JP7777412B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof.
特許文献1は、ドリフト層、トレンチ、p型領域およびアノード電極を含む半導体装置を開示している。トレンチは、ドリフト層の表面に形成されている。p型領域は、トレンチの底壁および側壁を被覆するようにドリフト層に形成されている。アノード電極は、ドリフト層を被覆している。 Patent Document 1 discloses a semiconductor device including a drift layer, a trench, a p-type region, and an anode electrode. The trench is formed in the surface of the drift layer. The p-type region is formed in the drift layer so as to cover the bottom wall and sidewall of the trench. The anode electrode covers the drift layer.
一実施形態は、電気的特性を向上できる半導体装置およびその製造方法を提供する。 One embodiment provides a semiconductor device and a manufacturing method thereof that can improve electrical characteristics.
一実施形態は、主面を有するチップと、前記主面から露出するように前記チップ内に形成された第1導電型の半導体領域と、前記主面に形成され、側壁および底壁を有するトレンチと、前記半導体領域内において前記トレンチの前記底壁に沿う領域のみに形成された第2導電型の不純物領域と、前記主面を被覆し、前記半導体領域とショットキ接合を形成する主面電極と、を含む、半導体装置を提供する。 One embodiment provides a semiconductor device including: a chip having a main surface; a semiconductor region of a first conductivity type formed in the chip so as to be exposed from the main surface; a trench formed in the main surface and having sidewalls and a bottom wall; an impurity region of a second conductivity type formed in the semiconductor region only in a region along the bottom wall of the trench; and a main surface electrode covering the main surface and forming a Schottky junction with the semiconductor region.
一実施形態は、第1導電型の半導体領域が露出した主面を有するウエハを用意する工程と、前記主面側から前記ウエハの不要な部分を除去することにより、側壁および底壁を有するトレンチを前記主面に形成する工程と、前記トレンチの前記底壁のみに第2導電型不純物を導入することにより、前記トレンチの前記底壁のみに沿う第2導電型の不純物領域を前記半導体領域内に形成する工程と、前記半導体領域とショットキ接合を形成する主面電極を前記主面の上に形成する工程と、を含む、半導体装置の製造方法を提供する。 One embodiment provides a method for manufacturing a semiconductor device, including the steps of: preparing a wafer having a main surface on which a semiconductor region of a first conductivity type is exposed; forming a trench having sidewalls and a bottom wall in the main surface by removing unnecessary portions of the wafer from the main surface side; forming an impurity region of a second conductivity type in the semiconductor region along only the bottom wall of the trench by introducing a second conductivity type impurity only into the bottom wall of the trench; and forming a main surface electrode on the main surface that forms a Schottky junction with the semiconductor region.
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。 The above and other objects, features, and advantages will become apparent from the embodiments described below with reference to the accompanying drawings.
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。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。 Embodiments will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. The accompanying drawings are schematic diagrams, are not strictly illustrative, and are not necessarily drawn to scale. Corresponding structures between the accompanying drawings are designated by the same reference numerals, and duplicate descriptions have been omitted or simplified. For structures whose descriptions have been omitted or simplified, the descriptions given before the omission or simplification apply.
図1は、第1実施形態に係る半導体装置1Aを示す斜視図である。図2は、図1に示す半導体装置1Aを示す平面図である。図3は、図1に示すチップ2の第1主面3のレイアウト例を示す平面図である。図4は、図3に示すIV-IV線に沿う断面図である。図5は、図3に示すV-V線に沿う断面図である。図6は、図3に示す領域VIの拡大図である。図7は、図6に示すVII-VII線に沿う断面図である。 Figure 1 is a perspective view showing a semiconductor device 1A according to the first embodiment. Figure 2 is a plan view showing the semiconductor device 1A shown in Figure 1. Figure 3 is a plan view showing an example layout of the first main surface 3 of the chip 2 shown in Figure 1. Figure 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV shown in Figure 3. Figure 5 is a cross-sectional view taken along line V-V shown in Figure 3. Figure 6 is an enlarged view of region VI shown in Figure 3. Figure 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII shown in Figure 6.
図1~図7を参照して、半導体装置1Aは、SBD(Schottky Barrier Diode)を備えた半導体整流デバイスである。半導体装置1Aは、六面体形状(具体的には直方体形状)のチップ2を含む。チップ2は、Si(シリコン)の単結晶、または、ワイドバンドギャップ半導体の単結晶からなる。ワイドバンドギャップ半導体は、Siよりも高いバンドギャップを有する半導体である。SiC(炭化シリコン)、GaN(窒化ガリウム)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(this embodiment)では、Siチップからなる。 Referring to Figures 1 to 7, semiconductor device 1A is a semiconductor rectifying device equipped with an SBD (Schottky Barrier Diode). Semiconductor device 1A includes a hexahedral (specifically, rectangular) chip 2. Chip 2 is made of single crystal silicon (Si) or a single crystal wide bandgap semiconductor. A wide bandgap semiconductor is a semiconductor having a bandgap higher than that of Si. Examples of wide bandgap semiconductors include silicon carbide (SiC), gallium nitride (GaN), and diamond (C). In this embodiment, chip 2 is made of a Si chip.
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。第1主面3は、デバイス形成面である。第2主面4は、非デバイス形成面である。第2主面4は、研削痕を有する研削面であってもよい。 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. The first main surface 3 and the second main surface 4 are formed in a quadrangular shape when viewed in a plan view from their normal direction Z (hereinafter simply referred to as "plan view"). The first main surface 3 is a device-forming surface. The second main surface 4 is a non-device-forming surface. The second main surface 4 may be a ground surface having grinding marks.
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~第4側面5A~5Dの長さは、0.5mm以上2mm以下であってもよい。 The first side surface 5A and the second side surface 5B extend in a first direction X along the first main surface 3 and face a second direction Y that intersects (specifically, is perpendicular to) the first direction X. The third side surface 5C and the fourth side surface 5D extend in the second direction Y and face the first direction X. The lengths of the first to fourth side surfaces 5A to 5D may be 0.5 mm or more and 2 mm or less.
半導体装置1Aは、チップ2の第1主面3側の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。つまり、第1半導体領域6は、第1主面3および第1~第4側面5A~5Dの一部を形成している。第1半導体領域6は、1×1015cm-3以上1×1018cm-3以下のn型不純物濃度を有してもよい。第1半導体領域6は、2μm以上20μm以下の厚さを有していてもよい。第1半導体領域6は、この形態では、n型のエピタキシャル層(Siエピタキシャル層)によって形成されている。 The semiconductor device 1A includes an n-type (first conductivity type) first semiconductor region 6 formed in a surface layer portion on the first main surface 3 side of the chip 2. The first semiconductor region 6 is formed in a layer 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. In other words, the first semiconductor region 6 forms part of the first main surface 3 and the first to fourth side surfaces 5A to 5D. The first semiconductor region 6 may have an n-type impurity concentration of 1×10 15 cm −3 or more and 1×10 18 cm −3 or less. The first semiconductor region 6 may have a thickness of 2 μm or more and 20 μm or less. In this embodiment, the first semiconductor region 6 is formed by an n-type epitaxial layer (Si epitaxial layer).
半導体装置1Aは、チップ2の第2主面4側の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。つまり、第2半導体領域7は、第2主面4および第1~第4側面5A~5Dの一部を形成している。第2半導体領域7は、チップ2の内部において第1半導体領域6に電気的に接続されている。 The semiconductor device 1A includes an n-type second semiconductor region 7 formed in the surface layer on the second main surface 4 side of the chip 2. The second semiconductor region 7 is formed in a layer 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. In other words, the second semiconductor region 7 forms part of the second main surface 4 and the first to fourth side surfaces 5A to 5D. The second semiconductor region 7 is electrically connected to the first semiconductor region 6 inside the chip 2.
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ている。第2半導体領域7は、1×1018cm-3以上1×1021cm-3以下のn型不純物濃度を有してもよい。第2半導体領域7は、第1半導体領域6の厚さを超える厚さを有している。第2半導体領域7の厚さは、50μm以上800μm以下であってもよい。第2半導体領域7は、この形態では、n型の半導体基板(Si基板)によって形成されている。 The second semiconductor region 7 has a higher n-type impurity concentration than the first semiconductor region 6. The second semiconductor region 7 may have an n-type impurity concentration of 1×10 18 cm −3 or more and 1×10 21 cm −3 or less. The second semiconductor region 7 has a thickness greater than that of the first semiconductor region 6. The thickness of the second semiconductor region 7 may be 50 μm or more and 800 μm or less. In this embodiment, the second semiconductor region 7 is formed of an n-type semiconductor substrate (Si substrate).
半導体装置1Aは、第1主面3に設定されたアクティブ領域8を含む。アクティブ領域8は、SBDが形成される領域である。アクティブ領域8は、平面視において第1主面3の周縁から間隔を空けて第1主面3の内方部(この形態体では中央部)に設定されている。アクティブ領域8は、この形態では、平面視において第1主面3の周縁(第1~第4側面5A~5D)に沿って延びる四辺を有する四角形状に設定されている。 The semiconductor device 1A includes an active region 8 defined on the first main surface 3. The active region 8 is a region in which an SBD is formed. The active region 8 is defined in an inner portion of the first main surface 3 (the center portion in this embodiment) and spaced apart from the periphery of the first main surface 3 in a plan view. In this embodiment, the active region 8 is defined in a rectangular shape having four sides extending along the periphery of the first main surface 3 (first to fourth side surfaces 5A to 5D) in a plan view.
半導体装置1Aは、第1主面3に設定されたアウター領域9を含む。アウター領域9は、SBDが形成されない領域である。アウター領域9は、第1主面3の周縁部に設定されている。アウター領域9は、この形態では、平面視において第1主面3の周縁に沿って帯状に延び、アクティブ領域8を取り囲む環状(具体的には四角環状)に設定されている。 The semiconductor device 1A includes an outer region 9 defined on the first main surface 3. The outer region 9 is a region in which no SBD is formed. The outer region 9 is defined on the periphery of the first main surface 3. In this embodiment, the outer region 9 extends in a band shape along the periphery of the first main surface 3 in a plan view and is defined in the shape of a ring (specifically, a rectangular ring) surrounding the active region 8.
半導体装置1Aは、アクティブ領域8において第1主面3に形成された少なくとも1つ(この形態では複数)のトレンチ10を含む。トレンチ10の個数は任意であり、第1主面3(アクティブ領域8)の平面積に応じて調整される。複数のトレンチ10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。つまり、複数のトレンチ10は、平面視において第2方向Yに延びるストライプ状に配列されている。複数のトレンチ10は、第2方向Yに関して、一方側(第1側面5A側)の一端部および他方側(第2側面5B側)の他端部をそれぞれ有している。 The semiconductor device 1A includes at least one trench 10 (in this embodiment, multiple trenches 10) formed in the first main surface 3 in the active region 8. The number of trenches 10 is arbitrary and is adjusted according to the planar area of the first main surface 3 (active region 8). The multiple trenches 10 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. In other words, the multiple trenches 10 are arranged in a stripe shape extending in the second direction Y in a plan view. Each of the multiple trenches 10 has one end on one side (the first side surface 5A side) and the other end on the other side (the second side surface 5B side) in the second direction Y.
複数のトレンチ10は、断面視において第1半導体領域6の底部(第2半導体領域7)から第1主面3側に間隔を空けて形成され、第1半導体領域6内に区画された側壁および底壁をそれぞれ有している。複数のトレンチ10は、断面視において底壁に向けて漸減する開口幅を有する先細り形状にそれぞれ形成されていてもよい。複数のトレンチ10は、断面視において略一定の開口幅を有する垂直形状にそれぞれ形成されていてもよい。複数のトレンチ10の底壁角部は、湾曲状に形成されていることが好ましい。また、複数のトレンチ10の開口角部は、湾曲状に形成されていることが好ましい。 The multiple trenches 10 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 (second semiconductor region 7) toward the first major surface 3 in a cross-sectional view, and each have sidewalls and bottom walls defined within the first semiconductor region 6. The multiple trenches 10 may each be formed in a tapered shape with an opening width that gradually decreases toward the bottom wall in a cross-sectional view. The multiple trenches 10 may each be formed in a vertical shape with an approximately constant opening width in a cross-sectional view. The corners of the bottom walls of the multiple trenches 10 are preferably curved. The opening corners of the multiple trenches 10 are also preferably curved.
図6および図7を参照して、複数のトレンチ10は、断面視において第1方向Xに第1値aの間隔を空けて形成されている。第1値aは、0.4μm以上1.4μm以下であってもよい。複数のトレンチ10は、第1方向Xに関して第1値a以下の第2値b(b≦a)の幅をそれぞれ有している。第2値bは、0.4μm以上1.2μm以下であってもよい。第1値aおよび第2値bの好ましい数値は、後述される。 Referring to Figures 6 and 7, the multiple trenches 10 are formed in a cross-sectional view at intervals of a first value a in the first direction X. The first value a may be 0.4 μm or more and 1.4 μm or less. The multiple trenches 10 each have a width in the first direction X of a second value b (b≦a) that is less than the first value a. The second value b may be 0.4 μm or more and 1.2 μm or less. Preferred numerical values for the first value a and the second value b will be described below.
複数のトレンチ10は、所定の深さDをそれぞれ有している。前記深さDは、0.2μm以上0.4μm以下であってもよい。前記深さDは、0.25μm以上0.35μm以下であることが好ましい。複数のトレンチ10は、1以上5以下のアスペクト比b/Dをそれぞれ有していてもよい。アスペクト比b/Dは、前記深さDに対する前記第2値bの比によって定義される。アスペクト比b/Dは、1を超えていることが好ましい。つまり、複数のトレンチ10は、延在方向(ストライプ方向)に直交する断面視において第1主面3に沿って延びる横長形状に形成されていることが好ましい。 The multiple trenches 10 each have a predetermined depth D. The depth D may be 0.2 μm or greater and 0.4 μm or less. The depth D is preferably 0.25 μm or greater and 0.35 μm or less. The multiple trenches 10 may each have an aspect ratio b/D of 1 or greater and 5 or less. The aspect ratio b/D is defined by the ratio of the second value b to the depth D. The aspect ratio b/D preferably exceeds 1. In other words, the multiple trenches 10 are preferably formed in a horizontally elongated shape extending along the first main surface 3 in a cross-sectional view perpendicular to the extension direction (stripe direction).
半導体装置1Aは、アウター領域9においてアクティブ領域8を区画するように第1主面3に形成された少なくとも1つ(この形態では複数)の外側トレンチ11を含む。複数の外側トレンチ11は、複数のトレンチ10の群を第1方向Xの両サイドから挟み込んでいる。複数の外側トレンチ11は、平面視において複数のトレンチ10の群から第1方向Xに間隔を空けて配置され、第2方向Yに延びる帯状にそれぞれ形成されている。 The semiconductor device 1A includes at least one outer trench 11 (in this embodiment, multiple outer trenches 11) formed on the first main surface 3 so as to define the active region 8 in the outer region 9. The multiple outer trenches 11 sandwich the group of multiple trenches 10 on both sides in the first direction X. The multiple outer trenches 11 are spaced apart from the group of multiple trenches 10 in the first direction X in a plan view, and are each formed in a strip shape extending in the second direction Y.
つまり、複数の外側トレンチ11は、平面視において複数のトレンチ10と共に第2方向Yに延びるストライプ状に配列されている。複数の外側トレンチ11は、第2方向Yに関して、複数のトレンチ10とほぼ等しい長さをそれぞれ有している。複数の外側トレンチ11は、この形態では、複数のトレンチ10のうちの最外のトレンチ10を形成していると見なせる。複数の外側トレンチ11は、第2方向Yに関して、一方側(第1側面5A側)の一端部および他方側(第2側面5B側)の他端部をそれぞれ有している。 In other words, the multiple outer trenches 11 are arranged in a stripe pattern extending in the second direction Y together with the multiple trenches 10 in a plan view. Each of the multiple outer trenches 11 has a length in the second direction Y that is approximately equal to that of the multiple trenches 10. In this configuration, the multiple outer trenches 11 can be considered to form the outermost trenches 10 of the multiple trenches 10. Each of the multiple outer trenches 11 has one end on one side (the first side surface 5A side) and the other end on the other side (the second side surface 5B side) in the second direction Y.
複数の外側トレンチ11は、断面視において第1半導体領域6の底部(第2半導体領域7)から第1主面3側に間隔を空けて形成され、第1半導体領域6内に区画された内壁、外壁および底壁をそれぞれ有している。外側トレンチ11の内壁は、アクティブ領域8側に位置している。外側トレンチ11の外壁は、アウター領域9側に位置している。外側トレンチ11の底壁は、内壁および外壁を接続している。 The multiple outer trenches 11 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 (second semiconductor region 7) toward the first major surface 3 in a cross-sectional view, and each has an inner wall, outer wall, and bottom wall defined within the first semiconductor region 6. The inner wall of the outer trench 11 is located on the active region 8 side. The outer wall of the outer trench 11 is located on the outer region 9 side. The bottom wall of the outer trench 11 connects the inner wall and outer wall.
複数の外側トレンチ11は、断面視において底壁に向けて漸減する開口幅を有する先細り形状にそれぞれ形成されていてもよい。複数の外側トレンチ11は、断面視において略一定の開口幅を有する垂直形状にそれぞれ形成されていてもよい。複数の外側トレンチ11の底壁角部は、湾曲状に形成されていることが好ましい。また、複数の外側トレンチ11の開口角部は、湾曲状に形成されていることが好ましい。 The multiple outer trenches 11 may each be formed in a tapered shape with an opening width that gradually decreases toward the bottom wall in a cross-sectional view. The multiple outer trenches 11 may each be formed in a vertical shape with an approximately constant opening width in a cross-sectional view. The corners of the bottom walls of the multiple outer trenches 11 are preferably formed in a curved shape. Also, the corners of the openings of the multiple outer trenches 11 are preferably formed in a curved shape.
図6および図7を参照して、複数の外側トレンチ11は、複数のトレンチ10と同様、断面視において隣り合うトレンチ10から第1方向Xに第1値aの間隔を空けて形成されている。また、複数の外側トレンチ11は、複数のトレンチ10と同様、第1値a以下の第2値b(b≦a)の幅をそれぞれ有している。複数の外側トレンチ11は、複数のトレンチ10と同様、所定の深さDをそれぞれ有している。つまり、複数の外側トレンチ11は、アスペクト比b/Dをそれぞれ有している。 Referring to Figures 6 and 7, the outer trenches 11, like the trenches 10, are formed in a cross-sectional view at intervals of a first value a from adjacent trenches 10 in the first direction X. Also, like the trenches 10, the outer trenches 11 each have a width of a second value b (b≦a) that is less than the first value a. Like the trenches 10, the outer trenches 11 each have a predetermined depth D. In other words, the outer trenches 11 each have an aspect ratio b/D.
