[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

提供一种半导体装置，该半导体装置能够确保体二极管的可靠性，能够确保器件动作的稳定性。具有：有源区域，其设置于第1导电型的半导体层，在有源区域形成有在半导体层的厚度方向流过主电流的MOS晶体管；以及终端区域，其设置于有源区域的周围，终端区域具有沿有源区域而设置的缺陷检测器件，缺陷检测器件由具有第1主电极和第2主电极的二极管构成，该第1主电极是在半导体层的第1主面之上沿有源区域而设置的，该第2主电极设置于半导体层的第2主面侧。

技术领域

本发明涉及半导体装置，特别是涉及使用了宽带隙半导体的宽带隙半导体装置。

背景技术

为了实现逆变器等功率电子设备的省电化，需要降低绝缘栅型双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor：IGBT)以及金属/氧化物/半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：MOSFET)这样的开关器件的电力损耗。

电力损耗由开关器件的导通时的损耗以及通断切换时的损耗决定，因此为了使上述损耗降低，正在推进使用了碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等宽带隙半导体的宽带隙半导体装置的开发。

在使用功率MOSFET作为开关器件的情况下，能够使环流电流(续流电流)流过功率MOSFET的寄生二极管(称为体二极管)。已知通过利用体二极管，从而能够将与功率MOSFET并联配置的续流二极管小型化或省略，已被应用于电力变换电路。

SiC半导体装置存在下述问题，即，如果使用p型载流子和n型载流子而进行双极动作，则由于载流子的复合能而导致晶体缺陷扩展，电阻增大。该问题在上述的使环流电流流过体二极管的情况下也会发生，由功率MOSFET的导通电阻增大引起的电力损耗的增大以及动作故障的发生等成为问题。

专利文献1中公开了在SiC-MOSFET流过大电流而施加电流应力，使晶体缺陷扩展而进行筛选的方法。就该现有技术的筛选方法而言，采用了下述方法，即，将芯片状态的双极器件的温度设定为150～230℃，在双极器件持续流过电流密度120～400A/cm²的正向电流，从而使体二极管的晶体缺陷扩展至饱和状态，然后，判别正向电阻的变化程度。

专利文献1：日本再表2014/148294号公报

就SiC-MOSFET而言，为了确保器件动作的稳定性，保证市场中的可靠性，重要的是提高体二极管的可靠性。通过如专利文献1那样，以芯片状态对体二极管通电，在使晶体缺陷扩展之后对正向特性测定而进行评价，从而能够确保体二极管的可靠性，能够确保器件动作的稳定性。

但是，在专利文献1的筛选方法中，难以通过电流应力使在SiC-MOSFET的有源区域的外侧设置的终端区域处的晶体缺陷充分地扩展。作为其原因，被认为是复合能难以到达至在有源区域的外侧设置的终端区域的晶体缺陷，不会向晶体缺陷施加所设想的应力，另外，就由胡萝卜缺陷(carrot defect)这样的宏观缺陷引起的晶体缺陷而言，不会扩展至饱和状态。

在后者的情况下，在宏观缺陷处于SiC-MOSFET的有源区域内的情况下，能够通过测试工序的耐压特性评价进行判别，但在有源区域之外存在宏观缺陷，且通过向体二极管的电流应力无法达到缺陷扩展所需的复合能的情况下，无法评价在将体二极管用作续流二极管的期间，有源区域之外的晶体缺陷是否发生扩展而对体二极管造成影响，可知在专利文献1的筛选方法的情况下，无法充分地确保体二极管的可靠性。

发明内容

本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供能够确保体二极管的可靠性，能够确保器件动作的稳定性的半导体装置。