[发明专利]半导体装置

说明书

本发明的目的在于提供一种可靠性高的半导体装置。本发明的半导体装置包括元件活性部（X）和元件周边部（Y），在元件活性部（X）和元件周边部（Y）的上表面形成有层间绝缘膜，在元件活性部（X）侧的层间绝缘膜的上表面形成有与p型基极区域和n型源极区域连接的源电极和用于包围源电极的环状栅极金属布线，并且栅极金属布线和栅电极连接。在半导体基板的第1主表面侧的上表面形成具有开口部的有机保护膜，开口部包括部分露出栅极金属布线的栅电极极板部分和部分露出源电极的源电极极板部分。在栅极金属布线和有机保护膜之间形成无机保护膜以覆盖栅极金属布线。

技术领域

本发明涉及具有元件活性部和元件周边部的半导体装置的保护膜。

背景技术

如图14所示的现有技术，在半导体基板100的上表面形成的由金属材料制成的栅极金属布线31，沟道停止电极32，源电极33，场板电极12上形成有作为无机保护膜10的诸如氧化硅膜或氮化硅膜的无机绝缘膜。并且，在无机绝缘膜的上表面形成有作为有机保护膜的诸如聚苯并恶唑膜或聚酰亚胺膜的有机绝缘膜。

为了在追求半导体装置稳定特性的同时提高耐压，形成第1绝缘层以跨过发射极电极和栅电极，在第1绝缘层的上表面和侧面上形成有第二绝缘层。栅电极被第一绝缘层部分覆盖（例如，参照专利文献1）。

而且，为了减小外部电荷的影响，使用氮化硅膜或聚酰亚胺膜等保护膜覆盖半导体元件的终端区域的保护环电极和源电极（例如，参照专利文献2）。

进一步地，为了减小外部电荷的影响并提高元件周边部的耐压，使用分离氧化膜或层间绝缘膜覆盖半导体元件的终端区域的场板电极（例如，参照专利文献3）。

在导电层上通过将由无机材料和有机材料制成的介电层层叠多层作为钝化层，缩短了用于钝化层开口的干法蚀刻工艺的时间，并且缓和了氮化硅层上施加的机械应力（例如，参照专利文献4）。

而且，在氮化硅膜上形成聚酰亚胺膜作为钝化膜，为了防止钝化膜开口部暴露的金属布线部的腐蚀，并提高聚酰亚胺和塑模树脂的粘结性，对聚酰亚胺膜表面进行灰化（例如，参照专利文献5）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-161240号公报

专利文献2：日本特开2008-227236号公报

专利文献3：日本特开2011-204710号公报

专利文献4：日本特开2001-230505号公报

专利文献5：日本特开平8-293492号公报

图14中示出的现有技术的保护膜具有两层结构，即在半导体基板100的表面上形成无机保护膜，并在无机保护膜上还形成有机保护膜，且在半导体装置的元件周边部Y的表面形成保护膜，以保护其免受杂质、或塑模树脂中的填充物导致的填充物冲击的损害，并且防止塑模树脂中的离子和来自外部的水分侵入。该保护膜具有保持元件周边部Y的电场分布，并且防止耐压劣化的作用。

然而，在组装工艺中由于施加在半导体装置上的应力会导致在元件周边部Y的无机保护膜上发生裂纹的情况。

在元件周边部Y的无机保护膜上发生裂纹的情况下，在诸如THB（温度、湿度、偏压测试）的高温、高湿氛围的可靠性试验中，电场局部地集中在裂纹发生位置处，引起漏极电极和源电极之间局部耐压降低，导致发生不良漏电。

而且，当没有形成导致裂纹发生的无机保护膜，仅形成有机保护膜时，虽然能够防止发生裂纹，但是在诸如THB试验的高温、高湿氛围的可靠性试验中，因为水分或塑模树脂中的离子侵入到保护膜和金属布线的界面以及保护膜和金属电极的界面中，所以在栅电极和源电极之间发生不良漏电。而且，在源电极上施加接地电压并在漏极电极上施加负的电压的情况下，在栅电极和漏极电极之间发生不良漏电。