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公開番号2025008136
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2023110048
出願日2023-07-04
発明の名称半導体装置、半導体装置の製造方法、及び、電力変換装置
出願人三菱電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H10D 30/66 20250101AFI20250109BHJP()
要約【課題】はんだまたはワイヤーが電極層から剥離することを抑制可能な技術を提供することを目的とする。
【解決手段】半導体装置は、トレンチ型の複数のゲート電極を含む上面構造と、各ゲート電極上に設けられ、隣り合うゲート電極の間の上に隙間を有する層間絶縁膜と、上面構造及び層間絶縁膜を覆う第1電極層と、第1電極層を覆う第2電極層と、第2電極層を覆う第3電極層とを備え、第3電極層の上面から第2電極層にわたって、層間絶縁膜の隙間に対応する穴が設けられている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
導電型を有する半導体層と、
前記半導体層の上面に設けられ、トレンチ型の複数のゲート電極を含む上面構造と、
各前記ゲート電極上に設けられ、隣り合う前記ゲート電極の間の上に隙間を有する層間絶縁膜と、
前記上面構造及び前記層間絶縁膜を覆う第１電極層と、
前記第１電極層を覆う第２電極層と、
前記第２電極層を覆う第３電極層と
を備え、
前記第３電極層の上面から前記第２電極層にわたって、前記層間絶縁膜の前記隙間に対応する穴が設けられている、半導体装置。
続きを表示（約 570 文字）【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置であって、
前記穴の底部は前記第１電極層に達している、半導体装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の半導体装置であって、
前記層間絶縁膜の上部と側部との間に丸みが設けられている、半導体装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の半導体装置であって、
前記第１電極層はアルミニウム及びシリコンを含み、
前記第２電極層はニッケルを含み、
前記第３電極層は金を含む、半導体装置。
【請求項５】
請求項２に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記穴は熱処理によって形成される、半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記第２電極層及び前記第３電極層は、無電解めっき処理によって形成される、半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１に記載の半導体装置を有し、入力される電力を変換して出力する変換回路と、
前記半導体装置を駆動する駆動信号を前記半導体装置に出力する駆動回路と、
前記駆動回路を制御する制御信号を前記駆動回路に出力する制御回路と
を備える、電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体装置、半導体装置の製造方法、及び、電力変換装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
インバータ等の半導体モジュールに搭載される半導体装置の電極として、数μｍの厚さのニッケル（Ｎｉ）層と、Ｎｉ層の酸化を抑制するための金（Ａｕ）層との積層構造が提案されている。なお、Ｎｉ層及びＡｕ層の製膜処理として、大量処理が可能であり、優れた製膜速度を有するめっき処理が注目されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００７－５３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体装置を搭載した半導体モジュールでは、半導体装置のめっき膜である電極層と、はんだまたはワイヤーとが接合される。しかしながら、パワーサイクル試験で温度変化が生じると、これらの間の接合部分に、線膨張係数の違いに起因する応力が発生するため、はんだまたはワイヤーが電極層から剥離する可能性があるという問題があった。
【０００５】
そこで、本開示は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、はんだまたはワイヤーが電極層から剥離することを抑制可能な技術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】
本開示に係る半導体装置は、導電型を有する半導体層と、前記半導体層の上面に設けられ、トレンチ型の複数のゲート電極を含む上面構造と、各前記ゲート電極上に設けられ、隣り合う前記ゲート電極の間の上に隙間を有する層間絶縁膜と、前記上面構造及び前記層間絶縁膜を覆う第１電極層と、前記第１電極層を覆う第２電極層と、前記第２電極層を覆う第３電極層とを備え、前記第３電極層の上面から前記第２電極層にわたって、前記層間絶縁膜の前記隙間に対応する穴が設けられている。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、第３電極層の上面から第２電極層にわたって、層間絶縁膜の隙間に対応する穴が設けられている。このような構成によれば、はんだまたはワイヤーが電極層から剥離することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
実施の形態１に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
実施の形態１に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
実施の形態２に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
実施の形態２に係る半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
実施の形態３に係る電力変換システムの構成を概略的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付される図面を参照しながら実施の形態について説明する。以下の各実施の形態で説明される特徴は例示であり、すべての特徴は必ずしも必須ではない。また、以下に示される説明では、複数の実施の形態において同様の構成要素には同じまたは類似する符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。また、以下に記載される説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「表」または「裏」などの特定の位置及び方向は、実際の実施時の位置及び方向とは必ず一致しなくてもよい。
【００１０】
＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す断面図である。具体的には、図１は、半導体装置の一例として、トレンチゲート構造のＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴの断面構成を示しており、特に主要セル部の断面構成を示している。トレンチゲート構造を有する半導体装置は、平面ゲート構造を有する半導体装置よりも、半導体装置の通電時の損失の低減化が期待できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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