[发明专利]半导体装置、半导体晶片及半导体装置的制造方法

说明书

本发明所涉及的半导体装置具有：半导体基板，其具有主电流流过的有效区域和包围有效区域的无效区域；上表面电极层，其设置于半导体基板的上表面；以及背面电极层，其设置于半导体基板的背面，半导体基板具有：寿命控制层，其设置于有效区域，该寿命控制层与周围相比晶体缺陷密度较高；测定层，其设置于无效区域的上表面侧；以及晶体缺陷层，其设置于无效区域，该晶体缺陷层与周围相比晶体缺陷密度高，上表面电极层具有在测定层之上设置的多个测定用电极，测定层至少在设置多个测定用电极的部分具有导电层，从与半导体基板的上表面垂直的方向观察，晶体缺陷层设置于多个测定用电极之间。

技术领域

本发明涉及半导体装置、半导体晶片及半导体装置的制造方法。

背景技术

在专利文献1中，公开了能够直接对产品用晶片的载流子寿命进行评价的寿命评价用TEG(Test Element Group)以及评价方法。在专利文献1的评价方法中，对通过实物TEG的测量以及模拟而分别得到的导通电压值彼此进行比较，对寿命值进行推测。

专利文献1：日本特开平10-178079号公报

发明内容

在制造半导体装置时，有时在晶片之上形成用于进行产品管理的多种多样的监视装置。另外，载流子的寿命通常是与功率器件的各种特性相关的重要要素。这里，当在制造工艺的最后工序中进行寿命评价的情况下，存在难以迅速反馈的问题。另外，通常作为寿命的评价方法，有时对将多个制造参数合计后的某个特性值或者代替值进行测定。在该情况下，有可能难以提高评价精度。

就专利文献1的TEG而言，能够对寿命控制层本身的特性进行测定。但是，由于在专利文献1中对产品本身进行加工，因此有可能对产品的特性产生影响。另外，由于通过模拟得到寿命值，因此有可能在判明结果之前需要时间。因此，有可能难以作为量产产品的特性检查进行使用。另外，在希望容易地实施质子照射深度的管理的情况下，有可能不适合。

本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，得到能够容易地对寿命控制层的深度进行判定的半导体装置、半导体晶片以及半导体装置的制造方法。

本发明所涉及的半导体装置具有：半导体基板，其具有主电流流过的有效区域和包围该有效区域的无效区域；上表面电极层，其设置于该半导体基板的上表面；以及背面电极层，其设置于该半导体基板的背面，该半导体基板具有：寿命控制层，其设置于该有效区域，该寿命控制层与周围相比晶体缺陷密度高；测定层，其设置于该无效区域的上表面侧；以及晶体缺陷层，其设置于该无效区域，该晶体缺陷层与周围相比晶体缺陷密度高，该上表面电极层具有在该测定层之上设置的多个测定用电极，该测定层至少在设置该多个测定用电极的部分具有导电层，从与该半导体基板的上表面垂直的方向观察、该晶体缺陷层设置于该多个测定用电极之间。

本发明所涉及的半导体装置的制造方法，在半导体基板形成主电流流过的有效区域、和包围该有效区域且在上表面侧形成有测定层的无效区域，在该测定层之上形成多个测定用电极，在该半导体基板的上表面形成上表面电极层，在该半导体基板的背面形成背面电极层，在该上表面电极层之上形成掩模，就该掩模从该半导体基板的上表面算起的高度而言，在该测定层之上的高度比在该有效区域之上的高度高，从该掩模之上照射质子，在该有效区域形成寿命控制层，从与该半导体基板的上表面垂直的方向观察、在该多个测定用电极之间形成晶体缺陷层，去除该掩模，对照射质子后的该多个测定用电极之间的电阻值进行测定，在该测定层至少在设置有该多个测定用电极的部分形成导电层。

发明的效果

就本发明所涉及的半导体装置而言，能够使用多个测定用电极对测定层的电阻值或者电流值进行测定。另外，质子注入例如以在寿命控制层形成于目标深度时在测定层形成晶体缺陷层的方式实施。如果在测定层设置晶体缺陷层，则测定层的电阻值或者电流值发生变动。因此，能够根据测定层的电阻值或者电流值容易地对寿命控制层的深度进行判定。