JP7194855B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
2 SiCウエハ(SiC層)
2A 表面
2B 裏面
2C 端面
3 素子領域
4 ダイシング領域
5 基板
6 エピタキシャル層
7 電圧緩和層
8 絶縁層
81 第1層
82 第2層
83 外周縁
86 凸部
9 アノード電極
93 接続部分
95 パッドエリア
14 空乏層
15 終端構造
16 チャネル領域
17 ソース領域
19 ゲート絶縁膜
20 ゲート電極
22 ソース電極
221 パッドエリア
222 接続部分
102 半導体装置
103 半導体装置
104 半導体装置
105 半導体装置
106 半導体装置
107 半導体装置
108 半導体装置
109 半導体装置
Claims (20)
- 表面および裏面、ならびに当該表面および裏面に繋がる端面を有し、前記表面側に半導体素子構造が形成された第1導電型のSiC半導体層と、
前記SiC半導体層の前記表面側に形成された第1絶縁層と、
前記第1絶縁層の一部を貫通して前記SiC半導体層の前記表面に接続された下端部と、前記第1絶縁層の上方に突出し前記第1絶縁層上を横方向に延びる引き出し部とを有する表面電極と、
前記SiC半導体層の前記裏面に形成された裏面電極とを含み、
前記半導体素子構造は、前記表面電極としてソース電極およびゲートパッドとを有するMISトランジスタ構造を含み、
前記MISトランジスタ構造は、第2導電型のチャネル領域と、前記ソース電極とオーミックコンタクトする第1導電型のソース領域と、第2導電型のチャネルコンタクト領域と、前記SiC半導体層の前記表面に形成されたゲート絶縁層と、前記ゲートパッドと電気的に接続される前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と、前記表面電極の一部を露出させる開口を有するように前記表面電極の一部を覆う第2絶縁層とを含み、
前記第1絶縁層は、前記ゲート絶縁膜よりも厚く、
前記第2絶縁層は前記SiC半導体層の前記端面まで延びており、当該端面と面一であり、
前記第2絶縁層は、前記SiC半導体層の端面付近の上面が平坦面である、半導体装置。 - 前記第2絶縁層は、前記第1絶縁層を選択的に貫通して前記SiC半導体層と接する部
分を有する、請求項1に記載の半導体装置。 - 前記第2絶縁層の前記SiC半導体層と接する部分は複数形成されている、請求項2に
記載の半導体装置。 - 前記第1絶縁層は酸化シリコン(SiO2)からなり、前記第2絶縁層はポリイミドか
らなる、請求項1に記載の半導体装置。 - 前記酸化シリコン(SiO2)は1μm以上の厚さを有し、前記ポリイミドは0.2μ
m以上の厚さを有する、請求項4に記載の半導体装置。 - 前記半導体素子構造は、前記表面電極が前記SiC半導体層との間にショットキー障壁
を形成する材料からなることによって形成されたショットキーバリアダイオード構造を含
む、請求項1~5のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記表面電極は、前記ショットキー障壁を形成する材料としてのTi(チタン)および
Al(アルミニウム)のいずれかを含む、請求項6に記載の半導体装置。 - 前記第1導電型のSiC半導体層の前記表面側に形成された第2導電型の電圧緩和層を
有する、請求項1に記載の半導体装置。 - 前記電圧緩和層の深さは、1000Å~10000Åである、請求項8に記載の半導体
装置。 - 前記SiC半導体層は、SiC基板上に形成された5μm以上の厚さのSiCエピタキ
シャル層を有し、
前記電圧緩和層は前記SiCエピタキシャル層内に形成されている、請求項8または9
に記載の半導体装置。 - 前記SiCエピタキシャル層に含まれる第1導電型の不純物濃度は、1×1016cm
-3以下である、請求項10に記載の半導体装置。 - 前記SiC基板に含まれる第1導電型の不純物濃度は、前記SiCエピタキシャル層に
含まれる第1導電型の不純物濃度よりも相対的に高い、請求項10または11に記載の半
導体装置。 - 前記半導体素子構造は、前記表面電極として前記SiC半導体層に形成されたソース領
域とオーミックコンタクトするソース電極を有するMISトランジスタ構造(Metal Insu
lator Semiconductor)を含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記MISトランジスタ構造は、MISトランジスタ構造を取り囲むp型の環状領域を
更に含む、請求項14に記載の半導体装置。 - 表面および裏面、ならびに当該表面および裏面を取り囲む端面を有し、前記表面側に半
導体素子構造が形成された第1導電型のSiC半導体層と、
前記SiC半導体層の前記表面側に形成された第1絶縁層と、
前記第1絶縁層を貫通してSiC半導体層の前記表面に接続された表面電極と、
前記SiC半導体層の前記裏面に形成された裏面電極とを含み、
前記半導体素子構造は、前記表面電極としてソース電極を有するMISトランジスタ構
造を含み、
前記半導体素子構造は、前記表面電極としてソース電極およびゲートパッドを有するM
ISトランジスタ構造を含み、
前記MISトランジスタ構造は、第2導電型のチャネル領域と、前記ソース電極とオー
ミックコンタクトする第1導電型のソース領域と、第2導電型のチャネルコンタクト領域
と、前記SiC半導体層の前記表面に形成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に
形成された前記ゲートパッドと電気的に接続される前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲー
ト電極と、前記表面電極の一部を露出させる開口を有するように前記表面電極の一部を覆
い前記SiC半導体層の前記端面まで延びる第2絶縁層とを含み、
前記第1絶縁層は、前記ゲート絶縁膜よりも厚く、
前記第2絶縁層は、前記SiC半導体層の端面付近の上面が平坦面であり、
前記第2絶縁層の前記開口の端から前記SiC半導体層の前記端面までの距離X1(μ
m)が、前記表面電極と前記SiC半導体層との間に前記半導体素子構造の最大印加電圧
(BV)Yとする1000V以上の電位差を発生させたときに、下記関係式(1)を満た
す値である、半導体装置。
- 前記ゲートパッドには、当該ゲートパッドから延伸するゲートフィンガーが形成されて
いる、請求項1または16に記載の半導体装置。 - 前記第2絶縁層は、前記ゲートフィンガーを覆っている、請求項17に記載の半導体装
置。 - 前記半導体装置は、平面視正方形のチップ上であり、チップサイズは0.5mm角~2
0mm角である、請求項1または16に記載の半導体装置。 - 請求項1または16に記載の半導体装置が複数形成されたウェハであって、前記第2絶
縁層はダイシング領域を覆う、ウエハ。
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