(57)【要約】【課題】裏面側に欠陥がない炭化珪素半導体装置を選別し、長時間使用しても信頼性が低下しにくい炭化珪素半導体装置をスクリーニングすることができる炭化珪素半導体装置の選別方法を提供すること。【解決手段】炭化珪素半導体装置の温度を所定温度にして、ゲート電極に連続パルスを所定時間印加することによる、炭化珪素半導体装置の順方向電圧、炭化珪素半導体装置の内蔵ダイオードの順方向電圧および炭化珪素半導体装置のしきい値電圧の少なくともいずれかの変化率が１％より低いか否かを判定する。【選択図】図１
2020047671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化珪素半導体装置の選別方法であって、
前記炭化珪素半導体装置の温度を所定温度にする第１工程と、
前記所定温度における、前記炭化珪素半導体装置の順方向電圧を測定する第２工程と、
前記第２工程の後に、前記炭化珪素半導体装置に連続パルスを所定時間印加する第３工程と、
前記第３工程の後に、前記所定温度における、前記第２工程によって測定した前記炭化珪素半導体装置の順方向電圧を再度測定する第４工程と、
前記第２工程によって測定した前記順方向電圧に対する、前記第４工程によって測定した前記順方向電圧の変化率を算出する第５工程と、
前記第５工程によって算出した前記変化率が所定値より低いか否かを判定する第６工程と、
を含むことを特徴とする炭化珪素半導体装置の選別方法。
【請求項２】
ゲート電極を備える炭化珪素半導体装置の選別方法であって、
前記炭化珪素半導体装置の温度を所定温度にする第１工程と、
前記所定温度における、前記炭化珪素半導体装置の順方向電圧、前記炭化珪素半導体装置の内蔵ダイオードの順方向電圧および前記炭化珪素半導体装置のしきい値電圧の少なくともいずれかを含む前記炭化珪素半導体装置の特性値を測定する第２工程と、
前記第２工程の後に、前記ゲート電極に連続パルスを所定時間印加する第３工程と、
前記第３工程の後に、前記所定温度における、前記第２工程によって測定した前記炭化珪素半導体装置の特性値を再度測定する第４工程と、
前記第２工程によって測定した前記特性値に対する、前記第４工程によって測定した前記特性値の変化率を算出する第５工程と、
前記第５工程によって算出した前記変化率が所定値より低いか否かを判定する第６工程と、
を含むことを特徴とする炭化珪素半導体装置の選別方法。
【請求項３】
前記炭化珪素半導体装置の特性値は、前記炭化珪素半導体装置の順方向電圧、前記炭化珪素半導体装置の内蔵ダイオードの順方向電圧および前記炭化珪素半導体装置のしきい値電圧のうち複数の特性値を含み、
前記第５工程においては、前記複数の特性値のそれぞれについて、前記第２工程によって測定した前記特性値に対する、前記第４工程によって測定した前記特性値の変化率を算出し、
前記第６工程においては、前記第５工程によって前記複数の特性値のそれぞれについて算出した前記変化率の少なくともいずれかが前記所定値より低いか否かを判定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の炭化珪素半導体装置の選別方法。
【請求項４】
前記炭化珪素半導体装置の特性値は、前記炭化珪素半導体装置の順方向電圧を含み、
前記炭化珪素半導体装置は、炭化珪素基板のおもて面側に設けられた第１電極と、前記炭化珪素基板の裏面側に設けられた第２電極と、を備え、
前記第２工程および前記第４工程のそれぞれにおいては、前記炭化珪素半導体装置のしきい値電圧以上の電圧を前記ゲート電極に印加した状態で前記第１電極から前記第２電極への電流を流すことにより前記炭化珪素半導体装置の順方向電圧を測定する、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の炭化珪素半導体装置の選別方法。
【請求項５】
前記炭化珪素半導体装置の特性値は、前記炭化珪素半導体装置の内蔵ダイオードの順方向電圧を含み、
前記炭化珪素半導体装置は、炭化珪素基板のおもて面側に設けられた第１電極と、前記炭化珪素基板の裏面側に設けられた第２電極と、を備え、
前記第２工程および前記第４工程のそれぞれにおいては、前記第２電極から前記第１電極への電流を流すことにより前記炭化珪素半導体装置の内蔵ダイオードの順方向電圧を測定する、
ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載の炭化珪素半導体装置の選別方法。
【請求項６】
前記第２工程および前記第４工程のそれぞれにおいては、電流密度が０．１Ａ／ｃｍ2以上で１Ｖ以上の電圧を前記第２電極に印加することにより前記第２電極から前記第１電極への電流を流すことを特徴とする請求項５に記載の炭化珪素半導体装置の選別方法。
【請求項７】
前記炭化珪素半導体装置の特性値は、前記炭化珪素半導体装置のしきい値電圧を含み、
前記炭化珪素半導体装置は、炭化珪素基板のおもて面側に設けられた第１電極と、前記炭化珪素基板の裏面側に設けられた第２電極と、を備え、
前記第２工程および前記第４工程のそれぞれにおいては、前記第１電極に正の電圧を印加した状態で前記ゲート電極に電圧を印加することにより前記炭化珪素半導体装置のしきい値電圧を測定する、
ことを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つに記載の炭化珪素半導体装置の選別方法。
【請求項８】
前記炭化珪素半導体装置は、
炭化珪素基板のおもて面側に設けられた第１電極と、
前記炭化珪素基板の裏面側に設けられた第２電極と、
前記炭化珪素基板のおもて面に設けられた第１導電型の第１半導体層と、
前記第１半導体層における、前記炭化珪素基板側とは反対側に設けられた第２導電型の第２半導体層と、
前記第２半導体層の内部に選択的に設けられた、前記炭化珪素基板よりも不純物濃度の高い第１導電型の第１半導体領域と、
前記第２半導体層に接触するゲート絶縁膜と、
をさらに備え、
前記ゲート電極は、前記ゲート絶縁膜における前記第２半導体層と接触する面とは反対側の表面に設けられ、
前記第１電極は、前記第１半導体領域と前記第２半導体層の表面に設けられる、
ことを特徴とする請求項２〜７のいずれか一つに記載の炭化珪素半導体装置の選別方法。
【請求項９】
前記炭化珪素半導体装置は、前記第２半導体層を貫通して前記第１半導体層に達するトレンチをさらに備え、
前記ゲート電極は、前記トレンチの内部に前記ゲート絶縁膜を介して設けられている、
ことを特徴とする請求項８に記載の炭化珪素半導体装置の選別方法。
【請求項１０】
前記所定温度は３００℃以下の温度であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の炭化珪素半導体装置の選別方法。
【請求項１１】
前記所定値は１％であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の炭化珪素半導体装置の選別方法。
【請求項１２】
前記連続パルスの周波数は１００ｋＨｚ以上５００ｋＨｚ以下であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載の炭化珪素半導体装置の選別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化珪素半導体装置の選別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高電圧や大電流を制御するパワー半導体装置の構成材料として、シリコン（Ｓｉ）が用いられている。パワー半導体装置は、バイポーラトランジスタやＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲート型電界効果トランジスタ）など複数種類あり、これらは用途に合わせて使い分けられている。
【０００３】
例えば、バイポーラトランジスタやＩＧＢＴは、ＭＯＳＦＥＴに比べて電流密度は高く大電流化が可能であるが、高速にスイッチングさせることができない。具体的には、バイポーラトランジスタは数ｋＨｚ程度のスイッチング周波数での使用が限界であり、ＩＧＢＴは数十ｋＨｚ程度のスイッチング周波数での使用が限界である。一方、パワーＭＯＳＦＥＴは、バイポーラトランジスタやＩＧＢＴに比べて電流密度が低く大電流化が難しいが、数ＭＨｚ程度までの高速スイッチング動作が可能である。
【０００４】
しかしながら、市場では大電流と高速性とを兼ね備えたパワー半導体装置への要求が強く、ＩＧＢＴやパワーＭＯＳＦＥＴはその改良に力が注がれ、現在ではほぼ材料限界に近いところまで開発が進んでいる。パワー半導体装置の観点からシリコンに代わる半導体材料が検討されており、低オン電圧、高速特性、高温特性に優れた次世代のパワー半導体装置を作製（製造）可能な半導体材料として炭化珪素（ＳｉＣ）が注目を集めている。
【０００５】
その背景として、炭化珪素は化学的に非常に安定な材料であり、バンドギャップが３ｅＶと広く、高温でも半導体として極めて安定的に使用できることや、最大電界強度がシリコンより１桁以上大きいことが挙げられる。炭化珪素は、シリコンにおける材料限界を超える可能性が高いことからパワー半導体用途、特にＭＯＳＦＥＴでは今後の伸長が大きく期待される。特にそのオン抵抗が小さいことが期待されており、高い耐圧の特性を維持したままより一層の低オン抵抗を有する縦型ＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴが期待できる。耐圧とは、素子が誤動作や破壊を起こさない限界の電圧である。
【０００６】
（炭化珪素半導体装置の構造）
従来の炭化珪素半導体装置の構造について、ｎチャネル型の縦型ＭＯＳＦＥＴを例に説明する。図６は、従来の炭化珪素半導体装置の構造の一例を示す断面図である。図６に示すように、ｎ+型炭化珪素基板１のおもて面にｎ型炭化珪素エピタキシャル層２が堆積され、ｎ型炭化珪素エピタキシャル層２の表面層にｐ+型ベース領域３が選択的に設けられる。また、ｎ型炭化珪素エピタキシャル層２のおもて面にｐ型ベース層４が堆積され、ｐ型ベース層４にｎ+型ソース領域５、ｐ+型コンタクト領域６、ｎ型ウェル領域７が選択的に設けられる。
【０００７】
ｐ型ベース層４およびｎ+型ソース領域５の表面に、ゲート絶縁膜８を介してゲート電極９が設けられている。また、ｎ+型ソース領域５およびｐ+型コンタクト領域６の表面に、ソース電極１０が設けられている。また、ｎ+型炭化珪素基板１の裏面には、裏面電極としてドレイン電極１１が設けられている。
【０００８】
（炭化珪素半導体ウェハ上の炭化珪素半導体素子）
図７は、炭化珪素半導体ウェハ上の炭化珪素半導体素子の一例を示す上面図である。炭化珪素半導体装置は、炭化珪素半導体ウェハ１１０上に複数形成された炭化珪素半導体素子１００を切り出し（ダイシング）、チップ化することにより製造される。炭化珪素半導体ウェハ１１０からの切り出しは、ダイヤモンド製の円形回転刃のダイシングブレード、レーザーまたは超音波により、例えば図７の点線の部分を切削することにより行われる。
【０００９】
ここで、半導体基板にクラックが発生することを制御する技術がある。例えば、半導体層が、素子領域と素子領域の外周を取り囲む外周領域とを含み、外周領域に、素子領域の外周を取り囲む段差部が形成され、段差部よりも外側で、素子領域毎に半導体層を分割する技術が公知である（例えば、特許文献１参照）。また、炭化珪素基板の結晶軸に対して垂直な方向にスクライブする際に刃先の稜線に対する左右の刃先角度を異ならせ、結晶軸から見て高い位置にある刃先角度を大きく、他方を小さくしたスクライビングホイールを用いてスクライブする技術が公知である（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１６−１８９５２号公報
【特許文献２】特開２０１７−２２４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ここで、炭化珪素基板を用いた炭化珪素半導体素子の裏面側には、歪や裏面電極の剥離といった欠陥が発生することが多い。歪は、基板に生じたクラック（傷）や欠けである。
【００１２】
（個片化された炭化珪素半導体素子）
図８は、個片化された炭化珪素半導体素子の一例を示す上面図である。炭化珪素半導体素子においては、主電流が流れる活性領域２１１の外周部に、活性領域２１１の周囲を囲んで耐圧を保持するエッジ終端領域２１０が設けられ、エッジ終端領域２１０の外側には無効領域２０１が設けられている。活性領域とは、オン状態のときに電流が流れる領域である。炭化珪素半導体素子の個片化は、無効領域２０１において炭化珪素半導体ウェハ１１０を切り出すことにより行われる。個片化切断面２００は個片化による切断面である。また、活性領域２１１内にゲートパッド領域２１２が設けられている。図８に示す歪２２０は、無効領域２０１のおもて面側の歪の例である。
【００１３】
（炭化珪素半導体素子の歪）
図９は、炭化珪素半導体素子の歪の一例を示す側面図である。炭化珪素半導体素子の歪には、おもて面側の歪２２０、裏面側の歪２２１、切断面側の歪２２２がある。この中で、裏面側の歪２２１は、例えば図６に示したｎ+型炭化珪素基板１の裏面にドレイン電極１１を設ける前に、ｎ+型炭化珪素基板１の裏面に異物が付着していたり、ｎ+型炭化珪素基板１の裏面にクラック（傷）や欠けが存在していたりすることにより発生する。
【００１４】
