JP6058228B1 - 半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置および半導体装置の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6058228B1 JP6058228B1 JP2016545367A JP2016545367A JP6058228B1 JP 6058228 B1 JP6058228 B1 JP 6058228B1 JP 2016545367 A JP2016545367 A JP 2016545367A JP 2016545367 A JP2016545367 A JP 2016545367A JP 6058228 B1 JP6058228 B1 JP 6058228B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- well region
- region
- insulating film
- drift layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 90
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 33
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical group [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 2
- -1 Equipped with a Substances 0.000 claims 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 101
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 84
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 26
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 14
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 13
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 7
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 5
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 5
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 5
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 4
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 2
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 230000003685 thermal hair damage Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/7801—DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
- H01L29/7802—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors
- H01L29/7815—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors with voltage or current sensing structure, e.g. emulator section, overcurrent sensing cell
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
- H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
- H01L22/14—Measuring as part of the manufacturing process for electrical parameters, e.g. resistance, deep-levels, CV, diffusions by electrical means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
- H01L22/30—Structural arrangements specially adapted for testing or measuring during manufacture or treatment, or specially adapted for reliability measurements
- H01L22/32—Additional lead-in metallisation on a device or substrate, e.g. additional pads or pad portions, lines in the scribe line, sacrificed conductors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/0603—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions
- H01L29/0642—Isolation within the component, i.e. internal isolation
- H01L29/0649—Dielectric regions, e.g. SiO2 regions, air gaps
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
- H01L29/1608—Silicon carbide
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/47—Schottky barrier electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66053—Multistep manufacturing processes of devices having a semiconductor body comprising crystalline silicon carbide
- H01L29/66068—Multistep manufacturing processes of devices having a semiconductor body comprising crystalline silicon carbide the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/7801—DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
- H01L29/7802—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors
- H01L29/7803—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors structurally associated with at least one other device
- H01L29/7804—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors structurally associated with at least one other device the other device being a pn-junction diode
