JPS632338A - 封止樹脂評価用半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は封止樹脂評価用半導体装置に関する〔背景技
術〕 電子部品の封止を樹脂でおこなう傾向は、近年ますます
強くなっている。電界効果形トランジスタ（ＦＥＴ）の
ような半導体装置でも、セラミックス材料に代えて、樹
脂による封止がなされている。

しかしながら、セラミックスに比べて、樹脂はいくつか
の点で特性が十分とはいえない。封止樹脂中の可動イオ
ン（例えば、Ｋ′″イオン、Ｎａ’イオン、Ｃ１−イオ
ンなどがある）は、半導体装置内の配線を腐食させるな
どの有害な作用をするため、極力、可動イオン量が少な
い樹脂が望まれている。

そのため、盛んに可動イオン量の少ない封止樹脂を得る
べく改良が試みられている。そこでは、当然、封止樹脂
の評価が必要となってくる。

従来の封止樹脂評価用はつぎのようにしてなされている
。

ひとつは、第６図にみるように、表面の絶縁膜３１上に
形成された一対のＡｊｉ線３２．３２を備えた基板３０
を準備しておいて、基板３０ごと評価をおこなう樹脂３
３で封止した後、両ＡＩ！線３２．３２間に電圧Ｅａを
加えたときの電流Ｉａを測定する。電流１ａの量は可動
イオンの量を反映していて、電流量が少ないほど特性が
よい。ただ、電流１ａの絶対量がもともと少なく、この
方法では、精度良く可動イオンの量を知ることは困難で
あった。

もうひとつは、第７図にみるように、オフセットゲート
電極３８を備えたＭＯＳ）ランジスタ（半導体装置）３
５を評価をおこなう樹脂４０で封止した後、ソース電極
３６′・ドレイン電極３７問およびゲート電極３８に電
圧Ｅｂ、Ｅｇを加えたときのチャンネルを流れる電流１
ｂを測定する。

電流Ｉｂの量は、封止樹脂が絶縁膜３９と接しているの
で樹脂中の可動イオンの量を反映したものとなるが、Ｍ
ＯＳ）ランジスタ３５の増幅作用のため、上記Ａｌ線３
２を用いた場合と比べると電流の絶対値が大きく測定は
容易である。

しかし、この場合でも、電流１ｂに混入する各電極３６
．３７．３８間のリーク電流が測定精度を低めるという
問題がある。それとともにゲート電極３８に電圧Ｅｇを
加えたときには、チャンネルの上に位置する絶縁［３９
以外の絶縁膜３９上にも電位分布が生ずるが、この電位
分布がソース・ドレイン周縁に影響してチャンネル電流
を変化させることとなる。そのため、チャンネル電流が
樹脂中のイオン量を正確に反映したものとすることを妨
げるので、封止樹脂の精度のよい評価ができないという
問題がある。

〔発明の目的〕

この発明は、上記の事情に鑑み、封止樹脂の評価を精度
よくおこなうことができる封止樹脂評価用半導体装置を
提供することを目的とする。

〔発明の開示〕

前記目的を達成するため、この発明は、ソース領域とド
レイン領域の間にチャンネル形成領域を有する半導体基
板の表面に絶縁膜を介してオフセットゲート電極を備え
ている封止樹脂評価用半導体装置において、ソース領域
用電極と前記ゲート電極の間における前記絶縁膜上とド
レイン領域用電極と前記ゲート電極の間における絶縁膜
上に接地可能なフィールドプレートを備えていることを
特徴とする封止樹脂評価用半導体装置を要旨とする。

以下、この発明にがかる封止樹脂評価用半導体装置を、
封止樹脂の評価をするときの状態を模式・　的にあられ
した図面を参照しながら詳しく説明する。

第１図は、この発明にがかる封止樹脂評価用半導体装置
を、−例の装置を用いて封止樹脂の評価をするときの状
態を模式的にあられしたものである。

封止樹脂評価用半導体装置（以下、「半導体装置」とい
う）１の半導体基板２は、表面に逆導電型のドレイン領
域３とソース領域４が一定間隔はなれて形成されている
とともに、その表面上に酸化絶縁膜５が形成されている
。絶縁膜５の上にはオフセットゲート電極（以下、「ゲ
ート電極」という）６と接地可能なフィールドプレート
７．８が形成されているていて、絶縁膜５を通してドレ
イン電極３ａとソース電極４ａが形成されている。チャ
ンネルは、ドレイン領域３とソース領域４間のチャンネ
ル形成領域２ａ表面に形成される。

ゲート電極６が酸化絶縁膜５上にあるから、半導体装置
はＭＯ５構造である。

なお、この発明において、オフセットゲート電極とは、
第１図にみるようにチャンネル形成領域から離れた個所
に設けられているゲート電極もしくはチャンネル形成領
域２ａの一部のみ覆っている（カバーしている）ゲート
電極をいう。つまり、チャンネル形成領域の真上に位置
する絶縁膜全部は電橋金属で覆われていないものを指す
のである。封止樹脂１０の評価のためには、なるべく覆
われていない部分が広いほうがよい。

このような構成を有する半導体装置ｌ全体を評価をおこ
なう樹脂１０で封止したあと、各電極３ａ、４ａ、５．
７．８に、第１図にみるように、電気的な配線をおこな
って、ソース電極４ａから出るチャンネル電流Ｉｓを測
定する。ゲート電極６・ソース電極４ａのリーク電流１
ｈはフィールドプレート８に吸収され、ゲート電極６・
ドレイン電極３ａのリーク電流１ｇはフィールドプレー
ト７に吸収されるので、リーク電流はチャンネル電流Ｉ
ｓから分離されることとなる。したがって、チャンネル
電流Ｉｓ量は封止樹脂１０における不純物のイオン量を
正確に反映したものとなる。

また、フィールドプレート７．８のある個所で絶縁膜５
は接地電位（アース電位）となるためゲート電極６にか
かる電圧がソース・ドレイン周縁に影響することを防止
できるので、樹脂評価の精度をあげることができる。

なお、フィールドプレート７．８は、当然、チャンネル
形成領域２ａの真上における絶縁膜５上に設けられると
、測定上好ましくないので、それ以外の個所に設けられ
るのが望ましい。

続いて、他の実施例について説明する。

第２図は、フィールドプレートが１個づつであったのが
、それぞれ複数個のフィールドプレート？ａ、７ｂ、７
ｃ、８ａ、８ｂ、８ｃを形成したものである。このよう
に、多数偏設は接地点を増やした場合には、よりリーク
電流の影響を軽城できる。このことを、ゲート電極６と
ソース電極４ａ間で説明するが、ゲート電極６とドレイ
ン電極３ａ間も同じことである。

第４図は、フィールドプレート８がある場合のゲート電
極６とソース電極４ａ間におけるリーク電流に関する等
価回路であり、第５図は、フィールドプレート８が全く
ない場合のゲート電極６とソース電極４ａ間におけるリ
ーク電流に関する等価回路である。

なお、各抵抗の意味は次の通りである。

Ｒｓｒ：ゲート電極６・フィールドプレート８間におけ
る絶縁膜５と封止樹脂１０の界面抵抗Ｒｓｚ：フィール
ドプレート８・ソース電ｉｄａ間における絶縁膜５と封
止樹脂ｌＯの界面抵抗Ｒ１：ゲート電極６・フィールド
プレート８間におけるバルク抵抗 Ｒｓｚ：フィールドプレート８・ソース電極４　ａ　間
におけるバルク抵抗 Ｒｓ　：フィールドプレート８を設けた場合の、ゲート
電極６とソース電極４ａの間における見かけ上の抵抗 ８点：ソース電極４ａの位置をあられしている。

