專利名稱：半導體器件及其制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及半導體器件及其制造方法，尤其涉及在半導體元件的電極上連接外部配線的半導體器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
IGBT (絕緣柵雙極晶體管)、power-MOSFET (功率金屬氧化物半導體場效晶體管) 的等半導體元件被組裝在半導體器件中。這種半導體元件是能高速控制大電流的開關(guān)器 件。半導體元件例如IGBT具有集電區(qū)、基區(qū)、發(fā)射區(qū)、柵絕緣膜及柵電極。集電區(qū)通過 在襯底的一個主面上外延生長或在襯底的一個主面部擴散來形成?；鶇^(qū)形成于襯底的另一 個主面部。發(fā)射區(qū)形成于基區(qū)的表面部。柵絕緣膜至少形成于基區(qū)的表面，柵電極形成于 柵絕緣膜上。半導體元件采用通過將柵電極形成為帶狀而具有耐高壓且柵電容小的帶狀結(jié)構(gòu) 的IGBT。在采用這種結(jié)構(gòu)的IGBT中，柵電極朝向柵長度方向在襯底主面上延伸，該柵電極 隔開一定間隔地在柵寬度方向排列多個，從上方觀察以在柵寬度方向上夾著柵電極的方式 發(fā)射區(qū)及基區(qū)的表面的一部分在柵長度方向上呈帶狀露出。露出了該表面的發(fā)射區(qū)及基區(qū) 與發(fā)射極(發(fā)射極配線)電連接。發(fā)射極形成于被夾在與柵電極之間的層間絕緣膜上，層 間絕緣膜覆蓋柵電極上并且在發(fā)射區(qū)及基區(qū)的一部分露出來的區(qū)域上(對應的位置)具有 沿柵長度方向呈帶狀的開口(接點開口)。也就是說，在柵寬度方向截斷的斷面上，因上述 開口鄰接的層間絕緣膜彼此之間具有間隙的凸狀的層間絕緣膜的平面形狀與柵電極的平 面形狀相同地為帶狀。采用這種帶狀結(jié)構(gòu)的IGBT由于可以增加發(fā)射區(qū)及基區(qū)與發(fā)射極之 間的接觸面積，增大容許電流，因而能減少電場集中的發(fā)生，能夠?qū)崿F(xiàn)大電流化及耐高壓化 (高耐壓化)。IGBT的發(fā)射極通過壓焊絲與發(fā)射極用引線(外部端子)電連接，柵電極也同樣通 過壓焊絲與柵極用引線電連接。集電區(qū)例如設置在襯底的另一個主面上的集電極與集電極 用引線電連接。壓焊絲一般使用弓丨線接合裝置，利用并用了超聲波振動的熱壓接來進行焊 接。并且，IGBT與各引線的內(nèi)部一起被樹脂密封，組裝成半導體器件。還有，關(guān)于這種半導體器件記載在例如下述的專利文獻1和專利文獻2中。專利文獻1 特開平10-22322號公報。專利文獻2 特開2002-226826號公報。然而，在上述半導體器件中，對于以下各點未作任何考慮。若利用超聲波振動的 能量直接將壓焊絲焊接在具有帶狀結(jié)構(gòu)的IGBT正上方的發(fā)射極上，則在層間絕緣膜及其 下的IGBT(單元)的柵電極上產(chǎn)生剝離或破壞。詳細地說，在IGBT中，由于柵電極及層間 絕緣膜的平面形狀具有在柵長度方向上細長的帶狀，因而柵電極及層間絕緣膜的機械強度 弱，并且由于與基底的粘接面積小，而且是從襯底主面突出的形狀，所以在進行壓焊絲焊接 時，在層間絕緣膜及柵電極產(chǎn)生剝離或破壞。特別是在層間絕緣膜上產(chǎn)生柵寬度方向的應力時則更容易產(chǎn)生上述問題。另夕卜，隨著IGBT的微細化，當IGBT采用溝道結(jié)構(gòu)時，則柵電極的平面面積(柵寬 度尺寸)在襯底主面上縮小，隨著該縮小柵電極上的層間絕緣膜的平面面積(在柵寬度方 向上從接點開口到鄰接的下一層的接點開口的寬度尺寸)縮小。也就是說，由于襯底主面 與層間絕緣膜之間的粘接面積進一步縮小，因而層間絕緣膜及柵電極的剝離或破壞顯著地 產(chǎn)生。再有，在半導體器件中為了應對大電流，將壓焊絲直徑加粗的場合，由于焊接所需的 超聲波振動的能量增大，因而層間絕緣膜及柵電極的剝離或破壞更加顯著地產(chǎn)生。當在這種層間絕緣膜及柵電極產(chǎn)生剝離或破壞時，則在發(fā)射極(發(fā)射區(qū))與柵電 極之間發(fā)生絕緣不良。在程度嚴重的場合，在發(fā)射極與柵電極之間電短路。為了抑制層間絕緣膜及柵電極的剝離或破壞，有減小焊接裝置(焊接處理時)的 超聲波功率的方法、減小壓焊負荷的方法。然而，在采用這些方法時，在發(fā)射極與壓焊絲之 間不能得到充分的焊接強度(機械的連接強度)。在焊接強度不充分的情況下，在半導體制 造工序中的樹脂密封和半導體器件的實際工作中產(chǎn)生壓焊絲從發(fā)射極剝離。另外，為了在半導體元件側(cè)抑制層間絕緣膜及柵電極的剝離或破壞，有在焊接壓 焊絲的區(qū)域不配置IGBT(單元)的方法、利用膜厚較厚的鋁膜形成發(fā)射極的方法。然而，在 前者的方法中，由于在襯底的一部分區(qū)域不存在單元，因而作為IGBT的主要電氣特性的接 通電壓顯著增加，或者半導體元件的尺寸增大。另外，在后者的方法中，可以由發(fā)射極吸收 壓焊絲在焊接時的沖擊，或者可以不將沖擊傳播到發(fā)射極下。然而，在半導體制造工序中， 伴隨著原材料費用的增加、電極成膜時間的增加等，制造成本增大。再有，發(fā)射極的膜厚的 增加與由于半導體元件的動作引起的發(fā)射極及與發(fā)射極連接的位置的線膨脹系數(shù)的不同 所致的膜應力的增加相關(guān)，對IGBT施加不需要的應力，所以IGBT的電氣特性產(chǎn)生變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為解決上述問題而作出的。因此，本發(fā)明提供一種能確保焊接強度，同 時防止伴隨著焊接的層間絕緣膜的破壞和電極的破壞的半導體器件及其制造方法。再有， 本發(fā)明提供一種半導體元件的電氣特性良好的半導體器件及其制造方法。還有，本發(fā)明提 供一種能降低制造成本的半導體器件及其制造方法。另外，本發(fā)明提供一種能確保破壞容量(破壊耐量)并且能確保焊接強度，同時防 止伴隨著焊接的層間絕緣膜的破壞及電極的破壞的半導體器件及其制造方法。為解決上述問題，本發(fā)明實施例的第一方案是，在半導體器件中，具有襯底，具有 在第一方向相對的第一邊和第二邊、以及在與第一方向相交的第二方向相對的第三邊和第 四邊；第一半導體區(qū)域，在襯底上在第二方向設置多個且露出第一主面地配設并具有第一 導電型；第二半導體區(qū)域，在第一半導體區(qū)域內(nèi)在第二方向設置多個且在第一半導體區(qū)域 的第一主面露出第二主面并具有與第一導電型相反的第二導電型；控制電極，跨在第一半 導體區(qū)域的第二半導體區(qū)域、和在第二方向鄰接的其它第一半導體區(qū)域的其它第二半導體 區(qū)域之間地配設；層間絕緣膜，具有延伸部、連接部以及開口部，延伸部覆蓋控制電極上并 在第一方向延伸，連接部在第一方向隔開一定間隔地連接在第二方向鄰接的延伸部彼此， 開口部由延伸部和連接部規(guī)定開口形狀并露出第一半導體區(qū)域的第一主面和第二半導體 區(qū)域的第二主面；以及電極，配置在層間絕緣膜上并通過層間絕緣膜的開口部與第一半導體區(qū)域的第一主面以及第二半導體區(qū)域的第二主面電連接。在第一方案的半導體器件中，優(yōu)選方案是，還具有孔，在第一半導體區(qū)域的第二 半導體區(qū)域和在第二方向鄰接的其它第一半導體區(qū)域的其它第二半導體區(qū)域之間從第一 半導體區(qū)域的第一主面向襯底側(cè)貫通第一半導體區(qū)域地配置并且在第一方向延伸；以及絕 緣膜，配置在孔的側(cè)面及孔的底面上，控制電極介入有絕緣膜地埋設在孔中。在第一方案的半導體器件中，優(yōu)選方案是，還具有第三半導體區(qū)域，配置在第一 半導體區(qū)域的第二半導體區(qū)域和在第二方向鄰接的其它第一半導體區(qū)域的其它第二半導 體區(qū)域之間且露出第三主面并具有第二導電型；以及絕緣膜，配置在第三半導體區(qū)域的第 三主面上，控制電極介入有絕緣膜地配置在第三半導體區(qū)域的第三主面上。在第一方案的半導體器件中，優(yōu)選方案是，層間絕緣膜由延伸部、連接部及開口部 構(gòu)成為網(wǎng)狀。在第一方案的半導體器件中，優(yōu)選方案是，層間絕緣膜的連接部配置在電極的焊 接區(qū)的正下方的區(qū)域。在第一方案的半導體器件中，優(yōu)選方案是，電極與金屬絲、夾持引線 的任一外部配線電連接。