- H01L29/7805—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors structurally associated with at least one other device the other device being a pn-junction diode in antiparallel, e.g. freewheel diode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/7801—DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
- H01L29/7802—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors
- H01L29/7803—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors structurally associated with at least one other device
- H01L29/7806—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors structurally associated with at least one other device the other device being a Schottky barrier diode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/0603—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions
- H01L29/0607—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration
- H01L29/0611—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices
- H01L29/0615—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices by the doping profile or the shape or the arrangement of the PN junction, or with supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
- H01L29/861—Diodes
- H01L29/872—Schottky diodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
Description
(構成)
図1および図2を参照して、はじめに本実施の形態のMOSFET101(半導体装置)の構成について説明する。MOSFET101は、詳しくは後述するが、SBDが内蔵されたものである。
続いてMOSFET101(図2)の製造方法について、以下に説明する。
ソース電極80の電位がドレイン電極85の電位を上回った際、MOSFET101は還流動作を行う。活性領域R1においては、内蔵SBDに電流が流れるため、ウェル領域30とドリフト層20とによって形成されるpnダイオードには順方向電流が流れない。一方、終端領域R2においては、SBDが内蔵されていないため、ウェル領域31とドリフト層20とによって形成されるpnダイオードに順方向電流が流れる。
比較例のMOSFET199(図4〜図6)は、上述した試験電極81を有しない。このため、ストレス試験における電位の印加はソース電極80を用いて行わなければならない。ここで、ソース電極80は、pnダイオードよりも動作電圧の低いSBDが内蔵された活性領域R1にも接触している。このためストレス電流のうち大部分が、ストレス試験を必要としない活性領域R1に流れてしまう。活性領域R1に内蔵されたSBDを通電した電流も、デバイス内の電圧降下に応じたジュール熱を発生することで、素子の発熱を引き起こす。この発熱によるチップまた評価設備の熱損傷を防ぐために、通電する電流量を抑える必要がある。その結果、終端領域R2においてウェル領域31とドリフト層20とによって形成されるpnダイオードへのストレス電流密度が低くなる。よってストレス試験に要する時間が長くなってしまう。
本実施の形態によれば、活性領域R1に位置するウェル領域30に接するソース電極80とは別に、終端領域R2に位置するウェル領域31に接する試験電極81が設けられる。ウェル領域31およびドリフト層20によるpn接合に順方向バイアスを印加するストレス試験を試験電極81を用いて行うことにより、活性領域R1に流れるストレス電流を抑制することができる。これにより、第1に、ストレス試験中の活性領域R1における発熱量がより小さくなる。よって、より大きな電流をストレス試験に用いることが可能となるので、ストレス試験をより短時間で行うことができる。第2に、ストレス試験中の活性領域R1における積層欠陥の生成が抑制される。これにより、ストレス試験に起因したトランジスタ特性の変動が生じにくくなる。以上から、ストレス試験の時間を短くすることができ、またストレス試験に起因したトランジスタ特性の変動を抑えることができる。
図7を参照して、本実施の形態のMOSFET102(半導体装置)においては、MOSFET101(図2)の場合に比して、フィールド絶縁膜52が、より活性領域R1に近い位置まで延びている。言い換えれば、フィールド絶縁膜52とゲート絶縁膜50との境界が、コンタクトホール91および92よりも活性領域R1に近い箇所に位置している。その結果、コンタクトホール91および92は、層間絶縁膜55だけではなくフィールド絶縁膜52も貫いている。よってオーミックコンタクト部71および72のそれぞれは、フィールド絶縁膜52に設けられたコンタクトホール91および92内に配置されている。
図8を参照して、本実施の形態のMOSFET103(半導体装置)には、MOSFET102(図7)と異なり、コンタクトホール91が設けられていない。よってソース電極80とウェル領域31とが絶縁膜によって隔てられている。本実施の形態においてMOSFET103の実使用時にウェル領域31の電位がフローティングになることを避けるためには、ストレス電流の印加後、ソース電極80と試験電極81とを配線部89によって短絡することが必要である。
図9を参照して、本実施の形態のMOSFET104(半導体装置)においては、ウェル領域31は、ドリフト層20からなる離間領域23によって互いに分離された複数のウェル領域31aおよび31bを含む。ウェル領域31aにはオーミックコンタクト部71が接続しており、ウェル領域31bにはオーミックコンタクト部72が接続している。すなわち、複数のウェル領域31のうちオーミックコンタクト部71がオーミック接続しているものと、オーミックコンタクト部72がオーミック接続しているものとは異なっている。離間領域23の幅は、耐圧を低下させないために、離間領域21または22の幅以下であることが好ましい。
図10を参照して、本実施の形態のMOSFET105(半導体装置)においては、コンタクトホール91および92の間に、高濃度領域36が形成されていない領域が存在する。言い換えれば、コンタクトホール91および92の間において高濃度領域36に離間領域24が設けられている。離間領域24は、ウェル領域31のうち高濃度領域36以外の領域からなる。よって、ウェル領域31において、離間領域24は、高濃度領域36が形成された領域に比して、より高いシート抵抗を有する。
図11および図12を参照して、MOSFET106(半導体装置)においては、MOSFET101(図1)の場合と異なり、平面視においてゲート電極82はソース電極80および試験電極81の間に位置している。この構成により、試験電極81は、ゲート電極82よりも活性領域R1から遠くに位置する部分を有する。
Claims (14)
- 第1導電型を有する半導体基板と、
