JP2018133507A - Schottky barrier diode, manufacturing method therefor, manufacturing method for semiconductor device, and power converter - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ショットキーバリアダイオードのチップ良品率を向上させる技術に関する。 The present invention relates to a technique for improving a chip yield rate of a Schottky barrier diode.
半導体層の厚み方向に電流が流れる縦型ショットキーバリアダイオード(SBD:Schottky Barrier Diode)は、スイッチング速度が速く、かつ高い耐圧を実現可能であるため、種々の用途に使用されている。また、更なる高耐圧化、低損失化などを可能とするため、SBDを構成する材料として炭化珪素の採用が進められつつある。炭化珪素は、従来から半導体装置を構成する材料として広く使用されている珪素に比べてバンドギャップが大きい。そのため、SBDを構成する材料として炭化珪素を採用することにより、SBDの高耐圧化、オン抵抗の低減などを達成することができる(例えば特許文献1)。 BACKGROUND ART A vertical Schottky barrier diode (SBD) in which a current flows in the thickness direction of a semiconductor layer is used for various applications because it has a high switching speed and can achieve a high breakdown voltage. In addition, in order to enable higher breakdown voltage and lower loss, silicon carbide is being adopted as a material constituting the SBD. Silicon carbide has a larger band gap than silicon that has been widely used as a material for forming semiconductor devices. Therefore, by adopting silicon carbide as a material constituting the SBD, it is possible to achieve a higher breakdown voltage of the SBD, a reduction in on-resistance, and the like (for example, Patent Document 1).
従来のSiC−SBDチップでは、基板またはエピタキシャル層(ドリフト層)の結晶欠陥が要因となり、アノード電極と半導体層とのショットキー接合に異常が発生することがあった。ショットキー接合に異常が発生すると、逆方向特性すなわちリーク電流特性が不良となり、チップの良品率が低下して、チップコストが増加する。本発明は、上述の問題点に鑑み、SiC−SBDチップの良品率の向上を目的とする。 In the conventional SiC-SBD chip, abnormalities may occur in the Schottky junction between the anode electrode and the semiconductor layer due to crystal defects in the substrate or the epitaxial layer (drift layer). When an abnormality occurs in the Schottky junction, the reverse direction characteristic, that is, the leakage current characteristic becomes poor, the yield rate of the chip decreases, and the chip cost increases. In view of the above-described problems, an object of the present invention is to improve the yield rate of SiC-SBD chips.
本発明に係るショットキーバリアダイオードは、第1導電型の炭化珪素基板と、炭化珪素基板の上面に形成された第1導電型のドリフト層と、炭化珪素基板の下面に形成されたカソード電極と、ドリフト層とショットキー接合するショットキー電極と、ショットキー電極と電気的に接触するアノード電極と、を備え、ショットキー電極およびアノード電極は、一対となって、一つのカソード電極に対し複数のセグメントに分割され、各セグメントは電気的に分離される。 A Schottky barrier diode according to the present invention includes a first conductivity type silicon carbide substrate, a first conductivity type drift layer formed on an upper surface of the silicon carbide substrate, and a cathode electrode formed on the lower surface of the silicon carbide substrate. A Schottky electrode that is in Schottky junction with the drift layer, and an anode electrode that is in electrical contact with the Schottky electrode. Divided into segments, each segment is electrically separated.
本発明に係るショットキーバリアダイオードにおいて、ショットキー電極およびアノード電極は、一対となって、一つのカソード電極に対し複数のセグメントに分割され、各セグメントは電気的に分離される。このような構成により、リーク電流特性をセグメント毎に測定することができるため、いずれかのセグメントにおいてショットキー接合に異常が発生した場合、セグメント毎のリーク電流特性からショットキー接合に異常があるセグメントと異常のないセグメントとを特定することができる。従って、異常のないセグメントのみを用いて半導体装置を組み立てることにより、ショットキーバリアダイオードチップの良品率を向上することができる。 In the Schottky barrier diode according to the present invention, the Schottky electrode and the anode electrode are paired and divided into a plurality of segments for one cathode electrode, and each segment is electrically separated. With this configuration, the leakage current characteristics can be measured for each segment, so if an abnormality occurs in the Schottky junction in any segment, the segment that has an abnormality in the Schottky junction from the leakage current characteristics for each segment And a segment having no abnormality can be identified. Therefore, by assembling a semiconductor device using only segments having no abnormality, it is possible to improve the yield rate of Schottky barrier diode chips.