本發(fā)明實施例的第二方案是，在半導體器件的制造方法中，具有以下工序形成 襯底、第一半導體區(qū)域、第二半導體區(qū)域、以及控制電極的工序，其中，襯底具有在第一方向 相對的第一邊和第二邊以及在與第一方向相交的第二方向相對的第三邊和第四邊，第一半 導體區(qū)域在襯底上在第二方向設置多個且露出第一主面地配置并具有第一導電型，第二半 導體區(qū)域在第一半導體區(qū)域內(nèi)在第二方向設置多個且在第一半導體區(qū)域的第一主面露出 第二主面并具有與第一導電型相反的第二導電型，控制電極跨在第一半導體區(qū)域的第二半 導體區(qū)域和在第二方向鄰接的其它第一半導體區(qū)域的其它第二半導體區(qū)域之間地配置；形 成層間絕緣膜的工序，該層間絕緣膜具有延伸部、連接部以及開口部，延伸部覆蓋控制電極 上并在第一方向延伸，連接部在第一方向隔開一定間隔地連接在第二方向鄰接的延伸部彼 此，開口部由延伸部和連接部規(guī)定開口形狀并露出第一半導體區(qū)域的第一主面和第二半導 體區(qū)域的第二主面；形成電極的工序，該電極配置在層間絕緣膜上并通過層間絕緣膜的開 口部與第一半導體區(qū)域的第一主面以及第二半導體區(qū)域的第二主面電連接；以及在電極上 形成與該電極電連接的外部配線的工序。在第二方案的半導體器件的制造方法中，優(yōu)選方案是，形成層間絕緣膜的工序是 形成在焊接區(qū)正下方的區(qū)域配置連接部的層間絕緣膜的工序，形成外部配線的工序是在焊 接區(qū)形成與電極電連接的外部配線的工序。本發(fā)明實施例的第三方案是，在半導體器件中，具有第一導電型的第一半導體區(qū) 域；第二半導體區(qū)域，在第二方向設置多個并露出第一主面且具有與第一導電型相反導電 型的第二導電型；第三半導體區(qū)域，在第二半導體區(qū)域內(nèi)在第二方向設置多個并在第二半 導體區(qū)域內(nèi)露出第二主面且具有第一導電型；控制電極，跨在第二半導體區(qū)域的第三半導 體區(qū)域和在第二方向相鄰的其它第二半導體區(qū)域的其它第三半導體區(qū)域之間地配置；層間 絕緣膜，具有延伸部、連接部以及開口部，延伸部覆蓋控制電極上并在與第二方向相交的第 一方向延伸，連接部在第一方向隔開一定間隔地連接在第二方向相鄰的延伸部彼此，開口 部由延伸部和連接部規(guī)定開口形狀并露出第二半導體區(qū)域的第一主面和第三半導體區(qū)域 的第二主面；以及電極，配置在層間絕緣膜上并通過層間絕緣膜的開口部與第二半導體區(qū)域的第一主面以及第三半導體區(qū)域的第二主面電連接，連接部下的第三半導體區(qū)域的第一 方向的第二寬度尺寸比延伸部下的第三半導體區(qū)域的第二方向的第一寬度尺寸大。在第三方案的半導體器件中，優(yōu)選方案是，開口部貫通第三半導體區(qū)域。在第三方案的半導體器件中，優(yōu)選方案是，第一寬度尺寸和第二寬度尺寸滿足以 下關(guān)系式第二寬度尺寸< 2. OX第一寬度尺寸 2. 6X第一寬度尺寸。在第三方案的半導體器件中，優(yōu)選方案是還具有孔，在第二半導體區(qū)域的第三半 導體區(qū)域和在第二方向相鄰的其它第二半導體區(qū)域的其它第三半導體區(qū)域之間從第二半 導體區(qū)域的第一主面向第一半導體區(qū)域側(cè)貫通第二半導體區(qū)域地配置在第一方向延伸；以 及絕緣膜，配置在孔的側(cè)面及孔的底面上，控制電極介入有絕緣膜地埋設在孔中。
在第三方案的半導體器件中，優(yōu)選方案是，層間絕緣膜的連接部配置在電極的焊 接區(qū)的正下方的區(qū)域。本發(fā)明實施例的第四方案是，在半導體器件的制造方法中，具有以下工序形成第 一導電型的第一半導體區(qū)域、第二半導體區(qū)域、第三半導體區(qū)域、控制電極的工序，其中，第 二半導體區(qū)域在第二方向設置多個并露出第一主面且具有與第一導電型相反導電型的第 二導電型，第三半導體區(qū)域在第二半導體區(qū)域內(nèi)在第二方向設置多個并在第二半導體區(qū)域 內(nèi)露出第二主面且具有第一導電型，控制電極跨在第二半導體區(qū)域的第三半導體區(qū)域和在 第二方向相鄰的其它第二半導體區(qū)域的其它第三半導體區(qū)域之間地配置；形成層間絕緣膜 的工序，該層間絕緣膜具有延伸部、連接部以及開口部，延伸部覆蓋控制電極上并在與第二 方向相交的第一方向延伸，連接部在焊接區(qū)的正下方的區(qū)域并在第一方向隔開一定間隔地 連接在第二方向相鄰的延伸部彼此，開口部由延伸部和連接部規(guī)定開口形狀并露出第二半 導體區(qū)域的第一主面和第三半導體區(qū)域的第二主面，利用開口部使連接部下的第三半導體 區(qū)域的第一方向的第二寬度尺寸比延伸部下的第三半導體區(qū)域的第二方向的第一寬度尺 寸大；形成電極的工序，該電極配置在層間絕緣膜上并通過層間絕緣膜的開口部與第二半 導體區(qū)域的第一主面以及第三半導體區(qū)域的第二主面電連接；以及在焊接區(qū)在電極上形成 與該電極電連接的外部配線的工序。本發(fā)明的效果如下。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供能確保焊接強度并能防止伴隨著焊接的層間絕緣膜的破壞 及電極的破壞的半導體器件及其制造方法。另外，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供半導體元件的電氣 特性良好的半導體器件及其制造方法。再有，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供能降低制造成本的半導 體器件及其制造方法。另外，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供能比較地確保破壞容量并確保焊接強度且能防止伴 隨著焊接的層間絕緣膜的破壞及電極的剝離及破壞的半導體器件及其制造方法。


圖1是在搭載于本發(fā)明的實施例1的半導體器件上的半導體元件上設置了壓焊絲 時的主要部分放大剖視圖。圖2是圖1所示的半導體元件的主要部分(省略了圖1的保護膜、壓焊絲、第二電 極及層間絕緣膜的IGBT的一部分)的放大俯視圖。圖3是在圖1所示的半導體元件中層間絕緣膜的主要部分的放大俯視圖。
圖4是表示本發(fā)明的實施例1的半導體器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖5是在實施例1的變形例的半導體元件中層間絕緣膜的主要部分的放大俯視 圖。圖6是在搭載于本發(fā)明的實施例2的半導體器件上的半導體元件上設置了壓焊絲 時的主要部分放大剖視圖。圖7是表 示本發(fā)明的實施例3的半導體器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖8是在圖7所示的半導體器件的半導體元件上設置了夾持引線時的主要部分的 放大剖視圖。圖9是在搭載于本發(fā)明的實施例4的半導體器件上的半導體元件的主要部分放大 立體圖。圖10是圖9所示的半導體元件的主要部分放大俯視圖。圖11是在圖9所示的半導體元件上設置了壓焊絲時的主要部分放大剖視圖。圖12是表示實施例4的層間絕緣膜的開口比率與不良率的關(guān)系的圖。圖13是在搭載于本發(fā)明的實施例5的半導體器件上的半導體元件上設置了壓焊 絲時的主要部分放大剖視圖。圖14是在本發(fā)明的實施例6的半導體器件的半導體元件上設置了夾持引線時的 主要部分放大剖視圖。
具體實施例方式下面，參照

本發(fā)明的實施方式。在以下附圖的記載中，對于相同或類似的 部分標上相同或類似的標號。但是，附圖是示意圖，與實際的有所不同。另外，也有包含在 附圖相互之間相互的尺寸關(guān)系及比率不同的部分的情況。另外，以下所示的實施方式以例子表示用于將本發(fā)明的技術(shù)思想進行具體化的器 件和方法，本發(fā)明的技術(shù)思想并非將各構(gòu)成零部件的配置等特定于下述的內(nèi)容。本發(fā)明的 技術(shù)思想在保護范圍內(nèi)可以進行種種變更。實施例1本發(fā)明的實施例1是說明在由具有溝道結(jié)構(gòu)的IGBT構(gòu)成的半導體元件、搭載了這 種元件的電力用半導體器件及其制造方法中應用了本發(fā)明的例子。首先，說明半導體元件(IGBT)的元件結(jié)構(gòu)。如圖1及圖4所示，搭載在實施例1的半導體器件上的半導體元件1具備襯底 111，該襯底111具有在第一方向相對的第一邊101和第二邊102、以及在與第一方向相交的 第二方向相對的第三邊103和第四邊104(尤其參照圖1及圖4)；第一半導體區(qū)域112，該 第一半導體區(qū)域112在襯底111上在第二方向設置多個且露出第一主面地配置還具有第一 導電型(尤其參照圖1及圖2)；第二半導體區(qū)域113，該第二半導體區(qū)域Il3在第一半導體 區(qū)域112內(nèi)在第二方向設置多個且在第一半導體區(qū)域112的第一主面露出第二主面還具有 與第一導電型相反的第二導電型；柵電極(控制電極)116，該柵電極116跨在第一半導體 區(qū)域112的第二半導體區(qū)域113和在第二方向鄰接的其它第一半導體區(qū)域112的其它第二 半導體區(qū)域113之間設置；層間絕緣膜12，該層間絕緣膜12具有覆蓋柵電極116并沿第一 方向延伸的延伸部121、在第一方向隔開一定間隔連接在第二方向鄰接的延伸部121彼此之間的連接部122、以及由延伸部121和連接部122規(guī)定開口形狀并露出第一半導體區(qū)域 112的第一主面和第二半導體區(qū)域113的第二主面的開口部123 (尤其參照圖1及圖3)；以 及電極13，該電極13配置在層間絕緣膜12上并通過層間絕緣膜12的開口 123與第一半導 體區(qū)域112的第一主面和第二半導體區(qū)域113的第二主面電連接。