 85 is, for example, 0.1 mm to 0.13 mm.
Since the semiconductor package 1 of FIGS. 13 to 15 has a WL-CSP package structure, all the electrical connections inside the package are wireless structures that do not use bonding wires. As a result, the wire resistance can also be reduced, and the on-resistance per package size can be greatly reduced.

また、半導体パッケージ1がWL−CSPのパッケージ構造ではあるが、半導体層22の側面22C〜22Fが表面保護膜50で覆われている。そのため、半導体パッケージ1が高密度実装された場合に、隣接する半導体パッケージとの間の短絡を防止することができる。
以上、図1〜図15を参照して本発明の一実施形態を説明したが、半導体パッケージ1および半導体チップ6の構成は、前述のものに限らず、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
Further, although the semiconductor package 1 has a WL-CSP package structure, the side surfaces 22 </ b> C to 22 </ b> F of the semiconductor layer 22 are covered with the surface protective film 50. Therefore, when the semiconductor package 1 is mounted with high density, it is possible to prevent a short circuit between adjacent semiconductor packages.
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described with reference to FIGS. 1-15, the structure of the semiconductor package 1 and the semiconductor chip 6 is not restricted to the above-mentioned thing, The thing of the matter described in the claim Various design changes can be made within the range.

たとえば、前述の実施形態では、第1トランジスタTr1および第2トランジスタTr2の構造として、縦型構造の素子のみを示したが、横型構造の素子を適用することもできる。
図16は、本発明の一実施形態に係る半導体装置101の模式的な斜視図である。図17は、本発明の一実施形態に係る半導体装置101の模式的な平面図である。
For example, in the above-described embodiment, only the vertical structure element is shown as the structure of the first transistor Tr1 and the second transistor Tr2. However, a horizontal structure element can also be applied.
FIG. 16 is a schematic perspective view of a semiconductor device 101 according to an embodiment of the present invention. FIG. 17 is a schematic plan view of a semiconductor device 101 according to an embodiment of the present invention.

半導体装置101は、WL−CSP(Wafer Level−Chip Size Package:ウエハレベルチップサイズパッケージ)のパッケージ構造を有している。すなわち、半導体装置101は、平面視長方形状の半導体基板102を有しており、当該半導体基板102の外形サイズとほぼ同じサイズで構成されている。たとえば、半導体装置101の長さLは0.50mm未満(好ましくは、0.40mm以上)であり、幅Wは0.40mm未満(好ましくは、0.30mm以上)であり、厚さDは0.15mm未満(好ましくは、0.10mm以上)である。たとえば、半導体装置101の長さLが0.50mmであり幅Wが0.40mmである場合、半導体装置101の平面面積は0.20mmである。また、半導体装置101の長さLが0.40mmであり幅Wが0.30mmである場合、半導体装置101の平面面積は0.12mmである。つまり、半導体装置101は、0403サイズの非常に小型なパッケージ構造を有している。また、半導体装置101の厚さが0.15mm未満であることで、半導体装置101が傾いて実装されても、半導体装置101の側面の通常位置からの出っ張り量を小さくすることができる。これにより、半導体装置101が高密度実装された場合でも、隣接する半導体装置との接触を抑止することができる。 The semiconductor device 101 has a package structure of WL-CSP (Wafer Level-Chip Size Package). In other words, the semiconductor device 101 includes a semiconductor substrate 102 that is rectangular in plan view, and is configured to have substantially the same size as the outer size of the semiconductor substrate 102. For example, the length L of the semiconductor device 101 is less than 0.50 mm (preferably 0.40 mm or more), the width W is less than 0.40 mm (preferably 0.30 mm or more), and the thickness D is 0. Less than 15 mm (preferably 0.10 mm or more). For example, when the length L of the semiconductor device 101 is 0.50 mm and the width W is 0.40 mm, the planar area of the semiconductor device 101 is 0.20 mm 2 . When the length L of the semiconductor device 101 is 0.40 mm and the width W is 0.30 mm, the planar area of the semiconductor device 101 is 0.12 mm 2 . That is, the semiconductor device 101 has a very small package structure of 0403 size. Further, since the thickness of the semiconductor device 101 is less than 0.15 mm, the amount of protrusion from the normal position of the side surface of the semiconductor device 101 can be reduced even when the semiconductor device 101 is mounted with an inclination. Thereby, even when the semiconductor device 101 is mounted at high density, contact with an adjacent semiconductor device can be suppressed.

半導体装置101がWL−CSPのパッケージ構造を有することから、以下において、半導体装置101および半導体基板102の形状、サイズ、他の構成要素の配置位置等を説明したときに、当該説明の主体は、他方に置き換えてもよい。たとえば、平面視四角形状の半導体基板102は、平面視四角形状の半導体装置101と置き換えてもよいし、半導体基板102の周縁部にパッドが配置されているという説明は、半導体装置101の周縁部にパッドが配置されているという説明に置き換えてもよい。   Since the semiconductor device 101 has a WL-CSP package structure, when the shape and size of the semiconductor device 101 and the semiconductor substrate 102, the arrangement positions of other components, and the like are described below, It may be replaced with the other. For example, the semiconductor substrate 102 having a quadrangular shape in plan view may be replaced with the semiconductor device 101 having a quadrangular shape in plan view, and the description that the pads are arranged on the peripheral portion of the semiconductor substrate 102 It may be replaced with the description that the pads are arranged in

直方体形状の半導体基板102は、表面102Aと、表面102Aの反対側の裏面102Bと、表面102Aと裏面102Bとの間の4つの側面102C,102D,102E,102Fとを有し、表面102Aおよび側面102C〜102Fが表面絶縁膜103で覆われている。半導体基板102の4つの側面102C〜102Fのうち、側面102C,102Eが半導体基板102の長辺121に沿う側面であり、側面102D,102Fが半導体基板102の短辺122に沿う側面である。隣接する側面102C〜102Fの各交差部には、半導体基板102の角部104CD,104DE,104EF,104FCが形成されている。   The rectangular parallelepiped semiconductor substrate 102 has a front surface 102A, a back surface 102B opposite to the front surface 102A, and four side surfaces 102C, 102D, 102E, and 102F between the front surface 102A and the back surface 102B. 102C to 102F are covered with the surface insulating film 103. Of the four side surfaces 102C to 102F of the semiconductor substrate 102, the side surfaces 102C and 102E are side surfaces along the long side 121 of the semiconductor substrate 102, and the side surfaces 102D and 102F are side surfaces along the short side 122 of the semiconductor substrate 102. Corner portions 104CD, 104DE, 104EF, and 104FC of the semiconductor substrate 102 are formed at the intersections of the adjacent side surfaces 102C to 102F.

半導体基板102の表面102Aにおいて、長辺121側の一つの側面102Cに沿う第1周縁部105には、ドレインパッド107(第1パッド)が配置されている。ドレインパッド107は、第1周縁部105の両端角部104CD,104FCから間隔を空けた中央部に形成されており、ドレインパッド107と各角部104CD,104FCとの間には、表面絶縁膜103で覆われた一定間隔(たとえば、0.1mm〜0.15mm程度)の領域が設けられている。   On the surface 102A of the semiconductor substrate 102, a drain pad 107 (first pad) is disposed on the first peripheral edge 105 along one side surface 102C on the long side 121 side. The drain pad 107 is formed at the center of the first peripheral edge 105 spaced from both corners 104CD and 104FC, and between the drain pad 107 and each corner 104CD and 104FC, the surface insulating film 103 is formed. A region of a constant interval (for example, about 0.1 mm to 0.15 mm) covered with is provided.

一方、第1周縁部105に対向する半導体基板102の第2周縁部106の一端角部104EFには、ソースパッド108(第2パッド)が配置され、第2周縁部106の他端角部104DEには、ゲートパッド109(第3パッド)が配置されている。
次に、ドレインパッド107、ソースパッド108およびゲートパッド109のレイアウトおよび形状について説明する。
On the other hand, a source pad 108 (second pad) is arranged at one end corner 104EF of the second peripheral edge 106 of the semiconductor substrate 102 facing the first peripheral edge 105, and the other end corner 104DE of the second peripheral edge 106. The gate pad 109 (third pad) is disposed in the gate.
Next, the layout and shape of the drain pad 107, the source pad 108, and the gate pad 109 will be described.

ドレインパッド107は、図17に示すように、第2周縁部106の一端角部104EFの頂点V1を中心とし、半導体基板102の短辺122の長さ(図16の幅W)を半径とする第1円弧110と、第2周縁部106の他端角部104DEの頂点V2を中心とし、半導体基板102の短辺122の長さ(図16の幅W)を半径とする第2円弧111とを半導体基板102の表面102Aに描いたとき、第1円弧110の外側領域であって、かつ第2円弧111の外側領域に配置されている。そして、ドレインパッド107は、当該外側領域において、第1円弧110と第2円弧111との交点112から第1円弧110および第2円弧111それぞれに対して引いた1対の接線を二辺とする三角形状に形成されている。   As shown in FIG. 17, the drain pad 107 is centered on the vertex V1 of the one end corner 104EF of the second peripheral edge 106, and the length of the short side 122 of the semiconductor substrate 102 (width W in FIG. 16) is the radius. A first arc 110 and a second arc 111 centered on the vertex V2 of the other end corner portion 104DE of the second peripheral edge portion 106 and having a radius of the length (width W in FIG. 16) of the short side 122 of the semiconductor substrate 102; Is drawn on the surface 102 </ b> A of the semiconductor substrate 102, it is disposed outside the first arc 110 and outside the second arc 111. The drain pad 107 has two sides of a pair of tangent lines drawn from the intersection 112 of the first arc 110 and the second arc 111 to each of the first arc 110 and the second arc 111 in the outer region. It is formed in a triangular shape.