半導体装置1Aは、第1半導体領域6内において複数のトレンチ10の底壁に沿う領域にそれぞれ形成されたp型(第2導電型)の複数の不純物領域12を含む。複数の不純物領域12は、1x1016cm-3以上1x1018cm-3以下のp型不純物濃度を有してもよい。複数の不純物領域12は、複数のトレンチ10のレイアウトに倣って、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。つまり、複数の不純物領域12は、平面視において第2方向Yに延びるストライプ状に配列されている。複数の不純物領域12は、第2方向Yに関して、対応するトレンチ10の一端部および他端部の間の全域を帯状にそれぞれ延びている。 The semiconductor device 1A includes a plurality of p-type (second conductivity type) impurity regions 12 formed in the first semiconductor region 6 in regions along the bottom walls of the plurality of trenches 10. The plurality of impurity regions 12 may have a p-type impurity concentration of 1×10 16 cm −3 or more and 1×10 18 cm −3 or less. The plurality of impurity regions 12 are arranged at intervals in the first direction X in plan view, following the layout of the plurality of trenches 10, and are each formed in a strip shape extending in the second direction Y. In other words, the plurality of impurity regions 12 are arranged in a strip shape extending in the second direction Y in plan view. Each of the plurality of impurity regions 12 extends in a strip shape across the entire area between one end and the other end of the corresponding trench 10 in the second direction Y.
複数の不純物領域12は、対応するトレンチ10の底壁のみにそれぞれ形成され、当該トレンチ10の側壁には形成されていない。これにより、複数の不純物領域12は、対応するトレンチ10の側壁の全域から第1半導体領域6を露出させるように形成されている。複数の不純物領域12は、具体的には、少なくとも対応するトレンチ10の底壁角部から第1半導体領域6を露出させるように、対応するトレンチ10の側壁から内方に間隔を空けてそれぞれ形成されている。 The multiple impurity regions 12 are each formed only on the bottom wall of the corresponding trench 10, and not on the sidewall of that trench 10. As a result, the multiple impurity regions 12 are formed so that the first semiconductor region 6 is exposed from the entire sidewall of the corresponding trench 10. Specifically, the multiple impurity regions 12 are each formed at intervals inward from the sidewall of the corresponding trench 10, so that the first semiconductor region 6 is exposed from at least the corners of the bottom wall of the corresponding trench 10.
複数の不純物領域12は、この形態では、対応するトレンチ10の底壁角部および底壁周縁部から第1半導体領域6をそれぞれ露出させるように形成されている。複数の不純物領域12は、断面視において第1半導体領域6の底部(第2半導体領域7)から第1主面3側に間隔を空けて形成されている。これにより、複数の不純物領域12は、第1半導体領域6とpn接合部を形成している。 In this embodiment, the multiple impurity regions 12 are formed so as to expose the first semiconductor region 6 from the bottom wall corners and bottom wall peripheries of the corresponding trenches 10. In a cross-sectional view, the multiple impurity regions 12 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 (second semiconductor region 7) toward the first major surface 3. As a result, the multiple impurity regions 12 form pn junctions with the first semiconductor region 6.
第1半導体領域6がトレンチ10の壁面から露出した形態は、不純物領域12を形成するために導入されたp型不純物によって第1半導体領域6がp型の半導体領域に置換されていない形態を含む。したがって、第1半導体領域6がトレンチ10の側壁、底壁角部および底壁周縁部から露出した形態は、極微量(極低濃度)のp型不純物がトレンチ10の側壁、底壁角部および底壁周縁部の少なくとも1つに拡散している形態を含む。つまり、第1半導体領域6は、トレンチ10の側壁、底壁角部および底壁周縁部の少なくとも1つに沿う部分おいてn型不純物領域および当該n型不純物領域のn型不純物濃度未満のp型不純物濃度度を有するp型不純物領域を含んでいてもよい。 The form in which the first semiconductor region 6 is exposed from the wall surface of the trench 10 includes a form in which the first semiconductor region 6 is not converted into a p-type semiconductor region by the p-type impurities introduced to form the impurity region 12. Therefore, the form in which the first semiconductor region 6 is exposed from the sidewall, bottom corners, and bottom periphery of the trench 10 includes a form in which an extremely small amount (extremely low concentration) of p-type impurities has diffused into at least one of the sidewall, bottom corners, and bottom periphery of the trench 10. In other words, the first semiconductor region 6 may include an n-type impurity region and a p-type impurity region having a p-type impurity concentration lower than the n-type impurity concentration of the n-type impurity region in a portion along at least one of the sidewall, bottom corners, and bottom periphery of the trench 10.
図7を参照して、複数の不純物領域12は、内方部から周縁部に向けてp型不純物濃度が漸減する濃度勾配をそれぞれ有している。複数の不純物領域12は、具体的には、内方部側の高濃度領域13、および、周縁部側の低濃度領域14をそれぞれ含む。図7では、高濃度領域13が破線によって示されている。高濃度領域13は、トレンチ10の底壁の中央部から露出している。低濃度領域14は、トレンチ10の側壁から間隔を空けてトレンチ10の底壁周縁部から露出している。 Referring to FIG. 7, each of the multiple impurity regions 12 has a concentration gradient in which the p-type impurity concentration gradually decreases from the inner portion toward the periphery. Specifically, each of the multiple impurity regions 12 includes a high-concentration region 13 on the inner side and a low-concentration region 14 on the periphery. In FIG. 7, the high-concentration region 13 is indicated by a dashed line. The high-concentration region 13 is exposed from the center of the bottom wall of the trench 10. The low-concentration region 14 is exposed from the periphery of the bottom wall of the trench 10 at a distance from the sidewall of the trench 10.
複数の不純物領域12は、断面視において第1方向Xに第1値a以上の第3値c(a≦c)の間隔を空けて複数のトレンチ10の底壁に沿う領域にそれぞれ形成されている。第3値cは、0.4μm以上1.6μm以下であってもよい。第3値cおよび第1値aの第1差分値c-aは、0μm以上0.6μm以下であることが好ましい。第1差分値c-aは、0.2μm以上であることが好ましい。 The multiple impurity regions 12 are formed in regions along the bottom walls of the multiple trenches 10, spaced apart in the first direction X in a cross-sectional view at intervals of a third value c (a≦c) that is equal to or greater than the first value a. The third value c may be 0.4 μm or greater and 1.6 μm or less. The first difference value c−a between the third value c and the first value a is preferably 0 μm or greater and 0.6 μm or less. The first difference value c−a is preferably 0.2 μm or greater.
複数の不純物領域12は、第1方向Xに関して第2値b以下の第4値d(b≦d)の幅をそれぞれ有している。第4値dは、0.35μm以上1.2μm以下であってもよい。第2値bおよび第4値dの第2差分値b-dは、0μm以上0.6μm以下であることが好ましい。第2差分値b-dは、0.2μm以上であることが好ましい。第2差分値b-dは、第1差分値c-aとほぼ等しい。 The multiple impurity regions 12 each have a width in the first direction X of a fourth value d (b≦d) that is less than or equal to the second value b. The fourth value d may be 0.35 μm or greater and 1.2 μm or less. The second difference value b−d between the second value b and the fourth value d is preferably 0 μm or greater and 0.6 μm or less. The second difference value b−d is preferably 0.2 μm or greater. The second difference value b−d is approximately equal to the first difference value c−a.
半導体装置1Aは、アウター領域9においてアクティブ領域8を区画するように第1半導体領域6内に形成された外側不純物領域15を含む。複数の外側不純物領域15は、1x1016cm-3以上1x1018cm-3以下のp型不純物濃度を有してもよい。外側不純物領域15は、複数の不純物領域12とほぼ等しいp型不純物濃度を有していることが好ましい。外側不純物領域15は、平面視においてアクティブ領域8(複数のトレンチ10および複数の外側トレンチ11)を取り囲む環状に形成されている。 The semiconductor device 1A includes outer impurity regions 15 formed in the first semiconductor region 6 so as to define the active region 8 in the outer region 9. The plurality of outer impurity regions 15 may have a p-type impurity concentration of 1×10 16 cm −3 or more and 1×10 18 cm −3 or less. The outer impurity region 15 preferably has a p-type impurity concentration substantially equal to that of the plurality of impurity regions 12. The outer impurity region 15 is formed in a ring shape surrounding the active region 8 (the plurality of trenches 10 and the plurality of outer trenches 11) in a plan view.
外側不純物領域15は、具体的には、複数の第1外側不純物領域16および複数の第2外側不純物領域17を含む。複数の第1外側不純物領域16は、平面視において対応する外側トレンチ11沿って延びる帯状にそれぞれ形成されている。複数の第1外側不純物領域16は、第2方向Yに関して、対応する外側トレンチ11の一端部および他端部の間の全域を帯状に延びている。 Specifically, the outer impurity region 15 includes a plurality of first outer impurity regions 16 and a plurality of second outer impurity regions 17. The plurality of first outer impurity regions 16 are each formed in a band shape extending along the corresponding outer trench 11 in a plan view. The plurality of first outer impurity regions 16 extend in a band shape across the entire area between one end and the other end of the corresponding outer trench 11 in the second direction Y.
複数の第1外側不純物領域16は、対応する外側トレンチ11の内壁の全域を露出させるように、当該外側トレンチ11の外壁および底壁に沿う領域にそれぞれ形成されている。複数の第1外側不純物領域16は、具体的には、対応する外側トレンチ11の内壁および底壁の内壁側角部から第1半導体領域6を露出させるように、当該外側トレンチ11の内壁からアウター領域9側に間隔を空けてそれぞれ形成されている。 The multiple first outer impurity regions 16 are each formed in a region along the outer wall and bottom wall of the corresponding outer trench 11 so as to expose the entire inner wall of the outer trench 11. Specifically, the multiple first outer impurity regions 16 are each formed at intervals from the inner wall of the outer trench 11 toward the outer region 9 so as to expose the first semiconductor region 6 from the inner wall corners of the inner wall and bottom wall of the corresponding outer trench 11.
複数の第1外側不純物領域16は、この形態では、対応する外側トレンチ11の底壁の内壁側角部および底壁周縁部から第1半導体領域6をそれぞれ露出させている。複数の第1外側不純物領域16は、対応する外側トレンチ11の外壁から第1主面3の周縁部に向けて引き出され、第1主面3から露出している。複数の第1外側不純物領域16は、第1主面3の周縁から内方に間隔を空けて形成されている。複数の第1外側不純物領域16は、断面視において第1半導体領域6の底部(第2半導体領域7)から第1主面3側に間隔を空けて形成されている。これにより、複数の第1外側不純物領域16は、第1半導体領域6とpn接合部を形成している。 In this embodiment, the multiple first outer impurity regions 16 expose the first semiconductor region 6 from the inner wall corners and bottom wall periphery of the bottom wall of the corresponding outer trench 11. The multiple first outer impurity regions 16 extend from the outer walls of the corresponding outer trenches 11 toward the periphery of the first major surface 3 and are exposed from the first major surface 3. The multiple first outer impurity regions 16 are formed at intervals inward from the periphery of the first major surface 3. The multiple first outer impurity regions 16 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 (second semiconductor region 7) toward the first major surface 3 in a cross-sectional view. As a result, the multiple first outer impurity regions 16 form pn junctions with the first semiconductor region 6.
複数の第1外側不純物領域16は、断面視において隣り合う不純物領域12から第1値a以上の第3値c(a≦c)の間隔を空けて対応する外側トレンチ11の底壁に沿う領域にそれぞれ形成されている。複数の第1外側不純物領域16は、第1方向Xに関して不純物領域12の第4値dを超える第5値e(d<e)の幅をそれぞれ有している。第5値eは、トレンチ10の第2値bを超えている(b<e)。第5値eは、5μm以上25μm以下であってもよい。 The multiple first outer impurity regions 16 are each formed in a region along the bottom wall of the corresponding outer trench 11, spaced apart from the adjacent impurity region 12 in a cross-sectional view by a third value c (a≦c) that is equal to or greater than the first value a. The multiple first outer impurity regions 16 each have a width in the first direction X that is a fifth value e (d<e) that exceeds the fourth value d of the impurity region 12. The fifth value e exceeds the second value b of the trench 10 (b<e). The fifth value e may be 5 μm or greater and 25 μm or less.
複数の第2外側不純物領域17は、複数の第1外側不純物領域16の間の領域において複数のトレンチ10の群を第2方向Yの両サイドから挟み込むように第1半導体領域6内に形成されている。複数の第2外側不純物領域17は、第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成されている。 The multiple second outer impurity regions 17 are formed in the first semiconductor region 6 in the regions between the multiple first outer impurity regions 16, sandwiching the group of multiple trenches 10 from both sides in the second direction Y. The multiple second outer impurity regions 17 are each formed in a strip shape extending in the first direction X.
具体的には、一方の第2外側不純物領域17は、複数の第1外側不純物領域16の一端部同士を接続するように第1方向Xに帯状に延び、複数のトレンチ10の一端部および複数の外側トレンチ11の一端部をそれぞれ被覆している。他方の第2外側不純物領域17は、複数の第1外側不純物領域16の他端部同士を接続するように第1方向Xに帯状に延び、複数のトレンチ10の他端部および複数の外側トレンチ11の他端部をそれぞれ被覆している。 Specifically, one second outer impurity region 17 extends in a band-like manner in the first direction X so as to connect one ends of the multiple first outer impurity regions 16 together, and covers one ends of the multiple trenches 10 and one ends of the multiple outer trenches 11. The other second outer impurity region 17 extends in a band-like manner in the first direction X so as to connect the other ends of the multiple first outer impurity regions 16 together, and covers the other ends of the multiple trenches 10 and the other ends of the multiple outer trenches 11.
複数の第2外側不純物領域17は、複数のトレンチ10の両端部において複数のトレンチ10の側壁および底壁を被覆し、複数の不純物領域12に接続されている。複数の第2外側不純物領域17は、複数の外側トレンチ11の両端部において複数の外側トレンチ11の内壁、外壁および底壁を被覆し、複数の第1外側不純物領域16に接続されている。複数の第2外側不純物領域17は、複数の第1外側不純物領域16と共に1つの環状の外側不純物領域15を形成している。 The multiple second outer impurity regions 17 cover the sidewalls and bottom walls of the multiple trenches 10 at both ends of the multiple trenches 10 and are connected to the multiple impurity regions 12. The multiple second outer impurity regions 17 cover the inner walls, outer walls, and bottom walls of the multiple outer trenches 11 at both ends of the multiple outer trenches 11 and are connected to the multiple first outer impurity regions 16. The multiple second outer impurity regions 17, together with the multiple first outer impurity regions 16, form a single annular outer impurity region 15.
複数の第2外側不純物領域17は、断面視において第1半導体領域6の底部(第2半導体領域7)から第1主面3側に間隔を空けて形成されている。これにより、外側不純物領域15は、第1半導体領域6とpn接合部を形成している。複数の第2外側不純物領域17は、第1外側不純物領域16と同様、断面視において不純物領域12の第4値dを超える第5値e(d<e)の幅をそれぞれ有している。 The multiple second outer impurity regions 17 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 (second semiconductor region 7) toward the first major surface 3 in a cross-sectional view. This allows the outer impurity region 15 to form a pn junction with the first semiconductor region 6. Like the first outer impurity region 16, the multiple second outer impurity regions 17 each have a width of a fifth value e (d<e) that exceeds the fourth value d of the impurity region 12 in a cross-sectional view.
半導体装置1Aは、第1主面3を選択的に被覆する絶縁膜20を含む。絶縁膜20は、アクティブ領域8側において第1主面3を露出させるコンタクト開口21を区画する壁部22を有し、アウター領域9側において第1主面3を被覆している。壁部22は、外側不純物領域15の少なくとも一部を露出させるように複数のトレンチ10および複数の外側トレンチ11から第1主面3の周縁側に間隔を空けて形成されている。 The semiconductor device 1A includes an insulating film 20 that selectively covers the first main surface 3. The insulating film 20 has wall portions 22 that define contact openings 21 that expose the first main surface 3 on the active region 8 side, and covers the first main surface 3 on the outer region 9 side. The wall portions 22 are formed at intervals from the multiple trenches 10 and multiple outer trenches 11 toward the periphery of the first main surface 3 so as to expose at least a portion of the outer impurity region 15.
壁部22は、この形態では、外側不純物領域15の直上に位置している。壁部22は、複数のトレンチ10の側壁との間から外側不純物領域15(複数の第2外側不純物領域17)の一部を露出させ、複数の外側トレンチ11の外壁との間から外側不純物領域15(複数の第1外側不純物領域16)の一部を露出させている。これにより、コンタクト開口21は、外側不純物領域15の一部(外縁部)を被覆し、複数のトレンチ10の全域、複数の外側トレンチ11の全域および外側不純物領域15の一部(内縁部)を露出させている。 In this embodiment, the wall portion 22 is located directly above the outer impurity region 15. The wall portion 22 exposes a portion of the outer impurity region 15 (a plurality of second outer impurity regions 17) between the wall portion 22 and the sidewalls of the plurality of trenches 10, and exposes a portion of the outer impurity region 15 (a plurality of first outer impurity regions 16) between the wall portion 22 and the outer walls of the plurality of outer trenches 11. As a result, the contact opening 21 covers a portion (outer edge) of the outer impurity region 15, and exposes the entire areas of the plurality of trenches 10, the entire areas of the plurality of outer trenches 11, and a portion (inner edge) of the outer impurity region 15.
絶縁膜20は、この形態では、第1主面3側からこの順に積層された第1絶縁膜23および第2絶縁膜24を含む積層構造を有している。絶縁膜20は、必ずしも第1絶縁膜23および第2絶縁膜24を含む積層構造を有している必要はない。絶縁膜20は、たとえば、第1絶縁膜23および第2絶縁膜24のいずれか一方からなる単層構造を有していてもよい。 In this embodiment, the insulating film 20 has a layered structure including a first insulating film 23 and a second insulating film 24 stacked in this order from the first main surface 3 side. The insulating film 20 does not necessarily have to have a layered structure including the first insulating film 23 and the second insulating film 24. The insulating film 20 may have, for example, a single-layer structure consisting of either the first insulating film 23 or the second insulating film 24.
