JP2022049139A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既に説明したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
以下の説明及び図面において、n+、n-及びp+、pの表記は、各不純物濃度の相対的な高低を表す。すなわち、「+」が付されている表記は、「+」及び「-」のいずれも付されていない表記よりも不純物濃度が相対的に高く、「-」が付されている表記は、いずれも付されていない表記よりも不純物濃度が相対的に低いことを示す。これらの表記は、それぞれの領域にp形不純物とn形不純物の両方が含まれている場合には、それらの不純物が補償しあった後の正味の不純物濃度の相対的な高低を表す。
以下で説明する各実施形態について、各半導体領域のp形(第2導電形の一例)とn形(第1導電形の一例)を反転させて各実施形態を実施してもよい。
図1(a)及び図1(b)は、第1実施形態に係る半導体装置を表す平面図である。
第1実施形態に係る半導体装置100は、例えばMOSFETである。図1(a)に示すように、半導体装置100の上面には、ソース電極12、フィールドプレート電極(FP電極パッド領域13及びFP配線領域41)、及びゲート電極(ゲート電極パッド領域14及びゲート配線領域42)が設けられている。
図2は、図1(a)及び図1(b)のII-II断面図である。図3は、図1(a)及び図1(b)のIII-III断面図である。図4は、図1(a)及び図1(b)のIV-IV断面図である。図5は、図1(a)及び図1(b)のV-V断面図である。
図7は、第1実施形態に係る半導体装置の一部を表す断面図である。
図6及び図7は、例えばパッケージ組立後の半導体装置100を示す。
図6に表したように、半導体装置100は、ソースコネクタ71(第1導電部材)と、ゲートコネクタ72(第2導電部材)と、をさらに含んでも良い。
ドリフト領域21、ベース領域22、ソース領域23、ドレイン領域24、及びコンタクト領域25は、半導体材料として、シリコン、炭化シリコン、窒化ガリウム、またはガリウムヒ素を含む。半導体材料としてシリコンが用いられる場合、n形不純物として、ヒ素、リン、またはアンチモンを用いることができる。p形不純物として、ボロンを用いることができる。
ゲート31及びフィールドプレート32は、ポリシリコンなどの導電材料を含む。導電材料には、不純物が添加されていても良い。
絶縁部50、ゲート絶縁膜51、FP絶縁膜52、絶縁膜53、中間絶縁膜54は、酸化シリコンなどの絶縁材料を含む。
保護膜61、保護膜62及び保護膜63は、ポリイミド、酸化シリコンまたは窒化シリコンなどの絶縁材料を含む。
ドレイン電極11、ソース電極12、FP電極パッド領域13、ゲート電極パッド領域14、FP配線領域41、ゲート配線領域42、ソースコネクタ71及びゲートコネクタ72は、アルミニウムまたは銅などの金属を含む導電部である。
ソース電極12に対してドレイン電極11に正電圧が印加された状態で、ゲート31に閾値以上の電圧を印加する。これにより、ベース領域22にチャネル(反転層)が形成され、半導体装置100がオン状態となる。電子は、チャネルを通ってソース電極12からドレイン電極11へ流れる。その後、ゲート31に印加される電圧が閾値よりも低くなると、ベース領域22におけるチャネルが消滅し、半導体装置100がオフ状態になる。
例えば、参考例の半導体装置において、フィールドプレートは、直上に設けられたソース電極と特定の領域においてコンタクトなどで接続される。この場合、ウェーハテスト時においても、フィールドプレートの電位はソース電極の電位と同じとなる。参考例においては、フィールドプレートは、独立した電極ではなく、ソース電極と異なる電圧を印可することができない。
ウェーハテストの一例においては、各電極のパッド領域に例えばテストプローブの端子を接触させ、電圧を印可する。例えば、参考例の半導体装置におけるウェーハテストでは、ゲート絶縁膜のスクリーニング及び耐圧の確認が行われる。ゲート絶縁膜のスクリーニングでは、ゲート電極とソース電極との間に電圧を印可することで、ゲート絶縁膜の不良を発見する。また、耐圧の確認では、ドレイン電極とソース電極との間に電圧を印可することで、耐圧の不良を発見する。これらのテストに加えて、実施形態に係る半導体装置100においては、例えば、中間絶縁膜54のスクリーニング及びFP絶縁膜52のスクリーニングを行うことが可能となる。中間絶縁膜54のスクリーニングにおいては、ゲート電極パッド領域14とFP電極パッド領域13との間に電圧を印可することで、中間絶縁膜54の不良を発見する。FP絶縁膜52のスクリーニングにおいては、ドレイン電極11とFP電極パッド領域13との間に電圧を印可することで、FP絶縁膜52の不良を発見する。実施形態においては、より詳細なウェーハテストを行うことが可能となり、半導体装置の信頼性を向上させることができる。
図9(a)及び図9(b)は、第2実施形態に係る半導体装置を表す平面図である。
図9(a)は、第2実施形態に係る半導体装置101のウェーハテスト時を表す。図9(b)は、第2実施形態に係る半導体装置102のウェーハテスト時を表す。
図9(a)に表したように、半導体装置101は、素子部81を含む。素子部81は、ソース電極12と電気的に接続されている。例えば、素子部81は、ソース電極12と接していている、または、導電部91を介してソース電極12と接続されている。また、素子部81は、FP電極パッド領域13及びFP配線領域41の少なくともいずれかと電気的に接続されている。例えば、素子部81は、FP電極パッド領域13及びFP配線領域41の少なくともいずれかと接している、または、導電部92を介してFP電極パッド領域13及びFP配線領域41の少なくともいずれかと接続されている。なお、図9(a)及び図9(b)においては、素子部81、導電部91、92などを模式的な回路図で示している。
Claims (7)
- 第1電極と、
前記第1電極の上に設けられ、前記第1電極と電気的に接続された第1導電形の第1半導体領域と、
前記第1半導体領域の一部の上に設けられた第2導電形の第2半導体領域と、
前記第2半導体領域の上に設けられた第1導電形の第3半導体領域と、
前記第2半導体領域の側面と対向する部分を有する第1導電部と、
前記第1半導体領域の側面と対向する部分を有する第2導電部と、
前記第2半導体領域及び前記第3半導体領域の上に設けられ、前記第2半導体領域及び前記第3半導体領域と電気的に接続された第2電極と、
前記第2導電部の上に設けられ、前記第2導電部と電気的に接続された第1導電領域と、
前記第1導電領域と電気的に接続された第1電極領域と、
前記第1導電領域及び前記第1電極領域の少なくともいずれか並びに前記第2電極と電気的に接続された導電層と、
を備えた、半導体装置。 - 前記導電層は、半田を含む請求項1記載の半導体装置。
- 第1電極と、
前記第1電極の上に設けられ、前記第1電極と電気的に接続された第1導電形の第1半導体領域と、
前記第1半導体領域の一部の上に設けられた第2導電形の第2半導体領域と、
前記第2半導体領域の上に設けられた第1導電形の第3半導体領域と、
前記第2半導体領域の側面と対向する部分を有する第1導電部と、
前記第1半導体領域の側面と対向する部分を有する第2導電部と、
前記第2半導体領域及び前記第3半導体領域の上に設けられ、前記第2半導体領域及び前記第3半導体領域と電気的に接続された第2電極と、
前記第2導電部の上に設けられ、前記第2導電部と電気的に接続された第1導電領域と、
前記第1導電領域と電気的に接続された第1電極領域と、
前記第1導電領域及び前記第1電極領域の少なくともいずれか並びに前記第2電極と電気的に接続され絶縁破壊されたコンデンサ、または、前記第1導電領域及び前記第1電極領域の少なくともいずれか並びに前記第2電極と電気的に接続され破壊されたダイオードと、
を備えた、半導体装置。 - 前記第1導電領域は、前記第1電極から前記第1半導体領域へ向かう第1方向と垂直な第2方向に延在し、
前記第2導電部は、前記第1方向及び前記第2方向に対して垂直な第3方向に延在し、
前記第1導電領域は、前記第2導電部の前記第3方向における中央部の上に位置する、請求項1~3のいずれか1つに記載の半導体装置。 - 前記第2電極は、第1領域と、前記第1領域と前記第3方向において離れた第2領域と、を有し、
前記第1電極領域は、前記第1領域と前記第2領域との間に配置された、請求項4記載の半導体装置。 - 前記第2導電部と第1半導体領域との間に設けられた第1絶縁膜と、
前記第1導電部と前記第2導電部との間に設けられた第2絶縁膜と、
をさらに備えた、請求項1~5のいずれか1つに記載の半導体装置。 - 第1電極と、
前記第1電極の上に設けられ、前記第1電極と電気的に接続された第1導電形の第1半導体領域と、
前記第1半導体領域の一部の上に設けられた第2導電形の第2半導体領域と、
前記第2半導体領域の上に設けられた第1導電形の第3半導体領域と、
前記第2半導体領域の側面と対向する部分を有する第1導電部と、
前記第1半導体領域の側面と対向する部分を有する第2導電部と、
前記第2半導体領域及び前記第3半導体領域の上に設けられ、前記第2半導体領域及び前記第3半導体領域と電気的に接続された第2電極と、
前記第2導電部の上に設けられ、前記第2導電部と電気的に接続された第1導電領域と、
前記第1導電領域と電気的に接続された第1電極領域と、
前記第1導電部の上に設けられ、前記第1導電部と電気的に接続された第2導電領域と、
前記第2導電領域と電気的に接続された第2電極領域と、
前記第1導電領域及び前記第1電極領域の少なくともいずれか並びに前記第2電極領域と電気的に接続された導電層と、
を備えた、半導体装置。
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