本明細書では、半導体の導電型について、第1導電型をN型、第2導電型をP型として説明する。しかし、これは一例であり、導電型を反対にしても良い。すなわち、第1導電型をP型、第2導電型をN型としても良い。 In this specification, the semiconductor conductivity type will be described assuming that the first conductivity type is N-type and the second conductivity type is P-type. However, this is an example, and the conductivity type may be reversed. That is, the first conductivity type may be the P type and the second conductivity type may be the N type.
<A.前提技術>
図1は、本発明の前提技術に係るSiC−SBDチップ100の平面図であり、図2は図1のA−A断面図である。
<A. Prerequisite technology>
FIG. 1 is a plan view of a SiC-
図2に示すように、SiC−SBDチップ100は、N+型の炭化珪素(SiC)基板1、N−型のドリフト層2、ショットキー電極3、アノード電極4、およびカソード電極5を備えている。
As shown in FIG. 2, the SiC-SBD
炭化珪素基板1は、デバイスの機械的強度の確保のために設けられる。ドリフト層2は、炭化珪素基板1の上面に耐圧確保のために設けられる。ショットキー電極3は、ドリフト層2の上面に設けられ、ドリフト層2との間でショットキー接合を形成する。ショットキー電極3の材料は例えばTiである。アノード電極4はショットキー電極3を覆ってドリフト層2上に形成される。アノード電極4の材料は例えばAlまたはAlSiである。カソード電極5は炭化珪素基板1の下面に設けられ、炭化珪素基板1とオーミック接触する。
図1に示すように、SiC−SBDチップ100のうち、アノード電極4の外側の領域が終端接合領域6である。
As shown in FIG. 1, in the SiC-
炭化珪素基板1またはドリフト層2の結晶欠陥があると、それが要因となって、アノード電極4とドリフト層2とのショットキー接合に異常が発生することがある。ショットキー接合に異常が発生すると、逆方向特性すなわちリーク電流特性が不良となり、SiC−SBDチップ100の良品率が低下して、チップコストが増加するという問題がある。そこで、本発明は以下に示す工夫を施すことにした。
If there is a crystal defect in
<B.実施の形態1>
図3は、実施の形態1に係るショットキーバリアダイオードである、SiC−SBDチップ101の平面図であり、図4は図3のB−B断面図である。図3に示すように、SiC−SBDチップ101では、ショットキー電極3とアノード電極4が一対で9つのセグメント41〜49に分割されている。各セグメント41〜49は、ショットキー電極3とアノード電極4からなり、離間して配置される。
<
FIG. 3 is a plan view of the SiC-
図4に示すように、各セグメント41〜49間の下方のドリフト層2には、ドリフト層2の上面から予め定められた深さにかけてトレンチ7が形成される。言い換えれば、ショットキー電極3とアノード電極4は、トレンチ7に沿ってセグメント41〜49に分割されている。なお、図3には9つのセグメント41〜49を示しているが、ショットキー電極3およびアノード電極4の分割数はこれに限らない。
As shown in FIG. 4, a
上記に説明した以外のSiC−SBDチップ101の構成は、前提技術に係るSiC−SBDチップ100と同様である。
The configuration of the SiC-
SiC−SBDチップ101のリーク電流特性を検査する際、カソード電極5とアノード電極4との間(以下、単に「カソード−アノード間」と称する)に電圧を印加する。このとき、ショットキー電極3からドリフト層2にかけて空乏層が拡がるが、ドリフト層2の横方向への空乏層の拡がりはトレンチ7により抑制される。ここで、ドリフト層2の横方向とは、ドリフト層2の厚み方向に垂直な方向をいう。例えば、図4において、セグメント47の下方のドリフト層2に生じた空乏層は、セグメント48の下方のドリフト層2に拡がらない。従って、各セグメント41〜49は互いに電気的に分離される。
When the leakage current characteristic of the SiC-
このように、SiC−SBDチップ101では、カソード電極5を分割せず、アノード電極4およびショットキー電極3を複数のセグメント41〜49に電気的に分離する。すなわち、SiC−SBDチップ101は、第1導電型であるn型の炭化珪素基板1と、炭化珪素基板1の上面に形成されたn型のドリフト層2と、炭化珪素基板1の下面に形成されたカソード電極5と、ドリフト層2とショットキー接合するショットキー電極3と、ショットキー電極3と電気的に接触するアノード電極4と、を備え、ショットキー電極3およびアノード電極4は、一対となって、一つのカソード電極5に対し複数のセグメント41〜49に分割され、各セグメント41〜49は電気的に分離される。従って、SiC−SBDチップ101のショットキー接合に異常がある場合、どのセグメント41〜49におけるショットキー接合に異常があるかを検出することが可能となる。
Thus, in the SiC-
トレンチ7の深さは、カソード−アノード間に電圧を印加したときドリフト層2に生じる空乏層の横方向の拡がりを抑制する観点から定められる。ここで、ドリフト層2における空乏層の幅はドリフト層2の厚みとキャリア濃度に依存する。従って、トレンチ7の深さは、ドリフト層2の厚みとキャリア濃度に応じて設定される。例えば、SIC−SBDチップ101の定格電圧をカソード−アノード間に印加したとき、空乏層の幅がドリフト層2の厚みと同程度であるならば、トレンチ7の深さはドリフト層2の厚みと同程度であることが望ましい。また、SiC−SBDチップ101の定格電圧をカソード−アノード間に印加したとき、空乏層がドリフト層2を超えて炭化珪素基板1にまで拡がるならば、トレンチ7はドリフト層2を貫通して炭化珪素基板1に達することが望ましい。
The depth of the
次に、SiC−SBDチップ101の製造方法を説明する。まず、炭化珪素基板1の上面にドリフト層2をエピタキシャル成長させる。そして、ドリフト層2の上面のうち終端接合領域6以外の場所にショットキー電極3を形成する。さらに、ショットキー電極3の上面にアノード電極4を形成する。その後、写真製版によりショットキー電極3およびアノード電極4の予め定められた部分を除去することによって、図3に示すようにショットキー電極3およびアノード電極4を複数のセグメント41〜49に分割する。
Next, a method for manufacturing the SiC-
次に、図5に示すように、複数のセグメント41〜49間からドリフト層2の上面にレーザーを照射して、ドリフト層2にトレンチ7を形成する。こうして、図4に示すSiC−SBDチップ101が得られる。トレンチ7は、上記のレーザー加工の他、エッチングによっても形成することが可能であるが、レーザー加工によればエッチングに比べて短い処理時間で深いトレンチ7を形成することができる。従って、安定して各セグメント41〜49を電気的に分離することが可能となる。
Next, as shown in FIG. 5, the upper surface of the
図6は、セグメント41のショットキー接合に異常が生じたSiC−SBDチップ101の上面図を示している。図6に示すセグメント41のPにおいて、ショットキー接合に結晶欠陥起因の異常が生じているものとする。図6のSiC−SBDチップ101のカソード−アノード間に電圧を印加し、セグメント41〜49毎の逆方向特性、すなわちリーク電流特性の良品判定を行う。このとき、得られたリーク電流特性を図7に示す。図7において、実線のグラフはセグメント42〜49のリーク電流特性を示し、一点鎖線のグラフはセグメント41のリーク電流特性を示している。図7より、セグメント41のリーク電流はセグメント42〜49のリーク電流に比べて大きいことが分かる。従って、セグメント41のショットキー接合に異常があることが分かり、セグメント41は不良と判定される。セグメント42〜49は良と判定される。
FIG. 6 shows a top view of the SiC-
図8は、良判定のセグメント42〜49のみにワイヤボンディングされたSiC−SBDチップ101の上面図を示している。図8において、セグメント42〜49にはボンディングワイヤ8が接続されているが、セグメント41にはボンディングワイヤ8が接続されていない。これにより、逆方向特性が不良なセグメント41を電気的にオープンにすることができる。この状態でパワーモジュール等の最終製品となる半導体装置を組み立てる。
FIG. 8 shows a top view of the SiC-
このように、実施の形態1に係る半導体装置の製造方法は、SiC−SBD101のカソード電極5とアノード電極4との間に電圧を印加し、セグメント41〜49毎に逆方向特性の良または不良を判定する判定工程と、良と判定したセグメントのみを用いて半導体装置を組み立てる組立工程と、を備える。これにより、結晶欠陥を内在するSiC−SBDチップを良品として使用することが可能となる。従って、SiC−SBDチップの良品率が向上し、よりコストを低減することが可能となる。
As described above, in the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment, a voltage is applied between the
なお、本実施の形態の構造は、SiCウェハを用いたJBS(Junction Schottky Barrier)構造に適用しても良い。 The structure of the present embodiment may be applied to a JBS (Junction Schottky Barrier) structure using an SiC wafer.
