JP7467954B2 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本願発明者らは、ビア配線の断線等の原因を究明すべく鋭意検討を行った。ここで、検討の際に参考にした参考例について説明する。図1は、参考例に係る半導体装置を示す断面図である。
第1実施形態について説明する。第1実施形態は、モノリシックマイクロ波集積回路(MMIC)に好適な高電子移動度トランジスタ(HEMT)を含む半導体装置に関する。図8は、電極等のレイアウトを示す模式図である。図9は、第1実施形態における基板を貫通するビアホール及びその周辺の構成を示す上面図である。図10は、第1実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。図10は、図8中のX-X線に沿った断面図に相当する。図10は、図9中のX-X線に沿った断面図に相当する部分を含む。
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態は、エッチングストッパとして機能する導電層の構成の点で第1実施形態と相違する。図23は、第2実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
次に、第3実施形態について説明する。第3実施形態は、エッチングストッパとして機能する導電層の構成の点で第2実施形態と相違する。図30は、第3実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
次に、第4実施形態について説明する。第4実施形態は、エッチングストッパとして機能する導電層とビアホールとの関係の点で第1実施形態と相違する。図36は、第4実施形態における基板を貫通するビアホール及びその周辺の構成を示す上面図である。図37は、第4実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。図37は、図36中のXXXVII-XXXVII線に沿った断面図に相当する。
次に、第5実施形態について説明する。第5実施形態は、HEMTのディスクリートパッケージに関する。図38は、第5実施形態に係るディスクリートパッケージを示す図である。
次に、第6実施形態について説明する。第6実施形態は、HEMTを備えたPFC(Power Factor Correction)回路に関する。図39は、第6実施形態に係るPFC回路を示す結線図である。
次に、第7実施形態について説明する。第7実施形態は、サーバ電源に好適な、HEMTを備えた電源装置に関する。図40は、第7実施形態に係る電源装置を示す結線図である。
次に、第8実施形態について説明する。第8実施形態は、HEMTを備えた増幅器に関する。図41は、第8実施形態に係る増幅器を示す結線図である。
基板と、
第1方向で前記基板に積層された第1半導体層と、
前記第1半導体層内に設けられた導電層と、
前記第1方向からの平面視で前記導電層を包囲するようにして前記基板に形成された第1開口部と、
前記第1開口部内に形成され、前記導電層に接する第1金属層と、
を有し、
前記基板と前記第1半導体層との第1界面は、前記導電層と前記第1金属層との第2界面と同一平面内にあることを特徴とする半導体装置。
(付記2)
前記第1方向からの平面視で前記第1開口部に包囲されるようにして前記第1半導体層に形成された第2開口部を有し、
前記導電層は、前記第2開口部内に形成されていることを特徴とする付記1に記載の半導体装置。
(付記3)
前記導電層は、第2金属層を含むことを特徴とする付記1又は2に記載の半導体装置。
(付記4)
前記導電層は、前記第1半導体層よりも導電性が高い第2半導体層を含むことを特徴とする付記1乃至3のいずれか1項に記載の半導体装置。
(付記5)
基板と、
第1方向で前記基板に積層された第1半導体層と、
前記第1半導体層内に設けられた導電層と、
前記基板に形成された第1開口部と、
前記第1開口部内に形成され、前記導電層に接する第1金属層と、
を有し、
前記導電層は、前記第1半導体層よりも導電性が高い第2半導体層を含み、
前記基板と前記第1半導体層との第1界面は、前記導電層と前記第1金属層との第2界面と同一平面内にあることを特徴とする半導体装置。
(付記6)
前記第1半導体層上に形成されたゲート電極、ソース電極及びドレイン電極を有し、
前記導電層は、前記ソース電極に電気的に接続されていることを特徴とする付記1乃至5のいずれか1項に記載の半導体装置。
(付記7)
前記第1金属層は、
シード層と、
前記シード層上に形成されためっき層と、
を有することを特徴とする付記1乃至6のいずれか1項に記載の半導体装置。
(付記8)
前記基板は炭化珪素基板であり、
前記第1半導体層は窒化物半導体層であることを特徴とする付記1乃至7のいずれか1項に記載の半導体装置。
(付記9)
基板に第1方向で第1半導体層を積層する工程と、
前記第1半導体層内に導電層を設ける工程と、
前記基板を、前記第1半導体層が形成された面とは反対側の面から前記導電層が露出するまでエッチングして、前記第1方向からの平面視で前記導電層を包囲する第1開口部を前記基板に形成する工程と、
前記第1開口部内に、前記導電層に接する第1金属層を形成する工程と、
を有し、
前記基板と前記第1半導体層との第1界面は、前記導電層と前記第1金属層との第2界面と同一平面内にあることを特徴とする半導体装置の製造方法。
(付記10)
前記導電層を設ける工程は、
前記第1方向からの平面視で前記第1開口部に包囲される第2開口部を前記第1半導体層に形成する工程と、
前記第2開口部内に第2金属層を形成する工程と、
を有することを特徴とする付記9に記載の半導体装置の製造方法。
(付記11)
前記導電層を設ける工程は、
前記第1方向からの平面視で前記第1開口部に包囲される第2開口部を前記第1半導体層に形成する工程と、
前記第2開口部内に前記第1半導体層よりも導電性が高い第2半導体層を形成する工程と、
を有することを特徴とする付記9に記載の半導体装置の製造方法。
(付記12)
前記導電層を設ける工程は、前記第1半導体層に不純物をイオン注入して、前記第1半導体層よりも導電性が高い第2半導体層を形成する工程を有することを特徴とする付記9に記載の半導体装置の製造方法。
(付記13)
基板に第1方向で第1半導体層を積層する工程と、
前記第1半導体層内に前記第1半導体層よりも導電性が高い第2半導体層を設ける工程と、
前記基板を、前記第1半導体層が形成された面とは反対側の面から前記第2半導体層が露出するまでエッチングして、第1開口部を前記基板に形成する工程と、
前記第1開口部内に、前記第2半導体層に接する第1金属層を形成する工程と、
を有し、
前記基板と前記第1半導体層との第1界面は、前記第2半導体層と前記第1金属層との第2界面と同一平面内にあることを特徴とする半導体装置の製造方法。
(付記14)
前記基板は炭化珪素基板であり、前記第1半導体層は窒化物半導体層であり、
前記第1開口部を形成する工程は、フッ素系ガス及び酸素ガスの混合ガスを用いたドライエッチングを行う工程を有することを特徴とする付記9乃至13のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
101:基板
110、210、310:半導体層
121:ソース電極
124:ソース配線
131:開口部
132、136、232:金属層
141、441:ビアホール
142:シード層
143:めっき層
144:ビア配線
Claims (5)
- 基板と、
第1方向で前記基板に積層された第1半導体層と、
前記第1半導体層内に設けられ、前記第1半導体層よりも導電性が高い第2半導体層と、
前記基板に形成された第1開口部と、
前記第1開口部内に形成され、前記第2半導体層に接する第1金属層と、
を有し、
前記基板と前記第1半導体層との第1界面は、前記第2半導体層と前記第1金属層との第2界面と同一平面内にあり、
前記第1半導体層に前記第1方向からの平面視で前記第1開口部に包囲される第2開口部が形成されており、
前記第2半導体層は前記第2開口部内に形成されていることを特徴とする半導体装置。 - 前記第1半導体層上に形成されたゲート電極、ソース電極及びドレイン電極を有し、
前記第2半導体層は、前記ソース電極に電気的に接続さ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。 - 前記第1開口部は前記第1方向からの平面視で前記第2半導体層を包囲するようにして形成さ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。
- 基板に第1方向で第1半導体層を積層する工程と、
前記第1半導体層内に前記第1半導体層よりも導電性が高い第2半導体層を設ける工程と、
前記基板を、前記第1半導体層が形成された面とは反対側の面から前記第2半導体層が露出するまでエッチングして、第1開口部を前記基板に形成する工程と、
前記第1開口部内に、前記第2半導体層に接する第1金属層を形成する工程と、
を有し、
前記第1半導体層を形成する工程と前記第2半導体層を設ける工程との間に、前記第1方向からの平面視で前記第1開口部に包囲される第2開口部を前記第1半導体層に形成する工程を有し、
前記第2半導体層は前記第2開口部内に形成され、
前記基板と前記第1半導体層との第1界面は、前記第2半導体層と前記第1金属層との第2界面と同一平面内にあることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記第1開口部は前記第1方向からの平面視で前記第2半導体層を包囲するようにして形成されることを特徴とする請求項4に記載の半導体装置の製造方法。
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Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004061973A1 (en) | 2003-01-02 | 2004-07-22 | Cree, Inc. | Group iii nitride based flip-chip integrated circuit and method for fabricating |
JP2007266475A (ja) | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体装置及び電力変換装置 |
JP2008072028A (ja) | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Toshiba Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2009523324A (ja) | 2006-01-10 | 2009-06-18 | クリー・インコーポレーテッド | 炭化珪素ディンプル基板 |
JP2010016093A (ja) | 2008-07-02 | 2010-01-21 | Sharp Corp | 半導体装置 |
JP2011060950A (ja) | 2009-09-09 | 2011-03-24 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2012033690A (ja) | 2010-07-30 | 2012-02-16 | Sumitomo Electric Device Innovations Inc | 半導体装置及び製造方法 |
US9159612B2 (en) | 2012-10-15 | 2015-10-13 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Semiconductor device and method of fabricating the same |
JP2016058546A (ja) | 2014-09-09 | 2016-04-21 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
JP2019169552A (ja) | 2018-03-22 | 2019-10-03 | ローム株式会社 | 窒化物半導体装置 |
-
2020
- 2020-02-04 JP JP2020017252A patent/JP7467954B2/ja active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004061973A1 (en) | 2003-01-02 | 2004-07-22 | Cree, Inc. | Group iii nitride based flip-chip integrated circuit and method for fabricating |
JP2009523324A (ja) | 2006-01-10 | 2009-06-18 | クリー・インコーポレーテッド | 炭化珪素ディンプル基板 |
JP2007266475A (ja) | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体装置及び電力変換装置 |
JP2008072028A (ja) | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Toshiba Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2010016093A (ja) | 2008-07-02 | 2010-01-21 | Sharp Corp | 半導体装置 |
JP2011060950A (ja) | 2009-09-09 | 2011-03-24 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2012033690A (ja) | 2010-07-30 | 2012-02-16 | Sumitomo Electric Device Innovations Inc | 半導体装置及び製造方法 |
US9159612B2 (en) | 2012-10-15 | 2015-10-13 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Semiconductor device and method of fabricating the same |
JP2016058546A (ja) | 2014-09-09 | 2016-04-21 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
JP2019169552A (ja) | 2018-03-22 | 2019-10-03 | ローム株式会社 | 窒化物半導体装置 |
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