前記半導体基板上に設けられ、ワイドバンドギャップ半導体から作られ、前記第1導電型を有するドリフト層と、
前記ドリフト層上に設けられ、前記第1導電型と異なる第2導電型を有する複数の第1ウェル領域と、
前記第1ウェル領域の各々の上に設けられ、前記第1ウェル領域によって前記ドリフト層から分離され、前記第1導電型を有するソース領域と、
前記第1ウェル領域上に設けられたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に設けられたゲート電極と、
前記ソース領域に接し、前記第1ウェル領域の間の前記第1導電型の離間領域を介して前記ドリフト層へユニポーラ通電が可能なダイオード特性を有する第1電極と、
前記ドリフト層上に設けられ、前記第1ウェル領域から分離して形成された、前記第2導電型を有する少なくとも1つの第2ウェル領域と、
前記第2ウェル領域に接し、前記第1導電型の半導体領域と接していない、前記ゲート電極および前記第1電極から分離された、プローブ針を当てることができる大きさの第2電極と、
前記半導体基板に電気的に接続された第3電極と、
を備える、半導体装置。 - 前記第2電極は電極パッドを有する、請求項1に記載の半導体装置。
- 前記電極パッドはプローブ痕を有する、請求項2に記載の半導体装置。
- 前記第1電極および前記第2電極の上方において前記第1電極および前記第2電極を電気的に短絡する配線部をさらに備える、請求項1から3のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記第1電極は前記第2ウェル領域とオーミック接続する第1オーミックコンタクト部を有し、
前記第2電極は前記第2ウェル領域とオーミック接続する第2オーミックコンタクト部を有する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記第2ウェル領域上に設けられ、前記ゲート絶縁膜よりも厚いフィールド絶縁膜をさらに備え、
前記第1オーミックコンタクト部および第2オーミックコンタクト部の少なくともいずれかは、前記フィールド絶縁膜に設けられたコンタクトホール内に配置されている、請求項5に記載の半導体装置。 - 前記第2ウェル領域は互いに分離されて複数形成されており、前記複数の第2ウェル領域のうち前記第1オーミックコンタクト部がオーミック接続しているものと、前記複数の第2ウェル領域のうち前記第2オーミックコンタクト部がオーミック接続しているものとは異なっている、請求項5または6に記載の半導体装置。
- 前記少なくとも1つの第2ウェル領域は、前記第1オーミックコンタクト部にオーミック接続された第1の面と前記第2オーミックコンタクト部にオーミック接続された第2の面とを有する一のウェル領域を含み、前記一のウェル領域は前記第1の面および前記第2の面の間を隔てる第3の面を有し、前記一のウェル領域において前記第3の面のシート抵抗は前記第1の面および前記第2の面の各々のシート抵抗よりも高い、請求項5または6に記載の半導体装置。
- 前記ゲート電極は、ゲート絶縁膜上のゲート電極部と、ゲート電極部に接する配線層とを有しており、平面視において、前記第2電極は前記第1電極および前記配線層の間に位置する、請求項1から8のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記ゲート電極は、ゲート絶縁膜上のゲート電極部と、ゲート電極部に接する配線層とを有しており、平面視において、前記配線層は前記第1電極および前記第2電極の間に位置する、請求項1から8のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記ワイドバンドギャップ半導体は炭化珪素である、請求項1から10のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記第1電極は、前記第1ウェル領域の間において前記ドリフト層に接するショットキー電極を含む、請求項1から11のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 第1導電型を有する半導体基板と、前記半導体基板上に設けられ、ワイドバンドギャップ半導体から作られ、前記第1導電型を有するドリフト層と、前記ドリフト層上に設けられ、前記第1導電型と異なる第2導電型を有する複数の第1ウェル領域と、前記第1ウェル領域の各々の上に設けられ、前記第1ウェル領域によって前記ドリフト層から分離され、前記第1導電型を有するソース領域と、前記第1ウェル領域上に設けられたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に設けられたゲート電極と、前記ソース領域に接し、前記第1ウェル領域の間の前記第1導電型の離間領域を介して前記ドリフト層へユニポーラ通電が可能なダイオード特性を有する第1電極と、前記ドリフト層上に設けられ、前記第1ウェル領域から分離して形成された、前記第2導電型を有する少なくとも1つの第2ウェル領域と、前記第2ウェル領域に接し、前記第1導電型の半導体領域と接していない、前記ゲート電極および前記第1電極から分離された第2電極と、前記半導体基板に電気的に接続された第3電極と、を形成する工程と、
前記第2電極および前記第3電極の間に前記第1電極および前記第3電極の間の電圧よりも低い電圧を加えることによって、前記第2ウェル領域および前記ドリフト層によるpn接合に順方向バイアスを与える工程と、
を備える、半導体装置の製造方法。 - 前記順方向バイアスを与える工程の後に、前記第1電極および前記第2電極の間を短絡する工程をさらに備える、請求項13に記載の半導体装置の製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015087252 | 2015-04-22 | ||
JP2015087252 | 2015-04-22 | ||
PCT/JP2015/081372 WO2016170706A1 (ja) | 2015-04-22 | 2015-11-06 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6058228B1 true JP6058228B1 (ja) | 2017-01-11 |
JPWO2016170706A1 JPWO2016170706A1 (ja) | 2017-04-27 |
Family
ID=57143806
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016545367A Active JP6058228B1 (ja) | 2015-04-22 | 2015-11-06 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10475920B2 (ja) |
JP (1) | JP6058228B1 (ja) |
CN (1) | CN107534054B (ja) |
DE (1) | DE112015006474T5 (ja) |
WO (1) | WO2016170706A1 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10651280B2 (en) | 2018-03-02 | 2020-05-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Silicon carbide semiconductor device |
US10734483B2 (en) | 2018-09-14 | 2020-08-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device |
US10872974B2 (en) | 2018-09-15 | 2020-12-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112016006723T5 (de) * | 2016-04-11 | 2018-12-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Halbleitereinrichtung |