<C.実施の形態2>
図9は、実施の形態2に係るSiC−SBD102の平面図であり、図10は図9のC−C断面図である。SiC−SBD102において、SiC−SBD101の構成に加えて、トレンチ7内およびトレンチ7の上部の各セグメント41〜49間に絶縁膜である絶縁保護膜9を備えたものであり、それ以外の構成はSiC−SBD101と同様である。
<C. Second Embodiment>
FIG. 9 is a plan view of SiC-
絶縁保護膜9の材料は、例えばポリイミドまたはポリイミドアミドである。絶縁保護膜9により、ショットキー電極3およびアノード電極4の各分割領域の電界強度を安定化し、より安定してショットキー電極3およびアノード電極4の各分割領域間を電気的に分離することができる。
The material of the insulating
<D.実施の形態3>
図11は、実施の形態3に係るSiC−SBDチップ103の上面図であり、図12は図11のD−D断面図である。SiC−SBDチップ103は、実施の形態1のSiC−SBDチップ101におけるトレンチ7に代えて、各セグメント41〜49間の下方のドリフト層2に、第2導電型の不純物領域であるP層10が埋め込み形成されている。それ以外のSiC−SBDチップ103の構成はSiC−SBDチップ101と同様である。
<
FIG. 11 is a top view of the SiC-
P層10は、Al等のイオン注入により、ドリフト層2の上面から予め定められた深さにかけて形成される。
The
SiC−SBDチップ103のリーク電流特性を検査する際、カソード−アノード間に電圧を印加する。このとき、ショットキー電極3からドリフト層2にかけて空乏層が拡がるが、ドリフト層2の横方向への空乏層の拡がりはP層10により抑制される。従って、各セグメント41〜49は互いに電気的に分離される。
When inspecting the leakage current characteristic of the SiC-
このように、カソード電極5を分割せず、アノード電極4およびショットキー電極3を複数のセグメント41〜49に電気的に分離することによって、SiC−SBDチップ103のショットキー接合に異常がある場合、どのセグメント41〜49におけるショットキー接合に異常があるかを検出することが可能となる。また、実施の形態1又は2とは異なり、トレンチ7を形成するための加工コストが不要である。
As described above, when the
P層10の深さは、カソード−アノード間に電圧を印加したときドリフト層2に生じる空乏層の横方向の拡がりを抑制する観点から定められる。ここで、ドリフト層2における空乏層の幅はドリフト層2の厚みとキャリア濃度に依存する。従って、P層10の深さは、ドリフト層2の厚みとキャリア濃度に応じて設定する。例えば、SiC−SBDチップ103の定格電圧をカソード−アノード間に印加したとき、空乏層の幅がドリフト層2の厚みと同程度であるならば、P層10の深さはドリフト層2の厚みと同程度にすることが望ましい。また、SiC−SBDチップ103の定格電圧をカソード−アノード間に印加したとき、空乏層がドリフト層2を超えて炭化珪素基板1にまで拡がるならば、P層10はドリフト層2に加えて炭化珪素基板1にも形成されることが望ましい。
The depth of the
なお、本実施の形態の構造は、SiCウェハを用いたJBS構造に適用しても良い。 The structure of the present embodiment may be applied to a JBS structure using a SiC wafer.