一方、ソースパッド108は、第1円弧110と同一の中心を有する扇形状に形成されている。ソースパッド108の半径R1は、たとえば、0.07mm〜0.13mm(好ましくは、0.10mm以上)である。たとえば、半径R1が0.07mmである場合、ソースパッド108の面積は3.85×10−3mmであり、半径R1が0.10mmである場合、ソースパッド108の面積は7.85×10−3mmである。また、ゲートパッド109は、第2円弧111と同一の中心を有する扇形状に形成されている。ゲートパッド109の半径R2は、たとえば、0.07mm〜0.13mm(好ましくは、0.10mm以上)である。たとえば、半径R2が0.07mmである場合、ゲートパッド109の面積は3.85×10−3mmであり、半径R2が0.10mmである場合、ゲートパッド109の面積は7.85×10−3mmである。 On the other hand, the source pad 108 is formed in a fan shape having the same center as the first arc 110. The radius R1 of the source pad 108 is, for example, 0.07 mm to 0.13 mm (preferably 0.10 mm or more). For example, when the radius R1 is 0.07 mm, the area of the source pad 108 is 3.85 × 10 −3 mm 2 , and when the radius R1 is 0.10 mm, the area of the source pad 108 is 7.85 × 10 −3 mm 2 . The gate pad 109 is formed in a fan shape having the same center as the second arc 111. The radius R2 of the gate pad 109 is, for example, 0.07 mm to 0.13 mm (preferably 0.10 mm or more). For example, when the radius R2 is 0.07 mm, the area of the gate pad 109 is 3.85 × 10 −3 mm 2 , and when the radius R2 is 0.10 mm, the area of the gate pad 109 is 7.85 × 10 −3 mm 2 .

次に、前述のドレインパッド107、ソースパッド108およびゲートパッド109のレイアウトおよび形状によって、半導体装置101の実装面積をどの程度減らすことができるかを、図18を参照して説明する。
図18は、半導体装置101と比較形態に係る半導体装置200とのチップサイズを比較するための図である。図18では、明瞭化のため、図16および図17に示した参照符号のうち、比較に必要な参照符号のみを示し、その他の参照符号は省略している。
Next, how much the mounting area of the semiconductor device 101 can be reduced by the layout and shape of the drain pad 107, the source pad 108, and the gate pad 109 described above will be described with reference to FIG.
FIG. 18 is a diagram for comparing the chip sizes of the semiconductor device 101 and the semiconductor device 200 according to the comparative example. In FIG. 18, for the sake of clarity, only the reference symbols necessary for comparison among the reference symbols shown in FIGS. 16 and 17 are shown, and the other reference symbols are omitted.

まず、比較形態の半導体装置200のように、ソースパッド108およびゲートパッド109が、半導体基板102の短辺122において隣り合って配置される場合、半導体装置200のパッケージサイズは、たとえば、長さL=0.6mm、幅W=0.4mmとなる。これは、短辺方向のソース−ゲート間の短絡を避けるため、ソースパッド108とゲートパッド109との間の距離として、少なくともピッチP=0.2mmを確保するためである。また、ドレインパッド107が、短辺122の一端角部から他端角部に至る形状で形成されている。そのため、パッドレイアウトを変更しないでパッケージサイズを小さくすると、ソース−ゲート間のピッチPが0.2mmを下回り、実装時に、ソース−ゲート間の短絡という問題が生じる。一方、ソースパッド108およびゲートパッド109を長辺121において隣り合うように配置しても、パッド間の短絡の問題を解消することが難しい。なぜなら、このパッドレイアウトでは、参照符号「107´」および破線で示すように、ドレインパッド107が長辺121の一端角部から他端角部に至る形状となる。そのため、パッケージサイズの減少に伴い、ソース−ドレイン間、またはゲート−ドレイン間の短絡の問題が生じる。   First, when the source pad 108 and the gate pad 109 are arranged adjacent to each other on the short side 122 of the semiconductor substrate 102 as in the comparative semiconductor device 200, the package size of the semiconductor device 200 is, for example, the length L = 0.6 mm and width W = 0.4 mm. This is to secure at least the pitch P = 0.2 mm as the distance between the source pad 108 and the gate pad 109 in order to avoid a short circuit between the source and the gate in the short side direction. The drain pad 107 is formed in a shape extending from one end corner of the short side 122 to the other end corner. Therefore, if the package size is reduced without changing the pad layout, the source-gate pitch P is less than 0.2 mm, which causes a problem of short-circuiting between the source and gate during mounting. On the other hand, even if the source pad 108 and the gate pad 109 are arranged adjacent to each other on the long side 121, it is difficult to solve the problem of short circuit between the pads. This is because, in this pad layout, the drain pad 107 has a shape extending from one end corner portion of the long side 121 to the other end corner portion, as indicated by reference numeral “107 ′” and a broken line. Therefore, a short circuit between the source and the drain or between the gate and the drain occurs as the package size decreases.

これに対し、前述の半導体装置101の構成では、ソースパッド108およびゲートパッド109が長辺121において隣り合うように配置されている。さらに、ドレインパッド107が、半導体基板102の長辺121の中央部に配置されており、ドレインパッド107と長辺121の両端角部104CD,104FCとの間には、表面絶縁膜103で覆われた一定間隔の領域が設けられている。これにより、ドレインパッド107とソースパッド108との距離(ピッチP1)、およびドレインパッド107とゲートパッド109との距離(ピッチP2)を、比較形態の半導体装置200に比べて長くすることができる。したがって、半導体装置101のパッケージサイズを、たとえば、長さL=0.44mm、幅W=0.32mmと小型化しても、ピッチP1およびピッチP2を、半導体装置200におけるソース−ゲート間のピッチPと同等の0.2mmに維持することができる。すなわち、パッド間に確保する距離は、半導体装置101のパッケージの短辺122の0.20/0.32=62.5%以上にある。少なくとも、パッケージの短辺122が0.40mmの場合、パッド間に確保する距離は、半導体装置101のパッケージの短辺122の0.20/0.40=50%以上にある。また、半導体装置101のパッケージサイズが1.41×10−1mmであり、パッド半径R1、R2が0.10mmの場合、パッド面積が7.85×10−3mmであるため、ソースパッド108およびゲートパッド109の面積(パッド面積)は、パッケージサイズの5%以上にある。そのため、実装時の短絡を避けながら、半導体装置200よりも半導体基板のサイズを小さくすることができる。これにより、小型化された半導体装置を提供することができる。 On the other hand, in the configuration of the semiconductor device 101 described above, the source pad 108 and the gate pad 109 are arranged adjacent to each other on the long side 121. Further, the drain pad 107 is disposed at the center of the long side 121 of the semiconductor substrate 102, and the surface insulating film 103 is covered between the drain pad 107 and both corners 104 CD and 104 FC of the long side 121. A region with a constant interval is provided. Thereby, the distance (pitch P1) between the drain pad 107 and the source pad 108 and the distance (pitch P2) between the drain pad 107 and the gate pad 109 can be made longer than those of the semiconductor device 200 of the comparative example. Therefore, even if the package size of the semiconductor device 101 is reduced to, for example, a length L = 0.44 mm and a width W = 0.32 mm, the pitch P1 and the pitch P2 are set to the source-gate pitch P in the semiconductor device 200. Can be maintained at 0.2 mm, which is equivalent to That is, the distance secured between the pads is 0.20 / 0.32 = 62.5% or more of the short side 122 of the package of the semiconductor device 101. At least when the short side 122 of the package is 0.40 mm, the distance secured between the pads is 0.20 / 0.40 = 50% or more of the short side 122 of the package of the semiconductor device 101. Further, when the package size of the semiconductor device 101 is 1.41 × 10 −1 mm 2 and the pad radii R1 and R2 are 0.10 mm, the pad area is 7.85 × 10 −3 mm 2. The area of the pad 108 and the gate pad 109 (pad area) is 5% or more of the package size. Therefore, the size of the semiconductor substrate can be made smaller than that of the semiconductor device 200 while avoiding a short circuit during mounting. Thereby, a miniaturized semiconductor device can be provided.

また、半導体装置101では、図17に示すように、ドレインパッド107が、それぞれ短辺122の長さを半径とする第1円弧110および第2円弧111の外側領域に配置されている。そのため、ピッチP1およびピッチP2として、少なくとも半導体装置101の短辺122の長さとソースパッド108およびゲートパッド109の大きさ(幅)との差に相当する長さを確保することができる。さらに、ドレインパッド107が、第1円弧110と第2円弧111との交点112から第1円弧110および第2円弧111それぞれに対して引いた1対の接線を二辺とする三角形状に形成されている。これにより、半導体装置101を小型化しながらも、ドレインパッド107に十分な接合面積を確保することができる。そのため、半導体装置101の実装時の固着強度の低下を抑えることもできる。   In the semiconductor device 101, as shown in FIG. 17, the drain pad 107 is disposed in the outer region of the first arc 110 and the second arc 111 each having the radius of the short side 122. Therefore, at least the length corresponding to the difference between the length of the short side 122 of the semiconductor device 101 and the size (width) of the source pad 108 and the gate pad 109 can be secured as the pitch P1 and the pitch P2. Further, the drain pad 107 is formed in a triangular shape having a pair of tangent lines drawn from the intersection 112 of the first arc 110 and the second arc 111 with respect to the first arc 110 and the second arc 111, respectively. ing. Thereby, it is possible to secure a sufficient bonding area for the drain pad 107 while reducing the size of the semiconductor device 101. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the adhesion strength when the semiconductor device 101 is mounted.

半導体装置101の実装時の固着強度の確保に関して、さらに、ソースパッド108およびゲートパッド109が、それぞれ、第1円弧110および第2円弧111と同一の中心を有する扇形状に形成されている。これにより、ピッチP1およびピッチP2として0.2mmの長さを確保しながら、ソースパッド108およびゲートパッド109に十分な接合面積を確保することができる。   Regarding securing of the fixing strength when the semiconductor device 101 is mounted, the source pad 108 and the gate pad 109 are further formed in a fan shape having the same center as the first arc 110 and the second arc 111, respectively. Thereby, it is possible to secure a sufficient bonding area for the source pad 108 and the gate pad 109 while securing a length of 0.2 mm as the pitch P1 and the pitch P2.

