WO2023176056A1 - 半導体装置 - Google Patents

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WO2023176056A1
WO2023176056A1 PCT/JP2022/043800 JP2022043800W WO2023176056A1 WO 2023176056 A1 WO2023176056 A1 WO 2023176056A1 JP 2022043800 W JP2022043800 W JP 2022043800W WO 2023176056 A1 WO2023176056 A1 WO 2023176056A1
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佑紀 中野
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ローム株式会社
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    • H01L29/861Diodes
    • H01L29/872Schottky diodes

Definitions

  • Patent Document 1 discloses a semiconductor device including a semiconductor substrate, an interlayer insulating layer, an inorganic protective layer, and an organic protective layer.
  • the interlayer insulating layer covers the semiconductor substrate.
  • the inorganic protective layer covers the interlayer insulation layer.
  • the organic protective layer covers the inorganic protective layer.
  • One embodiment provides a semiconductor device that can improve reliability.
  • One embodiment includes a chip having a main surface, a first inorganic film including an insulator and covering the main surface, a second inorganic film including an insulator and covering the first inorganic film, and a first inorganic film including an insulator and covering the first inorganic film.
  • the present invention provides a semiconductor device including at least one through hole formed in a second inorganic film, and an organic film filling the through hole and covering the second inorganic film.
  • One embodiment includes a chip having a main surface, an inorganic film that includes an insulator and covers a peripheral edge of the main surface, at least one through hole formed in the inorganic film, and a chip that fills the through hole.
  • a semiconductor device is provided, including an organic film covering the inorganic film.
  • FIG. 1 is a plan view showing a semiconductor device according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II shown in FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged plan view showing the inner part of the chip.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV shown in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a plan view showing an example of the layout of gate electrodes and source electrodes.
  • FIG. 6 is a plan view showing an example of the layout of the second inorganic film.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing the periphery of the chip.
  • FIG. 8A is a schematic diagram showing a first layout example of through holes.
  • FIG. 8B is a schematic diagram showing a second layout example of through holes.
  • FIG. 8A is a schematic diagram showing a first layout example of through holes.
  • FIG. 8B is a schematic diagram showing a second layout example of through holes.
  • FIG. 8A is a schematic diagram showing
  • FIG. 8C is a schematic diagram showing a third layout example of through holes.
  • FIG. 8D is a schematic diagram showing a fourth layout example of through holes.
  • FIG. 8E is a schematic diagram showing a fifth layout example of through holes.
  • FIG. 8F is a schematic diagram showing a sixth layout example of through holes.
  • FIG. 8G is a schematic diagram showing a seventh layout example of through holes.
  • FIG. 8H is a schematic diagram showing an eighth layout example of through holes.
  • FIG. 8I is a schematic diagram showing a ninth layout example of through holes.
  • FIG. 8J is a schematic diagram showing a tenth layout example of through holes.
  • FIG. 8K is a schematic diagram showing an eleventh layout example of through holes.
  • FIG. 8C is a schematic diagram showing a third layout example of through holes.
  • FIG. 8D is a schematic diagram showing a fourth layout example of through holes.
  • FIG. 8E is a schematic diagram showing a fifth layout example of through holes.
  • FIG. 8L is a schematic diagram showing a twelfth layout example of through holes.
  • FIG. 8M is a schematic diagram showing a thirteenth layout example of through holes.
  • FIG. 8N is a schematic diagram showing a fourteenth layout example of through holes.
  • FIG. 8O is a schematic diagram showing a fifteenth layout example of through holes.
  • FIG. 8P is a schematic diagram showing a sixteenth layout example of through holes.
  • FIG. 8Q is a schematic diagram showing a seventeenth layout example of through holes.
  • FIG. 8R is a schematic diagram showing an 18th layout example of through holes.
  • FIG. 8S is a schematic diagram showing a nineteenth layout example of through holes.
  • FIG. 8T is a schematic diagram showing a twentieth layout example of through holes.
  • FIG. 8L is a schematic diagram showing a twelfth layout example of through holes.
  • FIG. 8M is a schematic diagram showing a thirteenth layout example of through holes.
  • FIG. 8N is a schematic diagram
  • FIG. 9 is a diagram showing a semiconductor device according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram showing a semiconductor device according to a third embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing a semiconductor device according to a fourth embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram showing a semiconductor device according to the fifth embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing a semiconductor device according to a sixth embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram showing a semiconductor device according to a seventh embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram showing a semiconductor device according to the eighth embodiment.
  • FIG. 16 is a plan view showing an example layout of the second inorganic film shown in FIG. 15.
  • FIG. 17 is an enlarged sectional view showing the peripheral portion of the chip shown in FIG. 15.
  • FIG. 16 is a plan view showing an example layout of the second inorganic film shown in FIG. 15.
  • FIG. 17 is an enlarged sectional view showing the peripheral portion of the chip shown in FIG. 15.
  • FIG. 16 is a plan view showing an
  • FIG. 18 is a plan view showing a semiconductor device according to a ninth embodiment.
  • FIG. 19 is a sectional view taken along the line XIX-XIX shown in FIG. 18.
  • FIG. 20 is a plan view showing an example of the layout of the first polarity electrode.
  • FIG. 21 is a plan view showing an example of the layout of the second inorganic film.
  • FIG. 22 is an enlarged cross-sectional view showing the peripheral edge of the chip.
  • FIG. 23 is a diagram showing a semiconductor device according to the tenth embodiment.
  • FIG. 24 is a diagram showing a semiconductor device according to the eleventh embodiment.
  • FIG. 25 is a diagram showing a semiconductor device according to the twelfth embodiment.
  • FIG. 26 is a diagram showing a semiconductor device according to the thirteenth embodiment.
  • FIG. 27 is a diagram showing a semiconductor device according to the fourteenth embodiment.
  • FIG. 28 is a diagram showing a semiconductor device according to the fifteenth embodiment.
  • FIG. 29 is a diagram showing a semiconductor device according to the sixteenth embodiment.
  • FIG. 30 is a plan view showing a layout example of the second inorganic film shown in FIG. 29.
  • FIG. 31 is an enlarged sectional view showing the peripheral portion of the chip shown in FIG. 29.
  • FIG. 32 is a sectional view showing a modified example of the chip.
  • FIG. 33 is a sectional view showing a modified example of the chip.
  • FIG. 1 is a plan view showing a semiconductor device 1A according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II shown in FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged plan view showing the inner part of the chip 2.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV shown in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a plan view showing an example of the layout of the gate electrode 30 and the source electrode 32.
  • FIG. 6 is a plan view showing an example of the layout of the second inorganic film 41.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing the peripheral portion of the chip 2. As shown in FIG.
  • a semiconductor device 1A in this embodiment includes a chip 2 that includes a single crystal of a wide bandgap semiconductor and is formed in a hexahedral shape (specifically, a rectangular parallelepiped shape). include.
  • the semiconductor device 1A is a "wide bandgap semiconductor device.”
  • the chip 2 may also be referred to as a "semiconductor chip” or a "wide bandgap semiconductor chip.”
  • a wide band gap semiconductor is a semiconductor having a band gap exceeding that of Si (silicon). GaN (gallium nitride), SiC (silicon carbide), and C (diamond) are exemplified as wide bandgap semiconductors.
  • the chip 2 is a "SiC chip” that includes a hexagonal SiC single crystal as an example of a wide bandgap semiconductor.
  • the semiconductor device 1A is a "SiC semiconductor device.”
  • the hexagonal SiC single crystal has multiple types of polytypes including 2H (Hexagonal)-SiC single crystal, 4H-SiC single crystal, 6H-SiC single crystal, and the like.
  • the chip 2 includes a 4H-SiC single crystal, but the chip 2 may be composed of other polytypes.
  • the chip 2 has a first main surface 3 on one side, a second main surface 4 on the other side, and first to fourth side surfaces 5A to 5D connecting the first main surface 3 and the second main surface 4. ing.
  • the first main surface 3 and the second main surface 4 are formed into a rectangular shape in a plan view (hereinafter simply referred to as "plan view") as seen from the normal direction Z thereof.
  • the normal direction Z is also the thickness direction of the chip 2.
  • the first main surface 3 and the second main surface 4 are preferably formed of a c-plane of a SiC single crystal.
  • the first main surface 3 is formed by the silicon surface of the SiC single crystal
  • the second main surface 4 is formed by the carbon surface of the SiC single crystal.
  • the first main surface 3 and the second main surface 4 may have an off angle that is inclined at a predetermined angle in a predetermined off direction with respect to the c-plane.
  • the off direction is preferably the a-axis direction ([11-20] direction) of the SiC single crystal.
  • the off angle may be greater than 0° and less than or equal to 10°.
  • the off angle is preferably 5° or less.
  • the second main surface 4 may be a ground surface having grinding marks, or may be a smooth surface having no grinding marks.
  • the first side surface 5A and the second side surface 5B extend in a first direction
  • the third side surface 5C and the fourth side surface 5D extend in the second direction Y and face the first direction X.
  • the first direction X may be the m-axis direction ([1-100] direction) of the SiC single crystal
  • the second direction Y may be the a-axis direction of the SiC single crystal
  • the first direction X may be the a-axis direction of the SiC single crystal
  • the second direction Y may be the m-axis direction of the SiC single crystal.
  • the first to fourth side surfaces 5A to 5D may be made of ground surfaces having grinding marks, or may be made of smooth surfaces having no grinding marks.
  • the chip 2 may have a thickness in the normal direction Z of 5 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the thickness of the chip 2 may be 150 ⁇ m or less, 100 ⁇ m or less, 80 ⁇ m or less, 50 ⁇ m or less, or 40 ⁇ m or less.
  • the first to fourth side surfaces 5A to 5D may have a length of 0.5 mm or more and 10 mm or less in plan view. The lengths of the first to fourth side surfaces 5A to 5D are preferably 1 mm or more.
  • the lengths of the first to fourth side surfaces 5A to 5D are 2 mm or more. That is, the chip 2 preferably has a planar area of 1 mm square or more (preferably 2 mm square or more) and a thickness of 100 ⁇ m or less (preferably 50 ⁇ m or less) in cross-sectional view. In this embodiment, the lengths of the first to fourth side surfaces 5A to 5D are set in a range of 4 mm or more and 6 mm or less.
  • the semiconductor device 1A includes an n-type (first conductivity type) first semiconductor region 6 formed in a region (surface layer portion) on the first main surface 3 side within the chip 2.
  • the first semiconductor region 6 is formed in a layered shape extending along the first main surface 3, and is exposed from the first main surface 3 and the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
  • the first semiconductor region 6 is made of an epitaxial layer (specifically, a SiC epitaxial layer).
  • the first semiconductor region 6 may have a thickness of 1 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less in the normal direction Z.
  • the thickness of the first semiconductor region 6 is preferably 3 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less. It is particularly preferable that the thickness of the first semiconductor region 6 is 5 ⁇ m or more and 25 ⁇ m or less.
  • the semiconductor device 1A includes an n-type second semiconductor region 7 formed in a region (surface layer portion) on the second main surface 4 side within the chip 2.
  • the second semiconductor region 7 is formed in a layered shape extending along the second main surface 4, and is exposed from the second main surface 4 and the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
  • the second semiconductor region 7 has a higher n-type impurity concentration than the first semiconductor region 6 and is electrically connected to the first semiconductor region 6.
  • the second semiconductor region 7 is made of a semiconductor substrate (specifically, a SiC semiconductor substrate). That is, the chip 2 has a stacked structure including a semiconductor substrate and an epitaxial layer.
  • the second semiconductor region 7 may have a thickness of 1 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less in the normal direction Z.
  • the thickness of the second semiconductor region 7 may be 150 ⁇ m or less, 100 ⁇ m or less, 50 ⁇ m or less, or 40 ⁇ m or less.
  • the thickness of the second semiconductor region 7 may be 5 ⁇ m or more.
  • the thickness of the second semiconductor region 7 is preferably 10 ⁇ m or more. According to the second semiconductor region 7 having a relatively small thickness, the resistance value (for example, on-resistance) caused by the second semiconductor region 7 can be reduced.
  • the second semiconductor region 7 has a thickness that exceeds the thickness of the first semiconductor region 6.
  • the semiconductor device 1A includes an active surface 8 formed on the first main surface 3, an outer surface 9, and first to fourth connecting surfaces 10A to 10D.
  • the active surface 8, the outer surface 9, and the first to fourth connection surfaces 10A to 10D define a mesa portion 11 (plateau) on the first main surface 3.
  • the active surface 8 may be referred to as a "first surface”
  • the outer surface 9 may be referred to as a "second surface”
  • the first to fourth connection surfaces 10A to 10D may be referred to as "connection surfaces”.
  • the active surface 8, the outer surface 9, and the first to fourth connection surfaces 10A to 10D (that is, the mesa portion 11) may be considered as constituent elements of the chip 2 (first main surface 3).
  • the active surface 8 is formed at a distance inward from the periphery of the first main surface 3 (first to fourth side surfaces 5A to 5D).
  • the active surface 8 has a flat surface extending in the first direction X and the second direction Y.
  • the active surface 8 is formed into a rectangular shape having four sides parallel to the first to fourth side surfaces 5A to 5D in plan view.
  • the outer surface 9 is located outside the active surface 8 and is recessed from the active surface 8 in the thickness direction of the chip 2 (toward the second main surface 4 side). Specifically, the outer surface 9 is recessed to a depth less than the thickness of the first semiconductor region 6 so as to expose the first semiconductor region 6.
  • the outer surface 9 extends in a band shape along the active surface 8 in a plan view, and is formed into an annular shape (specifically, a square annular shape) surrounding the active surface 8.
  • the outer surface 9 has a flat surface extending in the first direction X and the second direction Y, and is formed substantially parallel to the active surface 8 .
  • the outer surface 9 is continuous with the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
  • the first to fourth connection surfaces 10A to 10D extend in the normal direction Z and connect the active surface 8 and the outer surface 9.
  • the first connection surface 10A is located on the first side surface 5A side
  • the second connection surface 10B is located on the second side surface 5B side
  • the third connection surface 10C is located on the third side surface 5C side
  • the fourth connection surface 10D is located on the third side surface 5C side. is located on the fourth side surface 5D side.
  • the first connection surface 10A and the second connection surface 10B extend in the first direction X and face each other in the second direction Y.
  • the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D extend in the second direction Y and face the first direction X.
  • the first to fourth connection surfaces 10A to 10D may extend substantially perpendicularly between the active surface 8 and the outer surface 9 so that a square prism-shaped mesa portion 11 is defined.
  • the first to fourth connection surfaces 10A to 10D may be inclined downwardly from the active surface 8 toward the outer surface 9 so that a mesa portion 11 in the shape of a truncated pyramid is defined.
  • the semiconductor device 1A includes the mesa portion 11 formed in the first semiconductor region 6 on the first main surface 3.
  • the mesa portion 11 is formed only in the first semiconductor region 6 and not in the second semiconductor region 7.
  • the semiconductor device 1A includes a MISFET (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor) structure 12 formed on the active surface 8 (first main surface 3) as an example of a device structure.
  • MISFET Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor
  • FIG. 2 the MISFET structure 12 is shown simplified by dashed lines. The specific structure of the MISFET structure 12 will be described below with reference to FIGS. 3 and 4.
  • the MISFET structure 12 includes a p-type (second conductivity type) body region 13 formed in the surface layer of the active surface 8 .
  • the body region 13 is formed at a distance from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side.
  • Body region 13 is formed in a layered manner extending along active surface 8 .
  • the body region 13 may be exposed from a portion of the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
  • the MISFET structure 12 includes an n-type source region 14 formed in the surface layer of the body region 13.
  • Source region 14 has a higher n-type impurity concentration than first semiconductor region 6.
  • Source region 14 is formed at a distance from the bottom of body region 13 toward active surface 8 .
  • Source region 14 is formed in a layer extending along active surface 8 .
  • Source region 14 may be exposed from the entire active surface 8 .
  • the source region 14 may be exposed from a portion of the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
  • Source region 14 forms a channel in body region 13 between source region 14 and first semiconductor region 6 .
  • the MISFET structure 12 includes a plurality of gate structures 15 formed on the active surface 8.
  • the plurality of gate structures 15 are arranged at intervals in the first direction X in a plan view, and are each formed in a band shape extending in the second direction Y.
  • the plurality of gate structures 15 penetrate the body region 13 and the source region 14 and reach the first semiconductor region 6 .
  • a plurality of gate structures 15 control channel inversion and non-inversion within body region 13 .
  • each gate structure 15 includes a gate trench 15a, a gate insulating film 15b, and a gate buried electrode 15c.
  • Gate trenches 15 a are formed in active surface 8 and define walls of gate structure 15 .
  • Gate insulating film 15b covers the wall surface of gate trench 15a.
  • the gate buried electrode 15c is buried in the gate trench 15a with the gate insulating film 15b in between, and faces the channel with the gate insulating film 15b in between.
  • the MISFET structure 12 includes a plurality of source structures 16 formed on the active surface 8.
  • the plurality of source structures 16 are each arranged in a region between a pair of adjacent gate structures 15 on the active surface 8 .
  • the plurality of source structures 16 are each formed in a band shape extending in the second direction Y in plan view.
  • the plurality of source structures 16 penetrate the body region 13 and the source region 14 and reach the first semiconductor region 6 .
  • the plurality of source structures 16 have a depth that exceeds the depth of the gate structure 15. Specifically, the plurality of source structures 16 have a depth approximately equal to the depth of the outer surface 9.
  • Each source structure 16 includes a source trench 16a, a source insulating film 16b, and a source buried electrode 16c.
  • Source trenches 16 a are formed in active surface 8 and define walls of source structure 16 .
  • the source insulating film 16b covers the wall surface of the source trench 16a.
  • the source buried electrode 16c is buried in the source trench 16a with the source insulating film 16b interposed therebetween.
  • the MISFET structure 12 includes a plurality of p-type contact regions 17 formed in regions along the plurality of source structures 16 within the chip 2.
  • the plurality of contact regions 17 have a higher p-type impurity concentration than the body region 13.
  • Each contact region 17 covers the side and bottom walls of each source structure 16 and is electrically connected to body region 13 .
  • the MISFET structure 12 includes a plurality of p-type well regions 18 formed in regions along the plurality of source structures 16 within the chip 2.
  • Each well region 18 may have a p-type impurity concentration higher than that of body region 13 and lower than that of contact region 17.
  • Each well region 18 covers a corresponding source structure 16 with a corresponding contact region 17 in between.
  • Each well region 18 covers the side and bottom walls of the corresponding source structure 16 and is electrically connected to body region 13 and contact region 17 .
  • semiconductor device 1A includes a p-type outer contact region 19 formed in the surface layer portion of outer surface 9.
  • Outer contact region 19 has a p-type impurity concentration that exceeds the p-type impurity concentration of body region 13 .
  • the outer contact region 19 is formed in a band shape extending along the active surface 8 and spaced apart from the periphery of the active surface 8 and the periphery of the outer surface 9 in plan view.
  • the outer contact region 19 is formed in an annular shape (specifically, a square annular shape) surrounding the active surface 8 in plan view.
  • the outer contact region 19 is formed from the bottom of the first semiconductor region 6 to the outer surface 9 at intervals.
  • the outer contact region 19 is located on the bottom side of the first semiconductor region 6 with respect to the bottom walls of the plurality of gate structures 15 (source structures 16).
  • the semiconductor device 1A includes a p-type outer well region 20 formed in the surface layer of the outer surface 9.
  • Outer well region 20 has a p-type impurity concentration lower than the p-type impurity concentration of outer contact region 19 .
  • the p-type impurity concentration of the outer well region 20 is preferably approximately equal to the p-type impurity concentration of the well region 18.
  • the outer well region 20 is formed in a region between the periphery of the active surface 8 and the outer contact region 19 in plan view, and is formed in a band shape extending along the active surface 8.
  • the outer well region 20 is formed in a ring shape (specifically, a square ring shape) surrounding the active surface 8 in plan view.
  • the outer well region 20 is formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 to the outer surface 9 .
  • Outer well region 20 may be formed deeper than outer contact region 19.
  • the outer well region 20 is located on the bottom side of the first semiconductor region 6 with respect to the bottom walls of the plurality of gate structures 15 (source structures 16).
  • the outer well region 20 is electrically connected to the outer contact region 19.
  • the outer well region 20 extends from the outer contact region 19 side toward the first to fourth connection surfaces 10A to 10D, and covers the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
  • Outer well region 20 is electrically connected to body region 13 at the surface layer of active surface 8 .
  • the semiconductor device 1A includes at least one (preferably 2 or more and 20 or less) p-type field regions 21 formed in the surface layer of the outer surface 9 in a region between the periphery of the outer surface 9 and the outer contact region 19. including.
  • the semiconductor device 1A includes five field regions 21.
  • a plurality of field regions 21 relax the electric field within the chip 2 at the outer surface 9.
  • the number, width, depth, p-type impurity concentration, etc. of the field regions 21 are arbitrary, and can take various values depending on the electric field to be relaxed.
  • the plurality of field regions 21 are arranged at intervals from the outer contact region 19 side to the peripheral edge side of the outer surface 9.
  • the plurality of field regions 21 are formed in a band shape extending along the active surface 8 in plan view.
  • the plurality of field regions 21 are formed in an annular shape (specifically, a square annular shape) surrounding the active surface 8 in plan view.
  • each of the plurality of field regions 21 is formed as an FLR (Field Limiting Ring) region.
  • the plurality of field regions 21 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 to the outer surface 9.
  • the plurality of field regions 21 are located on the bottom side of the first semiconductor region 6 with respect to the bottom walls of the plurality of gate structures 15 (source structures 16).
  • the plurality of field regions 21 may be formed deeper than the outer contact region 19.
  • the innermost field region 21 may be connected to the outer contact region 19 .
  • the semiconductor device 1A includes a main surface insulating film 25 that covers the first main surface 3.
  • Main surface insulating film 25 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
  • the main surface insulating film 25 has a single layer structure made of a silicon oxide film. It is particularly preferable that the main surface insulating film 25 includes a silicon oxide film made of an oxide of the chip 2 .
  • the main surface insulating film 25 covers the active surface 8, the outer surface 9, and the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
  • the main surface insulating film 25 is continuous with the gate insulating film 15b and the source insulating film 16b, and covers the active surface 8 so as to expose the buried gate electrode 15c and the buried source electrode 16c.
  • the main surface insulating film 25 covers the outer surface 9 and the first to fourth connection surfaces 10A to 10D so as to cover the outer contact region 19, the outer well region 20, and the plurality of field regions 21.
  • the main surface insulating film 25 may be continuous with the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
  • the outer wall of the main surface insulating film 25 may be made of a ground surface having grinding marks.
  • the outer wall of the main surface insulating film 25 may form one ground surface with the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
  • the outer wall of the main surface insulating film 25 may be made of a smooth surface without any grinding marks.
  • the outer wall of the main surface insulating film 25 may be formed at a distance inward from the periphery of the outer surface 9, and the first semiconductor region 6 may be exposed from the periphery of the outer surface 9.
  • the semiconductor device 1A includes a sidewall structure 26 formed on the main surface insulating film 25 so as to cover at least one of the first to fourth connection surfaces 10A to 10D on the outer side surface 9.
  • the sidewall structure 26 is formed in an annular shape (quadrangular annular shape) surrounding the active surface 8 in plan view.
  • the sidewall structure 26 may have a portion that rides on the active surface 8.
  • Sidewall structure 26 may include an inorganic insulator or polysilicon.
  • the sidewall structure 26 may be a sidewall wiring electrically connected to the source structure 16.
  • the semiconductor device 1A includes an insulator and includes a first inorganic film 27 formed on the main surface insulating film 25.
  • the first inorganic film 27 may be referred to as a "first inorganic insulating film,” a “base insulating film,” an “intermediate insulating film,” or an “interlayer insulating film.”
  • the first inorganic film 27 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film. In this form, the first inorganic film 27 includes a silicon oxide film.
  • the first inorganic film 27 covers the active surface 8, the outer surface 9, and the first to fourth connection surfaces 10A to 10D with the main surface insulating film 25 in between. Specifically, the first inorganic film 27 covers the active surface 8, the outer surface 9, and the first to fourth connection surfaces 10A to 10D via the sidewall structure 26. The first inorganic film 27 covers the MISFET structure 12 on the active surface 8 side, and covers the outer contact region 19, the outer well region 20, and the plurality of field regions 21 on the outer surface 9 side.
  • the first inorganic film 27 is continuous with the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
  • the outer wall of the first inorganic film 27 may be made of a ground surface having grinding marks.
  • the outer wall of the first inorganic film 27 may form one ground surface with the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
  • the outer wall of the first inorganic film 27 may be made of a smooth surface without any grinding marks.
  • the outer wall of the first inorganic film 27 may be formed at a distance inward from the periphery of the outer surface 9, and the first semiconductor region 6 may be exposed from the periphery of the outer surface 9.
  • the semiconductor device 1A includes a gate electrode 30 disposed on the first main surface 3 (first inorganic film 27).
  • the gate electrode 30 is arranged on the inner side of the first main surface 3 at a distance from the periphery of the first main surface 3 .
  • the gate electrode 30 is arranged on the active surface 8 in this embodiment.
  • the gate electrode 30 is arranged in a region near the center of the third connection surface 10C (third side surface 5C) in the peripheral portion of the active surface 8.
  • the gate electrode 30 is formed into a rectangular shape in plan view.
  • the gate electrode 30 may be formed in a polygonal shape other than a rectangular shape, a circular shape, or an elliptical shape in plan view.
  • the gate electrode 30 has a planar area of 25% or less of the first main surface 3.
  • the planar area of the gate electrode 30 may be 10% or less of the first main surface 3.
  • the gate electrode 30 may have a thickness of 0.5 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less. It is preferable that the gate electrode 30 is thicker than the first inorganic film 27.
  • the gate electrode 30 may include at least one of a Ti film, a TiN film, a W film, an Al film, a Cu film, an Al alloy film, a Cu alloy film, and a conductive polysilicon film.
  • the gate electrode 30 is made of at least one of a pure Cu film (a Cu film with a purity of 99% or more), a pure Al film (an Al film with a purity of 99% or more), an AlCu alloy film, an AlSi alloy film, and an AlSiCu alloy film. It may contain one.
  • the gate electrode 30 has a stacked structure including a Ti film and an Al alloy film (AlSiCu alloy film in this embodiment) stacked in this order from the chip 2 side.
  • the semiconductor device 1A includes a source electrode 32 arranged on the first main surface 3 (first inorganic film 27) at a distance from the gate electrode 30.
  • the source electrode 32 is arranged on the inner side of the first main surface 3 at a distance from the periphery of the first main surface 3 .
  • the source electrode 32 is arranged on the active surface 8 in this embodiment.
  • the source electrode 32 has a main body electrode part 33 and at least one (in this form, a plurality of) extraction electrode parts 34A and 34B.
  • the main body electrode portion 33 is arranged in a region on the fourth side surface 5D (fourth connection surface 10D) side with a space from the gate electrode 30 in plan view, and faces the gate electrode 30 in the first direction X.
  • the main body electrode portion 33 is formed into a polygonal shape (specifically, a quadrangular shape) having four sides parallel to the first to fourth side surfaces 5A to 5D in plan view.
  • the plurality of extraction electrode parts 34A and 34B include a first extraction electrode part 34A on one side (first side surface 5A side) and a second extraction electrode part 34B on the other side (second side surface 5B side).
  • the first lead-out electrode part 34A is drawn out from the main body electrode part 33 to a region located on one side (the first side surface 5A side) in the second direction Y with respect to the gate electrode 30 in a plan view. It faces the electrode 30.
  • the second extraction electrode portion 34B is extracted from the main body electrode portion 33 to a region located on the other side (the second side surface 5B side) in the second direction Y with respect to the gate electrode 30 in a plan view, and the second extraction electrode portion 34B is It faces the electrode 30.
  • the plurality of extraction electrode parts 34A and 34B sandwich the gate electrode 30 from both sides in the second direction Y in plan view.
  • the source electrode 32 (the main body electrode part 33 and the extraction electrode parts 34A and 34B) penetrates the first inorganic film 27 and the main surface insulating film 25, and supplies electricity to the plurality of source structures 16, the source regions 14, and the plurality of well regions 18. connected.
  • the source electrode 32 may include only the main body electrode part 33 without having the extraction electrode parts 34A and 34B.
  • the source electrode 32 has a planar area that exceeds the planar area of the gate electrode 30.
  • the planar area of the source electrode 32 is preferably 50% or more of the first main surface 3. It is particularly preferable that the planar area of the source electrode 32 is 75% or more of the first main surface 3.
  • the source electrode 32 may have a thickness of 0.5 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
  • the source electrode 32 is preferably thicker than the first inorganic film 27 .
  • the source electrode 32 may include at least one of a Ti film, a TiN film, a W film, an Al film, a Cu film, an Al alloy film, a Cu alloy film, and a conductive polysilicon film.
  • the source electrode 32 is at least one of a pure Cu film (a Cu film with a purity of 99% or more), a pure Al film (an Al film with a purity of 99% or more), an AlCu alloy film, an AlSi alloy film, and an AlSiCu alloy film. It is preferable to include one.
  • the source electrode 32 has a stacked structure including a Ti film and an Al alloy film (AlSiCu alloy film in this embodiment) stacked in this order from the chip 2 side.
  • source electrode 32 includes the same conductive material as gate electrode 30.
  • the semiconductor device 1A includes at least one (in this form, a plurality of) gate wirings 36A and 36B drawn out from the gate electrode 30 onto the first main surface 3 (first inorganic film 27). It is preferable that the plurality of gate wirings 36A and 36B contain the same conductive material as the gate electrode 30. In this embodiment, the plurality of gate lines 36A, 36B cover the active surface 8 and do not cover the outer surface 9. The plurality of gate wirings 36A and 36B are drawn out to a region between the periphery of the active surface 8 and the source electrode 32 in a plan view, and extend in a band shape along the source electrode 32.
  • the plurality of gate wirings 36A and 36B include a first gate wiring 36A and a second gate wiring 36B.
  • the first gate wiring 36A is drawn out from the gate electrode 30 to a region on the first side surface 5A side in plan view.
  • the first gate wiring 36A has a portion extending in a strip shape in the second direction Y along the third side surface 5C, and a portion extending in a strip shape in the first direction X along the first side surface 5A.
  • the second gate wiring 36B is drawn out from the gate electrode 30 to a region on the second side surface 5B side in plan view.
  • the second gate wiring 36B has a portion extending in a strip shape in the second direction Y along the third side surface 5C, and a portion extending in a strip shape in the first direction X along the second side surface 5B.
  • the plurality of gate wirings 36A and 36B intersect (specifically, perpendicularly cross) both ends of the plurality of gate structures 15 at the peripheral edge of the active surface 8 (first main surface 3).
  • the plurality of gate wirings 36A and 36B penetrate the first inorganic film 27 and are electrically connected to the plurality of gate structures 15.
  • the plurality of gate wirings 36A and 36B may be directly connected to the plurality of gate structures 15, or may be electrically connected to the plurality of gate structures 15 via a conductive film.
  • the semiconductor device 1A includes a source wiring 37 drawn out from the source electrode 32 onto the first main surface 3 (first inorganic film 27).
  • the source wiring 37 includes the same conductive material as the source electrode 32.
  • the source wiring 37 is formed in a band shape extending along the periphery of the active surface 8 in a region closer to the outer surface 9 than the plurality of gate wirings 36A and 36B.
  • the source wire 37 is formed in a ring shape (specifically, a square ring shape) surrounding the gate electrode 30, the source electrode 32, and the plurality of gate wires 36A and 36B in plan view.
  • the source wiring 37 covers the sidewall structure 26 with the first inorganic film 27 in between, and is drawn out from the active surface 8 side to the outer surface 9 side. It is preferable that the source wiring 37 covers the entire area of the sidewall structure 26 over the entire circumference.
  • the source wiring 37 has a portion that penetrates the first inorganic film 27 and the main surface insulating film 25 on the outer surface 9 side and is connected to the outer surface 9 (specifically, the outer contact region 19).
  • the source wiring 37 may penetrate the first inorganic film 27 and be electrically connected to the sidewall structure 26 .
  • the semiconductor device 1A includes at least one (single or plural) base through-hole 40 formed in a portion of the first inorganic film 27 that covers the outer surface 9 (periphery of the first main surface 3).
  • the single or plural base through-holes 40 are formed at intervals from the periphery of the active surface 8 and the periphery of the outer surface 9 in plan view, and penetrate the main surface insulating film 25 to form the outer surface 9 (the first main surface).
  • the peripheral edge of surface 3) is exposed.
  • the single or multiple base through-holes 40 are formed at intervals from the gate electrode 30 and the source electrode 32 to the peripheral edge side of the outer surface 9. That is, the single or plural base through-holes 40 are formed around the gate electrode 30 and the source electrode 32. Specifically, the single or multiple base through-holes 40 are formed at intervals from the source wiring 37 toward the peripheral edge of the outer surface 9 . That is, the single or plural base through-holes 40 are formed around the source wiring 37.
  • the single or multiple base through-holes 40 are preferably formed at intervals from the plurality of field regions 21 (outermost field region 21) to the peripheral edge side of the outer surface 9. In other words, it is preferable that the single or plural base through-holes 40 be formed around the field region 21 . It is preferable that the opening edge portion of the single or plural base through-holes 40 is formed in a curved shape.
  • the number and layout of the base through-holes 40 are arbitrary.
  • at least one base through-hole 40 may be formed in the first inorganic film 27 so as to surround the active surface 8 in plan view. That is, at least one base through-hole 40 may be formed in the first inorganic film 27 so as to surround the gate electrode 30, the source electrode 32, the gate wirings 36A, 36B, and the source wiring 37 in plan view.
  • the form in which at least one base through-hole 40 surrounds the active surface 8 may include a form in which a single base through-hole 40 with ends or without ends faces the active surface 8 from multiple directions.
  • the configuration in which at least one base through-hole 40 surrounds the active surface 8 may include a configuration in which a plurality of base through-holes 40, which are either end-shaped or endless, face the active surface 8 from multiple directions.
  • the plurality of directions is preferably four directions.
  • the four directions are four normal directions of the first to fourth side surfaces 5A to 5D. That is, the four directions are one side of the first direction X, the other side of the first direction X, one side of the second direction Y, and the other side of the second direction Y.
  • the four directions can be defined by four crystal directions of the SiC single crystal.
  • the four crystal directions are one direction along the a-axis (for example, [11-20] direction), another direction along the a-axis (for example, [-1-120] direction), and one direction along the m-axis (for example, [ ⁇ 1100] direction), and the other direction in the m-axis direction (for example, the [1-100] direction).
  • At least one base through-hole 40 may be formed in a polygonal shape such as a triangular, quadrangular, hexagonal, or octagonal shape in plan view. At least one base through-hole 40 may be formed in a circular shape in plan view. At least one base through-hole 40 may be formed in a band shape, a rectangular shape, an elliptical shape, or an oval shape extending in either the first direction X or the second direction Y in plan view. At least one base through-hole 40 may be formed in a band shape, a rectangular shape, an elliptical shape, or an oval shape extending in a direction intersecting the first direction X and the second direction Y in a plan view.
  • At least one base through-hole 40 may have a portion (side) extending in the first direction X and/or a portion (side) extending in the second direction Y. At least one base through-hole 40 may have a portion (side) extending in a direction intersecting the first direction X and the second direction Y. At least one base through-hole 40 may be formed in a C-shape, an L-shape, a T-shape, or a cross-shape in plan view.
  • At least one base through-hole 40 may be formed in an annular shape on the side of the active surface 8 in plan view. That is, at least one base through-hole 40 may be formed in a small ring shape that does not surround the active surface 8 in plan view. In this case, at least one base through-hole 40 may be formed in a polygonal ring shape such as a triangular ring shape, a square ring shape, a hexagonal ring shape, an octagonal ring shape, etc. in plan view. Moreover, at least one base through-hole 40 may be formed in an annular shape in plan view.