<E.実施の形態4>
実施の形態4に係るSiC−SBD104の平面図は図3と同様である。図13は、図3のB−B断面図に相当するSiC−SBD104の断面図である。SiC−SBD104は、実施の形態3に係るSiC−SBD103の第2導電型の不純物領域であるP層10にトレンチ7が形成された構成であり、これ以外の構成はSiC−SBD103と同様である。言い換えれば、SiC−SBD104は、実施の形態1に係るSiC−SBD101のトレンチ7の内壁面にP層が形成された構成である。なお、図13では、トレンチ7の内壁面に形成されたP層をP層11とする。
<
A plan view of SiC-
実施の形態3に係るSiC−SBD103を形成した後、P層11にトレンチ7を形成することにより、SiC−SBD104が得られる。P層11にトレンチ7を形成する方法として、図5で示したレーザー加工を用いることができる。あるいは、実施の形態1に係るSiC−SBD101を形成した後、セグメント41〜49間の領域からAl等のイオンを注入してトレンチ7の内壁面、すなわち底面および側面にP層11を形成することにより、SiC−SBD104が得られる。
After forming SiC-
SiC−SBD104のリーク電流特性を検査する際、カソード−アノード間に電圧を印加する。このとき、ショットキー電極3からドリフト層2にかけて空乏層が拡がるが、ドリフト層2の横方向への空乏層の拡がりはP層11とトレンチ7の両方により抑制される。従って、P層11を有さない実施の形態1に係るSiC−SBD101、またはトレンチ7を有さない実施の形態3に係るSiC−SBD103よりも、SiC−SBD104においてドリフト層2の横方向への空乏層の拡がりを抑制する効果は高く、より安定してセグメント41〜49を電気的に分離することができる。
When inspecting the leakage current characteristics of the SiC-
<F.実施の形態5>
本実施の形態は、上述した実施の形態1〜4に係るSiC−SBDチップ101〜104を電力変換装置に適用したものである。本発明は特定の電力変換装置に限定されるものではないが、以下、実施の形態5として、三相のインバータに本発明を適用した場合について説明する。
<
In the present embodiment, the SiC-
図14は、本実施の形態にかかる電力変換装置を適用した電力変換システムの構成を示すブロック図である。 FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration of a power conversion system to which the power conversion device according to the present embodiment is applied.
図14に示す電力変換システムは、電源100、電力変換装置200、負荷300から構成される。電源100は、直流電源であり、電力変換装置200に直流電力を供給する。電源100は種々のもので構成することが可能であり、例えば、直流系統、太陽電池、蓄電池で構成することができるし、交流系統に接続された整流回路やAC/DCコンバータで構成することとしてもよい。また、電源100を、直流系統から出力される直流電力を所定の電力に変換するDC/DCコンバータによって構成することとしてもよい。
The power conversion system illustrated in FIG. 14 includes a
電力変換装置200は、電源100と負荷300の間に接続された三相のインバータであり、電源100から供給された直流電力を交流電力に変換し、負荷300に交流電力を供給する。電力変換装置200は、図14に示すように、直流電力を交流電力に変換して出力する主変換回路201と、主変換回路201を制御する制御信号を主変換回路201に出力する制御回路203とを備えている。
The
負荷300は、電力変換装置200から供給された交流電力によって駆動される三相の電動機である。なお、負荷300は特定の用途に限られるものではなく、各種電気機器に搭載された電動機であり、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車、鉄道車両、エレベーター、もしくは、空調機器向けの電動機として用いられる。
The
以下、電力変換装置200の詳細を説明する。主変換回路201は、スイッチング素子と還流ダイオードを備えており(図示せず)、スイッチング素子がスイッチングすることによって、電源100から供給される直流電力を交流電力に変換し、負荷300に供給する。主変換回路201の具体的な回路構成は種々のものがあるが、本実施の形態にかかる主変換回路201は2レベルの三相フルブリッジ回路であり、6つのスイッチング素子とそれぞれのスイッチング素子に逆並列された6つの還流ダイオードから構成することができる。主変換回路201の各還流ダイオードには、上述した実施の形態1〜4のSiC−SBD101〜104のいずれかに相当する半導体モジュール202によって構成する。6つのスイッチング素子は2つのスイッチング素子ごとに直列接続され上下アームを構成し、各上下アームはフルブリッジ回路の各相(U相、V相、W相)を構成する。そして、各上下アームの出力端子、すなわち主変換回路201の3つの出力端子は、負荷300に接続される。
Hereinafter, details of the
また、主変換回路201は、各スイッチング素子を駆動する駆動回路(図示なし)を備えているが、駆動回路は半導体モジュール202に内蔵されていてもよいし、半導体モジュール202とは別に駆動回路を備える構成であってもよい。駆動回路は、主変換回路201のスイッチング素子を駆動する駆動信号を生成し、主変換回路201のスイッチング素子の制御電極に供給する。具体的には、後述する制御回路203からの制御信号に従い、スイッチング素子をオン状態にする駆動信号とスイッチング素子をオフ状態にする駆動信号とを各スイッチング素子の制御電極に出力する。スイッチング素子をオン状態に維持する場合、駆動信号はスイッチング素子の閾値電圧以上の電圧信号(オン信号)であり、スイッチング素子をオフ状態に維持する場合、駆動信号はスイッチング素子の閾値電圧以下の電圧信号(オフ信号)となる。
