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公開番号2025049725
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-04
出願番号2023158093
出願日2023-09-22
発明の名称半導体装置及びその製造方法
出願人株式会社東芝,東芝デバイス&ストレージ株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01L 21/60 20060101AFI20250327BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】信頼性の高い半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体基板と、半導体基板の上に設けられた、アルミニウムを含む第1電極と、半導体基板の上に、第1電極と離間して設けられた、アルミニウムを含む第2電極と、第1電極の上に設けられ、酸化アルミニウムを含む第3電極と、第2電極の上に設けられ、酸化アルミニウムを含み、膜厚が前記第3電極の1/2以下である第4電極と、を備える半導体装置である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板の上に設けられた、アルミニウムを含む第１電極と、
前記半導体基板の上に、前記第１電極と離間して設けられた、アルミニウムを含む第２電極と、
前記第１電極の上に設けられた、酸化アルミニウムを含む第３電極と、
前記第２電極の上に設けられ、酸化アルミニウムを含み、膜厚が前記第３電極の１／２以下である第４電極と、
を備える半導体装置。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記半導体基板の上に設けられ、
内部に前記第１電極及び前記第３電極が設けられた第１開口部と、
内部に前記第２電極及び前記第４電極が設けられた第２開口部と、
を有する第１絶縁膜をさらに備え、
前記第３電極は、前記半導体基板の上面に平行な面内において、端部により囲まれた凹部を有し、
前記第３電極の端部の上には、前記半導体基板の上面に平行な面内において、前記凹部を取り囲むように、前記第１絶縁膜が設けられている、
請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
半導体基板と、
前記半導体基板の上に設けられた、アルミニウムを含む第１電極と、
前記半導体基板の上に、前記第１電極と離間して設けられた、アルミニウムを含む第２電極と、
前記第１電極の上に設けられ、酸化アルミニウムを含む第３電極と、
前記第２電極の上に設けられ、ニッケルを含む第６電極と、
前記第６電極の上に設けられ、金を含む第７電極と、
を備える半導体装置。
【請求項４】
前記半導体基板の上に設けられ、
内部に前記第１電極及び前記第３電極が設けられた第１開口部と、
内部に前記第２電極、前記第６電極及び前記第７電極が設けられた第２開口部と、
を有する第１絶縁膜をさらに備え、
前記第３電極は、前記半導体基板の上面に平行な面内において、端部により囲まれた凹部を有し、
前記第３電極の端部の上には、前記半導体基板の上面に平行な面内において、前記凹部を取り囲むように、前記第１絶縁膜が設けられている、
請求項３記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第３電極の膜厚は、１０ｎｍより厚い、
請求項３又は請求項４記載の半導体装置。
【請求項６】
前記半導体基板の上面に平行な方向における前記第３電極の上の前記第１開口部の長さは、前記半導体基板の上面に平行な方向における前記第３電極の長さよりも短い、
請求項２又は請求項４記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１絶縁膜は、酸化シリコン又は窒化シリコンを含み、
前記半導体装置は、
前記第１絶縁膜の上に設けられ、前記第１開口部の上に設けられた第３開口部と、前記第２開口部の上に設けられた第４開口部と、を有し、樹脂を含む第２絶縁膜と、
をさらに備える請求項２又は請求項４記載の半導体装置。
【請求項８】
半導体基板と、前記半導体基板の上に設けられアルミニウムを含む第１電極と、前記半導体基板の上に前記第１電極と離間して設けられアルミニウムを含む第２電極と、の上に、前記第１電極の上に第５開口部を有するフォトレジストを形成し、
前記フォトレジストを除去し、
前記フォトレジストを除去するときに、前記第５開口部内の前記第１電極の上に、酸化アルミニウムを含む第３電極を形成し、
前記半導体基板、前記第１電極及び前記第２電極の上に、
内部に前記第３電極が設けられ、前記半導体基板の上面に平行な面内において、前記第３電極の凹部及び前記凹部を取り囲むように設けられる前記第３電極の端部が形成されることとなる、前記第３電極の端部の領域の上が、第１絶縁膜で覆われる第１開口部を、前記第１電極の上に有し、
前記第２電極の上に第２開口部を有する、
前記第１絶縁膜を形成し、
無電解ニッケル－金めっき処理により、前記第２電極の上の前記第２開口部内に、前記第２電極の上に設けられニッケルを含む第６電極と、前記第６電極の上に設けられ金を含む第７電極と、を形成し、
前記無電解ニッケル－金めっき処理により、前記第３電極に、前記端部により取り囲まれた凹部を形成する、
半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記第２電極の上の前記フォトレジストの膜厚が、前記第１電極と前記第２電極の間の前記半導体基板の上面の上の前記フォトレジストの膜厚より薄い、前記フォトレジストを形成し、
前記第３電極を形成するときに、前記第２電極の上に、酸化アルミニウムを含み、膜厚が前記第３電極の１／２以下である第４電極を形成する、
請求項８記載の半導体装置の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
ＩＧＢＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）又はＭＯＳＦＥＴ（ＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの半導体チップを有する半導体装置は、電力変換等の用途に用いられる。例えば、上述の半導体装置がＩＧＢＴである場合、半導体チップの上面に設けられたエミッタ電極は、例えばＩＧＢＴの上に設けられたコネクタ又はボンディングワイヤと接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－０２６４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、信頼性の高い半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の半導体装置は、半導体基板と、半導体基板の上に設けられた、アルミニウムを含む第１電極と、半導体基板の上に、第１電極と離間して設けられた、アルミニウムを含む第２電極と、第１電極の上に設けられ、酸化アルミニウムを含む第３電極と、第２電極の上に設けられ、酸化アルミニウムを含み、膜厚が前記第３電極の１／２以下である第４電極と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
第１実施形態の半導体装置の模式断面図である。
第１実施形態の半導体基板、第１絶縁膜、第１電極及び第２電極を示す模式上面図である。
第１実施形態の半導体装置の要部の模式断面図である。
第１実施形態の半導体装置の製造工程を示す模式断面図である。
第１実施形態の半導体装置の製造工程を示す模式断面図である。
第１実施形態の半導体装置の製造工程を示す模式断面図である。
第１実施形態の半導体装置の製造工程を示す模式断面図である。
第１実施形態の半導体装置の製造工程を示すフローチャートである。
第１実施形態の第１比較例となる半導体装置の要部の模式断面図である。
第１実施形態の第２比較例となる半導体装置の要部の模式断面図である。
第２実施形態の半導体装置の模式断面図である。
第２実施形態の半導体装置の製造工程の一部を示す模式断面図である。
第３実施形態の半導体装置の模式断面図である。
第３実施形態の半導体装置の製造工程を示す模式断面図である。
第３実施形態の半導体装置の製造工程を示す模式断面図である。
第３実施形態の半導体装置の製造工程を示す模式断面図である。
第４実施形態の半導体装置の製造工程の要部を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明では、同一の部材等には同一の符号を付し、一度説明した部材等については適宜その説明を省略する。
【０００８】
本明細書中、部品等の位置関係を示すために、図面の上方向を「上」、図面の下方向を「下」と記述する。本明細書中、「上」、「下」の概念は、必ずしも重力の向きとの関係を示す用語ではない。
【０００９】
（第１実施形態）
本実施形態の半導体装置は、半導体基板と、半導体基板の上に設けられた、アルミニウムを含む第１電極と、半導体基板の上に、第１電極と離間して設けられた、アルミニウムを含む第２電極と、第１電極の上に設けられ、酸化アルミニウムを含む第３電極と、第２電極の上に設けられ、ニッケルを含む第６電極と、第６電極の上に設けられ、金を含む第７電極と、を備える。
【００１０】
図１は、本実施形態の半導体装置１００の模式断面図である。図２は、本実施形態の本実施形態の半導体装置の半導体基板２、第１絶縁膜５０、第１電極４及び第２電極６を示す模式上面図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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