半導體元件1是IGBT11，該IGBTll如圖1及圖2所示，在實施例1中，由具有溝 道柵結(jié)構(gòu)的IGBT構(gòu)成。即，IGBTll構(gòu)成為具有作為集電區(qū)(或漏區(qū))的ρ型半導體區(qū)域 110(以下，稱為集電區(qū)110) ；η型基區(qū)且為η型第一半導體區(qū)域的襯底111 (以下，稱為基區(qū) 111)；作為P型基區(qū)的P型第一半導體區(qū)域112(以下，稱為基區(qū)112)；作為發(fā)射區(qū)的η型 第二半導體區(qū)域113 (以下，稱為發(fā)射區(qū)113)；孔(溝道)114 ；柵絕緣膜115 ；柵電極116 ； 集電極(第一電極)；以及發(fā)射極(第二電極)13。這里，所謂“柵電極”是在能夠控制主電 流流動的電極的意思中被使用，只要是能夠控制主電流流動的電極，包含半導體區(qū)域、擴散 區(qū)域、電極等?；鶇^(qū)(襯底)111如圖4所示，具有在第一方向相對的第一邊10 1和第二邊102、以 及在第二方向相對的第三邊103和第四邊104，由平面矩形構(gòu)成?；鶇^(qū)111在該半導體元件 1的制造工序中，在用單晶硅晶片制作成IGBT(單元)11后，通過切割工序切出而成半導體 晶片?；鶇^(qū)111的平面形狀不一定限定為該平面形狀，基區(qū)111由以第一邊101和第二邊 102為長邊，以第三邊103和第四邊104為短邊的平面長方形構(gòu)成。這里在實施例1中，所謂“第一方向”是指圖2、圖3及圖4中的上下方向，是“Y方 向”。另外，所謂“第二方向，，是指上述圖中的左右方向，是“X方向”。如圖1所示，基區(qū)111在實施例1中使用η型單晶硅襯底。在該單晶硅襯底的一 方的主面(圖1中為下側(cè)表面上)上配置通過外延生長法或擴散法擴散P型雜質(zhì)而形成的 P型半導體區(qū)域110。該P型半導體區(qū)域110作為IGBT的集電區(qū)起作用。ρ型基區(qū)112是利用雜質(zhì)擴散法在η型基區(qū)111的主面上擴散ρ型雜質(zhì)而形成的。 發(fā)射區(qū)(或源區(qū))113是在ρ型基區(qū)112的主面上擴散η型雜質(zhì)而形成的。孔114如圖1所示，具有從發(fā)射區(qū)113的主面向其深度方向(襯底側(cè))并通過ρ型 基區(qū)112到達η型基區(qū)111的深度。再有如圖2所示，孔114的長度方向從第一邊101到 第二邊102朝向第一方向延伸，該孔114從第三邊103朝向第四邊104在第二方向以一定 的間隔排列多個?？?14的平面形狀為帶狀?？?14使用例如反應性離子蝕刻(RIE)等各 向異性蝕刻來形成。柵絕緣膜115沿孔114的內(nèi)壁及底面配置。柵絕緣膜115實際上可以使用通過例 如熱氧化法、CVD法等成膜方法形成的氧化硅薄膜。另外，柵絕緣膜115也可以使用氮化硅 薄膜、或氧化硅薄膜與氮化硅薄膜組合而成的復合膜。柵電極116介在有柵絕緣膜115地埋設在孔114的內(nèi)部。在實施例1中，柵電極 116實用上可以使用例如確保導電性而導入了 η型雜質(zhì)的多晶硅膜(〉U 二 >多結(jié)晶膜)。 柵電極116在埋設在孔114的內(nèi)部之后使用蝕刻法或化學機械拋光(CMP)法來形成。如圖 2所示，由于孔114的平面形狀形成為在第一方向細長的帶狀，因而柵電極116的平面形狀 也按照孔114的平面形狀形成為在第一方向細長的帶狀。同樣如圖2所示，在夾著柵電極116地形成的發(fā)射區(qū)113的表面上未形成有后述 層間絕緣膜121的連接部122的表面區(qū)域露出。同樣地，在ρ型基區(qū)112的表面上未形成有后述層間絕緣膜12 (的連接部122)的表面區(qū)域露出。因此，配設于在第二方向上鄰接的柵電極116之間的發(fā)射區(qū)113及ρ型基區(qū)112的各個除了后述的焊接區(qū)內(nèi)與柵電極116的 延伸方向同樣地在第一方向延伸，該發(fā)射區(qū)113及ρ型基區(qū)112的各個在第二方向排列多 個。發(fā)射區(qū)113及ρ型基區(qū)112的各個的平面形狀除了后述的焊接區(qū)內(nèi)形成為帶狀。如圖1 圖4所示，實施例1的層間絕緣膜12的平面形狀是在第一電極13的焊 接區(qū)內(nèi)是具有延伸部121、連接部122和開口 123的網(wǎng)狀，其中，延伸部121在第二方向上隔 開一定間隔排列并設于在第一方向延伸的第二電極13和柵電極116之間，連接部122連接 相鄰的延伸部121。另外，層間絕緣膜12的平面形狀在第一電極13的焊接區(qū)外是只形成了 設置在第二電極13和柵電極116之間的延伸部121的帶狀。層間絕緣膜12的所謂“網(wǎng)狀”是指具有延伸部121、連接部122和開口 123的形 狀，延伸部121設置在柵電極116 (孔114)上并在與該柵電極116延伸的第一方向相同的方 向延伸且與柵電極116同樣地隔開一定間隔排列在第二方向上而且平面形狀具有帶形狀， 連接部122將在第二方向上鄰接的延伸部121之間相互連接構(gòu)成一體，開口 123形成在由 在第二方向鄰接的兩條延伸部121和在第一方向鄰接的兩條連接部122圍成的區(qū)域內(nèi)。由 于連接部122在第一方向隔開一定間隔連接在第二方向鄰接的延伸部121之間，因而可以 提高層間絕緣膜12的延伸部121及其正下方的柵電極116在第二電極13的焊接區(qū)內(nèi)的機 械強度。尤其是對于焊接時產(chǎn)生的應力(例如超聲波振動能量)可以防止層間絕緣膜12 的延伸部121及其正下方的柵電極116的裂紋及剝離。另一方面，層間絕緣膜12的連接部 122雖然設置在第二方向鄰接的延伸部121之間，但設有連接部122之處是在焊接區(qū)內(nèi)，即 使在焊接區(qū)內(nèi)也盡可能設置開口 123以作成網(wǎng)狀，因而可以抑制發(fā)射區(qū)113與第二電極之 間的接觸面積以及容許電流的減少，可以防止電場集中。另外，由于可以通過只變更層間絕 緣膜12的開口圖案就能實現(xiàn)這些效果而不用增加制造工序，因而制造容易且不增加制造 成本。在實施例1中，層間絕緣膜12是氧化硅薄膜，具體地說，實用上可以使用磷硅玻璃 (PSG)膜，該磷硅玻璃膜的膜厚設定在例如0. 5 μ m-3. Oym0有關(guān)層間絕緣膜12及該層間絕緣膜12的結(jié)構(gòu)的各部分的一個例子的實施尺寸例 如如下1.孑L 114 的孑L寬度0· 5 μ m-3. 0 μ m。2.孑L 114 的排列間距:2· 0 μ m_20. 0 μ m。3.層間絕緣膜12的延伸部121的寬度1. 0 μ m_4. 0 μ m。4.層間絕緣膜12的連接部122的寬度1. 0 μ m_19. 0 μ m。5.連接部122的第一方向的排列間距2. 0 μ m_20. 0 μ m。6.層間絕緣膜 12 的開口 123 的尺寸1. 0 μ mX 1. 0 μ m_19. 0 μ mX 1. 0 μ m。7.焊接區(qū)的尺寸50ymX50ym-2mmX2mm。實施例1中，層間絕緣膜12的平面形狀還如圖3所示，不是配置成連接部122在 第二方向并列成一列，而最好采用將在第一方向隔開一定間隔地排列的開口 123和與其相 對在第二方向相鄰的開口 123進行偏置的網(wǎng)狀。偏置量例如是排列間距的二分之一。這里，所謂層間絕緣膜12的平面形狀設定為網(wǎng)狀的“第二電極13的焊接區(qū)”是指 電連接第二電極(發(fā)射極)13與發(fā)射極用引線的壓焊絲(32)進行焊接的區(qū)域。在第二電 極13上設置保護膜14，在該保護膜14上設置使壓焊絲(32)通過的開口 141，第二電極13的焊接區(qū)是在該保護膜14上設置的開口 141的區(qū)域內(nèi)。在第二電極13的焊接區(qū)外，層間絕緣膜12的平面形狀如上所述是帶狀。詳細地 說，層間絕緣膜12具有延伸部121和開口 124，延伸部121設置在柵電極116(孔114)上并 在與該柵電極116延伸的第一方向相同的方向延伸且與柵電極116的排列間隔同樣地在第 二方向上隔開一定間隔地排列多個并且平面形狀具有帶形狀，開口 124在第二方向鄰接的 延伸部121之間形成于被雙方包圍的區(qū)域內(nèi)且在第二方向上隔開一定間隔地排列多個并 具有平面帶形狀。在第二電極13的焊接區(qū)外，由于無需提高針對焊接時產(chǎn)生的應力的機械 強度，因而在第二方向鄰接的延伸部121之間未設置連接部122。未設置連接部122的結(jié)果 可以增加開口 124的面積，因而能夠確保發(fā)射區(qū)113和第二電極13之間的接觸面積和容許 電流，能防止電場集中。另外，由于可以通過只變更層間絕緣膜12的開口圖案就能實現(xiàn)這 些效果而不用增加制造工序，因而制造容易且不增加制造成本。第二電極(發(fā)射極)13設置在層間絕緣膜12上，并且與IGBTll的發(fā)射區(qū)113和 ρ型基區(qū)112電連接。在第二電極13的焊接區(qū)內(nèi)，第二電極13通過層間絕緣膜12的開口 123與IGBTll連接，在第二電極13的焊接區(qū)外，第二電極13通過層間絕緣膜12的開口 124 與IGBTll連接。第二電極13作為發(fā)射極(或源電極)使用，該第二電極13可以使用例如 鋁合金膜。鋁合金膜是添加了防止合金穿透(τ· 口 4 7 〃 4々)的硅、防止遷移的銅等的 添加劑的鋁。