The
制御回路203は、負荷300に所望の電力が供給されるよう主変換回路201のスイッチング素子を制御する。具体的には、負荷300に供給すべき電力に基づいて主変換回路201の各スイッチング素子がオン状態となるべき時間(オン時間)を算出する。例えば、出力すべき電圧に応じてスイッチング素子のオン時間を変調するPWM制御によって主変換回路201を制御することができる。そして、各時点においてオン状態となるべきスイッチング素子にはオン信号を、オフ状態となるべきスイッチング素子にはオフ信号が出力されるよう、主変換回路201が備える駆動回路に制御指令(制御信号)を出力する。駆動回路は、この制御信号に従い、各スイッチング素子の制御電極にオン信号又はオフ信号を駆動信号として出力する。
The
本実施の形態に係る電力変換装置では、主変換回路201の還流ダイオードとして実施の形態1〜4にかかるSiC−SBD101〜104を適用するため、SiC−SBDに係るコストを低くして作成することができる。
In the power conversion device according to the present embodiment, the SiC-
本実施の形態では、2レベルの三相インバータに本発明を適用する例を説明したが、本発明は、これに限られるものではなく、種々の電力変換装置に適用することができる。本実施の形態では、2レベルの電力変換装置としたが3レベルやマルチレベルの電力変換装置であっても構わないし、単相負荷に電力を供給する場合には単相のインバータに本発明を適用しても構わない。また、直流負荷等に電力を供給する場合にはDC/DCコンバータやAC/DCコンバータに本発明を適用することも可能である。 In the present embodiment, the example in which the present invention is applied to the two-level three-phase inverter has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to various power conversion devices. In the present embodiment, a two-level power converter is used. However, a three-level or multi-level power converter may be used. When power is supplied to a single-phase load, the present invention is applied to a single-phase inverter. You may apply. In addition, when power is supplied to a direct current load or the like, the present invention can be applied to a DC / DC converter or an AC / DC converter.
また、本発明を適用した電力変換装置は、上述した負荷が電動機の場合に限定されるものではなく、例えば、放電加工機やレーザー加工機、又は誘導加熱調理器や非接触器給電システムの電源装置として用いることもでき、さらには太陽光発電システムや蓄電システム等のパワーコンディショナーとして用いることも可能である。 In addition, the power conversion device to which the present invention is applied is not limited to the case where the load described above is an electric motor. For example, the power source of an electric discharge machine, a laser processing machine, an induction heating cooker, or a non-contact power supply system It can also be used as a device, and can also be used as a power conditioner for a photovoltaic power generation system, a power storage system, or the like.
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。 It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
1 炭化珪素基板、2 ドリフト層、3 ショットキー電極、4 アノード電極、5 カソード電極、6 終端接合領域、7 トレンチ、8 ボンディングワイヤ、9 絶縁保護膜、10,11 P層、41〜49 セグメント、100〜104 SiC−SBDチップ、200 電力変換装置、201 主変換回路、202 半導体モジュール、203 制御回路、300 負荷。 1 silicon carbide substrate, 2 drift layer, 3 Schottky electrode, 4 anode electrode, 5 cathode electrode, 6 termination junction region, 7 trench, 8 bonding wire, 9 insulating protective film, 10, 11 P layer, 41-49 segment, 100 to 104 SiC-SBD chip, 200 power conversion device, 201 main conversion circuit, 202 semiconductor module, 203 control circuit, 300 load.
Claims (9)
前記炭化珪素基板の上面に形成された第1導電型のドリフト層と、
前記炭化珪素基板の下面に形成されたカソード電極と、
前記ドリフト層とショットキー接合するショットキー電極と、
前記ショットキー電極と電気的に接触するアノード電極と、
を備え、
前記ショットキー電極および前記アノード電極は、一対となって、一つの前記カソード電極に対し複数のセグメントに分割され、
各前記セグメントは電気的に分離される、
ショットキーバリアダイオード。 A first conductivity type silicon carbide substrate;
A drift layer of a first conductivity type formed on the upper surface of the silicon carbide substrate;
A cathode electrode formed on the lower surface of the silicon carbide substrate;
A Schottky electrode that forms a Schottky junction with the drift layer;
An anode electrode in electrical contact with the Schottky electrode;
With
The Schottky electrode and the anode electrode are paired and divided into a plurality of segments for one cathode electrode,
Each said segment is electrically separated,
Schottky barrier diode.
請求項1に記載のショットキーバリアダイオード。 A trench was formed in the drift layer below each of the segments;
The Schottky barrier diode according to claim 1.
請求項2に記載のショットキーバリアダイオード。 Further comprising an insulating film formed between the trench and each of the segments;
The Schottky barrier diode according to claim 2.
請求項2に記載のショットキーバリアダイオード。 A second conductivity type impurity region formed on the inner wall surface of the trench;
The Schottky barrier diode according to claim 2.
請求項1に記載のショットキーバリアダイオード。 An impurity region of a second conductivity type formed in the drift layer below each of the segments;
The Schottky barrier diode according to claim 1.
前記ドリフト層の上面に前記ショットキー電極を形成する工程と、
前記ショットキー電極の上面に前記アノード電極を形成する工程と、
前記ショットキー電極および前記アノード電極の予め定められた部分を除去することにより、前記ショットキー電極および前記アノード電極を複数の前記セグメントに分割する工程と、
各前記セグメント間から前記ドリフト層の上面にレーザーを照射して、前記ドリフト層に前記トレンチを形成する工程と、を備える、
ショットキーバリアダイオードの製造方法。 A method for manufacturing a Schottky barrier diode according to any one of claims 2 to 4,
Forming the Schottky electrode on the upper surface of the drift layer;
Forming the anode electrode on the upper surface of the Schottky electrode;
Dividing the Schottky electrode and the anode electrode into a plurality of segments by removing predetermined portions of the Schottky electrode and the anode electrode; and
Irradiating a laser on the upper surface of the drift layer from between each segment to form the trench in the drift layer, and
Manufacturing method of Schottky barrier diode.
前記ショットキーバリアダイオードの前記カソード電極と前記アノード電極との間に電圧を印加し、前記セグメント毎に逆方向特性の良または不良を判定する判定工程と、
前記判定工程で良と判定した前記セグメントのみを用いて半導体装置を組み立てる組立工程と、を備える、
半導体装置の製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device using the Schottky barrier diode according to any one of claims 1 to 5,
A determination step of applying a voltage between the cathode electrode and the anode electrode of the Schottky barrier diode and determining whether the reverse direction characteristic is good or bad for each segment;
An assembly step of assembling a semiconductor device using only the segments determined to be good in the determination step,
A method for manufacturing a semiconductor device.
前記判定工程で良と判定した前記セグメントのみにワイヤボンディングする工程を備える、
請求項7に記載の半導体装置の製造方法。 The assembly process includes
Including a step of wire bonding only to the segments determined to be good in the determination step,
A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 7.
前記主変換回路を制御する制御信号を前記主変換回路に出力する制御回路と、を備える、
電力変換装置。 A main conversion circuit having the Schottky barrier diode according to any one of claims 1 to 5 for converting and outputting input power;
A control circuit that outputs a control signal for controlling the main conversion circuit to the main conversion circuit,
Power conversion device.
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