以上、半導体装置101によれば、隣り合うパッド間のピッチおよびパッドの接合面積を十分確保しながら、比較形態の半導体装置200に比べて、実装面積を約40%程度も低減することができる。
次に、図19〜図25を参照して、半導体装置101の内部構造について説明する。
図19〜図21は、半導体装置101の内部構造を示す図である。図19は、主に、アクティブ領域113のレイアウトを示し、図20は、主に、第1配線層144のレイアウトを示し、図21は、主に、トップ配線層154のレイアウトを示している。図22は、半導体装置101の表面構造を示す図であって、主に、パッド開口160〜162のレイアウトを示している。図23および図24は、半導体装置101の模式的な断面図である。図23は、アクティブ領域113のソース側断面を示し、図24は、アクティブ領域113のドレイン側断面を示している。図25は、半導体装置101の模式的な断面図であって、保護ダイオード領域114の断面を示している。なお、図23〜図25は、図19〜図21の平面図の特定部分の断面を示すものではなく、半導体装置101の内部構造の説明に必要な構成要素を選択的に示したものである。
As described above, according to the semiconductor device 101, the mounting area can be reduced by about 40% as compared with the semiconductor device 200 of the comparative form, while ensuring a sufficient pitch between adjacent pads and a bonding area of the pads.
Next, the internal structure of the semiconductor device 101 will be described with reference to FIGS.
19 to 21 are diagrams showing the internal structure of the semiconductor device 101. 19 mainly shows a layout of the active region 113, FIG. 20 mainly shows a layout of the first wiring layer 144, and FIG. 21 mainly shows a layout of the top wiring layer 154. FIG. 22 is a diagram showing the surface structure of the semiconductor device 101 and mainly shows the layout of the pad openings 160 to 162. 23 and 24 are schematic cross-sectional views of the semiconductor device 101. FIG. FIG. 23 shows a source-side cross section of the active region 113, and FIG. 24 shows a drain-side cross section of the active region 113. FIG. 25 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor device 101 and shows a cross-section of the protection diode region 114. 23 to 25 do not show a cross section of a specific portion of the plan views of FIGS. 19 to 21, but selectively show components necessary for explaining the internal structure of the semiconductor device 101. .

前述したように、半導体装置101は、半導体基板102を有している。半導体基板102には、アクティブ領域113および保護ダイオード領域114が設定されている。この実施形態では、図19に示すように、半導体基板102の一つの角部104DEに、たとえば平面視四角形状の保護ダイオード領域114が形成されている。アクティブ領域113は、保護ダイオード領域114と一定の間隔を空け、角部104DEを除く、半導体基板102の表面領域のほぼ全体に形成されている。   As described above, the semiconductor device 101 includes the semiconductor substrate 102. An active region 113 and a protection diode region 114 are set in the semiconductor substrate 102. In this embodiment, as shown in FIG. 19, a protective diode region 114 having, for example, a rectangular shape in plan view is formed at one corner 104DE of the semiconductor substrate 102. The active region 113 is formed on substantially the entire surface region of the semiconductor substrate 102 excluding the corner portion 104DE with a certain distance from the protective diode region 114.

図23および図24に示すように、半導体基板102は、その表面部に、アクティブ領域113の一部を電気的にフローティングされた領域として他の部分から分離する分離ウェル115を含んでいる。より具体的には、半導体基板102は、p型シリコン基板116および当該p型シリコン基板116上に形成されたn型エピタキシャル層117を含んでいる。p型の分離ウェル115は、平面視で閉曲線を描く帯状に形成され、n型エピタキシャル層117の表面102Aからp型シリコン基板116に達している。n型エピタキシャル層117の厚さは、たとえば、5.0μm〜10μmである。 As shown in FIGS. 23 and 24, the semiconductor substrate 102 includes, on the surface thereof, an isolation well 115 that separates a part of the active region 113 from another part as an electrically floating region. More specifically, the semiconductor substrate 102 includes a p-type silicon substrate 116 and an n -type epitaxial layer 117 formed on the p-type silicon substrate 116. The p-type isolation well 115 is formed in a band shape that draws a closed curve in plan view, and reaches the p-type silicon substrate 116 from the surface 102A of the n -type epitaxial layer 117. The thickness of the n type epitaxial layer 117 is, for example, 5.0 μm to 10 μm.

また、分離ウェル115は、上側に配置されたp型ウェル領域118と、下側に配置されたp型ローアイソレーション(L/I)領域119との2層構造からなり、これらの領域118,119の境界がn型エピタキシャル層117の厚さ方向途中部に設定されている。たとえば、領域118,119の境界は、n型エピタキシャル層117の表面102Aから1.0μm〜2.0μmの深さ位置に設定されている。 The isolation well 115 has a two-layer structure of a p + type well region 118 disposed on the upper side and a p type low isolation (L / I) region 119 disposed on the lower side. A boundary between 118 and 119 is set in the middle of the n type epitaxial layer 117 in the thickness direction. For example, the boundary between regions 118 and 119 is set to a depth position of 1.0 μm to 2.0 μm from surface 102 A of n type epitaxial layer 117.

これにより、半導体基板102には、p型シリコン基板116上において分離ウェル115によって取り囲まれたn型エピタキシャル層117の一部からなる素子領域120が区画されている。
素子領域120には、n型埋め込み層(B/L)123が選択的に形成されている。n型埋め込み層123は、半導体基板102において、p型シリコン基板116とn型エピタキシャル層117との境界を跨ぐように形成されている。n型埋め込み層123の膜厚は、たとえば、2.0μm〜3.0μmである。
As a result, the semiconductor substrate 102 is partitioned with an element region 120 formed of a part of the n -type epitaxial layer 117 surrounded by the isolation well 115 on the p-type silicon substrate 116.
An n + type buried layer (B / L) 123 is selectively formed in the element region 120. The n + type buried layer 123 is formed in the semiconductor substrate 102 so as to straddle the boundary between the p type silicon substrate 116 and the n type epitaxial layer 117. The film thickness of the n + type buried layer 123 is, for example, 2.0 μm to 3.0 μm.

分離ウェル115の表面には、フィールド絶縁膜124が形成されている。フィールド絶縁膜124は、たとえば、n型エピタキシャル層117の表面を選択的に酸化させて形成したLOCOS膜である。
素子領域120には、DMOSFET(Double-Diffused MOSFET)125が形成されている。DMOSFET125は、n型エピタキシャル層117の表面に、互いに間隔を空けて形成されたn型ウェル領域126とp型ウェル領域127とを含む。n型ウェル領域126およびp型ウェル領域127は、図19〜図22の平面で示すように、半導体基板102の第1周縁部105から第2周縁部106に向かう短辺方向に延びるストライプ状に形成され、交互に配列されている。なお、図19〜図22では、明瞭化のため、n型ウェル領域126およびp型ウェル領域127に加え、これらの内方領域に形成されたストライプ状のn型ドレイン領域128(後述)、n型ソース領域129(後述)およびn型不純物領域130(後述)をまとめて示している。
A field insulating film 124 is formed on the surface of the isolation well 115. Field insulating film 124 is, for example, a LOCOS film formed by selectively oxidizing the surface of n type epitaxial layer 117.
In the element region 120, a DMOSFET (Double-Diffused MOSFET) 125 is formed. The DMOSFET 125 includes an n type well region 126 and a p type well region 127 formed on the surface of the n type epitaxial layer 117 so as to be spaced from each other. The n type well region 126 and the p type well region 127 are stripes extending in the short side direction from the first peripheral edge 105 to the second peripheral edge 106 of the semiconductor substrate 102 as shown in the planes of FIGS. Are formed and arranged alternately. 19 to 22, for the sake of clarity, in addition to the n type well region 126 and the p type well region 127, a striped n + type drain region 128 (described later) formed in these inner regions. ), An n + -type source region 129 (described later) and an n -type impurity region 130 (described later).

型ウェル領域126の表面には、n型ウェル領域126よりも高い不純物濃度を有するn型ドレイン領域128が形成されている。また、p型ウェル領域127の表面には、n型ソース領域129が形成され、それを取り囲むようにn型不純物領域130が形成されている。
型ソース領域129の外周縁は、p型ウェル領域127の外周縁から内側に一定の距離を空けた位置に配置されている。
An n + type drain region 128 having a higher impurity concentration than the n type well region 126 is formed on the surface of the n type well region 126. An n + type source region 129 is formed on the surface of the p type well region 127, and an n type impurity region 130 is formed so as to surround the n + type source region 129.
The outer peripheral edge of the n + -type source region 129 is arranged at a position spaced a certain distance inward from the outer peripheral edge of the p -type well region 127.

型エピタキシャル層117の表面には、n型ウェル領域126とp型ウェル領域127との間の部分にフィールド絶縁膜131が形成されている。フィールド絶縁膜131は、前述のフィールド絶縁膜124と同一工程で形成されたLOCOS膜である。
フィールド絶縁膜131の一方周縁は、n型ドレイン領域128の周縁上に配置され、フィールド絶縁膜131の他方周縁は、n型ウェル領域126の外周縁から内側に一定の間隔を空けたn型ウェル領域126上に配置されている。n型ドレイン領域128は、フィールド絶縁膜131の周縁とフィールド絶縁膜124とによって挟まれた領域に形成されている。
A field insulating film 131 is formed on the surface of the n type epitaxial layer 117 at a portion between the n type well region 126 and the p type well region 127. The field insulating film 131 is a LOCOS film formed in the same process as the field insulating film 124 described above.
One peripheral edge of the field insulating film 131 is disposed on the peripheral edge of the n + -type drain region 128, and the other peripheral edge of the field insulating film 131 is n spaced apart from the outer peripheral edge of the n -type well region 126 to the inside. Located on the type well region 126. The n + -type drain region 128 is formed in a region sandwiched between the periphery of the field insulating film 131 and the field insulating film 124.

また、n型エピタキシャル層117の表面には、n型エピタキシャル層117とp型ウェル領域127との間に跨るようにゲート絶縁膜132が形成されている。そして、ゲート絶縁膜132を介してゲート電極133が形成されている。ゲート電極133は、ゲート絶縁膜132の一部およびフィールド絶縁膜131の一部を選択的に覆うように形成されている。 Further, n - the surface of the type epitaxial layer 117, n - -type epitaxial layer 117 and p - gate insulating film 132 so as to straddle between the type well region 127 is formed. A gate electrode 133 is formed via the gate insulating film 132. The gate electrode 133 is formed so as to selectively cover part of the gate insulating film 132 and part of the field insulating film 131.