第1絶縁膜23は、比較的高い緻密度を有する絶縁膜20からなることが好ましい。第1絶縁膜23は、酸化シリコン膜を含んでいてもよい。第1絶縁膜23は、チップ2の酸化物からなる酸化膜を含むことが好ましい。第1絶縁膜23は、10nm以上1000nm以下の厚さを有していてもよい。第1絶縁膜23は、50nm以上500nm以下の厚さを有していることが好ましい。 The first insulating film 23 is preferably made of an insulating film 20 having a relatively high density. The first insulating film 23 may include a silicon oxide film. The first insulating film 23 preferably includes an oxide film made of an oxide of the chip 2. The first insulating film 23 may have a thickness of 10 nm or more and 1000 nm or less. The first insulating film 23 preferably has a thickness of 50 nm or more and 500 nm or less.
第2絶縁膜24は、第1絶縁膜23よりも低い緻密度を有する絶縁膜20からなることが好ましい。第2絶縁膜24は、第1絶縁膜23とは異なる性質を有する酸化シリコン膜を含んでいてもよい。第2絶縁膜24は、PSG(Phosphorus Silicate Glass)膜、BPSG(Boron and Phosphorus Silicate Glass)膜、USG(Undoped Silicate Glass)膜およびTEOS(Tetraethyl orthosilicate)膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。第2絶縁膜24は、この形態では、PSG膜からなる。第2絶縁膜24は、第1絶縁膜23よりも厚い。第2絶縁膜24は、100nm以上1500nm以下の厚さを有していてもよい。第2絶縁膜24は、500nm以上1000nm以下の厚さを有していることが好ましい。 The second insulating film 24 is preferably made of an insulating film 20 having a lower density than the first insulating film 23. The second insulating film 24 may also include a silicon oxide film having properties different from those of the first insulating film 23. The second insulating film 24 may include at least one of a PSG (phosphorus silicate glass) film, a BPSG (boron and phosphorus silicate glass) film, a USG (undoped silicate glass) film, and a TEOS (tetraethyl orthosilicate) film. In this embodiment, the second insulating film 24 is made of a PSG film. The second insulating film 24 is thicker than the first insulating film 23. The second insulating film 24 may have a thickness of 100 nm or more and 1500 nm or less. The second insulating film 24 is preferably made of a PSG film.
半導体装置1Aは、第1主面3の上に形成された第1極性電極25(第1主面電極)を含む。第1極性電極25は、SBDのアノード電極(ショットキ電極)である。第1極性電極25は、アクティブ領域8において第1主面3を被覆し、第1半導体領域6とショットキ接合を形成している。第1極性電極25は、第1主面3から複数のトレンチ10に入り込んでいる。 The semiconductor device 1A includes a first polarity electrode 25 (first principal surface electrode) formed on the first principal surface 3. The first polarity electrode 25 is an anode electrode (Schottky electrode) of the SBD. The first polarity electrode 25 covers the first principal surface 3 in the active region 8 and forms a Schottky junction with the first semiconductor region 6. The first polarity electrode 25 extends from the first principal surface 3 into multiple trenches 10.
第1極性電極25は、各トレンチ10の底壁において不純物領域12に電気的に接続され、各トレンチ10の側壁において第1半導体領域6とショットキ接合を形成している。第1極性電極25は、この形態では、各トレンチ10の底壁において第1半導体領域6とショットキ接合を形成する部分を含む。 The first polarity electrode 25 is electrically connected to the impurity region 12 at the bottom wall of each trench 10 and forms a Schottky junction with the first semiconductor region 6 at the side wall of each trench 10. In this embodiment, the first polarity electrode 25 includes a portion that forms a Schottky junction with the first semiconductor region 6 at the bottom wall of each trench 10.
第1極性電極25は、具体的には、各トレンチ10の底壁角部および底壁周縁部において第1半導体領域6とショットキ接合を形成している。つまり、各トレンチ10の側壁、底壁角部および底壁周縁部の少なくとも1つに沿う部分おいて第1半導体領域6が極微量のp型不純物を含む場合においても、第1極性電極25は各トレンチ10の側壁、底壁角部および底壁周縁部において第1半導体領域6とショットキ接合を形成している。 Specifically, the first polarity electrode 25 forms a Schottky junction with the first semiconductor region 6 at the bottom wall corners and bottom wall periphery of each trench 10. In other words, even if the first semiconductor region 6 contains a trace amount of p-type impurities in a portion along at least one of the sidewall, bottom wall corners, and bottom wall periphery of each trench 10, the first polarity electrode 25 forms a Schottky junction with the first semiconductor region 6 at the sidewall, bottom wall corners, and bottom wall periphery of each trench 10.
第1極性電極25は、各トレンチ10の両端部において、外側不純物領域15に電気的に接続されている。第1極性電極25は、さらに、第1主面3から複数の外側トレンチ11に入り込んでいる。第1極性電極25は、各外側トレンチ11の外壁および底壁において外側不純物領域15に電気的に接続され、各外側トレンチ11の内壁において第1半導体領域6とショットキ接合を形成している。第1極性電極25は、この形態では、各外側トレンチ11の底壁において第1半導体領域6とショットキ接合を形成する部分を含む。第1極性電極25は、具体的には、各外側トレンチ11の底壁の内側角部および底壁周縁部において第1半導体領域6とショットキ接合を形成している。 The first polarity electrode 25 is electrically connected to the outer impurity region 15 at both ends of each trench 10. The first polarity electrode 25 further extends from the first major surface 3 into the multiple outer trenches 11. The first polarity electrode 25 is electrically connected to the outer impurity region 15 at the outer wall and bottom wall of each outer trench 11, and forms a Schottky junction with the first semiconductor region 6 at the inner wall of each outer trench 11. In this embodiment, the first polarity electrode 25 includes a portion that forms a Schottky junction with the first semiconductor region 6 at the bottom wall of each outer trench 11. Specifically, the first polarity electrode 25 forms a Schottky junction with the first semiconductor region 6 at the inner corners and peripheral edge of the bottom wall of each outer trench 11.
第1極性電極25は、第1主面3の上から壁部22を介して絶縁膜20の上に引き出された引き出し部26を含む。引き出し部26は、絶縁膜20を挟んで外側不純物領域15に対向している。引き出し部26は、平面視において外側不純物領域15外の領域まで引き出されていてもよい。引き出し部26は、第1主面3の周縁(第1~第4側面5A~5D)からアクティブ領域8側に間隔を空けて形成されている。 The first polarity electrode 25 includes an extension 26 that extends from above the first major surface 3, via the wall 22, onto the insulating film 20. The extension 26 faces the outer impurity region 15 across the insulating film 20. The extension 26 may extend to a region outside the outer impurity region 15 in plan view. The extension 26 is formed at a distance from the periphery of the first major surface 3 (first to fourth side surfaces 5A to 5D) toward the active region 8.
第1極性電極25は、この形態では、チップ2側からこの順に積層された第1電極膜27、第2電極膜28および第3電極膜29を含む積層構造を有している。第1電極膜27は、第1主面3、複数のトレンチ10の壁面、複数の外側トレンチ11の壁面および絶縁膜20の外面に沿って膜状に形成されている。第1電極膜27は、各トレンチ10内においてリセス空間を区画し、各外側トレンチ11内においてリセス空間を区画している。 In this embodiment, the first polarity electrode 25 has a layered structure including a first electrode film 27, a second electrode film 28, and a third electrode film 29, which are layered in this order from the chip 2 side. The first electrode film 27 is formed in the form of a film along the first main surface 3, the wall surfaces of the multiple trenches 10, the wall surfaces of the multiple outer trenches 11, and the outer surface of the insulating film 20. The first electrode film 27 defines a recess space within each trench 10 and defines a recess space within each outer trench 11.
第1電極膜27は、ショットキバリア電極膜からなる。第1電極膜27は、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、ジルコニウム(Zr)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、インジウム(In)、錫(Sn)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、白金(Pt)、および、金(Au)のうちの少なくとも1つの金属種を含んでいてもよい。 The first electrode film 27 is made of a Schottky barrier electrode film. The first electrode film 27 may contain at least one metal species selected from the group consisting of magnesium (Mg), aluminum (Al), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), cobalt (Co), nickel (Ni), copper (Cu), zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum (Mo), palladium (Pd), silver (Ag), indium (In), tin (Sn), tantalum (Ta), tungsten (W), platinum (Pt), and gold (Au).
第1電極膜27の電極材料は、ショットキ接合が形成される限り任意である。第1電極膜27は、前記金属種のうちの少なくとも1つを含む合金膜からなっていてもよい。第1電極膜27は、この形態では、Ti膜からなる単層構造を有している。第1電極膜27は、10nm以上100nm以下の厚さを有していてもよい。第1電極膜27は、50nm以上500nm以下の厚さを有していることが好ましい。 The electrode material of the first electrode film 27 is arbitrary as long as a Schottky junction is formed. The first electrode film 27 may be made of an alloy film containing at least one of the above metal species. In this embodiment, the first electrode film 27 has a single-layer structure made of a Ti film. The first electrode film 27 may have a thickness of 10 nm or more and 100 nm or less. It is preferable that the first electrode film 27 have a thickness of 50 nm or more and 500 nm or less.
第2電極膜28は、第1電極膜27に沿って膜状に形成されている。第2電極膜28は、各トレンチ10内において第1電極膜27を挟んで各トレンチ10の壁面を被覆し、各外側トレンチ11内において第1電極膜27を挟んで各外側トレンチ11の壁面を被覆している。第2電極膜28は、各トレンチ10内においてリセス空間を区画し、各外側トレンチ11内においてリセス空間を区画している。 The second electrode film 28 is formed in the form of a film along the first electrode film 27. The second electrode film 28 covers the wall surface of each trench 10, sandwiching the first electrode film 27 between them within each trench 10, and covers the wall surface of each outer trench 11, sandwiching the first electrode film 27 between them within each outer trench 11. The second electrode film 28 defines a recess space within each trench 10, and defines a recess space within each outer trench 11.
第2電極膜28は、バリア膜からなる。第2電極膜28は、この形態では、TiN膜からなる。第2電極膜28は、第1電極膜27よりも厚い。第2電極膜28は、10nm以上1000nm以下の厚さを有していてもよい。第2電極膜28は、50nm以上750nm以下の厚さを有していてもよい。 The second electrode film 28 is made of a barrier film. In this embodiment, the second electrode film 28 is made of a TiN film. The second electrode film 28 is thicker than the first electrode film 27. The second electrode film 28 may have a thickness of 10 nm or more and 1000 nm or less. The second electrode film 28 may have a thickness of 50 nm or more and 750 nm or less.
第3電極膜29は、第2電極膜28に沿って膜状に形成されている。第3電極膜29は、各トレンチ10および各外側トレンチ11において第2電極膜28によって区画された複数のリセス空間を埋め戻している。第3電極膜29は、各トレンチ10内において第1電極膜27および第2電極膜28を挟んで各トレンチ10の壁面を被覆し、各外側トレンチ11内において第1電極膜27および第2電極膜28を挟んで各外側トレンチ11の壁面を被覆している。 The third electrode film 29 is formed in the form of a film along the second electrode film 28. The third electrode film 29 backfills the multiple recess spaces defined by the second electrode film 28 in each trench 10 and each outer trench 11. The third electrode film 29 covers the wall surfaces of each trench 10, sandwiching the first electrode film 27 and the second electrode film 28 within each trench 10, and covers the wall surfaces of each outer trench 11, sandwiching the first electrode film 27 and the second electrode film 28 within each outer trench 11.
第3電極膜29は、Cu系金属膜またはAl系金属膜からなる。第3電極膜29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。第3電極膜29は、この形態では、AlCu合金膜からなる。第3電極膜29は、第2電極膜28よりも厚い。第3電極膜29は、0.5μm以上10μm以下の厚さを有していてもよい。第3電極膜29の厚さは、3μm以上5μm以下であることが好ましい。 The third electrode film 29 is made of a Cu-based metal film or an Al-based metal film. The third electrode film 29 may include 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. In this embodiment, the third electrode film 29 is made of an AlCu alloy film. The third electrode film 29 is thicker than the second electrode film 28. The third electrode film 29 may have a thickness of 0.5 μm or more and 10 μm or less. The thickness of the third electrode film 29 is preferably 3 μm or more and 5 μm or less.
このように、アクティブ領域8には、アノードとしての第1極性電極25およびカソードとしての第1半導体領域6(第2半導体領域7)を有するSBD構造30(ショットキ接合)が形成されている。 In this way, an SBD structure 30 (Schottky junction) is formed in the active region 8, having the first polarity electrode 25 as the anode and the first semiconductor region 6 (second semiconductor region 7) as the cathode.
半導体装置1Aは、チップ2において第1極性電極25との接続部に形成されたシリサイド層31を含む。シリサイド層31は、具体的には、チップ2および第1電極膜27の接続部に形成されている。つまり、シリサイド層31は、この形態では、Tiシリサイドを含む。シリサイド層31は、第1主面3、複数のトレンチ10の壁面および複数の外側トレンチ11の壁面に沿って膜状に形成されている。 The semiconductor device 1A includes a silicide layer 31 formed at the connection portion of the chip 2 with the first polarity electrode 25. Specifically, the silicide layer 31 is formed at the connection portion of the chip 2 and the first electrode film 27. That is, in this embodiment, the silicide layer 31 includes Ti silicide. The silicide layer 31 is formed in the form of a film along the first main surface 3, the wall surfaces of the multiple trenches 10, and the wall surfaces of the multiple outer trenches 11.
半導体装置1Aは、第1極性電極25の周縁部を被覆する上側絶縁膜35を含む。上側絶縁膜35は、この形態では、無機絶縁膜からなる単層構造を有している。上側絶縁膜35は、絶縁膜20とは異なる絶縁体からなることが好ましい。上側絶縁膜35は、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つを含むことが好ましい。上側絶縁膜35は、この形態では、窒化シリコン膜からなる単層構造を有している。 The semiconductor device 1A includes an upper insulating film 35 that covers the peripheral edge of the first polarity electrode 25. In this embodiment, the upper insulating film 35 has a single-layer structure made of an inorganic insulating film. The upper insulating film 35 is preferably made of an insulator different from the insulating film 20. The upper insulating film 35 preferably includes at least one of a silicon nitride film and a silicon oxynitride film. In this embodiment, the upper insulating film 35 has a single-layer structure made of a silicon nitride film.
上側絶縁膜35は、絶縁膜20および第1極性電極25に沿って膜状に形成され、第1極性電極25の中央部を露出させるパッド開口36を有している。パッド開口36は、この形態では、第1主面3の周縁に平行な4辺を有する四角形状に形成されている。上側絶縁膜35は、絶縁膜20よりも厚いことが好ましい。上側絶縁膜35は、第1極性電極25よりも薄いことが好ましい。上側絶縁膜35は、0.5μm以上5μm以下の厚さを有していてもよい。上側絶縁膜35の厚さは、1μm以上3μm以下であることが好ましい。 The upper insulating film 35 is formed in a film shape along the insulating film 20 and the first polarity electrode 25, and has a pad opening 36 that exposes the center of the first polarity electrode 25. In this embodiment, the pad opening 36 is formed in a rectangular shape with four sides parallel to the periphery of the first main surface 3. The upper insulating film 35 is preferably thicker than the insulating film 20. The upper insulating film 35 is preferably thinner than the first polarity electrode 25. The upper insulating film 35 may have a thickness of 0.5 μm or more and 5 μm or less. The thickness of the upper insulating film 35 is preferably 1 μm or more and 3 μm or less.
上側絶縁膜35は、前記無機絶縁膜の上に積層された有機絶縁膜を含む積層構造を有していてもよい。この場合、有機絶縁膜は、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つを含んでいてもよい。有機絶縁膜の厚さは、1μm以上20μm以下であってもよい。 The upper insulating film 35 may have a layered structure including an organic insulating film layered on the inorganic insulating film. In this case, the organic insulating film may include at least one of a polyimide film, a polyamide film, and a polybenzoxazole film. The thickness of the organic insulating film may be 1 μm or more and 20 μm or less.
半導体装置1Aは、チップ2の第2主面4を被覆する第2極性電極37(第2主面電極)を含む。第2極性電極37は、SBDのカソード電極である。つまり、半導体装置1Aは、縦型(Vertical type)のSBDを含む。第2極性電極37は、第2主面4の全域を被覆し、第2主面4(第2半導体領域7)とオーミック接触を形成している。 The semiconductor device 1A includes a second polarity electrode 37 (second main surface electrode) that covers the second main surface 4 of the chip 2. The second polarity electrode 37 is the cathode electrode of the SBD. In other words, the semiconductor device 1A includes a vertical type SBD. The second polarity electrode 37 covers the entire second main surface 4 and forms ohmic contact with the second main surface 4 (second semiconductor region 7).
第2極性電極37は、この形態では、第2主面4側からこの順に積層されたTi膜37a、Ni膜37bおよびAg膜37cを含む積層構造を有している。Ti膜37aは、10nm以上500nm以下の厚さを有していてもよい。Ni膜37bは、100nm以上500nm以下の厚さを有していてもよい。Ag膜37cは、Ni膜37bよりも厚い。Ag膜37cは、500nm以上1500nm以下の厚さを有していてもよい。 In this embodiment, the second polarity electrode 37 has a layered structure including a Ti film 37a, a Ni film 37b, and an Ag film 37c, layered in this order from the second main surface 4 side. The Ti film 37a may have a thickness of 10 nm or more and 500 nm or less. The Ni film 37b may have a thickness of 100 nm or more and 500 nm or less. The Ag film 37c is thicker than the Ni film 37b. The Ag film 37c may have a thickness of 500 nm or more and 1500 nm or less.
以上、半導体装置1Aは、チップ2、第1半導体領域6、トレンチ10、不純物領域12および第1極性電極25(主面電極)を含む。チップ2は、第1主面3を有している。第1半導体領域6は、第1主面3から露出するようにチップ2内に形成されている。トレンチ10は、第1主面3に形成され、側壁および底壁を有している。不純物領域12は、トレンチ10の側壁の全域を露出させるように、第1半導体領域6内においてトレンチ10の底壁に沿う領域に形成されている。第1極性電極25は、第1主面3を被覆し、第1半導体領域6とショットキ接合を形成している。 As described above, the semiconductor device 1A includes a chip 2, a first semiconductor region 6, a trench 10, an impurity region 12, and a first polarity electrode 25 (main surface electrode). The chip 2 has a first main surface 3. The first semiconductor region 6 is formed within the chip 2 so as to be exposed from the first main surface 3. The trench 10 is formed in the first main surface 3 and has sidewalls and a bottom wall. The impurity region 12 is formed within the first semiconductor region 6 in a region along the bottom wall of the trench 10 so as to expose the entire sidewall of the trench 10. The first polarity electrode 25 covers the first main surface 3 and forms a Schottky junction with the first semiconductor region 6.
この構造によれば、電気的特性を向上できる半導体装置1Aを提供できる。具体的には、トレンチ10のレイアウトおよび不純物領域12のレイアウトを調整することによって、電気的特性の一例としての順方向電圧VFの特性および逆方向電流IRの特性を向上できる半導体装置1Aを提供できる。一例として、順方向電圧VFの特性および逆方向電流IRの特性は、図8および図9に示されるように第1値a、第2値b、第3値cおよび第4値dの調節によって調整される。 This structure makes it possible to provide a semiconductor device 1A with improved electrical characteristics. Specifically, by adjusting the layout of the trenches 10 and the layout of the impurity regions 12, it is possible to provide a semiconductor device 1A with improved forward voltage VF and reverse current IR characteristics, which are examples of electrical characteristics. As an example, the forward voltage VF and reverse current IR characteristics are adjusted by adjusting the first value a, second value b, third value c, and fourth value d, as shown in Figures 8 and 9.
図8は、逆方向電流IRの目標値および順方向電圧VFの目標値の充足性を第1値aおよび第2値b(図6および図7参照)の関係によって示すグラフである。逆方向電流IRの目標値は、125℃の温度環境下において3Vの逆方向電圧VRをショットキ接合に付与した場合に、当該ショットキ接合に生じる逆方向電流IRによって定義される。逆方向電流IRの目標値は、10mA以下である。順方向電圧VFの目標値は、-40℃の温度環境下において7.5mAの順方向電流IFをショットキ接合に付与した場合に、当該ショットキ接合に生じる順方向電圧VFによって定義される。順方向電圧VFの目標値は、300mV以下である。 Figure 8 is a graph showing the sufficiency of the target value of reverse current IR and the target value of forward voltage VF based on the relationship between first value a and second value b (see Figures 6 and 7). The target value of reverse current IR is defined by the reverse current IR generated at the Schottky junction when a reverse voltage VR of 3 V is applied to the Schottky junction in a temperature environment of 125°C. The target value of reverse current IR is 10 mA or less. The target value of forward voltage VF is defined by the forward voltage VF generated at the Schottky junction when a forward current IF of 7.5 mA is applied to the Schottky junction in a temperature environment of -40°C. The target value of forward voltage VF is 300 mV or less.
図8には、複数の黒色プロット点、および、複数の白色プロット点が示されている。複数の黒色プロット点は、逆方向電流IRの目標値を充足した一方で、順方向電圧VFの目標値を充足しなかった条件を示している。複数の白色プロット点は、逆方向電流IRの目標値および順方向電圧VFの目標値の双方を充足した条件を示している。 Figure 8 shows multiple black plot points and multiple white plot points. The multiple black plot points indicate conditions where the target value for reverse current IR was met, but the target value for forward voltage VF was not met. The multiple white plot points indicate conditions where both the target value for reverse current IR and the target value for forward voltage VF were met.
図8を参照して、順方向電圧VFの特性および逆方向電流IRの特性は、第1値aが大きくなり、第2値bが小さくなるほど向上する傾向がある。また、順方向電圧VFの特性および逆方向電流IRの特性は、第1値aが小さくなり、第2値bが大きくなるほど向上する傾向がある。 Referring to Figure 8, the forward voltage VF characteristics and reverse current IR characteristics tend to improve as the first value a increases and the second value b decreases. Furthermore, the forward voltage VF characteristics and reverse current IR characteristics tend to improve as the first value a decreases and the second value b increases.
第1値aは、0.4μm以上であることが好ましい。また、第2値bは、0.6μm以上であることが好ましい。これらの条件を具備する場合、少なくとも逆方向電流IRの目標値を充足できる。第1値aは、0.6μm以上であることが特に好ましい。この場合、第2値bを調整することにより、逆方向電流IRの目標値および順方向電圧VFの目標値の双方を充足できる。第1値aは、1.4μm以下であってもよい。第1値aは、1.2μm以下であってもよい。第2値bは、1.2μm以下であってもよい。第2値bは、1.0μm以下であってもよい。 The first value a is preferably 0.4 μm or greater. The second value b is preferably 0.6 μm or greater. When these conditions are met, at least the target value of reverse current IR can be met. It is particularly preferable that the first value a be 0.6 μm or greater. In this case, by adjusting the second value b, both the target value of reverse current IR and the target value of forward voltage VF can be met. The first value a may be 1.4 μm or less. The first value a may be 1.2 μm or less. The second value b may be 1.2 μm or less. The second value b may be 1.0 μm or less.
第1値aおよび第2値bの間には、「a>-b+1.4」の関係式が成立していることが好ましい。この場合、第2値bは、0.6μm以上1.0μmの範囲(0.6≦b≦1.0)に属していることが好ましい。これらの条件を具備する場合、逆方向電流IRの目標値および順方向電圧VFの目標値の双方が充足される可能性を高めることができる。この場合、第1値aおよび第2値bの間には、「a≧-b+1.6」の関係式が成立していることが特に好ましい。この条件を具備する場合、逆方向電流IRの目標値および順方向電圧VFの目標値の双方を充足できる。 It is preferable that the first value a and the second value b satisfy the relationship "a > -b + 1.4." In this case, it is preferable that the second value b falls within the range of 0.6 μm or greater and 1.0 μm (0.6≦b≦1.0). When these conditions are met, the likelihood of meeting both the target value of reverse current IR and the target value of forward voltage VF can be increased. In this case, it is particularly preferable that the first value a and the second value b satisfy the relationship "a ≧ -b + 1.6." When this condition is met, it is possible to meet both the target value of reverse current IR and the target value of forward voltage VF.
第1値aおよび第2値bの間には、「a≦-b+1.8」の関係式が成立していてもよい。つまり、第1値aおよび第2値bの間には、「a>-b+1.4」の関係式、および、「a≦-b+1.8」の関係式の双方が成立していてもよい。第1値aおよび第2値bの間には、「a≧-b+1.6」の関係式、および、「a≦-b+1.8」の関係式の双方が成立していることが好ましい。 The first value a and the second value b may satisfy the relationship "a≦-b+1.8". In other words, the first value a and the second value b may satisfy both the relationship "a>-b+1.4" and the relationship "a≦-b+1.8". It is preferable that the first value a and the second value b satisfy both the relationship "a≧-b+1.6" and the relationship "a≦-b+1.8".
図9は、逆方向電流IRの目標値および順方向電圧VFの目標値の充足性を第3値cおよび第4値d(図6および図7参照)の関係によって示すグラフである。順方向電圧VFの目標値は、前述の通り、300mV以下である。逆方向電流IRの目標値は、前述の通り、10mA以下である。 Figure 9 is a graph showing the sufficiency of the target value of reverse current IR and the target value of forward voltage VF based on the relationship between the third value c and the fourth value d (see Figures 6 and 7). As mentioned above, the target value of forward voltage VF is 300 mV or less. As mentioned above, the target value of reverse current IR is 10 mA or less.
図9には、複数の黒色プロット点、および、複数の白色プロット点が示されている。複数の黒色プロット点は、逆方向電流IRの目標値を充足した一方で、順方向電圧VFの目標値を充足しなかった条件を示している。複数の白色プロット点は、逆方向電流IRの目標値および順方向電圧VFの目標値の双方を充足した条件を示している。 Figure 9 shows multiple black plot points and multiple white plot points. The multiple black plot points indicate conditions where the target value for reverse current IR was met, but the target value for forward voltage VF was not met. The multiple white plot points indicate conditions where both the target value for reverse current IR and the target value for forward voltage VF were met.
図9を参照して、第3値cが大きくなり、第4値dが大きくなるほど、順方向電圧VFの特性および逆方向電流IRの特性が向上する傾向がある。第3値cは、0.6μm以上であることが好ましい。また、第4値dは、0.35μm以上であることが好ましい。これらの条件を具備する場合、少なくとも逆方向電流IRの目標値を充足できる。第3値cは1.2μm以上であることが特に好ましい。 Referring to Figure 9, the larger the third value c and the larger the fourth value d, the more the forward voltage VF characteristics and reverse current IR characteristics tend to improve. The third value c is preferably 0.6 μm or greater. Furthermore, the fourth value d is preferably 0.35 μm or greater. If these conditions are met, at least the target value for reverse current IR can be met. It is particularly preferable that the third value c be 1.2 μm or greater.
この条件を具備する場合、逆方向電流IRの目標値および順方向電圧VFの目標値の双方を充足できる。第3値cは、1.6μm以下であってもよい。第3値cは、1.4μm以下であってもよい。第4値dは、0.6μm以下であってもよい。第4値dは、0.5μm以下であってもよい。 When this condition is met, both the target value of reverse current IR and the target value of forward voltage VF can be met. The third value c may be 1.6 μm or less. The third value c may be 1.4 μm or less. The fourth value d may be 0.6 μm or less. The fourth value d may be 0.5 μm or less.
図8のグラフおよび図9のグラフから抽出される第1~第3値a、b、cの好ましい数値範囲例が以下に示される。第1値aは、0.6μm以上1.2μm以下であることが好ましい。第2値bは、0.6μm以上1.0μm以下であることが好ましい。第3値cは、1.2μm以上1.4μm以下であることが好ましい。第4値dは、0.35μm以上0.5μm以下であることが好ましい。 Examples of preferred numerical ranges for the first to third values a, b, and c extracted from the graphs of Figures 8 and 9 are shown below. The first value a is preferably 0.6 μm or greater and 1.2 μm or less. The second value b is preferably 0.6 μm or greater and 1.0 μm or less. The third value c is preferably 1.2 μm or greater and 1.4 μm or less. The fourth value d is preferably 0.35 μm or greater and 0.5 μm or less.
これらの条件によれば、逆方向電流IRの特性、および、順方向電圧VFの特性を適切に向上できる。一例として、125℃の温度環境下において3Vの逆方向電圧VRがショットキ接合に付与されたとき、10mA以下の逆方向電流IRを達成できる。また、-40℃の温度環境下において7.5mAの順方向電流IFがショットキ接合に付与されたとき、300mV以下の順方向電圧VFを達成できる。 Under these conditions, the reverse current IR and forward voltage VF characteristics can be appropriately improved. As an example, when a reverse voltage VR of 3 V is applied to the Schottky junction in a temperature environment of 125°C, a reverse current IR of 10 mA or less can be achieved. Furthermore, when a forward current IF of 7.5 mA is applied to the Schottky junction in a temperature environment of -40°C, a forward voltage VF of 300 mV or less can be achieved.
これらの場合において、第1値aおよび第2値bの間には、「a>-b+1.4」の関係式が成立していることが好ましい。この場合、第2値bは、0.6μm以上1.0μmの範囲(0.6≦b≦1.0)に属していることが好ましい。第1値aおよび第2値bの間には、「a≧-b+1.6」の関係式が成立していることが特に好ましい。これらの条件によれば、逆方向電流IRの特性、および、順方向電圧VFの特性をより適切に向上できる。 In these cases, it is preferable that the first value a and the second value b satisfy the relationship "a > -b + 1.4." In this case, it is preferable that the second value b be in the range of 0.6 μm or greater and 1.0 μm (0.6≦b≦1.0). It is particularly preferable that the first value a and the second value b satisfy the relationship "a ≧ -b + 1.6." These conditions allow for more appropriate improvements in the reverse current IR and forward voltage VF characteristics.
図10A~図10Jは、図1に示す半導体装置1Aの製造方法の一例を示す断面図である。図10A~図10Jは、図7に対応する領域の断面図である。図10Aを参照して、円盤状のウエハ40が用意される。ウエハ40は、ウエハ主面41を有している。ウエハ40は、第1半導体領域6および第2半導体領域7を含む。第2半導体領域7は、この形態では、ウエハ40の本体を形成するn型のベースウエハからなる。 Figures 10A to 10J are cross-sectional views showing an example of a method for manufacturing the semiconductor device 1A shown in Figure 1. Figures 10A to 10J are cross-sectional views of the region corresponding to Figure 7. Referring to Figure 10A, a disk-shaped wafer 40 is prepared. The wafer 40 has a wafer main surface 41. The wafer 40 includes a first semiconductor region 6 and a second semiconductor region 7. In this form, the second semiconductor region 7 is made of an n-type base wafer that forms the main body of the wafer 40.
第1半導体領域6は、この形態では、エピタキシャル成長法によって第2半導体領域7(ベースウエハ)の上に積層されたn型のエピタキシャル層からなり、ウエハ主面41から露出している。次に、ウエハ主面41を膜状に被覆するハードマスク42が形成される。ハードマスク42は、酸化処理法(たとえば熱酸化処理法)またはCVD(Chemical Vapor Deposition)法によって形成されてもよい。 In this embodiment, the first semiconductor region 6 is composed of an n-type epitaxial layer deposited on the second semiconductor region 7 (base wafer) by epitaxial growth, and is exposed from the wafer main surface 41. Next, a hard mask 42 is formed to cover the wafer main surface 41 in a film-like manner. The hard mask 42 may be formed by oxidation (for example, thermal oxidation) or CVD (Chemical Vapor Deposition).
次に、図10Bを参照して、所定パターンを有する第1レジストマスク43がハードマスク42の上に形成される。第1レジストマスク43は、複数のトレンチ10および複数の外側トレンチ11を形成すべき領域を露出させ、それら以外の領域を被覆している。次に、第1レジストマスク43を介するエッチング法によって、ハードマスク42の不要な部分が除去される。エッチング法は、ウエットエッチング法および/またはドライエッチング法であってもよい。これにより、複数のトレンチ10および複数の外側トレンチ11を形成すべき領域を露出させる複数の開口が、ハードマスク42に形成される。第1レジストマスク43は、その後、除去される。 Next, referring to FIG. 10B, a first resist mask 43 having a predetermined pattern is formed on the hard mask 42. The first resist mask 43 exposes the regions where the trenches 10 and outer trenches 11 will be formed, and covers the remaining regions. Next, unnecessary portions of the hard mask 42 are removed by etching through the first resist mask 43. The etching method may be wet etching and/or dry etching. This forms multiple openings in the hard mask 42 that expose the regions where the trenches 10 and outer trenches 11 will be formed. The first resist mask 43 is then removed.
次に、図10Cを参照して、ハードマスク42を介するエッチング法によって、ウエハ40の不要な部分がウエハ主面41側から除去される。エッチング法は、ウエットエッチング法および/またはドライエッチング法であってもよい。ウエハ40の不要な部分は、第1半導体領域6の深さ方向途中部まで除去される。これにより、第1半導体領域6を露出させる複数のトレンチ10、および、第1半導体領域6を露出させる複数の外側トレンチ11が、ウエハ主面41に形成される。 Next, referring to FIG. 10C , unnecessary portions of the wafer 40 are removed from the wafer main surface 41 side by etching via the hard mask 42. The etching method may be wet etching and/or dry etching. The unnecessary portions of the wafer 40 are removed up to the middle of the depth direction of the first semiconductor region 6. As a result, a plurality of trenches 10 exposing the first semiconductor region 6 and a plurality of outer trenches 11 exposing the first semiconductor region 6 are formed in the wafer main surface 41.
次に、図10Dを参照して、第1絶縁膜23がウエハ主面41の上に形成される。第1絶縁膜23は、酸化処理法(たとえば熱酸化処理法)によって形成されてもよい。第1絶縁膜23は、ウエハ主面41、複数のトレンチ10の壁面および複数の外側トレンチ11の壁面に沿って膜状に形成される。 Next, referring to FIG. 10D, a first insulating film 23 is formed on the wafer main surface 41. The first insulating film 23 may be formed by an oxidation process (e.g., a thermal oxidation process). The first insulating film 23 is formed in the form of a film along the wafer main surface 41, the wall surfaces of the multiple trenches 10, and the wall surfaces of the multiple outer trenches 11.
次に、図10Eを参照して、所定パターンを有する第2レジストマスク44(遮蔽マスク)が第1絶縁膜23の上に形成される。第2レジストマスク44は、複数の不純物領域12を形成すべき領域、および、外側不純物領域15(第1外側不純物領域16および第2外側不純物領域17)を形成すべき領域を露出させ、それら以外の領域を被覆している。第2レジストマスク44は、具体的には、複数のトレンチ10の側壁を被覆し、複数のトレンチ10の底壁を露出させている。第2レジストマスク44は、複数のトレンチ10の底壁角部および底壁周縁部を被覆していることが好ましい。 Next, referring to FIG. 10E, a second resist mask 44 (shielding mask) having a predetermined pattern is formed on the first insulating film 23. The second resist mask 44 exposes the regions where the multiple impurity regions 12 will be formed and the regions where the outer impurity regions 15 (first outer impurity regions 16 and second outer impurity regions 17) will be formed, and covers the remaining regions. Specifically, the second resist mask 44 covers the sidewalls of the multiple trenches 10 and exposes the bottom walls of the multiple trenches 10. It is preferable that the second resist mask 44 cover the corners and peripheral edges of the bottom walls of the multiple trenches 10.
また、第2レジストマスク44は、複数の外側トレンチ11の内壁を被覆し、複数の外側トレンチ11の外壁および底壁をウエハ主面41の一部と共に露出させている。第2レジストマスク44は、複数の外側トレンチ11の底壁の内壁側角部および内壁側周縁部を被覆していることが好ましい。第2レジストマスク44は、複数のトレンチ10の両端部において、複数のトレンチ10の側壁および底壁を露出させている。また、第2レジストマスク44は、複数の外側トレンチ11の両端部において、複数の外側トレンチ11の内壁、外壁および底壁を露出させている。 The second resist mask 44 also covers the inner walls of the outer trenches 11, exposing the outer walls and bottom walls of the outer trenches 11 along with a portion of the wafer main surface 41. It is preferable that the second resist mask 44 covers the inner corners and periphery of the bottom walls of the outer trenches 11. The second resist mask 44 exposes the side walls and bottom walls of the trenches 10 at both ends of the trenches 10. The second resist mask 44 also exposes the inner walls, outer walls, and bottom walls of the outer trenches 11 at both ends of the trenches 11.
次に、第2レジストマスク44を介するイオン注入法によって、p型不純物(たとえば3価元素の一例としてのボロン)が第1半導体領域6内に導入される。p型不純物は、この形態では、第1絶縁膜23を介して第1半導体領域6内に導入される。これにより、複数の不純物領域12のベースとなる複数の第1不純物拡散起点45、および、外側不純物領域15(第1外側不純物領域16および第2外側不純物領域17)のベースとなる第2不純物拡散起点46が形成される。第2レジストマスク44は、その後、除去される。 Next, p-type impurities (such as boron, an example of a trivalent element) are introduced into the first semiconductor region 6 by ion implantation via the second resist mask 44. In this embodiment, the p-type impurities are introduced into the first semiconductor region 6 via the first insulating film 23. This forms a plurality of first impurity diffusion starting points 45 that form the bases of the plurality of impurity regions 12, and a second impurity diffusion starting point 46 that forms the bases of the outer impurity regions 15 (first outer impurity region 16 and second outer impurity region 17). The second resist mask 44 is then removed.
次に、図10Fを参照して、ウエハ40に対する加熱処理法(ドライブイン処理法)によって、第1不純物拡散起点45および第2不純物拡散起点46のそれぞれからp型不純物が第1半導体領域6内に拡散される。この工程は、複数の不純物領域12が複数のトレンチ10の側壁に至らない加熱条件(つまり加熱温度および加熱時間)によってウエハ40を加熱する工程を含む。前記加熱条件は、外側不純物領域15が外側トレンチ11の内壁に至らない条件を含む。これにより、所定のレイアウトを有する複数の不純物領域12、および、所定のレイアウトを有する外側不純物領域15が形成される(図6~図9も併せて参照)。 Next, referring to FIG. 10F, a heat treatment (drive-in treatment) is performed on the wafer 40 to diffuse p-type impurities into the first semiconductor region 6 from the first impurity diffusion starting points 45 and the second impurity diffusion starting points 46. This process includes heating the wafer 40 under heating conditions (i.e., heating temperature and heating time) that prevent the multiple impurity regions 12 from reaching the sidewalls of the multiple trenches 10. The heating conditions include conditions that prevent the outer impurity region 15 from reaching the inner wall of the outer trench 11. This results in the formation of multiple impurity regions 12 having a predetermined layout and outer impurity region 15 having a predetermined layout (see also FIGS. 6 to 9).
次に、図10Gを参照して、第2絶縁膜24が第1絶縁膜23の上に形成される。第2絶縁膜24は、CVD法によって形成されてもよい。第2絶縁膜24は、複数のトレンチ10および複数の外側トレンチ11を埋めてウエハ主面41の全域を被覆する。これにより、第1絶縁膜23および第2絶縁膜24を含む絶縁膜20が形成される。第2絶縁膜24の形成工程前に、酸化処理法(たとえば熱酸化処理法)による第1絶縁膜23の厚化工程が実施されてもよい。 Next, referring to FIG. 10G, a second insulating film 24 is formed on the first insulating film 23. The second insulating film 24 may be formed by a CVD method. The second insulating film 24 fills the multiple trenches 10 and the multiple outer trenches 11 and covers the entire wafer main surface 41. This forms an insulating film 20 including the first insulating film 23 and the second insulating film 24. Before the step of forming the second insulating film 24, a step of thickening the first insulating film 23 by an oxidation treatment (e.g., a thermal oxidation treatment) may be performed.
次に、図10Hを参照して、所定パターンを有する第3レジストマスク47が、絶縁膜20の上に形成される。第3レジストマスク47は、コンタクト開口21を形成すべき領域を露出させ、それ以外の領域を被覆している。次に、第3レジストマスク47を介するエッチング法によって、絶縁膜20の不要な部分が除去される。エッチング法は、ウエットエッチング法および/またはドライエッチング法であってもよい。これにより、コンタクト開口21が絶縁膜20に形成される。第3レジストマスク47は、その後、除去される。 Next, referring to FIG. 10H, a third resist mask 47 having a predetermined pattern is formed on the insulating film 20. The third resist mask 47 exposes the regions where the contact openings 21 are to be formed and covers the remaining regions. Next, unnecessary portions of the insulating film 20 are removed by etching through the third resist mask 47. The etching method may be wet etching and/or dry etching. As a result, the contact openings 21 are formed in the insulating film 20. The third resist mask 47 is then removed.
次に、図10Iを参照して、第1電極膜27がウエハ主面41の上に形成される。第1電極膜27は、この形態では、Ti膜からなる。第1電極膜27は、スパッタ法または蒸着法によって形成されてもよい。次に、ウエハ40に対する加熱処理法(たとえばRTA(Rapid Thermal Annealing)法)によって、ウエハ40および第1電極膜27の接続部にシリサイド層31が形成される。 Next, referring to FIG. 10I, a first electrode film 27 is formed on the wafer main surface 41. In this embodiment, the first electrode film 27 is made of a Ti film. The first electrode film 27 may be formed by sputtering or vapor deposition. Next, a heat treatment method (e.g., RTA (Rapid Thermal Annealing)) is performed on the wafer 40 to form a silicide layer 31 at the connection portion between the wafer 40 and the first electrode film 27.
次に、図10Jを参照して、第2電極膜28が第1電極膜27の上に形成される。第2電極膜28は、この形態では、TiN膜からなる。第2電極膜28は、スパッタ法または蒸着法によって形成されてもよい。次に、第3電極膜29が第2電極膜28の上に形成される。第3電極膜29は、この形態では、AlCu膜からなる。第3電極膜29は、スパッタ法または蒸着法によって形成されてもよい。次に、第1~第3電極膜27~29の不要な部分が除去され、第1極性電極25が形成される。その後、上側絶縁膜35および第2極性電極37が形成され、ウエハ40が切断される。以上を含む工程を経て半導体装置1Aが製造される。 Next, referring to FIG. 10J, the second electrode film 28 is formed on the first electrode film 27. In this embodiment, the second electrode film 28 is made of a TiN film. The second electrode film 28 may be formed by sputtering or vapor deposition. Next, the third electrode film 29 is formed on the second electrode film 28. In this embodiment, the third electrode film 29 is made of an AlCu film. The third electrode film 29 may be formed by sputtering or vapor deposition. Next, unnecessary portions of the first to third electrode films 27 to 29 are removed to form the first polarity electrode 25. Thereafter, the upper insulating film 35 and the second polarity electrode 37 are formed, and the wafer 40 is cut. The semiconductor device 1A is manufactured through the processes described above.
図11は、図1に示す半導体装置1Aが搭載されたパッケージ50を示す内部透過斜視図である。図11を参照して、パッケージ50は、パッケージ本体51、パッド部52、第1端子部53、第2端子部54、半導体装置1A、導電接合材55、および、少なくとも1つ(この形態では1つ)の導線56を含む。 Figure 11 is a transparent perspective view of the interior of a package 50 equipped with the semiconductor device 1A shown in Figure 1. Referring to Figure 11, the package 50 includes a package body 51, pads 52, a first terminal 53, a second terminal 54, the semiconductor device 1A, a conductive bonding material 55, and at least one conductor 56 (one in this embodiment).
パッケージ本体51は、モールド樹脂を含み、略六面体形状(略直方体形状)に成形されている。パッケージ本体51は、一方側の第1面57、他方側の第2面58、ならびに、第1面57および第2面58を接続する第1~第4側壁59A~59Dを有している。 The package body 51 contains molded resin and is molded into a roughly hexahedral shape (roughly rectangular parallelepiped shape). The package body 51 has a first surface 57 on one side, a second surface 58 on the other side, and first to fourth side walls 59A to 59D connecting the first surface 57 and the second surface 58.
第1面57および第2面58は、平面視において長方形状に形成されている。第1側壁59Aおよび第2側壁59Bは、一方方向(この形態では第1方向X)に延び、一方方向に交差(具体的には直交)する交差方向(この形態では第2方向Y)に対向している。第1側壁59Aおよび第2側壁59Bは、パッケージ本体51の短辺を形成している。第3側壁59Cおよび第4側壁59Dは、交差方向(第2方向Y)に延び、一方方向(第1方向X)に対向している。第3側壁59Cおよび第4側壁59Dは、パッケージ本体51の長辺を形成している。 The first surface 57 and the second surface 58 are formed into a rectangular shape in a plan view. The first side wall 59A and the second side wall 59B extend in one direction (the first direction X in this embodiment) and face each other in an intersecting direction (the second direction Y in this embodiment) that intersects (specifically, is perpendicular to) the one direction. The first side wall 59A and the second side wall 59B form the short sides of the package body 51. The third side wall 59C and the fourth side wall 59D extend in the intersecting direction (the second direction Y) and face each other in one direction (the first direction X). The third side wall 59C and the fourth side wall 59D form the long sides of the package body 51.
パッド部52は、金属製の板状部材からなる。パッド部52は、平面視において四角形状に形成されている。パッド部52は、この形態では、第2面58から露出するようにパッケージ本体51内に配置されている。 The pad portion 52 is made of a metal plate-shaped member. The pad portion 52 is formed in a rectangular shape when viewed from above. In this embodiment, the pad portion 52 is disposed within the package body 51 so as to be exposed from the second surface 58.
第1端子部53は、金属製の板状部材からなる。第1端子部53は、アノード端子からなる。第1端子部53は、パッケージ本体51内から第1側壁59Aを貫通してパッケージ本体51外に引き出されている。第1端子部53は、パッケージ本体51内の第1内端部60、および、パッケージ本体51外の第1外端部61を有している。第1内端部60は、パッド部52から間隔を空けて形成されている。第1端子部53は、第1内端部60における第2方向Yに沿って延びる一対の側壁部において第1方向Xに窪んだ複数(この形態では一対)の凹部62を有している。複数の凹部62は、パッケージ本体51内において当該パッケージ本体51(つまりモールド樹脂)に係合している。 The first terminal 53 is made of a metal plate-shaped member. The first terminal 53 is an anode terminal. The first terminal 53 extends from inside the package body 51 through the first side wall 59A and is pulled out to the outside of the package body 51. The first terminal 53 has a first inner end 60 inside the package body 51 and a first outer end 61 outside the package body 51. The first inner end 60 is formed at a distance from the pad 52. The first terminal 53 has multiple (a pair in this embodiment) recesses 62 recessed in the first direction X in a pair of side wall portions of the first inner end 60 extending along the second direction Y. The multiple recesses 62 engage with the package body 51 (i.e., the molded resin) within the package body 51.
第2端子部54は、金属製の板状部材からなる。第2端子部54は、カソード端子からなる。第2端子部54は、パッケージ本体51内から第2側壁59Bを貫通してパッケージ本体51外に引き出されている。第2端子部54は、パッケージ本体51内の第2内端部63、および、パッケージ本体51外の第2外端部64を有している。第2内端部63は、この形態では、パッド部52に接続されている。第2内端部63は、具体的には、パッド部52と一体的に形成されている。 The second terminal 54 is made of a metal plate-shaped member. The second terminal 54 is a cathode terminal. The second terminal 54 extends from inside the package body 51 through the second side wall 59B to the outside of the package body 51. The second terminal 54 has a second inner end 63 inside the package body 51 and a second outer end 64 outside the package body 51. In this embodiment, the second inner end 63 is connected to the pad 52. Specifically, the second inner end 63 is formed integrally with the pad 52.
半導体装置1Aは、パッケージ本体51内において、第2極性電極37をパッド部52に対向させた姿勢でパッド部52の上に配置されている。つまり、第2極性電極37は、パッド部52を介して第2端子部54に電気的に接続されている。導電接合材55は、第2極性電極37およびパッド部52の間に介在され、第2極性電極37およびパッド部52を機械的および電気的に接合している。導電接合材55は、半田または金属ペーストであってもよい。 The semiconductor device 1A is disposed within the package body 51 on the pad portion 52 with the second polarity electrode 37 facing the pad portion 52. In other words, the second polarity electrode 37 is electrically connected to the second terminal portion 54 via the pad portion 52. A conductive bonding material 55 is interposed between the second polarity electrode 37 and the pad portion 52, mechanically and electrically bonding the second polarity electrode 37 and the pad portion 52. The conductive bonding material 55 may be solder or a metal paste.
導線56は、パッケージ本体51内において、半導体装置1Aの第1極性電極25および第1端子部53の第1内端部60に接続されている。つまり、第1極性電極25は、導線56を介して第1端子部53に電気的に接続されている。導線56は、この形態では、ボンディングワイヤからなる。導線56は、Auワイヤ、Cuワイヤ、AgワイヤおよびAlワイヤのうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。導線56は、ボンディングワイヤに代えて、金属クリップ(金属製の板状部材)からなっていてもよい。 The conductor 56 is connected to the first polarity electrode 25 of the semiconductor device 1A and the first inner end 60 of the first terminal 53 within the package body 51. In other words, the first polarity electrode 25 is electrically connected to the first terminal 53 via the conductor 56. In this embodiment, the conductor 56 is made of a bonding wire. The conductor 56 may include at least one of an Au wire, a Cu wire, an Ag wire, and an Al wire. Instead of a bonding wire, the conductor 56 may be made of a metal clip (a metal plate-shaped member).
図12は、第2実施形態に係る半導体装置1Bを示す斜視図である。図13は、図12に示す半導体装置1Bを示す平面図である。図14は、図12に示すチップ2の第1主面3のレイアウト例を示す平面図である。図15は、第1極性電極25および第2極性電極37のレイアウト例を示す平面図である。図16は、図13に示すXVI-XVI線に沿う断面図である。 Figure 12 is a perspective view showing a semiconductor device 1B according to the second embodiment. Figure 13 is a plan view showing the semiconductor device 1B shown in Figure 12. Figure 14 is a plan view showing an example layout of the first main surface 3 of the chip 2 shown in Figure 12. Figure 15 is a plan view showing an example layout of the first polarity electrodes 25 and the second polarity electrodes 37. Figure 16 is a cross-sectional view taken along line XVI-XVI shown in Figure 13.
図12~図16を参照して、半導体装置1Bは、半導体装置1Aの場合と同様、チップ2、第1半導体領域6および第2半導体領域7を含む。第1半導体領域6および第2半導体領域7の説明は省略される。チップ2は、第1主面3、第2主面4および第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、この形態では、平面視において長方形状に形成されている。第1側面5Aおよび第2側面5Bは、チップ2の長辺を形成している。第3側面5Cおよび第4側面5Dは、チップ2の短辺を形成している。 Referring to Figures 12 to 16, semiconductor device 1B, like semiconductor device 1A, includes a chip 2, a first semiconductor region 6, and a second semiconductor region 7. Description of the first semiconductor region 6 and the second semiconductor region 7 is omitted. Chip 2 has a first main surface 3, a second main surface 4, and first to fourth side surfaces 5A to 5D. In this embodiment, the first main surface 3 and the second main surface 4 are formed in a rectangular shape in a plan view. The first side surface 5A and the second side surface 5B form the long sides of chip 2. The third side surface 5C and the fourth side surface 5D form the short sides of chip 2.
第1側面5Aおよび第2側面5Bの長さは、0.2mm以上4mm以下であってもよい。第3側面5Cおよび第4側面5Dの長さは、0.1mm以上2mm以下は、であってもよい。半導体装置1Bは、チップ2のサイズ(第1~第4側面5A~5Dの長さ)に応じて、1608(1.6mm×0.8mm)チップ、1006(1.0mm×0.6mm)チップ、0603(0.6mm×0.3mm)チップ、0402(0.4mm×0.2mm)チップ、03015(0.3mm×0.15mm)チップ等と称される。つまり、半導体装置1Bは、ウエハ40から切り出されたチップ2のサイズをパッケージのサイズとして有するウエハレベルチップサイズパッケージからなるチップ部品である。 The length of the first side surface 5A and the second side surface 5B may be 0.2 mm or more and 4 mm or less. The length of the third side surface 5C and the fourth side surface 5D may be 0.1 mm or more and 2 mm or less. Depending on the size of the chip 2 (the length of the first to fourth sides 5A to 5D), the semiconductor device 1B is referred to as a 1608 (1.6 mm x 0.8 mm) chip, a 1006 (1.0 mm x 0.6 mm) chip, a 0603 (0.6 mm x 0.3 mm) chip, a 0402 (0.4 mm x 0.2 mm) chip, a 03015 (0.3 mm x 0.15 mm) chip, or the like. In other words, the semiconductor device 1B is a chip component consisting of a wafer-level chip-size package whose package size is the same as the size of the chip 2 cut from the wafer 40.
半導体装置1Bは、半導体装置1Aの場合と同様、第1主面3に設定されたアクティブ領域8を含む。アクティブ領域8は、この形態では、第1アクティブ領域8Aおよび第2アクティブ領域8Bを含む。第1アクティブ領域8Aは、第1主面3の周縁から間隔を空けて第1主面3の第3側面5C側の領域に設定されている。第1アクティブ領域8A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(具体的には第2方向Yに延びる長方形状)に設定されている。 Similar to semiconductor device 1A, semiconductor device 1B includes an active region 8 defined on the first main surface 3. In this embodiment, the active region 8 includes a first active region 8A and a second active region 8B. The first active region 8A is defined in an area on the third side surface 5C of the first main surface 3, spaced from the periphery of the first main surface 3. In this embodiment, the first active region 8A is defined in a quadrilateral shape (specifically, a rectangular shape extending in the second direction Y) with four sides parallel to the first to fourth side surfaces 5A to 5D in a plan view.
第2アクティブ領域8B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(具体的には中央部)に設定され、第1方向Xに第1アクティブ領域8Aに対向している。第2アクティブ領域8B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設定されている。第2アクティブ領域8Bは、第2方向Yに関して、第1アクティブ領域8Aの長さ未満の長さを有している。 The second active region 8B is set in the inner portion (specifically, the center portion) of the first main surface 3, spaced from the periphery of the first main surface 3, and faces the first active region 8A in the first direction X. In this embodiment, the second active region 8B is set in a rectangular shape with four sides parallel to the first to fourth side surfaces 5A to 5D in a plan view. The second active region 8B has a length in the second direction Y that is shorter than the length of the first active region 8A.
半導体装置1Bは、半導体装置1Aの場合と同様、第1主面3に設定されたアウター領域9を含む。アウター領域9は、第1主面3の周縁部に設定されている。アウター領域9は、この形態では、平面視において第1主面3の周縁に沿って延び、第1アクティブ領域8Aおよび第2アクティブ領域8Bを取り囲む環状に設定されている。 Similar to semiconductor device 1A, semiconductor device 1B includes an outer region 9 defined on the first main surface 3. The outer region 9 is defined on the periphery of the first main surface 3. In this embodiment, the outer region 9 extends along the periphery of the first main surface 3 in a plan view and is defined in an annular shape surrounding the first active region 8A and the second active region 8B.
半導体装置1Bは、第1アクティブ領域8Aにおいて第1主面3の表層部に形成されたn型のダイオード領域70を含む。ダイオード領域70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。つまり、ダイオード領域70は、第1半導体領域6と同一のn型不純物濃度を有し、第1主面3から露出している。むろん、ダイオード領域70は、n型不純物の選択的な導入によって、第1半導体領域6よりも高いn型不純物濃度を有するように調整されていてもよい。この場合、ダイオード領域70は、第1半導体領域6の表層部に形成されていてもよい。 The semiconductor device 1B includes an n-type diode region 70 formed in the surface layer portion of the first main surface 3 in the first active region 8A. In this embodiment, the diode region 70 is formed using a portion of the first semiconductor region 6. That is, the diode region 70 has the same n-type impurity concentration as the first semiconductor region 6 and is exposed from the first main surface 3. Of course, the diode region 70 may be adjusted to have a higher n-type impurity concentration than the first semiconductor region 6 by selectively introducing n-type impurities. In this case, the diode region 70 may be formed in the surface layer portion of the first semiconductor region 6.
半導体装置1Bは、第2アクティブ領域8Bに形成された複数のトレンチ10および複数の不純物領域12を含む。半導体装置1Bに係る複数のトレンチ10および複数の不純物領域12は、第2アクティブ領域8Bに形成されている点を除いて、半導体装置1Aに係る複数のトレンチ10および複数の不純物領域12と同様のレイアウトをそれぞれ有している(図6~図9も併せて参照)。複数のトレンチ10および複数の不純物領域12の説明は省略される。 Semiconductor device 1B includes multiple trenches 10 and multiple impurity regions 12 formed in the second active region 8B. The multiple trenches 10 and multiple impurity regions 12 of semiconductor device 1B have the same layout as the multiple trenches 10 and multiple impurity regions 12 of semiconductor device 1A, except that they are formed in the second active region 8B (see also Figures 6 to 9). Description of the multiple trenches 10 and multiple impurity regions 12 is omitted.
半導体装置1Bは、半導体装置1Aの場合と同様、アクティブ領域8を区画するようにアウター領域9の第1半導体領域6内に形成された外側不純物領域15を含む。外側不純物領域15は、この形態では、平面視において複数のトレンチ10から間隔を空けて形成され、第1アクティブ領域8Aおよび第2アクティブ領域8Bに沿って帯状に延びている。外側不純物領域15は、具体的には、平面視において第1アクティブ領域8Aおよび第2アクティブ領域8Bを一括して取り囲む環状に形成されている。 Similar to semiconductor device 1A, semiconductor device 1B includes an outer impurity region 15 formed in the first semiconductor region 6 of the outer region 9 so as to define the active region 8. In this embodiment, the outer impurity region 15 is formed spaced apart from the multiple trenches 10 in a planar view and extends in a band shape along the first active region 8A and the second active region 8B. Specifically, the outer impurity region 15 is formed in a ring shape that collectively surrounds the first active region 8A and the second active region 8B in a planar view.
半導体装置1Bは、アウター領域9において第1半導体領域6内に形成されたn型の低抵抗領域71を含む。低抵抗領域71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。低抵抗領域71は、1×1018cm-3以上1×1021cm-3以下のn型不純物濃度を有してもよい。低抵抗領域71は、第1半導体領域6を貫通し、第2半導体領域7に接続されている。低抵抗領域71は、第2半導体領域7と共に第1半導体領域6よりも低抵抗な電流経路を形成する。 The semiconductor device 1B includes an n-type low-resistance region 71 formed in the first semiconductor region 6 in the outer region 9. The low-resistance region 71 has a higher n-type impurity concentration than the first semiconductor region 6. The low-resistance region 71 may have an n-type impurity concentration of 1×10 18 cm −3 or more and 1×10 21 cm −3 or less. The low-resistance region 71 penetrates the first semiconductor region 6 and is connected to the second semiconductor region 7. The low-resistance region 71, together with the second semiconductor region 7, forms a current path with lower resistance than the first semiconductor region 6.
低抵抗領域71は、第1領域72、少なくとも1つ(この形態では一対)の第2領域73および少なくとも1つ(この形態では1つ)の第3領域74を含む。第1領域72は、第1半導体領域6において第4側面5D側の領域に形成されている。第1領域72は、平面視において第1主面3の周縁から内方に間隔を空けて四角形状(具体的には第2方向Yに延びる長方形状)に形成されている。第1領域72は、第2アクティブ領域8B(複数のトレンチ10の群)を挟んで第1アクティブ領域8A(ダイオード領域70)に対向している。 The low-resistance region 71 includes a first region 72, at least one (a pair of in this embodiment) second region 73, and at least one (one in this embodiment) third region 74. The first region 72 is formed in the region of the first semiconductor region 6 on the fourth side surface 5D side. The first region 72 is formed in a quadrangular shape (specifically, a rectangular shape extending in the second direction Y) spaced inward from the periphery of the first main surface 3 in a plan view. The first region 72 faces the first active region 8A (diode region 70) across the second active region 8B (a group of multiple trenches 10).
一対の第2領域73は、第1領域72から第3側面5C側(第1アクティブ領域8A側)に向けて引き出されている。一対の第2領域73は、この形態では、平面視において第2方向Yの両サイドから第2アクティブ領域8Bを挟み込むように第1領域72から第1方向Xに帯状に引き出されている。一対の第2領域73は、平面視において第2方向Yに第2アクティブ領域8B(複数のトレンチ10の群)に対向し、第1方向Xに第1アクティブ領域8Aに対向している。一対の第2領域73は、平面視において第1主面3の周縁から内方に間隔を空けて形成されている。 The pair of second regions 73 extend from the first region 72 toward the third side surface 5C (the first active region 8A side). In this embodiment, the pair of second regions 73 extend in a strip shape from the first region 72 in the first direction X so as to sandwich the second active region 8B from both sides in the second direction Y in a plan view. The pair of second regions 73 face the second active region 8B (a group of multiple trenches 10) in the second direction Y in a plan view, and face the first active region 8A in the first direction X. The pair of second regions 73 are formed spaced apart inward from the periphery of the first main surface 3 in a plan view.
第3領域74は、一対の第2領域73のいずれか一方または双方から第3側面5C側に引き出され、第1アクティブ領域8Aに沿って帯状に延びている。第3領域74は、この形態では、一対の第2領域73の双方から引き出され、第1アクティブ領域8Aを取り囲んでいる。第3領域74は、平面視において第1主面3の周縁から内方に間隔を空けて形成されている。第3領域74は、平面視において第2領域73の幅未満の幅を有している。むろん、第3領域74は、平面視において第2領域73の幅とほぼ等しい幅を有していてもよい。 The third region 74 is extended from one or both of the pair of second regions 73 toward the third side surface 5C and extends in a band shape along the first active region 8A. In this embodiment, the third region 74 is extended from both of the pair of second regions 73 and surrounds the first active region 8A. The third region 74 is formed spaced inward from the periphery of the first main surface 3 in a planar view. The third region 74 has a width less than the width of the second region 73 in a planar view. Of course, the third region 74 may have a width approximately equal to the width of the second region 73 in a planar view.
このように、低抵抗領域71は、第1アクティブ領域8Aに複数方向から対向し、第2アクティブ領域8Bに複数方向から対向している。低抵抗領域71は、具体的には、第1アクティブ領域8Aおよび第2アクティブ領域8Bを一括して取り囲んでいる。低抵抗領域71は、第1アクティブ領域8Aから第4側面5D側の領域に至る電流経路の抵抗値を低減し、第2アクティブ領域8Bから第4側面5D側の領域に至る電流経路の抵抗値を低減する。むろん、低抵抗領域71は、第1~第3領域72~74のうちの少なくとも1つを含んでいればよく、必ずしも第1~第3領域72~74の全てを同時含む必要はない。 In this way, the low-resistance region 71 faces the first active region 8A from multiple directions and faces the second active region 8B from multiple directions. Specifically, the low-resistance region 71 collectively surrounds the first active region 8A and the second active region 8B. The low-resistance region 71 reduces the resistance of the current path from the first active region 8A to the region on the fourth side surface 5D, and reduces the resistance of the current path from the second active region 8B to the region on the fourth side surface 5D. Of course, the low-resistance region 71 only needs to include at least one of the first to third regions 72 to 74, and does not necessarily have to include all of the first to third regions 72 to 74 simultaneously.
半導体装置1Bは、半導体装置1Aの場合と同様、第1主面3の上に形成された絶縁膜20を含む。絶縁膜20は、半導体装置1Aの場合と同様、第1絶縁膜23および第2絶縁膜24を含む積層構造を有している。絶縁膜20は、この形態では、第1コンタクト開口75および第2コンタクト開口76を含む。第1コンタクト開口75は、第1アクティブ領域8Aおよび第2アクティブ領域8Bを露出させている。第1コンタクト開口75を区画する壁部は、外側不純物領域15の直上に位置している。第2コンタクト開口76は、低抵抗領域71の第1~第3領域72~74を露出させるように第1~第3領域72~74に沿って形成されている。 Similar to the semiconductor device 1A, the semiconductor device 1B includes an insulating film 20 formed on the first main surface 3. Similar to the semiconductor device 1A, the insulating film 20 has a layered structure including a first insulating film 23 and a second insulating film 24. In this embodiment, the insulating film 20 includes a first contact opening 75 and a second contact opening 76. The first contact opening 75 exposes the first active region 8A and the second active region 8B. The wall portion defining the first contact opening 75 is located directly above the outer impurity region 15. The second contact opening 76 is formed along the first to third regions 72 to 74 of the low-resistance region 71 so as to expose these regions.
半導体装置1Bは、半導体装置1Aの場合と同様、第1主面3の上に形成された第1極性電極25を含む。第1極性電極25は、半導体装置1Aの場合と同様、チップ2側からこの順に積層された第1電極膜27、第2電極膜28および第3電極膜29を含む積層構造を有している。 Similar to semiconductor device 1A, semiconductor device 1B includes a first polarity electrode 25 formed on the first main surface 3. Similar to semiconductor device 1A, first polarity electrode 25 has a layered structure including a first electrode film 27, a second electrode film 28, and a third electrode film 29, which are layered in this order from the chip 2 side.
第1極性電極25は、この形態では、第1パッド部80および第1引き出し部81を含む。第1パッド部80は、第1アクティブ領域8A(第1主面3の第3側面5C側の領域)を被覆するように絶縁膜20の上から第1コンタクト開口75に入り込んでいる。第1パッド部80は、平面視において第1主面3の周縁から内方に間隔を空けて四角形状(具体的には第2方向Yに延びる長方形状)に形成されている。第1パッド部80は、第1アクティブ領域8Aにおいて外側不純物領域15に電気的に接続され、ダイオード領域70(第1半導体領域6)とショットキ接合を形成している。 In this embodiment, the first polarity electrode 25 includes a first pad portion 80 and a first lead portion 81. The first pad portion 80 extends from above the insulating film 20 into the first contact opening 75 so as to cover the first active region 8A (the region on the third side surface 5C side of the first main surface 3). The first pad portion 80 is formed in a quadrangular shape (specifically, a rectangular shape extending in the second direction Y) spaced inward from the periphery of the first main surface 3 in a plan view. The first pad portion 80 is electrically connected to the outer impurity region 15 in the first active region 8A and forms a Schottky junction with the diode region 70 (first semiconductor region 6).
第1引き出し部81は、第2アクティブ領域8Bを被覆するように第1パッド部80から第2アクティブ領域8B側に引き出され、絶縁膜20の上から第1コンタクト開口75に入り込んでいる。第1引き出し部81は、平面視において第1主面3の周縁から内方に間隔を空けて形成されている。第1引き出し部81は、第1コンタクト開口75内において不純物領域12および外側不純物領域15に電気的に接続され、第1半導体領域6とショットキ接合を形成している。 The first lead portion 81 extends from the first pad portion 80 toward the second active region 8B so as to cover the second active region 8B, and extends from above the insulating film 20 into the first contact opening 75. The first lead portion 81 is formed spaced inward from the periphery of the first main surface 3 in a plan view. The first lead portion 81 is electrically connected to the impurity region 12 and the outer impurity region 15 within the first contact opening 75, and forms a Schottky junction with the first semiconductor region 6.
第1引き出し部81は、具体的には、第2アクティブ領域8Bにおいて第1主面3を被覆し、第1主面3から複数のトレンチ10に入り込んでいる。第1引き出し部81は、各トレンチ10の底壁において不純物領域12に電気的に接続され、各トレンチ10の側壁において第1半導体領域6とショットキ接合を形成している。第1引き出し部81は、各トレンチ10の底壁において第1半導体領域6とショットキ接合を形成する部分を含む。第1引き出し部81は、具体的には、各トレンチ10の底壁角部および底壁周縁部において第1半導体領域6とショットキ接合を形成している。 Specifically, the first lead-out portion 81 covers the first major surface 3 in the second active region 8B and extends from the first major surface 3 into the multiple trenches 10. The first lead-out portion 81 is electrically connected to the impurity region 12 at the bottom wall of each trench 10 and forms a Schottky junction with the first semiconductor region 6 at the sidewall of each trench 10. The first lead-out portion 81 includes a portion that forms a Schottky junction with the first semiconductor region 6 at the bottom wall of each trench 10. Specifically, the first lead-out portion 81 forms a Schottky junction with the first semiconductor region 6 at the corners and peripheral edges of the bottom wall of each trench 10.
このように、第1アクティブ領域8Aには、アノードとしての第1極性電極25(第1パッド部80)、および、カソードとしてのダイオード領域70(第1半導体領域6)を有する第1SBD構造82(ショットキ接合)が形成されている。また、第2アクティブ領域8Bには、アノードとしての第1極性電極25(第1引き出し部81)、および、カソードとしての第1半導体領域6を有する第2SBD構造83(ショットキ接合)が形成されている。第2SBD構造83は、第1SBD構造82に並列接続されている。 As such, a first SBD structure 82 (Schottky junction) is formed in the first active region 8A, and has a first polarity electrode 25 (first pad portion 80) as an anode and a diode region 70 (first semiconductor region 6) as a cathode. Furthermore, a second SBD structure 83 (Schottky junction) is formed in the second active region 8B, and has a first polarity electrode 25 (first lead portion 81) as an anode and a first semiconductor region 6 as a cathode. The second SBD structure 83 is connected in parallel to the first SBD structure 82.
半導体装置1Bは、半導体装置1Aの場合とは異なり、第2主面4に代えて第1主面3の上に形成された第2極性電極37を含む。第2極性電極37は、第1極性電極25から第1主面3に沿う横方向に間隔を空けて第1主面3の上に配置されている。つまり、半導体装置1Bは、横型(Lateral type)のSBDを含む。第2極性電極37は、この形態では、第1極性電極25の場合と同様、チップ2側からこの順に積層された第1電極膜27、第2電極膜28および第3電極膜29を含む積層構造を有している。 Unlike semiconductor device 1A, semiconductor device 1B includes a second polarity electrode 37 formed on first main surface 3 instead of second main surface 4. The second polarity electrode 37 is disposed on first main surface 3 at a distance from the first polarity electrode 25 in the lateral direction along first main surface 3. In other words, semiconductor device 1B includes a lateral type SBD. In this form, second polarity electrode 37 has a layered structure including a first electrode film 27, a second electrode film 28, and a third electrode film 29 layered in this order from the chip 2 side, similar to the first polarity electrode 25.
第2極性電極37は、絶縁膜20の上から第2コンタクト開口76に入り込んでいる。第2極性電極37は、第2コンタクト開口76内において低抵抗領域71に電気的に接続されている。第2極性電極37は、具体的には、低抵抗領域71とオーミック接触を形成している。第2極性電極37は、この形態では、第2パッド部84、少なくとも1つ(この形態では一対)の第2引き出し部85、および、少なくとも1つ(この形態では1つ)の第3引き出し部86を含む。 The second polarity electrode 37 extends from above the insulating film 20 into the second contact opening 76. The second polarity electrode 37 is electrically connected to the low resistance region 71 within the second contact opening 76. Specifically, the second polarity electrode 37 forms ohmic contact with the low resistance region 71. In this embodiment, the second polarity electrode 37 includes a second pad portion 84, at least one (a pair in this embodiment) second lead portion 85, and at least one (one in this embodiment) third lead portion 86.
第2パッド部84は、低抵抗領域71の第1領域72(第1主面3の第4側面5D側の領域)を被覆するように絶縁膜20の上から第2コンタクト開口76に入り込んでいる。第2パッド部84は、第2コンタクト開口76内において第1領域72に電気的に接続されている。第2パッド部84は、平面視において第1主面3の周縁から内方に間隔を空けて四角形状(具体的には第2方向Yに延びる長方形状)に形成されている。第2パッド部84は、第1引き出し部81を挟んで第1パッド部80に対向している。 The second pad portion 84 extends from above the insulating film 20 into the second contact opening 76 so as to cover the first region 72 of the low-resistance region 71 (the region on the fourth side surface 5D side of the first main surface 3). The second pad portion 84 is electrically connected to the first region 72 within the second contact opening 76. The second pad portion 84 is formed in a quadrangular shape (specifically, a rectangular shape extending in the second direction Y) spaced inward from the periphery of the first main surface 3 in a plan view. The second pad portion 84 faces the first pad portion 80 across the first lead portion 81.
一対の第2引き出し部85は、低抵抗領域71の第2領域73を被覆するように第1パッド部80から第3側面5C側(第2アクティブ領域8B側)に向けて引き出され、絶縁膜20の上から第2コンタクト開口76に入り込んでいる。一対の第2引き出し部85は、この形態では、平面視において第2方向Yの両サイドから第1引き出し部81(第2アクティブ領域8B)を挟み込むように第1パッド部80から第1方向Xに帯状に引き出されている。 The pair of second lead-out portions 85 extend from the first pad portion 80 toward the third side surface 5C (the second active region 8B side) so as to cover the second region 73 of the low-resistance region 71, and extend from above the insulating film 20 into the second contact opening 76. In this configuration, the pair of second lead-out portions 85 extend in a strip-like manner from the first pad portion 80 in the first direction X so as to sandwich the first lead-out portion 81 (the second active region 8B) from both sides in the second direction Y in a plan view.
一対の第2引き出し部85は、平面視において第1方向Xに第1パッド部80に対向し、第2方向Yに第1引き出し部81に対向している。一対の第2引き出し部85は、平面視において第1主面3の周縁から内方に間隔を空けて形成されている。一対の第2引き出し部85は、第2コンタクト開口76内において低抵抗領域71の第2領域73に電気的に接続されている。 The pair of second lead portions 85 face the first pad portion 80 in the first direction X in a plan view, and face the first lead portion 81 in the second direction Y. The pair of second lead portions 85 are formed spaced apart inward from the periphery of the first main surface 3 in a plan view. The pair of second lead portions 85 are electrically connected to the second region 73 of the low-resistance region 71 within the second contact opening 76.
第3引き出し部86は、低抵抗領域71の第3領域74を被覆するように一対の第2引き出し部85のいずれか一方または双方から第3側面5C側に引き出され、絶縁膜20の上から第2コンタクト開口76に入り込んでいる。第3引き出し部86は、平面視において第1主面3の周縁から内方に間隔を空けて形成され、第1パッド部80(第1アクティブ領域8A)に沿って帯状に延びている。 The third lead portion 86 is extended from one or both of the pair of second lead portions 85 toward the third side surface 5C so as to cover the third region 74 of the low-resistance region 71, and extends from above the insulating film 20 into the second contact opening 76. The third lead portion 86 is formed at a distance inward from the periphery of the first main surface 3 in a plan view, and extends in a strip shape along the first pad portion 80 (first active region 8A).
第3引き出し部86は、この形態では、一対の第2引き出し部85の双方から引き出され、第1パッド部80(第1アクティブ領域8A)を取り囲んでいる。第3引き出し部86は、第2コンタクト開口76内において低抵抗領域71の第3領域74に電気的に接続されている。第3引き出し部86は、平面視において第2引き出し部85の幅未満の幅を有している。むろん、第3引き出し部86は、平面視において第2引き出し部85の幅とほぼ等しい幅を有していてもよい。 In this embodiment, the third lead-out portion 86 is led out from both of the pair of second lead-out portions 85 and surrounds the first pad portion 80 (first active region 8A). The third lead-out portion 86 is electrically connected to the third region 74 of the low-resistance region 71 within the second contact opening 76. The third lead-out portion 86 has a width less than the width of the second lead-out portion 85 in a planar view. Of course, the third lead-out portion 86 may also have a width approximately equal to the width of the second lead-out portion 85 in a planar view.
具体的な図示は省略されるが、半導体装置1Bは、チップ2および第1極性電極25の接続部、ならびに、チップ2および第2極性電極37の接続部に形成されたシリサイド層31を含む(図7も併せて参照)。シリサイド層31は、具体的には、チップ2および第1電極膜27の接続部に形成されている。 Although specific illustrations are omitted, the semiconductor device 1B includes a silicide layer 31 formed at the connection portion between the chip 2 and the first polarity electrode 25, and at the connection portion between the chip 2 and the second polarity electrode 37 (see also FIG. 7). Specifically, the silicide layer 31 is formed at the connection portion between the chip 2 and the first electrode film 27.
半導体装置1Bは、第1極性電極25(第1極性電極25および第2極性電極37)を選択的に被覆する絶縁層90を含む。絶縁層90は、第1極性電極25を露出させる第1パッド開口91を含む。第1パッド開口91は、具体的には、第1極性電極25の第1パッド部80を露出させている。第1パッド開口91は、平面視において第1パッド部80の周縁から内方に間隔を空けて四角形状(具体的には第2方向Yに延びる長方形状)に形成されている。 The semiconductor device 1B includes an insulating layer 90 that selectively covers the first polarity electrode 25 (the first polarity electrode 25 and the second polarity electrode 37). The insulating layer 90 includes a first pad opening 91 that exposes the first polarity electrode 25. Specifically, the first pad opening 91 exposes the first pad portion 80 of the first polarity electrode 25. The first pad opening 91 is formed in a quadrangular shape (specifically, a rectangular shape extending in the second direction Y) spaced inward from the periphery of the first pad portion 80 in a plan view.
絶縁層90は、第1パッド開口91から間隔を空けて第2極性電極37を露出させる第2パッド開口92を含む。第2パッド開口92は、具体的には、第2極性電極37の第2パッド部84を露出させている。第2パッド開口92は、この形態では、平面視において第2パッド部84の周縁から内方に間隔を空けて四角形状(具体的には第2方向Yに延びる長方形状)に形成されている。 The insulating layer 90 includes a second pad opening 92 that exposes the second polarity electrode 37 at a distance from the first pad opening 91. Specifically, the second pad opening 92 exposes the second pad portion 84 of the second polarity electrode 37. In this embodiment, the second pad opening 92 is formed in a quadrangular shape (specifically, a rectangular shape extending in the second direction Y) at a distance inward from the periphery of the second pad portion 84 in a plan view.
絶縁層90は、この形態では、第1極性電極25側からこの順に積層された無機絶縁膜93および有機絶縁膜94を含む積層構造を有している。無機絶縁膜93は、酸化シリコン膜および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。無機絶縁膜93は、この形態では、窒化シリコン膜を含む。有機絶縁膜94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つを含んでいてもよい。有機絶縁膜94は、この形態では、ポリイミド膜を含む。むろん、絶縁層90は、無機絶縁膜93または有機絶縁膜94からなる単層構造を有していてもよい。 In this embodiment, the insulating layer 90 has a layered structure including an inorganic insulating film 93 and an organic insulating film 94, which are layered in this order from the first polarity electrode 25 side. The inorganic insulating film 93 may include at least one of a silicon oxide film and a silicon nitride film. In this embodiment, the inorganic insulating film 93 includes a silicon nitride film. The organic insulating film 94 may include at least one of a polyimide film, a polyamide film, and a polybenzoxazole film. In this embodiment, the organic insulating film 94 includes a polyimide film. Of course, the insulating layer 90 may have a single-layer structure consisting of the inorganic insulating film 93 or the organic insulating film 94.
半導体装置1Bは、第1極性電極25に電気的に接続された第1端子電極95を含む。第1端子電極95は、第1パッド開口91内に配置され、第1パッド開口91内において第1パッド部80に電気的に接続されている。半導体装置1Bは、第2極性電極37に電気的に接続された第2端子電極96を含む。第2端子電極96は、第2パッド開口92内に配置され、第2パッド開口92内において第2パッド部84に電気的に接続されている。 The semiconductor device 1B includes a first terminal electrode 95 electrically connected to the first polarity electrode 25. The first terminal electrode 95 is disposed in the first pad opening 91 and is electrically connected to the first pad portion 80 within the first pad opening 91. The semiconductor device 1B includes a second terminal electrode 96 electrically connected to the second polarity electrode 37. The second terminal electrode 96 is disposed in the second pad opening 92 and is electrically connected to the second pad portion 84 within the second pad opening 92.
第1~第2端子電極95~96は、チップ2側からこの順に積層されたNi膜97、Pd膜98およびAu膜99を含む積層構造をそれぞれ有している。Ni膜97は、第1~第2パッド開口91~92を埋め戻し、絶縁層90の主面を被覆する部分を有していてもよい。Pd膜98は、Ni膜97の主面を膜状に被覆している。Pd膜98は、絶縁層90の外面を被覆する部分を有していてもよい。Au膜99は、Pd膜98の外面を膜状に被覆している。Au膜99は、絶縁層90の主面を被覆する部分を有していてもよい。 The first and second terminal electrodes 95-96 each have a layered structure including a Ni film 97, a Pd film 98, and an Au film 99, layered in this order from the chip 2 side. The Ni film 97 backfills the first and second pad openings 91-92 and may have a portion covering the main surface of the insulating layer 90. The Pd film 98 coats the main surface of the Ni film 97 in a film-like manner. The Pd film 98 may have a portion covering the outer surface of the insulating layer 90. The Au film 99 coats the outer surface of the Pd film 98 in a film-like manner. The Au film 99 may have a portion covering the main surface of the insulating layer 90.
半導体装置1Bは、チップ2の第1~第4側面5A~5Dを被覆する側壁絶縁膜100を含む。側壁絶縁膜100は、第1~第4側面5A~5Dを全周に亘って被覆し、第2主面4を露出させている。側壁絶縁膜100は、この形態では、絶縁層90の主面を露出させるように絶縁層90の側壁部の一部または全部を被覆していてもよい。側壁絶縁膜100は、酸化シリコン膜および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。 The semiconductor device 1B includes a sidewall insulating film 100 that covers the first to fourth side surfaces 5A to 5D of the chip 2. The sidewall insulating film 100 covers the entire periphery of the first to fourth side surfaces 5A to 5D, exposing the second main surface 4. In this embodiment, the sidewall insulating film 100 may cover part or all of the sidewall of the insulating layer 90 so as to expose the main surface of the insulating layer 90. The sidewall insulating film 100 may include at least one of a silicon oxide film and a silicon nitride film.
以上、半導体装置1Bは、チップ2、第1半導体領域6、トレンチ10、不純物領域12および第1極性電極25(主面電極)を含む。チップ2は、第1主面3を有している。第1半導体領域6は、第1主面3から露出するようにチップ2内に形成されている。トレンチ10は、第1主面3に形成され、側壁および底壁を有している。不純物領域12は、トレンチ10の側壁の全域を露出させるように、第1半導体領域6内においてトレンチ10の底壁に沿う領域に形成されている。第1極性電極25は、第1主面3を被覆し、第1半導体領域6とショットキ接合を形成している。 As described above, the semiconductor device 1B includes a chip 2, a first semiconductor region 6, a trench 10, an impurity region 12, and a first polarity electrode 25 (main surface electrode). The chip 2 has a first main surface 3. The first semiconductor region 6 is formed within the chip 2 so as to be exposed from the first main surface 3. The trench 10 is formed in the first main surface 3 and has sidewalls and a bottom wall. The impurity region 12 is formed within the first semiconductor region 6 in a region along the bottom wall of the trench 10 so as to expose the entire sidewall of the trench 10. The first polarity electrode 25 covers the first main surface 3 and forms a Schottky junction with the first semiconductor region 6.
この構造によれば、電気的特性を向上できる半導体装置1Bを提供できる。具体的には、トレンチ10のレイアウトおよび不純物領域12のレイアウトを調整することによって、電気的特性の一例としての順方向電圧VFの特性および逆方向電流IRの特性を向上できる半導体装置1Bを提供できる。 This structure makes it possible to provide a semiconductor device 1B with improved electrical characteristics. Specifically, by adjusting the layout of the trenches 10 and the layout of the impurity regions 12, it is possible to provide a semiconductor device 1B with improved forward voltage VF and reverse current IR characteristics, which are examples of electrical characteristics.
この形態では、複数のトレンチ10および複数の不純物領域12が第2アクティブ領域8Bに形成された例が示された。しかし、複数のトレンチ10および複数の不純物領域12は、第2アクティブ領域8Bに代えて第1アクティブ領域8Aに形成されてもよい。つまり、第1SBD構造82および第2SBD構造83の配置が入れ換えられてもよい。 In this embodiment, an example has been shown in which multiple trenches 10 and multiple impurity regions 12 are formed in the second active region 8B. However, the multiple trenches 10 and multiple impurity regions 12 may be formed in the first active region 8A instead of the second active region 8B. In other words, the positions of the first SBD structure 82 and the second SBD structure 83 may be interchanged.
この場合、複数のトレンチ10および複数の不純物領域12は、第1アクティブ領域8Aにおいて第1極性電極25(第1パッド部80)に接続される。むろん、複数のトレンチ10および複数の不純物領域12は、第1アクティブ領域8Aおよび第2アクティブ領域8Bの双方に形成されていてもよい。つまり、第1アクティブ領域8Aおよび第2アクティブ領域8Bの双方に第2SBD構造83が形成されてもよい。 In this case, the multiple trenches 10 and multiple impurity regions 12 are connected to the first polarity electrode 25 (first pad portion 80) in the first active region 8A. Of course, the multiple trenches 10 and multiple impurity regions 12 may be formed in both the first active region 8A and the second active region 8B. In other words, the second SBD structure 83 may be formed in both the first active region 8A and the second active region 8B.
以上、実施形態が説明されたが、前述の実施形態はさらに他の形態で実施できる。たとえば、外側トレンチ11は、図17に示されるレイアウトを有していてもよい。図17は、変形例に係る外側トレンチ11のレイアウト例を示す平面図である。図17を参照して、外側トレンチ11は、複数のトレンチ10を取り囲む環状に形成されていてもよい。外側トレンチ11のレイアウトに対する外側不純物領域15のレイアウトは、第1実施形態の場合と同様である(図6および図7も併せて参照)。 The above describes an embodiment, but the above-described embodiment can be implemented in further forms. For example, the outer trench 11 may have the layout shown in FIG. 17. FIG. 17 is a plan view showing an example layout of the outer trench 11 according to a modified example. Referring to FIG. 17, the outer trench 11 may be formed in a ring shape surrounding multiple trenches 10. The layout of the outer impurity region 15 relative to the layout of the outer trench 11 is the same as in the first embodiment (see also FIGS. 6 and 7).
複数のトレンチ10は、図18に示されるレイアウトを有していてもよい。図18は、第1変形例に係るトレンチ10のレイアウト例を示す平面図である。図18を参照して、複数のトレンチ10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(ドット状)に配列されていてもよい。この場合、外側トレンチ11も、複数のトレンチ10のレイアウトに応じて、第2方向Yに間隔を空けてドット状に配列されていてもよい。 The multiple trenches 10 may have a layout shown in FIG. 18. FIG. 18 is a plan view showing an example layout of trenches 10 according to a first modified example. Referring to FIG. 18, the multiple trenches 10 may be arranged in a matrix (dot-like) pattern with gaps in the first direction X and the second direction Y in a plan view. In this case, the outer trenches 11 may also be arranged in a dot-like pattern with gaps in the second direction Y according to the layout of the multiple trenches 10.
むろん、複数のトレンチ10は、平面視において第1方向Xおよび第2方向Yに間隔を空けて千鳥状(ドット状)に配列されていてもよい。この場合、たとえば、偶数列(または奇数列)に位置する複数のトレンチ10が奇数列(または偶数列)に位置する複数のトレンチ10から第2方向Yにずれて配列されていてもよい。むろん、偶数行(または奇数行)に位置する複数のトレンチ10が奇数行(または偶数行)に位置する複数のトレンチ10から第1方向Xにずれて配列されていてもよい。 Of course, the multiple trenches 10 may be arranged in a staggered (dot-like) pattern with gaps in the first direction X and the second direction Y in a plan view. In this case, for example, the multiple trenches 10 located in the even-numbered columns (or odd-numbered columns) may be arranged offset in the second direction Y from the multiple trenches 10 located in the odd-numbered columns (or even-numbered columns). Of course, the multiple trenches 10 located in the even-numbered rows (or odd-numbered rows) may be arranged offset in the first direction X from the multiple trenches 10 located in the odd-numbered rows (or even-numbered rows).
複数のトレンチ10は、図19に示されるレイアウトを有していてもよい。図19は、第2変形例に係るトレンチ10のレイアウト例を示す平面図である。図19を参照して、複数のトレンチ10は、この形態では、第1方向Xに延びる複数の第1トレンチ10A、および、第2方向Yに延びる複数の第2トレンチ10Bを含む。複数の第2トレンチ10Bは、複数の第1トレンチ10Aに交差し、複数の第1トレンチ10Aと1つの格子状のトレンチ10を形成している。 The multiple trenches 10 may have a layout shown in FIG. 19. FIG. 19 is a plan view showing an example layout of trenches 10 according to a second modified example. Referring to FIG. 19, in this embodiment, the multiple trenches 10 include multiple first trenches 10A extending in a first direction X and multiple second trenches 10B extending in a second direction Y. The multiple second trenches 10B intersect with the multiple first trenches 10A and form a single lattice-shaped trench 10 together with the multiple first trenches 10A.
この場合、複数の不純物領域12は、複数の第1トレンチ10Aの底壁をそれぞれ被覆する複数の第1不純物領域12A、および、複数の第2トレンチ10Bの底壁をそれぞれ被覆する複数の第2不純物領域12Bを含んでいてもよい。第1トレンチ10Aのレイアウトに対する第1不純物領域12Aのレイアウトは、第1実施形態の場合と同様である(図6および図7も併せて参照)。 In this case, the multiple impurity regions 12 may include multiple first impurity regions 12A that respectively cover the bottom walls of the multiple first trenches 10A, and multiple second impurity regions 12B that respectively cover the bottom walls of the multiple second trenches 10B. The layout of the first impurity regions 12A relative to the layout of the first trenches 10A is the same as in the first embodiment (see also Figures 6 and 7).
また、第2トレンチ10Bのレイアウトに対する第2不純物領域12Bのレイアウトは、第1実施形態の場合と同様である(図6および図7も併せて参照)。むろん、複数の不純物領域12は、複数の第1不純物領域12Aおよび複数の第2不純物領域12Bのいずれか一方を含んでいればよく、必ずしも複数の第1不純物領域12Aおよび複数の第2不純物領域12Bを同時に含む必要はない。 The layout of the second impurity regions 12B relative to the layout of the second trenches 10B is the same as in the first embodiment (see also Figures 6 and 7). Of course, the multiple impurity regions 12 need only include either multiple first impurity regions 12A or multiple second impurity regions 12B, and do not necessarily need to include multiple first impurity regions 12A and multiple second impurity regions 12B at the same time.
むろん、複数のトレンチ10は、複数の第1トレンチ10Aおよび複数の第2トレンチ10Bの組み合わせによって、平面視において同心円状のレイアウトで形成されていてもよいし、螺旋状のレイアウトで形成されていてもよい。これらの場合、複数の不純物領域12は、複数の第1不純物領域12Aおよび複数の第2不純物領域12Bの組み合わせによって、平面視において同心円状のレイアウトで形成されていてもよいし、螺旋状のレイアウトで形成されていてもよい。 Of course, the multiple trenches 10 may be formed in a concentric layout in plan view by combining multiple first trenches 10A and multiple second trenches 10B, or in a spiral layout. In these cases, the multiple impurity regions 12 may be formed in a concentric layout in plan view by combining multiple first impurity regions 12A and multiple second impurity regions 12B, or in a spiral layout.
前述の各実施形態において、SiC単結晶からなるチップ2が採用される場合、チップ2は六方晶からなるSiC単結晶を含むことが好ましい。SiC単結晶は、2H(Hexagonal)-SiC単結晶、4H-SiC単結晶、6H-SiC単結晶等であってもよい。チップ2は、前記ポリタイプのうち4H-SiC単結晶からなることが好ましい。 In each of the above-described embodiments, when a chip 2 made of SiC single crystal is used, the chip 2 preferably includes a SiC single crystal made of a hexagonal system. The SiC single crystal may be a 2H (Hexagonal)-SiC single crystal, a 4H-SiC single crystal, a 6H-SiC single crystal, or the like. Of the above polytypes, the chip 2 preferably consists of a 4H-SiC single crystal.
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がSiC単結晶のシリコン面((0001)面)によって形成され、第2主面4がSiC単結晶のカーボン面((000-1)面)によって形成されていることが好ましい。むろん、第1主面3がカーボン面によって形成され、第2主面4がシリコン面によって形成されていてもよい。 The first main surface 3 and the second main surface 4 are preferably formed by the c-plane of the SiC single crystal. In this case, it is preferable that the first main surface 3 is formed by the silicon surface ((0001) surface) of the SiC single crystal, and the second main surface 4 is formed by the carbon surface ((000-1) surface) of the SiC single crystal. Of course, the first main surface 3 may be formed by the carbon surface, and the second main surface 4 may be formed by the silicon surface.
第1主面3および第2主面4は、SiC単結晶の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)であってもよい。オフ角は、0°以上5°以下であってもよい。第1方向XはSiC単結晶のm軸方向([1-100]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。むろん、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。 The first main surface 3 and the second main surface 4 may have an off-angle inclined at a predetermined angle in a predetermined off-direction relative to the c-plane of the SiC single crystal. The off-direction may be the a-axis direction ([11-20] direction) of the SiC single crystal. The off-angle may be 0° or more and 5° or less. The first direction X may be the m-axis direction ([1-100] direction) of the SiC single crystal, and the second direction Y may be the a-axis direction of the SiC single crystal. Of course, the first direction X may be the a-axis direction of the SiC single crystal, and the second direction Y may be the m-axis direction of the SiC single crystal.
前述の各実施形態では、第1方向Xおよび第2方向Yが第1~第4側面5A~5Dの延在方向によって規定された。しかし、第1方向Xおよび第2方向Yは、互いに交差(具体的には直交)する関係を維持する限り、任意の方向であってもよい。 In the above-described embodiments, the first direction X and the second direction Y are defined by the extension directions of the first to fourth side surfaces 5A to 5D. However, the first direction X and the second direction Y may be any directions as long as they maintain a mutually intersecting (specifically, perpendicular) relationship.
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実施形態における対応構成要素等を表すが、各項目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、「半導体整流デバイス」または「チップ部品」に変更されてもよい。 The following are examples of features extracted from this specification and drawings. Below, alphanumeric characters in parentheses represent corresponding components in the above-mentioned embodiments, but are not intended to limit the scope of each item to the embodiments. The "semiconductor device" in the following items may be changed to "semiconductor rectifier device" or "chip component."
[A1]主面(3)を有するチップ(2)と、前記主面(3)から露出するように前記チップ(2)内に形成された第1導電型(n型)の半導体領域(6)と、前記主面(3)に形成され、側壁および底壁を有するトレンチ(10)と、前記トレンチ(10)の前記側壁の全域を露出させるように、前記半導体領域(6)内において前記トレンチ(10)の前記底壁に沿う領域のみに形成された第2導電型(p型)の不純物領域(12)と、前記主面(3)を被覆し、前記半導体領域(6)とショットキ接合を形成する主面電極(25)と、を含む、半導体装置(1A、1B)。 [A1] A semiconductor device (1A, 1B) including: a chip (2) having a principal surface (3); a semiconductor region (6) of a first conductivity type (n-type) formed in the chip (2) so as to be exposed from the principal surface (3); a trench (10) formed in the principal surface (3) and having sidewalls and a bottom wall; an impurity region (12) of a second conductivity type (p-type) formed in the semiconductor region (6) only in a region along the bottom wall of the trench (10) so as to expose the entire sidewall of the trench (10); and a principal surface electrode (25) covering the principal surface (3) and forming a Schottky junction with the semiconductor region (6).
[A2]前記主面電極(25)は、前記トレンチ(10)の前記底壁において前記不純物領域(12)に電気的に接続され、前記トレンチ(10)の前記側壁において前記半導体領域(6)と前記ショットキ接合を形成している、A1に記載の半導体装置(1A、1B)。 [A2] A semiconductor device (1A, 1B) described in A1, wherein the principal surface electrode (25) is electrically connected to the impurity region (12) at the bottom wall of the trench (10) and forms a Schottky junction with the semiconductor region (6) at the side wall of the trench (10).
[A3]前記主面電極(25)は、前記トレンチ(10)の前記底壁において前記半導体領域(6)と前記ショットキ接合を形成する部分を含む、A1またはA2に記載の半導体装置(1A、1B)。 [A3] A semiconductor device (1A, 1B) according to A1 or A2, wherein the principal surface electrode (25) includes a portion that forms the Schottky junction with the semiconductor region (6) on the bottom wall of the trench (10).
[A4]前記不純物領域(12)は、前記トレンチ(10)の前記側壁から間隔を空けて前記トレンチ(10)の前記底壁に沿う領域のみに形成されている、A1~A3のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。 [A4] A semiconductor device (1A, 1B) described in any one of A1 to A3, wherein the impurity region (12) is formed only in a region along the bottom wall of the trench (10) and spaced apart from the sidewall of the trench (10).
[A5]125℃の温度環境下において3Vの逆方向電圧VRが前記ショットキ接合に付与されたとき、逆方向電流IRが10mA以下である、A1~A4のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。 [A5] A semiconductor device (1A, 1B) described in any one of A1 to A4, in which when a reverse voltage VR of 3 V is applied to the Schottky junction in a temperature environment of 125°C, the reverse current IR is 10 mA or less.
[A6]-40℃の温度環境下において7.5mAの順方向電流IFが前記ショットキ接合に付与されたとき、順方向電圧VFが300mV以下である、A1~A5のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。 [A6] A semiconductor device (1A, 1B) described in any one of A1 to A5, in which the forward voltage VF is 300 mV or less when a forward current I F of 7.5 mA is applied to the Schottky junction in a temperature environment of -40°C.
[A7]断面視において、複数の前記トレンチ(10)が前記主面(3)に間隔を空けて形成され、断面視において、複数の前記不純物領域(12)が、複数の前記トレンチ(10)の前記側壁の全域を露出させるように、複数の前記トレンチ(10)の前記底壁に沿う領域のみにそれぞれ形成されている、A1~A6のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。 [A7] A semiconductor device (1A, 1B) according to any one of A1 to A6, in which, in a cross-sectional view, a plurality of the trenches (10) are formed at intervals on the main surface (3), and a plurality of the impurity regions (12) are formed only in regions along the bottom walls of the plurality of trenches (10), respectively, so as to expose the entire side walls of the plurality of trenches (10).
[A8]複数の前記トレンチ(10)は、断面視において第1値aの間隔を空けて前記主面(3)に形成され、かつ、前記第1値a以下の第2値b(b≦a)の幅をそれぞれ有している、A7に記載の半導体装置(1A、1B)。 [A8] A semiconductor device (1A, 1B) according to A7, wherein the plurality of trenches (10) are formed in the main surface (3) at intervals of a first value a in a cross-sectional view, and each have a width of a second value b (b≦a) that is less than the first value a.
[A9]前記第1値aは、0.4μm以上1.4μm以下である、A8に記載の半導体装置(1A、1B)。 [A9] The semiconductor device (1A, 1B) described in A8, wherein the first value a is 0.4 μm or more and 1.4 μm or less.
[A10]前記第2値bは、0.4μm以上1.2μm以下である、A8またはA9に記載の半導体装置(1A、1B)。 [A10] The semiconductor device (1A, 1B) described in A8 or A9, wherein the second value b is 0.4 μm or more and 1.2 μm or less.
[A11]複数の前記トレンチ(10)は、前記第1値aおよび前記第2値bの間に「a>-b+1.4」の関係式を有するように形成されている、A8~A10のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。 [A11] A semiconductor device (1A, 1B) described in any one of A8 to A10, wherein the plurality of trenches (10) are formed so that the first value a and the second value b satisfy the relationship "a > -b + 1.4".
[A12]複数の前記不純物領域(12)は、断面視において前記第1値a以上の第3値c(a≦c)の間隔を空けて複数の前記トレンチ(10)の前記底壁に沿う領域にそれぞれ形成され、かつ、前記第2値b以下の第4値d(d≦b)の幅をそれぞれ有している、A8~A11のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。 [A12] The semiconductor device (1A, 1B) described in any one of A8 to A11, wherein the impurity regions (12) are formed in regions along the bottom walls of the trenches (10) at intervals of a third value c (a≦c) equal to or greater than the first value a in a cross-sectional view, and each have a width of a fourth value d (d≦b) equal to or less than the second value b.
[A13]前記第3値cは、0.4μm以上1.6μm以下である、A12に記載の半導体装置(1A、1B)。 [A13] The semiconductor device (1A, 1B) described in A12, wherein the third value c is 0.4 μm or more and 1.6 μm or less.
[A14]前記第4値dは、0.35μm以上1.2μm以下である、A12またはA13に記載の半導体装置(1A、1B)。 [A14] The semiconductor device (1A, 1B) described in A12 or A13, wherein the fourth value d is 0.35 μm or more and 1.2 μm or less.
[A15]前記主面(3)に設定されたアクティブ領域(8)と、前記主面(3)において前記アクティブ領域(8)外に設定されたアウター領域(9)と、前記アクティブ領域(8)において前記主面(3)に形成された前記トレンチ(10)と、前記アクティブ領域(8)を区画するように前記アウター領域(9)の前記主面(3)に形成され、前記アクティブ領域(8)側の内壁、前記アウター領域(9)側の外壁、ならびに、前記内壁および前記外壁を接続する底壁を有する外側トレンチ(11)と、前記アウター領域(9)の前記半導体領域(6)内において前記外側トレンチ(11)の前記外壁に沿う領域に形成された第2導電型(p型)の外側不純物領域(15)と、をさらに含む、A1~A14のいずれか一つに記載の半導体装置(1A、1B)。 [A15] The semiconductor device (1A, 1B) described in any one of A1 to A14 further includes an active region (8) defined in the main surface (3), an outer region (9) defined on the main surface (3) outside the active region (8), the trench (10) formed in the main surface (3) in the active region (8), an outer trench (11) formed in the main surface (3) in the outer region (9) to partition the active region (8), the outer trench (11 having an inner wall on the active region (8) side, an outer wall on the outer region (9) side, and a bottom wall connecting the inner wall and the outer wall, and a second conductivity type (p-type) outer impurity region (15) formed in the semiconductor region (6) of the outer region (9) in a region along the outer wall of the outer trench (11).
[A16]前記外側不純物領域(15)は、前記外側トレンチ(11)の前記内壁を露出させるように前記外側トレンチ(11)の前記外壁および前記底壁に沿う領域に形成されている、A15に記載の半導体装置(1A、1B)。 [A16] A semiconductor device (1A, 1B) described in A15, wherein the outer impurity region (15) is formed in a region along the outer wall and bottom wall of the outer trench (11) so as to expose the inner wall of the outer trench (11).
[A17]前記外側不純物領域(15)は、前記外側トレンチ(11)の前記底壁の一部を露出させている、A15またはA16に記載の半導体装置(1A、1B)。 [A17] A semiconductor device (1A, 1B) described in A15 or A16, wherein the outer impurity region (15) exposes a portion of the bottom wall of the outer trench (11).
[A18]第1導電型(n型)の半導体領域(6)が露出した主面(41)を有するウエハ(40)を用意する工程と、前記主面(41)側から前記ウエハ(40)の不要な部分を除去することにより、側壁および底壁を有するトレンチ(10)を前記主面(41)に形成する工程と、前記トレンチ(10)の前記底壁のみに第2導電型不純物を導入することにより、前記トレンチ(10)の前記底壁のみに沿う第2導電型(p型)の不純物領域(12)を前記半導体領域(6)内に形成する工程と、前記半導体領域(6)とショットキ接合を形成する主面電極(25)を前記主面(41)の上に形成する工程と、を含む、半導体装置(1A、1B)の製造方法。 [A18] A method for manufacturing a semiconductor device (1A, 1B), comprising the steps of: preparing a wafer (40) having a main surface (41) on which a semiconductor region (6) of a first conductivity type (n-type) is exposed; forming a trench (10) having sidewalls and a bottom wall in the main surface (41) by removing unnecessary portions of the wafer (40) from the main surface (41); forming a second conductivity type (p-type) impurity region (12) in the semiconductor region (6) along only the bottom wall of the trench (10) by introducing a second conductivity type impurity only into the bottom wall of the trench (10); and forming a main surface electrode (25) on the main surface (41) that forms a Schottky junction with the semiconductor region (6).
[A19]前記トレンチ(10)の前記底壁を露出させ、前記トレンチ(10)の前記側壁を被覆する遮蔽マスク(44)を前記主面(41)の上に形成する工程をさらに含み、前記不純物領域(12)の形成工程は、前記遮蔽マスク(44)を介して前記トレンチ(10)の前記底壁のみに前記第2導電型不純物を導入する工程を含む、A18に記載の半導体装置(1A、1B)の製造方法。 [A19] A method for manufacturing a semiconductor device (1A, 1B) according to A18, further comprising the step of forming a shielding mask (44) on the main surface (41) that exposes the bottom wall of the trench (10) and covers the sidewall of the trench (10), and the step of forming the impurity region (12) includes the step of introducing the second conductivity type impurity only into the bottom wall of the trench (10) via the shielding mask (44).
[A20]前記主面電極(25)の形成工程は、前記トレンチ(10)の前記底壁において前記不純物領域(12)に電気的に接続され、前記トレンチ(10)の前記側壁において前記半導体領域(6)と前記ショットキ接合を形成する前記主面電極(25)を形成する工程を含む、A18またはA19に記載の半導体装置(1A、1B)の製造方法。 [A20] A method for manufacturing a semiconductor device (1A, 1B) according to A18 or A19, wherein the step of forming the principal surface electrode (25) includes a step of forming the principal surface electrode (25) that is electrically connected to the impurity region (12) at the bottom wall of the trench (10) and forms the Schottky junction with the semiconductor region (6) at the side wall of the trench (10).
実施形態について詳細に説明してきたが、これらは技術的内容を明らかにするために用いられた具体例に過ぎず、本発明はこれらの具体例に限定して解釈されるべきではなく、本発明の範囲は添付の請求の範囲によって限定される。 Although the embodiments have been described in detail, these are merely examples used to clarify the technical content, and the present invention should not be construed as being limited to these examples. The scope of the present invention is limited by the appended claims.
1A 半導体装置
1B 半導体装置
2 チップ
3 第1主面
6 半導体領域
8 アクティブ領域
9 アウター領域
10 トレンチ
11 外側トレンチ
12 不純物領域
15 外側不純物領域
25 第1極性電極(主面電極)
40 ウエハ
41 ウエハ主面
44 第2レジストマスク(遮蔽マスク)
a 第1値
b 第2値
c 第3値
d 第4値
1A Semiconductor device 1B Semiconductor device 2 Chip 3 First main surface 6 Semiconductor region 8 Active region 9 Outer region 10 Trench 11 Outer trench 12 Impurity region 15 Outer impurity region 25 First polarity electrode (main surface electrode)
40 Wafer 41 Wafer main surface 44 Second resist mask (shielding mask)
a First value b Second value c Third value d Fourth value
Claims (19)
前記主面から露出するように前記チップ内に形成された第1導電型の半導体領域と、
前記主面に形成され、側壁および底壁を有するトレンチと、
前記半導体領域内において前記トレンチの前記底壁に沿う領域のみに形成された第2導電型の不純物領域と、
前記主面を被覆し、前記半導体領域とショットキ接合を形成する主面電極と、を含み、
前記主面電極は、前記トレンチの前記底壁において前記半導体領域と前記ショットキ接合を形成する部分を含む、半導体装置。 a chip having a major surface;
a semiconductor region of a first conductivity type formed in the chip so as to be exposed from the main surface;
a trench formed in the major surface, the trench having a sidewall and a bottom wall;
an impurity region of a second conductivity type formed only in a region along the bottom wall of the trench in the semiconductor region;
a principal surface electrode covering the principal surface and forming a Schottky junction with the semiconductor region;
The principal surface electrode includes a portion that forms the Schottky junction with the semiconductor region on the bottom wall of the trench .
断面視において、複数の前記不純物領域が、複数の前記トレンチの前記側壁の全域を露出させるように、複数の前記トレンチの前記底壁に沿う領域のみにそれぞれ形成されている、請求項1~5のいずれか一項に記載の半導体装置。 In a cross-sectional view, the trenches are formed at intervals in the main surface,
6. The semiconductor device according to claim 1, wherein, in a cross-sectional view, the impurity regions are formed only in regions along the bottom walls of the plurality of trenches, respectively, so as to expose the entire side walls of the plurality of trenches .
前記主面において前記アクティブ領域外に設定されたアウター領域と、
前記アクティブ領域において前記主面に形成された前記トレンチと、
前記アクティブ領域を区画するように前記アウター領域の前記主面に形成され、前記アクティブ領域側の内壁、前記アウター領域側の外壁、ならびに、前記内壁および前記外壁を接続する底壁を有する外側トレンチと、
前記アウター領域の前記半導体領域内において前記外側トレンチの前記外壁に沿う領域に形成された第2導電型の外側不純物領域と、をさらに含む、請求項1~13のいずれか一項に記載の半導体装置。 an active area defined on the main surface;
an outer region set outside the active region on the main surface;
the trench formed in the major surface in the active region;
an outer trench formed in the main surface of the outer region to partition the active region, the outer trench having an inner wall on the active region side, an outer wall on the outer region side, and a bottom wall connecting the inner wall and the outer wall;
14. The semiconductor device according to claim 1, further comprising: an outer impurity region of a second conductivity type formed in a region along the outer wall of the outer trench in the semiconductor region of the outer region.
前記主面側から前記ウエハの不要な部分を除去することにより、側壁および底壁を有するトレンチを前記主面に形成する工程と、
前記トレンチの前記底壁のみに第2導電型不純物を導入することにより、前記トレンチの前記底壁のみに沿う第2導電型の不純物領域を前記半導体領域内に形成する工程と、
前記トレンチの前記底壁において前記半導体領域とショットキ接合を形成する部分を含む主面電極を前記主面の上に形成する工程と、を含む、半導体装置の製造方法。 providing a wafer having a main surface on which a semiconductor region of a first conductivity type is exposed;
forming a trench having a sidewall and a bottom wall in the main surface by removing an unnecessary portion of the wafer from the main surface side;
forming an impurity region of the second conductivity type along only the bottom wall of the trench in the semiconductor region by introducing an impurity of the second conductivity type only into the bottom wall of the trench;
forming a main surface electrode on the main surface, the main surface electrode including a portion that forms a Schottky junction with the semiconductor region on the bottom wall of the trench .
前記不純物領域の形成工程は、前記遮蔽マスクを介して前記トレンチの前記底壁のみに前記第2導電型不純物を導入する工程を含む、請求項17に記載の半導体装置の製造方法。 forming a shielding mask on the major surface to expose the bottom wall of the trench and cover the sidewall of the trench;
18. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 17 , wherein said step of forming said impurity region includes the step of introducing said second conductivity type impurity only into said bottom wall of said trench through said shielding mask.
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