如圖1所示，保護膜14在襯底10的主面上的全部區(qū)域上設置在第二電極13上。 保護膜14如圖1 圖4所示，在元件區(qū)域上在第二電極13上的焊接區(qū)設有開口 141。另 夕卜，保護膜14如圖4所示，在元件區(qū)域上由保護膜14的開口 142露出用于與IGBTll的柵 電極116電連接的焊接電極13G。柵電極116的焊接電極13G與第二電極13在相同導電層 并以相同導電性材料構(gòu)成。保護膜14的開口 141如圖4所示，配置在基區(qū)(襯底)111的 中央部分，開口 142配置在基區(qū)111的第三邊103附近。開口 142的平面面積比開口 141 的平面面積還小。保護膜14實用上可以使用例如聚酰亞胺膜(PIF-poly-imide film)等 的樹脂膜或PSG膜。其次，說明半導體器件的組裝制造。如圖4所示，半導體器件201具有半導體元件1 ；具有搭載半導體元件1的管芯 焊接區(qū)21D且在第一方向(Y方向)延伸的第一引線(集電極用引線)21 ；與第一引線21的 左側(cè)鄰接且在第一方向延伸的第二引線(柵極用引線)22;與第一引線21的右側(cè)鄰接且在 第一方向延伸的第三引線(發(fā)射極用引線)23 ；電連接第二引線22與半導體元件1的焊接 電極13G之間的壓焊絲31 ；電連接第三引線23與半導體元件1的第二電極13的焊接區(qū)之 間的壓焊絲32;以及密封體4。第一引線21、第二引線22及第三引線23能使用銅片、鐵-鎳合金片等。在此，金 屬片或合金片的電阻成分及電感成分比金屬絲配線的相應成分小，但在金屬片或合金片與 焊接區(qū)的接合部產(chǎn)生的應力較大。然而，在實施例1中，由于在第二電極13的焊接區(qū)，層間 絕緣膜12具有連接部122，因而第二電極13的焊接區(qū)的機械強度高。因此，在半導體器件 201中，既可以減小電阻成分及電感成分，又可以防止層間絕緣膜12的剝離及柵電極116的 剝離。圖1及圖4雖未詳細表示，但在第一引線21的管芯焊接區(qū)21D上介入導電性粘結(jié)材料地電氣且機械地連接半導體元件1的背面的第一電極。壓焊絲31通過形成于半導體元件1的保護膜14上的開口 142與焊接電極13G電 連接。同樣地，壓焊絲32通過形成于襯底10上的保護膜14的開口 141與電極13電連接。 壓焊絲31和32實用上可以使用例如Au、Lu、Al等金屬絲，該金屬絲使用焊接裝置通過與超 聲波振動并用熱壓焊來進行焊接。密封體4使用例如環(huán)氧系樹脂。該環(huán)氧系樹脂通過例如模制法成形。在密封體4 的內(nèi)部氣密地密封有半導體元件1、第一引線21、第二引線22及第三引線23的各個的內(nèi)部 (一部分)，壓焊絲31和32。在密封件4的外部突出有第一引線21、第二引線22及第三引 線23的各個的外部(一部分)。下面，說明半導體器件的特征。如圖1 圖4所示，在實施例1的半導體器件201中，焊接區(qū)內(nèi)的層間絕緣膜12的平面結(jié)構(gòu)構(gòu)成為網(wǎng)狀，由于利用連接部122增強層間絕緣膜12的在第二方向鄰接的延伸 部121的機械強度，因而既可以確保焊接時的層間絕緣膜12的焊接強度，又可以防止伴隨 著焊接的層間絕緣膜12的破壞及電極(例如柵電極116及第二電極13)的破壞。再有，在實施例1的半導體器件201中，由于在第二方向隔開一定間隔地配置層間 絕緣膜12的連接部122，因而可以充分地確保開口部123的平面面積。因此，由于可以充分 地確保具有帶狀結(jié)構(gòu)的IGBTll的本來特性即接觸面積，因而能夠提供能減少電場集中并 能確保充分的耐壓且半導體元件1的電氣特性良好的半導體器件201。另外，在實施例1的半導體器件201中，由于焊接區(qū)外的層間絕緣膜12的平面形 狀由帶狀構(gòu)成，因而如上所述能夠確保半導體元件1的電氣特性。另外，在實施例1的半導體器件201中，用于起到這樣的作用效果的層間絕緣膜12 的平面形狀僅通過變更制造用的掩模圖案就能對應，因而無需特別增加制造工序數(shù)，可以 降低制造成本。再有，第二電極13、焊接電極13G的膜厚由于沒有必要為了焊接而加厚，因 而在這點上也能降低成本。變形例在實施例1的變形例的半導體器件1中，IGBTll的層間絕緣膜12的特別是焊接 區(qū)內(nèi)的平面形狀如圖5所示，由以在第一方向上以一定間隔排列的開口 123、和與其相對地 在第二方向側(cè)相鄰的開口 123處于同一直線上的方式隨時形成的網(wǎng)狀構(gòu)成。S卩，若在第二 方向觀察連接部122則形成在一條直線上，若在第一方向觀察則以一定間隔重復地形成， 變形例的層間絕緣膜12的平面形狀對連接部122及開口 123的排列間距未偏置。在這樣構(gòu)成的變形例的半導體器件201中，可以得到與由上述的實施例1的半導 體器件201得到的效果相同的效果。此外，在實施例1的半導體器件201中，僅在半導體元件1的焊接區(qū)內(nèi)將層間絕緣 膜12的平面形狀做成網(wǎng)狀，但本發(fā)明并不限定于這種結(jié)構(gòu)，也可以將焊接區(qū)內(nèi)外的層間絕 緣膜12的平面形狀做成網(wǎng)狀。實施例2本發(fā)明的實施例2是將本發(fā)明應用于由具有平面結(jié)構(gòu)的IGBT構(gòu)成的半導體元件、 搭載了該元件的電力用半導體器件及其制造方法中的例子。下面，首先說明半導體元件(IGBT)的元件結(jié)構(gòu)。
實施例2的搭載在半導體器件201上的半導體元件1如圖6所示，由具有平面結(jié)構(gòu) 的IGBT構(gòu)成。S卩，IGBTll構(gòu)成為具有集電區(qū)(ρ型第二半導體區(qū)域)110 ;n型基區(qū)(η型 第一半導體區(qū)域或襯底)111 ;Ρ型基區(qū)(P型第一半導體區(qū)域)112 ；發(fā)射區(qū)(η型第二半導 體區(qū)域)113 ；柵絕緣膜115 ；柵電極116 ；集電極(第一電極)；以及發(fā)射極(第二電極)13。 基本的半導體元件1的斷面結(jié)構(gòu)雖與上述實施例1的半導體器件201的半導體元件1的斷 面結(jié)構(gòu)相同，但未設置圖1所示的孔114。也就是說，半導體元件1在基區(qū)111的主面上介 入有柵絕緣膜115地在平面結(jié)構(gòu)中配置柵電極116，以柵電極116為掩模利用雙層擴散結(jié)構(gòu) 配置基區(qū)112及發(fā)射區(qū)113。層間絕緣膜12與上述的圖1 圖4所示的實施例1的半導體器件201相同，具有延伸部121、連接部122和開口 123，延伸部121設置在柵電極116上并在與該柵電極116 延伸的第一方向相同的方向延伸且與柵電極116的排列間隔同樣地在第二方向上隔開一 定間隔排列并且平面形狀具有帶狀，連接部122將在第二方向上相鄰的延伸部121之間相 互連接構(gòu)成一體，該開口 123形成在由在第二方向相鄰的兩條延伸部121和在第一方向相 鄰的兩條連接部122圍成的區(qū)域內(nèi)。即，至少在第二電極13的焊接區(qū)內(nèi)層間絕緣膜12的 平面形狀由網(wǎng)狀構(gòu)成。其次，說明半導體器件的特征。如圖6所示，在實施例2的半導體器件201中，與上述實施例1的半導體器件201 同樣，第二電極13的焊接區(qū)內(nèi)的層間絕緣膜12的平面結(jié)構(gòu)構(gòu)成為網(wǎng)狀，由于由連接部122 連接層間絕緣膜12的第二方向相鄰的延伸部121增強機械強度，因而能夠確保焊接時的層 間絕緣膜12的焊接強度，并且能夠防止伴隨著焊接的層間絕緣膜12的破壞及電極(例如 柵電極116及第二電極13)的破壞。再有，在實施例2的半導體器件201中，由于在第二方向上隔開一定間隔地配置層 間絕緣膜12的連接部122，因而可以充分地確保開口 123的平面面積(接觸面積)。因此， 由于可以充分地確保具有帶狀結(jié)構(gòu)的半導體元件1的本來特性即接觸面積及容許電流，因 而能夠提供能減少電場集中并能確保充分的耐壓且半導體元件1的電氣特性良好的半導 體器件201。另外，在實施例2的半導體器件201中，通過將第二電極13的焊接區(qū)外的層間絕 緣膜12的平面形狀構(gòu)成為上述圖3所示的帶狀，因而能確保半導體元件1的電氣特性。另外，在實施例2的半導體器件201中，由于用于起到這樣的作用效果的層間絕緣 膜12的平面形狀僅通過變更制造用掩模圖案就能對應，因而無需特別增加制造工序數(shù)，可 以降低制造成本。實施例3本發(fā)明的實施例3說明在上述實施例1及實施例2的半導體器件201中，更換半 導體元件1與第二引線22及第三引線23之間的連接方法的例子。實施例3的半導體器件201如圖7及圖8所示，半導體元件1的焊接電極13G與 第二引線22之間利用夾持引線22C電連接，第二電極13與第三引線23之間利用夾持引線 23C電連接。夾持引線22C與焊接電極13G、第二引線22的各個之間的連接使用軟釬焊膏 35，兩者之間實現(xiàn)電氣和機械連接。同樣，夾持引線23C與第二電極13、第三引線23的各個 之間的連接使用軟釬焊膏36，兩者之間實現(xiàn)電氣和機械連接。
夾持引線22C及23C可以使用例如Cu片等金屬片或Fe-Ni合金片等的合金片。軟 釬焊膏35及36可以使用例如Pb-Sn軟釬料，或Sn-3wt% Ag-0. 5wt% Cu等的無鉛軟釬料。 焊接電極13G通過軟釬焊膏35與夾持引線22C的連接、第二引線22通過軟釬焊膏35與夾 持引線22C的連接與壓焊絲31的焊接同樣，利用將超聲波振動與熱壓焊并用的焊接方法來 進行。同樣地，第二電極13通過軟釬焊膏36與夾持引線23C的連接、第三引線23通過軟 釬焊膏36與夾持引線23C的連接使用利用加熱器等進行的加熱法，或者與壓焊絲32的焊 接同樣，使用將超聲波振動與熱壓焊并用的焊接方法。另外，為了提高焊接電極13G與軟釬焊膏35的接合性，同樣為了提高第二電極13 與軟釬焊膏36的接合性，可以在焊接電極13G、第二電極13各個的表面上形成濕潤性改善 膜(濡Λ性向上膜)。該濕潤性改善膜在實用上可以使用例如在Ti層上疊層了 Ni層的復
I=I te ο在具有這種結(jié)構(gòu)的實施例3的半導體器件201中，可以起到與由上述實施例1及實施例2的半導體器件201得到的效果相同的效果。再有，還具有夾持引線22C及23C的金屬片或合金片的電阻成分及電感成分比金 屬絲配線的相應成分小的特征。相反，金屬片或合金片與焊接區(qū)的接合部產(chǎn)生的應力雖增 大，但在實施例3中，由于在第二電極13的焊接區(qū)中，層間絕緣膜12具有連接部122，因而 可以提高第二電極13的焊接區(qū)的機械強度。因此，在半導體器件201中，能夠減小電阻成 分及電感成分，并能夠防止層間絕緣膜12的剝離及柵電極116的剝離。實施例4本發(fā)明的實施例4是說明在搭載了由具有溝道結(jié)構(gòu)的IGBT構(gòu)成的半導體元件的 電力用半導體器件及其制造方法中應用了本發(fā)明的例子。首先，說明半導體元件(IGBT)的元件結(jié)構(gòu)。如圖9 圖11及上述實施例1的圖2 圖4所示，搭載在實施例4的半導體器 件上的半導體元件(半導體晶片)1具有第一半導體區(qū)域(襯底)111，該第一半導體區(qū)域 111具有在第二方向(X方向)延伸的第一邊101和與其相對的第二邊102、在與第二方向 相交的第一方向(Y方向)延伸的第三邊103和與其相對的第四邊104且露出第一主面并 且具有第一導電型(尤其參照圖11及上述圖4)；第二半導體區(qū)域112，該第二半導體區(qū)域 112在第一半導體區(qū)域111上在第二方向設置多個并且露出第二主面地配置且具有與第一 導電型相反的第二導電型；第三半導體區(qū)域(發(fā)射區(qū))113，該第三半導體區(qū)域113在第二 半導體區(qū)域112內(nèi)在第二方向設置多個并且第三主面在第二半導體區(qū)域112的第二主面?zhèn)?露出且具有第一導電型；柵電極(控制電極)116，該柵電極116跨在第二半導體區(qū)域112 內(nèi)的第三半導體區(qū)域113和在第二方向相鄰的其它第二半導體區(qū)域112內(nèi)的其它第三半導 體區(qū)域113之間地設置；層間絕緣膜12，該層間絕緣膜12具有覆蓋柵電極116上并沿第一 方向延伸的延伸部121、在第一方向隔開一定間隔地連接在第二方向相鄰的延伸部121彼 此的連接部122、以及由延伸部121及連接部122規(guī)定開口形狀并露出第二半導體區(qū)域112 的第二主面和第三半導體區(qū)域113的第三主面的開口部123 ；以及電極(發(fā)射極)13，該電 極13從層間絕緣膜12上通過設置在層間絕緣膜12上的開口部123與第二半導體區(qū)域112 的第二主面和第三半導體區(qū)域113的第三主面電連接。并且，以層間絕緣膜12為掩模且貫通第三半導體區(qū)域113地連續(xù)開口部123。如圖9及圖10所示，與延伸部121下的或與延伸部121接觸的第三半導體區(qū)域113的第二方 向的第一寬度尺寸121W相比，將連接部122下的或與連接部122接觸的第三半導體區(qū)域 113的第一方向的第二寬度尺寸122W設定得大。如圖9所示，由于直到貫通第三半導體區(qū) 域113為止被蝕刻，因而第三半導體區(qū)域113的第一寬度尺寸121W是從層間絕緣膜12的 延伸部121的開口部123側(cè)的端部到柵絕緣膜115之間的尺寸。另外，第三半導體區(qū)域113 的第二寬度尺寸122W相當于連接部122的與第三半導體區(qū)域113接觸的主面?zhèn)鹊膶挾瘸?寸。半導體元件1是IGBT11，該IGBTll如圖11及上述圖2所示，在實施例4中，由具 有溝道柵(卜> Y—卜)結(jié)構(gòu)的IGBT構(gòu)成。即，IGBTll構(gòu)成為具有作為集電區(qū)(或 漏區(qū)域)的P型第四半導體區(qū)域110(以下，稱為集電區(qū)110) ；η型基區(qū)且為η型半導體區(qū)域 的第一半導體區(qū)域111 (以下，稱為基區(qū)111)；作為P型基區(qū)的P型第二半導體區(qū)域112(以 下，稱為基區(qū)112)；作為發(fā)射區(qū)的η型第三半導體區(qū)域113(以下，稱為發(fā)射區(qū)113)；孔(溝 道)114 ；柵絕緣膜115 ；柵電極116 ；設置在集電區(qū)110的整個下面的集電極(第一電極)； 以及發(fā)射極(第二電極)13。這里，“柵電極”以與在上述實施例1中說明的“柵電極”相同 的意思使用。
基區(qū)(襯底)111如上述圖4所示，具有在第一方向相對的第一邊101和第二邊 102、以及在第二方向相對的第三邊103和第四邊104，由平面矩形構(gòu)成。基區(qū)111在該半導 體元件1的制造工序中，在用單晶硅晶片制作成IGBT(單元)11后，通過切割工序切出而成 半導體晶片?；鶇^(qū)111的平面形狀并不一定限定為該平面形狀，例如基區(qū)111由以第一邊 101和第二邊102為長邊，以第三邊103和第四邊104為短邊的平面長方形構(gòu)成。這里在實施例4中，“第一方向”和“第二方向”以與上述實施例1中說明的“第一 方向”和“第二方向，，相同的意思使用。如圖9 圖11及上述圖2 圖5所示，實施例4的層間絕緣膜12的平面形狀在 第一電極13的焊接區(qū)內(nèi)是具有延伸部121、連接部122和開口部123的網(wǎng)狀，其中，延伸部 121在第二方向隔開一定間隔地排列并設置在在第一方向延伸的第二電極13和柵電極116 之間，連接部122連接與其相鄰的延伸部121。另外，層間絕緣膜12的平面形狀在第一電極 13的焊接區(qū)外是只形成了設置在第二電極13和柵電極116之間的延伸部121的帶狀。層間絕緣膜12的所謂“網(wǎng)狀”是指具有延伸部121、連接部122和開口部123的 形狀，其中，延伸部121設置在柵電極116 (孔114)上并在與該柵電極116延伸的第一方向 相同的方向延伸且與柵電極116同樣地在第二方向上隔開一定間隔地排列并且平面形狀 具有帶狀，連接部122將在第二方向上相鄰的延伸部121之間相互連接構(gòu)成一體，該開口部 123形成在由在第二方向相鄰的兩條延伸部121和在第一方向鄰接的兩條連接部122圍成 的區(qū)域內(nèi)。由于連接部122在第一方向隔開一定間隔地連接在第二方向相鄰的延伸部121 之間，因而在第二電極13的焊接區(qū)內(nèi)能提高層間絕緣膜12的延伸部121及其正下方的柵 電極116的機械強度。尤其是對于焊接時產(chǎn)生的應力(例如超聲波振動能量)能防止層間 絕緣膜12的延伸部121及其正下方的柵電極116的裂紋及剝離。另一方面，層間絕緣膜12 的連接部122雖然設置在第二方向相鄰的延伸部121之間，但設有連接部122之處是至少 是焊接區(qū)內(nèi)，由于在焊接區(qū)內(nèi)設置由網(wǎng)狀形狀得到的開口部123，因而能抑制發(fā)射區(qū)113與 第二電極13之間的接觸面積及容許電流的減少并能確保焊接強度還能夠防止伴隨著焊接的層間絕緣膜12及柵電極116的破壞及剝離。另外，由于可以通過只變更層間絕緣膜12 的開口圖案就能實現(xiàn)這些效果而不用增加制造工序，因而制造容易且不增加制造成本。在 實施例4中，層間絕緣膜12具體地在實用上能夠使用氧化硅薄膜及磷硅玻璃(PSG)膜，該 磷硅玻璃膜的膜厚設定在例如0. 5 μ m 3. O μ m。這里，如圖12所示，存在層間絕緣膜12的開口部123的開口比率與不良發(fā)生率的 因果關(guān)系。