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公開番号2025150492
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024051393
出願日2024-03-27
発明の名称半導体チップ
出願人三安ジャパンテクノロジー株式会社
代理人個人,個人
主分類H10D 30/66 20250101AFI20251002BHJP()
要約【課題】信頼性が向上する炭化珪素半導体チップを提供する。
【解決手段】半導体チップであって、第1導電型の炭化珪素で形成された炭化珪素基板2と、第1導電型の炭化珪素で形成されたドリフト層3と、前記ドリフト層上に、上面視において、第2導電型の半導体と前記第1主面側の電極が配置されるアクティブ領域41と、前記アクティブ領域を囲うように設けられた耐圧の劣化を防止するための終端領域42と、が設けられ、
前記耐圧構造の外周及び半導体チップの端部は、ともに上面視において六角形であり、
前記耐圧構造の外周の六角形のコーナー部は丸みを有し、
前記第2導電型の半導体は、上面視でストライプ構造20a,20bをなし、それらの方向が少なくとも2つの方向に配置されており、それらの互いになす角度は、60°の倍数である。

【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
第１導電型の半導体で形成された炭化珪素基板と、
前記炭化珪素基板の第１主面側に形成され、第１導電型の半導体で形成された炭化珪素を主とする層であるドリフト層と、
を備え、
前記ドリフト層上に、上面視において、第２導電型の半導体と前記第１主面側の電極が配置されるアクティブ領域と、前記アクティブ領域を囲うように設けられた耐圧の劣化を防止するための終端領域と、が設けられ、
前記終端領域には、上面視において六角形の第２導電型の半導体を備えた耐圧構造が設けられ、前記耐圧構造の外周及び半導体チップの端部は、ともに上面視において六角形であり、
前記耐圧構造の外周の六角形のコーナー部は丸みを有し、
前記第２導電型の半導体は、上面視でストライプ構造をなし、それらの方向が少なくとも２つの方向に配置されており、それらの互いになす角度は、６０度の倍数をなす、
半導体チップ。
続きを表示（約 670 文字）【請求項２】
前記第２導電型の半導体のストライプ構造は、２つの方向に配置されており、その２つのストライプ構造は、半導体チップの第１主面の中央を通る配線又は仮想線について互いに鏡面対称である、
請求項１に記載の半導体チップ。
【請求項３】
前記第２導電型の半導体と前記電極のストライプ構造は、３つの方向に配置されており、それらの方向は3回回転対称をなす、
請求項１に記載の半導体チップ。
【請求項４】
前記耐圧構造の外周及び前記半導体チップの端部は、上面視において、互いに対応する辺が平行な六角形をなし、その六角形の各内角はすべて１２０°であり、
少なくとも２つの方向に配置されている前記ストライプ構造の全ての方向が、それぞれに前記耐圧構造の外周の六角形の一辺のいずれかと並行である、
請求項１に記載の半導体チップ。
【請求項５】
前記アクティブ領域にＭＯＳＦＥＴが設けられ、前記第２導電型の半導体として、前記ＭＯＳＦＥＴのボディ層が備えられ、
前記ボディ層と並行にゲート電極及びゲート絶縁膜が配置されて、上面視においてストライプ構造をなす、
請求項１に記載の半導体チップ。
【請求項６】
前記アクティブ領域にショットキーバリアダイオードが設けられ、前記第１主面側の電極とショットキー接合またはオーミック接合した前記第２導電型の半導体が、上面視においてストライプ構造をなす、
請求項１に記載の半導体チップ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
基板及びドリフト層（エピタキシャル層）に炭化珪素（ＳｉＣ）を用いた半導体装置は、基板に珪素（Ｓｉ）を用いた半導体装置よりも高耐圧、低損失、及び高速を実現できることから、例えばパワー半導体装置として用いられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、炭化珪素ＭＯＳＦＥＴを備えた上面視において六角形の炭化珪素半導体チップが開示されている。特許文献２には、複数のベース電極がストライプ構造をなす炭化珪素ＭＯＳＦＥＴを備えた炭化珪素半導体チップが開示されている。特許文献３には、複数の第２導電型半導体とオーミック電極とが接するオーミック領域がストライプ構造をなす炭化珪素ダイオードを備えた半導体チップが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特表２０２３－５５２３７３号公報
特開２０１９－１７６０７８号公報
特開２０２１－９３５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体チップは、製造時の熱プロセスにおいて、部材の熱膨張率が異なることから、互いに温度変化に伴う熱膨張が異なるため、熱応力が生じる。この熱応力は、部材の反りに起因する剥がれや、格子の破損などによるデバイスとしての信頼性の低下を招くと考えられる。ひとつの半導体チップにおいてストライプ構造が一方向であれば、熱変化による湾曲（反り）の方向が一方向であり、互いに弱めあうことがないから、熱応力が強くなってしまうという問題があった。
本発明は、これらの問題に鑑みて、製造時の熱応力を分散させることによって、信頼性の高い半導体チップを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の半導体チップの一つの態様は、
第１導電型の半導体で形成された炭化珪素基板と、
前記炭化珪素基板の第１主面側に形成され、第１導電型の半導体で形成された炭化珪素を主とする層であるドリフト層と、
を備え、
前記ドリフト層上に、上面視において、第２導電型の半導体と前記第１主面側の電極が配置されるアクティブ領域と、前記アクティブ領域を囲うように設けられた耐圧の劣化を防止するための終端領域と、が設けられ、
前記終端領域には、上面視において六角形の第２導電型の半導体を備えた耐圧構造が設けられ、前記耐圧構造の外周及び半導体チップの端部は、ともに上面視において六角形であり、
前記耐圧構造の外周の六角形のコーナー部は丸みを有し、
前記第２導電型の半導体は、上面視でストライプ構造をなし、それらの方向が少なくとも２つの方向に配置されており、それらの互いになす角度は、６０度の倍数をなすものである。
【０００７】
このように、本発明の半導体チップによれば、第２導電型の半導体は、上面視でストライプ構造をなし、それらの方向が少なくとも２つの方向に配置されるので、製造の際の熱プロセスにおいて湾曲しようとする湾曲の方向が少なくとも二つとなることから、ストライプ構造が一方向の半導体チップよりも、熱応力の方向が分散して、半導体チップの部材の熱ストレスを減少させることができる。このため、半導体チップの信頼性を向上させることができる。また、第２導電型の半導のストライプ構造の方向のなす角度は、６０度の倍数をなすことにより、ストライプ構造の方向が複数方向となっても、六方晶の炭化珪素基板において、半導体セルの電気的特性が変わらないため、ストライプ構造の方向が１つの場合に比べても設計が複雑にならない半導体チップを実現することができる。
【０００８】
本発明の半導体チップは、上述の態様の具体的態様として、前記第２導電型の半導体のストライプ構造は、２つの方向に配置されており、その２つのストライプ構造は、半導体チップの第１主面の中央を通る配線又は仮想線について互いに鏡面対称であるものである。
【０００９】
このように、ストライプ構造が２つであり、鏡面対称であるので、ストライプ構造を構成する前記第２導電型の半導体のそれぞれの長さを効率よく調整して配置することができるから、このため、アクティブ領域の面積に対して効率よく高密度にストライプ構造を配置することができる。このため、アクティブ領域の面積に対して大きな電流を流すことが可能な半導体チップを実現することができる。
【００１０】
本発明の半導体チップは、上述の態様の具体的態様として、前記第２導電型の半導体と前記電極のストライプ構造は、３つの方向に配置されており、それらの方向は3回回転対称をなすものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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