半导体元件、半导体装置、电力变换装置以及半导体元件的制造方法制造方法及图纸

目的在于提供能够抑制第1电极以及第2电极的腐蚀的技术。半导体元件(101)具备半导体基板(1)、Al电极(2)、选择性地配设于Al电极(2)上的聚酰亚胺部件(3)以及Ni电极4。聚酰亚胺部件(3)在聚酰亚胺部件(3)的顶视时的周缘部的至少一部分中的剖面视时的与Al电极(2)相接的下部具有朝向Al电极(2)的上表面的面方向的突出部(3a)。Ni电极(4)配设于Al电极(2)以及突出部(3a)上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体元件、半导体装置、电力变换装置以及半导体元件的制造方法
本专利技术涉及半导体元件、半导体装置、电力变换装置以及半导体元件的制造方法。
技术介绍
在功率模块中采用的半导体装置例如使用以Si(硅)或者SiC(碳化硅)为基材的半导体元件的情形多。伴随在功率模块流过的电流容量的增加，对功率模块要求超过175℃的温度下的动作。与其相伴地，期望将用于功率模块的半导体元件的电极构造变更为高耐热规格。根据该高耐热规格这样的观点，以往提出对半导体元件隔着绝缘基板接合有冷却器的功率模块。另一方面，根据抑制由于热应力引起的半导体元件的电极变形的观点，提出缓和该热应力的构造。例如，在专利文献1中，提出在层间绝缘膜以及导体部上作为应力缓和部件而配置有缓冲绝缘膜的半导体元件。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2010/125639号
技术实现思路
即便是如以上那样的技术，在使具备以Al(铝)为主成分的布线电极的半导体元件在超过175℃的温度下动作时，存在产生布线电极的形状变化等而半导体元件的可靠性降低的问题。因此，考虑将布线电极从以Al为主成分的材料变更为作为高熔点材料的Ni(镍)和Al的层叠体的结构。在该结构中，在形成Al布线电极之后，在为了防止沿面放电而形成于Al布线电极上的聚酰亚胺膜的开口部形成Ni膜。然而，Ni膜和聚酰亚胺膜的密接力比较弱，所以有时在它们的边界发生空隙，Al布线电极以及Ni膜的电极从该空隙局部地腐蚀。因此，本专利技术是鉴于如上述那样的问题而完成的，其目的在于提供一种能够抑制Al布线电极等第1电极以及Ni电极等第2电极的腐蚀的技术。本专利技术涉及的半导体元件具备：基底，由半导体构成；第1电极，配设于所述基底上；以及有机树脂部件，选择性地配设于所述第1电极上，所述有机树脂部件在所述有机树脂部件的顶视时的周缘部的至少一部分中的剖面视时的与所述第1电极相接的下部具有朝向所述第1电极的上表面的面方向的突出部，所述半导体元件还具备配设于所述第1电极以及所述突出部上的第2电极。根据本专利技术，有机树脂部件在有机树脂部件的顶视时的周缘部的至少一部分中的剖面视时的与第1电极相接的下部具有朝向第1电极的上表面的面方向的突出部，第2电极配设于第1电极以及突出部上。根据这样的结构，能够抑制第1电极以及第2电极的腐蚀。本专利技术的目的、特征、方式以及优点通过以下的详细的说明和附图将变得更加明确。附图说明图1是示出第1关联半导体元件的结构的剖面图。图2是示出实施方式1所涉及的半导体元件的结构的剖面图。图3是示出第2关联半导体元件的结构的俯视图。图4是示出热循环试验前的第2关联半导体元件的俯视图。图5是示出热循环试验后的第2关联半导体元件的俯视图。图6是示出第2关联半导体元件的结构的剖面图。图7是示出实施方式2所涉及的半导体元件的结构的俯视图。图8是示出实施方式2所涉及的半导体元件的结构的剖面图。图9是示出实施方式2所涉及的半导体元件的结构的剖面图。图10是示出角部的曲率半径和热循环试验后的裂纹的发生的关系的图。图11是示出实施方式3所涉及的半导体元件的结构的剖面图。图12是示出实施方式4所涉及的半导体元件的结构的剖面图。图13是示出实施方式5所涉及的电力变换装置的结构的框图。(符号说明)1：半导体基板；2：Al电极；3、3b、3c：聚酰亚胺部件；3a：突出部；4：Ni电极；11：冷却部件；12、20：接合材料；13a、13b：导板；14：绝缘基板；15：芯片焊接材料；16：半导体基体；21：缓冲板；22：铜板；23：线；101：半导体元件；102：半导体装置。具体实施方式<实施方式1>在说明本专利技术的实施方式1所涉及的半导体元件之前，说明与其关联的半导体元件(以下记载为“第1关联半导体元件”)。图1是示出第1关联半导体元件的结构的剖面图。图1的第1关联半导体元件具备半导体基板1、Al电极2、聚酰亚胺部件3以及Ni电极4。如图1所示，聚酰亚胺部件3的侧面与Al电极2的上表面垂直。在这样的结构中，聚酰亚胺部件3和Ni电极4的密接力比较弱。因此，在对聚酰亚胺部件3和Ni电极4密接的半导体元件进行可靠性试验等时，有时在聚酰亚胺部件3和Ni电极4的边界发生空隙，Al电极2以及Ni电极4从该空隙局部地腐蚀。相对于此，在以下说明的本实施方式1所涉及的半导体元件中，能够抑制这样的空隙的发生。图2是示出本实施方式1所涉及的半导体元件101的结构的剖面图。此外，对以下的图的构成要素中的与上述构成要素相同或者类似的构成要素附加相同的参照符号，主要说明不同的构成要素。图2的半导体元件101具备半导体基板1、Al电极2、聚酰亚胺部件3以及Ni电极4。半导体基板1是由半导体构成的基底。此外，由半导体构成的基底不限于半导体基板1，例如也可以是半导体基体。另外，半导体基板1的基材例如既可以是Si(硅)，也可以是SiC(碳化硅)。如SiC那样的宽带隙半导体相比于Si其带隙更大，在将其应用于半导体基板1时，从增大半导体元件101的绝缘破坏电场强度的观点以及使半导体元件101在175℃以上的高温下动作的观点看是有利的。以下，以半导体基板1是SiC基板的情况为例子进行说明。Al电极2是配设于半导体基板1上的第1电极。此外，第1电极不限于包含Al(铝)的电极，例如也可以是Al、Cu(铜)、AlSi、Ni(镍)、Au(金)的任意金属层或者它们的组合。聚酰亚胺部件3是在Al电极2上选择性地配设的有机树脂部件。此外，有机树脂部件不限于聚酰亚胺，例如也可以是环氧、丙烯等的部件。聚酰亚胺部件3的顶视时的形状也可以是岛状、环状或者其以外的形状。如图2所示，聚酰亚胺部件3在聚酰亚胺部件3的顶视时的周缘部的至少一部分中的剖面视时的与Al电极2相接的下部具有朝向Al电极2的上表面的面方向(横向)的突出部3a。此外，突出部3a的上表面相对Al电极2的上表面倾斜，突出部3a具有裙摆形状。具有如图2那样的形状的突出部3a的聚酰亚胺部件3例如能够通过将利用光刻工序形成图案的抗蚀剂作为掩模进行湿蚀刻来形成图案。Ni电极4是在剖面视时配设于Al电极2以及突出部3a上的第2电极。此外，第2电极不限于包含Ni的电极，例如也可以是Ni、Cu、Ag(银)、Au的任意金属层或者它们的组合。根据如以上那样的本实施方式1所涉及的半导体元件101，Ni电极4在剖面视时配设于Al电极2以及突出部3a上。根据这样的结构，例如能够增大聚酰亚胺部件3和Ni电极4相互邻接的面积，所以能够提高聚酰亚胺部件3和Ni电极4的密接力。由此，能够抑制在聚酰亚胺部件3与Ni电极4之间发生空隙，作为其结果，能够抑制Al电极2以及Ni电极4的局部的腐蚀。此外，在未配设于突出部3a上而配设于Al电极2上的Ni电极4的厚度小于10nm本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体元件，具备：/n基底，由半导体构成；/n第1电极，配设于所述基底上；以及/n有机树脂部件，选择性地配设于所述第1电极上，/n所述有机树脂部件在所述有机树脂部件的顶视时的周缘部的至少一部分中的剖面视时的与所述第1电极相接的下部具有朝向所述第1电极的上表面的面方向的突出部，/n所述半导体元件还具备配设于所述第1电极以及所述突出部上的第2电极。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体元件，具备：
基底，由半导体构成；
第1电极，配设于所述基底上；以及
有机树脂部件，选择性地配设于所述第1电极上，
所述有机树脂部件在所述有机树脂部件的顶视时的周缘部的至少一部分中的剖面视时的与所述第1电极相接的下部具有朝向所述第1电极的上表面的面方向的突出部，
所述半导体元件还具备配设于所述第1电极以及所述突出部上的第2电极。


2.根据权利要求1所述的半导体元件，其中，
所述有机树脂部件的所述周缘部的至少一部分包括所述有机树脂部件的所述周缘部中的在俯视时向外侧凸起的凸形状的部分。


3.根据权利要求1或者2所述的半导体元件，其中，
所述突出部的上表面相对所述第1电极的上表面倾斜。


4.根据权利要求1或者2所述的半导体元件，其中，
所述第1电极包含Al，
所述第2电极包含Ni，
所述有机树脂部件包含聚酰亚胺部件，
所述有机树脂部件的所述周缘部的至少一部分包括所述有机树脂部件的所述周缘部中的在俯视时曲率半径为200μm以上的部分。


5.根据权利要求1或者2所述的半导体元件，其中，
所述第1电极包含Al，
所述第2电极包含Ni，
所述有机树脂部件包含聚酰亚胺部件，
配设于所述突出部上的所述第2电极的最小厚度相对配设于所述第1电极上的所述第2电极的厚度的比率是0.4以上。


6.根据权利要求1或者2所述的半导体元件，其中，
所述第1电极包含Al，
所述第2电极包含Ni，
所述有机树脂部件包含聚酰亚胺部件，
配设于所述第1电极上的所述第2电极的厚度是10nm以上且100μm以下。


7.一种半导...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田基，藤田淳，佐藤祐司，
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