ゲート電極133は、たとえば、Poly−Si(ポリシリコン)を含む下層膜134と、WSi/Si(タングステンシリサイド/シリコン)を含む上層膜135とからなっていてもよい。ゲート絶縁膜132は、たとえば、n型エピタキシャル層117の表面を酸化させて形成した酸化シリコン(SiO)であってもよい。
ゲート電極133がゲート絶縁膜132を介してp型ウェル領域127と対向する領域が、DMOSFET125のチャネル領域136である。チャネル領域136のチャネルの形成は、ゲート電極133によって制御されている。
The gate electrode 133 may be composed of, for example, a lower layer film 134 containing Poly-Si (polysilicon) and an upper layer film 135 containing WSi / Si (tungsten silicide / silicon). The gate insulating film 132 may be, for example, silicon oxide (SiO 2 ) formed by oxidizing the surface of the n type epitaxial layer 117.
A region where the gate electrode 133 faces the p type well region 127 through the gate insulating film 132 is a channel region 136 of the DMOSFET 125. The formation of the channel in the channel region 136 is controlled by the gate electrode 133.

一方、保護ダイオード領域114には、図25に示すように、ゲート絶縁膜132上に、保護ダイオード137が形成されている。保護ダイオード137は、p型部138およびn型部139を含む。p型部138およびn型部139は、図19〜図22の平面で示すように、半導体基板102の第1周縁部105から第2周縁部106に向かう短辺方向に延びるストライプ状に形成され、交互に配列されている。当該ストライプパターンの両端に配置されるのは、いずれもp型部138である。保護ダイオード137は、互いに隣接する一対のp型部138およびn型部139で構成されている。また、保護ダイオード137は、ゲート電極133と同様に、下層膜134と上層膜135との二層構造を有していてもよい。   On the other hand, in the protection diode region 114, as shown in FIG. 25, a protection diode 137 is formed on the gate insulating film 132. Protection diode 137 includes a p-type portion 138 and an n-type portion 139. The p-type portion 138 and the n-type portion 139 are formed in stripes extending in the short-side direction from the first peripheral edge 105 to the second peripheral edge 106 of the semiconductor substrate 102 as shown in the planes of FIGS. Are arranged alternately. The p-type portion 138 is disposed at both ends of the stripe pattern. The protective diode 137 includes a pair of p-type portion 138 and n-type portion 139 that are adjacent to each other. Further, similarly to the gate electrode 133, the protective diode 137 may have a two-layer structure of a lower layer film 134 and an upper layer film 135.

そして、半導体基板102の表面領域全体を覆うように第1層間膜140および第2層間膜141が形成されている。第1層間膜140および第2層間膜141は、たとえば、酸化シリコン(SiO)等の絶縁材料によって形成されている。なお、この実施形態では、第1層間膜140および第2層間膜141が形成されているが、第2層間膜141の上層膜として、さらに第3、第4またはそれ以上の層間膜が形成された構成であってもよい。また、第1層間膜140と半導体基板102との間、および第2層間膜141と第1層間膜140との間には、それぞれ、たとえば窒化シリコン(SiN)からなるエッチングストップ膜142,143が挟まれていてもよい。エッチングストップ膜142は、フィールド絶縁膜124,131上に形成されていてもよい。 Then, a first interlayer film 140 and a second interlayer film 141 are formed so as to cover the entire surface region of the semiconductor substrate 102. The first interlayer film 140 and the second interlayer film 141 are formed of an insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ), for example. In this embodiment, the first interlayer film 140 and the second interlayer film 141 are formed, but a third, fourth, or more interlayer film is further formed as an upper layer film of the second interlayer film 141. It may be a configuration. Etching stop films 142 and 143 made of, for example, silicon nitride (SiN) are provided between the first interlayer film 140 and the semiconductor substrate 102 and between the second interlayer film 141 and the first interlayer film 140, respectively. It may be sandwiched. The etching stop film 142 may be formed on the field insulating films 124 and 131.

第1層間膜140上には、第1配線層144が形成されている。第1配線層144は、ソース第1メタル145、ドレイン第1メタル146およびゲート第1メタル147を含む。これらは、たとえば、AlCu等の金属層からなり、必要に応じて、その表裏面にバリア層(たとえば、Ti、TiN等)が形成されていてもよい。
ソース第1メタル145は、図20に示すように、アクティブ領域113の第2周縁部106側の略半分の領域を覆うように形成されている。具体的には、保護ダイオード領域114を避けるように、保護ダイオード領域114に対して長手方向における側面102F側に形成されるとともに、幅方向における側面102C側に形成されている。したがって、平面視において、略四角形状の保護ダイオード領域114は、その内方側の二辺がソース第1メタル145と隣り合っている。ソース第1メタル145は、ストライプ状のn型ドレイン領域128およびn型ソース領域129の第2周縁部106側のソース側端部領域148において、プラグ(たとえば、タングステンプラグ)149を介して、n型ソース領域129に接続されている。また、ソース第1メタル145は、図25に示すように、プラグ(たとえば、タングステンプラグ)150を介して、保護ダイオード137の一方側端部に配置されたp型部138に接続されている。
A first wiring layer 144 is formed on the first interlayer film 140. The first wiring layer 144 includes a source first metal 145, a drain first metal 146, and a gate first metal 147. These are made of a metal layer such as AlCu, for example, and a barrier layer (for example, Ti, TiN, etc.) may be formed on the front and back surfaces as necessary.
As shown in FIG. 20, the source first metal 145 is formed so as to cover a substantially half region on the second peripheral edge 106 side of the active region 113. Specifically, in order to avoid the protection diode region 114, the protection diode region 114 is formed on the side surface 102F side in the longitudinal direction and on the side surface 102C side in the width direction. Therefore, in the plan view, the substantially rectangular protective diode region 114 has two inner sides adjacent to the source first metal 145. The source first metal 145 is connected to the striped n + type drain region 128 and the source side end region 148 on the second peripheral edge 106 side of the n + type source region 129 via a plug (eg, tungsten plug) 149. , N + type source region 129. Further, as shown in FIG. 25, the source first metal 145 is connected to a p-type portion 138 disposed at one end of the protective diode 137 via a plug (for example, a tungsten plug) 150.

ドレイン第1メタル146は、図20に示すように、アクティブ領域113の第1周縁部105側の略半分の領域を覆うように形成されている。ドレイン第1メタル146は、ストライプ状のn型ドレイン領域128およびn型ソース領域129の第1周縁部105側のドレイン側端部領域151において、プラグ(たとえば、タングステンプラグ)152を介して、n型ドレイン領域128に接続されている。 As shown in FIG. 20, the drain first metal 146 is formed so as to cover a substantially half region on the first peripheral edge 105 side of the active region 113. The drain first metal 146 is connected to the striped n + type drain region 128 and the drain side end region 151 on the first peripheral edge 105 side of the n + type source region 129 via a plug (for example, a tungsten plug) 152. , N + type drain region 128.

ゲート第1メタル147は、図25に示すように、プラグ(たとえば、タングステンプラグ)153を介して、保護ダイオード137の他方側端部に配置されたp型部138に接続されている。また、ゲート第1メタル147は、図示しない位置において、ゲート電極133に接続されている。
第2層間膜141上には、トップ配線層154が形成されている。この実施形態では、第2層間膜141が最上層層間膜であるためトップ配線層154と称しているが、第2層間膜141上にさらに第3層間膜等が形成される場合は、当該第2層間膜141の配線層は、第2配線層と称してもよい。
As shown in FIG. 25, the gate first metal 147 is connected to a p-type portion 138 disposed at the other end of the protective diode 137 via a plug (for example, a tungsten plug) 153. The gate first metal 147 is connected to the gate electrode 133 at a position not shown.
A top wiring layer 154 is formed on the second interlayer film 141. In this embodiment, since the second interlayer film 141 is the uppermost interlayer film, it is referred to as a top wiring layer 154. However, when a third interlayer film or the like is further formed on the second interlayer film 141, The wiring layer of the two interlayer film 141 may be referred to as a second wiring layer.

トップ配線層154は、ソーストップメタル155、ドレイントップメタル156およびゲートトップメタル157を含む。これらは、たとえば、AlCu等の金属層からなり、必要に応じて、その表裏面にバリア層(たとえば、Ti、TiN等)が形成されていてもよい。
ゲートトップメタル157は、図21に示すように、ゲートパッド109よりも大きい相似形の平面視扇形状に形成され、その一部が、保護ダイオード137および保護ダイオード領域114に対して側面102C側のソース側端部領域148にオーバーラップしている。また、ゲートトップメタル157は、図示しない位置において、ゲート第1メタル147に接続されている。
The top wiring layer 154 includes a source top metal 155, a drain top metal 156, and a gate top metal 157. These are made of a metal layer such as AlCu, for example, and a barrier layer (for example, Ti, TiN, etc.) may be formed on the front and back surfaces as necessary.
As shown in FIG. 21, the gate top metal 157 is formed in a fan shape similar to that of the gate pad 109 in a plan view. It overlaps with the source side end region 148. The gate top metal 157 is connected to the gate first metal 147 at a position not shown.

ソーストップメタル155は、図21に示すように、アクティブ領域113の第2周縁部106側の略半分の領域を覆うように形成されている。具体的には、ゲートトップメタル157を避けるように、ゲートトップメタル157に対して長手方向における側面102F側に形成されるとともに、幅方向における側面102C側に形成されている。したがって、平面視扇形状のゲートトップメタル157は、その円弧部分がソーストップメタル155と隣り合っている。ソーストップメタル155は、図23に示すように、プラグ(たとえば、タングステンプラグ)158を介して、ソース第1メタル145に接続されている。   As shown in FIG. 21, the source top metal 155 is formed so as to cover a substantially half region on the second peripheral edge 106 side of the active region 113. Specifically, the gate top metal 157 is formed on the side surface 102F side in the longitudinal direction and on the side surface 102C side in the width direction so as to avoid the gate top metal 157. Accordingly, the arc-shaped gate top metal 157 having a fan shape in plan view is adjacent to the source top metal 155. As shown in FIG. 23, the source top metal 155 is connected to the source first metal 145 via a plug (for example, a tungsten plug) 158.

ドレイントップメタル156は、図21に示すように、アクティブ領域113の第1周縁部105側の略半分の領域を覆うように形成されている。ドレイントップメタル156は、図24に示すように、プラグ(たとえば、タングステンプラグ)159を介して、ドレイン第1メタル146に接続されている。
そして、第2層間膜141上には、トップ配線層154を覆うように、表面絶縁膜103が形成されている。表面絶縁膜103は、半導体基板102の表面102A側を覆うとともに、半導体基板102の側面102C〜102Fも覆っている(図23参照)。表面絶縁膜103は、たとえば窒化シリコン(SiN)からなっていてもよい。
As shown in FIG. 21, the drain top metal 156 is formed so as to cover a substantially half region on the first peripheral edge 105 side of the active region 113. As shown in FIG. 24, the drain top metal 156 is connected to the drain first metal 146 via a plug (for example, a tungsten plug) 159.
A surface insulating film 103 is formed on the second interlayer film 141 so as to cover the top wiring layer 154. The surface insulating film 103 covers the surface 102A side of the semiconductor substrate 102 and also covers the side surfaces 102C to 102F of the semiconductor substrate 102 (see FIG. 23). The surface insulating film 103 may be made of, for example, silicon nitride (SiN).

表面絶縁膜103には、ソーストップメタル155、ドレイントップメタル156およびゲートトップメタル157の一部を、それぞれ、ソースパッド108、ドレインパッド107およびゲートパッド109として露出させるパッド開口160〜162が形成されている。
ソースパッド108には、図23に示すように、ソース端子163(バンプ)が形成されている。ドレインパッド107には、図24に示すように、ドレイン端子164(バンプ)が形成されている。また、図示しないが、ゲートパッド109にも、ゲート端子(バンプ)が形成されている。これらの端子は、たとえば、めっき法によって積層されたNi層165、Pd層166およびAu層167の積層構造を有していてもよい。最表面にAu層167を有することで、耐腐食性、半田濡れ性に優れ、信頼性の高い端子(電極)を提供することができる。
The surface insulating film 103 is formed with pad openings 160 to 162 exposing parts of the source top metal 155, the drain top metal 156, and the gate top metal 157 as the source pad 108, the drain pad 107, and the gate pad 109, respectively. ing.
As shown in FIG. 23, source terminals 163 (bumps) are formed on the source pad 108. As shown in FIG. 24, drain terminals 164 (bumps) are formed on the drain pad 107. Although not shown, gate terminals (bumps) are also formed on the gate pad 109. These terminals may have, for example, a stacked structure of a Ni layer 165, a Pd layer 166, and an Au layer 167 stacked by a plating method. By having the Au layer 167 on the outermost surface, it is possible to provide a highly reliable terminal (electrode) having excellent corrosion resistance and solder wettability.

以上の通り、半導体装置101によれば、ソース第1メタル145、ソーストップメタル155、ドレイン第1メタル146およびドレイントップメタル156が、それぞれ、アクティブ領域113の略半分の領域を覆う大きさで形成されている。これにより、ソース−ドレイン間の電流経路を広く確保することができる。そのため、半導体装置101を小型化しながらも、MISトランジスタのオン抵抗の上昇を抑えることができる。さらに、半導体装置101がWL−CSPのパッケージ構造であることから、パッケージ内部の電気的な接続が全て、ボンディングワイヤを使用しないワイヤレス構造となっている。これにより、ワイヤ抵抗も削減できるので、パッケージサイズ当たりのオン抵抗を大幅に削減することができる。   As described above, according to the semiconductor device 101, the source first metal 145, the source top metal 155, the drain first metal 146, and the drain top metal 156 are formed to have a size that covers approximately half of the active region 113. Has been. Thereby, a wide current path between the source and the drain can be secured. Therefore, an increase in on-resistance of the MIS transistor can be suppressed while the semiconductor device 101 is downsized. Further, since the semiconductor device 101 has a WL-CSP package structure, all the electrical connections inside the package are wireless structures that do not use bonding wires. As a result, the wire resistance can also be reduced, and the on-resistance per package size can be greatly reduced.

また、半導体装置101がWL−CSPのパッケージ構造ではあるが、半導体基板102の側面102C〜102Fが表面絶縁膜103で覆われている。そのため、半導体装置101が高密度実装された場合に、隣接する半導体装置との間の短絡を防止することができる。
次に、図26A〜図26Fを参照して、半導体装置101の製造工程について説明する。図26A〜図26Fは、半導体装置101の製造工程の一例を説明するための断面図である。なお、図26A〜図26Fは、それぞれ図23に対応している。
Although the semiconductor device 101 has a WL-CSP package structure, the side surfaces 102 </ b> C to 102 </ b> F of the semiconductor substrate 102 are covered with the surface insulating film 103. Therefore, when the semiconductor device 101 is mounted with high density, a short circuit between adjacent semiconductor devices can be prevented.
Next, a manufacturing process of the semiconductor device 101 will be described with reference to FIGS. 26A to 26F. 26A to 26F are cross-sectional views for explaining an example of the manufacturing process of the semiconductor device 101. 26A to 26F correspond to FIG. 23, respectively.

半導体装置101を製造するには、ウエハ状態のp型シリコン基板116が用意される。次に、p型シリコン基板116の表面にn型の不純物とp型の不純物とが選択的に注入される。そして、たとえば1100℃以上の温度下で、n型の不純物を添加しながらp型シリコン基板116のシリコンをエピタキシャル成長させる。これにより、図26Aに示すように、p型シリコン基板116とn型エピタキシャル層117とを含む半導体基板102(ウエハ)が形成される。 In order to manufacture the semiconductor device 101, a p-type silicon substrate 116 in a wafer state is prepared. Next, n-type impurities and p-type impurities are selectively implanted into the surface of the p-type silicon substrate 116. Then, for example, silicon of the p-type silicon substrate 116 is epitaxially grown at a temperature of 1100 ° C. or higher while adding n-type impurities. As a result, as shown in FIG. 26A, a semiconductor substrate 102 (wafer) including a p-type silicon substrate 116 and an n -type epitaxial layer 117 is formed.

p型シリコン基板116のエピタキシャル成長に際して、p型シリコン基板116に注入されたn型の不純物およびp型の不純物は、n型エピタキシャル層117の成長方向に拡散する。これにより、p型シリコン基板116とn型エピタキシャル層117との境界を跨ぐn型埋め込み層123とp型ローアイソレーション領域119とが形成される。なお、p型の不純物としては、たとえば、B(ホウ素),Al(アルミニウム)等を挙げることができ、n型の不純物としては、たとえば、P(リン),As(砒素)等を挙げることができる。 During the epitaxial growth of the p-type silicon substrate 116, the n-type impurity and the p-type impurity implanted into the p-type silicon substrate 116 diffuse in the growth direction of the n -type epitaxial layer 117. As a result, an n + type buried layer 123 and a p type low isolation region 119 straddling the boundary between the p type silicon substrate 116 and the n type epitaxial layer 117 are formed. Examples of the p-type impurity include B (boron) and Al (aluminum). Examples of the n-type impurity include P (phosphorus) and As (arsenic). it can.

次に、p型ウェル領域118を形成すべき領域に選択的に開口を有するイオン注入マスク(図示せず)がn型エピタキシャル層117上に形成される。そして、当該イオン注入マスクを介してp型の不純物がn型エピタキシャル層117に注入される。これにより、p型ウェル領域118とp型ローアイソレーション領域119との2層構造からなる分離ウェル115が形成される。分離ウェル115が形成された後、イオン注入マスクは除去される。 Next, an ion implantation mask (not shown) having an opening selectively in a region where the p + type well region 118 is to be formed is formed on the n type epitaxial layer 117. Then, a p-type impurity is implanted into the n -type epitaxial layer 117 through the ion implantation mask. As a result, an isolation well 115 having a two-layer structure of the p + type well region 118 and the p type low isolation region 119 is formed. After the isolation well 115 is formed, the ion implantation mask is removed.

次に、フィールド絶縁膜124,131を形成すべき領域に選択的に開口を有するハードマスク(図示せず)がn型エピタキシャル層117上に形成される。そして、当該ハードマスクを介してn型エピタキシャル層117の表面に熱酸化処理が施されてLOCOS膜からなるフィールド絶縁膜124,131が形成される。その後、ハードマスクは除去される。 Next, a hard mask (not shown) having an opening selectively in a region where field insulating films 124 and 131 are to be formed is formed on n type epitaxial layer 117. Then, the surface of the n type epitaxial layer 117 is subjected to a thermal oxidation process through the hard mask to form field insulating films 124 and 131 made of a LOCOS film. Thereafter, the hard mask is removed.

次に、n型エピタキシャル層117の表面に熱酸化処理が施されてゲート絶縁膜132が形成される。このとき、ゲート絶縁膜132はフィールド絶縁膜124,131と連なるように形成される。次に、ゲート電極133用の材料がn型エピタキシャル層117上に選択的に形成され、ゲート電極133および保護ダイオード137(図示せず)が形成される。 Next, the surface of the n type epitaxial layer 117 is subjected to a thermal oxidation process to form the gate insulating film 132. At this time, the gate insulating film 132 is formed to be continuous with the field insulating films 124 and 131. Next, a material for the gate electrode 133 is selectively formed on the n type epitaxial layer 117, and the gate electrode 133 and the protection diode 137 (not shown) are formed.

次に、n型ウェル領域126とp型ウェル領域127とが形成される。n型ウェル領域126を形成するには、まず、n型ウェル領域126を形成すべき領域に選択的に開口を有するイオン注入マスク(図示せず)が形成される。そして、当該イオン注入マスクを介してn型の不純物がn型エピタキシャル層117に注入される。これにより、n型ウェル領域126が形成される。n型ウェル領域126が形成された後、イオン注入マスクは、除去される。また、同様の手順で、p型ウェル領域127を形成すべき領域に選択的に開口を有するイオン注入マスク(図示せず)が形成される。そして、当該イオン注入マスクを介してp型の不純物がn型エピタキシャル層117に注入される。これにより、p型ウェル領域127が形成される。p型ウェル領域127が形成された後、イオン注入マスクは、除去される。 Next, an n type well region 126 and a p type well region 127 are formed. In order to form the n type well region 126, first, an ion implantation mask (not shown) having an opening selectively in a region where the n type well region 126 is to be formed is formed. Then, n-type impurities are implanted into the n -type epitaxial layer 117 through the ion implantation mask. Thereby, an n type well region 126 is formed. After the n type well region 126 is formed, the ion implantation mask is removed. In the same procedure, an ion implantation mask (not shown) having an opening selectively in a region where the p type well region 127 is to be formed is formed. Then, a p-type impurity is implanted into the n -type epitaxial layer 117 through the ion implantation mask. Thereby, a p type well region 127 is formed. After the p type well region 127 is formed, the ion implantation mask is removed.

次に、p型ウェル領域127の内方領域にn型不純物領域130が形成される。n型不純物領域130を形成するには、まず、n型不純物領域130を形成すべき領域に選択的に開口を有するイオン注入マスク(図示せず)が形成される。そして、当該イオン注入マスクを介してn型の不純物がp型ウェル領域127に注入される。これにより、p型ウェル領域127の内方領域にn型不純物領域130が形成される。n型不純物領域130が形成された後、イオン注入マスクは、除去される。 Next, n type impurity region 130 is formed in the inner region of p type well region 127. In order to form the n -type impurity region 130, first, an ion implantation mask (not shown) having an opening selectively in a region where the n -type impurity region 130 is to be formed is formed. Then, n-type impurities are implanted into the p -type well region 127 through the ion implantation mask. As a result, an n type impurity region 130 is formed in the inner region of the p type well region 127. After the n type impurity region 130 is formed, the ion implantation mask is removed.

次に、n型ウェル領域126およびp型ウェル領域127の各内方領域にn型ドレイン領域128およびn型ソース領域129がそれぞれ選択的に形成される。n型ドレイン領域128およびn型ソース領域129を形成するには、まず、n型ドレイン領域128およびn型ソース領域129を形成すべき領域に選択的に開口を有するイオン注入マスク(図示せず)が形成される。そして、当該イオン注入マスクを介してn型の不純物がn型ウェル領域126およびp型ウェル領域127に注入される。これにより、n型ドレイン領域128およびn型ソース領域129が形成される。n型ドレイン領域128およびn型ソース領域129が形成された後、イオン注入マスクは、除去される。 Next, an n + type drain region 128 and an n + type source region 129 are selectively formed in the inner regions of the n type well region 126 and the p type well region 127, respectively. In order to form the n + -type drain region 128 and the n + -type source region 129, first, an ion implantation mask having an opening selectively in a region where the n + -type drain region 128 and the n + -type source region 129 are to be formed ( (Not shown) is formed. Then, n-type impurities are implanted into the n -type well region 126 and the p -type well region 127 through the ion implantation mask. Thereby, an n + type drain region 128 and an n + type source region 129 are formed. After the n + type drain region 128 and the n + type source region 129 are formed, the ion implantation mask is removed.

次に、図26Bに示すように、ゲート電極133を覆うように絶縁材料が堆積されて第1層間膜140が形成される。次に、第1層間膜140を貫通するようにプラグ149,150,152,153が形成される。次に、第1層間膜140上に、エッチングストップ膜143が形成された後、選択的に、ソース第1メタル145、ドレイン第1メタル146およびゲート第1メタル147が形成される。   Next, as shown in FIG. 26B, an insulating material is deposited so as to cover the gate electrode 133 to form a first interlayer film 140. Next, plugs 149, 150, 152, and 153 are formed so as to penetrate the first interlayer film 140. Next, after an etching stop film 143 is formed on the first interlayer film 140, a source first metal 145, a drain first metal 146, and a gate first metal 147 are selectively formed.

次に、図26Cに示すように、ソース第1メタル145、ドレイン第1メタル146およびゲート第1メタル147を覆うように絶縁材料が堆積されて第2層間膜141が形成される。次に、第2層間膜141を貫通するようにプラグ158,159が形成される。次に、第2層間膜141上に、選択的に、ソーストップメタル155、ドレイントップメタル156およびゲートトップメタル157が形成される。   Next, as shown in FIG. 26C, an insulating material is deposited so as to cover the source first metal 145, the drain first metal 146, and the gate first metal 147, thereby forming the second interlayer film 141. Next, plugs 158 and 159 are formed so as to penetrate the second interlayer film 141. Next, a source top metal 155, a drain top metal 156, and a gate top metal 157 are selectively formed on the second interlayer film 141.

次に、ソーストップメタル155、ドレイントップメタル156およびゲートトップメタル157を覆うように絶縁材料が堆積されて表面絶縁膜103が形成される。その後、表面絶縁膜103が選択的に除去されることによって、パッド開口160〜162が形成される。
次に、図26Dに示すように、たとえばプラズマエッチングによって、予め設定された素子境界ラインに沿って半導体基板102が選択的に除去される。これにより、隣り合うトランジスタ領域の間に、半導体基板102の表面102Aから半導体基板102の厚さ途中まで到達する所定深さの溝168が形成される。溝168は、互いに対向する1対の側壁168Aと、当該1対の側壁168Aの下端(半導体基板102の裏面102B側の端)の間を結ぶ底壁168Bとによって区画されている。
Next, an insulating material is deposited so as to cover the source top metal 155, the drain top metal 156, and the gate top metal 157, and the surface insulating film 103 is formed. Thereafter, the surface insulating film 103 is selectively removed to form pad openings 160 to 162.
Next, as shown in FIG. 26D, the semiconductor substrate 102 is selectively removed along a predetermined element boundary line by, for example, plasma etching. As a result, a groove 168 having a predetermined depth reaching from the surface 102A of the semiconductor substrate 102 to the middle of the thickness of the semiconductor substrate 102 is formed between adjacent transistor regions. The groove 168 is partitioned by a pair of side walls 168A facing each other and a bottom wall 168B connecting the lower ends of the pair of side walls 168A (the end on the back surface 102B side of the semiconductor substrate 102).

次に、図26Eに示すように、CVD法によって、SiNからなる絶縁膜を、半導体基板102の表面102A側の領域全体に亘って形成する。このとき、溝168の内周面(前述した側壁168Aおよび底壁168B)の全域にも当該絶縁膜が形成される。これにより、表面絶縁膜103の側面102C〜102Fに覆う部分が形成される。
次に、無電解めっきによって、各パッド開口160〜162から露出したソースパッド108、ドレインパッド107およびゲートパッド109からNi、PdおよびAuを順にめっき成長させる。これにより、図26Eに示すように、Ni層165/Pd層166/Au層167の積層膜からなるソース端子163、ドレイン端子164(図示せず)およびゲート端子(図示せず)が形成される。
Next, as shown in FIG. 26E, an insulating film made of SiN is formed over the entire region on the surface 102A side of the semiconductor substrate 102 by the CVD method. At this time, the insulating film is also formed over the entire inner peripheral surface of the groove 168 (the side wall 168A and the bottom wall 168B described above). As a result, a portion covering the side surfaces 102C to 102F of the surface insulating film 103 is formed.
Next, Ni, Pd, and Au are sequentially grown from the source pad 108, the drain pad 107, and the gate pad 109 exposed from the pad openings 160 to 162 by electroless plating. As a result, as shown in FIG. 26E, a source terminal 163, a drain terminal 164 (not shown), and a gate terminal (not shown) made of a laminated film of the Ni layer 165 / Pd layer 166 / Au layer 167 are formed. .

次に、ウエハ状態の半導体基板102の表面102A側に支持テープ(図示せず)が貼着され、その状態で、半導体基板102が裏面102B側から研削される。研削によって、溝168の底壁168Bの上面に達するまで半導体基板102が薄型化されると、隣り合う半製品を連結するものがなくなるので、溝168を境界として半導体基板102が分割される。以上の工程を経て、図26Fに示すように、半導体装置101の個片が得られる。   Next, a support tape (not shown) is attached to the front surface 102A side of the semiconductor substrate 102 in a wafer state, and in this state, the semiconductor substrate 102 is ground from the back surface 102B side. When the semiconductor substrate 102 is thinned by grinding until it reaches the upper surface of the bottom wall 168B of the groove 168, there is no connection between adjacent semi-finished products, so that the semiconductor substrate 102 is divided with the groove 168 as a boundary. Through the above steps, individual pieces of the semiconductor device 101 are obtained as shown in FIG. 26F.

以上、図16〜図26Fを参照して本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
たとえば、半導体基板102は、平面視長方形状である必要はなく、平面視正方形状等の他の四角形であってもよい。
また、ドレインパッド107は、たとえば、平面視において円形、半円形等であってもよく、ソースパッド108およびゲートパッド109は、たとえば、平面視において円形、三角形等であってもよい。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described with reference to FIGS. 16-26F, this invention can also be implemented with another form.
For example, the semiconductor substrate 102 does not need to have a rectangular shape in plan view, and may have another quadrangle such as a square shape in plan view.
Further, the drain pad 107 may be, for example, a circle or a semicircle in plan view, and the source pad 108 and the gate pad 109 may be, for example, a circle, triangle, or the like in plan view.

また、前述の実施形態では、半導体装置101素子構造の一例として、MOSFETの構造のみを示したが、半導体装置101に内蔵される素子は、たとえば、IGBT、ベイポーラトランジスタ等の他の素子であってもよい。
本発明の半導体装置は、特に小型化が要求される用途であるウェアラブル機器(たとえば、スマートフォン、タブレットPC等)に好適に使用することができる。
In the above-described embodiment, only the MOSFET structure is shown as an example of the element structure of the semiconductor device 101. However, the element incorporated in the semiconductor device 101 is, for example, another element such as an IGBT or a bipolar transistor. May be.
The semiconductor device of the present invention can be suitably used for a wearable device (for example, a smartphone, a tablet PC, etc.) that is an application that is particularly required to be downsized.

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。   In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.

1 半導体パッケージ
6 半導体チップ
7 封止樹脂
9 ゲート配線
10 第1ソース配線
11 第2ソース配線
12 ゲートパッド
13 ゲートフィンガー
16 第1領域
17 第2領域
22 半導体層
23 p型半導体基板
24 p型エピタキシャル層
25 第1アクティブ領域
26 第2アクティブ領域
27 中央領域
28 n型ボディ領域
29 p型ドレイン領域
30 ゲートトレンチ
31 第1単位セル
32 第2単位セル
33 第3単位セル
34 第1ゲートトレンチ
35 第2ゲートトレンチ
36第3ゲートトレンチ
37 p型ソース領域
39 p型ソース領域
41 ゲート絶縁膜
42 ゲート電極
43 第1ゲート電極
44 第2ゲート電極
45 第3ゲート電極
53 ドレイン電極
54 第1寄生ダイオード
55 第2寄生ダイオード
56 第3ゲート電極
57 第1単位セル列
58 第2単位セル列
59 歯部
60 歯部
61 ドレイン端子
62 第1ソース端子
63 第2ソース端子
64 ゲート端子
65 第1半導体チップ
66 第2半導体チップ
67 封止樹脂
Tr1 第1トランジスタ
Tr2 第2トランジスタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor package 6 Semiconductor chip 7 Sealing resin 9 Gate wiring 10 1st source wiring 11 2nd source wiring 12 Gate pad 13 Gate finger 16 1st area | region 17 2nd area | region 22 Semiconductor layer 23 p + type semiconductor substrate 24 p-type epitaxial Layer 25 first active region 26 second active region 27 central region 28 n-type body region 29 p-type drain region 30 gate trench 31 first unit cell 32 second unit cell 33 third unit cell 34 first gate trench 35 second Gate trench 36 Third gate trench 37 p + type source region 39 p + type source region 41 Gate insulating film 42 Gate electrode 43 First gate electrode 44 Second gate electrode 45 Third gate electrode 53 Drain electrode 54 First parasitic diode 55 Second parasitic diode 5 Third gate electrode 57 First unit cell row 58 Second unit cell row 59 Tooth portion 60 Tooth portion 61 Drain terminal 62 First source terminal 63 Second source terminal 64 Gate terminal 65 First semiconductor chip 66 Second semiconductor chip 67 Sealing Resin Tr1 First transistor Tr2 Second transistor

Claims (25)

エンハンスメント型の第1pチャネル型MISFETと、
エンハンスメント型の第2pチャネル型MISFETと、
前記第1pチャネル型MISFETおよび前記第2pチャネル型MISFETのドレインに共通に電気的に接続されたドレイン導電体と、
前記第1pチャネル型MISFETのソースに電気的に接続された第1ソース導電体と、
前記第2pチャネル型MISFETのソースに電気的に接続された第2ソース導電体と、
前記第1pチャネル型MISFETおよび前記第2pチャネル型MISFETのゲートに共通に電気的に接続されたゲート導電体とを含む、半導体装置。
Enhancement-type first p-channel MISFET,
Enhancement-type second p-channel MISFET,
A drain conductor electrically connected in common to drains of the first p-channel MISFET and the second p-channel MISFET;
A first source conductor electrically connected to a source of the first p-channel MISFET;
A second source conductor electrically connected to a source of the second p-channel MISFET;
A semiconductor device comprising: a gate conductor electrically connected in common to the gates of the first p-channel MISFET and the second p-channel MISFET.
前記第1pチャネル型MISFETおよび前記第2pチャネル型MISFETに対する共通のp型ドレイン領域を有する半導体層を含み、
前記第1pチャネル型MISFETは、前記半導体層の表面部に形成された第1n型ボディ領域、前記第1n型ボディ領域の表面部に形成された第1p型ソース領域、および前記第1n型ボディ領域に対向する第1ゲート電極を含み、
前記第2pチャネル型MISFETは、前記半導体層の表面部に形成された第2n型ボディ領域、前記第2n型ボディ領域の表面部に形成された第2p型ソース領域、および前記第2n型ボディ領域に対向する第2ゲート電極を含み、
前記ドレイン導電体は、前記半導体層の裏面に形成され、前記p型ドレイン領域に接続されたドレイン電極を含み、
前記第1ソース導電体は、前記第1p型ソース領域に接続された第1ソース電極を含み、
前記第2ソース導電体は、前記第1ソース電極から分離して配置され、前記第2p型ソース領域に接続された第2ソース電極を含み、
前記ゲート導電体は、前記半導体層において、前記第1ゲート電極および前記第2ゲート電極に共通に接続されたゲート配線を含む、請求項1に記載の半導体装置。
A semiconductor layer having a common p-type drain region for the first p-channel MISFET and the second p-channel MISFET;
The first p-channel MISFET includes a first n-type body region formed on a surface portion of the semiconductor layer, a first p-type source region formed on a surface portion of the first n-type body region, and the first n-type body region. A first gate electrode opposite to
The second p-channel MISFET includes a second n-type body region formed on a surface portion of the semiconductor layer, a second p-type source region formed on a surface portion of the second n-type body region, and the second n-type body region. A second gate electrode opposite to
The drain conductor includes a drain electrode formed on the back surface of the semiconductor layer and connected to the p-type drain region,
The first source conductor includes a first source electrode connected to the first p-type source region,
The second source conductor includes a second source electrode disposed separately from the first source electrode and connected to the second p-type source region;
The semiconductor device according to claim 1, wherein the gate conductor includes a gate wiring commonly connected to the first gate electrode and the second gate electrode in the semiconductor layer.
前記半導体層は、前記第1pチャネル型MISFET用の第1アクティブ領域と、前記第1アクティブ領域に隣り合って配置された前記第2pチャネル型MISFET用の第2アクティブ領域とを含み、
前記ゲート配線は、前記第1アクティブ領域と前記第2アクティブ領域との間の領域に設けられている、請求項2に記載の半導体装置。
The semiconductor layer includes a first active region for the first p-channel type MISFET and a second active region for the second p-channel type MISFET disposed adjacent to the first active region,
The semiconductor device according to claim 2, wherein the gate wiring is provided in a region between the first active region and the second active region.
前記第1アクティブ領域の直下に形成された第1ゲートトレンチと、
前記第2アクティブ領域の直下に形成された第2ゲートトレンチと、
前記第1ゲートトレンチと前記第2ゲートトレンチとの間に形成され、前記第1ゲートトレンチと前記第2ゲートトレンチとを共通に接続する第3ゲートトレンチとを含み、
前記第1ゲート電極は、前記第1ゲートトレンチに埋め込まれた電極を含み、
前記第2ゲート電極は、前記第2ゲートトレンチに埋め込まれた電極を含み、
前記ゲート配線は、前記第3ゲートトレンチに埋め込まれた電極を含む、請求項3に記載の半導体装置。
A first gate trench formed immediately below the first active region;
A second gate trench formed immediately below the second active region;
A third gate trench formed between the first gate trench and the second gate trench and commonly connecting the first gate trench and the second gate trench;
The first gate electrode includes an electrode embedded in the first gate trench;
The second gate electrode includes an electrode embedded in the second gate trench;
The semiconductor device according to claim 3, wherein the gate wiring includes an electrode embedded in the third gate trench.
前記第1アクティブ領域の直下に形成された第1ゲートトレンチと、
前記第2アクティブ領域の直下に形成された第2ゲートトレンチとを含み、
前記第1ゲート電極は、前記第1ゲートトレンチに埋め込まれた電極を含み、
前記第2ゲート電極は、前記第2ゲートトレンチに埋め込まれた電極を含み、
前記ゲート配線は、前記半導体層上の領域に形成され、前記半導体層の表面に沿って前記第1ゲート電極および前記第2ゲート電極に跨り、前記第1ゲート電極および前記第2ゲート電極のそれぞれに対して上側から接続された電極を含む、請求項3に記載の半導体装置。
A first gate trench formed immediately below the first active region;
A second gate trench formed directly under the second active region,
The first gate electrode includes an electrode embedded in the first gate trench;
The second gate electrode includes an electrode embedded in the second gate trench;
The gate wiring is formed in a region on the semiconductor layer, straddles the first gate electrode and the second gate electrode along the surface of the semiconductor layer, and each of the first gate electrode and the second gate electrode The semiconductor device according to claim 3, comprising an electrode connected to the upper side from the upper side.
前記第1アクティブ領域と前記第2アクティブ領域との間の領域において、前記半導体層の表面部よりも前記半導体層の裏面側の領域が、前記共通のp型ドレイン領域で占められている、請求項3〜5のいずれか一項に記載の半導体装置。   In the region between the first active region and the second active region, a region on the back surface side of the semiconductor layer with respect to the surface portion of the semiconductor layer is occupied by the common p-type drain region. Item 6. The semiconductor device according to any one of Items 3 to 5. 前記ゲート配線は、一つのゲートパッドと、前記ゲートパッドに接続され、前記第1アクティブ領域および前記第2アクティブ領域を取り囲むゲートフィンガーを含み、
前記第1ソース電極および前記第2ソース電極は、前記ゲートフィンガーによって互いに分離された領域内に配置されている、請求項3〜6のいずれか一項に記載の半導体装置。
The gate wiring includes a gate pad and a gate finger connected to the gate pad and surrounding the first active region and the second active region,
The semiconductor device according to claim 3, wherein the first source electrode and the second source electrode are arranged in a region separated from each other by the gate finger.
前記第1pチャネル型MISFETの複数の第1単位セルによって構成された直線状の第1単位セル列と、
前記第2pチャネル型MISFETの複数の第2単位セルによって構成された直線状の第2単位セル列とを含み、
前記第1単位セル列および前記第2単位セル列は、互いに間隔を空けて交互に配置され、
前記第1ソース電極は、前記第1単位セル列および前記第2単位セル列の一端側に基端部を有し、各前記第1単位セル上に歯部を有する櫛歯状に形成され、
前記第2ソース電極は、前記第1単位セル列および前記第2単位セル列の他端側に基端部を有し、各前記第2単位セル上に歯部を有し、前記櫛歯状の前記第1ソース電極と間隔を空けて噛み合う櫛歯状に形成されている、請求項2に記載の半導体装置。
A linear first unit cell row constituted by a plurality of first unit cells of the first p-channel type MISFET;
A linear second unit cell row constituted by a plurality of second unit cells of the second p-channel type MISFET,
The first unit cell columns and the second unit cell columns are alternately arranged with a space therebetween,
The first source electrode has a base end portion on one end side of the first unit cell row and the second unit cell row, and is formed in a comb shape having a tooth portion on each first unit cell,
The second source electrode has a base end portion on the other end side of the first unit cell row and the second unit cell row, a tooth portion on each of the second unit cells, and the comb-like shape The semiconductor device according to claim 2, wherein the semiconductor device is formed in a comb-tooth shape that meshes with the first source electrode at an interval.
前記第1pチャネル型MISFETの複数の第1単位セルおよび前記第2pチャネル型MISFETの複数の第2単位セルが全体として行列状に配列されており、
前記複数の第1単位セルおよび前記複数の第2単位セルは、行方向および列方向のそれぞれにおいて交互に配置されている、請求項2に記載の半導体装置。
A plurality of first unit cells of the first p-channel type MISFET and a plurality of second unit cells of the second p-channel type MISFET are arranged in a matrix as a whole;
The semiconductor device according to claim 2, wherein the plurality of first unit cells and the plurality of second unit cells are alternately arranged in each of a row direction and a column direction.
請求項1〜9のいずれか一項に記載の半導体装置と、
前記半導体装置の全部または一部を封止する封止樹脂とを含む、半導体パッケージ。
A semiconductor device according to any one of claims 1 to 9,
A semiconductor package including a sealing resin for sealing all or part of the semiconductor device.
表面と、前記表面の反対側の裏面と、前記表面と前記裏面との間の側面とを有する平面視四角形状の半導体基板と、
少なくとも前記表面を覆うように前記半導体基板上に形成された表面絶縁膜と、
前記半導体基板の前記表面側において、前記半導体基板の一つの前記側面に沿う第1周縁部の中央部に当該第1周縁部の両端角部から間隔を空けて配置された第1パッドと、
前記半導体基板の前記第1周縁部に対向する第2周縁部の一端角部に配置された第2パッドと、
前記半導体基板の前記第2周縁部の他端角部に配置された第3パッドとを含む、半導体装置。
A semiconductor substrate having a rectangular shape in plan view, having a front surface, a back surface opposite to the front surface, and a side surface between the front surface and the back surface;
A surface insulating film formed on the semiconductor substrate so as to cover at least the surface;
A first pad disposed on the front side of the semiconductor substrate at a central portion of the first peripheral edge along one of the side surfaces of the semiconductor substrate and spaced from both corners of the first peripheral edge;
A second pad disposed at one end corner of the second peripheral edge facing the first peripheral edge of the semiconductor substrate;
And a third pad disposed at the other end corner of the second peripheral edge of the semiconductor substrate.
前記半導体基板は、平面視長方形状の半導体基板を含み、
前記第1周縁部および前記第2周縁部は、前記半導体基板の長手方向に沿う周縁部を含む、請求項11に記載の半導体装置。
The semiconductor substrate includes a rectangular semiconductor substrate in plan view,
The semiconductor device according to claim 11, wherein the first peripheral edge and the second peripheral edge include a peripheral edge along a longitudinal direction of the semiconductor substrate.
前記第2周縁部の一端角部の頂点を中心とし、前記半導体基板の短辺の長さを半径とする第1円弧と、前記第2周縁部の他端角部の頂点を中心とし、前記半導体基板の短辺の長さを半径とする第2円弧とを前記半導体基板の前記表面に描いたとき、
前記第1パッドは、前記第1円弧の外側領域であって、かつ前記第2円弧の外側領域に配置されている、請求項12に記載の半導体装置。
Centering on the apex of one end corner of the second peripheral edge, the first arc having a radius of the short side of the semiconductor substrate as the radius, and the apex of the other end corner of the second peripheral edge, When a second arc having a radius of the short side of the semiconductor substrate is drawn on the surface of the semiconductor substrate,
The semiconductor device according to claim 12, wherein the first pad is disposed in an outer region of the first arc and in an outer region of the second arc.
前記第1円弧および前記第2円弧が、前記半導体基板上の領域で互いに交わる大きさを有し、
前記第1パッドは、前記第1円弧と前記第2円弧との交点から前記第1円弧および前記第2円弧それぞれに対して引いた1対の接線を二辺とする三角形状に形成されている、請求項13に記載の半導体装置。
The first arc and the second arc have a size that intersects each other in a region on the semiconductor substrate;
The first pad is formed in a triangular shape having two sides of a pair of tangent lines drawn from the intersection of the first arc and the second arc with respect to the first arc and the second arc, respectively. The semiconductor device according to claim 13.
前記第2パッドは、前記第1円弧と同一の中心を有する扇形状に形成されている、請求項13または14に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 13, wherein the second pad is formed in a fan shape having the same center as the first arc. 前記第3パッドは、前記第2円弧と同一の中心を有する扇形状に形成されている、請求項13〜15のいずれか一項に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 13, wherein the third pad is formed in a fan shape having the same center as the second arc. 前記半導体基板に形成されたMISトランジスタ構造を含み、
前記第1パッドは、前記MISトランジスタ構造のドレインに電気的に接続されたドレインパッドを含み、
前記第2パッドは、前記MISトランジスタ構造のソースに電気的に接続されたソースパッドを含み、
前記第3パッドは、前記MISトランジスタ構造のゲートに電気的に接続されたゲートパッドを含む、請求項11〜16のいずれか一項に記載の半導体装置。
Including a MIS transistor structure formed on the semiconductor substrate;
The first pad includes a drain pad electrically connected to a drain of the MIS transistor structure,
The second pad includes a source pad electrically connected to a source of the MIS transistor structure,
The semiconductor device according to claim 11, wherein the third pad includes a gate pad electrically connected to a gate of the MIS transistor structure.
前記半導体基板は、前記MISトランジスタ構造が形成されたアクティブ領域を含み、
前記MISトランジスタ構造は、前記第1周縁部から前記第2周縁部に向かう方向に延びるストライプ状に形成され、交互に配列された複数のソース領域およびドレイン領域を含み、
前記ソース領域および前記ドレイン領域を覆うように前記半導体基板上に形成された第1層間膜と、
前記アクティブ領域の前記第2周縁部側の略半分の領域を覆うように前記第1層間膜上に形成され、前記ソース領域の前記第2周縁部側の端部において前記ソース領域に電気的に接続された第1ソース配線層と、
前記アクティブ領域の前記第1周縁部側の略半分の領域を覆うように前記第1層間膜上に形成され、前記ドレイン領域の前記第1周縁部側の端部において前記ドレイン領域に電気的に接続された第1ドレイン配線層とをさらに含む、請求項17に記載の半導体装置。
The semiconductor substrate includes an active region in which the MIS transistor structure is formed,
The MIS transistor structure is formed in a stripe shape extending in a direction from the first peripheral edge to the second peripheral edge, and includes a plurality of alternately arranged source and drain regions,
A first interlayer film formed on the semiconductor substrate so as to cover the source region and the drain region;
The active region is formed on the first interlayer film so as to cover a substantially half region on the second peripheral edge side of the active region, and is electrically connected to the source region at an end of the source region on the second peripheral edge side. Connected first source wiring layers;
The active region is formed on the first interlayer film so as to cover a substantially half region on the first peripheral edge side of the active region, and is electrically connected to the drain region at an end of the drain region on the first peripheral edge side. The semiconductor device according to claim 17, further comprising a connected first drain wiring layer.
前記第1ソース配線層および前記第1ドレイン配線層を覆うように前記第1層間膜上に形成された第2層間膜と、
前記アクティブ領域の前記第2周縁部側の略半分の領域を覆うように前記第2層間膜上に形成され、前記第1ソース配線層に電気的に接続されており、その一部が前記ソースパッドとして前記表面絶縁膜から露出する第2ソース配線層と、
前記アクティブ領域の前記第1周縁部側の略半分の領域を覆うように前記第2層間膜上に形成され、前記第1ドレイン配線層に電気的に接続されており、その一部が前記ドレインパッドとして前記表面絶縁膜から露出する第2ドレイン配線層とを含む、請求項18に記載の半導体装置。
A second interlayer film formed on the first interlayer film so as to cover the first source wiring layer and the first drain wiring layer;
The active region is formed on the second interlayer film so as to cover a substantially half region on the second peripheral edge side, and is electrically connected to the first source wiring layer, a part of which is the source A second source wiring layer exposed from the surface insulating film as a pad;
The active region is formed on the second interlayer film so as to cover a substantially half region on the first peripheral edge side, and is electrically connected to the first drain wiring layer, a part of which is the drain The semiconductor device according to claim 18, further comprising: a second drain wiring layer exposed from the surface insulating film as a pad.
前記半導体基板は、前記アクティブ領域外の保護ダイオード領域と、
前記保護ダイオード領域を覆うように前記第2層間膜上に形成され、その一部が前記ゲートパッドとして前記表面絶縁膜から露出するゲート配線層とをさらに含む、請求項19に記載の半導体装置。
The semiconductor substrate includes a protective diode region outside the active region;
The semiconductor device according to claim 19, further comprising: a gate wiring layer formed on the second interlayer film so as to cover the protection diode region, a part of which is exposed from the surface insulating film as the gate pad.
前記表面絶縁膜は、さらに前記半導体基板の前記側面を覆うように形成されている、請求項11〜20のいずれか一項に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 11, wherein the surface insulating film is further formed to cover the side surface of the semiconductor substrate. チップサイズパッケージ構造を有する、請求項11〜21のいずれか一項に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 11, having a chip size package structure. 前記チップサイズパッケージ構造は、0.50mm未満の長辺と、0.40mm未満の短辺とを含む、請求項22に記載の半導体装置。   23. The semiconductor device according to claim 22, wherein the chip size package structure includes a long side of less than 0.50 mm and a short side of less than 0.40 mm. 前記チップサイズパッケージ構造は、0.15mm未満の厚さで形成されている、請求項22または23に記載の半導体装置。   24. The semiconductor device according to claim 22, wherein the chip size package structure is formed with a thickness of less than 0.15 mm. 前記第1パッド、前記第2パッドおよび前記第3パッドの各間の距離が、前記半導体基板の短辺の50%以上である、請求項12〜16のいずれか一項に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to any one of claims 12 to 16, wherein a distance between each of the first pad, the second pad, and the third pad is 50% or more of a short side of the semiconductor substrate.
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