[发明专利]半导体装置及电力转换装置

说明书

本发明提供半导体装置及电力转换装置，在具有利用护圈包围半导体有源区域的终端构造的半导体装置中，可抑制连接于护圈的金属层的腐蚀，可靠性高。半导体装置的特征在于，具备形成于半导体基板的主面的有源区域和以包围有源区域的方式形成于主面的护圈区域，护圈区域具有：护圈，其形成于半导体基板；层间绝缘膜，其以覆盖护圈的方式形成于半导体基板上；场板，其配置于层间绝缘膜上，经由贯通层间绝缘膜的触头与护圈电连接；以及保护膜，其覆盖场板，场板由与护圈接触的第一金属和接触地配置于第一金属上且标准电位比第一金属低的第二金属的层叠构造构成，第一金属的与保护膜的接触面积相对于第二金属的与保护膜的接触面积的比例为0.05以下。

技术领域

本发明涉及一种半导体装置的构造，特别涉及应用于具有利用护圈包围半导体有源区域的终端构造的半导体装置有效的技术。

背景技术

半导体装置被用于系统LSI(Large Scale Integration)、电力转换装置、混合动力汽车、电动汽车等的控制装置等广泛的领域。例如，作为逆变器等电力转换装置的主要部件的IGBT模块(Insulated Gate Bipolar Transistor：以下，简称为IGBT)面向铁路、电力、电动汽车被使用，除了低成本化和小型化，还要求即使在高温高湿环境下也具有高度可靠的功率模块。同样地，对于功率模块内的功率器件芯片，除了低成本化和小型化，还要求在高温高湿环境下实现高度可靠化的新的技术。

在这样的背景下，作为包围功率器件芯片的有源区域的终端构造的小型化技术，例如在专利文献1中提出了一种技术，其特征在于，具有连接于护圈的阻挡金属层与场电极的层叠构造，在将终端区域横切的方向上，阻挡金属层的一部分从场电极的两侧突出。

由此，能够兼顾高耐压化和小型化。

另外，在专利文献2的图19中提出了如下技术：在具有设于半导体基板的主面的肖特基势垒二极管(Schottky Barrier Diode：以下，称为SBD)的活性区域及从其端部设置到外侧的周边部的PSG(Phosphorus Silicate Glass)膜包覆区域的SBD元件中，具有互补地设于构成阳极电极的铝系金属膜上的有机系最终钝化膜和UBM(Under Bump Metal)层，用由下层铝系金属膜、铝扩散阻挡金属膜、上层铝系金属膜等构成的多层铝系金属构成阳极电极和场板电极。

由此，能够抑制裂纹产生。

另外，在专利文献3中提出了如下构造：包围活性区域的周围的边缘终端区域具有电场缓和机构，该电场缓和机构包括护圈、与护圈接触的第一场板以及夹着层间绝缘膜设于第一场板上的第二场板，第二场板的厚度比第一场板的厚度厚，第二场板间的间隔比第一场板间的间隔宽，在第二场板与层间绝缘膜之间设有与第二场板导电接触的阻挡金属膜，阻挡金属膜间的间隔与第一场板间的间隔相等。

由此，能够提高对外来电荷的屏蔽效果。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-251404号公报

专利文献2：日本特开2011-100811号公报

专利文献3：国际公开第2014/084124号

发明内容

发明所要解决的课题

然而，本申请发明者们研究后发现，在如专利文献1、专利文献3那样在横切终端区域的方向上阻挡金属层的一部分从场电极两侧突出的情况下，在高温高湿下，存在异种金属成为局部电池而腐蚀的电化学腐蚀的问题。

电化学腐蚀是因异种金属间的标准电位差引起的局部腐蚀，具有以下的式(1)的关系。

【数1】