半导体装置以及半导体装置的制造方法制造方法及图纸

半导体装置具备半导体基板(1)、绝缘膜(2)以及电极(3)。半导体基板(1)具有第一表面(1a)。绝缘膜(2)设置于半导体基板(1)的第一表面(1a)上，且在与第一表面(1a)相反的一侧具有第二表面(2a)。电极(3)连接于绝缘膜(2)的第二表面(2a)，且具有侧面(3a)、与所述绝缘膜(2)接触的第一面(3e)以及位于与第一面(3e)相反的一侧的第二面(3f)。电极(3)的第二面(3f)的外周形成于比第一面(3e)的外周靠内侧的位置。

Semiconductor devices and manufacturing methods of semiconductor devices

The semiconductor device has a semiconductor substrate (1), an insulating film (2) and an electrode (3). The semiconductor substrate (1) has a first surface (1a). The insulating film (2) is arranged on the first surface (1a) of the semiconductor substrate (1) and has a second surface (2a) on the opposite side of the first surface (1a). The electrode (3) is connected to the second surface (2a) of the insulating film (2) and has a side (3a), a first surface (3e) in contact with the insulating film (2) and a second surface (3f) on the opposite side of the first (3e). The circumference of the second side (3f) of the electrode (3) is formed in the inner side of the circumference of the first side (3e).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置以及半导体装置的制造方法
本专利技术涉及一种半导体装置以及半导体装置的制造方法。
技术介绍
为了构成半导体装置(半导体器件)，需要层叠多种材料。例如，在半导体基板上形成氧化膜等绝缘膜，在该绝缘膜上层叠Cu(铜)膜等电极。当绝缘膜和电极的温度上升时，由于绝缘膜与电极的线膨胀系数的差而在绝缘膜与电极的界面产生应力。由于该应力而绝缘膜被施加负荷。由此有可能绝缘膜被破坏。另外，如果电极的膜厚变厚，则在绝缘膜与电极的界面产生的应力增大。因此，在电极的膜厚变厚的情况下，由于该应力而绝缘膜被破坏的可能性变高。例如，在日本特开2015-185783号公报(专利文献1)中记载了具备厚膜的金属电极的半导体装置。在该半导体装置中，金属电极具有阶梯状的构造。专利文献1：日本特开2015-185783号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题一般来说，在与绝缘膜连接的电极的区域的外周边缘(以下称为终端部)，应力负荷最集中于绝缘膜，因此该终端部容易成为绝缘膜的破坏的起点。在上述公报所记载的半导体装置中，金属电极的终端部的膜厚比金属电极的中心部的膜厚薄。因此，能够谋求降低容易成为绝缘膜的破坏的起点的终端部处的应力。另外，电极的侧面的形状也成为绝缘膜的破坏的主要原因。也就是说，电极的侧面与绝缘膜的上表面所形成的角度越小则越不易引起终端部处的应力集中，电极的侧面与绝缘膜的上表面所形成的角度越大则越容易引起终端部处的应力集中。在上述公报所记载的半导体装置中，金属电极的侧面与绝缘膜的上表面形成大致直角。因而，在终端部，在绝缘膜中容易引起应力集中，因此上述公报所记载的半导体装置的金属电极的构造作为应力降低对策而言是不充分的。另外，即使金属电极具有阶梯状的构造，如果阶梯状的构造的第一个台阶的膜厚变厚，则金属电极的终端部处的应力降低效果也会减弱。因此，存在在绝缘膜引起应力集中的可能性。因此，存在由于该应力而绝缘膜被破坏的可能性。本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够抑制因在绝缘膜与电极的界面产生的应力引起的绝缘膜的破坏的半导体装置以及半导体装置的制造方法。用于解决问题的方案本专利技术的半导体装置具备半导体基板、绝缘膜以及电极。半导体基板具有第一表面。绝缘膜设置于半导体基板的第一表面上，且在与第一表面相反的一侧具有第二表面。电极连接于绝缘膜的第二表面，且具有侧面、与绝缘膜接触的第一面以及与第一面相反的一侧的第二面。电极的第二面的外周形成于比第一面的外周靠内侧的位置。专利技术的效果根据本专利技术的半导体装置，电极的第二面的外周形成于比第一面的外周靠内侧的位置。因此，能够谋求容易成为绝缘膜的破坏的起点的边缘处的应力降低。另外，由于电极与绝缘膜以小的角度来连接，因此能够抑制绝缘膜处的应力集中。因而，能够抑制因在绝缘膜与电极的界面产生的应力引起的绝缘膜的破坏。附图说明图1是概要性地示出本专利技术的实施方式1所涉及的半导体装置的截面图。图2是本专利技术的实施方式1所涉及的半导体装置的电极构造的分析模型的示意图。图3是在本专利技术的实施方式1所涉及的半导体装置的电极构造的分析中使用的模块的构造图。图4是表示本专利技术的实施方式1所涉及的半导体装置的电极构造的应力降低效果的分析结果的图。图5是用于说明本专利技术的实施方式1所涉及的半导体装置的电极构造的尺寸的示意图。图6是概要性地示出本专利技术的实施方式1所涉及的半导体装置的制造方法的第一工序的截面图。图7是概要性地示出本专利技术的实施方式1所涉及的半导体装置的制造方法的第二工序的截面图。图8是概要性地示出本专利技术的实施方式1所涉及的半导体装置的制造方法的第三工序的截面图。图9是概要性地示出本专利技术的实施方式1所涉及的半导体装置的制造方法的第四工序的截面图。图10是概要性地示出本专利技术的实施方式1所涉及的半导体装置的制造方法的第五工序的截面图。图11是概要性地示出本专利技术的实施方式1所涉及的半导体装置的制造方法的第六工序的截面图。图12是概要性地示出本专利技术的实施方式1所涉及的半导体装置的制造方法的第七工序的截面图。图13是概要性地示出本专利技术的实施方式2所涉及的半导体装置的截面图。图14是概要性地示出本专利技术的实施方式2所涉及的半导体装置的制造方法的第一工序的截面图。图15是概要性地示出本专利技术的实施方式2所涉及的半导体装置的制造方法的第二工序的截面图。图16是概要性地示出本专利技术的实施方式2所涉及的半导体装置的制造方法的第三工序的截面图。图17是概要性地示出本专利技术的实施方式3所涉及的半导体装置的截面图。图18是概要性地示出本专利技术的实施方式3所涉及的半导体装置的制造方法的第一工序的截面图。图19是概要性地示出本专利技术的实施方式3所涉及的半导体装置的制造方法的第二工序的截面图。图20是概要性地示出本专利技术的实施方式3所涉及的半导体装置的制造方法的第三工序的截面图。图21是概要性地示出本专利技术的实施方式3所涉及的半导体装置的制造方法的第四工序的截面图。图22是概要性地示出本专利技术的实施方式3所涉及的半导体装置的制造方法的第五工序的截面图。图23是概要性地示出本专利技术的实施方式3所涉及的半导体装置的制造方法的第六工序的截面图。图24是概要性地示出本专利技术的实施方式4所涉及的半导体装置的截面图。图25是概要性地示出本专利技术的实施方式4所涉及的半导体装置的制造方法的第一工序的截面图。图26是概要性地示出本专利技术的实施方式4所涉及的半导体装置的制造方法的第二工序的截面图。图27是概要性地示出本专利技术的实施方式4所涉及的半导体装置的制造方法的第三工序的截面图。图28是概要性地示出本专利技术的实施方式5所涉及的半导体装置的截面图。图29是概要性地示出本专利技术的实施方式5所涉及的半导体装置的制造方法的第一工序的截面图。(附图标记说明)1：半导体基板；1a：第一表面；2：绝缘膜；2a：第二表面；3：电极；3a：侧面；3a1：弯曲部；3b：边缘；3b2：第二台阶部的边缘(第二台阶部的侧面部的下端)；3c：中心部；3d：终端部；3e：第一面；3f：第二面；31：第一台阶部；32：第二台阶部。具体实施方式下面，基于附图来说明本专利技术的实施方式。(实施方式1)参照图1来说明本专利技术的实施方式1所涉及的半导体装置的结构。图1是表示实施方式1的半导体装置的截面形状的示意图。本实施方式的半导体装置具备半导体基板1、绝缘膜2以及电极3。在半导体基板1中制作有半导体元件(半导体器件)。半导体器件的种类例如是IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor：绝缘栅双极型晶体管)、MOSFET(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)等。半导体基板1的材料是硅(Si)、碳化硅(SiC)等。此外，关于半导体器件，只要能够形成本实施方式的电极形状即可，不论构造、材料、形状如何。具体地说，半导体器件的构造也可以是二极管等。另外，半导体器件的材料也可以是氮化镓(GaN)等。半导体基板1具有第一表面1a。绝缘膜2形成于半导体基板1上。具体地说，绝缘膜2设置于半导体基板1的第一表面1a上。在使用半导体基板1制作的半导体器件的种类是MOSFET的情况下，作为绝缘膜2可以使用绝缘氧化膜。该绝缘氧化膜配置于电极(电极用金属膜)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其特征在于，具备：半导体基板，具有第一表面；绝缘膜，设置于所述半导体基板的所述第一表面上，且在与所述第一表面相反的一侧具有第二表面；以及电极，连接于所述绝缘膜的所述第二表面，且具有侧面、与所述绝缘膜接触的第一面以及与所述第一面相反的一侧的第二面，其中，所述电极的所述第二面的外周与所述第一面的外周相比形成于内侧。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.10 JP 2016-1161141.一种半导体装置，其特征在于，具备：半导体基板，具有第一表面；绝缘膜，设置于所述半导体基板的所述第一表面上，且在与所述第一表面相反的一侧具有第二表面；以及电极，连接于所述绝缘膜的所述第二表面，且具有侧面、与所述绝缘膜接触的第一面以及与所述第一面相反的一侧的第二面，其中，所述电极的所述第二面的外周与所述第一面的外周相比形成于内侧。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述电极的所述侧面包括弯曲部，该弯曲部弯曲成：朝向所述侧面与所述第二表面连接的边缘而所述电极的膜厚变薄、且向所述第二表面侧凹陷。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其中，所述电极包括被所述侧面包围的中心部，从自所述第二表面起的所述侧面的膜厚为所述中心部的膜厚的1/3的地点至所述边缘为止的沿着所述第二表面的方向上的距离是所述地点处的所述侧面的膜厚的10倍以上的尺寸。4.根据权利要求2或3所述的半导体装置，其中，所述侧面构成为从所述第一面至所述第二面连续地弯曲。5.根据权利要求2～4中的任一项所述的半导体装置，其中，所述电极是包括第一台阶部和第二台阶部的至少2台阶以上的台阶构造，该第一台阶部设置于所述绝缘膜的所述第二表面且具有所述弯曲部，该第二台阶部以在与所述绝缘膜之间夹入所述第一台阶部的方式层叠于所述第一台阶部。6.根据权利要求5所述的半导体装置，其中，所述第一台阶部的膜厚为所述第二台阶部的膜厚的1/2以下。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤祐司，吉田基，藤田淳，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP