JP5776728B2

JP5776728B2 - 半導体装置

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Publication number: JP5776728B2
Application number: JP2013116647A
Authority: JP
Inventors: 敏広瀬; 青島　正貴; 正貴青島; 寿石間伏
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-06-03
Filing date: 2013-06-03
Publication date: 2015-09-09
Anticipated expiration: 2033-06-03
Also published as: JP2014236104A; US20140353834A1

Description

本発明は、半導体装置に関する。特に、半導体装置の温度上昇抑制技術に関する。

電気自動車の駆動装置など、大電流が流れる半導体装置は発熱量が大きい。一般に、発熱量の大きい半導体装置には冷却器が取り付けられる。

冷媒を使った従来の外付けの冷却器では、半導体装置の急激な温度変化に即応できない。そこで、例えば半導体装置を搭載した電気自動車等の走行状態が急変し、内蔵された半導体チップの温度が急激に上昇した場合であっても、半導体チップを素早く冷却することのできる技術が特許文献１で提案されている。その技術は、冷媒による冷却と異なり、金属の融解熱を利用して半導体チップの温度上昇を抑制する。特許文献１が開示する技術は、半導体チップを内蔵した半導体装置において、半導体チップの表面に露出する表面電極（例えばエミッタ電極）と半導体装置の筐体の外部に延設される電極とを細板状の金属板で接続し、その金属板に低融点合金を密着させる。半導体チップが発熱すると、その熱は表面電極から金属板に伝わり、さらに低融点合金に伝わる。低融点合金はその熱を融解熱として吸収する。

特開２０００−１７４１９５号公報

半導体装置が短絡した場合、半導体装置全体の温度上昇ではなく、半導体素子内において大電流が流れている箇所の局所的な温度上昇が問題となる。発明者らの検討によると、半導体素子のソース／ドレイン間（コレクタ／エミッタ間）が短絡すると、素子の内部で数十μ秒のオーダの時間で温度が急上昇する。例えば数十μ秒の間に局所温度が１０００［℃］にもなり得る。半導体装置には短絡検知回路が組み込まれているが、μ秒という時間は短絡検知回路が作動するには短すぎる。短絡検知回路が動作するまでの極めて短い時間（例えば数十μ秒〜１ミリ秒）、半導体素子（及び電極）の温度上昇を抑制できれば、あとは短絡検知回路が作動するので半導体素子（及び電極）がダメージを受けることを回避できる。ただし、そのような短時間での温度急上昇に対しては、冷媒や特許文献１の技術のように半導体素子の外部へ熱を発散していては半導体素子内部の温度上昇を十分には抑制できない虞がある。例えば、シリコンカーバイトの半導体ウエハ上に作成された半導体装置では、シリコンカーバイト自体の耐熱温度は高いが、シリコンカーバイトの層と電気的に接続する金属体や絶縁体などは、シリコンカーバイトほどには耐熱温度が高くはなく、それゆえダメージを被る虞がある。本明細書は、上記のような数十μ秒単位の温度上昇を抑制する技術を提供する。

本明細書が開示する半導体装置は、半導体プロセスによって半導体基板上に形成されている第１電極、第２電極、及び、吸熱層を備える。第１電極は、半導体基板内に形成されている素子と直接に接しており導通している。より具体的には、第１電極は、半導体基板の表面で素子と導通している。吸熱層は、導電性を有しているとともに、少なくとも第１電極と接している。第２電極は、第１電極又は吸熱層と接しているとともに、他の金属導電体にハンダ付けされている。ここで、他の金属導体とは、半導体装置と電気的に接続される他のデバイスと半導体装置を電気的に接続する接続部材であり、典型的にはリード線やバスバなどである。他の金属導体とは、リードフレームであってもよい。

第１電極、第２電極、及び、吸熱層の相対的な特性の相違は次の通りである。第１電極は吸熱層よりも仕事関数あるいはコンタクト抵抗率が小さい。吸熱層は第１及び第２電極よりも融解熱が大きい。第２電極は吸熱層よりもハンダ接合性が高い。吸熱層は第１電極よりも融点が低い。なお、より正確に表現すれば、第１電極、第２電極、及び、吸熱層の夫々を構成する金属材料が上記の特性を有していることが要件であるが、説明を簡単化するため、「第１電極を構成する金属材料は、吸熱層を構成する金属材料よりも仕事関数あるいはコンタクト抵抗率が小さい」という表現のかわりに、「第１電極は吸熱層よりも仕事関数あるいはコンタクト抵抗率が小さい」などと表現していることに留意されたい。

コンタクト抵抗率は、詳細には、電極や吸熱層がシリサイド化したときのバリアハイトを考慮した抵抗率を意味する。シリサイド化とは、電極や吸熱層の金属が半導体基板のシリコンと結合して化合物化することをいう。以下、「コンタクト抵抗率」と称する場合はいずれも電極や吸熱層がシリサイド化したときのバリアハイトを考慮した抵抗率のことを意味することに留意されたい。なお、コンタクト抵抗率が小さい金属には、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）などがある。これらの金属のコンタクト抵抗率は、後述するベリリウムのコンタクト抵抗率よりも小さいことが知られている。また、アルミニウムとチタンの仕事関数は、それぞれ、４．１３［ｅＶ］と４．１４［ｅＶ］であり、後述するベリリウムの仕事関数（５．０［ｅＶ］）よりも小さいことが知られている。

従来の半導体装置は、第１電極と第２電極は備えていた。第１電極は半導体素子と直接に接して導通する電極であり、第２電極は他のデバイス、あるいはリードフレームなどの金属板と接続する電極である。第２電極は、ボンディングワイヤを介してリードフレームと接続される場合もある。第１の電極は、半導体素子と直接に接して導通するものであるから、第２電極や吸熱層と比較して、半導体素子の表面に対して仕事関数あるいはコンタクト抵抗率が最も小さい材料が選定される。より詳細には、第１電極の仕事関数あるいはコンタクト抵抗率は、吸熱層のそれよりも小さく、第２電極のそれと同等かそれよりも小さければよい。別言すれば、第１電極は吸熱層よりもオーミック性が高い。また、第１電極のオーミック性は、第２電極のそれと同等かそれよりも高い。

他方、第２電極は、外部のデバイスと半導体装置を電気的に接続する電極であるから、金属導電材にハンダ材付けされる。第２電極は、第１電極と吸熱層よりもハンダ接合性がよい。より詳細には、第２電極として、ハンダ接合性が吸熱層よりも良く、第１電極と同等かそれ以上の材料が選定される。ハンダ接合性は、例えば「濡れ性」で定量的に評価できる。「濡れ性」は、溶融したハンダがどれだけ大きな面積で接合対象の部材と接するかを示すものである。「濡れ性」は、接合対象の部材の表面に溶融ハンダを落としたとき、溶融ハンダの縁における溶融ハンダに対する接線と接合対象部材の表面とがなす角度で表される。「濡れ性」については発明の実施の形態の項で別途説明する。

第１電極と第２電極は同じ材料であってもよい。第１電極と第２電極の材質は、典型的にはアルミニウム、銅、あるいはニッケルである。第１電極と第２電極が同じ材料であってもよいため、第１電極、第２電極、及び、吸熱層の相対的な特性の相違は、上記の表現に変えて次の表現とするのがよい。一つには、第１電極は吸熱層よりも仕事関数あるいはコンタクト抵抗率が小さい。また、別の一つには、第２電極は吸熱層よりもハンダ接合性が高い。そして最後に、吸熱層は第１電極よりも融解熱が大きい。

吸熱層は従来の半導体装置が備えていなかったものであり、半導体素子の熱を吸収するために備えられる金属体である。それゆえ、吸熱層の融解熱は、第１電極のそれよりの大きいことが好ましく、さらには第１電極と第２電極の融解熱よりも大きいのがよい。なお、吸熱層は、他の電極よりも低い温度で溶け始めて半導体素子の熱を融解熱として吸収する必要があるので、吸熱層の融点は他の電極のそれよりも低い。吸熱層の材質の典型は、ベリリウムである。

上記の半導体装置は、半導体プロセスで形成される第１電極、第２電極、及び、吸熱層を備えている。典型的には、半導体基板の上に、第１電極、吸熱層、第２電極がこの順序で積層しており、その全体の厚みは数十ミクロンである。そのような近接した位置に融解熱の大きい吸熱層を配置することで、半導体素子が短絡した際に極めて短時間に局所的に発生する熱を迅速に吸収することができ、その結果、局所的な温度上昇を効果的に抑制することができる。本明細書が開示する技術は、半導体基板の素子と第１電極の接触部位から数十ミクロン以内（できれば５０ミクロン以内）で第１電極と吸熱層が接していることが好ましい。

本明細書が開示する技術は、特に、シリコンカーバイトの半導体基板を用いた半導体装置に有効である。通常のシリコンベースの半導体基板は耐熱温度が３００［℃］程度であるのに対して、シリコンカーバイトの半導体基板の耐熱温度は１５００［℃］程度である。他方、短絡時の局所的な温度は１０００［℃］を超える場合もある。そのような温度では、シリコンベースの半導体基板では基板そのものが重大なダメージを受け得るが、シリコンカーバイトの半導体基板の場合、基板のダメージは小さいが、電極が受けるダメージが大きい。本明細書が開示する技術は、半導体素子と第１電極の接触箇所から５０ミクロン以内の範囲に融点が第１電極よりも低く融解熱（熱容量）が第１電極よりも大きい吸熱層を配置することで、第１電極の温度上昇を抑制し、第１電極が受ける熱ダメージを低減する。

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

第１実施例の半導体装置の部分断面図である。短絡時の局所的温度分布のシミュレーション結果である。第２実施例の半導体装置の部分断面図である。濡れ性を説明する図である。

（第１実施例）図面を参照して第１実施例の半導体装置２を説明する。図１に、半導体装置２の部分断面図を示す。半導体装置２は、ＭＯＳ型トランジスタである。半導体基板１７は、シリコンカーバイト（ＳｉＣ）である。半導体基板１７の下面にはドレイン電極１６が形成されている。半導体基板１７には、図１の下側から、Ｎ型のドリフト層１５、Ｐ型のボディ領域１４、Ｐ^＋型のコンタクト領域１３、Ｎ^＋型のソース領域１２が形成されている。これらの層及び領域でＭＯＳトランジスタが構成される。なお、図１では、幾つかのソース領域１２、コンタクト領域１３、ボディ領域１４が描かれているが、最も右側の領域だけに符号を付してあり、他は符号を省略していることに留意されたい。ＭＯＳ型トランジスタの構造はよく知られているので詳しい説明は省略する。

半導体基板１７の表層（図１において半導体基板１７の上側）に幾つかの電極と層が形成されている。ドリフト層１５を挟んで隣接するソース領域１２にわたって絶縁層４が形成されており、その絶縁層の中に、隣接するソース領域１２の間のドリフト層１５に対向するようにゲート電極５が形成されている。また、コンタクト領域１３の表面に接するとともに、コンタクト領域１３の両側に位置するソース領域１２の表面の一部に接するようにコンタクト電極３が形成されている。コンタクト電極３に接するとともに絶縁層４を覆うように、吸熱層６が形成されている。吸熱層６の全体を覆うように最も上層にソース電極７が形成されている。吸熱層６は、導電性を有する。それゆえ、吸熱層６の両面の夫々に接しているコンタクト電極３とソース電極７は導通する。ソース電極７の表面にはハンダ２１を介して電極板２２が固定されている。電極板２２を介してＭＯＳトランジスのソースが外部のデバイスに接続される。

吸熱層６を除き、他の電極の配置は、従来の半導体装置が有している電極配置と同じである。即ち、第１実施例の半導体装置２は、従来のコンタクト電極３とソース電極７の間に、吸熱層６が挟まれている点に一つの特徴がある。

よく知られているように、コンタクト電極３及びソース電極７は、半導体素子を形成する半導体プロセスの工程で形成される。吸熱層６は、コンタクト電極３やソース電極７と材質が異なるだけであり、その製造方法はそれらの電極と概ね同じである。即ち、吸熱層６もコンタクト電極３などと同様に半導体プロセスの工程で形成することができる。なお、コンタクト電極３の好ましい厚みは１〜２［μｍ］であり、吸熱層６とソース電極７の好ましい厚みは４〜５［μｍ］である。それゆえ、コンタクト電極３と吸熱層６とソース電極７の厚みを合わせた電極層の総厚み（図１の符号Ｈが示す距離）は１０［μｍ］程度である。

コンタクト電極３、ソース電極７、及び、吸熱層６の特性の相違について説明する。コンタクト電極３は、半導体基板１７に直接に接している。コンタクト電極３は、半導体基板１７とオーミック接触することが好ましい。オーミック性を定量的に表す指標には仕事関数、あるいは、コンタクト抵抗率がある。コンタクト電極３は、仕事関数、あるいは、コンタクト抵抗率が小さい金属が好ましい。ここで、コンタクト電極３、ソース電極７、あるいは、吸熱層６は、半導体基板のシリコンと結合して化合物化、即ち、シリサイド化する。それゆえ、コンタクト抵抗率は、コンタクト電極３、ソース電極７、あるいは、吸熱層６がシリサイド化したときのバリアハイトを考慮した抵抗率で比較する。バリアハイトを考慮した抵抗率については、後に説明する。具体的には、コンタクト電極３の材料は、ニッケル、アルミニウム、チタン、あるいはそれらの合金であることが望ましい。また、アルミニウムとチタンの仕事関数は、それぞれ、４．１３［ｅＶ］と４．１４［ｅＶ］であり、後述するベリリウムの仕事関数（５．０［ｅＶ］）よりも小さいことが知られている。

ソース電極７には、ハンダ２１を介して電極板２２が接続される。それゆえ、ソース電極７は、ハンダ材との接合性が高いことが望ましい。ソース電極７の材料としては、典型的には、アルミニウムあるいはニッケルがある。ハンダ材との接合性を定量的に表す指標には「濡れ性」がある。「濡れ性」については後に説明する。

吸熱層６は、半導体素子の発熱によってコンタクト電極３の温度が上昇した際に、コンタクト電極３の熱を吸収する目的で備えられている。吸熱層６には、コンタクト電極３やソース電極７よりも融解熱が高い材料が用いられる。典型的には、吸熱層６は、ベリリウムで作られる。ベリリウムの融解熱は、１３５４．０［Ｊ／ｇ］であり、アルミニウムの融解熱（３９７．０［Ｊ／ｇ］）やニッケルの融解熱（３００．０［Ｊ／ｇ］）よりもはるかに高い。

コンタクト電極３、ソース電極７、及び、吸熱層６の相対的な特性の相違をまとめると次の通りである。コンタクト電極３は吸熱層６よりも仕事関数あるいはコンタクト抵抗率が小さい。吸熱層６はコンタクト電極３及びソース電極７よりも融解熱が大きい。ソース電極７は吸熱層６よりもハンダ接合性が高い（ハンダ接合性が良い）。

吸熱層６の利点を説明する。図１において、ボディ領域１４の表層でソース領域１２とドリフト層１５との間の領域（符号１９が示す領域）は、チャネルと呼ばれており、ゲートに電圧を印加するとチャネル１９に電流が流れる。素子が短絡すると、このチャネル１９に大電流が流れ、チャネル１９が急激に発熱する。例えば、電気自動車の駆動系に使われるトランジスタでは、正常動作時は、インダクタＬが１．０［ｍＨ］程度であり、電圧Ｖは５００［Ｖ］程度である。そうすると、流れる電流は、Ｖ／Ｌ＝０．５［Ａ／μ秒］程度である。ところが、このトランジスタが短絡すると、インダクタＬは１．０［μＨ］のレベルになる。そうすると、流れる電流は、Ｖ／Ｌ＝５００［Ａ／μ秒］というオーダになる。即ち、ほぼ瞬間的に５００［Ａ］がチャネルに流れる。この電流が瞬時に発熱を引き起こす。半導体装置には短絡検知回路が組み込まれているが、μ秒という時間は短絡検知回路が作動するには短すぎる。それゆえ、短絡検知回路が動作するまでの時間（例えば数十μ〜数ミリ秒）、半導体素子（及び電極）の温度上昇を抑制できれば、半導体素子（及び電極）がダメージを受けることを回避できる。

図２に、上記の電流が数十μ秒間、チャネルに流れたと仮定したときの温度分布のシミュレーション結果を図２に示す。図２のグラフは、数十μ秒間チャネルに電流が流れた直後の温度分布を示す。横軸の「０」がチャネルの位置を表しており、横軸は、チャネルの位置（「０」の位置）から左側が電極側へ向けた距離を示しており、左側が素子の深さ方向に向けた距離を示している。縦軸は温度である。すなわち、短絡が発生すると、チャネルは瞬時に１３００［℃］まで上昇し、チャネルから２０［μｍ］ほど離れた位置では約９００［℃］となる。なお、５０［μｍ］ほど離れた位置では温度は約３５０［℃］程度である。コンタクト電極３はチャネル１９の近傍に位置し、その厚みは約１．０［μｍ］程度である。即ち、トランジスタ素子が短絡を生じると、チャネルの温度は瞬時に（数μ秒〜数十μ秒の間に）１３００［℃］まで上昇し、コンタクト電極３の温度も９００［℃］以上となる。半導体装置２の基板はシリコンカーバイトであり、１５００［℃］程度まで耐えられるが、電極に用いられる金属は溶融してしまう。例えば、アルミニウムの融点は６６０［℃］である。

ここで、実施例の半導体装置２は、コンタクト電極３に吸熱層６が接している。しかも、コンタクト電極３の厚みは１．０［μｍ］程度であるから、チャネル１９の発熱はコンタクト電極３を通り直ちに吸熱層６で吸熱される。即ち、吸熱層６は、短絡時のコンタクト電極３の温度上昇を抑制する。

また、吸熱層６の上にソース電極７が積層している。チャネル１９の熱量は吸熱層６に蓄積されるので、ソース電極７が熱的に保護される。このように吸熱層６は、短絡時の数十［μ秒］程度の期間の発熱からコンタクト電極３やソース電極７を熱的に保護する。

なお、半導体装置には通常、短絡検知回路が備えられており、短絡が検知されると直ちに電流を遮断する。短絡検知回路の応答時間は数百μ秒〜数ミリ秒程度であるので、吸熱層６が短絡直後の数百μ秒の間、半導体基板に近い位置での局所的な電極の温度上昇を抑制することができれば、あとは短絡検知装置が電流を遮断するので半導体装置が深刻なダメージを受けることはない。短絡検知装置に関しては様々な技術が提案されているのでここでは詳しい説明は省略する。

コンタクト電極３とソース電極７と吸熱層６の材料の例を挙げる。一つには、コンタクト電極３はアルミニウム製であり、吸熱層６はベリリウムで作られる。アルミニウムのコンタクト抵抗率はベリリウムのコンタクト抵抗率よりも小さいことが知られている。あるいは、前述したように、アルミニウムの仕事関数（４．１３［ｅＶ］）は、ベリリウムの仕事関数（５．０［ｅＶ］）よりも小さい。従って、アルミニウムで作られたコンタクト電極３は、ベリリウムで作られた吸熱層６よりもコンタクト抵抗率と仕事関数が共に低い。また、アルミニウムの融解熱は３９７．０［Ｊ／ｇ］であり、ベリリウムの融解熱は１３５４．０［Ｊ／ｇ］である。即ち、吸熱層６はコンタクト電極３よりも融解熱が大きい。ソース電極７はアルミニウム、ニッケル、あるいは、銅でよい。それらの材料のハンダ接合性は、ベリリウムのハンダ接合性よりも高いことが知られている。

別の例では、コンタクト電極３はニッケル製であり、吸熱層６はベリリウムで作られる。ニッケルのコンタクト抵抗率も、ベリリウムのコンタクト抵抗率よりも小さいことが知られている。また、ニッケルの融点は１４５０［℃］であり、ベリリウムの融点は１２８０［℃］である。従って、この例では、吸熱層６はコンタクト電極３よりも融点が低い。また、ニッケルの融解熱は３００．０［Ｊ／ｇ］であり、ベリリウムの融解熱は１３５４．０［Ｊ／ｇ］である。即ち、吸熱層６はコンタクト電極３よりも融解熱が大きい。この例では、ニッケルで作られたコンタクト電極３が溶ける前に、ベリリウムで作られた吸熱層６が融解をはじめ、融解熱を吸収する。融解／吸熱反応は即時に生じるため、半導体素子が短絡した直後の極めて短時間（数十［μ秒］オーダの時間）におけるコンタクト電極３の温度上昇を抑制することができる。１ミリ秒程度経過すれば、半導体装置を管理するコントローラが短絡を検知して電流をカットするのでコンタクト電極３は熱によるダメージから保護される。なお、ソース電極７はアルミニウム、ニッケル、あるいは、銅でよい。

さらに別の例では、コンタクト電極３はチタン製であり、吸熱層６はベリリウムで作られる。チタンの仕事関数（４．１４［ｅＶ］）は、ベリリウムの仕事関数（５．０［ｅＶ］）よりも小さい。従ってコンタクト電極３の仕事関数は吸熱層６の仕事関数よりも小さい。また、チタンの融点は１６６０［℃］であり、ベリリウムの融点は１２８０［℃］である。従って、この例では、吸熱層６はコンタクト電極３よりも融点が低い。また、チタンの融解熱は３８９．０［Ｊ／ｇ］であり、ベリリウムの融解熱は１３５４．０［Ｊ／ｇ］である。即ち、吸熱層６はコンタクト電極３よりも融解熱が大きい。ニッケルの場合と同様、この例でも、チタンで作られたコンタクト電極３が溶ける前に、ベリリウムで作られた吸熱層６が融解をはじめ、融解熱を吸収する。半導体素子が短絡した直後の極めて短時間（数十［μ秒］オーダの時間）におけるコンタクト電極３の温度上昇を抑制することができる。なお、ソース電極７はアルミニウム、ニッケル、あるいは、銅でよい。

（第２実施例）次に、第２実施例の半導体装置１０２を説明する。図３に、半導体装置１０２の部分拡大断面図を示す。第１実施例の半導体装置２と異なる点は、コンタクト電極とソース電極が一体化していることと、吸熱層１０６がゲート電極５を覆う絶縁層４の上に形成されている点である。第２実施例において、コンタクト電極とソース電極が一体となった電極をコンタクト／ソース電極１０３と称する。吸熱層１０６は、コンタクト／ソース電極１０３に接している。半導体基板１７の構造は第１実施例の場合と同様であるので説明は省略する。

第２実施例の場合、コンタクト／ソース電極１０３と吸熱層１０６の相対的な特性の相違は次の通りである。コンタクト／ソース電極１０３は吸熱層１０６よりも仕事関数あるいはコンタクト抵抗率が小さい。吸熱層１０６は、コンタクト／ソース電極１０３よりも融解熱が大きい。コンタクト／ソース電極１０３は吸熱層１０６よりもハンダ接合性が高い。第２実施例の半導体装置１０２も、第１実施例の半導体装置２と同様に、短絡時の数十［μ秒］間のコンタクト／ソース電極１０３の急激な温度上昇を抑制することができる。

コンタクト抵抗率について説明する。前述したように、本明細書におけるコンタクト抵抗率は、シリサイド化した金属におけるバリアハイトを考慮した抵抗率を意味する。バリアハイトを考慮した抵抗率（コンタクト抵抗率）は、次の式（１）で与えられる。

前述したニッケル、チタン、タングステン、ベリリウムの各元素の特性値を上記の式（１）に代入してコンタクト抵抗率を求めると、ニッケル、チタン、タングステンのコンタクト抵抗率が、ベリリウムのコンタクト抵抗率よりも小さいことが確認できる。なお、上記の式（１）に関しては、文献「高性能トランジスタのための低バリアハイト低抵抗コンタクト形成技術」（田中宏明、磯貝達典、黒田理人、中尾幸久、諏訪智之、後藤哲也、寺本章伸、須川成利、大見忠弘、第２０回マイクロエレクトロニクス研究会プロシーディング、pp 32-39、２００８）に詳しいのでそちらを参照されたい。

次に、ハンダ接合性の指標の一つである「濡れ性」について、図４を参照して説明する。「濡れ性」は、図４に示すように、溶融したハンダ材４１を母材４２の上に置いたときの接触角Ｔｈで評価される。なお、接触角は、母材表面におけるハンダ材４１の境界ＦＰにおけるハンダ材接線ＰＬとハンダ材直下の母材表面４２とのなす角度である。この接触角が小さいほど濡れ性が高いことを表している。

なお、ハンダ接合性を定量的に示す指標には、上記の「濡れ性」のほか、２つの母材をハンダで接合し、２つの母材を互いに反対の方向に引っ張り、ハンダが破断したときの引っ張り強度を用いても良い。

実施例で説明した半導体装置２、１０２に関する留意点を述べる。半導体基板１７に形成されたＮ型のドリフト層１５、Ｐ型のボディ領域１４、Ｐ^＋型のコンタクト領域１３、Ｎ^＋型のソース領域１２で構成されるＭＯＳトランジスタが半導体素子の一例に相当する。本明細書が開示する技術は、ＭＯＳトランジスタに限られない。縦型（トレンチ型）の半導体素子、ダイオード、あるいは、他の素子が半導体基板に形成された半導体装置に適用することができる。

半導体基板１７に直接に接しているコンタクト電極３が第１電極の一例に相当し、ハンダ２１を介して電極板２２が接合されているソース電極７が第２電極の一例に相当する。第２実施例においては、コンタクト／ソース電極１０３が、同じ材料で作られている第１電極及び第２電極の一例に相当する。

本明細書が開示した技術は、耐熱温度が高いシリコンカーバイトをベースとする半導体基板を用いた半導体装置に特に適している。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２、１０２：半導体装置
３：コンタクト電極
４：絶縁層
５：ゲート電極
６、１０６：吸熱層
７：ソース電極
１２：ソース領域
１３：コンタクト領域
１４：ボディ領域
１５：ドリフト層
１６：ドレイン電極
１７：半導体基板
１９：チャネル
２１：ハンダ
２２：電極板
４１：ハンダ材
４２：母材
１０３：コンタクト／ソース電極

Claims

半導体プロセスによって半導体基板上に形成されており、半導体基板内に形成されている素子と導通している第１電極と、
半導体プロセスによって半導体基板上に形成されており、第１電極と接している導電性の吸熱層と、
半導体プロセスによって半導体基板上に形成されており、第１電極又は吸熱層と接しているとともに、他の金属導電体にハンダ付けされている第２電極と、
を備えており、
第１電極は吸熱層よりも仕事関数あるいはコンタクト抵抗率が小さく、
吸熱層は第１電極よりも融解熱が大きく、
第２電極は吸熱層よりもハンダ接合性が高く、
吸熱層は第１電極よりも融点が低い、
ことを特徴とする半導体装置。
第１電極と第２電極が同じ材料で作られていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
吸熱層はベリリウムで作られていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
第１電極と吸熱層と第２電極が半導体基板に近い方からこの順で積層されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体装置。