DE112017004237B4 (de) * | 2016-08-25 | 2023-12-14 | Mitsubishi Electric Corporation | Halbleitereinheit |
US11063122B2 (en) * | 2016-11-01 | 2021-07-13 | Mitsubishi Electric Corporation | Silicon carbide semiconductor device and power conversion device |
CN115101596A (zh) * | 2017-02-24 | 2022-09-23 | 三菱电机株式会社 | 碳化硅半导体装置以及电力变换装置 |
CN110337725B (zh) * | 2017-02-24 | 2022-08-05 | 三菱电机株式会社 | 碳化硅半导体装置以及电力变换装置 |
JP6702911B2 (ja) * | 2017-04-21 | 2020-06-03 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
US10158013B1 (en) * | 2017-06-01 | 2018-12-18 | Sanken Electric Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the semiconductor device |
US10601413B2 (en) * | 2017-09-08 | 2020-03-24 | Cree, Inc. | Power switching devices with DV/DT capability and methods of making such devices |
WO2019124378A1 (ja) * | 2017-12-19 | 2019-06-27 | 三菱電機株式会社 | 炭化珪素半導体装置および電力変換装置 |
CN111354794B (zh) * | 2018-12-24 | 2021-11-05 | 东南大学 | 功率半导体器件及其制造方法 |
JP7275572B2 (ja) * | 2018-12-27 | 2023-05-18 | 富士電機株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
CN112289844B (zh) * | 2019-07-24 | 2024-06-11 | 世界先进积体电路股份有限公司 | 半导体装置结构 |
IT202000008167A1 (it) | 2020-04-17 | 2021-10-17 | St Microelectronics Srl | Attivazione droganti e formazione di contatto ohmico in un dispositivo elettronico in sic, e dispositivo elettronico in sic |
IT202000008179A1 (it) * | 2020-04-17 | 2021-10-17 | St Microelectronics Srl | Formazione di contatti ohmici in un dispositivo elettronico basato su sic, e dispositivo elettronico |
US20220140138A1 (en) * | 2020-11-03 | 2022-05-05 | Cree, Inc. | Protection structures for semiconductor devices with sensor arrangements |
JP2022082847A (ja) * | 2020-11-24 | 2022-06-03 | 富士電機株式会社 | 炭化珪素半導体装置、半導体パッケージおよび炭化珪素半導体装置の検査方法 |
JP2022175891A (ja) * | 2021-05-14 | 2022-11-25 | 富士電機株式会社 | 炭化珪素半導体装置および炭化珪素半導体装置の製造方法 |
WO2023157626A1 (ja) * | 2022-02-16 | 2023-08-24 | ローム株式会社 | 半導体装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006216596A (ja) * | 2005-02-01 | 2006-08-17 | Nec Electronics Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2007266549A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-11 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | Igbt及びigbtの製造方法 |
JP2014175431A (ja) * | 2013-03-08 | 2014-09-22 | Hitachi Power Semiconductor Device Ltd | 半導体装置およびそれを用いた電力変換装置 |
WO2014162969A1 (ja) * | 2013-04-03 | 2014-10-09 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
JP2015035618A (ja) * | 2014-10-16 | 2015-02-19 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5289028A (en) | 1991-11-04 | 1994-02-22 | Motorola, Inc. | High power semiconductor device with integral on-state voltage detection structure |
JP3146650B2 (ja) | 1992-07-15 | 2001-03-19 | 富士電機株式会社 | パワー集積回路 |
JP2003017701A (ja) | 2001-07-04 | 2003-01-17 | Denso Corp | 半導体装置 |
WO2003107422A1 (ja) * | 2002-06-13 | 2003-12-24 | 松下電器産業株式会社 | 半導体デバイス及びその製造方法 |
JP4338178B2 (ja) | 2003-03-24 | 2009-10-07 | 財団法人電力中央研究所 | 炭化珪素半導体装置の検査方法および検査装置、並びに炭化珪素半導体装置の製造方法 |
JP4900662B2 (ja) * | 2006-03-02 | 2012-03-21 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | ショットキーダイオードを内蔵した炭化ケイ素mos電界効果トランジスタおよびその製造方法 |
US7521741B2 (en) * | 2006-06-30 | 2009-04-21 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Shielding structures for preventing leakages in high voltage MOS devices |
DE102007052202B3 (de) * | 2007-10-30 | 2008-11-13 | Infineon Technologies Austria Ag | Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung desselben |
CN102473724B (zh) * | 2009-08-18 | 2015-02-18 | 飞思卡尔半导体公司 | 晶体管功率开关器件及测量其特性的方法 |
KR101481878B1 (ko) * | 2010-04-06 | 2015-01-12 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 전력용 반도체 장치, 파워 모듈 및 전력용 반도체 장치의 제조 방법 |
CN202334359U (zh) * | 2010-10-29 | 2012-07-11 | 松下电器产业株式会社 | 变换器 |
JP5655705B2 (ja) * | 2011-05-24 | 2015-01-21 | 住友電気工業株式会社 | 半導体装置 |
WO2013042406A1 (ja) * | 2011-09-21 | 2013-03-28 | 三菱電機株式会社 | 電力用半導体装置 |
EP2765706B1 (en) | 2011-10-03 | 2019-11-06 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Semiconductor device, power converter, and method for controlling power converter |
CN102364682B (zh) * | 2011-10-28 | 2016-02-03 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 垂直双扩散mos晶体管测试结构及形成方法、测试方法 |
-
2015
- 2015-11-06 US US15/567,670 patent/US10475920B2/en active Active
- 2015-11-06 CN CN201580078990.3A patent/CN107534054B/zh active Active
- 2015-11-06 JP JP2016545367A patent/JP6058228B1/ja active Active
- 2015-11-06 WO PCT/JP2015/081372 patent/WO2016170706A1/ja active Application Filing
- 2015-11-06 DE DE112015006474.5T patent/DE112015006474T5/de active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006216596A (ja) * | 2005-02-01 | 2006-08-17 | Nec Electronics Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2007266549A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-11 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | Igbt及びigbtの製造方法 |
JP2014175431A (ja) * | 2013-03-08 | 2014-09-22 | Hitachi Power Semiconductor Device Ltd | 半導体装置およびそれを用いた電力変換装置 |
WO2014162969A1 (ja) * | 2013-04-03 | 2014-10-09 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
JP2015035618A (ja) * | 2014-10-16 | 2015-02-19 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10651280B2 (en) | 2018-03-02 | 2020-05-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Silicon carbide semiconductor device |
US10734483B2 (en) | 2018-09-14 | 2020-08-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device |
US10872974B2 (en) | 2018-09-15 | 2020-12-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107534054B (zh) | 2020-08-18 |
CN107534054A (zh) | 2018-01-02 |
US20180097103A1 (en) | 2018-04-05 |
WO2016170706A1 (ja) | 2016-10-27 |
DE112015006474T5 (de) | 2018-01-04 |
JPWO2016170706A1 (ja) | 2017-04-27 |
US10475920B2 (en) | 2019-11-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6058228B1 (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
JP5940235B1 (ja) | 半導体装置 | |
JP6627973B2 (ja) | 半導体装置 | |
US8492836B2 (en) | Power semiconductor device | |
CN102870217B (zh) | 功率用半导体装置及其制造方法 | |
JP6702911B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JP6641488B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP5692227B2 (ja) | 電力用半導体装置 | |
JP7087280B2 (ja) | 炭化珪素半導体装置および炭化珪素半導体装置の製造方法 | |
JP6649183B2 (ja) | 半導体装置 | |
US8558244B2 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device | |
JP5321377B2 (ja) | 電力用半導体装置 | |
WO2016194419A1 (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
KR20130023278A (ko) | 전력용 반도체 장치 | |
JP6560444B2 (ja) | 半導体装置 | |
US20200161445A1 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
JP6628688B2 (ja) | 通電検査装置、および、通電検査方法 | |
JP2023112212A (ja) | 半導体装置 | |
JP6589263B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP2021044275A (ja) | 半導体装置 | |
JP2021044274A (ja) | 半導体装置 | |
WO2024028996A1 (ja) | 炭化珪素半導体装置、パワーモジュール装置、電力変換装置、及び、移動体 | |
JP7192683B2 (ja) | 炭化珪素半導体装置の選別方法 | |
JP2017195292A (ja) | 半導体装置、および、半導体装置の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161013 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161108 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161206 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6058228 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |