JP5834030B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
例えば、従来より、貫通ビアに電気的に接続される電極については、貫通ビアと電極に間にある配線層と貫通ビアとの接続不良(オープン)が起きる場合があり、その結果として、貫通ビアと電極との接続不良が起きる場合があった。この対策として、複数の貫通ビアを設けることで、複数の貫通ビアのいずれかと配線層とを接続させることで、接続不良を防いできた。
しかし、貫通ビアを設けるためのビアホールは、半導体基板に深く形成されるため、半導体装置の微細化が進むほど高アスペクト比になり、そのエッチング加工が難しくなる。これに伴い、貫通ビアを含む半導体装置の動作不良、誤動作、および歩留まり低下を引き起こす可能性がある。
図1(a)は、第1実施形態に係る半導体装置を表す模式的平面図であり、図1(b)は、第1実施形態に係る半導体装置を表す模式的断面図である。
半導体層10は、例えば、p形(第1導電形)の半導体層である。半導体層10は、裏面10rs(第1の面)と、裏面10rsに対して反対側の表面10ss(第2の面)と、を有する。半導体層10は、半導体基板を薄膜化したものである。例えば、半導体基板の裏面側を研削することによって、半導体基板が薄膜化される(後述)。電極60は、半導体層10の表面10ssの側に設けられている。
図2(a)〜図4(b)は、第1実施形態に係る半導体装置の製造過程を表す模式的断面図である。図2(a)〜図4(b)では、第1実施形態に係る半導体装置の製造過程として、上述したA−A’線に沿った切断面が表されている。
従来では、p形の半導体基板(半導体ウェーハ)10wの表面10ssには、STI(shallow trench isolation)素子分離領域を設け、素子分離領域の下に貫通ビアを形成するのが一般的であった。従来では、1つの貫通ビアが形成される領域が高面積の領域(通常、50μm径以上)になってしまう。STI形成には、CMP加工によるディッシング効果の影響があって、半導体装置の歩留り低下が起きる。これに対し、本実施形態の構造では、TSV形成領域にディッシング効果を伴うSTIがない。
図5は、第1実施形態に係る半導体装置の作用効果を表す模式的断面図である。
図7(a)および図7(b)は、第2実施形態に係る半導体装置を表す模式的断面図である。
図7(a)および図7(b)には、図1(a)のA−A’線の位置に対応した切断面が表されている。
さらに、半導体装置2では、絶縁膜70の下に絶縁層15を設けたため、電極60と、半導体層10および半導体領域11との間の耐圧がさらに増加している。
図8(a)は、第3実施形態に係る半導体装置を表す模式的断面図であり、図8(b)は、第3実施形態に係る半導体装置の半導体層のバンド構造を表す図である。
図8(a)には、図1(a)のA−A’線の位置に対応した切断面が表されている。
なお、図7(b)と図8(a)とを複合させた構造も本実施形態に含まれる。
Claims (5)
- 第1の面と前記第1の面とは反対側の第2の面とを有する第1導電形の半導体層と、
前記半導体層の前記第2の面の側に設けられた電極と、
前記半導体層の前記第1の面の側から前記第2の面の側に向かう方向に延在した複数の導電層と、
前記半導体層の前記第2の面の側において、前記複数の導電層のそれぞれの一部を取り囲み、前記半導体層によって表面以外の部分が取り囲まれた第2導電形の第1半導体領域と、
前記複数の導電層のそれぞれと前記半導体層との間、および前記複数の導電層のそれぞれと前記第1半導体領域との間に設けられた絶縁膜と、
前記半導体層の前記第2の面の側において、表面以外の部分が前記第1半導体領域によって取り囲まれた絶縁層と、
を備え、
前記複数の導電層は、前記電極に接している第1ビアと、前記第1半導体領域の途中で止まっている第2ビアと、を含む半導体装置。 - 第1の面と前記第1の面とは反対側の第2の面とを有する第1導電形の半導体層と、
前記半導体層の前記第1の面の側から前記第2の面の側に向かう方向に延在した複数の導電層と、
前記半導体層の前記第2の面の側において、前記複数の導電層のそれぞれの一部を取り囲み、前記半導体層によって表面以外の部分が取り囲まれた第2導電形の第1半導体領域と、
前記複数の導電層のそれぞれと前記半導体層との間、および前記複数の導電層のそれぞれと前記第1半導体領域との間に設けられた絶縁膜と、
前記半導体層の前記第2の面の側において、前記複数の導電層中の第1ビアの一部を前記絶縁膜を介して取り囲み、表面以外の部分が前記第1半導体領域によって取り囲まれた絶縁層と、
を備えた半導体装置。 - 前記半導体層の前記第2の面の側に設けられた電極をさらに備え、
前記第1ビアは、前記電極に接している請求項2記載の半導体装置。 - 前記複数の導電層は、前記第1半導体領域の途中で止まっている第2ビアをさらに含む請求項2または3に記載の半導体装置。
- 前記第2ビアと前記第1半導体領域との間に設けられた第1導電形の第2半導体領域をさらに備えた請求項4記載の半導体装置。
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