  • At least one base through-hole 40 may be formed in a band ring shape, a rectangular ring shape, an elliptical ring shape, or an oval ring shape extending in either the first direction X or the second direction Y in plan view. Further, at least one base through-hole 40 may be formed in a band ring shape, a rectangular ring shape, an elliptical ring shape, or an oval ring shape extending in a direction intersecting the first direction X and the second direction Y in a plan view.
  • At least one base through-hole 40 may be formed in a large ring shape surrounding the active surface 8 in plan view.
  • at least one base through-hole 40 may be formed in an annular shape (for example, a square annular shape) extending along the first inorganic film 27 .
  • at least one base through-hole 40 may be formed in a polygonal ring shape, a circular ring shape, an elliptical ring shape, or an elliptical ring shape as long as the size of the first inorganic film 27 allows.
  • a plurality of base through-holes 40 may be formed at intervals in the first direction X.
  • a plurality of base through-holes 40 may be formed at intervals in the second direction Y.
  • a plurality of base through-holes 40 may be formed at intervals in the first direction X and the second direction Y.
  • a plurality of base through-holes 40 may be formed at intervals in a direction intersecting the first direction X and the second direction Y.
  • a plurality of base through-holes 40 extending in the first direction X in a striped manner may be formed.
  • a plurality of base through-holes 40 extending in the second direction Y in a stripe pattern may be formed.
  • a plurality of base through holes 40 extending in a stripe shape in the first direction X and a plurality of base through holes 40 extending in a stripe shape in the second direction Y coexist side by side in the first direction X or the second direction Y.
  • at least one base through-hole 40 extending in the first direction X and at least one base through-hole 40 extending in the second direction Y may be formed adjacent to each other in the first direction X or the second direction Y. .
  • a lattice-shaped base through-hole 40 is formed which integrally includes a plurality of base through-holes 40 extending in a stripe shape in the first direction X and a plurality of base through-holes 40 extending in a stripe shape in the second direction Y.
  • the base through-holes 40 may be formed to extend in a mesh shape (lattice shape) along the first direction X and the second direction Y.
  • the base through-holes 40 may be formed to extend in a mesh pattern (lattice pattern) along a direction intersecting the first direction X and the second direction Y.
  • the first direction X may be the a-axis direction of the SiC single crystal
  • the second direction Y may be the m-axis direction of the SiC single crystal
  • the first direction X may be the m-axis direction of the SiC single crystal
  • the second direction Y may be the a-axis direction of the SiC single crystal.
  • the layout of the single or multiple base through-holes 40 may be determined from the viewpoint of stress generated along the crystal direction of the SiC single crystal. That is, by adjusting the layout of the single or multiple base through-holes 40, it is possible to suppress stress bias in a specific direction (crystal direction).
  • the semiconductor device 1A may include a layout in which at least two of the plurality of layouts of the base through-holes 40 described above are combined.
  • the semiconductor device 1A includes at least one base through-hole 40 formed in a band shape extending along the periphery of the outer surface 9 (the periphery of the first main surface 3) in plan view.
  • the base through-hole 40 is formed in an annular shape (specifically, a square annular shape) surrounding the active surface 8 in plan view.
  • the base through-hole 40 has an inner wall portion on the active surface 8 side and an outer wall portion on the peripheral side of the outer surface 9.
  • the base through-hole 40 has a width larger than the thickness of the first inorganic film 27.
  • the width of the base through-hole 40 is the width in the direction perpendicular to the extending direction of the base through-hole 40.
  • the width of the base through-hole 40 may be 1 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
  • the width of the base through-hole 40 is preferably 2 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less. It is particularly preferable that the width of the base through-hole 40 is 5 ⁇ m or less.
  • the semiconductor device 1A includes a second inorganic film 41 that includes an insulator and covers the first inorganic film 27.
  • the second inorganic film 41 may be referred to as a "second inorganic insulating film,” an "upper insulating film,” or a "passivation film.”
  • the second inorganic film 41 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film. It is preferable that the second inorganic film 41 includes an insulator different from that of the first inorganic film 27.
  • the second inorganic film 41 preferably includes a silicon nitride film.
  • the second inorganic film 41 may have a thickness greater than or equal to the thickness of the first inorganic film 27 or may have a thickness less than the thickness of the first inorganic film 27.
  • the thickness of the second inorganic film 41 is preferably less than the thickness of the gate electrode 30 (source electrode 32).
  • the thickness of the second inorganic film 41 may be 0.1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • the thickness of the second inorganic film 41 is preferably 1 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less.
  • the thickness of the second inorganic film 41 is preferably less than 1/2 the width of the base through-hole 40.
  • the second inorganic film 41 selectively covers the active surface 8 and the outer surface 9.
  • the second inorganic film 41 has a gate covering portion 42, a source covering portion 43, and an outer covering portion 44.
  • Gate covering portion 42 may be referred to as a “first covering portion”
  • source covering portion 43 may be referred to as a “second covering portion”
  • outer covering portion 44 may be referred to as a “third covering portion.”
  • the gate covering portion 42 covers the gate electrode 30.
  • the gate covering portion 42 covers only the gate electrode 30 and exposes the source electrode 32, the gate wirings 36A and 36B, and the source wiring 37.
  • the gate covering portion 42 is disposed on the gate electrode 30 with a space inward from the periphery of the gate electrode 30, and exposes the periphery of the gate electrode 30.
  • the gate covering portion 42 exposes the side walls of the gate electrode 30.
  • the gate covering part 42 is formed in a band shape extending along the periphery of the gate electrode 30 in a plan view, and defines a gate opening 45 that exposes the inner part of the gate electrode 30.
  • the gate opening 45 is formed into a rectangular shape in plan view.
  • the source covering portion 43 covers the source electrode 32.
  • the source covering portion 43 covers only the source electrode 32 and exposes the gate electrode 30, the gate wirings 36A and 36B, and the source wiring 37.
  • the source covering portion 43 is disposed on the source electrode 32 with a space inward from the periphery of the source electrode 32, and exposes the periphery of the source electrode 32.
  • the source covering portion 43 exposes the electrode side wall of the source electrode 32.
  • the source covering portion 43 is formed in a band shape extending along the periphery of the source electrode 32 in plan view, and defines a source opening 46 that exposes the inner portion of the source electrode 32 .
  • the source opening 46 is formed in a polygonal shape along the periphery of the source electrode 32 in plan view.
  • the source covering section 43 has a first exposed section 47 (a first 1 removal section).
  • the outer covering portion 44 covers the first inorganic film 27 on the outer surface 9 (periphery of the first main surface 3).
  • the outer covering portion 44 is arranged at a distance from the periphery of the active surface 8 (the first to fourth connection surfaces 10A to 10D) and the periphery of the outer surface 9 (the first to fourth side surfaces 5A to 5D). 1 is coated with an inorganic film 27.
  • the outer covering portion 44 is arranged on the first inorganic film 27 at a distance from the gate electrode 30, the source electrode 32, the gate wirings 36A, 36B, and the source wiring 37 on the outer surface 9. In other words, the outer covering portion 44 does not cover metal (electrode).
  • the outer covering part 44 includes a second exposed part 48 (second removed part) that exposes the electrode side walls of the gate electrode 30, the gate wirings 36A and 36B, and the source wiring 37 in a region between the gate covering part 42 and the outer covering part 44. ) are divided.
  • the second exposed portion 48 also exposes the step between the active surface 8 and the outer surface 9 (ie, the sidewall structure 26).
  • the second exposed portion 48 is connected to the first exposed portion 47.
  • the outer covering part 44 includes a third exposed part 49 (third removed part) that exposes the electrode side walls of the source electrode 32, the gate wirings 36A and 36B, and the source wiring 37 in a region between the source covering part 43 and the outer covering part 44. ) are divided.
  • the third exposed portion 49 also exposes the step between the active surface 8 and the outer surface 9 (ie, the sidewall structure 26).
  • the third exposed portion 49 is connected to the first exposed portion 47 and the second exposed portion 48.
  • the outer covering portion 44 is formed in a band shape extending along the periphery of the outer surface 9 (the periphery of the first main surface 3) in plan view.
  • the outer covering portion 44 is formed into an annular shape (specifically, a square annular shape) surrounding the active surface 8 in plan view.
  • the outer covering portion 44 has an inner edge on the active surface 8 side and an outer edge on the peripheral edge side of the outer surface 9.
  • the inner edge of the outer covering portion 44 is preferably located closer to the active surface 8 than the outermost field region 21. That is, it is preferable that the outer covering portion 44 is arranged so as to overlap at least one field region 21 . Further, it is preferable that the outer covering portion 44 faces at least one field region 21 with the first inorganic film 27 interposed therebetween. Of course, the inner edge of the outer covering portion 44 may be located closer to the active surface 8 than the innermost field region 21 . That is, the outer covering part 44 may be arranged so as to overlap all the field regions 21.
  • the outer edge of the outer covering part 44 is formed at a distance inward from the periphery of the outer surface 9, and defines a dicing street 50 between it and the periphery of the outer surface 9.
  • the dicing street 50 is formed in a band shape extending along the periphery of the outer side surface 9 (first to fourth side surfaces 5A to 5D) in plan view.
  • the dicing street 50 is formed in an annular shape (specifically, a square annular shape) surrounding the inner part (active surface 8) of the first main surface 3 in plan view. In this form, the dicing street 50 exposes the first inorganic film 27.
  • the dicing street 50 may expose the outer surface 9.
  • the dicing street 50 may have a width of 1 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the width of the dicing street 50 is the width in the direction perpendicular to the extending direction of the dicing street 50.
  • the width of the dicing street 50 is preferably 5 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the outer covering portion 44 enters into the base through-hole 40 from above the first inorganic film 27 and is directly connected to the outer surface 9 (the peripheral edge of the first main surface 3) within the base through-hole 40.
  • the outer covering portion 44 has a width larger than the width of the base through-hole 40.
  • the outer covering part 44 enters into the base through-hole 40 from above the first inorganic film 27 through the inner wall of the base through-hole 40 and onto the first inorganic film 27 through the outer wall of the base through-hole 40. It's being pulled out. Thereby, the outer covering part 44 covers both the inner wall part and the outer wall part of the base through-hole 40.
  • the outer covering portion 44 includes a first portion 51 and a second portion 52.
  • the first portion 51 is a portion that covers the first inorganic film 27 outside the base through-hole 40 .
  • the first portion 51 has a first upper surface located on the outer surface 9 side with respect to the active surface 8 .
  • the second portion 52 is a portion that covers the outer surface 9 within the base through-hole 40 .
  • the second portion 52 has a second upper surface located on the outer surface 9 side with respect to the first upper surface.
  • the second portion 52 and the first portion 51 define a recess portion 53 (step portion) that is recessed toward the outer surface 9 side.
  • the semiconductor device 1A includes at least one (single or plural) through hole 55 formed in the outer covering portion 44 (second inorganic film 41). Even if a single through-hole 55 is formed in a plan view, if a plurality of through-holes 55 appear in a cross-sectional view, it is considered that a plurality of through-holes 55 are formed in a cross-sectional view. .
  • the single or multiple through holes 55 are formed at intervals from the gate electrode 30 and the source electrode 32 to the peripheral edge side of the outer surface 9. That is, the single or multiple through holes 55 are formed around the gate electrode 30 and the source electrode 32. Specifically, the single or plural through holes 55 are formed at intervals from the source wiring 37 toward the peripheral edge of the outer surface 9 .
  • the single or multiple through holes 55 are formed around the source wiring 37.
  • the single or multiple through holes 55 are preferably formed at intervals from the plurality of field regions 21 (outermost field region 21) to the peripheral edge side of the outer surface 9. That is, it is preferable that the single or multiple through holes 55 be formed around the field region 21 .
  • the through holes 55 are classified into a first type through hole 56 and a second type through hole 57 based on the exposed object observed in the cross section.
  • the first type through hole 56 is formed in the outer covering portion 44 so as to expose only the first inorganic film 27 in a cross-sectional view.
  • the first type through hole 56 is formed in the first portion 51 of the second inorganic film 41 .
  • One or more first type through holes 56 may be formed only in the region on the active surface 8 side with respect to the base through hole 40.
  • One or more of the first type through holes 56 may be formed only in a region on the peripheral side of the outer surface 9 with respect to the base through hole 40.
  • a plurality of first type through holes 56 may be formed in a region on the active surface 8 side with respect to the base through hole 40 and in a region on the peripheral side of the outer surface 9 with respect to the base through hole 40.
  • the second type through hole 57 is formed in the outer covering part 44 so as to expose the outer surface 9.
  • the second type through hole 57 is formed at least in the second portion 52 of the outer covering portion 44 .
  • the second type through hole 57 may be formed in the outer covering portion 44 so as to pass through the wall of the base through hole 40 so as to expose both the outer surface 9 and the first inorganic film 27. That is, the second type through hole 57 may be formed in the first portion 51 and the second portion 52 of the outer covering portion 44 .
  • the second type through-hole 57 may pass through either or both of the inner wall of the base through-hole 40 and the outer wall of the base through-hole 40 . That is, the second type through-hole 57 may expose a part of the base through-hole 40 in a cross-sectional view, or may expose the entire area of the base through-hole 40 in a cross-sectional view.
  • the semiconductor device 1A may include one or both of the first type through hole 56 and the second type through hole 57 in one cross section.
  • the semiconductor device 1A may include only the first type through hole 56 in any first cross section, and may include only the second type through hole 57 in any second cross section different from the first cross section.
  • the semiconductor device 1A may include both the first type through hole 56 and the second type through hole 57 in the first cross section, and may include only the first type through hole 56 in the second cross section.
  • the semiconductor device 1A may include both the first type through hole 56 and the second type through hole 57 in the first cross section, and may include only the second type through hole 57 in the second cross section.
  • the through-hole 55 belongs to either the first-type through-hole 56 or the second-type through-hole 57 is determined by the object of exposure of the through-hole 55 in an arbitrary cross section, and the layout of the through-hole 55 (number, planar shape, size, etc.) are arbitrary.
  • the layout of the through hole 55 will be explained below.
  • the description of the layout of the through hole 55 also applies to the layout of the first type through hole 56 and the layout of the second type through hole 57.
  • At least one through hole 55 is formed in the outer covering portion 44 so as to surround the active surface 8 in a plan view. That is, at least one through hole 55 may be formed in the first inorganic film 27 so as to surround the gate electrode 30, the source electrode 32, the gate wirings 36A, 36B, and the source wiring 37 in plan view.
  • the form in which at least one through hole 55 surrounds the active surface 8 may include a form in which a single through hole 55 with ends or ends faces the active surface 8 from multiple directions. Further, the configuration in which at least one through hole 55 surrounds the active surface 8 may include a configuration in which a plurality of through holes 55, which are either end-shaped or endless, face the active surface 8 from multiple directions.
  • the plurality of directions is preferably four directions.
  • the four directions are four normal directions of the first to fourth side surfaces 5A to 5D. That is, the four directions are one side of the first direction X, the other side of the first direction X, one side of the second direction Y, and the other side of the second direction Y. Further, the four directions can be defined by four crystal directions of the SiC single crystal.
  • the four crystal directions are one direction along the a-axis (for example, the [11-20] direction), the other direction along the a-axis (for example, the [-1-120] direction), and one direction along the m-axis (for example, the [-1100] direction). ] direction) and other directions of the m-axis direction (for example, the [1-100] direction).
  • At least one through hole 55 may be formed in a polygonal shape such as a triangular, quadrangular, hexagonal, or octagonal shape in plan view. At least one through hole 55 may be formed in a circular shape in plan view. At least one through hole 55 may be formed in a band shape, a rectangular shape, an elliptical shape, or an oval shape extending in either the first direction X or the second direction Y in plan view. At least one through hole 55 may be formed in a band shape, a rectangular shape, an elliptical shape, or an oval shape extending in a direction intersecting the first direction X and the second direction Y in a plan view.
  • At least one through hole 55 may have a portion (side) extending in the first direction X and/or a portion (side) extending in the second direction Y. At least one through hole 55 may have a portion (side) extending in a direction intersecting the first direction X and the second direction Y. At least one through hole 55 may be formed in a C-shape, an L-shape, a T-shape, or a cross-shape in plan view.
  • At least one through hole 55 may be formed in an annular shape on the side of the active surface 8 in plan view.
  • at least one through hole 55 may be formed in a small annular shape that does not surround the active surface 8 in plan view.
  • at least one through hole 55 may be formed in a polygonal ring shape such as a triangular ring shape, a square ring shape, a hexagonal ring shape, an octagonal ring shape, etc. in plan view.
  • at least one through hole 55 may be formed in an annular shape in plan view.
  • At least one through hole 55 may be formed in a band ring shape, a rectangular ring shape, an elliptical ring shape, or an oval ring shape extending in either the first direction X or the second direction Y in plan view. Further, at least one through hole 55 may be formed in a band ring shape, a rectangular ring shape, an elliptical ring shape, or an oval ring shape extending in a direction intersecting the first direction X and the second direction Y in a plan view.
  • At least one through hole 55 may be formed in a large ring shape surrounding the active surface 8 in plan view.
  • at least one through hole 55 may be formed in an annular shape (for example, a square annular shape) extending along the outer covering portion 44 .
  • at least one through hole 55 may be formed in a polygonal ring shape, a circular ring shape, an elliptical ring shape, or an elongated ring shape as long as the size of the outer covering portion 44 allows.
  • a plurality of through holes 55 may be formed at intervals in the first direction X.
  • a plurality of through holes 55 may be formed at intervals in the second direction Y.
  • a plurality of through holes 55 may be formed at intervals in the first direction X and the second direction Y.
  • a plurality of through holes 55 may be formed at intervals in a direction intersecting the first direction X and the second direction Y.
  • a plurality of through holes 55 extending in the first direction X in a stripe pattern may be formed.
  • a plurality of through holes 55 extending in the second direction Y in a stripe pattern may be formed.
  • a plurality of through holes 55 extending in a stripe shape in the first direction X and a plurality of through holes 55 extending in a stripe shape in the second direction Y may coexist side by side in the first direction X or the second direction Y. . That is, at least one through hole 55 extending in the first direction X and at least one through hole 55 extending in the second direction Y may be formed adjacent to each other in the first direction X or the second direction Y.
  • a lattice-like through-hole 55 may be formed that integrally includes a plurality of through-holes 55 extending in a stripe-like manner in the first direction X and a plurality of through-holes 55 extending in a stripe-like manner in the second direction Y. That is, the through-holes 55 may be formed to extend in a mesh-like (lattice-like) manner along the first direction X and the second direction Y. Of course, the through holes 55 may be formed to extend in a mesh-like (lattice-like) manner along a direction intersecting the first direction X and the second direction Y.
  • the semiconductor device 1A may include a layout in which at least two of the plurality of layouts of the through holes 55 described above are combined.
  • first to twentieth layout examples having features extracted from the layout of the through holes 55 will be shown with reference to FIGS. 8A to 8T.
  • FIGS. 8A to 8T are schematic diagrams showing first to twentieth layout examples of the through holes 55.
  • the first to 20th layout examples are all illustrated examples of the layout of the through holes 55, and the layout of the through holes 55 is not limited to the first to 20th layout examples.
  • the semiconductor device 1A may include a layout in which at least two of the first to twentieth layout examples are combined.
  • the plurality of through holes 55 may be arranged in a matrix at intervals in the first direction X and the second direction Y in plan view.
  • the plurality of through holes 55 are formed in a matrix in a plurality of parts extending along the first to fourth side surfaces 5A to 5D of the outer covering part 44 in a plan view, and surround the active surface 8 from a plurality of directions. It is preferable that In this example, the plurality of through holes 55 are each formed in a rectangular shape when viewed from above.
  • the plurality of through holes 55 may each be formed in a band shape extending along the outer covering portion 44 in plan view. Further, referring to FIG. 8C (third layout example), the plurality of through holes 55 may each be formed in a circular shape in a plan view.
  • the plurality of through holes 55 may each be formed in a polygonal shape (here, a hexagonal shape) other than a quadrangular shape in plan view. Further, referring to FIG. 8E (fifth layout example), the plurality of through holes 55 may each be formed in an annular shape that does not surround the active surface 8 on the side of the active surface 8 in a plan view.
  • the plurality of through holes 55 include at least one (in this example, a plurality of) first through holes 55A extending in the first direction It may include at least one (in this example, a plurality of) second through holes 55B extending in the Y direction.
  • the plurality of first through holes 55A and the plurality of second through holes 55B may be arranged at intervals in the first direction X and the second direction Y in an arbitrary layout.
  • the plurality of first through holes 55A may be arranged in a line in the first direction X and may face each other in the first direction X.
  • the plurality of first through holes 55A may be arranged in a line in the second direction Y and may face each other in the second direction Y.
  • the plurality of second through holes 55B may be arranged in a line in the first direction X and may face each other in the first direction X.
  • the plurality of second through holes 55B may be arranged in a line in the second direction Y and may face each other in the second direction Y.
  • the plurality of first through holes 55A and the plurality of second through holes 55B may be arranged alternately in the first direction X and may face each other in the first direction X. Further, the plurality of first through holes 55A and the plurality of second through holes 55B may be arranged alternately in the second direction Y and may face each other in the second direction Y.
  • each through hole 55 has a portion (side) extending in the first direction X and a portion (side) extending in the second direction Y in plan view. You can leave it there.
  • each through hole 55 is formed in a cross shape in plan view.
  • each through hole 55 may be formed in a C-shape, an L-shape, or a T-shape in plan view.
  • the plurality of through holes 55 may each extend in a direction intersecting the first direction X and the second direction Y in plan view.
  • the plurality of through holes 55 may include a plurality of first through holes 55A extending in the first intersecting direction and a plurality of second through holes 55B extending in the second intersecting direction.
  • the first intersecting direction is a direction intersecting the first direction X and the second direction Y (the same applies hereinafter).
  • the second intersecting direction is a direction intersecting the first direction X, the second direction Y, and the first intersecting direction (the same applies hereinafter).
  • the first intersecting direction is a direction extending at an inclination angle of 0° ⁇ 90° when the coordinate axes of the first direction X and the second direction Y are set.
  • the first intersecting direction extends at an inclination angle of 30° ⁇ 60° (more preferably an inclination angle of 45° ⁇ 5°).
  • the second intersecting direction is a direction extending at an inclination angle of 90° ⁇ 180°.
  • the second intersecting direction preferably extends at an inclination angle of 120° ⁇ 150° (more preferably an inclination angle of 135° ⁇ 5°). It is particularly preferable that the second intersecting direction is perpendicular to the first intersecting direction.
  • the plurality of first through holes 55A may be arranged in a line in the first direction X and may face each other in the first direction X.
  • the plurality of first through holes 55A may be arranged in a line in the second direction Y and may face each other in the second direction Y.
  • the plurality of second through holes 55B may be arranged in a line in the first direction X and may face each other in the first direction X.
  • the plurality of second through holes 55B may be arranged in a line in the second direction Y and may face each other in the second direction Y.
  • the plurality of first through holes 55A and the plurality of second through holes 55B may be arranged alternately in the first direction X and may face each other in the first direction X. Further, the plurality of first through holes 55A and the plurality of second through holes 55B may be arranged alternately in the second direction Y and may face each other in the second direction Y.
  • the plurality of through holes 55 may be constituted only by the plurality of first through holes 55A or the plurality of second through holes 55B.
  • the plurality of through holes 55 may each have a portion extending in the first intersecting direction and a portion extending in the second intersecting direction in plan view.
  • each through hole 55 is formed in a cross shape intersecting the first direction X and the second direction Y in plan view.
  • each through hole 55 may be formed in a C-shape, an L-shape, or a T-shape that intersects the first direction X and the second direction Y in plan view.
  • FIGS. 8A to 8I described above an example is shown in which a plurality of through holes 55 are arranged in a matrix in a plan view.
  • the plurality of through holes 55 may be arranged in a staggered manner at intervals in the first direction X and the second direction Y.
  • the semiconductor device 1A includes a plurality of through holes 55 arranged in a line in the second direction Y, and includes a plurality of groups formed at intervals in the first direction X.
  • the plurality of through holes 55 belonging to one group are arranged shifted in the second direction Y with respect to the plurality of through holes 55 belonging to the other group.
  • the plurality of through holes 55 belonging to one group are opposed to the area between the plurality of through holes 55 belonging to the other group with respect to the first direction X.
  • the semiconductor device 1A may include a plurality of through holes 55 arranged in a line in the first direction X, and may include a plurality of groups formed at intervals in the second direction Y.
  • the plurality of through holes 55 belonging to one group are arranged shifted in the first direction X with respect to the plurality of through holes 55 belonging to an adjacent group.
  • the plurality of through holes 55 are arranged at intervals from the active surface 8 to the peripheral edge side of the outer surface 9 in a plan view, and are arranged in stripes extending along the outer covering portion 44. It may be formed into a shape. In this case, the plurality of through holes 55 may be formed in an endless shape or an end shape so as to surround the active surface 8 from a plurality of directions (for example, four directions).
  • the plurality of through holes 55 are formed in a stripe shape extending along the outer covering portion 44 in plan view, similarly to the eleventh layout example.
  • the plurality of through holes 55 are formed in a zigzag shape, each having a portion extending in the first intersecting direction and a portion extending in the second intersecting direction in plan view.
  • the plurality of through holes 55 are formed in a stripe shape extending along the outer covering portion 44 in plan view, similarly to the eleventh layout example.
  • the plurality of through holes 55 are formed in a stripe shape extending in a direction intersecting the extending direction of the outer covering portion 44 .
  • the plurality of through holes 55 may extend in the first intersecting direction or the second intersecting direction.
  • a plurality of through holes 55 extending in a stripe shape in the first intersecting direction and a plurality of through holes 55 extending in a stripe shape in the second intersecting direction may be formed.
  • the plurality of through holes 55 are arranged at intervals in the extending direction of the outer covering part 44 in a plan view, and intersect with the extending direction of the outer covering part 44. It may be formed in a stripe shape extending in the direction. In this example, the plurality of through holes 55 are perpendicular to the extending direction of the outer covering portion 44 (that is, the first direction X or the second direction Y).
  • the plurality of through holes 55 are formed in a stripe shape extending in a direction intersecting the extending direction of the outer covering portion 44 in plan view, similar to the fourteenth layout example. There is.
  • the plurality of through holes 55 are formed in a zigzag shape, each having a portion extending in the first cross direction and a portion extending in the second cross direction.
  • a single through hole 55 may be formed that extends in a zigzag shape along the extending direction of the outer covering portion 44.
  • the single through hole 55 includes a plurality of first through holes 55A and a plurality of second through holes 55B connected in a zigzag pattern.
  • the plurality of first through holes 55A are arranged at intervals in the extending direction of the outer covering part 44 and are each formed in a band shape extending in a direction intersecting (specifically orthogonal to) the extending direction of the outer covering part 44. has been done.
  • the plurality of second through holes 55B each extend in the extending direction of the outer covering part 44, and connect one end of the pair of first through holes 55A and the other ends of the pair of first through holes 55A to the outer covering part 44. are connected alternately along the extending direction.
  • a single mesh-like (lattice-like) through-hole 55 extending in the first direction X and the second direction Y may be formed.
  • the single through-hole 55 is composed of a plurality of first through-holes 55A and a plurality of second through-holes 55B connected in a grid pattern.
  • the plurality of first through holes 55A are formed in a stripe shape extending in the first direction X.
  • the plurality of second through holes 55B are formed in a stripe shape extending in the second direction Y so as to be connected to the plurality of first through holes 55A.
  • a single mesh-like (lattice-like) through-hole 55 extending in a direction intersecting the first direction X and the second direction Y may be formed.
  • the single through-hole 55 is composed of a plurality of first through-holes 55A and a plurality of second through-holes 55B connected in a grid pattern.
  • the plurality of first through holes 55A are formed in a stripe shape extending in the first intersecting direction.
  • the plurality of second through holes 55B are formed in a stripe shape extending in the second intersecting direction so as to be connected to the plurality of first through holes 55A.
  • a plurality of hexagonal through holes 55 may be arranged in a honeycomb shape when viewed from above.
  • the honeycomb arrangement is also an example of a staggered arrangement.
  • a portion extending in a hexagonal mesh shape (hexagonal lattice shape) in plan view is formed in the outer covering portion 44 .
  • a single through hole 55 extending in a hexagonal mesh shape (hexagonal lattice shape) in plan view may be formed.
  • a plurality of hexagonal portions arranged in a honeycomb shape when viewed from above are formed in the outer covering portion 44 .
  • a single or multiple through holes 55 are formed in plan view.
  • the single or plural through-holes 55 according to the first to twenty-first layout examples each include a first-type through-hole 56 and a second-type through-hole 57 in cross-sectional view.
  • the first type through hole 56 consists of a part of the single through hole 55
  • the second type through hole 57 consists of a part of the single through hole 55.
  • the first type through hole 56 consists of one through hole 55
  • the second type through hole 57 consists of one through hole 55.
  • the first direction X may be the a-axis direction of the SiC single crystal
  • the second direction Y may be the m-axis direction of the SiC single crystal
  • the first direction X may be the m-axis direction of the SiC single crystal
  • the second direction Y may be the a-axis direction of the SiC single crystal.
  • the layout of the single or multiple through holes 55 may be determined from the viewpoint of stress generated along the crystal direction of the SiC single crystal. In other words, by adjusting the layout of the single or multiple through holes 55, it is possible to suppress stress bias in a specific direction (crystal direction).
  • the semiconductor device 1A includes an organic film 60 covering the second inorganic film 41.
  • the organic film 60 may be referred to as an "organic insulating film” or a "resin film.” It is preferable that the organic film 60 contains resin other than thermosetting resin.
  • the organic film 60 may be made of light-transmitting resin or transparent resin.
  • the organic film 60 is preferably made of a negative type or positive type photosensitive resin film.
  • the organic film 60 includes at least one of a polyimide film, a polyamide film, and a polybenzoxazole film. In this form, organic film 60 includes a polybenzoxazole film.
  • the organic film 60 has a thickness less than the thickness of the chip 2. It is preferable that the thickness of the organic film 60 exceeds the thickness of the first inorganic film 27. It is preferable that the thickness of the organic film 60 exceeds the thickness of the second inorganic film 41. It is particularly preferable that the thickness of the organic film 60 exceeds the thickness of the gate electrode 30 (source electrode 32).
  • the thickness of the organic film 60 may be 3 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less. The thickness of the organic film 60 is preferably 20 ⁇ m or less.
  • the organic film 60 fills the first exposed portion 47 , second exposed portion 48 , and third exposed portion 49 of the second inorganic film 41 and covers the gate covering portion 42 , source covering portion 43 , and outer covering portion of the second inorganic film 41 .
  • the portion 44 is covered.
  • the organic film 60 covers the peripheral edge of the gate electrode 30, the peripheral edge of the source electrode 32, the plurality of gate wirings 36A, 36B, and the source wiring 37 in the first exposed part 47, the second exposed part 48, and the third exposed part 49. Covered.
  • the organic film 60 covers the electrode side walls of the gate electrode 30, the electrode side walls of the source electrode 32, the entire area of the plurality of gate wirings 36A and 36B, and the entire area of the source wiring 37.
  • a portion of the organic film 60 that covers the gate electrode 30 defines a gate pad opening 61 that exposes the inner part of the gate electrode 30.
  • the gate pad opening 61 is formed in a rectangular shape in plan view and communicates with the gate opening 45. Gate pad opening 61 may expose the inner edge of gate covering portion 42 . Of course, the organic film 60 may cover the entire gate covering portion 42.
  • a portion of the organic film 60 that covers the source electrode 32 defines a source pad opening 62 that exposes the inner part of the source electrode 32.
  • the source pad opening 62 is formed in a polygonal shape along the periphery of the source electrode 32 in plan view, and communicates with the source opening 46 .
  • the source pad opening 62 may expose the inner edge of the source covering portion 43.
  • the organic film 60 may cover the entire source covering portion 43.
  • the organic film 60 fills all the through holes 55 (single or multiple through holes 55) on the outer surface 9 side (peripheral side of the first main surface 3) and covers the outer coating portion 44 of the second inorganic film 41. Covered. Thereby, the organic film 60 has a single or multiple anchor portions 65 located within the single or multiple through holes 55 .
  • the single or multiple anchor portions 65 have a layout that matches the layout of the single or multiple through holes 55 .
  • the connection area of the organic film 60 to the second inorganic film 41 (outer coating part 44) is increased by the anchor part 65.
  • the organic film 60 is formed in the first type through hole 56 through the first inorganic film 27 and the outer coating part. It has a first type anchor portion 66 that is in contact with 44.
  • the organic film 60 exposes the outer surface 9 ( It has a second type anchor part 67 that is in contact with the first main surface 3 ) and the outer covering part 44 .
  • the second type through hole 57 exposes the outer surface 9 (first main surface 3), the wall of the base through hole 40, and the first inorganic film 27, the second type anchor part 67 Inside 57 , it contacts the outer surface 9 (first principal surface 3 ), the wall of the base through-hole 40 , the first inorganic film 27 , and the outer covering portion 44 .
  • the second type through hole 57 exposes the inner wall part, the outer surface 9 (first main surface 3), and the outer wall part of the base through hole 40
  • the second type anchor part 67 is inserted into the base through hole. 40 , the outer surface 9 (first main surface 3 ), and the outer wall of the base through-hole 40 .
  • the second type anchor portion 67 is connected to the outer surface 9 within the base through-hole 40 and at the same time engages with the stepped portion between the outer surface 9 (first main surface 3) and the first inorganic film 27.
  • the organic film 60 covers the first portion 51 and the second portion 52 of the outer covering portion 44 and covers the recess portion 53 defined by the first portion 51 and the second portion 52. That is, the organic film 60 enters the first type through hole 56 from above the first portion 51 and covers the first inorganic film 27 within the first type through hole 56 . Further, the organic film 60 enters the recess portion 53 from above the first portion 51 and covers the second portion 52 within the recess portion 53 .
  • the organic film 60 enters into the base through hole 40 (second type through hole 57) from above the second portion 52 in the recessed portion 53, and exits inside the base through hole 40 (second type through hole 57).
  • the side surface 9 and the first inorganic film 27 are coated.
  • the connection area of the organic film 60 to the second inorganic film 41 (outer coating portion 44) is also increased by the recess portion 53. In this form, the connection area is increased by the stepped structure formed by the base through hole 40, the recessed portion 53, and the second type through hole 57.
  • the outer edge of the organic film 60 is spaced inward from the periphery of the outer surface 9 and defines a dicing street 50 between it and the periphery of the outer surface 9 .
  • the outer edge of the organic film 60 exposes the outer edge of the second inorganic film 41.
  • the organic film 60 and the second inorganic film 41 define the dicing streets 50.
  • the organic film 60 may cover the entire outer edge of the second inorganic film 41.
  • the semiconductor device 1A includes a drain electrode 68 (third main surface electrode) that covers the second main surface 4.
  • Drain electrode 68 is electrically connected to second main surface 4 .
  • the drain electrode 68 forms an ohmic contact with the second semiconductor region 7 exposed from the second main surface 4 .
  • the drain electrode 68 may cover the entire second main surface 4 so as to be continuous with the periphery of the chip 2 (first to fourth side surfaces 5A to 5D).
  • the drain electrode 68 may cover the second main surface 4 at a distance inward from the periphery of the chip 2.
  • the drain electrode 68 is configured so that a drain-source voltage of 500 V or more and 3000 V or less is applied between it and the source electrode 32. That is, the chip 2 is formed so that a voltage of 500 V or more and 3000 V or less is applied between the first main surface 3 and the second main surface 4.
  • the semiconductor device 1A includes the chip 2, the second inorganic film 41 (inorganic film), the through hole 55, and the organic film 60.
  • the chip 2 has a first main surface 3 .
  • the second inorganic film 41 includes an insulator and covers the first main surface 3.
  • the through hole 55 is formed in the second inorganic film 41 .
  • the organic film 60 fills the through hole 55 and covers the second inorganic film 41 .
  • an adhesive region having unevenness due to the through holes 55 is formed between the second inorganic film 41 and the organic film 60.