圖12中，橫軸是層間絕緣膜12的開口部123的開口比率，左縱軸是因雪崩擊穿 (r ;s· 9 > ν )引起的不良率(％)，右縱軸是因引線接合(7 4W )的損 壞引起的不良率(％ )。這里，由于以層間絕緣膜12的開口部123為掩模進行貫通第三半 導體區(qū)域113的蝕刻，因而開口比率是用相當于第三半導體區(qū)域113的第二寬度尺寸122W 的連接部122的第一方向的寬度尺寸(=第二寬度尺寸122W)去除相當于圖9及圖10所 示的第三半導體區(qū)域113的第一寬度尺寸121W的層間絕緣膜12的延伸部121的第二方向 的寬度尺寸(=第一寬度尺寸121W 從延伸部121的柵絕緣膜114的一端到位于最短距離 的開口部123端的尺寸)得到的值。若層間絕緣膜12的開口部123的開口比率增加，也就是相對于延伸部121的第一 寬度尺寸121W連接部122的第二寬度尺寸122W增加，則可以減少起因于引線接合的損壞 的不良率。在圖12所示的曲線A中開口比率為2. 2，在曲線B中開口比率為2. 0，而不良率 實際上為零。即，能夠防止層間絕緣膜12的延伸部121及其正下方的柵電極116的裂紋及 剝離。曲線A的引線接合的條件是焊接負荷為1200g/cm2，超聲波振動能量(超聲波功率) 在第一側(cè)(” H卜側(cè))為145Hz，在第二側(cè)(七力> K側(cè))為190Hz，超聲波振動時間 在第一側(cè)為120msec，在第二側(cè)為170msec。另外，曲線B的引線接合的條件是焊接負荷為 1200g/cm2，超聲波振動能量(超聲波功率)在第一側(cè)為145Hz，在第二側(cè)為180Hz，超聲波 振動時間在第一側(cè)為120msec，在第二側(cè)為170msec。另一方面，若層間絕緣膜12的開口部123的開口比率增加，也就是相對于延伸部 121的第一寬度尺寸121W連接部122的第二寬度尺寸122W增加，則如曲線C所示，以開口 比率2. 6為界起因于雪崩擊穿的不良率增大。這是因為，在開口部123在露出了第三半導 體區(qū)域113的區(qū)域上來自壓焊絲的電流通道雖為最短，但從連接部122的中央(例如圖10 中以標號K表示)到第三半導體區(qū)域Il3的電流通道變長，電流的動態(tài)特性的時滯變大。重 要的是雪崩容量U )”、八工耐量)使已施加的能量分散到更廣的部分緩和了電流集中 并且使寄生晶體管不接通。其中，降低第三半導體區(qū)域113正下方的第二半導體區(qū)域112 的電阻是有效的。由于以層間絕緣膜12為掩模蝕刻到貫通第三半導體區(qū)域113的一部分， 因而開口部123與第三半導體區(qū)域113正下方的第二半導體區(qū)域112的電阻具有密切的關(guān) 系。也就是說，基于圖12所示的因果關(guān)系，如果將連接部122的第二寬度尺寸122W設定成 比層間絕緣膜12的延伸部121的第一寬度尺寸121W大(第一寬度尺寸121W <第二寬度 尺寸122W)，則可以減少起因于引線接合損壞的不良率。再有，為了減少起因于引線接合損 壞的不良率以及減少起因于雪崩擊穿的不良率，層間絕緣膜12的延伸部121的第一寬度尺 寸121W與連接部122的第二寬度尺寸122W需要滿足以下關(guān)系式。第二寬度尺寸< 2. OX第一寬度尺寸 2. 6X第一寬度尺寸滿足上述關(guān)系式的本發(fā)明的實施例4的其它尺寸例如為如下的尺寸(參照圖10)。1.孑L 114 的孔寬度(a) 0. 5 μ m。
2.孔 114 的排列間距(b) :2· 0 μ m。3，層間絕緣膜12的延伸部121的寬度(121W) 0. 5ym04.層間絕緣膜12的連接部122的寬度(122W) :1. Ομπι。5.連接部122的第二方向的排列間距(c) :9. O μ m。6.孔 114 的孔的長度(d) 8. O μ m。7.第二半導體區(qū)域112的雜質(zhì)密度6. OX 1017atoms/cm2。8.第二半導體區(qū)域112的接合深度1.4μπι。9.第三半導體區(qū)域113的雜質(zhì)密度5. OX 1019atoms/cm2。10.第三半導體區(qū)域113的接合深度0. 3 μ m。11.柵電極116的寬度尺寸0. 5μπι。實施例4中，層間絕緣膜12的平面形狀還如上述圖3所示，最好采用將在第一方 向隔開一定間隔地排列的開口部123和與其相對在第二方向相鄰的開口 123偏置的網(wǎng)狀。 偏置量例如是排列間距的二分之一。這里，所謂層間絕緣膜12的平面形狀設定為網(wǎng)狀的“第二電極13的焊接區(qū)”是指 電連接第二電極(發(fā)射極)13與發(fā)射極用引線(外部端子)的壓焊絲(32)進行焊接的區(qū) 域。在第二電極13上設置保護膜14，如圖11所示在該保護膜14上設置用于將壓焊絲(32) 與第二電極13電連接的開口 141，第二電極13的焊接區(qū)是在該保護膜14上設置的開口 141 的區(qū)域內(nèi)。在第二電極13的焊接區(qū)外，層間絕緣膜12的平面形狀是帶狀。詳細地說，層間絕 緣膜12具有延伸部121和開口部124，其中，延伸部121設置在柵電極116 (或孔114)上 并在與該柵電極116延伸的第一方向相同的方向延伸且與柵電極116的排列間隔同樣地在 第二方向上隔開一定間隔地排列多個并且平面形狀具有帶狀，開口部124被夾持在第二方 向相鄰的延伸部121之間且在第二方向上隔開一定間隔地排列多個并且具有平面帶狀。在 第二電極13的焊接區(qū)外，由于無需提高針對焊接時產(chǎn)生的應力的機械強度，因而在第二方 向相鄰的延伸部121之間可以不設置連接部122。未設置連接部122的結(jié)果能夠增加開口 部124的開口面積，因而能夠確保發(fā)射區(qū)113和第二電極13之間的接觸面積和容許電流， 能防止電場集中。也就是說，第二電極(發(fā)射極)13設置在層間絕緣膜12上，并且在第二電極13的 焊接區(qū)內(nèi)，第二電極13通過層間絕緣膜12的開口部123與IGBTll連接。在第二電極13的 焊接區(qū)外，第二電極13通過層間絕緣膜12的開口部124與IGBTll連接。第二電極13作 為發(fā)射極(或源電極)使用，該第二電極13可以使用例如鋁合金膜。鋁合金膜是添加了防 止合金穿透的硅、防止遷移的銅等的添加劑的鋁。如圖11所示，保護膜14在襯底10的主面上的全部區(qū)域設置在第二電極13上。保護膜14如圖11及上述圖2 圖4所示，在元件區(qū)域上在第二電極13上的焊接區(qū)設有開口 141。另外，保護膜14如上述圖4所示，在元件區(qū)域上由保護膜14的開口 142露出用于與 IGBTll的柵電極116電連接的焊接電極13G。柵電極116的焊接電極13G在與第二電極13 相同的導電層以相同的導電性材料構(gòu)成。保護膜14的開口 141如上述圖4所示，配置在基 區(qū)(襯底)111的中央部分，開口 142配置在基區(qū)111的第三邊103附近。開口 142的平面面 積比開口 141的平面面積小。保護膜14實用上可以使用例如聚酰亞胺膜(PIF-poly-imidefilm)等的樹脂膜或PSG膜。其次，說明半導體器件的組裝制造。與上述圖4所示的實施例1的半導體器件201同樣，實施例4的半導體器件201具 有半導體元件1 ；具有搭載半導體元件1的管芯焊接區(qū)21D且在第二方向(X方向)延伸的 第一引線(集電極用外部端子)21 ；設置在第一引線21的左側(cè)且在第一方向延伸的第二引 線(柵極用外部端子)22;設置在第一引線21的右側(cè)且在第一方向延伸的第三引線(發(fā)射 極用外部端子)23 ；電連接第二引線22與半導體元件1的焊接電極13G之間的壓焊絲31 ； 電連接第三引線23與半導體元件1的第二電極13的焊接區(qū)之間的壓焊絲32 ；以及密封體 4。第一引線21、第二引線22及第三引線23能使用Cu片、Fe-Ni合金片等。也可以 對Cu片的表面進行鍍Ni。雖然在圖11及上述圖4未詳細表示，但在第一引線21的管芯焊接區(qū)21D上介入 導電性粘結(jié)材料地電氣且機械地連接半導體元件1的背面的第一電極。
壓焊絲31通過形成于半導體元件1的保護膜14上的開口 142與焊接電極13G電 連接。同樣地，壓焊絲32通過形成于襯底10上的保護膜14的開口 141與電極13電連接。 壓焊絲31和32實用上可以使用例如Au、Lu、Al等金屬絲，該金屬絲使用焊接裝置通過與超 聲波振動并用熱壓焊來進行焊接。密封體4使用例如環(huán)氧系樹脂。該環(huán)氧系樹脂通過例如模制法成形。在密封體4 的內(nèi)部氣密地密封有半導體元件1、第一引線21、第二引線22及第三引線23的各個的內(nèi)部 (一部分)，壓焊絲31和32。在突出有第一引線21、第二引線22及第三引線23的各個的 外部密封件4的外部(一部分)。半導體器件201的組裝順序如下。首先，制造依次形成了 IGBT11、層間絕緣膜12、 第二電極13、保護膜14的各個的半導體元件1。其次，在第一引線21的管芯焊接區(qū)21D上 安裝半導體元件1。接著，焊接壓焊絲31及32。然后，通過由密封件4對半導體元件1等 進行模制，從而完成實施例4的半導體器件201。下面，說明半導體器件的特征。如圖9 圖11及上述圖2 圖4所示，在實施例4的半導體器件201中，焊接區(qū) 內(nèi)的層間絕緣膜12的平面結(jié)構(gòu)構(gòu)成為網(wǎng)狀，由于利用連接部122增強層間絕緣膜12的在 第二方向鄰接的延伸部121的機械強度，因而能確保焊接時的層間絕緣膜12的焊接強度， 并且能防止伴隨著焊接的層間絕緣膜12的破壞及電極(例如柵電極116及第二電極13) 的破壞。再有，在實施例4的半導體器件201中，由于在第二方向隔開一定間隔地配置層間 絕緣膜12的連接部122，因而可以充分地確保開口部123的平面面積。因此，由于可以充分 地確保具有帶狀結(jié)構(gòu)的IGBTll的本來特性即接觸面積，因而能夠提供能減少電場集中并 能確保充分的耐壓且半導體元件1的電氣特性良好的半導體器件201。再有，在實施例4的半導體器件201中，由于將第三半導體區(qū)域113的延伸部121 下(或延伸部121)的第一寬度尺寸121W與第三半導體區(qū)域113的連接部122下(或連接 部122)的第二寬度尺寸122W的比率設定在適當?shù)姆秶蚨艽_保焊接時的層間絕緣膜 12的焊接強度，并且能確保充分的耐壓。
另外，在實施例4的半導體器件201中，由于焊接區(qū)外的層間絕緣膜12的平面形 狀由帶狀構(gòu)成，因而如上所述能確保半導體元件1的電氣特性。另外，在實施例4的半導體器件201中，由于用于起到這樣的作用效果的層間絕緣 膜12的平面形狀僅通過變更制造用掩模圖案就能對應，因而無需特別增加制造工序數(shù)，可 以降低制造成本。再有，第二電極13、焊接電極13G的膜厚由于沒有必要為了焊接而加厚， 因而在這點上也能降低成本。變形例在實施例4的變形例的半導體器件201中，IGBTll的層間絕緣膜12的特別是焊 接區(qū)內(nèi)的平面形狀與上述圖8所示的實施例1的半導體器件201同樣，由以在第一方向上 以一定間隔排列的開口 123、和與其相對地在第二方向側(cè)相鄰的開口 123處于同一直線上 的方式隨時形成的網(wǎng)狀構(gòu)成。即，若在第二方向觀察連接部122則形成在一條直線上，若在 第一方向觀察則以一定間隔重復地形成，變形例的層間絕緣膜12的平面形狀對連接部122 及開口 123的排列間距未偏置。在這樣構(gòu)成的變形例的半導體器件201中，可以起到與由上述實施例4的半導體 器件201得到的效果相同的效果。此外，在實施例4的半導體器件201中，僅在半導體元件1的焊接區(qū)內(nèi)將層間絕緣 膜12的平面形狀做成網(wǎng)狀，但本發(fā)明并不限定于這種結(jié)構(gòu)，也可以將焊接區(qū)內(nèi)外的層間絕 緣膜12的平面形狀做成網(wǎng)狀。實施例5本發(fā)明的實施例5是上述實施例4的電力用半導體器件及其制造方法的變形例， 是說明將本發(fā)明應用于搭載了由具有平面結(jié)構(gòu)的IGBT構(gòu)成的半導體元件的電力用半導體 器件及其制造方法中的例子。下面，首先說明半導體元件(IGBT)的元件結(jié)構(gòu)。實施例5的搭載在半導體器件201上的半導體元件1如圖13所示，由具有平面結(jié) 構(gòu)的IGBTll構(gòu)成。即，IGBTll構(gòu)成為具有集電區(qū)(ρ型第四半導體區(qū)域)110 ;n型基區(qū) (η型第一半導體區(qū)域或襯底)111 ;ρ型基區(qū)(P型第二半導體區(qū)域)112 ；發(fā)射區(qū)(η型第三 半導體區(qū)域)113;柵絕緣膜115;柵電極116;集電極(第一電極)；以及發(fā)射極(第二電 極)13?；镜陌雽w元件1的斷面結(jié)構(gòu)雖與上述實施例4的半導體器件201的半導體元 件1的斷面結(jié)構(gòu)相同，但未設置圖9及圖10所示的孔114。也就是說，半導體元件1在基區(qū) 111的主面上介入有柵絕緣膜115地在平面結(jié)構(gòu)中配置柵電極116，以柵電極116為掩模利 用雙層擴散結(jié)構(gòu)配置基區(qū)112及發(fā)射區(qū)113。實施例6本發(fā)明的實施例6是在上述實施例4及實施例5的半導體器件201中，更換半導 體元件1與第二引線22及第三引線23之間的連接方法的例子。實施例6的半導體器件201如上述圖7及圖14所示，半導體元件1的焊接電極 13G與第二引線22之間利用夾持引線22C電連接，第二電極13與第三引線23之間利用夾 持引線23C電連接。夾持引線22C與焊接電極13G、第二引線22的各自之間的連接使用軟 釬焊膏35，兩者之間實現(xiàn)電氣和機械連接。同樣，夾持引線23C與第二電極13、第三引線23 的各自之間的連接使用軟釬焊膏36，兩者之間實現(xiàn)電氣和機械連接。
夾持引線22C及23C可以使用例如Cu片等金屬片或Fe-Ni合金片等的合金片。軟 釬焊膏35及36可以使用例如Pb-Sn軟釬料，或Sn-3wt% Ag-0. 5wt% Cu等的無鉛軟釬料。 焊接電極13G通過軟釬焊膏35與夾持引線22C的連接、第二引線22通過軟釬焊膏35與夾 持引線22C的連接與壓焊絲31的焊接同樣，利用將超聲波振動與熱壓焊并用的焊接方法來 進行。同樣地，第二電極13通過軟釬焊膏36與夾持引線23C的連接、第三引線23通過軟 釬焊膏36與夾持引線23C的連接使用利用加熱器等進行的加熱法，或者與壓焊絲32的焊 接同樣，使用將超聲波振動與熱壓焊并用的焊接方法。另外，為了提高焊接電極13G與軟釬焊膏35的接合性，同樣為了提高第二電極13 與軟釬焊膏36的接合性，可以在焊接電極13G、第二電極13各個的表面上形成濕潤性改善 膜(濡Λ性向上膜)。該濕潤性改善膜在實用上可以使用例如在Ti層上疊層了 Ni層的復合在這樣構(gòu)成的實施例6的半導體器件201中，可以起到與由上述實施例4及實施 例5的半導體器件201得到的效果相同的效果。再有，還具有夾持引線22C及23C的金屬片或合金片的電阻成分及電感成分比金 屬絲配線的相應成分小的特征。相反，金屬片或合金片與焊接區(qū)的接合部產(chǎn)生的應力雖增 大，但在實施例6中，由于在第二電極13的焊接區(qū)中，層間絕緣膜12具有連接部122，因而 可以提高第二電極13的焊接區(qū)的機械強度。因此，在半導體器件201中，能夠減小電阻成 分及電感成分，并能夠防止層間絕緣膜12的剝離及柵電極116的剝離。如上所述，雖然通過實施例1 實施例6及幾個變形例記載了本發(fā)明，但成為該公 開的一部分的論述及附圖并不限定本發(fā)明。本發(fā)明能夠應用于各種的替代實施方式、實施 例以及運用技術(shù)。例如，在上述實施方式等中，雖然說明的是搭載由IGBTll構(gòu)成的半導體 元件1的半導體器件201的例子，但本發(fā)明并不限定于IGBT11，也可以適用于由功率晶體 管(功率M0SFET)構(gòu)成的半導體元件及搭載了該元件的半導體器件。另外，不只是溝道結(jié) 構(gòu)，本發(fā)明也可以適用于由具有平面結(jié)構(gòu)的功率晶體管構(gòu)成的半導體元件及搭載了該元件 的半導體器件。另外，上述的層間絕緣膜12的開口部123的角部也可以帶有圓角。本發(fā)明可以廣泛地利用于需要確保焊接強度，并且防止伴隨著焊接的層間絕緣膜 的破壞及電極的破壞的半導體器件及其制造方法。另外，本發(fā)明可以廣泛地利用于能比較 地確保破壞容量并能確保焊接強度且防止伴隨著焊接的層間絕緣膜的破壞及電極的剝離 及破壞的半導體器件及其制造方法。并且，本發(fā)明可以廣泛地利用于需要提高半導體元件 的電氣特性的半導體器件及其制造方法。再有，本發(fā)明可以廣泛地利用于需要降低制造成 本的半導體器件及其制造方法。
權(quán)利要求
一種半導體器件，其特征在于，具有襯底，具有在第一方向相對的第一邊和第二邊、以及在與上述第一方向相交的第二方向相對的第三邊和第四邊；第一半導體區(qū)域，在上述襯底上在上述第二方向設置多個且露出第一主面地配設并具有第一導電型；第二半導體區(qū)域，在上述第一半導體區(qū)域內(nèi)在上述第二方向設置多個且在上述第一半導體區(qū)域的第一主面露出第二主面并具有與上述第一導電型相反的第二導電型；控制電極，跨在上述第一半導體區(qū)域的上述第二半導體區(qū)域、和在上述第二方向鄰接的其它上述第一半導體區(qū)域的其它上述第二半導體區(qū)域之間地配設；層間絕緣膜，具有延伸部、連接部以及開口部，上述延伸部覆蓋上述控制電極上并在上述第一方向延伸，上述連接部在上述第一方向隔開一定間隔地連接在上述第二方向鄰接的上述延伸部彼此，上述開口部由上述延伸部和上述連接部規(guī)定開口形狀并露出上述第一半導體區(qū)域的上述第一主面和上述第二半導體區(qū)域的上述第二主面；以及電極，配置在上述層間絕緣膜上并通過上述層間絕緣膜的上述開口部與上述第一半導體區(qū)域的上述第一主面以及上述第二半導體區(qū)域的上述第二主面電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體器件，其特征在于，還具有孔，在上述第一半導體區(qū)域的上述第二半導體區(qū)域和在上述第二方向鄰接的其它上述 第一半導體區(qū)域的其它上述第二半導體區(qū)域之間從上述第一半導體區(qū)域的上述第一主面 向上述襯底側(cè)貫通上述第一半導體區(qū)域地配置并且在上述第一方向延伸；以及 絕緣膜，配置在上述孔的側(cè)面及上述孔的底面上， 上述控制電極介入有上述絕緣膜地埋設在上述孔中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體器件，其特征在于，還具有第三半導體區(qū)域，配置在上述第一半導體區(qū)域的上述第二半導體區(qū)域和在上述第二方 向鄰接的其它上述第一半導體區(qū)域的其它上述第二半導體區(qū)域之間且露出第三主面并具 有第二導電型；以及絕緣膜，配置在上述第三半導體區(qū)域的上述第三主面上，上述控制電極介入有上述絕緣膜地配置在上述第三半導體區(qū)域的上述第三主面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體器件，其特征在于，上述層間絕緣膜由上述延伸部、上 述連接部及上述開口部構(gòu)成為網(wǎng)狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體器件，其特征在于，上述層間絕緣膜的上述連接部配 置在上述電極的焊接區(qū)的正下方的區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體器件，其特征在于，上述電極與金屬絲、夾持引線的任 一外部配線電連接。
7.一種半導體器件的制造方法，其特征在于，具有以下工序形成襯底、第一半導體區(qū)域、第二半導體區(qū)域、以及控制電極的工序，其中，襯底具有在 第一方向相對的第一邊和第二邊以及在與上述第一方向相交的第二方向相對的第三邊和 第四邊，第一半導體區(qū)域在上述襯底上在上述第二方向設置多個且露出第一主面地配置并 具有第一導電型，第二半導體區(qū)域在上述第一半導體區(qū)域內(nèi)在上述第二方向設置多個且在 上述第一半導體區(qū)域的第一主面露出第二主面并具有與上述第一導電型相反的第二導電型，控制電極跨在上述第一半導體區(qū)域的上述第二半導體區(qū)域和在上述第二方向鄰接的其它上述第一半導體區(qū)域的其它上述第二半導體區(qū)域之間地配置；形成層間絕緣膜的工序，該層間絕緣膜具有延伸部、連接部以及開口部，上述延伸部覆 蓋上述控制電極上并在上述第一方向延伸，上述連接部在上述第一方向隔開一定間隔地連 接在上述第二方向鄰接的上述延伸部彼此，上述開口部由上述延伸部和上述連接部規(guī)定開 口形狀并露出上述第一半導體區(qū)域的上述第一主面和上述第二半導體區(qū)域的上述第二主 面；形成電極的工序，該電極配置在上述層間絕緣膜上并通過上述層間絕緣膜的上述開口 部與上述第一半導體區(qū)域的上述第一主面以及上述第二半導體區(qū)域的上述第二主面電連 接；以及在上述電極上形成與該電極電連接的外部配線的工序。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，形成上述層間絕緣膜 的工序是形成在焊接區(qū)正下方的區(qū)域配置上述連接部的層間絕緣膜的工序，形成上述外部 配線的工序是在上述焊接區(qū)形成與上述電極電連接的上述外部配線的工序。
9.一種半導體器件，其特征在于，具有 第一導電型的第一半導體區(qū)域；第二半導體區(qū)域，在第二方向設置多個并露出第一主面且具有與上述第一導電型相反 導電型的第二導電型；第三半導體區(qū)域，在上述第二半導體區(qū)域內(nèi)在上述第二方向設置多個并在上述第二半 導體區(qū)域內(nèi)露出第二主面且具有上述第一導電型；控制電極，跨在上述第二半導體區(qū)域的上述第三半導體區(qū)域和在上述第二方向相鄰的 其它上述第二半導體區(qū)域的其它上述第三半導體區(qū)域之間地配置；層間絕緣膜，具有延伸部、連接部以及開口部，上述延伸部覆蓋上述控制電極上并在與 上述第二方向相交的第一方向延伸，上述連接部在上述第一方向隔開一定間隔地連接在上 述第二方向相鄰的上述延伸部彼此，上述開口部由上述延伸部和上述連接部規(guī)定開口形狀 并露出上述第二半導體區(qū)域的上述第一主面和上述第三半導體區(qū)域的上述第二主面；以及 電極，配置在上述層間絕緣膜上并通過上述層間絕緣膜的上述開口部與上述第二半導 體區(qū)域的上述第一主面以及上述第三半導體區(qū)域的上述第二主面電連接，上述連接部下的上述第三半導體區(qū)域的上述第一方向的第二寬度尺寸比上述延伸部 下的上述第三半導體區(qū)域的上述第二方向的第一寬度尺寸大。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導體器件，其特征在于，上述開口部貫通第三半導體區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導體器件，其特征在于，上述第一寬度尺寸和上述第二寬 度尺寸滿足以下關(guān)系式第二寬度尺寸< 2. OX第一寬度尺寸 2. 6X第一寬度尺寸。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導體器件，其特征在于，還具有孔，在上述第二半導體區(qū)域的上述第三半導體區(qū)域和在上述第二方向相鄰的其它上述 第二半導體區(qū)域的其它上述第三半導體區(qū)域之間從上述第二半導體區(qū)域的上述第一主面 向上述第一半導體區(qū)域側(cè)貫通上述第二半導體區(qū)域地配置在在上述第一方向延伸；以及絕緣膜，配置在上述孔的側(cè)面及上述孔的底面上，上述控制電極介入有上述絕緣膜地埋設在上述孔中。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導體器件，其特征在于，上述層間絕緣膜的上述連接部配 置在上述電極的焊接區(qū)的正下方的區(qū)域。
14.一種半導體器件的制造方法，其特征在于，具有以下工序形成第一導電型的第一半導體區(qū)域、第二半導體區(qū)域、第三半導體區(qū)域、控制電極的工 序，其中，第二半導體區(qū)域在第二方向設置多個并露出第一主面且具有與上述第一導電型 相反導電型的第二導電型，第三半導體區(qū)域在上述第二半導體區(qū)域內(nèi)在上述第二方向設置 多個并在上述第二半導體區(qū)域內(nèi)露出第二主面且具有上述第一導電型，控制電極跨在上述 第二半導體區(qū)域的上述第三半導體區(qū)域和在上述第二方向相鄰的其它上述第二半導體區(qū) 域的其它上述第三半導體區(qū)域之間地配置；形成層間絕緣膜的工序，該層間絕緣膜具有延伸部、連接部以及開口部，上述延伸部覆 蓋上述控制電極上并在與上述第二方向相交的第一方向延伸，上述連接部在焊接區(qū)的正下 方的區(qū)域并在上述第一方向隔開一定間隔地連接在上述第二方向相鄰的上述延伸部彼此， 上述開口部由上述延伸部和上述連接部規(guī)定開口形狀并露出上述第二半導體區(qū)域的上述 第一主面和上述第三半導體區(qū)域的上述第二主面，利用上述開口部使上述連接部下的上述 第三半導體區(qū)域的上述第一方向的第二寬度尺寸比上述延伸部下的上述第三半導體區(qū)域 的上述第二方向的第一寬度尺寸大；形成電極的工序，該電極配置在上述層間絕緣膜上并通過上述層間絕緣膜的上述開口 部與上述第二半導體區(qū)域的上述第一主面以及上述第三半導體區(qū)域的上述第二主面電連 接；以及在上述焊接區(qū)在上述電極上形成與該電極電連接的外部配線的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供能確保焊接強度并且能防止伴隨著焊接的層間絕緣膜(12)的破壞及電極(13)的破壞且能提高電氣特性的半導體器件及其制造方法。搭載在半導體器件上的半導體元件(1)具有層間絕緣膜(12)，該具有層間絕緣膜延伸部(121)、連接部(122)及開口部(123)，其中，該延伸部覆蓋柵電極(116)上并在第一方向延伸，該連接部在第一方向隔開一定間隔地連接在第二方向鄰接的延伸部彼此，該開口部由延伸部和連接部規(guī)定開口形狀并露出上述基區(qū)(112)的主面和發(fā)射區(qū)(113)的主面。另外，連接部(122)下的在第一方向的第二寬度尺寸(122W)設定為比層間絕緣膜(12)的延伸部(121)下的發(fā)射區(qū)(113)的第二方向的第一寬度尺寸(121W)大。
文檔編號H01L21/60GK101821853SQ20088011101
公開日2010年9月1日 申請日期2008年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月9日
發(fā)明者鹽見新, 鳥居克行 申請人:三墾電氣株式會社