また、炭化珪素半導体素子の裏面側には、歪２２１の他に、ｎ+型炭化珪素基板１の裏面からドレイン電極１１が剥離した部分があるといった欠陥も発生する。このようなｎ+型炭化珪素基板１の裏面からのドレイン電極１１の剥離は、例えばｎ+型炭化珪素基板１の裏面における炭素（Ｃ）により、ｎ+型炭化珪素基板１の裏面にドレイン電極１１が密着しないことにより発生する。
【００１５】
ｎ+型炭化珪素基板１の裏面における炭素は、例えばｎ+型炭化珪素基板１に内在する炭素が熱処理によりｎ+型炭化珪素基板１の裏面に現れることにより発生する。また、ｎ+型炭化珪素基板１の裏面における炭素は、例えばゲート絶縁膜８を形成する際に発生した炭素がｎ+型炭化珪素基板１の裏面に回り込むことによっても発生する。
【００１６】
しかしながら、これらの裏面側の欠陥には、自動外観検査装置または目視等では識別できない微小なものも含まれる。このような裏面側の微小な欠陥は、炭化珪素半導体装置の使用開始時は炭化珪素半導体装置の特性に大きな影響を与えることが少なく、一般的な電気試験、特性試験においても検出することは難しい。そして、裏面側の欠陥が存在する炭化珪素半導体装置を長期に使用し、裏面側の欠陥にインプラントピンの熱応力等の応力がかかると、裏面側の欠陥が成長して、炭化珪素半導体装置の電気特性が悪化してしまう。
【００１７】
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、裏面側に欠陥がない炭化珪素半導体装置を選別し、長時間使用しても信頼性が低下しにくい炭化珪素半導体装置をスクリーニングできる炭化珪素半導体装置の選別方法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】
【００１８】
上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明にかかる炭化珪素半導体装置の選別方法は、次の特徴を有する。第１工程において、炭化珪素半導体装置の温度を所定温度にする。第２工程において、前記所定温度における、前記炭化珪素半導体装置の順方向電圧を測定する。前記第２工程の後に、第３工程において、前記炭化珪素半導体装置に連続パルスを所定時間印加する。前記第３工程の後に、第４工程において、前記所定温度における、前記第２工程によって測定した前記炭化珪素半導体装置の順方向電圧を再度測定する。第５工程において、前記第２工程によって測定した前記順方向電圧に対する、前記第４工程によって測定した前記順方向電圧の変化率を算出する。第６工程において、前記第５工程によって算出した前記変化率が所定値より低いか否かを判定する。
【００１９】
また、本発明にかかる炭化珪素半導体装置の選別方法は、次の特徴を有する。炭化珪素半導体装置はゲート電極を備える。第１工程において、前記炭化珪素半導体装置の温度を所定温度にする。第２工程において、前記所定温度における、前記炭化珪素半導体装置の順方向電圧、前記炭化珪素半導体装置の内蔵ダイオードの順方向電圧および前記炭化珪素半導体装置のしきい値電圧の少なくともいずれかを含む前記炭化珪素半導体装置の特性値を測定する。前記第２工程の後に、第３工程において、前記ゲート電極に連続パルスを所定時間印加する。前記第３工程の後に、第４工程において、前記所定温度における、前記第２工程によって測定した前記炭化珪素半導体装置の特性値を再度測定する。第５工程において、前記第２工程によって測定した前記特性値に対する、前記第４工程によって測定した前記特性値の変化率を算出する。第６工程において、前記第５工程によって算出した前記変化率が所定値より低いか否かを判定する。
【００２０】
また、本発明にかかる炭化珪素半導体装置の選別方法は、上述した発明において次の特徴を有する。前記炭化珪素半導体装置の特性値は、前記炭化珪素半導体装置の順方向電圧、前記炭化珪素半導体装置の内蔵ダイオードの順方向電圧および前記炭化珪素半導体装置のしきい値電圧のうち複数の特性値を含む。前記第５工程においては、前記複数の特性値のそれぞれについて、前記第２工程によって測定した前記特性値に対する、前記第４工程によって測定した前記特性値の変化率を算出する。前記第６工程においては、前記第５工程によって前記複数の特性値のそれぞれについて算出した前記変化率の少なくともいずれかが前記所定値より低いか否かを判定する。
【００２１】
また、本発明にかかる炭化珪素半導体装置の選別方法は、上述した発明において次の特徴を有する。前記炭化珪素半導体装置の特性値は、前記炭化珪素半導体装置の順方向電圧を含む。前記炭化珪素半導体装置は、炭化珪素基板のおもて面側に設けられた第１電極と、前記炭化珪素基板の裏面側に設けられた第２電極と、を備える。前記第２工程および前記第４工程のそれぞれにおいては、前記炭化珪素半導体装置のしきい値電圧以上の電圧を前記ゲート電極に印加した状態で前記第１電極から前記第２電極への電流を流すことにより前記炭化珪素半導体装置の順方向電圧を測定する。
【００２２】
また、本発明にかかる炭化珪素半導体装置の選別方法は、上述した発明において次の特徴を有する。前記炭化珪素半導体装置の特性値は、前記炭化珪素半導体装置の内蔵ダイオードの順方向電圧を含む。前記炭化珪素半導体装置は、炭化珪素基板のおもて面側に設けられた第１電極と、前記炭化珪素基板の裏面側に設けられた第２電極と、を備える。前記第２工程および前記第４工程のそれぞれにおいては、前記第２電極から前記第１電極への電流を流すことにより前記炭化珪素半導体装置の内蔵ダイオードの順方向電圧を測定する。
【００２３】
また、本発明にかかる炭化珪素半導体装置の選別方法は、上述した発明において、前記第２工程および前記第４工程のそれぞれにおいては、電流密度が０．１Ａ／ｃｍ2以上で１Ｖ以上の電圧を前記第２電極に印加することにより前記第２電極から前記第１電極への電流を流すという特徴を有する。
【００２４】
また、本発明にかかる炭化珪素半導体装置の選別方法は、上述した発明において次の特徴を有する。前記炭化珪素半導体装置の特性値は、前記炭化珪素半導体装置のしきい値電圧を含む。前記炭化珪素半導体装置は、炭化珪素基板のおもて面側に設けられた第１電極と、前記炭化珪素基板の裏面側に設けられた第２電極と、を備える。前記第２工程および前記第４工程のそれぞれにおいては、前記第１電極に正の電圧を印加した状態で前記ゲート電極に電圧を印加することにより前記炭化珪素半導体装置のしきい値電圧を測定する。
【００２５】
また、本発明にかかる炭化珪素半導体装置の選別方法は、上述した発明において次の特徴を有する。前記炭化珪素半導体装置は、炭化珪素基板のおもて面側に設けられた第１電極と、前記炭化珪素基板の裏面側に設けられた第２電極と、前記炭化珪素基板のおもて面に設けられた第１導電型の第１半導体層と、前記第１半導体層における、前記炭化珪素基板側とは反対側に設けられた第２導電型の第２半導体層と、前記第２半導体層の内部に選択的に設けられた、前記炭化珪素基板よりも不純物濃度の高い第１導電型の第１半導体領域と、前記第２半導体層に接触するゲート絶縁膜と、をさらに備える。前記ゲート電極は、前記ゲート絶縁膜における前記第２半導体層と接触する面とは反対側の表面に設けられる。前記第１電極は、前記第１半導体領域と前記第２半導体層の表面に設けられる。
【００２６】
また、本発明にかかる炭化珪素半導体装置の選別方法は、上述した発明において次の特徴を有する。前記炭化珪素半導体装置は、前記第２半導体層を貫通して前記第１半導体層に達するトレンチをさらに備える。前記ゲート電極は、前記トレンチの内部に前記ゲート絶縁膜を介して設けられている。
【００２７】
また、本発明にかかる炭化珪素半導体装置の選別方法は、上述した発明において、前記所定温度は３００℃以下の温度であるという特徴を有する。
【００２８】
また、本発明にかかる炭化珪素半導体装置の選別方法は、上述した発明において、前記所定値は１％であるという特徴を有する。
【００２９】
また、本発明にかかる炭化珪素半導体装置の選別方法は、上述した発明において、前記連続パルスの周波数は１００ｋＨｚ以上５００ｋＨｚ以下であるという特徴を有する。
【００３０】
上述した発明によれば、炭化珪素半導体装置のゲート電極に連続パルスを所定時間印加することによる炭化珪素半導体装置の過度熱抵抗の大きさを判定することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明にかかる炭化珪素半導体装置の選別方法によれば、裏面側に欠陥がない炭化珪素半導体装置を選別し、長時間使用しても信頼性が低下しにくい炭化珪素半導体装置をスクリーニングすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の選別方法を示すフローチャートである。
【図２】図２は、連続パルスの周波数とＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧の変化率との関係の一例を示すグラフである。
【図３】図３は、連続パルスの周波数とＭＯＳＦＥＴの順方向電圧との関係の一例を示すグラフである。
【図４】図４は、連続パルスの周波数と内蔵ダイオードの順方向電圧との関係の一例を示すグラフである。
【図５】図５は、実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の構造の他の一例を示す断面図である。
【図６】図６は、従来の炭化珪素半導体装置の構造の一例を示す断面図である。
【図７】図７は、炭化珪素半導体ウェハ上の炭化珪素半導体素子の一例を示す上面図である。
【図８】図８は、個片化された炭化珪素半導体素子の一例を示す上面図である。
【図９】図９は、炭化珪素半導体素子の歪の一例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる炭化珪素半導体装置の選別方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。本明細書および添付図面においては、ｎまたはｐを冠記した層や領域では、それぞれ電子または正孔が多数キャリアであることを意味する。また、ｎやｐに付す＋および−は、それぞれそれが付されていない層や領域よりも高不純物濃度および低不純物濃度であることを意味する。なお、以下の実施の形態の説明および添付図面において、同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３４】
（実施の形態）
（実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の選別方法）
図１は、実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の選別方法を示すフローチャートである。実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の選別方法は、裏面側に欠陥がない炭化珪素半導体装置を選別する方法である。炭化珪素半導体装置の裏面側の欠陥とは、上述のように歪や裏面電極の剥離といった欠陥である。
【００３５】
以下では、選別対象の炭化珪素半導体装置として、縦型ＭＯＳＦＥＴ（以下、単にＭＯＳＦＥＴと称する）を例に説明する。選別対象の炭化珪素半導体装置は、切り出し前のウェハの状態、ウェハから切り出したチップの状態、モジュールに組み込んだ製品の状態のいずれでもよい。
【００３６】
実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の選別方法において、まず、対象のＭＯＳＦＥＴの温度を所定温度にする（ステップＳ１：第１工程）。例えば、ＭＯＳＦＥＴの温度を常温（例えば２０℃）以上３００℃以下の範囲の温度に調整する。ＭＯＳＦＥＴの温度が高い方がＭＯＳＦＥＴの裏面側の欠陥が拡大されやすいが、常温程度でも実施の形態の選別方法は可能である。
【００３７】
ステップＳ１におけるＭＯＳＦＥＴの温度の調整は、例えばＭＯＳＦＥＴに通電することにより行うことができる。例えば、一定の電流密度の順方向電流を、ＭＯＳＦＥＴが上述の温度範囲になるまで通電することにより、ＭＯＳＦＥＴの温度を調整することができる。ここで、順方向電流とは、ＭＯＳＦＥＴのドレイン電極からソース電極に流れる電流のことである。
【００３８】
次に、ステップＳ１によって調整したＭＯＳＦＥＴの温度（所定温度）を維持した状態で、対象のＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧、ＭＯＳＦＥＴの順方向電圧および内蔵ダイオードの順方向電圧を測定する（ステップＳ２：第２工程）。これらのＭＯＳＦＥＴの各特性値は、裏面側に欠陥があるＭＯＳＦＥＴに短時間で大電流が流れる際の過度熱抵抗に応じて変化する。過度熱抵抗とは、パルス上の電力損失時における熱の電導度の逆数である。
【００３９】
ＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧は、ＭＯＳＦＥＴのドレイン−ソース間に電流が流れ始めるゲート電圧（ゲート電極への印加電圧）である。例えば、ＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧は、ソース電極に対してドレイン電極に正の電圧を印加した状態でゲート電圧を徐々に大きくし、順方向電流が流れ始めるときのゲート電圧を特定することにより測定することができる。
【００４０】
ＭＯＳＦＥＴの順方向電圧は、ＭＯＳＦＥＴに所定の電流値の順方向電流が流れるときのソース−ドレイン間の電圧である。例えば、ＭＯＳＦＥＴの順方向電圧は、ソース電極の電位を０Ｖにした状態で、ドレイン電極に正の電圧を印加してドレイン電極からソース電極へ所定の電流値の電流を流したときのソース−ドレイン間の電圧を特定することにより測定することができる。または、ドレイン電極の電位を０Ｖにした状態で、ソース電極に負の電圧を印加してソース電極からドレイン電極へ所定の電流値の電流を流したときのソース−ドレイン間の電圧を特定することにより測定してもよい。所定の電流値は、例えば０．１Ａ以上１００Ａ以下の範囲から選ばれる電流値であり、一例としては２５Ａである。これらのＭＯＳＦＥＴの順方向電圧の測定は、ＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧以上の電圧をゲート電極に印加した状態で行われる。
【００４１】
内蔵ダイオードの順方向電圧は、ＭＯＳＦＥＴのソース−ドレイン間に形成されるダイオードに所定の電流値の電流が流れるときのソース−ドレイン間の電圧である。例えば、内蔵ダイオードの順方向電圧は、ソース電極の電位を０Ｖにした状態で、ドレイン電極に負の電圧を印加してソース電極からドレイン電極へ所定の電流値の電流を流したときのソース−ドレイン間の電圧を特定することにより測定することができる。所定の電流値は、例えば０．１Ａ以上１００Ａ以下の範囲から選ばれる電流値であり、一例としては２５Ａである。このとき、例えば電流密度が０．１Ａ／ｃｍ2以上で１Ｖ以上の電圧をドレイン電極に印加することが好ましい。または、内蔵ダイオードの順方向電圧は、ドレイン電極の電位を０Ｖにした状態でソース電極に正の電圧を印加し、ソース電極からドレイン電極へ所定の電流値の電流を流したときのソース−ドレイン間の電圧を特定することにより測定することができる。
【００４２】
次に、対象のＭＯＳＦＥＴのゲート電極に、連続パルスを所定時間だけ印加する（ステップＳ３：第３工程）。連続パルスは、周期的な電圧のパルスである。例えば、ステップＳ３において、ＭＯＳＦＥＴのゲート電極に印加する電圧のオンオフを周期的に繰り返す。連続パルスの周波数は、例えば１００ｋＨｚ以上５００ｋＨｚ以下の周波数とすることができる。連続パルスのデューティ比は、例えば１０％以上とすることができる。対象のＭＯＳＦＥＴのゲート電極に連続パルスを印加するとき、ソース電極とドレイン電極との間にはオン電圧よりも高い電圧を印加しておく。オン電圧よりも高い電圧とは、例えば５Ｖ以上の電圧である。このときソース電極とドレイン電極との間に流す電流は、一例としては２５Ａ（活性面積で０．５７ｍｍ2）とすることができる。
【００４３】
連続パルスの電圧はできるだけ高い電圧が好ましい。これは、連続パルスの電圧が低いとＭＯＳＦＥＴの欠陥が成長しないためである。例えば、連続パルスは、電流密度が０．１Ａ／ｃｍ2以上で１０Ｖ以上の電圧のパルスであることが好ましい。
【００４４】
連続パルスの電流は、選別対象の炭化珪素半導体装置が上述のウェハの状態であれば１Ａ以上３Ａ以下とすることができる。また、連続パルスの電流は、選別対象の炭化珪素半導体装置が上述のチップの状態であれば２０Ａ以上６０Ａ以下とすることができる。また、連続パルスの電流は、選別対象の炭化珪素半導体装置が上述の製品の状態であれば１００Ａ以上３００Ａ以下とすることができる。
【００４５】
連続パルスを印加する所定時間は、裏面側に欠陥があるＭＯＳＦＥＴにおいてその欠陥が十分に成長し、かつ裏面側に欠陥がないＭＯＳＦＥＴが破壊されない程度の時間である。一例としては、連続パルスの周波数を１００ｋＨｚとすると、所定時間は３０秒以上３００秒以下の時間とすることができる。
【００４６】
次に、ステップＳ１によって調整したＭＯＳＦＥＴの温度（所定温度）を維持した状態で、対象のＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧、ＭＯＳＦＥＴの順方向電圧および内蔵ダイオードの順方向電圧を再度測定する（ステップＳ４：第４工程）。これらの測定方法についてはステップＳ２における測定方法と同様である。
【００４７】
次に、ステップＳ２，Ｓ４における各測定結果に基づいて、ＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧、ＭＯＳＦＥＴの順方向電圧および内蔵ダイオードの順方向電圧のそれぞれの変化率を算出する（ステップＳ５：第５工程）。ステップＳ２により測定されたＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧をＶｔｈ１、ステップＳ４により測定されたＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧をＶｔｈ２とすると、ＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧の変化率は、例えばＶｔｈ２／Ｖｔｈ１により算出することができる。また、ＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧の変化率は（Ｖｔｈ２−Ｖｔｈ１）／Ｔにより算出してもよい。ＴはステップＳ３においてゲート電極にパルス電圧を印加する上述の所定時間である。
【００４８】
同様に、ステップＳ２により測定されたＭＯＳＦＥＴの順方向電圧をＶｏｎ１、ステップＳ４により測定されたＭＯＳＦＥＴの順方向電圧をＶｏｎ２とすると、ＭＯＳＦＥＴの順方向電圧の変化率は例えばＶｏｎ２／Ｖｏｎ１により算出することができる。また、ＭＯＳＦＥＴの順方向電圧の変化率は（Ｖｏｎ２−Ｖｏｎ１）／Ｔにより算出してもよい。また、ステップＳ２により測定された内蔵ダイオードの順方向電圧をＶｏｎ３、ステップＳ４により測定された内蔵ダイオードの順方向電圧をＶｏｎ４とすると、内蔵ダイオードの順方向電圧の変化率は、例えばＶｏｎ４／Ｖｏｎ３により算出することができる。また、内蔵ダイオードの順方向電圧の変化率は（Ｖｏｎ４−Ｖｏｎ３）／Ｔにより算出してもよい。
【００４９】
次に、ステップＳ５により算出した変化率の少なくともいずれかが１％（０．０１）以上であるか否かを判定する（ステップＳ６：第６工程）。算出した変化率のすべてが１％未満であった場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、対象のＭＯＳＦＥＴの裏面側に欠陥が存在しないと判断することができる。この場合、対象のＭＯＳＦＥＴを適格品として選別し（ステップＳ７）、対象のＭＯＳＦＥＴについての選別を終了する。
【００５０】
ステップＳ６において、算出した変化率の少なくともいずれかが１％以上であった場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、対象のＭＯＳＦＥＴの裏面側に欠陥が存在すると判断することができる。この場合、対象のＭＯＳＦＥＴを不適格品として選別し（ステップＳ８）、対象のＭＯＳＦＥＴについての選別を終了する。
【００５１】
図１に示した選別方法により、ゲート電極への連続パルスの印加によるＭＯＳＦＥＴの裏面側の欠陥の成長に伴う過度熱抵抗を、ＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧、ＭＯＳＦＥＴの順方向電圧および内蔵ダイオードの順方向電圧の変化で判定することができる。このため、裏面側に欠陥がないＭＯＳＦＥＴを選別し、長時間使用しても信頼性が低下しにくいＭＯＳＦＥＴをスクリーニングすることができる。
【００５２】
例えば、ＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧、ＭＯＳＦＥＴの順方向電圧および内蔵ダイオードの順方向電圧の各変化率の少なくともいずれかが１％（所定値）以上のＭＯＳＦＥＴは、長期間運用すると、裏面側の欠陥が成長して、電気特性が劣化してしまう。一方、ＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧、ＭＯＳＦＥＴの順方向電圧および内蔵ダイオードの順方向電圧の各変化率がいずれも１％未満のＭＯＳＦＥＴは、裏面側の欠陥がないため、長期間運用しても電気特性の劣化がほとんどなく、長期間の使用に耐えることができる。
【００５３】
図１に示した選別方法において、ＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧、ＭＯＳＦＥＴの順方向電圧および内蔵ダイオードの順方向電圧の各変化率を算出する選別方法について説明したが、このような選別方法に限らない。例えば、ＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧、ＭＯＳＦＥＴの順方向電圧および内蔵ダイオードの順方向電圧のうち一部の特性値の変化率を算出してもよい。
【００５４】
ただし、ＭＯＳＦＥＴの順方向電圧および内蔵ダイオードの順方向電圧の各変化率は、ＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧の変化率よりも、ＭＯＳＦＥＴの裏面側の欠陥の成長に対して大きく変化する。このため、ＭＯＳＦＥＴの裏面側の欠陥の成長を検出する感度の観点から、ＭＯＳＦＥＴの順方向電圧および内蔵ダイオードの順方向電圧の少なくともいずれかの変化率を算出する方がより好ましい。
【００５５】
（実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置）
次に、実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置について説明する。実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の構造は、従来の炭化珪素半導体装置の構造（図６参照）と同等であるため図示を省略する。実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置においては、ｎ+型炭化珪素基板（炭化珪素基板）１の主面（おもて面）上にｎ型炭化珪素エピタキシャル層（第１導電型の第１半導体層）２が堆積されている。
【００５６】
ｎ+型炭化珪素基板１は、例えば窒素（Ｎ）がドーピングされた炭化珪素単結晶基板である。ｎ型炭化珪素エピタキシャル層２は、ｎ+型炭化珪素基板１よりも低い不純物濃度で例えば窒素がドーピングされてなる低濃度ｎ型ドリフト層である。以下、ｎ+型炭化珪素基板１単体、またはｎ+型炭化珪素基板１とｎ型炭化珪素エピタキシャル層２を併せて炭化珪素半導体基体とする。
【００５７】
実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置においては、ドレイン領域となるｎ+型炭化珪素基板１におけるｎ型炭化珪素エピタキシャル層２側とは反対側の表面（炭化珪素半導体基体の裏面）にドレイン電極（第２電極）１１が設けられている。また、ドレイン電極１１には外部装置と接続するためのドレイン電極端子１２が設けられている。
【００５８】
炭化珪素半導体基体のおもて面側には、ＭＯＳ（金属−酸化膜−半導体からなる絶縁ゲート）ゲート構造（素子構造）が形成されている。具体的には、ｎ型炭化珪素エピタキシャル層２におけるｎ+型炭化珪素基板１側とは反対側（炭化珪素半導体基体のおもて面側）の表面層にはｐ+型ベース領域３が選択的に設けられている。ｐ+型ベース領域３は、アルミニウム（Ａｌ）などのｐ型の不純物をドーピングすることにより形成される。
【００５９】
ｎ型炭化珪素エピタキシャル層２におけるｎ+型炭化珪素基板１とは反対側にはｐ型ベース層（第２導電型の第２半導体層）４が堆積される。ｐ型ベース層４にはｎ+型ソース領域（第１導電型の第１半導体領域）５、ｐ+型コンタクト領域６、ｎ型ウェル領域７が選択的に設けられる。ｐ型ベース層４はｐ型炭化珪素エピタキシャル層である。ｐ型ベース層４の不純物濃度は、ｐ+型ベース領域３の不純物濃度よりも低い。ｐ型ベース層４は、アルミニウムなどのｐ型の不純物をドーピングすることにより形成される。
【００６０】
ｎ+型ソース領域５およびｐ+型コンタクト領域６は互いに接する。ｎ+型ソース領域５は、ｐ+型コンタクト領域６の外周に配置されている。ｎ型ウェル領域７は、ｎ型炭化珪素エピタキシャル層２のうちｐ+型ベース領域３が形成されていない部分に接する位置に設けられ、深さ方向にｐ型ベース層４を貫通するように設けられている。ｎ型ウェル領域７は、ｎ型炭化珪素エピタキシャル層２とともにドリフト領域を構成する。ゲート絶縁膜８は、ｐ型ベース層４に接触するように設けられている。
【００６１】
ｐ型ベース層４およびｎ+型ソース領域５の表面には、ゲート絶縁膜８を介してゲート電極９が設けられている。また、ｎ+型ソース領域５およびｐ+型コンタクト領域６の表面にはソース電極（第１電極）１０が設けられている。ゲート電極９は、ゲート絶縁膜８を介して、ｎ型ウェル領域７の表面に設けられていてもよい。
【００６２】
炭化珪素半導体基体のおもて面側の全面には、ゲート電極９を覆うように層間絶縁膜（不図示）が設けられている。ソース電極１０は、層間絶縁膜に開口されたコンタクトホールを介して、ｎ+型ソース領域５およびｐ+型コンタクト領域６に接する。ソース電極１０は、層間絶縁膜によってゲート電極９と電気的に絶縁されている。また、ソース電極１０には外部装置と接続するためのソース電極端子１３が設けられている。上述の内蔵ダイオードは、例えば、ソース電極１０と、ｐ+型コンタクト領域６と、ｐ+型ベース領域３と、ｎ型炭化珪素エピタキシャル層２と、ｎ+型炭化珪素基板１と、ドレイン電極１１と、により構成される。
【００６３】
（連続パルスの周波数とＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧の変化率との関係）
図２は、連続パルスの周波数とＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧の変化率との関係の一例を示すグラフである。図２の横軸は、例えば図１に示したステップＳ３によりＭＯＳＦＥＴのゲート電極に印加する連続パルスの周波数（ｋＨｚ）である。図２の縦軸は、例えば図１に示したステップＳ５により算出されるＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧の変化率（％）である。
【００６４】
適格品特性２１は、裏面側に欠陥がないＭＯＳＦＥＴ（適格品）における、ゲート電極に印加する連続パルスの周波数に対するＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧の変化率の特性である。適格品特性２１に示すように、裏面側に欠陥がないＭＯＳＦＥＴにおいては、０ｋＨｚ以上１０００ｋＨｚ以下のいずれの周波数の連続パルスをゲート電極に印加しても、ＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧の変化率はほぼ０％になる。
【００６５】
不適格品特性２２は、裏面側に欠陥があるＭＯＳＦＥＴ（不適格品）における、ゲート電極に印加する連続パルスの周波数に対するＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧の変化率の特性である。不適格品特性２２に示すように、裏面側に欠陥があるＭＯＳＦＥＴにおいては、０ｋＨｚ以上１０００ｋＨｚ以下のいずれの周波数の連続パルスをゲート電極に印加しても、ＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧の変化率は１％以上になる。
【００６６】
したがって、図１に示したステップＳ６において、少なくともＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧の変化率が１％以上か否かを判定することにより、そのＭＯＳＦＥＴが適格品であるか不適格品であるかを判断することができる。
【００６７】
また、不適格品特性２２に示すように、裏面側に欠陥があるＭＯＳＦＥＴにおいては、ゲート電極に印加する連続パルスの周波数が高くなるほど、ＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧の変化率は高くなる。これは、ゲート電極に印加する連続パルスの周波数が高くなるほど、裏面側に欠陥があるＭＯＳＦＥＴにおける過度熱抵抗が大きくなるためである。
【００６８】
（連続パルスの周波数とＭＯＳＦＥＴの順方向電圧との関係）
図３は、連続パルスの周波数とＭＯＳＦＥＴの順方向電圧との関係の一例を示すグラフである。図３の横軸は、例えば図１に示したステップＳ３によりＭＯＳＦＥＴのゲート電極に印加する連続パルスの周波数（ｋＨｚ）である。図３の縦軸は、例えば図１に示したステップＳ５により算出されるＭＯＳＦＥＴの順方向電圧の変化率（％）である。
【００６９】
適格品特性３１は、裏面側に欠陥がないＭＯＳＦＥＴ（適格品）における、ゲート電極に印加する連続パルスの周波数に対するＭＯＳＦＥＴの順方向電圧の変化率の特性である。適格品特性３１に示すように、裏面側に欠陥がないＭＯＳＦＥＴにおいては、０ｋＨｚ以上１０００ｋＨｚ以下のいずれの周波数の連続パルスをゲート電極に印加しても、ＭＯＳＦＥＴの順方向電圧の変化率はほぼ０％になる。
【００７０】
不適格品特性３２は、裏面側に欠陥があるＭＯＳＦＥＴ（不適格品）における、ゲート電極に印加する連続パルスの周波数に対するＭＯＳＦＥＴの順方向電圧の変化率の特性である。不適格品特性３２に示すように、裏面側に欠陥があるＭＯＳＦＥＴにおいては、０ｋＨｚ以上１０００ｋＨｚ以下のいずれの周波数の連続パルスをゲート電極に印加しても、ＭＯＳＦＥＴの順方向電圧の変化率は１％以上になる。
【００７１】
したがって、図１に示したステップＳ６において、少なくともＭＯＳＦＥＴの順方向電圧の変化率が１％以上か否かを判定することにより、そのＭＯＳＦＥＴが適格品であるか不適格品であるかを判断することができる。
【００７２】
また、不適格品特性３２に示すように、裏面側に欠陥があるＭＯＳＦＥＴにおいては、ゲート電極に印加する連続パルスの周波数が高くなるほど、ＭＯＳＦＥＴの順方向電圧の変化率は高くなる。これは、ゲート電極に印加する連続パルスの周波数が高くなるほど、裏面側に欠陥があるＭＯＳＦＥＴにおける過度熱抵抗が大きくなるためである。
【００７３】
（連続パルスの周波数と内蔵ダイオードの順方向電圧との関係）
図４は、連続パルスの周波数と内蔵ダイオードの順方向電圧との関係の一例を示すグラフである。図４の横軸は、例えば図１に示したステップＳ３によりＭＯＳＦＥＴのゲート電極に印加する連続パルスの周波数（ｋＨｚ）である。図４の縦軸は、例えば図１に示したステップＳ５により算出される内蔵ダイオードの順方向電圧の変化率（％）である。
【００７４】
適格品特性４１は、裏面側に欠陥がないＭＯＳＦＥＴ（適格品）における、ゲート電極に印加する連続パルスの周波数に対する内蔵ダイオードの順方向電圧の変化率の特性である。適格品特性４１に示すように、裏面側に欠陥がないＭＯＳＦＥＴにおいては、０ｋＨｚ以上１０００ｋＨｚ以下のいずれの周波数の連続パルスをゲート電極に印加しても、内蔵ダイオードの順方向電圧の変化率はほぼ０％になる。
【００７５】
不適格品特性４２は、裏面側に欠陥があるＭＯＳＦＥＴ（不適格品）における、ゲート電極に印加する連続パルスの周波数に対する内蔵ダイオードの順方向電圧の変化率の特性である。不適格品特性４２に示すように、裏面側に欠陥があるＭＯＳＦＥＴにおいては、０ｋＨｚ以上１０００ｋＨｚ以下のいずれの周波数の連続パルスをゲート電極に印加しても、内蔵ダイオードの順方向電圧の変化率は１％以上になる。
【００７６】
したがって、図１に示したステップＳ６において、少なくとも内蔵ダイオードの順方向電圧の変化率が１％以上か否かを判定することにより、そのＭＯＳＦＥＴが適格品であるか不適格品であるかを判断することができる。
【００７７】
また、不適格品特性４２に示すように、裏面側に欠陥があるＭＯＳＦＥＴにおいては、ゲート電極に印加する連続パルスの周波数が高くなるほど、内蔵ダイオードの順方向電圧の変化率は高くなる。これは、ゲート電極に印加する連続パルスの周波数が高くなるほど、裏面側に欠陥があるＭＯＳＦＥＴにおける過度熱抵抗が大きくなるためである。
【００７８】
（実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の構造の他の例）
図５は、実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の構造の他の一例を示す断面図である。図５に示すように、実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置は、トレンチ構造を設けたＭＯＳＦＥＴであってもよい。チャネルが基板表面に対して平行に形成されるプレーナ構造（例えば図６参照）と比べて、基板表面に対して垂直に形成されるトレンチ構造は、単位面積当たりのセル密度を増やすことができる。このため、単位面積当たりの電流密度を増やすことができ、コスト面から有利である。
【００７９】
図５において、炭化珪素半導体基体の第１主面側（ｐ型ベース層４側）には、トレンチ１８を含むトレンチ構造が形成されている。具体的には、トレンチ１８は、ｐ型ベース層４におけるｎ+型炭化珪素基板１側とは反対側（炭化珪素半導体基体の第１主面側）の表面からｐ型ベース層４を貫通してｎ型炭化珪素エピタキシャル層２の内部に達する。
【００８０】
トレンチ１８の内壁に沿って、トレンチ１８の底部および側壁にゲート絶縁膜８が形成されており、トレンチ１８内のゲート絶縁膜８の内側にゲート電極９が形成されている。ゲート絶縁膜８により、ゲート電極９がｎ型炭化珪素エピタキシャル層２およびｐ型ベース層４から絶縁されている。ゲート電極９の一部は、トレンチ１８の上方（ソース電極端子１３が設けられている側）からソース電極端子１３側に突出していてもよい。
【００８１】
ｎ型炭化珪素エピタキシャル層２におけるｎ+型炭化珪素基板１とは反対側（炭化珪素半導体基体の第１主面側）の表面層には、ｐ+型ベース領域３が選択的に設けられている。ｐ+型ベース領域３の下端部（ドレイン側端部）は、トレンチ１８の底部よりもドレイン側に位置する。
【００８２】
また、ｎ型炭化珪素エピタキシャル層２の内部には、第２ｐ+型領域３ａが選択的に設けられている。第２ｐ+型領域３ａは、トレンチ１８の底に接するように設けられている。第２ｐ+型領域３ａは、ｐ型ベース層４とｎ型炭化珪素エピタキシャル層２との界面よりもドレイン側の位置から、ｎ+型炭化珪素基板１とｎ型炭化珪素エピタキシャル層２との界面に達しない深さで設けられている。
【００８３】
図５に示すＭＯＳＦＥＴの他の構造は、図６に示すＭＯＳＦＥＴの構造と同様であるため説明を省略する。トレンチ構造を設けたＭＯＳＦＥＴにおいても、裏面側の欠陥が拡大すると、電気特性全般が悪化してしまうため、本発明の選別方法が有効である。
【００８４】
実施の形態にかかる選別方法をＭＯＳＦＥＴに適用する場合について説明したが、実施の形態にかかる選別方法はＳｉＣを用いたＩＧＢＴやＳＢＤ（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ  Ｂａｒｒｉｅｒ  Ｄｉｏｄｅ：ショットキーバリアダイオード）にも適用可能である。ＳＢＤの場合は、例えばアノード電極に正電圧のパルス信号を印加することで、順方向電圧の変化率でＳＢＤを選別することが可能である。
【００８５】
例えばＳｉＣを用いたＩＧＢＴについては、上述の連続パルスの周波数を１０ｋＨｚ以上５０ｋＨｚ以下程度にすることでＭＯＳＦＥＴと同様の選別が可能である。ＳｉＣを用いたＳＢＤについては、例えばアノード電極に正電圧の連続パルスを印加することによるＳＢＤの順方向電圧の変化率を算出することでＭＯＳＦＥＴと同様の選別が可能である。
【００８６】
以上に説明したように、実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の選別方法によれば、炭化珪素半導体装置を所定温度に調整し、ゲート電極に連続パルスを所定時間印加することによる過度熱抵抗に応じて変化する特性値の変化率を算出することができる。この特性値は、炭化珪素半導体装置の順方向電圧、炭化珪素半導体装置の内蔵ダイオードの順方向電圧および炭化珪素半導体装置のしきい値電圧の少なくともいずれかである。
【００８７】
そして、算出した変化率が１％より低いか否かを判定することにより、炭化珪素半導体装置のゲート電極に連続パルスを所定時間印加することによる炭化珪素半導体装置の過度熱抵抗の大きさを判定することができる。これにより、裏面側の欠陥がない炭化珪素半導体装置を選別することができ、長時間使用しても信頼性が低下しにくい炭化珪素半導体装置をスクリーニングすることができる。
【００８８】
また、上述の選別にかかる時間は、裏面側に欠陥がある炭化珪素半導体装置のゲート電極に連続パルスを印加することにより上述の特性値の変化率が１％を超えるまでの時間である。このため、短い時間で炭化珪素半導体装置をスクリーニングできる。
【００８９】
以上において本発明は本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であり、上述した実施の形態において、例えば各部の寸法や不純物濃度等は要求される仕様等に応じて種々設定される。また、上述した実施の形態では、ワイドバンドギャップ半導体として炭化珪素を用いた場合を例に説明しているが、炭化珪素以外の例えば窒化ガリウム（ＧａＮ）、ダイヤモンドなどのワイドバンドギャップ半導体にも適用可能である。また、実施の形態では第１導電型をｎ型とし、第２導電型をｐ型としたが、本発明は第１導電型をｐ型とし、第２導電型をｎ型としても同様に成り立つ。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明にかかる炭化珪素半導体装置の選別方法は、例えば炭化珪素半導体装置にダイオードを逆並列で接続したインバータ回路で用いられる炭化珪素半導体装置に有用である。
【符号の説明】
【００９１】
１  ｎ+型炭化珪素基板
２  ｎ型炭化珪素エピタキシャル層
３  ｐ+型ベース領域
３ａ  第２ｐ+型領域
４  ｐ型ベース層
５  ｎ+型ソース領域
６  ｐ+型コンタクト領域
７  ｎ型ウェル領域
８  ゲート絶縁膜
９  ゲート電極
１０  ソース電極
１１  ドレイン電極
１２  ドレイン電極端子
１３  ソース電極端子
１８  トレンチ
２１，３１，４１  適格品特性
２２，３２，４２  不適格品特性
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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