  • the connection strength of the organic film 60 to the second inorganic film 41 can be improved.
  • stress is generated in the second inorganic film 41 or the organic film 60, peeling of the organic film 60 from the second inorganic film 41 can be suppressed.
  • the uneven adhesive area can extend the path for moisture (moisture) to enter. As a result, it is possible to prevent moisture from entering the region between the second inorganic film 41 and the organic film 60, thereby suppressing deterioration (including corrosion) caused by moisture. Therefore, it is possible to provide a semiconductor device 1A with improved reliability.
  • the through hole 55 exposes the first main surface 3. According to this structure, it is possible to form the organic film 60 having a portion in contact with the first main surface 3 inside the through hole 55 and a portion in contact with the second inorganic film 41 outside the through hole 55 .
  • the second inorganic film 41 is preferably made of a silicon nitride film (nitride film). According to this structure, it is possible to obtain the effect of improving the connection strength and the effect of suppressing the intrusion of moisture between the silicon nitride film and the organic film 60.
  • the semiconductor device 1A includes a chip 2, a first inorganic film 27, a second inorganic film 41, at least one through hole 55, and an organic film 60.
  • the chip 2 has a first main surface 3 .
  • the first inorganic film 27 includes an insulator and covers the first main surface 3.
  • the second inorganic film 41 includes an insulator and covers the first inorganic film 27 .
  • the through hole 55 is formed in the second inorganic film 41 .
  • the organic film 60 fills the through hole 55 and covers the second inorganic film 41 .
  • an adhesive region having irregularities due to the through holes 55 is formed between the second inorganic film 41 and the organic film 60.
  • the connection strength of the organic film 60 to the second inorganic film 41 can be improved.
  • stress is generated in the second inorganic film 41 or the organic film 60, peeling of the organic film 60 from the second inorganic film 41 can be suppressed.
  • the uneven adhesive area can extend the path for moisture to enter. As a result, it is possible to prevent moisture from entering the region between the second inorganic film 41 and the organic film 60, thereby suppressing deterioration caused by moisture. Therefore, it is possible to provide a semiconductor device 1A with improved reliability.
  • At least one through hole 55 has a first type through hole 56 that exposes the first inorganic film 27 in a cross-sectional view.
  • this structure it is possible to form an organic film 60 having a portion in contact with the first inorganic film 27 inside the first type through hole 56 and a portion in contact with the second inorganic film 41 outside the first type through hole 56 . Therefore, by using the first type through-hole 56, it is possible to improve the connection strength of the organic film 60 to the second inorganic film 41, and at the same time, it is possible to extend the path of moisture intrusion.
  • At least one through hole 55 has a second type through hole 57 that exposes the first main surface 3 in a cross-sectional view. According to this structure, it is possible to form the organic film 60 having a portion in contact with the first main surface 3 inside the second type through hole 57 and a portion in contact with the second inorganic film 41 outside the second type through hole 57. Therefore, by using the second type through-hole 57, it is possible to improve the connection strength of the organic film 60 to the second inorganic film 41, and at the same time, it is possible to extend the path of moisture intrusion.
  • the second type through hole 57 may expose the first main surface 3 and the first inorganic film 27 in a cross-sectional view.
  • the organic material has a portion in contact with the first main surface 3 and the first inorganic film 27 inside the second type through hole 57 and a portion in contact with the second inorganic film 41 outside the second type through hole 57.
  • a film 60 can be formed. Therefore, by using the second type through-hole 57, it is possible to improve the connection strength of the organic film 60 to the second inorganic film 41, and at the same time, it is possible to extend the path of moisture intrusion.
  • the first inorganic film 27 has a base through-hole 40 that exposes the first main surface 3.
  • the second inorganic film 41 includes a first portion 51 that covers the first inorganic film 27 outside the base through-hole 40 and a second portion 52 that covers the first main surface 3 inside the base through-hole 40. It is preferable to have. It is preferable that the organic film 60 has a portion that covers the first portion 51 and a portion that covers the second portion 52.
  • an adhesive region having irregularities caused by the base through-holes 40 is formed between the first main surface 3 and the second inorganic film 41 with the first inorganic film 27 interposed therebetween.
  • the connection strength of the second inorganic film 41 to the first inorganic film 27 (first main surface 3) can be improved.
  • peeling of the second inorganic film 41 from the first inorganic film 27 can be suppressed.
  • the uneven adhesive area can extend the path for moisture to enter. As a result, it is possible to prevent moisture from entering the region between the first inorganic film 27 and the second inorganic film 41, thereby suppressing deterioration (including corrosion) caused by moisture.
  • the second portion 52 has a surface located on the first main surface 3 side with respect to the height position of the surface of the first portion 51, and defines a recess portion 53 (step portion) between it and the first portion 51. It is preferable that you do so. According to this structure, an adhesive region having irregularities due to the recess portion 53 and the through hole 55 is formed between the second inorganic film 41 and the organic film 60. Thereby, the connection strength of the organic film 60 to the second inorganic film 41 can be improved by using the recess portion 53 and the through hole 55, and at the same time, the path of moisture intrusion can be extended. It is preferable that the second inorganic film 41 has a thickness less than 1/2 of the width of the base through-hole 40.
  • At least one through hole 55 includes a second type through hole 57 that exposes the wall portion of the base through hole 40 in a cross-sectional view.
  • the organic film 60 is formed which has a portion in contact with the wall of the base through hole 40 inside the second type through hole 57 and a portion in contact with the second inorganic film 41 outside the second type through hole 57. can. Therefore, by utilizing the second type through hole 57 that exposes the wall portion of the base through hole 40, it is possible to improve the connection strength of the organic film 60 to the second inorganic film 41, and at the same time, it is possible to extend the path of moisture intrusion.
  • the semiconductor device 1A may include a plurality of through holes 55. According to this structure, the organic film 60 having a plurality of portions located within the plurality of through holes 55 can be formed. Therefore, by using the plurality of through holes 55, it is possible to improve the connection strength of the organic film 60 to the second inorganic film 41, and at the same time, it is possible to extend the moisture intrusion route.
  • the plurality of through holes 55 may be formed in a stripe shape when viewed from above. According to this structure, it is possible to form the organic film 60 having portions that engage with the second inorganic film 41 in a striped manner through the plurality of through holes 55 .
  • the plurality of through holes 55 may be arranged in a matrix or in a staggered manner at intervals in the first direction X and the second direction Y. According to this structure, the organic film 60 having portions that engage with the second inorganic film 41 in a matrix or staggered manner can be formed through the plurality of through holes 55 .
  • the semiconductor device 1A may include a through hole 55 having a portion extending in the first direction X and a portion extending in the second direction Y. According to this structure, the organic film 60 having a portion extending in the first direction X and a portion extending in the second direction Y can be formed within the through hole 55.
  • the semiconductor device 1A may include a through hole 55 extending in the first direction X and a through hole 55 extending in the second direction Y. According to this structure, the organic film 60 has a portion extending in the first direction X within the through hole 55 extending in the first direction X, and a portion extending in the second direction Y within the through hole 55 extending in the second direction Y. can be formed.
  • the semiconductor device 1A may include a through hole 55 extending in a direction intersecting the first direction X and the second direction Y. According to this structure, it is possible to form an organic film 60 having a portion extending in a direction intersecting the first direction X and the second direction Y within the through hole 55.
  • the first direction X and the second direction Y may be defined by the extending direction of the first to fourth side surfaces 5A to 5D of the chip 2.
  • the first direction X and the second direction Y may be defined by the crystal direction of the SiC single crystal.
  • the first direction X may be the a-axis direction of the SiC single crystal
  • the second direction Y may be the m-axis direction of the SiC single crystal.
  • the first direction X may be the m-axis direction of the SiC single crystal
  • the second direction Y may be the a-axis direction of the SiC single crystal.
  • the semiconductor device 1A may include a gate electrode 30 (first main surface electrode) arranged inward of the first main surface 3. In this case, it is preferable that at least one through hole 55 is formed around the gate electrode 30. According to this structure, it is possible to improve the connection strength of the organic film 60 to the second inorganic film 41 around the gate electrode 30, and at the same time, it is possible to extend the path of moisture intrusion. Thereby, the gate electrode 30 can be protected from external force and moisture.
  • the second inorganic film 41 preferably has a gate covering portion 42 that partially covers the gate electrode 30. Further, it is preferable that the organic film 60 has a portion that covers the gate electrode 30 with the gate covering portion 42 of the second inorganic film 41 interposed therebetween. According to this structure, the gate electrode 30 can be appropriately protected.
  • the gate covering portion 42 may expose the peripheral edge portion (electrode side wall) of the gate electrode 30. According to this structure, peeling of the second inorganic film 41 due to stress generated at the peripheral edge of the gate electrode 30 can be suppressed. In this structure, it is preferable that the organic film 60 covers the peripheral edge of the gate electrode 30.
  • the organic film 60 has softer physical properties than the second inorganic film 41. That is, the elastic modulus of the organic film 60 is smaller than the elastic modulus of the second inorganic film 41. Therefore, even if the organic film 60 covers the gate electrode 30, peeling of the organic film 60 due to stress generated in the gate electrode 30 is suppressed. Thereby, the gate electrode 30 can be appropriately protected by the organic film 60.
  • the gate electrode 30 may cover 25% or less of the first main surface 3 in plan view.
  • the semiconductor device 1A may include a source electrode 32 (second main surface electrode) arranged inward of the first main surface 3. In this case, it is preferable that at least one through hole 55 be formed around the source electrode 32. According to this structure, it is possible to improve the connection strength of the organic film 60 to the second inorganic film 41 around the source electrode 32, and at the same time, it is possible to extend the path of moisture intrusion. Thereby, the source electrode 32 can be protected from external force and moisture.
  • the second inorganic film 41 preferably has a source covering portion 43 that partially covers the source electrode 32.
  • the organic film 60 preferably has a portion that covers the source electrode 32 with the source covering portion 43 of the second inorganic film 41 interposed therebetween. According to this structure, the source electrode 32 can be appropriately protected.
  • the source covering portion 43 may expose the peripheral edge portion (electrode side wall) of the source electrode 32. According to this structure, peeling of the second inorganic film 41 due to stress generated at the peripheral edge of the source electrode 32 can be suppressed.
  • the organic film 60 covers the peripheral portion of the source electrode 32. According to this structure, the source electrode 32 can be appropriately protected by the organic film 60.
  • the source electrode 32 may cover 50% or more of the first main surface 3 in plan view.
  • the second inorganic film 41 has an outer covering part 44 that covers the first inorganic film 27 at the peripheral edge of the first main surface 3.
  • the through hole 55 is preferably formed in the outer covering portion 44 of the second inorganic film 41.
  • the organic film 60 covers the gate covering part 42, the source covering part 43, and the outer covering part 44 of the second inorganic film 41.
  • the outer covering portion 44 is not coated with metal. According to this structure, it is possible to reliably prevent the outer covering portion 44 from peeling off due to stress generated in the metal.
  • the gate electrode 30 (source electrode 32) is preferably thicker than the first inorganic film 27.
  • the second inorganic film 41 is preferably thinner than the gate electrode 30 (source electrode 32). It is preferable that the organic film 60 is thinner than the chip 2. It is preferable that the organic film 60 is thicker than the second inorganic film 41. It is preferable that the organic film 60 is thicker than the gate electrode 30 (source electrode 32).
  • the one or more through holes 55 are preferably formed in the second inorganic film 41 so as to surround the gate electrode 30 and the source electrode 32 in a plan view. That is, it is preferable that the one or more through holes 55 be formed in the second inorganic film 41 so as to surround the inner part of the first main surface 3 in plan view.
  • the semiconductor device 1A may include a mesa portion 11 defined on the first main surface 3.
  • the mesa portion 11 is an active surface 8 (first surface portion) formed on the inner side of the first main surface 3, and is formed on the peripheral edge of the first main surface 3 so as to be recessed from the active surface 8 in the thickness direction of the chip 2.
  • the first main surface 3 is defined by an outer surface 9 (second surface portion) having a flat surface and first to fourth connection surfaces 10A to 10D (connection surface portions) that connect the active surface 8 and the outer surface 9.
  • the first inorganic film 27 has a portion that covers the outer surface 9.
  • the second inorganic film 41 has a portion that covers the first inorganic film 27 on the outer surface 9 side.
  • the through hole 55 has a portion that covers the second inorganic film 41 on the outer surface 9 side.
  • the organic film 60 fills the through hole 55 and covers the second inorganic film 41 on the outer surface 9 side. According to this structure, it is possible to improve the connection strength of the organic film 60 to the second inorganic film 41 on the outer surface 9 which is recessed in the thickness direction relative to the active surface 8, and at the same time, it is possible to extend the path of moisture intrusion.
  • the semiconductor device 1A may include a sidewall structure 26 covering at least one of the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
  • the first inorganic film 27 may cover the sidewall structure 26.
  • the second inorganic film 41 (outer coating portion 44) be formed with a space therebetween from the sidewall structure 26.
  • the organic film 60 may cover the sidewall structure 26 with the first inorganic film 27 interposed therebetween.
  • the second inorganic film 41 includes an insulator different from that of the first inorganic film 27.
  • the first inorganic film 27 includes an oxide film.
  • the second inorganic film 41 preferably includes a nitride film.
  • the organic film 60 includes a photosensitive resin film.
  • the chip 2 includes a single crystal of a wide bandgap semiconductor.
  • Single crystal wide bandgap semiconductors are effective in improving electrical characteristics.
  • the chip 2 may have a first main surface 3 having an area of 1 mm square or more in plan view.
  • the chip 2 may have a thickness of 200 ⁇ m or less. It is preferable that the chip 2 has a thickness of 150 ⁇ m or less in cross-sectional view.
  • a relatively thin chip 2 having a thickness of 200 ⁇ m or less is easily deformed by stress. In this regard, according to the structure of the semiconductor device 1A, even when the chip 2 is deformed due to stress, separation of the organic film 60 from the second inorganic film 41 can be suppressed.
  • the semiconductor device 1A includes a drain electrode 68 (third main surface electrode) that covers the second main surface 4 of the chip 2.
  • the drain electrode 68 forms a potential difference (eg, 500 V or more and 3000 V or less) with the source electrode 32 via the chip 2 .
  • the distance between the source electrode 32 and the drain electrode 68 is shortened, which increases the risk of a discharge phenomenon between the periphery of the first main surface 3 and the source electrode 32.
  • the distance between the source electrode 32 and the drain electrode 68 can be increased by the through holes 55. Therefore, the insulation between the source electrode 32 and the drain electrode 68 can be improved, and discharge phenomena can be suppressed.
  • FIG. 9 is a diagram corresponding to FIG. 7 and showing a semiconductor device 1B according to the second embodiment.
  • semiconductor device 1B has a modified form of semiconductor device 1A.
  • the semiconductor device 1B includes a base through-hole 40 formed in the first inorganic film 27 so as to be continuous with the periphery of the outer side surface 9 (first to fourth side surfaces 5A to 5D).
  • the base through-hole 40 is formed closer to the peripheral edge of the outer surface 9 than the plurality of field regions 21, as in the first embodiment.
  • the base through-hole 40 is formed in an annular shape (specifically, a square annular shape) extending along the periphery of the outer surface 9 (first to fourth side surfaces 5A to 5D), and exposes the periphery of the outer surface 9. .
  • the outer covering portion 44 of the second inorganic film 41 is drawn out from above the first inorganic film 27 into the base through-hole 40 and covers the peripheral edge of the outer surface 9 within the base through-hole 40.
  • the second inorganic film 41 includes a first portion 51 that covers the first inorganic film 27 and a second portion 52 that covers the outer surface 9, as in the first embodiment.
  • the outer covering portion 44 is a dicing street that is formed within the base through-hole 40 and spaced inward from the periphery of the outer surface 9 (first to fourth side surfaces 5A to 5D), and exposes the periphery of the outer surface 9. It is divided into 50 areas.
  • a single or plural through-holes 55 may be formed in either or both of the first portion 51 of the second inorganic film 41 and the second portion 52 of the second inorganic film 41. That is, the single or plural through-holes 55 may have either one or both of the first-type through-hole 56 and the second-type through-hole 57 in cross-sectional view.
  • the single or multiple through holes 55 may be formed only in the first portion 51 and not in the second portion 52. Further, the single or plural through holes 55 may be formed only in the second portion 52 and not in the first portion 51. Otherwise, the layout of the single or plural through holes 55 is the same as that of the first embodiment, so a description of the layout will be omitted.
  • FIG. 10 is a diagram corresponding to FIG. 7 and showing a semiconductor device 1C according to the third embodiment.
  • semiconductor device 1C has a modified form of semiconductor device 1A.
  • the semiconductor device 1C includes an upper through-hole 70 that exposes the entire area of the base through-hole 40 of the first inorganic film 27 in plan view and cross-sectional view.
  • the upper through hole 70 forms a second type through hole 57 in cross-sectional view.
  • the upper through hole 70 is formed by removing the second portion 52 of the outer covering portion 44 in the semiconductor device 1A. Therefore, the outer covering portion 44 has only the first portion 51 that covers the first inorganic film 27 and does not have the second portion 52 located inside the base through-hole 40.
  • the upper through hole 70 may be formed in an annular shape (specifically, a square annular shape) surrounding the active surface 8 in a plan view.
  • the semiconductor device 1C may include a single through hole 55 consisting of the upper through hole 70 (second type through hole 57).
  • the semiconductor device 1C may include a single or plural through holes 55 including the first type through hole 56 in addition to the upper through hole 70 (second type through hole 57).
  • the layout of the through holes 55 other than the upper through hole 70 is arbitrary.
  • at least one of the plurality of layouts (for example, the first to 20th layout examples) of the through holes 55 described in the first embodiment may be applied as the layout of the through holes 55 other than the upper through hole 70. .
  • the organic film 60 enters the first type through hole 56 from above the second inorganic film 41 and is in contact with the first inorganic film 27 inside the first type through hole 56 .
  • the organic film 60 enters the upper through hole 70 (second type through hole 57) from above the second inorganic film 41, and enters the base through hole 40 from above the first inorganic film 27 in the upper through hole 70.
  • the organic film 60 is in contact with the outer surface 9 and the first inorganic film 27 within the base through-hole 40 .
  • the upper through hole 70 that exposes the entire area of the base through hole 40 may be applied to the semiconductor device 1B according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram corresponding to FIG. 7 and showing a semiconductor device 1D according to the fourth embodiment.
  • semiconductor device 1D has a modified form of semiconductor device 1A. Specifically, the semiconductor device 1D does not have the base through hole 40 in the first inorganic film 27.
  • the single or multiple through holes 55 expose only the first inorganic film 27 and do not expose the outer surface 9. Furthermore, the single or plurality of through holes 55 include only the first type through hole 56 that exposes the first inorganic film 27 in cross-sectional view, and do not include the second type through hole 57 that exposes the outer surface 9. Since the layout of the single or plural through holes 55 is the same as that of the first embodiment, a description of the layout will be omitted.
  • the organic film 60 enters the single or multiple through holes 55 (first type through holes 56) from above the second inorganic film 41.
  • the organic film 60 contacts only the first inorganic film 27 and the second inorganic film 41 within the single or plural through-holes 55 and does not contact the outer surface 9 .
  • FIG. 12 is a diagram corresponding to FIG. 7 and showing a semiconductor device 1E according to the fifth embodiment.
  • semiconductor device 1E has a modified form of semiconductor device 1A.
  • the semiconductor device 1E includes a single or multiple base through-holes 40, as in the first embodiment.
  • FIG. 12 shows an example in which a plurality of base through-holes 40 are formed.
  • the outer covering portion 44 is formed at a distance from the base through-hole 40 toward the active surface 8 so as to expose the base through-hole 40 .
  • the outer covering portion 44 is arranged in a region between the source wiring 37 and the underlying through hole 40, and overlaps the plurality of field regions 21 with the first inorganic film 27 in between.
  • the single or multiple through holes 55 expose only the first inorganic film 27 and do not expose the outer surface 9. That is, the single or plural through holes 55 include only the first type through hole 56 that exposes the first inorganic film 27 in cross-sectional view, and do not include the second type through hole 57 that exposes the outer surface 9. Since the layout of the single or plural through holes 55 is the same as that of the first embodiment, a description of the layout will be omitted.
  • the organic film 60 covers the first inorganic film 27 by filling all the base through-holes 40 on the outer surface 9 side (the peripheral edge side of the first main surface 3).
  • the organic film 60 has a single or a plurality of base anchor portions 75 located within a single or a plurality of base through-holes 40 .
  • the plurality of base anchor portions 75 have a layout that matches the layout of the single or plural base through-holes 40 .
  • the connection area of the organic film 60 to the first inorganic film 27 is increased by the base anchor portion 75 .
  • the organic film 60 fills all the through holes 55 (single or multiple through holes 55) on the outer surface 9 side (peripheral side of the first main surface 3) and covers the second inorganic film 41. There is. Thereby, the organic film 60 has a single or multiple anchor portions 65 located within the single or multiple through holes 55 .
  • the single or multiple anchor portions 65 have a layout that matches the layout of the single or multiple through holes 55 .
  • the connection area of the organic film 60 to the second inorganic film 41 is increased by the anchor portion 65 .
  • the semiconductor device 1E includes the chip 2, the first inorganic film 27 (inorganic film), the base through hole 40 (through hole 55), and the organic film 60.
  • the chip 2 has a first main surface 3 .
  • the first inorganic film 27 includes an insulator and covers the first main surface 3.
  • the base through-hole 40 is formed in the first inorganic film 27 .
  • the organic film 60 fills the base through-hole 40 and covers the first inorganic film 27 .
  • an adhesive region having irregularities due to the through holes 55 is formed between the first inorganic film 27 and the organic film 60.
  • the connection strength of the organic film 60 to the first inorganic film 27 can be improved.
  • stress is generated in the first inorganic film 27 or the organic film 60, peeling of the organic film 60 from the first inorganic film 27 can be suppressed.
  • the uneven adhesive area can extend the path for moisture (moisture) to enter. As a result, it is possible to prevent moisture from entering the region between the first inorganic film 27 and the organic film 60, thereby suppressing deterioration (including corrosion) caused by moisture. Therefore, it is possible to provide a semiconductor device 1E with improved reliability.
  • the base through-hole 40 exposes the first main surface 3. According to this structure, it is possible to form the organic film 60 having a portion in contact with the first main surface 3 inside the base through-hole 40 and a portion in contact with the first inorganic film 27 outside the base through-hole 40 .
  • the first inorganic film 27 is preferably made of a silicon oxide film (oxide film). According to this structure, between the silicon oxide film and the organic film 60, the effect of improving the connection strength and the effect of suppressing moisture intrusion can be obtained.
  • the semiconductor device 1E may include a plurality of base through holes 40. According to this structure, it is possible to form the organic film 60 having a plurality of portions located within the plurality of base through-holes 40. Therefore, by utilizing the plurality of base through-holes 40, it is possible to improve the connection strength of the organic film 60 to the first inorganic film 27, and at the same time, it is possible to extend the path of moisture intrusion.
  • the plurality of base through-holes 40 may be formed in a stripe shape when viewed from above. According to this structure, it is possible to form the organic film 60 having portions that engage with the first inorganic film 27 in a striped manner through the plurality of base through-holes 40 .
  • the plurality of base through-holes 40 may be arranged in rows and columns or in a staggered manner at intervals in the first direction X and the second direction Y. According to this structure, the organic film 60 having portions that engage with the first inorganic film 27 in a matrix or staggered manner can be formed through the plurality of base through-holes 40 .
  • the semiconductor device 1E may include a base through-hole 40 having a portion extending in the first direction X and a portion extending in the second direction Y. According to this structure, it is possible to form the organic film 60 having a portion extending in the first direction X and a portion extending in the second direction Y within the base through-hole 40.
  • the semiconductor device 1E may include a base through-hole 40 extending in the first direction X and a base through-hole 40 extending in the second direction Y. According to this structure, the organic material has a portion extending in the first direction X in the base through-hole 40 extending in the first direction A film 60 can be formed.
  • the semiconductor device 1E may include a base through-hole 40 extending in a direction intersecting the first direction X and the second direction Y. According to this structure, it is possible to form the organic film 60 having a portion extending in a direction intersecting the first direction X and the second direction Y within the base through-hole 40.
  • the first direction X and the second direction Y may be defined by the extending direction of the first to fourth side surfaces 5A to 5D of the chip 2.
  • the first direction X and the second direction Y may be defined by the crystal direction of the SiC single crystal.
  • the first direction X may be the a-axis direction of the SiC single crystal
  • the second direction Y may be the m-axis direction of the SiC single crystal.
  • the first direction X may be the m-axis direction of the SiC single crystal
  • the second direction Y may be the a-axis direction of the SiC single crystal.
  • the semiconductor device 1E includes a second inorganic film 41 disposed on the first inorganic film 27 so as to expose the base through-hole 40.
  • the organic film 60 covers the second inorganic film 41. According to this structure, peeling of the organic film 60 from the first inorganic film 27 can be suppressed, and therefore peeling of the organic film 60 from the second inorganic film 41 can also be suppressed. Thereby, the first inorganic film 27, the second inorganic film 41, and the organic film 60 can suppress moisture from entering.
  • the second inorganic film 41 includes an insulator different from that of the first inorganic film 27.
  • the second inorganic film 41 is preferably made of a silicon nitride film (nitride film).
  • the second inorganic film 41 may be arranged closer to the inner side of the first main surface 3 than the base through-hole 40 so as to expose the base through-hole 40 .
  • the semiconductor device 1E may include a through hole 55 formed in the second inorganic film 41.
  • the organic film 60 fills the through hole 55 and covers the second inorganic film 41 .
  • an adhesive region having irregularities caused by the through holes 55 is also formed between the second inorganic film 41 and the organic film 60. Therefore, by using the base through-holes 40 and the through-holes 55, it is possible to improve the connection strength of the organic film 60 to the first inorganic film 27 and the second inorganic film 41, and at the same time, it is possible to extend the moisture intrusion route.
  • the through hole 55 exposes the first inorganic film 27. According to this structure, it is possible to form an organic film 60 having a portion in contact with the first inorganic film 27 inside the through hole 55 and a portion in contact with the second inorganic film 41 outside the through hole 55. Therefore, by using the through holes 55 that expose the first inorganic film 27, it is possible to improve the connection strength of the organic film 60 to the second inorganic film 41, and at the same time, it is possible to extend the path of moisture intrusion.
  • FIG. 13 is a diagram corresponding to FIG. 7 and showing a semiconductor device 1F according to the sixth embodiment.
  • semiconductor device 1F has a modified form of semiconductor device 1E. Specifically, the semiconductor device 1F does not have the through hole 55 in the second inorganic film 41.
  • FIG. 14 is a diagram corresponding to FIG. 7 and showing a semiconductor device 1G according to the seventh embodiment.
  • a semiconductor device 1G has a modified form of a semiconductor device 1E.
  • the semiconductor device 1G includes a second inorganic film 41 that has a gate covering portion 42 and a source covering portion 43, but does not have an outer covering portion 44.
  • the semiconductor device 1G does not need to have the second inorganic film 41.
  • FIG. 15 is a diagram corresponding to FIG. 2 and showing a semiconductor device 1H according to the eighth embodiment.
  • FIG. 16 is a plan view showing a layout example of the second inorganic film 41 shown in FIG. 15.
  • FIG. 17 is an enlarged sectional view showing the peripheral portion of the chip 2 shown in FIG. 15.
  • semiconductor device 1H has a modified form of semiconductor device 1A.
  • the semiconductor device 1H includes a second inorganic film 41 that integrally has a gate covering portion 42, a source covering portion 43, and an outer covering portion 44.
  • the second inorganic film 41 includes the peripheral edge of the gate electrode 30 (electrode side wall), the peripheral edge of the source electrode 32 (electrode side wall), the entire area of the plurality of gate wirings 36A and 36B, and the entire area of the source wiring 37. is covered.
  • the second inorganic film 41 has a gate opening 45 that exposes the inner part of the gate electrode 30 and a source opening 46 that exposes the inner part of the source electrode 32, as in the first embodiment. .
  • the outer covering portion 44 is a portion of the second inorganic film 41 located directly above the outer surface 9. More specifically, the outer covering portion 44 is a portion of the second inorganic film 41 that covers a region between the periphery of the outer surface 9 and the source wiring 37.
  • Single or multiple through holes 55 are formed in the outer covering portion 44 as in the first embodiment. That is, the single or multiple through holes 55 are formed only in the region on the outer surface 9 side, and not in the region on the active surface 8 side. Since the layout of the single or plural through holes 55 is the same as that of the first embodiment, a description of the layout will be omitted.
  • the organic film 60 covers the peripheral edge of the gate electrode 30 (electrode side wall), the peripheral edge of the source electrode 32 (electrode side wall), the entire area of the plurality of gate wirings 36A and 36B, and the source with the second inorganic film 41 in between.
  • the entire area of the wiring 37 is covered.
  • the other structure of the organic film 60 is the same as that in the first embodiment, so a description of the other structure of the organic film 60 will be omitted.
  • the second inorganic film 41 that integrally includes the gate covering portion 42, the source covering portion 43, and the outer covering portion 44 may be applied to the semiconductor devices 1B to 1G according to the second to seventh embodiments.
  • FIG. 18 is a plan view showing a semiconductor device 1I according to the ninth embodiment.
  • FIG. 19 is a sectional view taken along the line XIX-XIX shown in FIG. 18.
  • FIG. 20 is a plan view showing an example of the layout of the first polar electrode 84.
  • FIG. 21 is a plan view showing an example of the layout of the second inorganic film 41.
  • FIG. 22 is an enlarged cross-sectional view showing the peripheral portion of the chip 2. As shown in FIG.
  • a semiconductor device 1I includes the chip 2 described above.
  • the chip 2 does not have the mesa portion 11 and includes a flat first main surface 3. That is, the semiconductor device 1I does not have the first to fourth connection surfaces 10A to 10D and includes an outer surface 9 located on the same plane as the active surface 8.
  • the semiconductor device 1I includes an SBD (Schottky Barrier Diode) structure 80 as an example of a device structure formed on the active surface 8.
  • the semiconductor device 1I includes an n-type diode region 81 formed on the active surface 8.
  • the diode region 81 is formed using a part of the first semiconductor region 6.
  • the semiconductor device 1I includes a p-type guard region 82 that partitions the active surface 8 from the outer surface 9 on the first main surface 3.
  • the guard region 82 is formed in the surface layer portion of the first semiconductor region 6 at a distance inward from the periphery of the first main surface 3 and partitions the diode region 81 from the outer surface 9 .
  • the guard region 82 is formed in an annular shape (in this embodiment, a square annular shape) surrounding the diode region 81 in plan view.
  • the guard region 82 has an inner edge on the diode region 81 side and an outer edge on the peripheral edge side of the first main surface 3 .
  • the semiconductor device 1I includes the above-described first inorganic film 27 that selectively covers the first main surface 3.
  • the first inorganic film 27 has an opening 83 that exposes the inner edges of the diode region 81 and the guard region 82 on the active surface 8 side.
  • the first inorganic film 27 covers the outer surface 9 (the peripheral edge of the first main surface 3). In this form, the first inorganic film 27 is continuous with the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
  • the outer wall of the first inorganic film 27 may be made of a ground surface having grinding marks.
  • the outer wall of the first inorganic film 27 may form one ground surface with the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
  • the outer wall of the first inorganic film 27 may be made of a smooth surface without any grinding marks.
  • the outer wall of the first inorganic film 27 may be formed at a distance inward from the periphery of the first main surface 3, and the first semiconductor region 6 may be exposed from the outer surface 9.
  • the semiconductor device 1I includes a first polar electrode 84 (main surface electrode) arranged on the first main surface 3.
  • the first polar electrode 84 is an "anode electrode" in this form.
  • the first polar electrode 84 is spaced inward from the periphery of the first main surface 3 .
  • the first polar electrode 84 is formed in a rectangular shape along the periphery of the first main surface 3 in plan view.
  • the first polar electrode 84 enters the opening 83 from above the first inorganic film 27 and is electrically connected to the first main surface 3 and the inner edge of the guard region 82 .
  • the first polar electrode 84 forms a Schottky junction with the diode region 81 (first semiconductor region 6). As a result, an SBD structure 80 is formed.
  • the planar area of the first polar electrode 84 is preferably 50% or more of the first main surface 3. It is particularly preferable that the planar area of the first polar electrode 84 is 75% or more of the first main surface 3.
  • the first polar electrode 84 may have a thickness of 0.5 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
  • the first polar electrode 84 is preferably thicker than the first inorganic film 27 .
  • the first polar electrode 84 may have a laminated structure including a Ti-based metal film and an Al-based metal film.
  • the Ti-based metal film may have a single-layer structure made of a Ti film or a TiN film.
  • the Ti-based metal film may have a laminated structure including a Ti film and a TiN film in any order.
  • the Al-based metal film is preferably thicker than the Ti-based metal film.
  • the Al-based metal film may include at least one of a pure Al film (an Al film with a purity of 99% or more), an AlCu alloy film, an AlSi alloy film, and an AlSiCu alloy film.
  • the semiconductor device 1I has at least one (single or plural) base through-hole 40 formed in the first inorganic film 27 in a portion covering the outer surface 9 (periphery of the first main surface 3). include.
  • the single or plural base through-holes 40 are formed at intervals from the guard region 82 and the periphery of the outer surface 9 in a plan view, and expose the outer surface 9.
  • the base through-hole 40 is formed at a distance from the periphery of the first polar electrode 84 and the periphery of the first main surface 3 in plan view. That is, the single or plural base through-holes 40 are formed around the first polar electrode 84. It is preferable that the opening edge portion of the base through-hole 40 is formed in a curved shape. Since the layout of the single or plural base through-holes 40 is the same as that in the first embodiment, a description of the layout will be omitted.
  • the semiconductor device 1I includes the aforementioned second inorganic film 41 that selectively covers the first inorganic film 27 and the first polar electrode 84.
  • the second inorganic film 41 includes an electrode covering portion 85 and an outer covering portion 44 .
  • the electrode covering portion 85 covers only the first polar electrode 84 and exposes the first inorganic film 27.
  • the electrode covering part 85 is arranged on the first polar electrode 84 with a space inward from the peripheral edge of the first polar electrode 84, and exposes the peripheral edge of the first polar electrode 84.
  • the electrode covering portion 85 exposes the electrode side wall of the first polar electrode 84.
  • the electrode covering part 85 is formed in a band shape extending along the peripheral edge of the first polar electrode 84 in plan view, and defines a contact opening 86 that exposes the inner part of the first polar electrode 84.
  • the contact opening 86 is formed into a rectangular shape in plan view.
  • the outer covering portion 44 covers the first inorganic film 27 on the outer surface 9 (periphery of the first main surface 3). In this form, the outer covering portion 44 covers the first inorganic film 27 at a distance from the periphery of the first main surface 3 (first to fourth connection surfaces 10A to 10D) and the periphery of the first polar electrode 84. ing. In other words, the outer covering portion 44 does not cover metal (electrode).
  • the outer covering part 44 defines an exposed part 87 (removed part) that exposes the peripheral part (electrode side wall) of the first polar electrode 84 in a region between the electrode covering part 85 and the outer covering part 44.
  • the outer covering portion 44 is formed in a band shape extending along the periphery of the first main surface 3 in plan view.
  • the outer covering portion 44 is formed into a ring shape (specifically, a square ring shape) surrounding the active surface 8 (specifically, the first polar electrode 84) in plan view.
  • the outer covering portion 44 has an inner edge on the active surface 8 side and an outer edge on the peripheral edge side of the outer surface 9.
  • the inner edge of the outer covering part 44 is located closer to the edge of the first main surface 3 than the edge of the first polar electrode 84 and exposes the first inorganic film 27 from between it and the first polar electrode 84.
  • the outer edge portion of the outer covering portion 44 is formed to be spaced inward from the periphery of the first main surface 3 , and defines a dicing street 50 between the outer edge portion and the periphery of the first main surface 3 .
  • the outer covering portion 44 enters into the base through-hole 40 from above the first inorganic film 27 and is directly connected to the outer surface 9 (the peripheral edge of the first main surface 3) within the base through-hole 40.
  • the outer covering portion 44 has a width larger than the width of the base through-hole 40.
  • the outer covering part 44 enters into the base through-hole 40 from above the first inorganic film 27 through the inner wall of the base through-hole 40 and onto the first inorganic film 27 through the outer wall of the base through-hole 40. It's being pulled out. Thereby, the outer covering part 44 covers both the inner wall part and the outer wall part of the base through-hole 40.
  • the outer covering portion 44 includes a first portion 51 and a second portion 52.
  • the first portion 51 is a portion that covers the first inorganic film 27 outside the base through-hole 40 .
  • the first portion 51 has a surface located on the outer surface 9 side with respect to the active surface 8 .
  • the second portion 52 is a portion that covers the outer surface 9 within the base through-hole 40 .
  • the second portion 52 has a surface located on the outer surface 9 side with respect to the surface of the first portion 51.
  • the second portion 52 and the first portion 51 define a recess portion 53 (step portion) that is recessed toward the outer surface 9 side.
  • the semiconductor device 1I includes at least one (that is, single or multiple) through hole 55 formed in the outer covering portion 44 (second inorganic film 41).
  • the single or plural through holes 55 are formed at intervals from the periphery of the first polar electrode 84 and the periphery of the first main surface 3 in plan view. Otherwise, the layout of the single or plural through holes 55 is the same as that of the first embodiment, so a description of the layout will be omitted.
  • the semiconductor device 1I includes the above-described organic film 60 covering the second inorganic film 41.
  • the organic film 60 fills the exposed portion 87 of the second inorganic film 41 and covers the electrode covering portion 85 and the outer covering portion 44 of the second inorganic film 41 .
  • the organic film 60 covers the peripheral edge portion (electrode side wall) of the first polar electrode 84 in the exposed portion 87 .
  • a portion of the organic film 60 that covers the first polar electrode 84 defines a pad opening 88 that exposes the inner part of the first polar electrode 84.
  • the pad opening 88 is formed in a rectangular shape in plan view and communicates with the contact opening 86.
  • the pad opening 88 may expose the inner edge of the electrode covering portion 85.
  • the organic film 60 may cover the entire area of the electrode covering portion 85.
  • the organic film 60 fills all the through holes 55 (single or multiple through holes 55) on the outer surface 9 side (peripheral side of the first main surface 3) and covers the outer coating portion 44 of the second inorganic film 41. Covered. Thereby, the organic film 60 has a single or multiple anchor portions 65 located within the single or multiple through holes 55 .
  • the single or multiple anchor portions 65 have a layout that matches the layout of the single or multiple through holes 55 .
  • the connection area of the organic film 60 to the second inorganic film 41 (outer coating part 44) is increased by the anchor part 65.
  • the organic film 60 is formed in the first type through hole 56 through the first inorganic film 27 and the outer coating part. It has a first type anchor portion 66 that is in contact with 44.
  • the organic film 60 exposes the outer surface 9 ( It has a second type anchor part 67 that is in contact with the first main surface 3 ) and the outer covering part 44 .
  • the second type through hole 57 exposes the outer surface 9 (first main surface 3), the wall of the base through hole 40, and the first inorganic film 27, the second type anchor part 67 Inside 57 , it contacts the outer surface 9 (first principal surface 3 ), the wall of the base through-hole 40 , the first inorganic film 27 , and the outer covering portion 44 .
  • the second type through hole 57 exposes the inner wall part, the outer surface 9 (first main surface 3), and the outer wall part of the base through hole 40
  • the second type anchor part 67 is inserted into the base through hole. 40 , the outer surface 9 (first main surface 3 ), and the outer wall of the base through-hole 40 .
  • the second type anchor portion 67 is connected to the outer surface 9 within the base through-hole 40 and at the same time engages with the stepped portion between the outer surface 9 (first main surface 3) and the first inorganic film 27.
  • the organic film 60 covers the first portion 51 and the second portion 52 of the outer covering portion 44 and covers the recess portion 53 defined by the first portion 51 and the second portion 52. That is, the organic film 60 enters the first type through hole 56 from above the first portion 51 and covers the first inorganic film 27 within the first type through hole 56 . Further, the organic film 60 enters the recess portion 53 from above the first portion 51 and covers the second portion 52 within the recess portion 53 .
  • the organic film 60 enters into the base through hole 40 (second type through hole 57) from above the second portion 52 in the recessed portion 53, and exits inside the base through hole 40 (second type through hole 57).
  • the side surface 9 and the first inorganic film 27 are coated.
  • the connection area of the organic film 60 to the second inorganic film 41 (outer coating portion 44) is also increased by the recess portion 53. In this form, the connection area is increased by the stepped structure formed by the base through hole 40, the recessed portion 53, and the second type through hole 57.
  • the outer edge of the organic film 60 is spaced inward from the periphery of the outer surface 9 and defines a dicing street 50 between it and the periphery of the outer surface 9 .
  • the outer edge of the organic film 60 exposes the outer edge of the second inorganic film 41.
  • the organic film 60 and the second inorganic film 41 define the dicing streets 50.
  • the organic film 60 may cover the entire outer edge of the second inorganic film 41.
  • the semiconductor device 1I includes a second polar electrode 89 (second main surface electrode) that covers the second main surface 4.
  • the second polar electrode 89 is a "cathode electrode” in this form.
  • the second polar electrode 89 is electrically connected to the second main surface 4 .
  • the second polar electrode 89 forms an ohmic contact with the second semiconductor region 7 exposed from the second main surface 4 .
  • the second polarity electrode 89 may cover the entire second main surface 4 so as to be continuous with the periphery of the chip 2 (first to fourth side surfaces 5A to 5D).
  • the second polar electrode 89 may cover the second main surface 4 at a distance inward from the periphery of the chip 2.
  • the second polar electrode 89 is configured such that a voltage of 500 V or more and 3000 V or less is applied between it and the first polar electrode 84 . That is, the chip 2 is formed so that a voltage of 500 V or more and 3000 V or less is applied between the first main surface 3 and the second main surface 4.
  • the semiconductor device 1I includes the chip 2, the second inorganic film 41 (inorganic film), the through hole 55, and the organic film 60.
  • the chip 2 has a first main surface 3 .
  • the second inorganic film 41 includes an insulator and covers the peripheral edge of the first main surface 3 .
  • the through hole 55 is formed in the second inorganic film 41 .
  • the organic film 60 fills the through hole 55 and covers the second inorganic film 41 .
  • an adhesive region having irregularities due to the through holes 55 is formed between the second inorganic film 41 and the organic film 60.
  • the connection strength of the organic film 60 to the second inorganic film 41 can be improved.
  • stress is generated in the second inorganic film 41 or the organic film 60, peeling of the organic film 60 from the second inorganic film 41 can be suppressed.
  • the uneven adhesive area can extend the path for moisture (moisture) to enter. As a result, it is possible to prevent moisture from entering the region between the second inorganic film 41 and the organic film 60, thereby suppressing deterioration (including corrosion) caused by moisture. Therefore, it is possible to provide a semiconductor device 1I with improved reliability.
  • the semiconductor device 1I includes a chip 2, a first inorganic film 27, a second inorganic film 41, at least one through hole 55, and an organic film 60.
  • the chip 2 has a first main surface 3 .
  • the first inorganic film 27 includes an insulator and covers the first main surface 3.
  • the second inorganic film 41 includes an insulator and covers the first inorganic film 27 .
  • the through hole 55 is formed in the second inorganic film 41 .
  • the organic film 60 fills the through hole 55 and covers the second inorganic film 41 .
  • an adhesive region having irregularities due to the through holes 55 is formed between the second inorganic film 41 and the organic film 60.
  • the connection strength of the organic film 60 to the second inorganic film 41 can be improved.
  • stress is generated in the second inorganic film 41 or the organic film 60, peeling of the organic film 60 from the second inorganic film 41 can be suppressed.
  • the uneven adhesive area can extend the path for moisture to enter. As a result, it is possible to prevent moisture from entering the region between the second inorganic film 41 and the organic film 60, thereby suppressing deterioration caused by moisture. Therefore, it is possible to provide a semiconductor device 1A with improved reliability. In this way, the semiconductor device 1I provides the same effects as the semiconductor device 1A according to the first embodiment.
  • FIG. 23 corresponds to FIG. 22 and is a diagram showing a semiconductor device 1J according to the tenth embodiment.
  • semiconductor device 1J has a modified form of semiconductor device 1I.
  • the semiconductor device 1J includes a base through-hole 40 formed in the first inorganic film 27 so as to be continuous with the periphery of the outer side surface 9 (first to fourth side surfaces 5A to 5D).
  • the base through-hole 40 is formed closer to the periphery of the outer surface 9 than the guard region 82 (first polarity electrode 84), as in the ninth embodiment.
  • the base through-hole 40 is formed in an annular shape (specifically, a square annular shape) extending along the periphery of the outer surface 9 (first to fourth side surfaces 5A to 5D), and exposes the periphery of the outer surface 9. .
  • the outer covering portion 44 of the second inorganic film 41 is drawn out from above the first inorganic film 27 into the base through-hole 40 and covers the peripheral edge of the outer surface 9 within the base through-hole 40.
  • the second inorganic film 41 includes a first portion 51 that covers the first inorganic film 27 and a second portion 52 that covers the outer surface 9, as in the ninth embodiment.
  • the outer covering portion 44 is a dicing street that is formed within the base through-hole 40 and spaced inward from the periphery of the outer surface 9 (first to fourth side surfaces 5A to 5D), and exposes the periphery of the outer surface 9. It is divided into 50 areas.
  • a single or plural through-holes 55 may be formed in either or both of the first portion 51 of the second inorganic film 41 and the second portion 52 of the second inorganic film 41. That is, the single or plural through-holes 55 may have either one or both of the first-type through-hole 56 and the second-type through-hole 57 in cross-sectional view.
  • the single or multiple through holes 55 may be formed only in the first portion 51 and not in the second portion 52. Further, the single or plural through holes 55 may be formed only in the second portion 52 and not in the first portion 51. Since the layout of the single or plural through holes 55 is the same as that of the ninth embodiment (first embodiment), a description of the layout will be omitted.
  • FIG. 24 corresponds to FIG. 22 and is a diagram showing a semiconductor device 1K according to the eleventh embodiment.
  • a semiconductor device 1K has a modified form of a semiconductor device 1I.
  • the semiconductor device 1K includes an upper through hole 70 (second type through hole 57) that exposes the entire area of the base through hole 40 of the first inorganic film 27 in plan view and cross sectional view.
  • the upper through hole 70 is formed by removing the second portion 52 of the outer covering portion 44 in the semiconductor device 1I. Therefore, the side covering portion has only the first portion 51 that covers the first inorganic film 27 and does not have the second portion 52 located inside the base through-hole 40.
  • the upper through hole 70 may be formed in an annular shape (specifically, a square annular shape) surrounding the active surface 8 in a plan view.
  • the semiconductor device 1K may include a single through hole 55 consisting of the upper through hole 70 (second type through hole 57).
  • the semiconductor device 1K may include a single or plural through-holes 55 including the first-type through-hole 56 in addition to the upper-side through-hole 70 (second-type through-hole 57).
  • the layout of the through holes 55 other than the upper through hole 70 is arbitrary.
  • at least one of the plurality of layouts (for example, the first to 20th layout examples) of the through holes 55 described in the ninth embodiment (first embodiment) is a layout of the through holes 55 other than the upper through hole 70. It may be applied as
  • the organic film 60 enters the first type through hole 56 from above the second inorganic film 41 and is in contact with the first inorganic film 27 within the first type through hole 56 .
  • the organic film 60 enters the upper through hole 70 (second type through hole 57) from above the second inorganic film 41, and enters the base through hole 40 from above the first inorganic film 27 in the upper through hole 70.
  • the organic film 60 is in contact with the outer surface 9 and the first inorganic film 27 within the base through-hole 40 .
  • the upper through hole 70 that exposes the entire area of the base through hole 40 may be applied to the semiconductor device 1J according to the tenth embodiment.
  • FIG. 25 is a diagram corresponding to FIG. 22 and showing a semiconductor device 1L according to the twelfth embodiment.
  • semiconductor device 1L has a modified form of semiconductor device 1I. Specifically, the semiconductor device 1L does not have the base through-hole 40 in the first inorganic film 27.
  • the single or multiple through holes 55 expose only the first inorganic film 27 and do not expose the outer surface 9. Furthermore, the single or plurality of through holes 55 include only the first type through hole 56 that exposes the first inorganic film 27 in cross-sectional view, and do not include the second type through hole 57 that exposes the outer surface 9. Since the layout of the single or plural through holes 55 is the same as that of the ninth embodiment (first embodiment), a description of the layout will be omitted.
  • the organic film 60 enters the single or multiple through holes 55 (first type through holes 56) from above the second inorganic film 41.
  • the organic film 60 contacts only the first inorganic film 27 and the second inorganic film 41 within the single or plural through-holes 55 and does not contact the outer surface 9 .
  • FIG. 26 corresponds to FIG. 22 and is a diagram showing a semiconductor device 1M according to the thirteenth embodiment.
  • semiconductor device 1M has a modified form of semiconductor device 1I.
  • the semiconductor device 1M includes a single or multiple base through-holes 40, as in the ninth embodiment (first embodiment).
  • FIG. 26 shows an example in which a plurality of base through-holes 40 are formed.
  • the outer covering portion 44 is formed at a distance from the base through-hole 40 toward the active surface 8 so as to expose the base through-hole 40 .
  • the outer covering portion 44 is arranged in a region between the guard region 82 (specifically, the first polar electrode 84) and the base through-hole 40.
  • the single or multiple through holes 55 expose only the first inorganic film 27 and do not expose the outer surface 9. Furthermore, the single or plurality of through holes 55 include only the first type through hole 56 that exposes the first inorganic film 27 in cross-sectional view, and do not include the second type through hole 57 that exposes the outer surface 9. Since the layout of the single or plural through holes 55 is the same as that of the ninth embodiment (first embodiment), a description of the layout will be omitted.
  • the organic film 60 covers the first inorganic film 27 by filling all the base through-holes 40 on the outer surface 9 side (the peripheral edge side of the first main surface 3).
  • the organic film 60 has a single or a plurality of base anchor portions 75 located within a single or a plurality of base through-holes 40 .
  • the plurality of base anchor portions 75 have a layout that matches the layout of the single or plural base through-holes 40 .
  • the connection area of the organic film 60 to the first inorganic film 27 is increased by the base anchor portion 75 .
  • the organic film 60 fills all the through holes 55 (single or multiple through holes 55) on the outer surface 9 side (peripheral side of the first main surface 3) and covers the second inorganic film 41. There is. Thereby, the organic film 60 has a single or multiple anchor portions 65 located within the single or multiple through holes 55 .
  • the single or multiple anchor portions 65 have a layout that matches the layout of the single or multiple through holes 55 .
  • the connection area of the organic film 60 to the second inorganic film 41 is increased by the anchor portion 65 .
  • the semiconductor device 1M includes the chip 2, the first inorganic film 27 (inorganic film), the base through hole 40 (through hole 55), and the organic film 60.
  • the chip 2 has a first main surface 3 .
  • the first inorganic film 27 includes an insulator and covers the first main surface 3.
  • the base through-hole 40 is formed in the first inorganic film 27 .
  • the organic film 60 fills the base through-hole 40 and covers the first inorganic film 27 .
  • the connection strength of the organic film 60 to the first inorganic film 27 can be improved. Thereby, when stress is generated in the first inorganic film 27 or the organic film 60, peeling of the organic film 60 from the first inorganic film 27 can be suppressed. Therefore, since it is possible to suppress the entry of moisture starting from the peeled portion, deterioration caused by moisture can be suppressed. Therefore, it is possible to provide a semiconductor device 1M with improved reliability. In this way, the semiconductor device 1M provides the same effects as the semiconductor device 1E according to the fifth embodiment.
  • FIG. 27 corresponds to FIG. 22 and is a diagram showing a semiconductor device 1N according to the fourteenth embodiment.
  • semiconductor device 1N has a modified form of semiconductor device 1M. Specifically, the semiconductor device 1N does not have the through hole 55 in the second inorganic film 41.
  • FIG. 28 corresponds to FIG. 22 and is a diagram showing a semiconductor device 1O according to the fifteenth embodiment.
  • semiconductor device 1O has a modified form of semiconductor device 1M.
  • the semiconductor device 1O includes a second inorganic film 41 that has a gate covering portion 42 and a source covering portion 43, but does not have an outer covering portion 44.
  • the semiconductor device 1O does not need to have the second inorganic film 41.
  • FIG. 29 corresponds to FIG. 19 and is a diagram showing a semiconductor device 1P according to the sixteenth embodiment.
  • FIG. 30 is a plan view showing an example layout of the second inorganic film 41 shown in FIG. 29.
  • FIG. 31 is an enlarged sectional view showing the peripheral portion of the chip 2 shown in FIG. 29.
  • semiconductor device 1P has a modified form of semiconductor device 1I.
  • the semiconductor device 1P includes a second inorganic film 41 that integrally has an electrode covering portion 85 and an outer covering portion 44.
  • the second inorganic film 41 covers the peripheral portion (electrode side wall) of the first polar electrode 84.
  • the second inorganic film 41 has a contact opening 86 that exposes the inner part of the first polar electrode 84, as in the ninth embodiment.
  • the outer covering portion 44 is a portion of the second inorganic film 41 located directly above the outer surface 9 . More specifically, the outer covering portion 44 is a portion of the second inorganic film 41 that covers a region between the peripheral edge of the outer surface 9 and the first polar electrode 84 .
  • a single or plural through-holes 55 are formed in the outer covering portion 44 as in the ninth embodiment. That is, the single or multiple through holes 55 are formed only in the region on the outer surface 9 side, and not in the region on the active surface 8 side. Since the layout of the single or plural through holes 55 is the same as that of the ninth embodiment (first embodiment), a description of the layout will be omitted.
  • the organic film 60 covers the peripheral edge portion (electrode side wall) of the first polar electrode 84 with the second inorganic film 41 interposed therebetween.
  • the other structure of the organic film 60 is the same as that in the ninth embodiment, so the explanation regarding the other structure of the organic film 60 will be omitted.
  • the second inorganic film 41 integrally having the electrode covering portion 85 and the outer covering portion 44 may be applied to the semiconductor devices 1J to 1O according to the tenth to fifteenth embodiments.
  • FIGS. 32 and 33 show a form in which a chip 2 according to a modification is applied to a semiconductor device 1A.
  • the chip 2 according to the modification may be applied to the second to sixteenth embodiments.
  • semiconductor device 1A may include a second semiconductor region 7 that is thinner than first semiconductor region 6 inside chip 2. That is, the chip 2 may include an epitaxial layer that is thicker than the semiconductor substrate.
  • the first semiconductor region 6 may have a thickness of 1 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less (preferably 5 ⁇ m or more and 25 ⁇ m or less).
  • the second semiconductor region 7 may have a thickness of 0.1 ⁇ m or more and less than 50 ⁇ m.
  • the thickness of the second semiconductor region 7 may be 5 ⁇ m or more (preferably 10 ⁇ m or more).
  • semiconductor device 1A may include only first semiconductor region 6 without second semiconductor region 7 inside chip 2.
  • the first semiconductor region 6 is exposed from the first main surface 3, second main surface 4, and first to fourth side surfaces 5A to 5D of the chip 2. That is, in this form, the chip 2 does not have a semiconductor substrate and has a single layer structure made of an epitaxial layer.
  • the first semiconductor region 6 may have a thickness of 1 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less (preferably 5 ⁇ m or more and 25 ⁇ m or less).
  • the chip 2 having the mesa portion 11 was shown. However, a chip 2 that does not have the mesa portion 11 and has the first principal surface 3 that extends flatly may be employed. In this case, sidewall structure 26 is removed.
  • a form having the source wiring 37 was shown. However, a configuration without the source wiring 37 may be adopted.
  • the trench gate type gate structure 15 for controlling the channel inside the chip 2 was shown. However, a planar gate type gate structure 15 that controls the channel from above the first main surface 3 may be employed.
  • the chip 2 without the mesa portion 11 was shown.
  • the chip 2 having the mesa portion 11 may also be employed.
  • examples were shown in which one guard region 82 was formed in the surface layer portion of the first main surface 3.
  • a plurality of guard regions 82 may be formed at intervals in the surface layer portion of the first main surface 3.
  • the outer covering portion 44 may face one or more guard regions 82 with the first inorganic film 27 interposed therebetween.
  • the MISFET structure 12 and the SBD structure 80 are formed on different chips 2.
  • the MISFET structure 12 and the SBD structure 80 may be formed in different regions of the first main surface 3 in the same chip 2.
  • the SBD structure 80 may be formed as a freewheeling diode of the MISFET structure 12.
  • the source electrode 32 may also serve as the first polar electrode 84 and the drain electrode 68 may serve as the second polar electrode 89.
  • the "first conductivity type” is “n type” and the “second conductivity type” is “p type”.
  • a configuration may be adopted in which the "first conductivity type” is the “p type” and the “second conductivity type” is the "n type”. The specific configuration in this case can be obtained by replacing “n type” with “p type” and simultaneously replacing “p type” with “n type” in the above description and accompanying drawings.
  • the n-type second semiconductor region 7 was shown.
  • a p-type second semiconductor region 7 may also be used.
  • an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) structure is formed instead of the MISFET structure 12.
  • the "source” of the MISFET structure 12 is replaced with the "emitter” of the IGBT structure, and the "drain” of the MISFET structure 12 is replaced with the "collector” of the IGBT structure.
  • the p-type second semiconductor region 7 may be an impurity region containing p-type impurities introduced into the surface layer of the second main surface 4 of the chip 2 by ion implantation.
  • a chip (2) having a main surface (3), a first inorganic film (27) containing an insulator and covering the main surface (3), and a first inorganic film (27) containing an insulator and covering the main surface (3); 27), at least one through hole (55) formed in the second inorganic film (41), and a second inorganic film that fills the through hole (55) and covers the second inorganic film (41). (41) and an organic film (60) covering the semiconductor device (1A to 1P).
  • At least one of the through holes (55) includes a membrane side through hole (56) that exposes the first inorganic membrane (27) in a cross-sectional view
  • the organic membrane (60) includes a membrane side through hole (56) that exposes the first inorganic membrane (27) in a cross-sectional view.
  • the semiconductor device (1A to 1P) according to A1 which has a portion (66) in contact with the first inorganic film (27) within the hole (56).
  • At least one of the through-holes (55) includes a surface-side through-hole (57) that exposes the main surface (3) in cross-sectional view
  • the organic film (60) includes a surface-side through-hole (57) that exposes the main surface (3) in a cross-sectional view.
  • the semiconductor device (1A to 1P) according to A1 or A2, wherein the semiconductor device (1A to 1P) has a portion (67) in contact with the main surface (3) in the semiconductor device (1A to 1P).
  • the surface-side through hole (57) exposes the main surface (3) and the first inorganic film (27) in cross-sectional view, and the organic film (60) ), the semiconductor device (1A to 1P) according to A3 is in contact with both the main surface (3) and the first inorganic film (27).
  • the first inorganic film (27) includes a base through-hole (40) that exposes the main surface (3)
  • the second inorganic film (41) includes a base through-hole (40) that exposes the main surface (3).
  • the semiconductor device according to any one of A1 to A4, wherein the film (60) has a portion that covers the first portion (51) and a portion that covers the second portion (52). (1A-1P).
  • the second portion (52) has a surface located on the main surface (3) side with respect to the height position of the surface of the first portion (51), and the first portion (51) The semiconductor device (1A to 1P) according to A5, wherein a step portion (53) is formed between the semiconductor device and the semiconductor device (1A to 1P).
  • At least one of the through-holes (55) includes a wall-side through-hole (57) that exposes the wall of the base through-hole (40) in cross-sectional view, and the organic film (60)
  • the semiconductor device (1A to 1P) according to any one of A5 to A7, which has a portion (67) in the side through hole (57) that contacts the wall of the base through hole (40).
  • a plurality of the electrodes (30, 32, 84) are arranged at intervals on the inner part of the main surface (3), and at least one of the through holes (55) is connected to the plurality of electrodes (30, 32, 84). 30, 32, 84), the semiconductor device (1A to 1P) according to A9.
  • the main surface (3) is divided by a second surface (9) formed on the peripheral edge of the main surface (3) and connection surfaces (10A to 10D) that connect the first surface (8) and the second surface (9).
  • the first inorganic film (27) covers the second surface (9), and the second inorganic film (41) covers the second surface (9) side.
  • the semiconductor device (1A to 1P) according to any one of A1 to A10, wherein the through hole (55) is filled on the second surface portion (9) side and the second inorganic film (41) is covered. .
  • the chip (2) has a laminated structure including a substrate (7) and an epitaxial layer (6), and has the main surface (3) formed by the epitaxial layer (6).
  • the semiconductor device (1A to 1P) according to any one of A1 to A23.
  • A28 It further includes a device structure (12, 80) formed in the inner part of the main surface (3), and at least one of the through holes (55) is formed around the device structure (12, 80).
  • a semiconductor device (1A to 1P) according to any one of A1 to A27, which is formed.
  • the device structure (12, 80) includes at least one of a MISFET (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor) structure (12) and an SBD (Schottky Barrier Diode) structure (80).
  • MISFET Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor
  • SBD Schottky Barrier Diode
  • the through hole (40/55) exposes the main surface (3), and the organic film (60) is in contact with the main surface (3) in the through hole (40/55).
  • the semiconductor device (1A to 1P) according to B1.
  • the inorganic film (27/41) covers the peripheral edge of the main surface
  • the through hole (40/55) exposes the peripheral edge of the main surface (3)
  • the organic film ( 60) is the semiconductor device according to B1 or B2, wherein the through hole (40/55) is filled on the peripheral edge side of the main surface (3) and covered with the inorganic film (27/41).
  • [B8] Further includes an electrode (30/32/84) disposed on the inner part of the main surface (3), and the through hole (40/55) is located between the periphery of the main surface (3) and the electrode. (30/32/84)
  • the semiconductor device (1A to 1P) according to any one of B1 to B7, which is formed in a region between the peripheries of the semiconductor device (1A to 1P).
  • the organic film (60) has a portion that covers the peripheral edge of the electrode (30/32/84), and has an opening (61) that exposes the inner portion of the electrode (30/32/84). /62/88), the semiconductor device (1A to 1P) according to B8.
  • the single or plural through holes (40/55) are formed around the electrode (30/32/84) so as to surround the electrode (30/32/84) in plan view.
  • a plurality of the through holes (40/55) are formed at intervals in the inorganic film (27/41), and the organic film (60) has the plurality of through holes (40/55) formed at intervals.
  • the semiconductor device (1A to 1P) according to any one of B1 to B12, which is formed at intervals on the peripheral edge side of the surface (3).
  • the main surface (3) is divided by a second surface (9) formed on the peripheral edge of the main surface (3) and connection surfaces (10A to 10D) that connect the first surface (8) and the second surface (9).
  • the inorganic film (27/41) covers the second surface portion (9), and the through hole (40/55) is formed on the second surface portion (9) side.
  • the organic film (60) is formed on the inorganic film (27/41) by filling the through hole (40/55) on the second surface portion (9) side.
  • the semiconductor device (1A to 1P) according to any one of B1 to B14, which is coated.
  • the device further includes a device structure (12, 80) formed in the inner part of the main surface (3), and the at least one through hole (55) is formed in the peripheral part of the main surface (3).
  • the semiconductor device (1A to 1P) according to any one of B1 to B19, wherein
  • a chip (2) having a main surface (3), a first inorganic film (27) covering the main surface (3), and a first inorganic film covering the main surface (3).
  • (27) a second inorganic film (41) covering the first inorganic film (27), and a second inorganic film (41) formed in the first inorganic film (27) so as to expose the first inorganic film (27).
  • the second inorganic film (41) includes a first portion (51) that covers the first inorganic film (27) outside the first side through hole (40), and a first portion (51) that covers the first inorganic film (27) outside the first side through hole (40).
  • (40) has a second portion (52) that covers the main surface (3), and the organic film (60) includes the first portion (51) of the second inorganic film (41) and the second portion (52) of the second inorganic film (41).
  • the semiconductor device (1A to 1P) according to C1 which covers the second portion (52).
  • the second portion (52) has a surface located on the main surface (3) side with respect to the height position of the surface of the first portion (51), and the first portion (51)
  • First semiconductor device 1A Semiconductor device 1B Semiconductor device 1C Semiconductor device 1D Semiconductor device 1E Semiconductor device 1F Semiconductor device 1G Semiconductor device 1H Semiconductor device 1I Semiconductor device 1J Semiconductor device 1K Semiconductor device 1L Semiconductor device 1M Semiconductor device 1N Semiconductor device 1O semiconductor device 1P Semiconductor device 2 Chip 3 First main surface 6 First semiconductor region (epitaxial layer) 7 Second semiconductor region (substrate) 8 Active surface (first surface part) 9 Outer surface (second surface) 10A 1st connection surface (connection surface part) 10B Second connection surface (connection surface part) 10C 3rd connection surface (connection surface part) 10D 4th connection surface (connection surface part) 12 MISFET structure (device structure) 21 Field region (impurity region) 27 First inorganic film 30 Gate electrode 32 Source electrode 40 Base through hole 41 Second inorganic film 42 Gate covering part 43 Source covering part 44 Outer covering part 51

Landscapes

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Abstract

半導体装置(1A)は、主面(3)を有するチップ(2)と、絶縁体を含み、前記主面を被覆する第1無機膜(27)と、絶縁体を含み、前記第1無機膜を被覆する第2無機膜(41)と、前記第2無機膜に形成された少なくとも1つの貫通孔(55)と、前記貫通孔を埋めて前記第2無機膜を被覆する有機膜(60)と、を含む。

Description

半導体装置
 この出願は、2022年3月14日提出の日本国特許出願2022-039205号に基づく優先権を主張しており、この出願の全内容はここに引用により組み込まれる。本開示は、半導体装置に関する。
 特許文献1は、半導体基板、層間絶縁層、無機保護層および有機保護層を含む半導体装置を開示している。層間絶縁層は、半導体基板を被覆している。無機保護層は、層間絶縁層を被覆している。有機保護層は、無機保護層を被覆している。
米国特許出願公開第2019/0080976号明細書
 一実施形態は、信頼性を向上できる半導体装置を提供する。
 一実施形態は、主面を有するチップと、絶縁体を含み、前記主面を被覆する第1無機膜と、絶縁体を含み、前記第1無機膜を被覆する第2無機膜と、前記第2無機膜に形成された少なくとも1つの貫通孔と、前記貫通孔を埋めて前記第2無機膜を被覆する有機膜と、を含む、半導体装置を提供する。
 一実施形態は、主面を有するチップと、絶縁体を含み、前記主面の周縁部を被覆する無機膜と、前記無機膜に形成された少なくとも1つの貫通孔と、前記貫通孔を埋めて前記無機膜を被覆する有機膜と、を含む、半導体装置を提供する。
 上述のまたはさらに他の目的、特徴および効果は、添付図面の参照によって説明される実施形態により明らかにされる。
図1は、第1実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。 図2は、図1に示すII-II線に沿う断面図である。 図3は、チップの内方部を示す拡大平面図である。 図4は、図3に示すIV-IV線に沿う断面図である。 図5は、ゲート電極およびソース電極のレイアウト例を示す平面図である。 図6は、第2無機膜のレイアウト例を示す平面図である。 図7は、チップの周縁部を示す拡大断面図である。 図8Aは、貫通孔の第1レイアウト例を示す模式図である。 図8Bは、貫通孔の第2レイアウト例を示す模式図である。 図8Cは、貫通孔の第3レイアウト例を示す模式図である。 図8Dは、貫通孔の第4レイアウト例を示す模式図である。 図8Eは、貫通孔の第5レイアウト例を示す模式図である。 図8Fは、貫通孔の第6レイアウト例を示す模式図である。 図8Gは、貫通孔の第7レイアウト例を示す模式図である。 図8Hは、貫通孔の第8レイアウト例を示す模式図である。 図8Iは、貫通孔の第9レイアウト例を示す模式図である。 図8Jは、貫通孔の第10レイアウト例を示す模式図である。 図8Kは、貫通孔の第11レイアウト例を示す模式図である。 図8Lは、貫通孔の第12レイアウト例を示す模式図である。 図8Mは、貫通孔の第13レイアウト例を示す模式図である。 図8Nは、貫通孔の第14レイアウト例を示す模式図である。 図8Oは、貫通孔の第15レイアウト例を示す模式図である。 図8Pは、貫通孔の第16レイアウト例を示す模式図である。 図8Qは、貫通孔の第17レイアウト例を示す模式図である。 図8Rは、貫通孔の第18レイアウト例を示す模式図である。 図8Sは、貫通孔の第19レイアウト例を示す模式図である。 図8Tは、貫通孔の第20レイアウト例を示す模式図である。 図9は、第2実施形態に係る半導体装置を示す図である。 図10は、第3実施形態に係る半導体装置を示す図である。 図11は、第4実施形態に係る半導体装置を示す図である。 図12は、第5実施形態に係る半導体装置を示す図である。 図13は、第6実施形態に係る半導体装置を示す図である。 図14は、第7実施形態に係る半導体装置を示す図である。 図15は、第8実施形態に係る半導体装置を示す図である。 図16は、図15に示す第2無機膜のレイアウト例を示す平面図である。 図17は、図15に示すチップの周縁部を示す拡大断面図である。 図18は、第9実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。 図19は、図18に示すXIX-XIX線に沿う断面図である。 図20は、第1極性電極のレイアウト例を示す平面図である。 図21は、第2無機膜のレイアウト例を示す平面図である。 図22は、チップの周縁部を示す拡大断面図である。 図23は、第10実施形態に係る半導体装置を示す図である。 図24は、第11実施形態に係る半導体装置を示す図である。 図25は、第12実施形態に係る半導体装置を示す図である。 図26は、第13実施形態に係る半導体装置を示す図である。 図27は、第14実施形態に係る半導体装置を示す図である。 図28は、第15実施形態に係る半導体装置を示す図である。 図29は、第16実施形態に係る半導体装置を示す図である。 図30は、図29に示す第2無機膜のレイアウト例を示す平面図である。 図31は、図29に示すチップの周縁部を示す拡大断面図である。 図32は、チップの一変形例を示す断面図である。 図33は、チップの一変形例を示す断面図である。
 以下、添付図面を参照して、実施形態が詳細に説明される。添付図面は、模式図であり、厳密に図示されたものではなく、縮尺等は必ずしも一致しない。また、添付図面の間で対応する構造には同一の参照符号が付され、重複する説明は省略または簡略化される。説明が省略または簡略化された構造については、省略または簡略化される前になされた説明が適用される。
 図1は、第1実施形態に係る半導体装置1Aを示す平面図である。図2は、図1に示すII-II線に沿う断面図である。図3は、チップ2の内方部を示す拡大平面図である。図4は、図3に示すIV-IV線に沿う断面図である。図5は、ゲート電極30およびソース電極32のレイアウト例を示す平面図である。図6は、第2無機膜41のレイアウト例を示す平面図である。図7は、チップ2の周縁部を示す拡大断面図である。
 図1~図7を参照して、半導体装置1Aは、この形態(this embodiment)では、ワイドバンドギャップ半導体の単結晶を含み、六面体形状(具体的には直方体形状)に形成されたチップ2を含む。つまり、半導体装置1Aは、「ワイドバンドギャップ半導体装置」である。
 チップ2は、「半導体チップ」または「ワイドバンドギャップ半導体チップ」と称されてもよい。ワイドバンドギャップ半導体は、Si(シリコン)のバンドギャップを超えるバンドギャップを有する半導体である。GaN(窒化ガリウム)、SiC(炭化シリコン)およびC(ダイアモンド)が、ワイドバンドギャップ半導体として例示される。
 チップ2は、この形態では、ワイドバンドギャップ半導体の一例として六方晶のSiC単結晶を含む「SiCチップ」である。つまり、半導体装置1Aは、「SiC半導体装置」である。六方晶のSiC単結晶は、2H(Hexagonal)-SiC単結晶、4H-SiC単結晶、6H-SiC単結晶等を含む複数種のポリタイプを有している。この形態では、チップ2が4H-SiC単結晶を含む例が示されるが、チップ2は他のポリタイプからなっていてもよい。
 チップ2は、一方側の第1主面3、他方側の第2主面4、ならびに、第1主面3および第2主面4を接続する第1~第4側面5A~5Dを有している。第1主面3および第2主面4は、それらの法線方向Zから見た平面視(以下、単に「平面視」という。)において四角形状に形成されている。法線方向Zは、チップ2の厚さ方向でもある。第1主面3および第2主面4は、SiC単結晶のc面によって形成されていることが好ましい。
 この場合、第1主面3はSiC単結晶のシリコン面によって形成され、第2主面4はSiC単結晶のカーボン面によって形成されていることが好ましい。第1主面3および第2主面4は、c面に対して所定のオフ方向に所定の角度で傾斜したオフ角を有していてもよい。オフ方向は、SiC単結晶のa軸方向([11-20]方向)であることが好ましい。オフ角は、0°を超えて10°以下であってもよい。オフ角は、5°以下であることが好ましい。第2主面4は、研削痕を有する研削面からなっていてもよいし、研削痕を有さない平滑面からなっていてもよい。
 第1側面5Aおよび第2側面5Bは、第1主面3に沿う第1方向Xに延び、第1方向Xに交差(具体的には直交)する第2方向Yに対向している。第3側面5Cおよび第4側面5Dは、第2方向Yに延び、第1方向Xに対向している。
 第1方向XがSiC単結晶のm軸方向([1-100]方向)であり、第2方向YがSiC単結晶のa軸方向であってもよい。むろん、第1方向XがSiC単結晶のa軸方向であり、第2方向YがSiC単結晶のm軸方向であってもよい。第1~第4側面5A~5Dは、研削痕を有する研削面からなっていてもよいし、研削痕を有さない平滑面からなっていてもよい。
 チップ2は、法線方向Zに関して、5μm以上200μm以下の厚さを有していてもよい。チップ2の厚さは、150μm以下、100μm以下、80μm以下、50μm以下または40μm以下であってもよい。第1~第4側面5A~5Dは、平面視において0.5mm以上10mm以下の長さを有していてもよい。第1~第4側面5A~5Dの長さは、1mm以上であることが好ましい。
 第1~第4側面5A~5Dの長さは、2mm以上であることが特に好ましい。つまり、チップ2は、1mm角以上(好ましくは2mm角以上)の平面積を有し、断面視において100μm以下(好ましくは50μm以下)の厚さを有していることが好ましい。第1~第4側面5A~5Dの長さは、この形態では、4mm以上6mm以下の範囲に設定されている。
 半導体装置1Aは、チップ2内において第1主面3側の領域(表層部)に形成されたn型(第1導電型)の第1半導体領域6を含む。第1半導体領域6は、第1主面3に沿って延びる層状に形成され、第1主面3および第1~第4側面5A~5Dから露出している。第1半導体領域6は、この形態では、エピタキシャル層(具体的にはSiCエピタキシャル層)からなる。
 第1半導体領域6は、法線方向Zに関して、1μm以上50μm以下の厚さを有していてもよい。第1半導体領域6の厚さは、3μm以上30μm以下であることが好ましい。第1半導体領域6の厚さは、5μm以上25μm以下であることが特に好ましい。
 半導体装置1Aは、チップ2内において第2主面4側の領域(表層部)に形成されたn型の第2半導体領域7を含む。第2半導体領域7は、第2主面4に沿って延びる層状に形成され、第2主面4および第1~第4側面5A~5Dから露出している。第2半導体領域7は、第1半導体領域6よりも高いn型不純物濃度を有し、第1半導体領域6に電気的に接続されている。
 第2半導体領域7は、この形態では、半導体基板(具体的にはSiC半導体基板)からなる。つまり、チップ2は、半導体基板およびエピタキシャル層を含む積層構造を有している。第2半導体領域7は、法線方向Zに関して、1μm以上200μm以下の厚さを有していてもよい。第2半導体領域7の厚さは、150μm以下、100μm以下、50μm以下または40μm以下であってもよい。
 第2半導体領域7の厚さは、5μm以上であってもよい。第2半導体領域7の厚さは、10μm以上であることが好ましい。比較的小さい厚さを有する第2半導体領域7によれば、第2半導体領域7に起因する抵抗値(たとえばオン抵抗)を削減できる。第2半導体領域7は、この形態では、第1半導体領域6の厚さを超える厚さを有している。
 半導体装置1Aは、第1主面3に形成された活性面8(active surface)、外側面9(outer surface)および第1~第4接続面10A~10D(connecting surface)を含む。活性面8、外側面9および第1~第4接続面10A~10Dは、第1主面3においてメサ部11(台地)を区画している。活性面8が「第1面部」と称され、外側面9が「第2面部」と称され、第1~第4接続面10A~10Dが「接続面部」と称されてもよい。活性面8、外側面9および第1~第4接続面10A~10D(つまりメサ部11)は、チップ2(第1主面3)の構成要素と見なされてもよい。
 活性面8は、第1主面3の周縁(第1~第4側面5A~5D)から内方に間隔を空けて形成されている。活性面8は、第1方向Xおよび第2方向Yに延びる平坦面を有している。活性面8は、この形態では、平面視において第1~第4側面5A~5Dに平行な4辺を有する四角形状に形成されている。
 外側面9は、活性面8外に位置し、活性面8からチップ2の厚さ方向(第2主面4側)に窪んでいる。具体的には、外側面9は、第1半導体領域6を露出させるように第1半導体領域6の厚さ未満の深さで窪んでいる。外側面9は、平面視において活性面8に沿って帯状に延び、活性面8を取り囲む環状(具体的には四角環状)に形成されている。外側面9は、第1方向Xおよび第2方向Yに延びる平坦面を有し、活性面8に対してほぼ平行に形成されている。外側面9は、第1~第4側面5A~5Dに連なっている。
 第1~第4接続面10A~10Dは、法線方向Zに延び、活性面8および外側面9を接続している。第1接続面10Aは第1側面5A側に位置し、第2接続面10Bは第2側面5B側に位置し、第3接続面10Cは第3側面5C側に位置し、第4接続面10Dは第4側面5D側に位置している。第1接続面10Aおよび第2接続面10Bは、第1方向Xに延び、第2方向Yに対向している。第3接続面10Cおよび第4接続面10Dは、第2方向Yに延び、第1方向Xに対向している。
 第1~第4接続面10A~10Dは、四角柱状のメサ部11が区画されるように活性面8および外側面9の間をほぼ垂直に延びていてもよい。第1~第4接続面10A~10Dは、四角錘台状のメサ部11が区画されるように活性面8から外側面9に向かって斜め下り傾斜していてもよい。このように、半導体装置1Aは、第1主面3において第1半導体領域6に形成されたメサ部11を含む。メサ部11は、第1半導体領域6のみに形成され、第2半導体領域7には形成されていない。
 半導体装置1Aは、デバイス構造の一例として、活性面8(第1主面3)に形成されたMISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)構造12を含む。図2では、MISFET構造12が破線によって簡略化して示されている。以下、図3および図4を参照して、MISFET構造12の具体的な構造が説明される。
 MISFET構造12は、活性面8の表層部に形成されたp型(第2導電型)のボディ領域13を含む。ボディ領域13は、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成されている。ボディ領域13は、活性面8に沿って延びる層状に形成されている。ボディ領域13は、第1~第4接続面10A~10Dの一部から露出していてもよい。
 MISFET構造12は、ボディ領域13の表層部に形成されたn型のソース領域14を含む。ソース領域14は、第1半導体領域6よりも高いn型不純物濃度を有している。ソース領域14は、ボディ領域13の底部から活性面8側に間隔を空けて形成されている。ソース領域14は、活性面8に沿って延びる層状に形成されている。ソース領域14は、活性面8の全域から露出していてもよい。ソース領域14は、第1~第4接続面10A~10Dの一部から露出していてもよい。ソース領域14は、第1半導体領域6との間でボディ領域13内にチャネルを形成する。
 MISFET構造12は、活性面8に形成された複数のゲート構造15を含む。複数のゲート構造15は、平面視において第1方向Xに間隔を空けて配列され、第2方向Yに延びる帯状にそれぞれ形成されている。複数のゲート構造15は、ボディ領域13およびソース領域14を貫通して第1半導体領域6に至っている。複数のゲート構造15は、ボディ領域13内におけるチャネルの反転および非反転を制御する。
 各ゲート構造15は、この形態では、ゲートトレンチ15a、ゲート絶縁膜15bおよびゲート埋設電極15cを含む。ゲートトレンチ15aは、活性面8に形成され、ゲート構造15の壁面を区画している。ゲート絶縁膜15bは、ゲートトレンチ15aの壁面を被覆している。ゲート埋設電極15cは、ゲート絶縁膜15bを挟んでゲートトレンチ15aに埋設され、ゲート絶縁膜15bを挟んでチャネルに対向している。
 MISFET構造12は、活性面8に形成された複数のソース構造16を含む。複数のソース構造16は、活性面8において隣り合う一対のゲート構造15の間の領域にそれぞれ配置されている。複数のソース構造16は、平面視において第2方向Yに延びる帯状にそれぞれ形成されている。複数のソース構造16は、ボディ領域13およびソース領域14を貫通して第1半導体領域6に至っている。複数のソース構造16は、ゲート構造15の深さを超える深さを有している。具体的には、複数のソース構造16は、外側面9の深さとほぼ等しい深さを有している。
 各ソース構造16は、ソーストレンチ16a、ソース絶縁膜16bおよびソース埋設電極16cを含む。ソーストレンチ16aは、活性面8に形成され、ソース構造16の壁面を区画している。ソース絶縁膜16bは、ソーストレンチ16aの壁面を被覆している。ソース埋設電極16cは、ソース絶縁膜16bを挟んでソーストレンチ16aに埋設されている。
 MISFET構造12は、チップ2内において複数のソース構造16に沿う領域にそれぞれ形成された複数のp型のコンタクト領域17を含む。複数のコンタクト領域17は、ボディ領域13よりも高いp型不純物濃度を有している。各コンタクト領域17は、各ソース構造16の側壁および底壁を被覆し、ボディ領域13に電気的に接続されている。
 MISFET構造12は、チップ2内において複数のソース構造16に沿う領域にそれぞれ形成された複数のp型のウェル領域18を含む。各ウェル領域18は、ボディ領域13よりも高く、コンタクト領域17よりも低いp型不純物濃度を有していてもよい。各ウェル領域18は、対応するコンタクト領域17を挟んで対応するソース構造16を被覆している。各ウェル領域18は、対応するソース構造16の側壁および底壁を被覆し、ボディ領域13およびコンタクト領域17に電気的に接続されている。
 図7を参照して、半導体装置1Aは、外側面9の表層部に形成されたp型のアウターコンタクト領域19を含む。アウターコンタクト領域19は、ボディ領域13のp型不純物濃度を超えるp型不純物濃度を有している。アウターコンタクト領域19は、平面視において活性面8の周縁および外側面9の周縁から間隔を空けて形成され、活性面8に沿って延びる帯状に形成されている。
 アウターコンタクト領域19は、この形態では、平面視において活性面8を取り囲む環状(具体的には四角環状)に形成されている。アウターコンタクト領域19は、第1半導体領域6の底部から外側面9に間隔を空けて形成されている。アウターコンタクト領域19は、複数のゲート構造15(ソース構造16)の底壁に対して第1半導体領域6の底部側に位置している。
 半導体装置1Aは、外側面9の表層部に形成されたp型のアウターウェル領域20を含む。アウターウェル領域20は、アウターコンタクト領域19のp型不純物濃度未満のp型不純物濃度を有している。アウターウェル領域20のp型不純物濃度は、ウェル領域18のp型不純物濃度とほぼ等しいことが好ましい。アウターウェル領域20は、平面視において活性面8の周縁およびアウターコンタクト領域19の間の領域に形成され、活性面8に沿って延びる帯状に形成されている。
 アウターウェル領域20は、この形態では、平面視において活性面8を取り囲む環状(具体的には四角環状)に形成されている。アウターウェル領域20は、第1半導体領域6の底部から外側面9に間隔を空けて形成されている。アウターウェル領域20は、アウターコンタクト領域19よりも深く形成されていてもよい。アウターウェル領域20は、複数のゲート構造15(ソース構造16)の底壁に対して第1半導体領域6の底部側に位置している。
 アウターウェル領域20は、アウターコンタクト領域19に電気的に接続されている。アウターウェル領域20は、この形態では、アウターコンタクト領域19側から第1~第4接続面10A~10Dに向けて延び、第1~第4接続面10A~10Dを被覆している。アウターウェル領域20は、活性面8の表層部においてボディ領域13に電気的に接続されている。
 半導体装置1Aは、外側面9の表層部において外側面9の周縁およびアウターコンタクト領域19の間の領域に形成された少なくとも1つ(好ましくは2個以上20個以下)のp型のフィールド領域21を含む。半導体装置1Aは、この形態では、5個のフィールド領域21を含む。複数のフィールド領域21は、外側面9においてチップ2内の電界を緩和する。フィールド領域21の個数、幅、深さ、p型不純物濃度等は任意であり、緩和すべき電界に応じて種々の値を取り得る。
 複数のフィールド領域21は、アウターコンタクト領域19側から外側面9の周縁側に間隔を空けて配列されている。複数のフィールド領域21は、平面視において活性面8に沿って延びる帯状に形成されている。複数のフィールド領域21は、この形態では、平面視において活性面8を取り囲む環状(具体的には四角環状)に形成されている。これにより、複数のフィールド領域21は、FLR(Field Limiting Ring)領域としてそれぞれ形成されている。
 複数のフィールド領域21は、第1半導体領域6の底部から外側面9に間隔を空けて形成されている。複数のフィールド領域21は、複数のゲート構造15(ソース構造16)の底壁に対して第1半導体領域6の底部側に位置している。複数のフィールド領域21は、アウターコンタクト領域19よりも深く形成されていてもよい。最内のフィールド領域21は、アウターコンタクト領域19に接続されていてもよい。
 半導体装置1Aは、第1主面3を被覆する主面絶縁膜25を含む。主面絶縁膜25は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および酸窒化シリコン膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。主面絶縁膜25は、この形態では、酸化シリコン膜からなる単層構造を有している。主面絶縁膜25は、チップ2の酸化物からなる酸化シリコン膜を含むことが特に好ましい。
 主面絶縁膜25は、活性面8、外側面9および第1~第4接続面10A~10Dを被覆している。主面絶縁膜25は、ゲート絶縁膜15bおよびソース絶縁膜16bに連なり、ゲート埋設電極15cおよびソース埋設電極16cを露出させるように活性面8を被覆している。主面絶縁膜25は、アウターコンタクト領域19、アウターウェル領域20および複数のフィールド領域21を被覆するように外側面9および第1~第4接続面10A~10Dを被覆している。
 主面絶縁膜25は、第1~第4側面5A~5Dに連なっていてもよい。この場合、主面絶縁膜25の外壁は、研削痕を有する研削面からなっていてもよい。主面絶縁膜25の外壁は、第1~第4側面5A~5Dと1つの研削面を形成していてもよい。むろん、主面絶縁膜25の外壁は、研削痕を有さない平滑面からなっていてもよい。また、主面絶縁膜25の外壁は、外側面9の周縁から内方に間隔を空けて形成され、外側面9の周縁部から第1半導体領域6を露出させていてもよい。
 半導体装置1Aは、外側面9において第1~第4接続面10A~10Dのうちの少なくとも1つを被覆するように主面絶縁膜25の上に形成されたサイドウォール構造26を含む。サイドウォール構造26は、この形態では、平面視において活性面8を取り囲む環状(四角環状)に形成されている。
 サイドウォール構造26は、活性面8の上に乗り上げた部分を有していてもよい。サイドウォール構造26は、無機絶縁体またはポリシリコンを含んでいてもよい。サイドウォール構造26は、ソース構造16に電気的に接続されたサイドウォール配線であってもよい。
 半導体装置1Aは、絶縁体を含み、主面絶縁膜25の上に形成された第1無機膜27を含む。第1無機膜27は、「第1無機絶縁膜」、「下地絶縁膜」、「中間絶縁膜」または「層間絶縁膜」と称されてもよい。第1無機膜27は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および酸窒化シリコン膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。第1無機膜27は、この形態では、酸化シリコン膜を含む。
 第1無機膜27は、主面絶縁膜25を挟んで活性面8、外側面9および第1~第4接続面10A~10Dを被覆している。具体的には、第1無機膜27は、サイドウォール構造26を介して活性面8、外側面9および第1~第4接続面10A~10Dを被覆している。第1無機膜27は、活性面8側においてMISFET構造12を被覆し、外側面9側においてアウターコンタクト領域19、アウターウェル領域20および複数のフィールド領域21を被覆している。
 第1無機膜27は、この形態では、第1~第4側面5A~5Dに連なっている。第1無機膜27の外壁は、研削痕を有する研削面からなっていてもよい。第1無機膜27の外壁は、第1~第4側面5A~5Dと1つの研削面を形成していてもよい。むろん、第1無機膜27の外壁は、研削痕を有さない平滑面からなっていてもよい。また、第1無機膜27の外壁は、外側面9の周縁から内方に間隔を空けて形成され、外側面9の周縁部から第1半導体領域6を露出させていてもよい。
 半導体装置1Aは、第1主面3(第1無機膜27)の上に配置されたゲート電極30を含む。ゲート電極30は、第1主面3の周縁から間隔を空けて第1主面3の内方部に配置されている。ゲート電極30は、この形態では、活性面8の上に配置されている。
 具体的には、ゲート電極30は、活性面8の周縁部において第3接続面10C(第3側面5C)の中央部に近接する領域に配置されている。ゲート電極30は、この形態では、平面視において四角形状に形成されている。むろん、ゲート電極30は、平面視において四角形状以外の多角形状、円形状または楕円形状に形成されていてもよい。
 ゲート電極30は、第1主面3の25%以下の平面積を有していることが好ましい。ゲート電極30の平面積は、第1主面3の10%以下であってもよい。ゲート電極30は、0.5μm以上15μm以下の厚さを有していてもよい。ゲート電極30は、第1無機膜27よりも厚いことが好ましい。ゲート電極30は、Ti膜、TiN膜、W膜、Al膜、Cu膜、Al合金膜、Cu合金膜および導電性ポリシリコン膜のうちの少なくとも1種を含んでいてもよい。
 ゲート電極30は、純Cu膜(純度が99%以上のCu膜)、純Al膜(純度が99%以上のAl膜)、AlCu合金膜、AlSi合金膜、および、AlSiCu合金膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。ゲート電極30は、この形態では、チップ2側からこの順に積層されたTi膜およびAl合金膜(この形態ではAlSiCu合金膜)を含む積層構造を有している。
 半導体装置1Aは、ゲート電極30から間隔を空けて第1主面3(第1無機膜27)の上に配置されたソース電極32を含む。ソース電極32は、第1主面3の周縁から間隔を空けて第1主面3の内方部に配置されている。ソース電極32は、この形態では、活性面8の上に配置されている。ソース電極32は、この形態では、本体電極部33、および、少なくとも1つ(この形態では複数)の引き出し電極部34A、34Bを有している。
 本体電極部33は、平面視においてゲート電極30から間隔を空けて第4側面5D(第4接続面10D)側の領域に配置され、第1方向Xにゲート電極30に対向している。本体電極部33は、この形態では、平面視において第1~第4側面5A~5Dに平行な4辺を有する多角形状(具体的には四角形状)に形成されている。
 複数の引き出し電極部34A、34Bは、一方側(第1側面5A側)の第1引き出し電極部34A、および、他方側(第2側面5B側)の第2引き出し電極部34Bを含む。第1引き出し電極部34Aは、平面視において本体電極部33からゲート電極30に対して第2方向Yの一方側(第1側面5A側)に位置する領域に引き出され、第2方向Yにゲート電極30に対向している。
 第2引き出し電極部34Bは、平面視において本体電極部33からゲート電極30に対して第2方向Yの他方側(第2側面5B側)に位置する領域に引き出され、第2方向Yにゲート電極30に対向している。つまり、複数の引き出し電極部34A、34Bは、平面視において第2方向Yの両サイドからゲート電極30を挟み込んでいる。
 ソース電極32(本体電極部33および引き出し電極部34A、34B)は、第1無機膜27および主面絶縁膜25を貫通し、複数のソース構造16、ソース領域14および複数のウェル領域18に電気的に接続されている。むろん、ソース電極32は、引き出し電極部34A、34Bを有さず、本体電極部33のみからなっていてもよい。
 ソース電極32は、ゲート電極30の平面積を超える平面積を有している。ソース電極32の平面積は、第1主面3の50%以上であることが好ましい。ソース電極32の平面積は、第1主面3の75%以上であることが特に好ましい。ソース電極32は、0.5μm以上15μm以下の厚さを有していてもよい。ソース電極32は、第1無機膜27よりも厚いことが好ましい。ソース電極32は、Ti膜、TiN膜、W膜、Al膜、Cu膜、Al合金膜、Cu合金膜および導電性ポリシリコン膜のうちの少なくとも1種を含んでいてもよい。
 ソース電極32は、純Cu膜(純度が99%以上のCu膜)、純Al膜(純度が99%以上のAl膜)、AlCu合金膜、AlSi合金膜、および、AlSiCu合金膜のうちの少なくとも1つを含むことが好ましい。ソース電極32は、この形態では、チップ2側からこの順に積層されたTi膜およびAl合金膜(この形態ではAlSiCu合金膜)を含む積層構造を有している。ソース電極32は、ゲート電極30と同一の導電材料を含むことが好ましい。
 半導体装置1Aは、ゲート電極30から第1主面3(第1無機膜27)の上に引き出された少なくとも1つ(この形態では複数)のゲート配線36A、36Bを含む。複数のゲート配線36A、36Bは、ゲート電極30と同一の導電材料を含むことが好ましい。複数のゲート配線36A、36Bは、この形態では、活性面8を被覆し、外側面9を被覆していない。複数のゲート配線36A、36Bは、平面視において活性面8の周縁およびソース電極32の間の領域に引き出され、ソース電極32に沿って帯状に延びている。
 具体的には、複数のゲート配線36A、36Bは、第1ゲート配線36Aおよび第2ゲート配線36Bを含む。第1ゲート配線36Aは、平面視においてゲート電極30から第1側面5A側の領域に引き出されている。第1ゲート配線36Aは、第3側面5Cに沿って第2方向Yに帯状に延びる部分、および、第1側面5Aに沿って第1方向Xに帯状に延びる部分を有している。第2ゲート配線36Bは、平面視においてゲート電極30から第2側面5B側の領域に引き出されている。第2ゲート配線36Bは、第3側面5Cに沿って第2方向Yに帯状に延びる部分、および、第2側面5Bに沿って第1方向Xに帯状に延びる部分を有している。
 複数のゲート配線36A、36Bは、活性面8(第1主面3)の周縁部において複数のゲート構造15の両端部に交差(具体的には直交)している。複数のゲート配線36A、36Bは、第1無機膜27を貫通して複数のゲート構造15に電気的に接続されている。複数のゲート配線36A、36Bは、複数のゲート構造15に直接接続されていてもよいし、導体膜を介して複数のゲート構造15に電気的に接続されていてもよい。
 半導体装置1Aは、ソース電極32から第1主面3(第1無機膜27)の上に引き出されたソース配線37を含む。ソース配線37は、ソース電極32と同一の導電材料を含むことが好ましい。ソース配線37は、複数のゲート配線36A、36Bよりも外側面9側の領域において活性面8の周縁に沿って延びる帯状に形成されている。ソース配線37は、この形態では、平面視においてゲート電極30、ソース電極32および複数のゲート配線36A、36Bを取り囲む環状(具体的には四角環状)に形成されている。
 ソース配線37は、第1無機膜27を挟んでサイドウォール構造26を被覆し、活性面8側から外側面9側に引き出されている。ソース配線37は、全周に亘ってサイドウォール構造26の全域を被覆していることが好ましい。ソース配線37は、外側面9側において第1無機膜27および主面絶縁膜25を貫通して、外側面9(具体的にはアウターコンタクト領域19)に接続された部分を有している。ソース配線37は、第1無機膜27を貫通してサイドウォール構造26に電気的に接続されていてもよい。
 半導体装置1Aは、第1無機膜27において外側面9(第1主面3の周縁部)を被覆する部分に形成された少なくとも1つ(単一のまたは複数)の下地貫通孔40を含む。単一のまたは複数の下地貫通孔40は、平面視において活性面8の周縁および外側面9の周縁から間隔を空けて形成され、主面絶縁膜25を貫通して外側面9(第1主面3の周縁部)を露出させている。
 単一のまたは複数の下地貫通孔40は、ゲート電極30およびソース電極32から外側面9の周縁側に間隔を空けて形成されている。つまり、単一のまたは複数の下地貫通孔40は、ゲート電極30の周囲およびソース電極32の周囲に形成されている。具体的には、単一のまたは複数の下地貫通孔40は、ソース配線37から外側面9の周縁側に間隔を空けて形成されている。つまり、単一のまたは複数の下地貫通孔40は、ソース配線37の周囲に形成されている。
 単一のまたは複数の下地貫通孔40は、複数のフィールド領域21(最外のフィールド領域21)から外側面9の周縁側に間隔を空けて形成されていることが好ましい。つまり、単一のまたは複数の下地貫通孔40は、フィールド領域21の周囲に形成されていることが好ましい。単一のまたは複数の下地貫通孔40の開口エッジ部は、湾曲状に形成されていることが好ましい。
 下地貫通孔40の個数およびレイアウトは任意である。たとえば、少なくとも1つの下地貫通孔40が、平面視において活性面8を包囲するように第1無機膜27に形成されていてもよい。つまり、少なくとも1つの下地貫通孔40が、平面視においてゲート電極30、ソース電極32、ゲート配線36A、36Bおよびソース配線37を包囲するように第1無機膜27に形成されていてもよい。
 少なくとも1つの下地貫通孔40が活性面8を包囲する形態は、有端状または無端状の単一の下地貫通孔40が複数方向から活性面8に対向する形態を含み得る。また、少なくとも1つの下地貫通孔40が活性面8を包囲する形態は、有端状または無端状の複数の下地貫通孔40が複数方向から活性面8に対向する形態を含み得る。
 複数方向は、4方向であることが好ましい。4方向は、第1~第4側面5A~5Dの4つの法線方向である。つまり、4方向は、第1方向Xの一方側、第1方向Xの他方側、第2方向Yの一方側および第2方向Yの他方側である。また、4方向は、SiC単結晶の4つの結晶方向によって定義されることができる。たとえば、4つの結晶方向は、a軸方向の一方向(たとえば[11-20]方向)、a軸方向の他方向(たとえば[-1-120]方向)、m軸方向の一方向(たとえば[-1100]方向)、および、m軸方向の他方向(たとえば[1-100]方向)である。
 少なくとも1つの下地貫通孔40は、平面視において三角形状、四角形状、六角形状、八角形状等の多角形状に形成されていてもよい。少なくとも1つの下地貫通孔40は、平面視において円形状に形成されていてもよい。少なくとも1つの下地貫通孔40は、平面視において第1方向Xおよび第2方向Yのいずれか一方に延びる帯状、長方形状、楕円形状または長円形状に形成されていてもよい。少なくとも1つの下地貫通孔40は、平面視において第1方向Xおよび第2方向Yに交差する方向に延びる帯状、長方形状、楕円形状または長円形状に形成されていてもよい。
 少なくとも1つの下地貫通孔40は、第1方向Xに延びる部分(辺)および/または第2方向Yに延びる部分(辺)を有していてもよい。少なくとも1つの下地貫通孔40は、第1方向Xおよび第2方向Yに交差する方向に延びる部分(辺)を有していてもよい。少なくとも1つの下地貫通孔40は、平面視においてC字形状、L字形状、T字形状または十字形状に形成されていてもよい。
 少なくとも1つの下地貫通孔40は、平面視において活性面8の側方で環状に形成されていてもよい。つまり、少なくとも1つの下地貫通孔40は、平面視において活性面8を取り囲まない小サイズの環状に形成されていてもよい。この場合、少なくとも1つの下地貫通孔40は、平面視において、三角環状、四角環状、六角環状、八角環状等の多角環状に形成されていてもよい。また、少なくとも1つの下地貫通孔40は、平面視において円環状に形成されていてもよい。
 また、少なくとも1つの下地貫通孔40は、平面視において第1方向Xおよび第2方向Yのいずれか一方に延びる帯環状、長方形環状、楕円環状または長円環状に形成されていてもよい。また、少なくとも1つの下地貫通孔40は、平面視において第1方向Xおよび第2方向Yに交差する方向に延びる帯環状、長方形環状、楕円環状または長円環状に形成されていてもよい。
 むろん、少なくとも1つの下地貫通孔40は、平面視において活性面8を取り囲む大サイズの環状に形成されていてもよい。この場合、少なくとも1つの下地貫通孔40は、第1無機膜27に沿って延びる環状(たとえば四角環状)に形成されてもよい。むろん、少なくとも1つの下地貫通孔40は、第1無機膜27のサイズが許す限り、多角環状、円環状、楕円環状または長円環状に形成されていてもよい。
 複数の下地貫通孔40が、第1方向Xに間隔を空けて形成されていてもよい。複数の下地貫通孔40が、第2方向Yに間隔を空けて形成されていてもよい。複数の下地貫通孔40が、第1方向Xおよび第2方向Yに間隔を空けて形成されていてもよい。複数の下地貫通孔40が、第1方向Xおよび第2方向Yに交差する方向に間隔を空けて形成されていてもよい。
 第1方向Xにストライプ状に延びる複数の下地貫通孔40が形成されていてもよい。第2方向Yにストライプ状に延びる複数の下地貫通孔40が形成されていてもよい。第1方向Xにストライプ状に延びる複数の下地貫通孔40および第2方向Yにストライプ状に延びる複数の下地貫通孔40が第1方向Xまたは第2方向Yに隣り合う形で併存していてもよい。つまり、第1方向Xに延びる少なくとも1つの下地貫通孔40および第2方向Yに延びる少なくとも1つの下地貫通孔40が第1方向Xまたは第2方向Yに隣り合う形で形成されていてもよい。
 むろん、第1方向Xにストライプ状に延びる複数の下地貫通孔40および第2方向Yにストライプ状に延びる複数の下地貫通孔40を一体的に含む格子状の下地貫通孔40が形成されていてもよい。つまり、第1方向Xおよび第2方向Yに沿って網目状(格子状)に延びる下地貫通孔40が形成されていてもよい。むろん、第1方向Xおよび第2方向Yに交差する方向に沿って網目状(格子状)に延びる下地貫通孔40が形成されていてもよい。
 上記の下地貫通孔40の説明において、第1方向XがSiC単結晶のa軸方向であり、第2方向YがSiC単結晶のm軸方向であってもよい。むろん、上記の下地貫通孔40の説明において、第1方向XがSiC単結晶のm軸方向であり、第2方向YがSiC単結晶のa軸方向であってもよい。単一のまたは複数の下地貫通孔40のレイアウトは、SiC単結晶の結晶方向に沿って生じる応力の観点から定められてもよい。つまり、単一のまたは複数の下地貫通孔40のレイアウトを調節することにより、特定の方向(結晶方向)における応力の偏りを抑制できる。
 半導体装置1Aは、上述の下地貫通孔40の複数のレイアウトのうちの少なくとも2つが組み合わされたレイアウトを含み得る。半導体装置1Aは、この形態では、平面視において外側面9の周縁(第1主面3の周縁)に沿って延びる帯状に形成された少なくとも1つの下地貫通孔40を含む。下地貫通孔40は、この形態では、平面視において活性面8を取り囲む環状(具体的には四角環状)に形成されている。下地貫通孔40は、活性面8側の内壁部および外側面9の周縁側の外壁部を有している。
 下地貫通孔40は、第1無機膜27の厚さよりも大きい幅を有していることが好ましい。下地貫通孔40の幅は、下地貫通孔40の延在方向に直交する方向の幅である。下地貫通孔40の幅は、1μm以上15μm以下であってもよい下地貫通孔40の幅は、2μm10μm以下であることが好ましい。下地貫通孔40の幅は、5μm以下であることが特に好ましい。
 半導体装置1Aは、絶縁体を含み、第1無機膜27を被覆する第2無機膜41を含む。第2無機膜41は、「第2無機絶縁膜」、「上側絶縁膜」または「パッシベーション膜」と称されてもよい。第2無機膜41は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および酸窒化シリコン膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。第2無機膜41は、第1無機膜27とは異なる絶縁体を含むことが好ましい。第2無機膜41は、窒化シリコン膜を含むことが好ましい。
 第2無機膜41は、第1無機膜27の厚さ以上の厚さを有していてもよいし、第1無機膜27の厚さ未満の厚さを有していてもよい。第2無機膜41の厚さは、ゲート電極30(ソース電極32)の厚さ未満であることが好ましい。第2無機膜41の厚さは、0.1μm以上5μm以下であってもよい。第2無機膜41の厚さは、1μm以上2.5μm以下であることが好ましい。第2無機膜41の厚さは、下地貫通孔40の幅の1/2未満であることが好ましい。
 第2無機膜41は、活性面8および外側面9を選択的に被覆している。第2無機膜41は、この形態では、ゲート被覆部42、ソース被覆部43および外側被覆部44を有している。ゲート被覆部42は「第1被覆部」と称され、ソース被覆部43は「第2被覆部」と称され、外側被覆部44は「第3被覆部」と称されてもよい。
 ゲート被覆部42は、ゲート電極30を被覆している。ゲート被覆部42は、この形態では、ゲート電極30のみを被覆し、ソース電極32、ゲート配線36A、36Bおよびソース配線37を露出させている。ゲート被覆部42は、ゲート電極30の周縁から内方に間隔を空けてゲート電極30の上に配置され、ゲート電極30の周縁部を露出させている。
 具体的には、ゲート被覆部42は、ゲート電極30の電極側壁を露出させている。ゲート被覆部42は、平面視においてゲート電極30の周縁に沿って延びる帯状に形成され、ゲート電極30の内方部を露出させるゲート開口45を区画している。ゲート開口45は、この形態では、平面視において四角形状に形成されている。
 ソース被覆部43は、ソース電極32を被覆している。ソース被覆部43は、この形態では、ソース電極32のみを被覆し、ゲート電極30、ゲート配線36A、36Bおよびソース配線37を露出させている。ソース被覆部43は、ソース電極32の周縁から内方に間隔を空けてソース電極32の上に配置され、ソース電極32の周縁部を露出させている。
 具体的には、ソース被覆部43は、ソース電極32の電極側壁を露出させている。ソース被覆部43は、平面視においてソース電極32の周縁部に沿って延びる帯状に形成され、ソース電極32の内方部を露出させるソース開口46を区画している。ソース開口46は、この形態では、平面視においてソース電極32の周縁に沿う多角形状に形成されている。ソース被覆部43は、ゲート被覆部42およびソース被覆部43の間の領域において、第1無機膜27、ゲート電極30の電極側壁およびソース電極32の電極側壁を露出させる第1露出部47(第1除去部)を区画している。
 外側被覆部44は、外側面9(第1主面3の周縁部)において第1無機膜27を被覆している。外側被覆部44は、この形態では、活性面8の周縁(第1~第4接続面10A~10D)および外側面9の周縁(第1~第4側面5A~5D)から間隔を空けて第1無機膜27を被覆している。具体的には、外側被覆部44は、外側面9においてゲート電極30、ソース電極32、ゲート配線36A、36Bおよびソース配線37から間隔を空けて第1無機膜27の上に配置されている。つまり、外側被覆部44は、金属(電極)を被覆していない。
 外側被覆部44は、ゲート被覆部42および外側被覆部44の間の領域において、ゲート電極30の電極側壁、ゲート配線36A、36Bおよびソース配線37を露出させる第2露出部48(第2除去部)を区画している。第2露出部48は、活性面8および外側面9の間の段差(つまりサイドウォール構造26)も露出させている。第2露出部48は、第1露出部47に接続されている。
 外側被覆部44は、ソース被覆部43および外側被覆部44の間の領域において、ソース電極32の電極側壁、ゲート配線36A、36Bおよびソース配線37を露出させる第3露出部49(第3除去部)を区画している。第3露出部49は、活性面8および外側面9の間の段差(つまりサイドウォール構造26)も露出させている。第3露出部49は、第1露出部47および第2露出部48に接続されている。
 外側被覆部44は、平面視において外側面9の周縁(第1主面3の周縁)に沿って延びる帯状に形成されている。外側被覆部44は、この形態では、平面視において活性面8を取り囲む環状(具体的には四角環状)に形成されている。外側被覆部44は、活性面8側の内縁部および外側面9の周縁側の外縁部を有している。
 外側被覆部44の内縁部は、最外のフィールド領域21よりも活性面8側に位置していることが好ましい。つまり、外側被覆部44は、少なくとも1つのフィールド領域21に重なるように配置されていることが好ましい。また、外側被覆部44は、第1無機膜27を挟んで少なくとも1つのフィールド領域21に対向していることが好ましい。むろん、外側被覆部44の内縁部は、最内のフィールド領域21よりも活性面8側に位置していてもよい。つまり、外側被覆部44は、全てのフィールド領域21に重なるように配置されていてもよい。
 外側被覆部44の外縁部は、外側面9の周縁から内方に間隔を空けて形成され、外側面9の周縁との間でダイシングストリート50を区画している。ダイシングストリート50は、平面視において外側面9の周縁(第1~第4側面5A~5D)に沿って延びる帯状に形成されている。ダイシングストリート50は、この形態では、平面視において第1主面3の内方部(活性面8)を取り囲む環状(具体的には四角環状)に形成されている。ダイシングストリート50は、この形態では、第1無機膜27を露出させている。
 むろん、主面絶縁膜25および第1無機膜27が外側面9を露出させている場合、ダイシングストリート50は、外側面9を露出させていてもよい。ダイシングストリート50は、1μm以上200μm以下の幅を有していてもよい。ダイシングストリート50の幅は、ダイシングストリート50の延在方向に直交する方向の幅である。ダイシングストリート50の幅は、5μm以上50μm以下であることが好ましい。
 外側被覆部44は、第1無機膜27の上から下地貫通孔40内に入り込み、下地貫通孔40内において外側面9(第1主面3の周縁部)に直接接続されている。外側被覆部44は、下地貫通孔40の幅よりも大きい幅を有している。外側被覆部44は、第1無機膜27の上から下地貫通孔40の内壁部を介して下地貫通孔40内に入り込み、下地貫通孔40の外壁部を介して第1無機膜27の上に引き出されている。これにより、外側被覆部44は、下地貫通孔40の内壁部および外壁部の双方を被覆している。
 外側被覆部44は、この形態では、第1部分51および第2部分52を含む。第1部分51は、下地貫通孔40外で第1無機膜27を被覆する部分である。第1部分51は、活性面8に対して外側面9側に位置する第1上面を有している。第2部分52は、下地貫通孔40内で外側面9を被覆する部分である。第2部分52は、第1上面に対して外側面9側に位置する第2上面を有している。つまり、第2部分52は、第1部分51との間で外側面9側に向けて窪んだリセス部53(段差部)を区画している。
 半導体装置1Aは、外側被覆部44(第2無機膜41)に形成された少なくとも1つ(単一のまたは複数)の貫通孔55を含む。平面視において単一の貫通孔55が形成されている場合であっても、断面視において複数の貫通孔55が現れる場合には、断面視において複数の貫通孔55が形成されていると見なされる。
 平面視において単一の貫通孔55が形成されている場合であっても、複数の貫通孔55が一体化していると見なせる場合には、複数の貫通孔55が形成されていると見なされてもよい。これとは反対に、平面視において複数の貫通孔55が形成されている場合であっても、複数の貫通孔55が一体化していると見なせる場合には、単一の貫通孔55が形成されていると見なされてもよい。
 単一のまたは複数の貫通孔55は、ゲート電極30およびソース電極32から外側面9の周縁側に間隔を空けて形成されている。つまり、単一のまたは複数の貫通孔55は、ゲート電極30の周囲およびソース電極32の周囲に形成されている。具体的には、単一のまたは複数の貫通孔55は、ソース配線37から外側面9の周縁側に間隔を空けて形成されている。
 つまり、単一のまたは複数の貫通孔55は、ソース配線37の周囲に形成されている。単一のまたは複数の貫通孔55は、複数のフィールド領域21(最外のフィールド領域21)から外側面9の周縁側に間隔を空けて形成されていることが好ましい。つまり、単一のまたは複数の貫通孔55は、フィールド領域21の周囲に形成されていることが好ましい。
 貫通孔55は、断面において観察される露出対象に基づいて、第1型貫通孔56および第2型貫通孔57に分類される。第1型貫通孔56は、断面視において第1無機膜27のみを露出させるように外側被覆部44に形成されている。第1型貫通孔56は、第2無機膜41の第1部分51に形成される。
 1つまたは複数の第1型貫通孔56が、下地貫通孔40に対して活性面8側の領域のみに形成されていてもよい。1つまたは複数の第1型貫通孔56が、下地貫通孔40に対して外側面9の周縁側の領域のみに形成されていてもよい。複数の第1型貫通孔56が、下地貫通孔40に対して活性面8側の領域、および、下地貫通孔40に対して外側面9の周縁側の領域に形成されていてもよい。
 第2型貫通孔57は、外側面9を露出させるように外側被覆部44に形成される。第2型貫通孔57は、少なくとも外側被覆部44の第2部分52に形成される。第2型貫通孔57は、外側面9および第1無機膜27の双方を露出させるように下地貫通孔40の壁部を通過して外側被覆部44に形成されていてもよい。つまり、第2型貫通孔57は、外側被覆部44の第1部分51および第2部分52に形成されてもよい。
 第2型貫通孔57は、下地貫通孔40の内壁部および下地貫通孔40の外壁部のいずれか一方または双方を通過していてもよい。つまり、第2型貫通孔57は、断面視において下地貫通孔40の一部を露出させていてもよいし、断面視において下地貫通孔40の全域を露出させていてもよい。
 半導体装置1Aは、1つの断面において第1型貫通孔56および第2型貫通孔57のいずれか一方または双方を含み得る。半導体装置1Aは、任意の第1断面において第1型貫通孔56のみを含み、第1断面とは異なる任意の第2断面において第2型貫通孔57のみを含んでもよい。
 半導体装置1Aは、第1断面において第1型貫通孔56および第2型貫通孔57の双方を含み、第2断面において第1型貫通孔56のみを含んでもよい。半導体装置1Aは、第1断面において第1型貫通孔56および第2型貫通孔57の双方を含み、第2断面において第2型貫通孔57のみを含んでもよい。
 貫通孔55が第1型貫通孔56および第2型貫通孔57のいずれかに属するかは任意の断面における当該貫通孔55の露出対象によって判断され、貫通孔55のレイアウト(個数、平面形状、サイズ等)は任意である。以下、貫通孔55のレイアウトが説明される。貫通孔55のレイアウトの説明は、第1型貫通孔56のレイアウトおよび第2型貫通孔57のレイアウトにも適用される。
 少なくとも1つの貫通孔55は、平面視において活性面8を包囲するように外側被覆部44に形成されていることが好ましい。つまり、少なくとも1つの貫通孔55が、平面視においてゲート電極30、ソース電極32、ゲート配線36A、36Bおよびソース配線37を包囲するように第1無機膜27に形成されていてもよい。
 少なくとも1つの貫通孔55が活性面8を包囲する形態は、有端状または無端状の単一の貫通孔55が複数方向から活性面8に対向する形態を含み得る。また、少なくとも1つの貫通孔55が活性面8を包囲する形態は、有端状または無端状の複数の貫通孔55が複数方向から活性面8に対向する形態を含み得る。
 複数方向は、4方向であることが好ましい。4方向は、第1~第4側面5A~5Dの4つの法線方向である。つまり、4方向は、第1方向Xの一方側、第1方向Xの他方側、第2方向Yの一方側および第2方向Yの他方側である。また、4方向は、SiC単結晶の4つの結晶方向によって定義されることができる。4つの結晶方向は、a軸方向の一方向(たとえば[11-20]方向)、a軸方向の他方向(たとえば[-1-120]方向)、m軸方向の一方向(たとえば[-1100]方向)、および、m軸方向の他方向(たとえば[1-100]方向)であってもよい。
 少なくとも1つの貫通孔55は、平面視において三角形状、四角形状、六角形状、八角形状等の多角形状に形成されていてもよい。少なくとも1つの貫通孔55は、平面視において円形状に形成されていてもよい。少なくとも1つの貫通孔55は、平面視において第1方向Xおよび第2方向Yのいずれか一方に延びる帯状、長方形状、楕円形状または長円形状に形成されていてもよい。少なくとも1つの貫通孔55は、平面視において第1方向Xおよび第2方向Yに交差する方向に延びる帯状、長方形状、楕円形状または長円形状に形成されていてもよい。
 少なくとも1つの貫通孔55は、第1方向Xに延びる部分(辺)および/または第2方向Yに延びる部分(辺)を有していてもよい。少なくとも1つの貫通孔55は、第1方向Xおよび第2方向Yに交差する方向に延びる部分(辺)を有していてもよい。少なくとも1つの貫通孔55は、平面視においてC字形状、L字形状、T字形状または十字形状に形成されていてもよい。
 少なくとも1つの貫通孔55は、平面視において活性面8の側方で環状に形成されていてもよい。つまり、少なくとも1つの貫通孔55は、平面視において活性面8を取り囲まない小サイズの環状に形成されていてもよい。この場合、少なくとも1つの貫通孔55は、平面視において、三角環状、四角環状、六角環状、八角環状等の多角環状に形成されていてもよい。また、少なくとも1つの貫通孔55は、平面視において円環状に形成されていてもよい。
 また、少なくとも1つの貫通孔55は、平面視において第1方向Xおよび第2方向Yのいずれか一方に延びる帯環状、長方形環状、楕円環状または長円環状に形成されていてもよい。また、少なくとも1つの貫通孔55は、平面視において第1方向Xおよび第2方向Yに交差する方向に延びる帯環状、長方形環状、楕円環状または長円環状に形成されていてもよい。
 むろん、少なくとも1つの貫通孔55は、平面視において活性面8を取り囲む大サイズの環状に形成されていてもよい。この場合、少なくとも1つの貫通孔55は、外側被覆部44に沿って延びる環状(たとえば四角環状)に形成されてもよい。むろん、少なくとも1つの貫通孔55は、外側被覆部44のサイズが許す限り、多角環状、円環状、楕円環状または長円環状に形成されていてもよい。
 複数の貫通孔55が、第1方向Xに間隔を空けて形成されていてもよい。複数の貫通孔55が、第2方向Yに間隔を空けて形成されていてもよい。複数の貫通孔55が、第1方向Xおよび第2方向Yに間隔を空けて形成されていてもよい。複数の貫通孔55が、第1方向Xおよび第2方向Yに交差する方向に間隔を空けて形成されていてもよい。
 第1方向Xにストライプ状に延びる複数の貫通孔55が形成されていてもよい。第2方向Yにストライプ状に延びる複数の貫通孔55が形成されていてもよい。第1方向Xにストライプ状に延びる複数の貫通孔55および第2方向Yにストライプ状に延びる複数の貫通孔55が第1方向Xまたは第2方向Yに隣り合う形で併存していてもよい。つまり、第1方向Xに延びる少なくとも1つの貫通孔55および第2方向Yに延びる少なくとも1つの貫通孔55が第1方向Xまたは第2方向Yに隣り合う形で形成されていてもよい。
 むろん、第1方向Xにストライプ状に延びる複数の貫通孔55および第2方向Yにストライプ状に延びる複数の貫通孔55を一体的に含む格子状の貫通孔55が形成されていてもよい。つまり、第1方向Xおよび第2方向Yに沿って網目状(格子状)に延びる貫通孔55が形成されていてもよい。むろん、第1方向Xおよび第2方向Yに交差する方向に沿って網目状(格子状)に延びる貫通孔55が形成されていてもよい。
 半導体装置1Aは、上述の貫通孔55の複数のレイアウトのうちの少なくとも2つが組み合わされたレイアウトを含み得る。以下、図8A~図8Tを参照して、上記貫通孔55のレイアウトから抽出された特徴を有する第1~第20レイアウト例が示される。
 図8A~図8Tは、貫通孔55の第1~第20レイアウト例を示す模式図である。第1~第20レイアウト例は、いずれも貫通孔55のレイアウトの一例を図示化したものであり、貫通孔55のレイアウトは第1~第20レイアウト例に制限されない。半導体装置1Aは、第1~第20レイアウト例のうちの少なくとも2つのレイアウト例が組み合わされたレイアウトを含み得る。
 図8A(第1レイアウト例)を参照して、複数の貫通孔55は、平面視において第1方向Xおよび第2方向Yに間隔を空けて行列状に配列されていてもよい。この場合、複数の貫通孔55は、平面視において外側被覆部44における第1~第4側面5A~5Dに沿って延びる複数の部分に行列状に形成され、複数方向から活性面8を包囲していることが好ましい。複数の貫通孔55は、この例では、平面視において四角形状にそれぞれ形成されている。
 むろん、図8B(第2レイアウト例)を参照して、複数の貫通孔55は、平面視において外側被覆部44に沿って延びる帯状にそれぞれ形成されていてもよい。また、図8C(第3レイアウト例)を参照して、複数の貫通孔55は、平面視において円形状にそれぞれ形成されていてもよい。
 また、図8D(第4レイアウト例)を参照して、複数の貫通孔55は、平面視において四角形状以外の多角形状(ここでは六角形状)にそれぞれ形成されていてもよい。また、図8E(第5レイアウト例)を参照して、複数の貫通孔55は、平面視において活性面8の側方において活性面8を取り囲まない環状にそれぞれ形成されていてもよい。
 また、図8F(第6レイアウト例)を参照して、複数の貫通孔55は、平面視において第1方向Xに延びる少なくとも1つ(この例では複数)の第1貫通孔55Aおよび第2方向Yに延びる少なくとも1つ(この例では複数)の第2貫通孔55Bを含んでいてもよい。複数の第1貫通孔55Aおよび複数の第2貫通孔55Bは、任意のレイアウトで第1方向Xおよび第2方向Yに間隔を空けて配列されていてもよい。
 複数の第1貫通孔55Aは、第1方向Xに一列に配列され、第1方向Xに互いに対向していてもよい。複数の第1貫通孔55Aは、第2方向Yに一列に配列され、第2方向Yに互いに対向していてもよい。複数の第2貫通孔55Bは、第1方向Xに一列に配列され、第1方向Xに互いに対向していてもよい。複数の第2貫通孔55Bは、第2方向Yに一列に配列され、第2方向Yに互いに対向していてもよい。
 むろん、複数の第1貫通孔55Aおよび複数の第2貫通孔55Bは、第1方向Xに交互に配列され、第1方向Xに互いに対向していてもよい。また、複数の第1貫通孔55Aおよび複数の第2貫通孔55Bは、第2方向Yに交互に配列され、第2方向Yに互いに対向していてもよい。
 また、図8G(第7レイアウト例)を参照して、複数の貫通孔55は、平面視において第1方向Xに延びる部分(辺)および第2方向Yに延びる部分(辺)をそれぞれ有していてもよい。各貫通孔55は、この例では、平面視において十字状に形成されている。むろん、各貫通孔55は、平面視においてC字形状、L字形状またはT字形状に形成されていてもよい。
 また、図8H(第8レイアウト例)を参照して、複数の貫通孔55は、平面視において第1方向Xおよび第2方向Yに交差する方向にそれぞれ延びていてもよい。たとえば、複数の貫通孔55は、第1交差方向に延びる複数の第1貫通孔55Aおよび第2交差方向に延びる複数の第2貫通孔55Bを含んでいてもよい。第1交差方向は、第1方向Xおよび第2方向Yに交差する方向である(以下、同じ)。第2交差方向は、第1方向X、第2方向Yおよび第1交差方向に交差する方向である(以下、同じ)。
 第1交差方向は、第1方向Xおよび第2方向Yの座標軸を設定した時、0°<θ<90°の傾斜角度で延びる方向である。第1交差方向は、30°<θ<60°の傾斜角度(より好ましくは45°±5°の傾斜角度)で延びていることが好ましい。一方、第2交差方向は、90°<θ<180°の傾斜角度で延びる方向である。第2交差方向は、120°<θ<150°の傾斜角度(より好ましくは135°±5°の傾斜角度)で延びていることが好ましい。第2交差方向は、第1交差方向の直交方向であることが特に好ましい。
 複数の第1貫通孔55Aは、第1方向Xに一列に配列され、第1方向Xに互いに対向していてもよい。複数の第1貫通孔55Aは、第2方向Yに一列に配列され、第2方向Yに互いに対向していてもよい。複数の第2貫通孔55Bは、第1方向Xに一列に配列され、第1方向Xに互いに対向していてもよい。複数の第2貫通孔55Bは、第2方向Yに一列に配列され、第2方向Yに互いに対向していてもよい。
 むろん、複数の第1貫通孔55Aおよび複数の第2貫通孔55Bは、第1方向Xに交互に配列され、第1方向Xに互いに対向していてもよい。また、複数の第1貫通孔55Aおよび複数の第2貫通孔55Bは、第2方向Yに交互に配列され、第2方向Yに互いに対向していてもよい。むろん、複数の貫通孔55は、複数の第1貫通孔55Aまたは複数の第2貫通孔55Bのみによって構成されていてもよい。
 また、図8I(第9レイアウト例)を参照して、複数の貫通孔55は、平面視において第1交差方向に延びる部分および第2交差方向に延びる部分をそれぞれ有していてもよい。各貫通孔55は、この例では、平面視において第1方向Xおよび第2方向Yに交差する十字状に形成されている。むろん、各貫通孔55は、平面視において第1方向Xおよび第2方向Yに交差するC字形状、L字形状またはT字形状に形成されていてもよい。
 前述の図8A~図8Iでは、複数の貫通孔55が平面視において行列状に配列された例が示された。しかし、図8J(第10レイアウト例)を参照して、複数の貫通孔55は、第1方向Xおよび第2方向Yに間隔を空けて千鳥状に配列されていてもよい。
 つまり、半導体装置1Aは、この例では、第2方向Yに一列に配列された複数の貫通孔55をそれぞれ含み、第1方向Xに間隔を空けて形成された複数のグループを含む。一方のグループに属する複数の貫通孔55は、他方のグループに属する複数の貫通孔55に対して第2方向Yにずれて配置されている。一方のグループに属する複数の貫通孔55は、第1方向Xに関して、他方のグループに属する複数の貫通孔55の間の領域に対向している。
 むろん、半導体装置1Aは、第1方向Xに一列に配列された複数の貫通孔55をそれぞれ含み、第2方向Yに間隔を空けて形成された複数のグループを含んでいてもよい。この場合、一方のグループに属する複数の貫通孔55は、隣り合うグループに属する複数の貫通孔55に対して第1方向Xにずれて配置されている。
 図8K(第11レイアウト例)を参照して、複数の貫通孔55は、平面視において活性面8から外側面9の周縁側に間隔を空けて配列され、外側被覆部44に沿って延びるストライプ状に形成されていてもよい。この場合、複数の貫通孔55は、活性面8を複数方向(たとえば4方向)から取り囲む無端状または有端状に形成されていてもよい。
 図8L(第12レイアウト例)を参照して、複数の貫通孔55は、第11レイアウト例と同様、平面視において外側被覆部44に沿って延びるストライプ状に形成されている。複数の貫通孔55は、この例では、平面視において第1交差方向に延びる部分および第2交差方向に延びる部分をそれぞれ有するジグザグ状に形成されている。
 図8M(第13レイアウト例)を参照して、複数の貫通孔55は、第11レイアウト例と同様、平面視において外側被覆部44に沿って延びるストライプ状に形成されている。複数の貫通孔55は、この例では、外側被覆部44の延在方向に交差する方向に延びるストライプ状に形成されている。複数の貫通孔55は、第1交差方向または第2交差方向に延びていてもよい。むろん、第1交差方向にストライプ状に延びる複数の貫通孔55および第2交差方向にストライプ状に延びる複数の貫通孔55が形成されていてもよい。
 図8N(第14レイアウト例)を参照して、複数の貫通孔55は、平面視において外側被覆部44の延在方向に間隔を空けて配列され、外側被覆部44の延在方向に交差する方向に延びるストライプ状に形成されていてもよい。複数の貫通孔55は、この例では、外側被覆部44の延在方向(つまり、第1方向Xまたは第2方向Y)に直交している。
 図8O(第15レイアウト例)を参照して、複数の貫通孔55は、第14レイアウト例と同様、平面視において外側被覆部44の延在方向に交差する方向に延びるストライプ状に形成されている。複数の貫通孔55は、この例では、第1交差方向に延びる部分および第2交差方向に延びる部分をそれぞれ有するジグザグ状に形成されている。
 図8P(第16レイアウト例)を参照して、外側被覆部44の延在方向に沿ってジグザグ状に延びる単一の貫通孔55が形成されていてもよい。単一の貫通孔55は、ジグザグ状に接続された複数の第1貫通孔55Aおよび複数の第2貫通孔55Bによって構成されている。
 複数の第1貫通孔55Aは、外側被覆部44の延在方向に間隔を空けて配列され、外側被覆部44の延在方向に交差(具体的には直交)する方向に延びる帯状にそれぞれ形成されている。複数の第2貫通孔55Bは、外側被覆部44の延在方向にそれぞれ延び、一対の第1貫通孔55Aの一端部同士および一対の第1貫通孔55Aの他端部同士を外側被覆部44の延在方向に沿って交互に接続している。
 図8Q(第17レイアウト例)を参照して、第1方向Xおよび第2方向Yに延びる網目状(格子状)の単一の貫通孔55が形成されていてもよい。単一の貫通孔55は、格子状に接続された複数の第1貫通孔55Aおよび複数の第2貫通孔55Bによって構成されている。複数の第1貫通孔55Aは、第1方向Xに延びるストライプ状に形成されている。複数の第2貫通孔55Bは、複数の第1貫通孔55Aに接続されるように第2方向Yに延びるストライプ状に形成されている。
 むろん、図8R(第18レイアウト例)を参照して、第1方向Xおよび第2方向Yに交差する方向に延びる網目状(格子状)の単一の貫通孔55が形成されていてもよい。単一の貫通孔55は、格子状に接続された複数の第1貫通孔55Aおよび複数の第2貫通孔55Bによって構成されている。複数の第1貫通孔55Aは、第1交差方向に延びるストライプ状に形成されている。複数の第2貫通孔55Bは、複数の第1貫通孔55Aに接続されるように第2交差方向に延びるストライプ状に形成されている。
 図8S(第19レイアウト例)を参照して、平面視において六角形状の複数の貫通孔55がハニカム状に配列されていてもよい。ハニカム状の配列は、千鳥状の配列一例でもある。この場合、平面視において六角網目状(六角格子状)に延びる部分が外側被覆部44に形成される。むろん、図8T(第20レイアウト例)を参照して、平面視において六角網目状(六角格子状)に延びる単一の貫通孔55が形成されてもよい。この場合、平面視においてハニカム状に配列された複数の六角形状の部分が外側被覆部44に形成される。
 図8A~図8Tを参照して、第1~第20レイアウト例では、平面視において単一のまたは複数の貫通孔55が形成されている。第1~第21レイアウト例に係る単一のまたは複数の貫通孔55は、断面視において第1型貫通孔56および第2型貫通孔57をそれぞれ含む。
 単一の貫通孔55が形成されている場合、第1型貫通孔56は単一の貫通孔55の一部分からなり、第2型貫通孔57は単一の貫通孔55の一部分からなる。一方、複数の貫通孔55が形成されている場合、第1型貫通孔56は1つの貫通孔55からなり、第2型貫通孔57は1つの貫通孔55からなる。
 上記の貫通孔55の説明において、第1方向XがSiC単結晶のa軸方向であり、第2方向YがSiC単結晶のm軸方向であってもよい。むろん、上記の貫通孔55の説明において、第1方向XがSiC単結晶のm軸方向であり、第2方向YがSiC単結晶のa軸方向であってもよい。単一のまたは複数の貫通孔55のレイアウトは、SiC単結晶の結晶方向に沿って生じる応力の観点から定められてもよい。つまり、単一のまたは複数の貫通孔55のレイアウトを調節することにより、特定の方向(結晶方向)における応力の偏りを抑制できる。
 半導体装置1Aは、第2無機膜41を被覆する有機膜60を含む。有機膜60は、「有機絶縁膜」また「樹脂膜」と称されてもよい。有機膜60は、熱硬化性樹脂以外の樹脂を含むことが好ましい。有機膜60は、透光性樹脂または透明樹脂からなっていてもよい。有機膜60は、ネガティブタイプまたはポジティブタイプの感光性樹脂膜からなることが好ましい。有機膜60は、ポリイミド膜、ポリアミド膜およびポリベンゾオキサゾール膜のうちの少なくとも1つを含むことが好ましい。有機膜60は、この形態では、ポリベンゾオキサゾール膜を含む。
 有機膜60は、チップ2の厚さ未満の厚さを有していることが好ましい。有機膜60の厚さは、第1無機膜27の厚さを超えていることが好ましい。有機膜60の厚さは、第2無機膜41の厚さを超えていることが好ましい。有機膜60の厚さは、ゲート電極30(ソース電極32)の厚さを超えていることが特に好ましい。有機膜60の厚さは、3μm以上30μm以下であってもよい。有機膜60の厚さは、20μm以下であることが好ましい。
 有機膜60は、第2無機膜41の第1露出部47、第2露出部48および第3露出部49を埋めて、第2無機膜41のゲート被覆部42、ソース被覆部43および外側被覆部44を被覆している。有機膜60は、第1露出部47、第2露出部48および第3露出部49において、ゲート電極30の周縁部、ソース電極32の周縁部、複数のゲート配線36A、36Bおよびソース配線37を被覆している。
 有機膜60は、この形態では、ゲート電極30の電極側壁、ソース電極32の電極側壁、複数のゲート配線36A、36Bの全域およびソース配線37の全域を被覆している。有機膜60のうちゲート電極30を被覆する部分は、ゲート電極30の内方部を露出させるゲートパッド開口61を区画している。
 ゲートパッド開口61は、この形態では、平面視において四角形状に形成され、ゲート開口45に連通している。ゲートパッド開口61は、ゲート被覆部42の内縁部を露出させていてもよい。むろん、有機膜60は、ゲート被覆部42の全域を被覆していてもよい。
 有機膜60のうちソース電極32を被覆する部分は、ソース電極32の内方部を露出させるソースパッド開口62を区画している。ソースパッド開口62は、この形態では、平面視においてソース電極32の周縁に沿う多角形状に形成され、ソース開口46に連通している。ソースパッド開口62は、ソース被覆部43の内縁部を露出させていてもよい。むろん、有機膜60は、ソース被覆部43の全域を被覆していてもよい。
 有機膜60は、外側面9側(第1主面3の周縁側)において全ての貫通孔55(単一のまたは複数の貫通孔55)を埋めて第2無機膜41の外側被覆部44を被覆している。これにより、有機膜60は、単一のまたは複数の貫通孔55内に位置する単一のまたは複数のアンカー部65を有している。単一のまたは複数のアンカー部65は、単一のまたは複数の貫通孔55のレイアウトに整合するレイアウトを有している。第2無機膜41(外側被覆部44)に対する有機膜60の接続面積はアンカー部65によって増加される。
 断面視において第1無機膜27を露出させる第1型貫通孔56が外側被覆部44に形成されている場合、有機膜60は第1型貫通孔56内において第1無機膜27および外側被覆部44に接する第1型アンカー部66を有する。断面視において外側面9(第1主面3)を露出させる第2型貫通孔57が外側被覆部44に形成されている場合、有機膜60は第2型貫通孔57内において外側面9(第1主面3)および外側被覆部44に接する第2型アンカー部67を有する。
 第2型貫通孔57が外側面9(第1主面3)、下地貫通孔40の壁部および第1無機膜27を露出させている場合、第2型アンカー部67は第2型貫通孔57内において外側面9(第1主面3)、下地貫通孔40の壁部、第1無機膜27および外側被覆部44に接する。第2型貫通孔57が下地貫通孔40の内壁部、外側面9(第1主面3)および下地貫通孔40の外壁部を露出させている場合、第2型アンカー部67は下地貫通孔40の内壁部、外側面9(第1主面3)および下地貫通孔40の外壁部に接する。第2型アンカー部67は、下地貫通孔40内において外側面9に接続されると同時に、外側面9(第1主面3)および第1無機膜27の間の段差部に噛み合う。
 有機膜60は、この形態では、外側被覆部44の第1部分51および第2部分52を被覆し、第1部分51および第2部分52によって区画されたリセス部53を被覆している。つまり、有機膜60は、第1部分51の上から第1型貫通孔56に入り込み、第1型貫通孔56内において第1無機膜27を被覆している。また、有機膜60は、第1部分51の上からリセス部53に入り込み、リセス部53内において第2部分52を被覆している。
 さらに、有機膜60は、リセス部53内において第2部分52の上から下地貫通孔40(第2型貫通孔57)内に入り込み、下地貫通孔40(第2型貫通孔57)内において外側面9および第1無機膜27を被覆している。第2無機膜41(外側被覆部44)に対する有機膜60の接続面積はリセス部53によっても増加されている。この形態では、前記接続面積が、下地貫通孔40、リセス部53および第2型貫通孔57によって形成された段差構造によって増加されている。
 有機膜60の外縁部は、外側面9の周縁から内方に間隔を空けて形成され、外側面9の周縁との間でダイシングストリート50を区画している。有機膜60の外縁部は、この形態では、第2無機膜41の外縁部を露出させている。つまり、有機膜60は、第2無機膜41と共にダイシングストリート50を区画している。むろん、有機膜60は、第2無機膜41の外縁部の全域を被覆していてもよい。
 半導体装置1Aは、第2主面4を被覆するドレイン電極68(第3主面電極)を含む。ドレイン電極68は、第2主面4に電気的に接続されている。ドレイン電極68は、第2主面4から露出した第2半導体領域7とオーミック接触を形成している。ドレイン電極68は、チップ2の周縁(第1~第4側面5A~5D)に連なるように第2主面4の全域を被覆していてもよい。
 ドレイン電極68は、チップ2の周縁から内方に間隔を空けて第2主面4を被覆していてもよい。ドレイン電極68は、ソース電極32との間に500V以上3000V以下のドレインソース電圧が印加されるように構成される。つまり、チップ2は、第1主面3および第2主面4の間に500V以上3000V以下の電圧が印加されるように形成されている。
 以上、半導体装置1Aは、チップ2、第2無機膜41(無機膜)、貫通孔55および有機膜60を含む。チップ2は、第1主面3を有している。第2無機膜41は、絶縁体を含み、第1主面3を被覆している。貫通孔55は、第2無機膜41に形成されている。有機膜60は、貫通孔55を埋めて第2無機膜41を被覆している。
 この構造によれば、貫通孔55に起因した凹凸(unevenness)を有する接着領域が第2無機膜41および有機膜60の間に形成される。これにより、第2無機膜41に対する有機膜60の接続強度を向上できる。その結果、第2無機膜41や有機膜60に応力が生じた場合において、第2無機膜41からの有機膜60の剥離を抑制できる。
 また、凹凸を有する接着領域によって、湿気(水分)の侵入経路を延長できる。その結果、第2無機膜41および有機膜60の間の領域を起点とする湿気の進入を抑制できるから、湿気に起因する劣化(腐蝕を含む)を抑制できる。よって、信頼性を向上できる半導体装置1Aを提供できる。
 貫通孔55は、第1主面3を露出させていることが好ましい。この構造によれば、貫通孔55内において第1主面3に接する部分、および、貫通孔55外において第2無機膜41に接する部分を有する有機膜60を形成できる。
 よって、第1主面3を露出させる貫通孔55を利用して第2無機膜41に対する有機膜60の接続強度を向上できると同時に湿気の侵入経路を延長できる。第2無機膜41は、窒化シリコン膜(窒化膜)からなることが好ましい。この構造によれば、窒化シリコン膜および有機膜60の間において、接続強度の向上効果および湿気の侵入抑制効果を得ることができる。
 別視点において、半導体装置1Aは、チップ2、第1無機膜27、第2無機膜41、少なくとも1つの貫通孔55、および、有機膜60を含む。チップ2は、第1主面3を有している。第1無機膜27は、絶縁体を含み、第1主面3を被覆している。第2無機膜41は、絶縁体を含み、第1無機膜27を被覆している。貫通孔55は、第2無機膜41に形成されている。有機膜60は、貫通孔55を埋めて第2無機膜41を被覆している。
 この構造によれば、貫通孔55に起因した凹凸を有する接着領域が第2無機膜41および有機膜60の間に形成される。これにより、第2無機膜41に対する有機膜60の接続強度を向上できる。その結果、第2無機膜41や有機膜60に応力が生じた場合において、第2無機膜41からの有機膜60の剥離を抑制できる。
 また、凹凸を有する接着領域によって、湿気の侵入経路を延長できる。その結果、第2無機膜41および有機膜60の間の領域を起点とする湿気の進入を抑制できるから、湿気に起因する劣化を抑制できる。よって、信頼性を向上できる半導体装置1Aを提供できる。
 少なくとも1つの貫通孔55は、断面視において第1無機膜27を露出させる第1型貫通孔56を有していることが好ましい。この構造によれば、第1型貫通孔56内において第1無機膜27に接する部分、および、第1型貫通孔56外において第2無機膜41に接する部分を有する有機膜60を形成できる。よって、第1型貫通孔56を利用して第2無機膜41に対する有機膜60の接続強度を向上できると同時に湿気の侵入経路を延長できる。
 少なくとも1つの貫通孔55は、断面視において第1主面3を露出させる第2型貫通孔57を有していることが好ましい。この構造によれば、第2型貫通孔57内において第1主面3に接する部分、および、第2型貫通孔57外において第2無機膜41に接する部分を有する有機膜60を形成できる。よって、第2型貫通孔57を利用して第2無機膜41に対する有機膜60の接続強度を向上できると同時に湿気の侵入経路を延長できる。
 第2型貫通孔57は、断面視において第1主面3および第1無機膜27を露出させていてもよい。この構造によれば、第2型貫通孔57内において第1主面3および第1無機膜27に接する部分、および、第2型貫通孔57外において第2無機膜41に接する部分を有する有機膜60を形成できる。よって、第2型貫通孔57を利用して第2無機膜41に対する有機膜60の接続強度を向上できると同時に湿気の侵入経路を延長できる。
 第1無機膜27は、第1主面3を露出させる下地貫通孔40を有していることが好ましい。この場合、第2無機膜41は、下地貫通孔40外において第1無機膜27を被覆する第1部分51、および、下地貫通孔40内において第1主面3を被覆する第2部分52を有していることが好ましい。有機膜60は、第1部分51を被覆する部分、および、第2部分52を被覆する部分を有していることが好ましい。
 この構造によれば、下地貫通孔40に起因した凹凸を有する接着領域が第1無機膜27を介して第1主面3および第2無機膜41の間に形成される。これにより、第1無機膜27(第1主面3)に対する第2無機膜41の接続強度を向上できる。その結果、第2無機膜41等に応力が生じた場合において、第1無機膜27からの第2無機膜41の剥離を抑制できる。また、凹凸を有する接着領域によって、湿気の侵入経路を延長できる。その結果、第1無機膜27および第2無機膜41の間の領域を起点とする湿気の進入を抑制できるから、湿気に起因する劣化(腐蝕を含む)を抑制できる。
 第2部分52は、第1部分51の表面の高さ位置に対して第1主面3側に位置する表面を有し、第1部分51との間でリセス部53(段差部)を区画していることが好ましい。この構造によれば、リセス部53および貫通孔55に起因した凹凸を有する接着領域が第2無機膜41および有機膜60の間に形成される。これにより、リセス部53および貫通孔55を利用して第2無機膜41に対する有機膜60の接続強度を向上できると同時に湿気の侵入経路を延長できる。第2無機膜41は、下地貫通孔40の幅の1/2未満の厚さを有していることが好ましい。
 少なくとも1つの貫通孔55は、断面視において下地貫通孔40の壁部を露出させる第2型貫通孔57を含むことが好ましい。この構造によれば、第2型貫通孔57内において下地貫通孔40の壁部に接する部分、および、第2型貫通孔57外において第2無機膜41に接する部分を有する有機膜60を形成できる。よって、下地貫通孔40の壁部を露出させる第2型貫通孔57を利用して第2無機膜41に対する有機膜60の接続強度を向上できると同時に湿気の侵入経路を延長できる。
 半導体装置1Aは、複数の貫通孔55を含んでいてもよい。この構造によれば、複数の貫通孔55内に位置する複数の部分を有する有機膜60を形成できる。よって、複数の貫通孔55を利用して第2無機膜41に対する有機膜60の接続強度を向上できると同時に湿気の侵入経路を延長できる。
 複数の貫通孔55は、平面視においてストライプ状に形成されていてもよい。この構造によれば、複数の貫通孔55を介して第2無機膜41にストライプ状に噛み合う部分を有する有機膜60を形成できる。複数の貫通孔55は、第1方向Xおよび第2方向Yに間隔を空けて行列状または千鳥状に配列されていてもよい。この構造によれば、複数の貫通孔55を介して第2無機膜41に行列状または千鳥状に噛み合う部分を有する有機膜60を形成できる。
 半導体装置1Aは、第1方向Xに延びる部分および第2方向Yに延びる部分を有する貫通孔55を含んでいてもよい。この構造によれば、貫通孔55内において第1方向Xに延びる部分および第2方向Yに延びる部分を有する有機膜60を形成できる。半導体装置1Aは、第1方向Xに延びる貫通孔55および第2方向Yに延びる貫通孔55を含んでいてもよい。この構造によれば、第1方向Xに延びる貫通孔55内において第1方向Xに延びる部分、および、第2方向Yに延びる貫通孔55内において第2方向Yに延びる部分を有する有機膜60を形成できる。
 半導体装置1Aは、第1方向Xおよび第2方向Yに交差する方向に延びる貫通孔55を含んでいてもよい。この構造によれば、貫通孔55内において第1方向Xおよび第2方向Yに交差する方向に延びる部分を有する有機膜60を形成できる。
 第1方向Xおよび第2方向Yは、チップ2の第1~第4側面5A~5Dの延在方向によって定義されてもよい。第1方向Xおよび第2方向Yは、SiC単結晶の結晶方向によって定義されてもよい。たとえば、第1方向XはSiC単結晶のa軸方向であり、第2方向YはSiC単結晶のm軸方向であってもよい。むろん、第1方向XはSiC単結晶のm軸方向であり、第2方向YはSiC単結晶のa軸方向であってもよい。
 半導体装置1Aは、第1主面3の内方部に配置されたゲート電極30(第1主面電極)を含んでいてもよい。この場合、少なくとも1つの貫通孔55がゲート電極30の周囲に形成されていることが好ましい。この構造によれば、ゲート電極30の周囲において第2無機膜41に対する有機膜60の接続強度を向上できると同時に湿気の侵入経路を延長できる。これにより、外力や湿気からゲート電極30を保護できる。
 この場合、第2無機膜41は、ゲート電極30を部分的に被覆するゲート被覆部42を有していることが好ましい。また、有機膜60は、第2無機膜41のゲート被覆部42を挟んでゲート電極30を被覆する部分を有していることが好ましい。この構造によれば、ゲート電極30を適切に保護できる。
 ゲート被覆部42は、ゲート電極30の周縁部(電極側壁)を露出させていてもよい。この構造によれば、ゲート電極30の周縁部に生じる応力に起因する第2無機膜41の剥離を抑制できる。この構造において、有機膜60は、ゲート電極30の周縁部を被覆していることが好ましい。
 有機膜60は、第2無機膜41よりも柔らかい物性を有している。つまり、有機膜60の弾性率は、第2無機膜41の弾性率よりも小さい。したがって、有機膜60がゲート電極30を被覆している場合であっても、ゲート電極30に生じる応力に起因する有機膜60の剥離は抑制される。これにより、有機膜60によってゲート電極30を適切に保護できる。ゲート電極30は平面視において第1主面3の25%以下の領域を被覆していてもよい。
 半導体装置1Aは、第1主面3の内方部に配置されたソース電極32(第2主面電極)を含んでいてもよい。この場合、少なくとも1つの貫通孔55がソース電極32の周囲に形成されていることが好ましい。この構造によれば、ソース電極32の周囲において第2無機膜41に対する有機膜60の接続強度を向上できると同時に湿気の侵入経路を延長できる。これにより、外力や湿気からソース電極32を保護できる。
 この場合、第2無機膜41は、ソース電極32を部分的に被覆するソース被覆部43を有していることが好ましい。また、有機膜60は、第2無機膜41のソース被覆部43を挟んでソース電極32を被覆する部分を有していることが好ましい。この構造によれば、ソース電極32を適切に保護できる。
 ソース被覆部43は、ソース電極32の周縁部(電極側壁)を露出させていてもよい。この構造によれば、ソース電極32の周縁部に生じる応力に起因する第2無機膜41の剥離を抑制できる。この構造において、有機膜60は、ソース電極32の周縁部を被覆していることが好ましい。この構造によれば、有機膜60によってソース電極32を適切に保護できる。ソース電極32は平面視において第1主面3の50%以上の領域を被覆していてもよい。
 第2無機膜41は、第1主面3の周縁部において第1無機膜27を被覆する外側被覆部44を有していることが好ましい。この場合、貫通孔55は、第2無機膜41の外側被覆部44に形成されていることが好ましい。有機膜60は、第2無機膜41のゲート被覆部42、ソース被覆部43および外側被覆部44を被覆していることが好ましい。外側被覆部44は、金属を被覆していないことが好ましい。この構造によれば、金属に生じる応力に起因する外側被覆部44の剥離を確実に防止できる。
 ゲート電極30(ソース電極32)は、第1無機膜27よりも厚いことが好ましい。第2無機膜41は、ゲート電極30(ソース電極32)よりも薄いことが好ましい。有機膜60は、チップ2よりも薄いことが好ましい。有機膜60は、第2無機膜41よりも厚いことが好ましい。有機膜60は、ゲート電極30(ソース電極32)よりも厚いことが好ましい。
 1つまたは複数の貫通孔55は、平面視においてゲート電極30およびソース電極32を包囲するように第2無機膜41に形成されていることが好ましい。つまり、1つまたは複数の貫通孔55は、平面視において第1主面3の内方部を包囲するように第2無機膜41に形成されていることが好ましい。
 半導体装置1Aは、第1主面3に区画されたメサ部11を含んでいてもよい。メサ部11は、第1主面3の内方部に形成された活性面8(第1面部)、活性面8からチップ2の厚さ方向に窪むように第1主面3の周縁部に形成された外側面9(第2面部)、ならびに、活性面8および外側面9を接続する第1~第4接続面10A~10D(接続面部)によって第1主面3に区画されている。
 この場合、第1無機膜27は、外側面9を被覆する部分を有している。第2無機膜41は、外側面9側において第1無機膜27を被覆する部分を有している。貫通孔55は、外側面9側において第2無機膜41を被覆する部分を有している。有機膜60は、外側面9側において貫通孔55を埋めて第2無機膜41を被覆している。この構造によれば、活性面8よりも厚さ方向に窪んだ外側面9において第2無機膜41に対する有機膜60の接続強度を向上できると同時に湿気の侵入経路を延長できる。
 半導体装置1Aは、第1~第4接続面10A~10Dの少なくとも1つを被覆するサイドウォール構造26を含んでいてもよい。この場合、第1無機膜27は、サイドウォール構造26を被覆していてもよい。一方、第2無機膜41(外側被覆部44)は、サイドウォール構造26から間隔を空けて形成されていることが好ましい。有機膜60は、第1無機膜27を挟んでサイドウォール構造26を被覆していてもよい。
 第2無機膜41は、第1無機膜27と異なる絶縁体を含むことが好ましい。第1無機膜27は、酸化膜を含むことが好ましい。第2無機膜41は、窒化膜を含むことが好ましい。有機膜60は、感光性樹脂膜を含むことが好ましい。
 チップ2は、ワイドバンドギャップ半導体の単結晶を含むことが好ましい。ワイドバンドギャップ半導体の単結晶は、電気的特性を向上させる上で有効である。また、ワイドバンドギャップ半導体の単結晶によれば、比較的高い硬度によってチップ2の変形を抑制しながら、チップ2の薄化およびチップ2の平面積の増加を達成できる。チップ2の薄化およびチップ2の平面積の拡張は、電気的特性を向上させる上でも有効である。
 たとえば、チップ2は、平面視において1mm角以上の面積を有する第1主面3を有していてもよい。チップ2は、200μm以下の厚さを有していてもよい。チップ2は、断面視において150μm以下の厚さを有していることが好ましい。200μm以下の厚さを有する比較的薄いチップ2は、応力によって変形しやすい。この点、半導体装置1Aに係る構造よれば、応力に起因してチップ2が変形した場合においても第2無機膜41からの有機膜60の剥離を抑制できる。
 半導体装置1Aは、チップ2の第2主面4を被覆するドレイン電極68(第3主面電極)を含むことが好ましい。ドレイン電極68は、ソース電極32との間でチップ2を介する電位差(たとえば500V以上3000V以下)を形成する。
 比較的薄いチップ2の場合、ソース電極32およびドレイン電極68の間の距離が短縮されるため、第1主面3の周縁およびソース電極32の間の放電現象のリスクが高まる。この点、貫通孔55を有する第2無機膜41によれば、ソース電極32およびドレイン電極68の間の距離を貫通孔55によって増加させることができる。よって、ソース電極32およびドレイン電極68の間の絶縁性を向上でき、放電現象を抑制できる。
 図9は、図7に対応し、第2実施形態に係る半導体装置1Bを示す図である。図9を参照して、半導体装置1Bは、半導体装置1Aを変形させた形態を有している。具体的には、半導体装置1Bは、外側面9の周縁(第1~第4側面5A~5D)に連なるように第1無機膜27に形成された下地貫通孔40を含む。
 下地貫通孔40は、第1実施形態の場合と同様、複数のフィールド領域21よりも外側面9の周縁側に形成されている。下地貫通孔40は、外側面9の周縁(第1~第4側面5A~5D)に沿って延びる環状(具体的には四角環状)に形成され、外側面9の周縁部を露出させている。
 第2無機膜41の外側被覆部44は、この形態では、第1無機膜27の上から下地貫通孔40内に引き出され、下地貫通孔40内において外側面9の周縁部を被覆している。つまり、第2無機膜41は、第1実施形態の場合と同様、第1無機膜27を被覆する第1部分51および外側面9を被覆する第2部分52を含む。外側被覆部44は、下地貫通孔40内において外側面9の周縁(第1~第4側面5A~5D)から内方に間隔を空けて形成され、外側面9の周縁部を露出させるダイシングストリート50を区画している。
 単一のまたは複数の貫通孔55は、第2無機膜41の第1部分51および第2無機膜41の第2部分52のいずれか一方または双方に形成されてもよい。つまり、単一のまたは複数の貫通孔55は、断面視において第1型貫通孔56および第2型貫通孔57のいずれか一方または双方を有していてもよい。
 むろん、単一のまたは複数の貫通孔55は、第1部分51のみに形成され、第2部分52に形成されていなくてもよい。また、単一のまたは複数の貫通孔55は、第2部分52のみに形成され、第1部分51に形成されていなくてもよい。その他、単一のまたは複数の貫通孔55のレイアウトは第1実施形態の場合と同様であるため、当該レイアウトの説明は省略される。
 図10は、図7に対応し、第3実施形態に係る半導体装置1Cを示す図である。図10を参照して、半導体装置1Cは、半導体装置1Aを変形させた形態を有している。具体的には、半導体装置1Cは、平面視および断面視において第1無機膜27の下地貫通孔40の全域を露出させる上側貫通孔70を含む。上側貫通孔70は、断面視において第2型貫通孔57を形成している。
 上側貫通孔70は、半導体装置1Aにおいて外側被覆部44のうちの第2部分52を除去することによって形成されている。したがって、外側被覆部44は、第1無機膜27を被覆する第1部分51のみを有し、下地貫通孔40内に位置する第2部分52を有さない。上側貫通孔70は、平面視において活性面8を取り囲む環状(具体的には四角環状)に形成されていてもよい。
 半導体装置1Cは、上側貫通孔70(第2型貫通孔57)からなる単一の貫通孔55を含んでいてもよい。むろん、半導体装置1Cは、上側貫通孔70(第2型貫通孔57)に加えて第1型貫通孔56を含む単一のまたは複数の貫通孔55を含んでいてもよい。この場合、上側貫通孔70以外の貫通孔55のレイアウトは任意である。たとえば、第1実施形態において述べた貫通孔55の複数のレイアウト(たとえば第1~第20レイアウト例)のうちの少なくとも1つが、上側貫通孔70以外の貫通孔55のレイアウトとして適用されてもよい。
 有機膜60は、この形態では、第2無機膜41の上から第1型貫通孔56に入り込み、第1型貫通孔56内において第1無機膜27に接している。有機膜60は、第2無機膜41の上から上側貫通孔70(第2型貫通孔57)に入り込み、上側貫通孔70内において第1無機膜27の上から下地貫通孔40に入り込んでいる。有機膜60は、下地貫通孔40内において外側面9および第1無機膜27に接している。下地貫通孔40の全域を露出させる上側貫通孔70は、第2実施形態に係る半導体装置1Bに適用されてもよい。
 図11は、図7に対応し、第4実施形態に係る半導体装置1Dを示す図である。図11を参照して、半導体装置1Dは、半導体装置1Aを変形させた形態を有している。具体的には、半導体装置1Dは、第1無機膜27において下地貫通孔40を有さない。
 単一のまたは複数の貫通孔55は、第1無機膜27のみを露出させ、外側面9を露出させていない。また、単一のまたは複数の貫通孔55は、断面視において第1無機膜27を露出させる第1型貫通孔56のみを含み、外側面9を露出させる第2型貫通孔57を含まない。単一のまたは複数の貫通孔55のレイアウトは第1実施形態の場合と同様であるため、当該レイアウトの説明は省略される。
 有機膜60は、第2無機膜41の上から単一のまたは複数の貫通孔55(第1型貫通孔56)に入り込んでいる。有機膜60は、この形態では、単一のまたは複数の貫通孔55内において第1無機膜27および第2無機膜41のみに接しており、外側面9には接していない。
 図12は、図7に対応し、第5実施形態に係る半導体装置1Eを示す図である。図12を参照して、半導体装置1Eは、半導体装置1Aを変形させた形態を有している。半導体装置1Eは、第1実施形態の場合と同様、単一のまたは複数の下地貫通孔40を含む。図12では、一例として、複数の下地貫通孔40が形成された例が示されている。
 外側被覆部44は、この形態では、下地貫通孔40を露出させるように下地貫通孔40から活性面8側に間隔を空けて形成されている。外側被覆部44は、この形態では、ソース配線37および下地貫通孔40の間の領域に配置され、第1無機膜27を挟んで複数のフィールド領域21に重なっている。
 単一のまたは複数の貫通孔55は、この形態では、第1無機膜27のみを露出させ、外側面9を露出させていない。つまり、単一のまたは複数の貫通孔55は、断面視において第1無機膜27を露出させる第1型貫通孔56のみを含み、外側面9を露出させる第2型貫通孔57を含まない。単一のまたは複数の貫通孔55のレイアウトは第1実施形態の場合と同様であるため、当該レイアウトの説明は省略される。
 有機膜60は、この形態では、外側面9側(第1主面3の周縁側)において全ての下地貫通孔40を埋めて第1無機膜27を被覆している。これにより、有機膜60は、単一のまたは複数の下地貫通孔40内に位置する単一のまたは複数の下地アンカー部75を有している。複数の下地アンカー部75は、単一のまたは複数の下地貫通孔40のレイアウトに整合するレイアウトを有している。第1無機膜27に対する有機膜60の接続面積は下地アンカー部75によって増加される。
 また、有機膜60は、外側面9側(第1主面3の周縁側)において全ての貫通孔55(単一のまたは複数の貫通孔55)を埋めて第2無機膜41を被覆している。これにより、有機膜60は、単一のまたは複数の貫通孔55内に位置する単一のまたは複数のアンカー部65を有している。単一のまたは複数のアンカー部65は、単一のまたは複数の貫通孔55のレイアウトに整合するレイアウトを有している。第2無機膜41に対する有機膜60の接続面積はアンカー部65によって増加される。
 以上、半導体装置1Eは、チップ2、第1無機膜27(無機膜)、下地貫通孔40(貫通孔55)および有機膜60を含む。チップ2は、第1主面3を有している。第1無機膜27は、絶縁体を含み、第1主面3を被覆している。下地貫通孔40は、第1無機膜27に形成されている。有機膜60は、下地貫通孔40を埋めて第1無機膜27を被覆している。
 この構造によれば、貫通孔55に起因した凹凸を有する接着領域が第1無機膜27および有機膜60の間に形成される。これにより、第1無機膜27に対する有機膜60の接続強度を向上できる。その結果、第1無機膜27や有機膜60に応力が生じた場合において、第1無機膜27からの有機膜60の剥離を抑制できる。
 また、凹凸を有する接着領域によって、湿気(水分)の侵入経路を延長できる。その結果、第1無機膜27および有機膜60の間の領域を起点とする湿気の進入を抑制できるから、湿気に起因する劣化(腐蝕を含む)を抑制できる。よって、信頼性を向上できる半導体装置1Eを提供できる。
 下地貫通孔40は、第1主面3を露出させていることが好ましい。この構造によれば、下地貫通孔40内において第1主面3に接する部分、および、下地貫通孔40外において第1無機膜27に接する部分を有する有機膜60を形成できる。
 よって、第1主面3を露出させる下地貫通孔40を利用して第1無機膜27に対する有機膜60の接続強度を向上できると同時に湿気の侵入経路を延長できる。第1無機膜27は、酸化シリコン膜(酸化膜)からなることが好ましい。この構造によれば、酸化シリコン膜および有機膜60の間において、接続強度の向上効果および湿気の侵入抑制効果を得ることができる。
 半導体装置1Eは、複数の下地貫通孔40を含んでいてもよい。この構造によれば、複数の下地貫通孔40内に位置する複数の部分を有する有機膜60を形成できる。よって、複数の下地貫通孔40を利用して第1無機膜27に対する有機膜60の接続強度を向上できると同時に湿気の侵入経路を延長できる。
 複数の下地貫通孔40は、平面視においてストライプ状に形成されていてもよい。この構造によれば、複数の下地貫通孔40を介して第1無機膜27にストライプ状に噛み合う部分を有する有機膜60を形成できる。複数の下地貫通孔40は、第1方向Xおよび第2方向Yに間隔を空けて行列状または千鳥状に配列されていてもよい。この構造によれば、複数の下地貫通孔40を介して第1無機膜27に行列状または千鳥状に噛み合う部分を有する有機膜60を形成できる。
 半導体装置1Eは、第1方向Xに延びる部分および第2方向Yに延びる部分を有する下地貫通孔40を含んでいてもよい。この構造によれば、下地貫通孔40内において第1方向Xに延びる部分および第2方向Yに延びる部分を有する有機膜60を形成できる。
 半導体装置1Eは、第1方向Xに延びる下地貫通孔40および第2方向Yに延びる下地貫通孔40を含んでいてもよい。この構造によれば、第1方向Xに延びる下地貫通孔40内において第1方向Xに延びる部分、および、第2方向Yに延びる下地貫通孔40内において第2方向Yに延びる部分を有する有機膜60を形成できる。
 半導体装置1Eは、第1方向Xおよび第2方向Yに交差する方向に延びる下地貫通孔40を含んでいてもよい。この構造によれば、下地貫通孔40内において第1方向Xおよび第2方向Yに交差する方向に延びる部分を有する有機膜60を形成できる。
 第1方向Xおよび第2方向Yは、チップ2の第1~第4側面5A~5Dの延在方向によって定義されてもよい。第1方向Xおよび第2方向Yは、SiC単結晶の結晶方向によって定義されてもよい。たとえば、第1方向XはSiC単結晶のa軸方向であり、第2方向YはSiC単結晶のm軸方向であってもよい。むろん、第1方向XはSiC単結晶のm軸方向であり、第2方向YはSiC単結晶のa軸方向であってもよい。
 半導体装置1Eは、下地貫通孔40を露出させるように第1無機膜27の上に配置された第2無機膜41を含むことが好ましい。この場合、有機膜60は、第2無機膜41を被覆していることが好ましい。この構造によれば、第1無機膜27からの有機膜60の剥離を抑制できるため、第2無機膜41からの有機膜60の剥離も抑制できる。これにより、第1無機膜27、第2無機膜41および有機膜60によって湿気の進入を抑制できる。
 第2無機膜41は、第1無機膜27とは異なる絶縁体を含むことが好ましい。第2無機膜41は、窒化シリコン膜(窒化膜)からなることが好ましい。第2無機膜41は、下地貫通孔40を露出させるように、下地貫通孔40よりも第1主面3の内方部側に配置されていてもよい。
 半導体装置1Eは、第2無機膜41に形成された貫通孔55を含んでいてもよい。この場合、有機膜60は、貫通孔55を埋めて第2無機膜41を被覆していることが好ましい。この構造によれば、貫通孔55に起因した凹凸を有する接着領域が第2無機膜41および有機膜60の間にも形成される。よって、下地貫通孔40および貫通孔55を利用して第1無機膜27および第2無機膜41に対する有機膜60の接続強度を向上できると同時に湿気の侵入経路を延長できる。
 貫通孔55は、第1無機膜27を露出させていることが好ましい。この構造によれば、貫通孔55内において第1無機膜27に接する部分、および、貫通孔55外において第2無機膜41に接する部分を有する有機膜60を形成できる。よって、第1無機膜27を露出させる貫通孔55を利用して第2無機膜41に対する有機膜60の接続強度を向上できると同時に湿気の侵入経路を延長できる。
 図13は、図7に対応し、第6実施形態に係る半導体装置1Fを示す図である。図13を参照して、半導体装置1Fは、半導体装置1Eを変形させた形態を有している。具体的には、半導体装置1Fは、第2無機膜41において貫通孔55を有さない。
 図14は、図7に対応し、第7実施形態に係る半導体装置1Gを示す図である。図14を参照して、半導体装置1Gは、半導体装置1Eを変形させた形態を有している。具体的には、半導体装置1Gは、ゲート被覆部42およびソース被覆部43を有し、外側被覆部44を有さない第2無機膜41を含む。むろん、半導体装置1Gは、第2無機膜41を有していなくてもよい。
 図15は、図2に対応し、第8実施形態に係る半導体装置1Hを示す図である。図16は、図15に示す第2無機膜41のレイアウト例を示す平面図である。図17は、図15に示すチップ2の周縁部を示す拡大断面図である。図15~図17を参照して、半導体装置1Hは、半導体装置1Aを変形させた形態を有している。具体的には、半導体装置1Hは、ゲート被覆部42、ソース被覆部43および外側被覆部44を一体的に有する第2無機膜41を含む。
 つまり、第2無機膜41は、この形態では、ゲート電極30の周縁部(電極側壁)、ソース電極32の周縁部(電極側壁)、複数のゲート配線36A、36Bの全域およびソース配線37の全域を被覆している。第2無機膜41は、第1実施形態の場合と同様、ゲート電極30の内方部を露出させるゲート開口45、および、ソース電極32の内方部を露出させるソース開口46を有している。
 外側被覆部44は、第2無機膜41のうち外側面9の直上に位置する部分である。より具体的には、外側被覆部44は、第2無機膜41のうち外側面9の周縁およびソース配線37の間の領域を被覆する部分である。単一のまたは複数の貫通孔55は、第1実施形態の場合と同様、外側被覆部44に形成されている。つまり、単一のまたは複数の貫通孔55は、外側面9側の領域にのみ形成され、活性面8側の領域には形成されていない。単一のまたは複数の貫通孔55のレイアウトは第1実施形態の場合と同様であるため、当該レイアウトの説明は省略される。
 有機膜60は、この形態では、第2無機膜41を挟んでゲート電極30の周縁部(電極側壁)、ソース電極32の周縁部(電極側壁)、複数のゲート配線36A、36Bの全域およびソース配線37の全域を被覆している。有機膜60の他の構造は、第1実施形態の場合と同様であるため、有機膜60の他の構造に係る説明は省略される。ゲート被覆部42、ソース被覆部43および外側被覆部44を一体的に含む第2無機膜41は、第2~第7実施形態に係る半導体装置1B~1Gに適用されてもよい。
 図18は、第9実施形態に係る半導体装置1Iを示す平面図である。図19は、図18に示すXIX-XIX線に沿う断面図である。図20は、第1極性電極84のレイアウト例を示す平面図である。図21は、第2無機膜41のレイアウト例を示す平面図である。図22は、チップ2の周縁部を示す拡大断面図である。
 図18~図22を参照して、半導体装置1Iは、前述のチップ2を含む。チップ2は、この形態では、メサ部11を有さず、平坦な第1主面3を含む。つまり、半導体装置1Iは、第1~第4接続面10A~10Dを有さず、活性面8と同一平面上に位置する外側面9を含む。半導体装置1Iは、活性面8に形成されたデバイス構造の一例としてのSBD(Schottky Barrier Diode)構造80を含む。
 半導体装置1Iは、活性面8に形成されたn型のダイオード領域81を含む。ダイオード領域81は、この形態では、第1半導体領域6の一部を利用して形成されている。
 半導体装置1Iは、第1主面3において活性面8を外側面9から区画するp型のガード領域82を含む。ガード領域82は、第1主面3の周縁から内方に間隔を空けて第1半導体領域6の表層部に形成され、ダイオード領域81を外側面9から区画している。ガード領域82は、この形態では、平面視においてダイオード領域81を取り囲む環状(この形態では四角環状)に形成されている。ガード領域82は、ダイオード領域81側の内縁部、および、第1主面3の周縁側の外縁部を有している。
 半導体装置1Iは、第1主面3を選択的に被覆する前述の第1無機膜27を含む。第1無機膜27は、活性面8側においてダイオード領域81およびガード領域82の内縁部を露出させる開口83を有している。第1無機膜27は、外側面9(第1主面3の周縁部)を被覆している。第1無機膜27は、この形態では、第1~第4側面5A~5Dに連なっている。
 第1無機膜27の外壁は、研削痕を有する研削面からなっていてもよい。第1無機膜27の外壁は、第1~第4側面5A~5Dと1つの研削面を形成していてもよい。むろん、第1無機膜27の外壁は、研削痕を有さない平滑面からなっていてもよい。また、第1無機膜27の外壁は、第1主面3の周縁から内方に間隔を空けて形成され、外側面9から第1半導体領域6を露出させていてもよい。
 半導体装置1Iは、第1主面3の上に配置された第1極性電極84(主面電極)を含む。第1極性電極84は、この形態では、「アノード電極」である。第1極性電極84は、第1主面3の周縁から内方に間隔を空けて配置されている。第1極性電極84は、この形態では、平面視において第1主面3の周縁に沿う四角形状に形成されている。第1極性電極84は、第1無機膜27の上から開口83に入り込み、第1主面3およびガード領域82の内縁部に電気的に接続されている。
 第1極性電極84は、ダイオード領域81(第1半導体領域6)とショットキー接合を形成している。これにより、SBD構造80が形成されている。第1極性電極84の平面積は、第1主面3の50%以上であることが好ましい。第1極性電極84の平面積は、第1主面3の75%以上であることが特に好ましい。第1極性電極84は、0.5μm以上15μm以下の厚さを有していてもよい。第1極性電極84は、第1無機膜27よりも厚いことが好ましい。
 第1極性電極84は、Ti系金属膜およびAl系金属膜を含む積層構造を有していてもよい。Ti系金属膜は、Ti膜またはTiN膜からなる単層構造を有していてもよい。Ti系金属膜は、Ti膜およびTiN膜を任意の順序で含む積層構造を有していてもよい。Al系金属膜は、Ti系金属膜よりも厚いことが好ましい。Al系金属膜は、純Al膜(純度が99%以上のAl膜)、AlCu合金膜、AlSi合金膜、および、AlSiCu合金膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。
 半導体装置1Iは、第1無機膜27において外側面9(第1主面3の周縁部)を被覆する部分に形成された前述の少なくとも1つ(単一のまたは複数)の下地貫通孔40を含む。単一のまたは複数の下地貫通孔40は、平面視においてガード領域82および外側面9の周縁から間隔を空けて形成され、外側面9を露出させている。
 下地貫通孔40は、この形態では、平面視において第1極性電極84の周縁および第1主面3の周縁から間隔を空けて形成されている。つまり、単一のまたは複数の下地貫通孔40は、第1極性電極84の周囲に形成されている。下地貫通孔40の開口エッジ部は、湾曲状に形成されていることが好ましい。単一のまたは複数の下地貫通孔40のレイアウトは第1実施形態の場合と同様であるため、当該レイアウトの説明は省略される。
 半導体装置1Iは、第1無機膜27および第1極性電極84を選択的に被覆する前述の第2無機膜41を含む。第2無機膜41は、この形態では、電極被覆部85および外側被覆部44を含む。電極被覆部85は、第1極性電極84のみを被覆し、第1無機膜27を露出させている。電極被覆部85は、第1極性電極84の周縁から内方に間隔を空けて第1極性電極84の上に配置され、第1極性電極84の周縁部を露出させている。
 具体的には、電極被覆部85は、第1極性電極84の電極側壁を露出させている。電極被覆部85は、平面視において第1極性電極84の周縁部に沿って延びる帯状に形成され、第1極性電極84の内方部を露出させるコンタクト開口86を区画している。コンタクト開口86は、この形態では、平面視において四角形状に形成されている。
 外側被覆部44は、外側面9(第1主面3の周縁部)において第1無機膜27を被覆している。外側被覆部44は、この形態では、第1主面3の周縁(第1~第4接続面10A~10D)および第1極性電極84の周縁から間隔を空けて第1無機膜27を被覆している。つまり、外側被覆部44は、金属(電極)を被覆していない。
 外側被覆部44は、電極被覆部85および外側被覆部44の間の領域において、第1極性電極84の周縁部(電極側壁)を露出させる露出部87(除去部)を区画している。外側被覆部44は、平面視において第1主面3の周縁に沿って延びる帯状に形成されている。外側被覆部44は、この形態では、平面視において活性面8(具体的には第1極性電極84)を取り囲む環状(具体的には四角環状)に形成されている。外側被覆部44は、活性面8側の内縁部および外側面9の周縁側の外縁部を有している。
 外側被覆部44の内縁部は、第1極性電極84の周縁よりも第1主面3の周縁側に位置し、第1極性電極84との間から第1無機膜27を露出させている。外側被覆部44の外縁部は、第1主面3の周縁から内方に間隔を空けて形成され、第1主面3の周縁との間でダイシングストリート50を区画している。
 外側被覆部44は、第1無機膜27の上から下地貫通孔40内に入り込み、下地貫通孔40内において外側面9(第1主面3の周縁部)に直接接続されている。外側被覆部44は、下地貫通孔40の幅よりも大きい幅を有している。外側被覆部44は、第1無機膜27の上から下地貫通孔40の内壁部を介して下地貫通孔40内に入り込み、下地貫通孔40の外壁部を介して第1無機膜27の上に引き出されている。これにより、外側被覆部44は、下地貫通孔40の内壁部および外壁部の双方を被覆している。
 外側被覆部44は、この形態では、第1部分51および第2部分52を含む。第1部分51は、下地貫通孔40外で第1無機膜27を被覆する部分である。第1部分51は、活性面8に対して外側面9側に位置する表面を有している。第2部分52は、下地貫通孔40内で外側面9を被覆する部分である。第2部分52は、第1部分51の表面に対して外側面9側に位置する表面を有している。つまり、第2部分52は、第1部分51との間で外側面9側に向けて窪んだリセス部53(段差部)を区画している。
 半導体装置1Iは、外側被覆部44(第2無機膜41)に形成された少なくとも1つの(つまり、単一のまたは複数の)貫通孔55を含む。単一のまたは複数の貫通孔55は、この形態では、平面視において第1極性電極84の周縁および第1主面3の周縁から間隔を空けて形成されている。その他、単一のまたは複数の貫通孔55のレイアウトは第1実施形態の場合と同様であるため、当該レイアウトの説明は省略される。
 半導体装置1Iは、第2無機膜41を被覆する前述の有機膜60を含む。有機膜60は、第2無機膜41の露出部87を埋めて、第2無機膜41の電極被覆部85および外側被覆部44を被覆している。有機膜60は、露出部87において第1極性電極84の周縁部(電極側壁)を被覆している。
 有機膜60のうち第1極性電極84を被覆する部分は、第1極性電極84の内方部を露出させるパッド開口88を区画している。パッド開口88は、この形態では、平面視において四角形状に形成され、コンタクト開口86に連通している。パッド開口88は、電極被覆部85の内縁部を露出させていてもよい。むろん、有機膜60は、電極被覆部85の全域を被覆していてもよい。
 有機膜60は、外側面9側(第1主面3の周縁側)において全ての貫通孔55(単一のまたは複数の貫通孔55)を埋めて第2無機膜41の外側被覆部44を被覆している。これにより、有機膜60は、単一のまたは複数の貫通孔55内に位置する単一のまたは複数のアンカー部65を有している。単一のまたは複数のアンカー部65は、単一のまたは複数の貫通孔55のレイアウトに整合するレイアウトを有している。第2無機膜41(外側被覆部44)に対する有機膜60の接続面積はアンカー部65によって増加される。
 断面視において第1無機膜27を露出させる第1型貫通孔56が外側被覆部44に形成されている場合、有機膜60は第1型貫通孔56内において第1無機膜27および外側被覆部44に接する第1型アンカー部66を有する。断面視において外側面9(第1主面3)を露出させる第2型貫通孔57が外側被覆部44に形成されている場合、有機膜60は第2型貫通孔57内において外側面9(第1主面3)および外側被覆部44に接する第2型アンカー部67を有する。
 第2型貫通孔57が外側面9(第1主面3)、下地貫通孔40の壁部および第1無機膜27を露出させている場合、第2型アンカー部67は第2型貫通孔57内において外側面9(第1主面3)、下地貫通孔40の壁部、第1無機膜27および外側被覆部44に接する。第2型貫通孔57が下地貫通孔40の内壁部、外側面9(第1主面3)および下地貫通孔40の外壁部を露出させている場合、第2型アンカー部67は下地貫通孔40の内壁部、外側面9(第1主面3)および下地貫通孔40の外壁部に接する。第2型アンカー部67は、下地貫通孔40内において外側面9に接続されると同時に、外側面9(第1主面3)および第1無機膜27の間の段差部に噛み合う。
 有機膜60は、この形態では、外側被覆部44の第1部分51および第2部分52を被覆し、第1部分51および第2部分52によって区画されたリセス部53を被覆している。つまり、有機膜60は、第1部分51の上から第1型貫通孔56に入り込み、第1型貫通孔56内において第1無機膜27を被覆している。また、有機膜60は、第1部分51の上からリセス部53に入り込み、リセス部53内において第2部分52を被覆している。
 さらに、有機膜60は、リセス部53内において第2部分52の上から下地貫通孔40(第2型貫通孔57)内に入り込み、下地貫通孔40(第2型貫通孔57)内において外側面9および第1無機膜27を被覆している。第2無機膜41(外側被覆部44)に対する有機膜60の接続面積はリセス部53によっても増加されている。この形態では、前記接続面積が、下地貫通孔40、リセス部53および第2型貫通孔57によって形成された段差構造によって増加されている。
 有機膜60の外縁部は、外側面9の周縁から内方に間隔を空けて形成され、外側面9の周縁との間でダイシングストリート50を区画している。有機膜60の外縁部は、この形態では、第2無機膜41の外縁部を露出させている。つまり、有機膜60は、第2無機膜41と共にダイシングストリート50を区画している。むろん、有機膜60は、第2無機膜41の外縁部の全域を被覆していてもよい。
 半導体装置1Iは、第2主面4を被覆する第2極性電極89(第2主面電極)を含む。第2極性電極89は、この形態では「カソード電極」である。第2極性電極89は、第2主面4に電気的に接続されている。第2極性電極89は、第2主面4から露出した第2半導体領域7とオーミック接触を形成している。第2極性電極89は、チップ2の周縁(第1~第4側面5A~5D)に連なるように第2主面4の全域を被覆していてもよい。
 第2極性電極89は、チップ2の周縁から内方に間隔を空けて第2主面4を被覆していてもよい。第2極性電極89は、第1極性電極84との間に500V以上3000V以下の電圧が印加されるように構成される。つまり、チップ2は、第1主面3および第2主面4の間に500V以上3000V以下の電圧が印加されるように形成されている。
 以上、半導体装置1Iは、チップ2、第2無機膜41(無機膜)、貫通孔55および有機膜60を含む。チップ2は、第1主面3を有している。第2無機膜41は、絶縁体を含み、第1主面3の周縁部を被覆している。貫通孔55は、第2無機膜41に形成されている。有機膜60は、貫通孔55を埋めて第2無機膜41を被覆している。
 この構造によれば、貫通孔55に起因した凹凸を有する接着領域が第2無機膜41および有機膜60の間に形成される。これにより、第2無機膜41に対する有機膜60の接続強度を向上できる。その結果、第2無機膜41や有機膜60に応力が生じた場合において、第2無機膜41からの有機膜60の剥離を抑制できる。
 また、凹凸を有する接着領域によって、湿気(水分)の侵入経路を延長できる。その結果、第2無機膜41および有機膜60の間の領域を起点とする湿気の進入を抑制できるから、湿気に起因する劣化(腐蝕を含む)を抑制できる。よって、信頼性を向上できる半導体装置1Iを提供できる。
 別視点において、半導体装置1Iは、チップ2、第1無機膜27、第2無機膜41、少なくとも1つの貫通孔55、および、有機膜60を含む。チップ2は、第1主面3を有している。第1無機膜27は、絶縁体を含み、第1主面3を被覆している。第2無機膜41は、絶縁体を含み、第1無機膜27を被覆している。貫通孔55は、第2無機膜41に形成されている。有機膜60は、貫通孔55を埋めて第2無機膜41を被覆している。
 この構造によれば、貫通孔55に起因した凹凸を有する接着領域が第2無機膜41および有機膜60の間に形成される。これにより、第2無機膜41に対する有機膜60の接続強度を向上できる。その結果、第2無機膜41や有機膜60に応力が生じた場合において、第2無機膜41からの有機膜60の剥離を抑制できる。
 また、凹凸を有する接着領域によって、湿気の侵入経路を延長できる。その結果、第2無機膜41および有機膜60の間の領域を起点とする湿気の進入を抑制できるから、湿気に起因する劣化を抑制できる。よって、信頼性を向上できる半導体装置1Aを提供できる。このように、半導体装置1Iによれば、第1実施形態に係る半導体装置1Aと同様の効果が奏される。
 図23は、図22に対応し、第10実施形態に係る半導体装置1Jを示す図である。図23を参照して、半導体装置1Jは、半導体装置1Iを変形させた形態を有している。具体的には、半導体装置1Jは、外側面9の周縁(第1~第4側面5A~5D)に連なるように第1無機膜27に形成された下地貫通孔40を含む。
 下地貫通孔40は、第9実施形態の場合と同様、ガード領域82(第1極性電極84)よりも外側面9の周縁側に形成されている。下地貫通孔40は、外側面9の周縁(第1~第4側面5A~5D)に沿って延びる環状(具体的には四角環状)に形成され、外側面9の周縁部を露出させている。
 第2無機膜41の外側被覆部44は、この形態では、第1無機膜27の上から下地貫通孔40内に引き出され、下地貫通孔40内において外側面9の周縁部を被覆している。つまり、第2無機膜41は、第9実施形態の場合と同様、第1無機膜27を被覆する第1部分51および外側面9を被覆する第2部分52を含む。外側被覆部44は、下地貫通孔40内において外側面9の周縁(第1~第4側面5A~5D)から内方に間隔を空けて形成され、外側面9の周縁部を露出させるダイシングストリート50を区画している。
 単一のまたは複数の貫通孔55は、第2無機膜41の第1部分51および第2無機膜41の第2部分52のいずれか一方または双方に形成されてもよい。つまり、単一のまたは複数の貫通孔55は、断面視において第1型貫通孔56および第2型貫通孔57のいずれか一方または双方を有していてもよい。
 むろん、単一のまたは複数の貫通孔55は、第1部分51のみに形成され、第2部分52に形成されていなくてもよい。また、単一のまたは複数の貫通孔55は、第2部分52のみに形成され、第1部分51に形成されていなくてもよい。単一のまたは複数の貫通孔55のレイアウトは第9実施形態(第1実施形態)の場合と同様であるため、当該レイアウトの説明は省略される。
 図24は、図22に対応し、第11実施形態に係る半導体装置1Kを示す図である。図24を参照して、半導体装置1Kは、半導体装置1Iを変形させた形態を有している。具体的には、半導体装置1Kは、平面視および断面視において第1無機膜27の下地貫通孔40の全域を露出させる上側貫通孔70(第2型貫通孔57)を含む。
 上側貫通孔70は、半導体装置1Iにおいて外側被覆部44のうちの第2部分52を除去することによって形成されている。したがって、側被覆部は、第1無機膜27を被覆する第1部分51のみを有し、下地貫通孔40内に位置する第2部分52を有さない。上側貫通孔70は、平面視において活性面8を取り囲む環状(具体的には四角環状)に形成されていてもよい。
 半導体装置1Kは、上側貫通孔70(第2型貫通孔57)からなる単一の貫通孔55を含んでいてもよい。むろん、半導体装置1Kは、上側貫通孔70(第2型貫通孔57)に加えて第1型貫通孔56を含む単一のまたは複数の貫通孔55を含んでいてもよい。この場合、上側貫通孔70以外の貫通孔55のレイアウトは任意である。たとえば、第9実施形態(第1実施形態)において述べた貫通孔55の複数のレイアウト(たとえば第1~第20レイアウト例)のうちの少なくとも1つが、上側貫通孔70以外の貫通孔55のレイアウトとして適用されてもよい。
 有機膜60は、この形態では、第2無機膜41の上から第1型貫通孔56に入り込み、第1型貫通孔56内において第1無機膜27に接している。有機膜60は、第2無機膜41の上から上側貫通孔70(第2型貫通孔57)に入り込み、上側貫通孔70内において第1無機膜27の上から下地貫通孔40に入り込んでいる。有機膜60は、下地貫通孔40内において外側面9および第1無機膜27に接している。下地貫通孔40の全域を露出させる上側貫通孔70は、第10実施形態に係る半導体装置1Jに適用されてもよい。
 図25は、図22に対応し、第12実施形態に係る半導体装置1Lを示す図である。図25を参照して、半導体装置1Lは、半導体装置1Iを変形させた形態を有している。具体的には、半導体装置1Lは、第1無機膜27において下地貫通孔40を有さない。
 単一のまたは複数の貫通孔55は、第1無機膜27のみを露出させ、外側面9を露出させていない。また、単一のまたは複数の貫通孔55は、断面視において第1無機膜27を露出させる第1型貫通孔56のみを含み、外側面9を露出させる第2型貫通孔57を含まない。単一のまたは複数の貫通孔55のレイアウトは第9実施形態(第1実施形態)の場合と同様であるため、当該レイアウトの説明は省略される。
 有機膜60は、第2無機膜41の上から単一のまたは複数の貫通孔55(第1型貫通孔56)に入り込んでいる。有機膜60は、この形態では、単一のまたは複数の貫通孔55内において第1無機膜27および第2無機膜41のみに接しており、外側面9には接していない。
 図26は、図22に対応し、第13実施形態に係る半導体装置1Mを示す図である。図26を参照して、半導体装置1Mは、半導体装置1Iを変形させた形態を有している。半導体装置1Mは、第9実施形態(第1実施形態)の場合と同様、単一のまたは複数の下地貫通孔40を含む。図26では、一例として、複数の下地貫通孔40が形成された例が示されている。
 外側被覆部44は、この形態では、下地貫通孔40を露出させるように下地貫通孔40から活性面8側に間隔を空けて形成されている。外側被覆部44は、この形態では、ガード領域82(具体的には第1極性電極84)および下地貫通孔40の間の領域に配置されている。
 単一のまたは複数の貫通孔55は、この形態では、第1無機膜27のみを露出させ、外側面9を露出させていない。また、単一のまたは複数の貫通孔55は、断面視において第1無機膜27を露出させる第1型貫通孔56のみを含み、外側面9を露出させる第2型貫通孔57を含まない。単一のまたは複数の貫通孔55のレイアウトは第9実施形態(第1実施形態)の場合と同様であるため、当該レイアウトの説明は省略される。
 有機膜60は、この形態では、外側面9側(第1主面3の周縁側)において全ての下地貫通孔40を埋めて第1無機膜27を被覆している。これにより、有機膜60は、単一のまたは複数の下地貫通孔40内に位置する単一のまたは複数の下地アンカー部75を有している。複数の下地アンカー部75は、単一のまたは複数の下地貫通孔40のレイアウトに整合するレイアウトを有している。第1無機膜27に対する有機膜60の接続面積は下地アンカー部75によって増加される。
 また、有機膜60は、外側面9側(第1主面3の周縁側)において全ての貫通孔55(単一のまたは複数の貫通孔55)を埋めて第2無機膜41を被覆している。これにより、有機膜60は、単一のまたは複数の貫通孔55内に位置する単一のまたは複数のアンカー部65を有している。単一のまたは複数のアンカー部65は、単一のまたは複数の貫通孔55のレイアウトに整合するレイアウトを有している。第2無機膜41に対する有機膜60の接続面積はアンカー部65によって増加される。
 以上、半導体装置1Mは、チップ2、第1無機膜27(無機膜)、下地貫通孔40(貫通孔55)および有機膜60を含む。チップ2は、第1主面3を有している。第1無機膜27は、絶縁体を含み、第1主面3を被覆している。下地貫通孔40は、第1無機膜27に形成されている。有機膜60は、下地貫通孔40を埋めて第1無機膜27を被覆している。
 この構造によれば、第1無機膜27に対する有機膜60の接続強度を向上できる。これにより、第1無機膜27や有機膜60に応力が生じた場合において、第1無機膜27からの有機膜60の剥離を抑制できる。よって、剥離部を起点とする湿気の進入を抑制できるから、湿気に起因する劣化を抑制できる。よって、信頼性を向上できる半導体装置1Mを提供できる。このように、半導体装置1Mによれば、第5実施形態に係る半導体装置1Eに係る効果と同様の効果が奏される。
 図27は、図22に対応し、第14実施形態に係る半導体装置1Nを示す図である。図27を参照して、半導体装置1Nは、半導体装置1Mを変形させた形態を有している。具体的には、半導体装置1Nは、第2無機膜41において貫通孔55を有さない。
 図28は、図22に対応し、第15実施形態に係る半導体装置1Oを示す図である。図28を参照して、半導体装置1Oは、半導体装置1Mを変形させた形態を有している。具体的には、半導体装置1Oは、ゲート被覆部42およびソース被覆部43を有し、外側被覆部44を有さない第2無機膜41を含む。むろん、半導体装置1Oは、第2無機膜41を有していなくてもよい。
 図29は、図19に対応し、第16実施形態に係る半導体装置1Pを示す図である。図30は、図29に示す第2無機膜41のレイアウト例を示す平面図である。図31は、図29に示すチップ2の周縁部を示す拡大断面図である。図29~図31を参照して、半導体装置1Pは、半導体装置1Iを変形させた形態を有している。具体的には、半導体装置1Pは、電極被覆部85および外側被覆部44を一体的に有する第2無機膜41を含む。
 つまり、第2無機膜41は、この形態では、第1極性電極84の周縁部(電極側壁)を被覆している。第2無機膜41は、第9実施形態の場合と同様、第1極性電極84の内方部を露出させるコンタクト開口86を有している。外側被覆部44は、第2無機膜41のうち外側面9の直上に位置する部分である。より具体的には、外側被覆部44は、第2無機膜41のうち外側面9の周縁および第1極性電極84の間の領域を被覆する部分である。
 単一のまたは複数の貫通孔55は、第9実施形態の場合と同様、外側被覆部44に形成されている。つまり、単一のまたは複数の貫通孔55は、外側面9側の領域にのみ形成され、活性面8側の領域には形成されていない。単一のまたは複数の貫通孔55のレイアウトは第9実施形態(第1実施形態)の場合と同様であるため、当該レイアウトの説明は省略される。
 有機膜60は、この形態では、第2無機膜41を挟んで第1極性電極84の周縁部(電極側壁)を被覆している。有機膜60の他の構造は、第9実施形態の場合と同様であるため、有機膜60の他の構造に係る説明は省略される。電極被覆部85および外側被覆部44を一体的に有する第2無機膜41は、第10~第15実施形態に係る半導体装置1J~1Oに適用されてもよい。
 以下、図32および図33を参照して、各実施形態に適用されるチップ2の変形例が示される。図32および図33では、変形例に係るチップ2が半導体装置1Aに適用された形態が示されている。しかし、変形例に係るチップ2は、第2~第16実施形態に適用されてもよい。
 図32を参照して、半導体装置1Aは、チップ2の内部において第1半導体領域6よりも薄い第2半導体領域7を含んでいてもよい。つまり、チップ2は、半導体基板よりも厚いエピタキシャル層を含んでいてもよい。第1半導体領域6は、1μm以上50μm以下(好ましくは5μm以上25μm以下)の厚さを有していてもよい。第2半導体領域7は、0.1μm以上50μm未満の厚さを有していてもよい。第2半導体領域7の厚さは、5μm以上(好ましくは10μm以上)であってもよい。
 図33を参照して、半導体装置1Aは、チップ2の内部において第2半導体領域7を有さず、第1半導体領域6のみを含んでいてもよい。この場合、第1半導体領域6は、チップ2の第1主面3、第2主面4および第1~第4側面5A~5Dから露出している。つまり、チップ2は、この形態では、半導体基板を有さず、エピタキシャル層からなる単層構造を有している。第1半導体領域6は、1μm以上50μm以下(好ましくは5μm以上25μm以下)の厚さを有していてもよい。
 前述の各実施形態はさらに他の形態で実施できる。たとえば、前述の各実施形態で開示された特徴は、それらの間で適宜組み合わされることができる。すなわち、前述の第1~第16実施形態で開示された特徴のうちの少なくとも2つの特徴を同時に含む形態が採用されてもよい。
 前述の第1~第8実施形態では、メサ部11を有するチップ2が示された。しかし、メサ部11を有さず、平坦に延びる第1主面3を有するチップ2が採用されてもよい。この場合、サイドウォール構造26は取り除かれる。
 前述の第1~第8実施形態では、ソース配線37を有する形態が示された。しかし、ソース配線37を有さない形態が採用されてもよい。前述の第1~第8実施形態では、チップ2の内部においてチャネルを制御するトレンチゲート型のゲート構造15が示された。しかし、第1主面3の上からチャネルを制御するプレーナゲート型のゲート構造15が採用されてもよい。
 前述の第9~第16実施形態では、メサ部11を有さないチップ2が示された。しかし、メサ部11を有するチップ2が採用されてもよい。前述の第9~第16実施形態では、第1主面3の表層部に1つのガード領域82が形成された例が示された。しかし、第1主面3の表層部に複数のガード領域82が間隔を空けて形成されていてもよい。この場合、外側被覆部44は、第1無機膜27を挟んで1つまたは複数のガード領域82に対向していてもよい。
 前述の各実施形態では、MISFET構造12およびSBD構造80が異なるチップ2に形成された形態が示された。しかし、MISFET構造12およびSBD構造80は、同一のチップ2において第1主面3の異なる領域に形成されていてもよい。この場合、SBD構造80は、MISFET構造12の還流ダイオードとして形成されていてもよい。さらにこの場合、ソース電極32が第1極性電極84を兼ね、ドレイン電極68が第2極性電極89を兼ねていてもよい。
 前述の各実施形態では、「第1導電型」が「n型」であり、「第2導電型」が「p型」である形態が示された。しかし、前述の各実施形態において、「第1導電型」が「p型」であり、「第2導電型」が「n型」である形態が採用されてもよい。この場合の具体的な構成は、前述の説明および添付図面において、「n型」を「p型」に置き換えると同時に、「p型」を「n型」に置き換えることによって得られる。
 前述の第1~第8実施形態では、n型の第2半導体領域7が示された。しかし、p型の第2半導体領域7が採用されてもよい。この場合、MISFET構造12に代えてIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)構造が形成される。この場合、前述の説明において、MISFET構造12の「ソース」がIGBT構造の「エミッタ」に置き換えられ、MISFET構造12の「ドレイン」がIGBT構造の「コレクタ」に置き換えられる。p型の第2半導体領域7はイオン注入法によってチップ2の第2主面4の表層部に導入されたp型不純物を含む不純物領域であってもよい。
 以下、この明細書および図面から抽出される特徴例が示される。以下、括弧内の英数字等は前述の各実施形態における対応構成要素等を表すが、各項目(Clause)の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。以下の項目に係る「半導体装置」は、必要に応じて「ワイドバンドギャップ半導体装置」、「SiC半導体装置」、「半導体スイッチング装置」、「半導体整流装置」等に置き換えられてもよい。
 [A1]主面(3)を有するチップ(2)と、絶縁体を含み、前記主面(3)を被覆する第1無機膜(27)と、絶縁体を含み、前記第1無機膜(27)を被覆する第2無機膜(41)と、前記第2無機膜(41)に形成された少なくとも1つの貫通孔(55)と、前記貫通孔(55)を埋めて前記第2無機膜(41)を被覆する有機膜(60)と、を含む、半導体装置(1A~1P)。
 [A2]少なくとも1つの前記貫通孔(55)は、断面視において前記第1無機膜(27)を露出させる膜側貫通孔(56)を含み、前記有機膜(60)は、前記膜側貫通孔(56)内において前記第1無機膜(27)に接する部分(66)を有している、A1に記載の半導体装置(1A~1P)。
 [A3]少なくとも1つの前記貫通孔(55)は、断面視において前記主面(3)を露出させる面側貫通孔(57)を含み、前記有機膜(60)は、前記面側貫通孔(57)内において前記主面(3)に接する部分(67)を有している、A1またはA2に記載の半導体装置(1A~1P)。
 [A4]前記面側貫通孔(57)は、断面視において前記主面(3)および前記第1無機膜(27)を露出させ、前記有機膜(60)は、前記面側貫通孔(57)内において前記主面(3)および前記第1無機膜(27)の双方に接している、A3に記載の半導体装置(1A~1P)。
 [A5]前記第1無機膜(27)は、前記主面(3)を露出させる下地貫通孔(40)を含み、前記第2無機膜(41)は、前記下地貫通孔(40)外において前記第1無機膜(27)を被覆する第1部分(51)、および、前記下地貫通孔(40)内において前記主面(3)を被覆する第2部分(52)を有し、前記有機膜(60)は、前記第1部分(51)を被覆する部分、および、前記第2部分(52)を被覆する部分を有している、A1~A4のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1P)。
 [A6]前記第2部分(52)は、前記第1部分(51)の表面の高さ位置に対して前記主面(3)側に位置する表面を有し、前記第1部分(51)との間で段差部(53)を形成している、A5に記載の半導体装置(1A~1P)。
 [A7]前記第2無機膜(41)は、前記下地貫通孔(40)の幅の1/2未満の厚さを有している、A5またはA6に記載の半導体装置(1A~1P)。
 [A8]少なくとも1つの前記貫通孔(55)は、断面視において前記下地貫通孔(40)の壁部を露出させる壁側貫通孔(57)を含み、前記有機膜(60)は、前記壁側貫通孔(57)内において前記下地貫通孔(40)の壁部に接する部分(67)を有している、A5~A7のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1P)。
 [A9]前記主面(3)の内方部に配置された電極(30、32、84)をさらに含み、少なくとも1つの前記貫通孔(55)が、前記電極(30、32、84)の周囲に形成されている、A1~A8のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1P)。
 [A10]複数の前記電極(30、32、84)が、前記主面(3)の内方部に間隔を空けて配置され、少なくとも1つの前記貫通孔(55)が、複数の前記電極(30、32、84)の周囲に形成されている、A9に記載の半導体装置(1A~1P)。
 [A11]前記主面(3)の内方部に形成された第1面部(8)、前記第1面部(8)から前記チップ(2)の厚さ方向に窪むように前記主面(3)の周縁部に形成された第2面部(9)、ならびに、前記第1面部(8)および前記第2面部(9)を接続する接続面部(10A~10D)によって前記主面(3)に区画されたメサ部(11)をさらに含み、前記第1無機膜(27)は、前記第2面部(9)を被覆し、前記第2無機膜(41)は、前記第2面部(9)側において前記第1無機膜(27)を被覆し、前記貫通孔(55)は、前記第2面部(9)側において前記第2無機膜(41)に形成され、前記有機膜(60)は、前記第2面部(9)側において前記貫通孔(55)を埋めて前記第2無機膜(41)を被覆している、A1~A10のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1P)。
 [A12]前記第2無機膜(41)は、前記第2面部(9)側において前記第1面部(8)から間隔を空けて形成されている、A11に記載の半導体装置(1A~1P)。
 [A13]前記第2無機膜(41)は、前記第2面部(9)側において金属を被覆していない、A11またはA12に記載の半導体装置(1A~1P)。
 [A14]前記第2無機膜(41)は、前記第1無機膜(27)とは異なる絶縁体を含む、A1~A13のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1P)。
 [A15]前記第1無機膜(27)は、酸化膜を含む、A1~A14のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1P)。
 [A16]前記第2無機膜(41)は、窒化膜を含む、A1~A15のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1P)。
 [A17]前記有機膜(60)は、感光性樹脂膜を含む、A1~A16のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1P)。
 [A18]前記チップ(2)は、ワイドバンドギャップ半導体の単結晶を含む、A1~A17のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1P)。
 [A19]前記チップ(2)は、SiC単結晶を含む、A1~A18のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1P)。
 [A20]前記チップ(2)は、200μm以下の厚さを有している、A1~A19のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1P)。
 [A21]前記チップ(2)は、100μm以下の厚さを有している、A1~A20のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1P)。
 [A22]前記チップ(2)は、80μm以下の厚さを有している、A1~A21のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1P)。
 [A23]前記チップ(2)は、50μm以下の厚さを有している、A1~A22のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1P)。
 [A24]前記チップ(2)は、基板(7)およびエピタキシャル層(6)を含む積層構造を有し、前記エピタキシャル層(6)によって形成された前記主面(3)を有している、A1~A23のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1P)。
 [A25]前記エピタキシャル層(6)は、前記基板(7)よりも薄い、A24に記載の半導体装置(1A~1P)。
 [A26]前記エピタキシャル層(6)は、前記基板(7)よりも厚い、A24に記載の半導体装置(1A~1P)。
 [A27]前記チップ(2)は、エピタキシャル層(6)からなる単層構造を有している、A1~A23のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1P)。
 [A28]前記主面(3)の内方部に形成されたデバイス構造(12、80)をさらに含み、少なくとも1つの前記貫通孔(55)は、前記デバイス構造(12、80)の周囲に形成されている、A1~A27のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1P)。
 [A29]前記デバイス構造(12、80)は、MISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)構造(12)およびSBD(Schottky Barrier Diode)構造(80)のうちの少なくとも一方を含む、A28に記載の半導体装置(1A~1P)。
 [B1]主面(3)を有するチップ(2)と、絶縁体を含み、前記主面(3)を被覆する無機膜(27/41)と、前記無機膜(27/41)に形成された少なくとも1つの貫通孔(40/55)と、前記貫通孔(40/55)を埋めて前記無機膜(27/41)を被覆する有機膜(60)と、を含む、半導体装置(1A~1P)。
 [B2]前記貫通孔(40/55)は、前記主面(3)を露出させ、前記有機膜(60)は、前記貫通孔(40/55)内において前記主面(3)に接している、B1に記載の半導体装置(1A~1P)。
 [B3]前記無機膜(27/41)は、前記主面の周縁部を被覆し、前記貫通孔(40/55)は、前記主面(3)の周縁部を露出させ、前記有機膜(60)は、前記主面(3)の周縁部側において前記貫通孔(40/55)を埋めて前記無機膜(27/41)を被覆している、B1またはB2に記載の半導体装置。
 [B4]前記無機膜(27/41)は、酸化膜からなる、B1~B3のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1P)。
 [B5]前記無機膜(27/41)は、窒化膜からなる、B1~B3のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1P)。
 [B6]前記有機膜(60)は、感光性樹脂膜からなる、B1~B5のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1P)。
 [B7]前記有機膜(60)は、前記無機膜(27/41)よりも厚い、B1~B6のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1P)。
 [B8]前記主面(3)の内方部に配置された電極(30/32/84)をさらに含み、前記貫通孔(40/55)は、前記主面(3)の周縁および前記電極(30/32/84)の周縁の間の領域に形成されている、B1~B7のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1P)。
 [B9]前記有機膜(60)は、前記電極(30/32/84)の周縁部を被覆する部分を有し、前記電極(30/32/84)の内方部を露出させる開口(61/62/88)を有している、B8に記載の半導体装置(1A~1P)。
 [B10]単一のまたは複数の前記貫通孔(40/55)が、平面視において前記電極(30/32/84)を包囲するように前記電極(30/32/84)の周囲に形成されている、B8またはB9に記載の半導体装置(1A~1P)。
 [B11]前記有機膜(60)は、前記電極(30/32/84)よりも厚い、B8~B10のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1P)。
 [B12]複数の前記貫通孔(40/55)が、前記無機膜(27/41)に間隔を空けて形成され、前記有機膜(60)は、複数の前記貫通孔(40/55)を埋めている、B1~B11のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1P)。
 [B13]前記主面(3)の表層部に形成された第1導電型の半導体領域(6)と、前記主面(3)の周縁部において前記半導体領域(6)の表層部に形成された第2導電型の不純物領域(21/82)と、をさらに含み、前記貫通孔(40/55)は、前記主面(3)の面方向に前記不純物領域(21/82)から前記主面(3)の周縁側に間隔を空けて形成されている、B1~B12のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1P)。
 [B14]前記貫通孔(40/55)は、前記半導体領域(6)を露出させている、B13に記載の半導体装置(1A~1P)。
 [B15]前記主面(3)の内方部に形成された第1面部(8)、前記第1面部(8)から前記チップ(2)の厚さ方向に窪むように前記主面(3)の周縁部に形成された第2面部(9)、ならびに、前記第1面部(8)および前記第2面部(9)を接続する接続面部(10A~10D)によって前記主面(3)に区画されたメサ部(11)をさらに含み、前記無機膜(27/41)は、前記第2面部(9)を被覆し、前記貫通孔(40/55)は、前記第2面部(9)側において前記無機膜(27/41)に形成され、前記有機膜(60)は、前記第2面部(9)側において前記貫通孔(40/55)を埋めて前記無機膜(27/41)を被覆している、B1~B14のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1P)。
 [B16]前記有機膜(60)は、前記第1面部(8)の直上に位置する部分を有している、B15に記載の半導体装置(1A~1P)。
 [B17]前記チップ(2)は、200μm以下の厚さを有している、B1~B16のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1P)。
 [B18]前記チップ(2)は、ワイドバンドギャップ半導体の単結晶を含む、B1~B17のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1P)。
 [B19]前記チップ(2)は、SiC単結晶を含む、B1~B18のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1P)。
 [B20]前記主面(3)の内方部に形成されたデバイス構造(12、80)をさらに含み、少なくとも1つの前記貫通孔(55)は、前記主面(3)の周縁部に形成されている、B1~B19のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1P)。
 [C1]主面(3)を有するチップ(2)と、前記主面(3)を被覆する第1無機膜(27)と、前記主面(3)を露出させるように前記第1無機膜(27)に形成された第1側貫通孔(40)と、前記第1無機膜(27)を被覆する第2無機膜(41)と、前記第1無機膜(27)を露出させるように前記第2無機膜(41)に形成された第2側貫通孔(55)と、前記第1無機膜(27)および前記第2無機膜(41)を被覆し、前記第1側貫通孔(40)内において前記主面(3)に接する部分、および、前記第2側貫通孔(55)内において前記第1無機膜(27)に接する部分を有する有機膜(60)と、を含む、半導体装置(1A~1P)。
 [C2]前記第2無機膜(41)は、前記第1側貫通孔(40)外において前記第1無機膜(27)を被覆する第1部分(51)、および、前記第1側貫通孔(40)内において前記主面(3)を被覆する第2部分(52)を有し、前記有機膜(60)は、前記第2無機膜(41)の前記第1部分(51)および前記第2部分(52)を被覆している、C1に記載の半導体装置(1A~1P)。
 [C3]前記第2部分(52)は、前記第1部分(51)の表面の高さ位置に対して前記主面(3)側に位置する表面を有し、前記第1部分(51)との間で段差を形成している、C2に記載の半導体装置(1A~1P)。
 [C4]少なくとも1つの前記第2側貫通孔が、前記第1側貫通孔に重なる位置に形成されている、C1~C3のいずれか一項に記載の半導体装置(1A~1P)。
 [C5]少なくとも1つの前記第2側貫通孔が、前記第1側貫通孔に重ならない位置に形成されている、C1~C4のいずれか一項に記載の半導体装置(1A~1P)。
 以上、実施形態が詳細に説明されたが、これらは技術的内容を明示する具体例に過ぎない。この明細書から抽出される種々の技術的思想は、明細書内の説明順序や実施形態の順序等に制限されずにそれらの間で適宜組み合わせ可能である。
1A  半導体装置
1B  半導体装置
1C  半導体装置
1D  半導体装置
1E  半導体装置
1F  半導体装置
1G  半導体装置
1H  半導体装置
1I  半導体装置
1J  半導体装置
1K  半導体装置
1L  半導体装置
1M  半導体装置
1N  半導体装置
1O  半導体装置
1P  半導体装置
2   チップ
3   第1主面
6   第1半導体領域(エピタキシャル層)
7   第2半導体領域(基板)
8   活性面(第1面部)
9   外側面(第2面部)
10A 第1接続面(接続面部)
10B 第2接続面(接続面部)
10C 第3接続面(接続面部)
10D 第4接続面(接続面部)
12  MISFET構造(デバイス構造)
21  フィールド領域(不純物領域)
27  第1無機膜
30  ゲート電極
32  ソース電極
40  下地貫通孔
41  第2無機膜
42  ゲート被覆部
43  ソース被覆部
44  外側被覆部
51  第1部分
52  第2部分
53  リセス部(段差部)
55  貫通孔
56  第1型貫通孔(膜側貫通孔)
57  第2型貫通孔(壁側貫通孔/面側貫通孔)
60  有機膜
61  ゲートパッド開口
62  ソースパッド開口
80  SBD構造(デバイス構造)
82  ガード領域(不純物領域)
84  第1極性電極
85  電極被覆部
87  パッド開口

Claims (20)

  1.  主面を有するチップと、
     絶縁体を含み、前記主面を被覆する第1無機膜と、
     絶縁体を含み、前記第1無機膜を被覆する第2無機膜と、
     前記第2無機膜に形成された少なくとも1つの貫通孔と、
     前記貫通孔を埋めて前記第2無機膜を被覆する有機膜と、を含む、半導体装置。
  2.  少なくとも1つの前記貫通孔は、断面視において前記第1無機膜を露出させる膜側貫通孔を有し、
     前記有機膜は、前記膜側貫通孔内において前記第1無機膜に接する部分を有している、請求項1に記載の半導体装置。
  3.  少なくとも1つの前記貫通孔は、断面視において前記主面を露出させる面側貫通孔を含み、
     前記有機膜は、前記面側貫通孔内において前記主面に接する部分を有している、請求項1または2に記載の半導体装置。
  4.  前記面側貫通孔は、断面視において前記主面および前記第1無機膜を露出させ、
     前記有機膜は、前記面側貫通孔内において前記主面および前記第1無機膜の双方に接している、請求項3に記載の半導体装置。
  5.  前記第1無機膜は、前記主面を露出させる下地貫通孔を含み、
     前記第2無機膜は、前記下地貫通孔外において前記第1無機膜を被覆する第1部分、および、前記下地貫通孔内において前記主面を被覆する第2部分を有し、
     前記有機膜は、前記第1部分を被覆する部分、および、前記第2部分を被覆する部分を有している、請求項1~4のいずれか一項に記載の半導体装置。
  6.  前記第2部分は、前記第1部分の表面の高さ位置に対して前記主面側に位置する表面を有し、前記第1部分との間で段差部を形成している、請求項5に記載の半導体装置。
  7.  前記第2無機膜は、前記下地貫通孔の幅の1/2未満の厚さを有している、請求項5または6に記載の半導体装置。
  8.  少なくとも1つの前記貫通孔は、断面視において前記下地貫通孔の壁部を露出させる壁側貫通孔を含み、
     前記有機膜は、前記壁側貫通孔内において前記下地貫通孔の壁部に接する部分を有している、請求項5~7のいずれか一項に記載の半導体装置。
  9.  前記主面の内方部の上に配置された電極をさらに含み、
     少なくとも1つの前記貫通孔が、前記電極の周囲に形成されている、請求項1~8のいずれか一項に記載の半導体装置。
  10.  前記主面の内方部に形成された第1面部、前記第1面部から前記チップの厚さ方向に窪むように前記主面の周縁部に形成された第2面部、ならびに、前記第1面部および前記第2面部を接続する接続面部によって前記主面に区画されたメサ部をさらに含み、
     前記第1無機膜は、前記第2面部を被覆し、
     前記第2無機膜は、前記第2面部側において前記第1無機膜を被覆し、
     前記貫通孔は、前記第2面部側において前記第2無機膜に形成され、
     前記有機膜は、前記第2面部側において前記貫通孔を埋めて前記第2無機膜を被覆している、請求項1~9のいずれか一項に記載の半導体装置。
  11.  前記第2無機膜は、前記第2面部側において前記第1面部から間隔を空けて形成されている、請求項10に記載の半導体装置。
  12.  前記第2無機膜は、前記第2面部側において金属を被覆していない、請求項10または11に記載の半導体装置。
  13.  前記第2無機膜は、前記第1無機膜とは異なる絶縁体を含む、請求項1~12のいずれか一項に記載の半導体装置。
  14.  前記第1無機膜は、酸化膜を含む、請求項1~13のいずれか一項に記載の半導体装置。
  15.  前記第2無機膜は、窒化膜を含む、請求項1~14のいずれか一項に記載の半導体装置。
  16.  前記有機膜は、感光性樹脂膜を含む、請求項1~15のいずれか一項に記載の半導体装置。
  17.  前記チップは、ワイドバンドギャップ半導体の単結晶を含む、請求項1~16のいずれか一項に記載の半導体装置。
  18.  主面を有するチップと、
     絶縁体を含み、前記主面を被覆する無機膜と、
     前記無機膜に形成された少なくとも1つの貫通孔と、
     前記貫通孔を埋めて前記無機膜を被覆する有機膜と、を含む、半導体装置。
  19.  前記貫通孔は、前記主面を露出させ、
     前記有機膜は、前記貫通孔内において前記主面に接している、請求項18に記載の半導体装置。
  20.  前記無機膜は、酸化膜または窒化膜からなる、請求項18または19に記載の半導体装置。
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