したがって、フィールドプレートのない場合のリーク電
流１ｊ２ｂは、つぎの式であられされることとなる。

また、フィールドプレートのある場合のリーク電流１１
ｓはつぎの弐であられされる。

Ｅｇ／Ｒｘ　＝　Ｉ　ｌ　ｓ そして、フィールドプレート８のない場合のバルク抵抗
をＲ１とすれば、Ｒ３とＲｓはつぎのような関係にある
。

１／Ｒｍ　＝　１／　（Ｒｓ＋＋Ｒｓｚ）＋　１／Ｒ３
Ｒ８は、抵抗（Ｒ＋＋＋＋Ｒｍ’ｚ）と抵抗Ｒ１を並列
に接続したものである。換言すると次のようになるしか
しながら、Ｉｓは抵抗Ｒ３が無限大ではないからゼロで
はない。そこで、よりたくさんのフィールドプレートを
設けて、リーク電流を吸い込むことにするのである。つ
まり抵抗Ｒ３はますます大きくなるので、リーク電流は
少なくなるのである。また、隣合うフィールドプレート
間における絶縁膜５上の電位を接地電位とすることがで
きる。

なお、フィールドプレートの数をどんどん増してゆくと
、第３図にみるように、大きなひとつのフィールドプレ
ート７ｄ、８ｄになるが、ソース電極に混入するリーク
電流を減らすという意味では、第２図にしめした半導体
装置と同様の効果がある。また、フィールドプレート７
ｄ、８ｄのある個所は、完全に接地電位とすることがで
きる。

なお、この発明にかかる半導体装置は上記の実施例に限
られるものではない。例えば、フィールドプレート７．
８はそれぞれ独立しているのではなく絶縁膜５のどこか
で一つに接続されていてもよい。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、この発明にかかる半導体装置は、
ソース領域とドレイン領域の間にチャンネル形成領域を
有する半導体基板の表面に絶縁膜を介してオフセットゲ
ート電極を備えているものであって、ソース領域用電極
と前記ゲート電極の間における前記絶縁股上とドレイン
領域用電極と前記ゲート電極の間における絶縁膜上に接
地可能なフィールドプレートを備えている構成となって
いる。そのため、チャンネル電流が、リーク電流の影響
やゲート電圧がドレイン・ソース周縁に及ぼす影響をあ
まり受けないので、封止樹脂の不純物イオン量を正しく
反映したものとなるので、精度よい封止樹脂の評価をお
こなうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の封止樹脂評価用半導体装置にかか
る一例の装置を用いて封止樹脂の評価をするときの状態
をあられした模式的説明図、第２図および第３図は、そ
れぞれ、この発明の封止樹脂評価用半導体装置にかかる
他の例の装置を用いて封止樹脂の評価をするときの状態
をあられした模式的説明図、第４図は、フィールドプレ
ートがある場合のゲート電極とソース電極間におけるリ
ーク電流に関する等価回路回、第５図は、フィールドプ
レートが全くない場合のゲート電極とソース電極間にお
けるリーク電流に関する等価回路図、第６図および第７
図は、それぞれ、この発明の封止樹脂評価用半導体装置
にかかる一例の装置を用いて封止樹脂の評価をするとき
の状態をあられした模式的説明図である。 １・・・半導体装置　　２・・・半導体基板　　２ａ・
・・チャンネル形成領域　　３・・・ドレイン領域４・
・・ソース領域　　５・・・絶縁膜　　６・・・ゲート
電極（オフセットゲート電極）　　７．８・・・フィー
ルドプレート 代理人　弁理士　　松　木　武　彦 第１図 ｂ 第２図 ｂ 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ソース領域とドレイン領域の間にチャンネル形成
   領域を有する半導体基板の表面に絶縁膜を介してオフセ
   ットゲート電極を備えている封止樹脂評価用半導体装置
   において、ソース領域用電極と前記ゲート電極の間にお
   ける前記絶縁膜上とドレイン領域用電極と前記ゲート電
   極の間における絶縁膜上に接地可能なフィールドプレー
   トを備えていることを特徴とする封止樹脂評価用半導体
   装置。