JP7248138B2 - 半導体装置および電力変換装置 - Google Patents
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Description
しかしながら、特許文献1に係る発明の構成において、ポリイミドによる表面保護膜、またはゲル等の封止樹脂は、高湿度状態において水分を含みやすい。この水分はアノード電極表面のアルミニウム層へ悪影響を及ぼし得る。具体的には、水分中へアルミニウムが溶け出したり、水分とアルミニウムとが反応することによって絶縁物の析出反応が生じたりする場合がある。このような場合、アノード電極と表面保護膜との界面で表面保護膜の剥離が起こりやすい。この剥離によって形成された空洞がリークパスとして作用することにより、半導体装置の絶縁信頼性が損なわれる。また、絶縁性保護膜として透湿性が低い窒化シリコンを用いた場合でも同様にアルミニウムを含む金属材料からなる表面電極の表面腐食による絶縁物の析出とこれに伴う絶縁性保護膜との剥離が生じ、絶縁信頼性が損なわれてしまう問題が発生する場合があった。
しかしながら、電力用半導体素子をモジュール化する際にはアルミニウム電極にワイヤ配線を接合するため、アルミニウム電極上に無電解めっきによりはんだ接合可能なニッケル(Ni)、金(Au)等からなる付加電極が1μmを超える厚膜で形成されることがある。特許文献2に係る発明の構成によれば、アルミニウム電極上にチタンを含有する金属層を形成した場合、ワイヤ配線接合を阻害することがあるという問題があった。また、チタンを含有する金属層の表面には無電解めっきによりNi、Au膜が形成できないという問題があった。
本発明に係る電力変換装置は、主変換回路と、駆動回路と、制御回路とを有している。主変換回路は、本発明に係る半導体装置を有しており、入力される電力を変換して出力する。駆動回路は、本発明に係る半導体装置を駆動する駆動信号を半導体装置に出力する。制御回路は、駆動回路を制御する制御信号を駆動回路に出力する。
本発明に係る電力変換装置によれば、主変換回路は本発明に係る半導体装置を有している。この半導体装置において、アルミニウムを主成分とした金属材料で構成された表面電極と絶縁性保護膜の間にアルミニウムよりも腐食耐性の強いチタンで構成された電極保護膜が形成されることにより、表面電極の表面腐食による絶縁物の析出とこれに伴う絶縁性保護膜の剥れを抑制することができ、半導体装置の絶縁信頼性を高めることができる。よって、電力変換装置の絶縁信頼性を高めることができる。
図1は、実施の形態1に係る半導体装置100のSBD構成を概略的に示す上面図である。図2は、実施の形態1における半導体装置100のSBD構成を、図1の線I-Iに沿って概略的に示す断面図である。図2において、右側が半導体装置100の終端側であり、または外周側でもある。左側がオン状態において主電流が流れる活性領域側である。
実施の形態1において、半導体基板10は、例えばポリタイプ4Hの結晶構造を有する炭化珪素(SiC)層を有し、半導体基板10は炭化珪素基板である。よって半導体装置100は、SiCショットキーバリアダイオード(SiC-SBD)である。半導体基板10は、裏面S1側の単結晶基板11と、単結晶基板11上に配置され、表面S2側の半導体層12を有している。単結晶基板11は支持基板でもあり、半導体層12はエピタキシャル層である。
半導体層12は、ドリフト層4と、ドリフト層4の表層に形成された終端ウェル領域5とを有している。終端ウェル領域5は、フィールドリミッティングリング(Field limiting Ring:FLR)またはガードリングと称される終端構造が設けられている。ドリフト層4の不純物濃度は1×1014/cm3以上1×1017/cm3以下である。ドリフト層4の不純物濃度は単結晶基板11の不純物濃度よりも低い。よって、単結晶基板11は、ドリフト層4に比して、低い抵抗率を有している。終端ウェル領域5は、ドリフト層4によって単結晶基板11から隔てられている。ドリフト層4は、単結晶基板11の導電型と同じ導電型を有しており、具体的には第1の導電型であるn型を有している。終端ウェル領域5は、半導体層12内のいわゆる終端領域に、ドリフト層4の第1の導電型と異なる第2の導電型であるp型を有している。
表面電極2は、ショットキー電極21と電極パッド22とを有している。ショットキー電極21は、内側領域RIの表面S2上に形成されており、ドリフト層4および終端ウェル領域5に接している。すなわち、表面電極2の外周端面2aは終端ウェル領域5の表面に位置する。これにより、表面電極2は終端ウェル領域5へ電気的に接続されている。ショットキー電極21の材料は、実施の形態1においては、n型SiC半導体とショットキー接合を形成する金属であればよく、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、ニッケル(Ni)、金(Au)、またはタングステン(W)等が用いられ得る。ショットキー電極21の厚みは、30nm以上300nm以下が好ましい。ショットキー電極21は、例えば、厚み100nmのTi膜である。
電極パッド22はショットキー電極21上に形成されている。電極パッド22の材料はアルミニウム(Al)を含む金属材料であり、Alもしくはアルミニウム・シリコン合金(Al-Si)、アルミニウム・銅合金(Al―Cu)、アルミニウム・シリコン・銅合金(Al-Si-Cu)のようなアルミニウム合金等を用いることができる。電極パッド22の厚みは、300nm以上10μm以下が好ましい。電極パッド22は、例えば、厚み3μmのAl膜である。
表面保護膜3は、半導体基板10の表面S2に、表面電極端部2bを覆い、表面電極端部2b上の電極保護膜6の表面から、外側領域ROの終端ウェル領域5の表面を完全に被覆するように、外側領域における終端ウェル領域5の外周端面5aよりも外周側の半導体基板10の表面まで延在するように形成されている。
すなわち、電極保護膜6は、表面電極2と表面保護膜3との間に、表面電極2の表面保護膜3に覆われている領域に設けられる。実施の形態1において、電極保護膜6は、表面保護膜3に覆われている表面電極端部2bの表面に形成されている。
電極保護膜6がチタン(Ti)金属材料で構成される。電極保護膜6の材料としてはアルミニウムよりも腐食耐性の高い金属、例えばチタン(Ti)、タンタル(Ta)、ニオブ(Nb)、ジルコニウム(Zr)、タングステン(W)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)を含有する金属がよいが、電極パッド22と表面保護膜3と密着でき、電極パッド22上で開口部23を形成する際の加工性の観点からTiが適している。Tiで構成された電極保護膜6を用いることにより、アルミニウムを主成分とした金属材料で構成された電極パッド22とポリイミドで構成された表面保護膜3とも密着性がよく、かつ、アルミニウムを主成分とした金属材料で構成された電極パッド22上のTiで構成された電極保護膜6の開口パターンを選択的にエッチング除去できる。電極保護膜6の膜厚は1nm以上、より好ましくは5nm以上で、例えば厚み50nmのTi膜である。電極保護膜6と電極パッド22の間には電極保護膜6と電極パッド22が反応して形成された合金層を有していてもよい。
表面保護膜3は、半導体層12の外側領域ROを少なくとも部分的に覆っている。表面保護膜3は、電極パッド22が外部端子として機能することができるように、電極パッド22の中央部(図2中の左部)上に開口を有している。表面保護膜3は絶縁材料からなる。表面保護膜3の材料は例えばポリイミドである。表面保護膜3の厚みは、例えば電極パッド22の外周側の表面電極端部2bの上において100nm以上である。ポリイミドは、他の有機物や高分子材料と比べて極めて高い耐熱性を有し、優れた機械的性質や化学薬品に対する耐性を有する。表面保護膜3にポリイミドを用いることにより、半導体装置の小型化および信頼性の向上に繋がる。
表面電極2の表面電極端部2bがフィールド絶縁膜7に乗り上がるように、表面電極2の縁部である表面電極2の外周端面2aはフィールド絶縁膜7の上に配置されている。ショットキー電極21はドリフト層4および終端ウェル領域5に接しているため、表面電極2は終端ウェル領域5へ電気的に接続されている。
また、表面保護膜3は、半導体層12の表面上に、表面電極端部2b上の電極保護膜6の表面から、フィールド絶縁膜7を覆い、フィールド絶縁膜7の外周端面7aよりも外周側の半導体基板10の表面まで延在するように配置されている。なお、表面保護膜3とフィールド絶縁膜7との外周端面が同じ位置にあってもよい。
フィールド絶縁膜7は、酸化シリコン(SiO2)または窒化シリコン(SiN)等の絶縁材料からなり、好ましくは10nm以上の厚みを有している。フィールド絶縁膜7は、例えば、厚み1μmのSiO2膜である。
はじめに、n+型の低抵抗SiC半導体からなり、オフ角を有する単結晶基板11を準備する。単結晶基板11上において、n型で不純物濃度が1×1014/cm3以上1×1017/cm3以下のSiCのエピタキシャル成長が行われることによって、ドリフト層4となる部分を有する半導体層12を形成する。
そして、フォトリソグラフィー工程によって、所定の形状を有するレジスト膜(図示せず)を形成する。レジスト膜を注入マスクとして用いてAlまたはホウ素(B)などのp型不純物(アクセプタ)をイオン注入することにより、ドリフト層4内の表層部にp型の終端ウェル領域5を形成する。終端ウェル領域5のドーズ量(不純物濃度)は、0.5×1013/cm2以上5×1013/cm2以下が好ましく、例えば1.0×1013/cm2である。イオン注入の注入エネルギーは、Alの場合、例えば100keV以上700keV以下である。この場合、上記ドーズ量[cm-2]から換算された不純物濃度は、1×1017/cm3以上1×1019/cm3以下である。この時、レジスト膜を適宜パターニングすることで、終端ウェル領域5を取り囲む1つ以上のリング状の領域を同時に形成しても良い。また、レジストのパターニングと注入の工程を繰り返すことで、終端ウェル領域5が複数の不純物濃度からなるように形成しても良い。その後、熱処理装置によって、アルゴン(Ar)ガスなどの不活性ガス雰囲気(1300℃以上1900℃以下)中で、30秒以上1時間以下のアニールを行う。このアニールにより、イオン注入によって添加された不純物が活性化させられる。
続いて、半導体基板10の裏面S1に、例えばスパッタ法により、裏面電極1を形成する。なお裏面電極1の形成は、以下の工程によって表面S2側の工程が全て完了してから行われてもよい。
なお、図6に示す実施の形態1の第4変形例の半導体装置104のように、ショットキー電極21のパターニングが、電極パッド22、電極保護膜6のパターニングと別に行われてもよい。この場合、図6に示すように、ショットキー電極21の外周端面21aが電極パッド22の外周端面22a、電極保護膜6の外周端面6aから張り出してショットキー電極21の一部が電極パッド22に覆われない構造が形成され得る。
ここで、図4に示す第2変形例の半導体装置102を製造する場合には、表面保護膜3の代わりに高抵抗膜13を形成する場合、例えばプラズマCVD法により、表面電極2が設けられた表面S2上に、SiNを成膜する。この時、SiとNの比率を調整することにより、SiNの抵抗率を調整することができる。次に、フォトリソグラフィー工程とエッチング工程とを用いたパターニングによって、所望の形状の高抵抗膜13を形成する。高抵抗膜13の厚みは100nm以上が好ましく、例えば1μmである。
以上により、半導体装置100、半導体装置101、半導体装置102、半導体装置103、半導体装置104が得られる。
表面電極2の電極パッド22の電位を基準として、裏面電極1に負の電圧を印加すると、SiC-SBDである半導体装置100は、表面電極2から裏面電極1へ電流が流れる状態、すなわちオン状態(導通状態ともいう)となる。反対に、表面電極2を基準として、裏面電極1に正の電圧を印加すると、半導体装置100はオフ状態(阻止状態ともいう)となる。
半導体装置100がオフ状態にある場合、ドリフト層4の表面電極2に接する活性領域の表面、および、ドリフト層4と終端ウェル領域5とのpn接合界面付近には、大きな電界がかかる。この電界が臨界電界に達してアバランシェ降伏が起こるときの裏面電極1への電圧が、最大電圧であるアバランシェ電圧と定義される。通常、半導体装置100はアバランシェ降伏が起こらない範囲で使用され、定格電圧が定められる。
ここで、高湿度下で半導体装置100をオフ状態とした場合を考える。表面保護膜3は、高い吸水性を有しているので、高湿度下では多くの水分を含有する。表面保護膜3と電極パッド22の間に電極保護膜6が無い場合、この水分が半導体層12および電極パッド22の表面に達する。ここで、半導体装置100に印加される電圧により、ドリフト層4の外周側が陽極として作用し、電極パッド22が陰極として作用する。陰極となる電極パッド22の近傍では、上記水分について、以下の式(1)で表される酸素の還元反応、および、式(2)で表される水素の生成反応が生じる。
半導体基板10がSiC基板である場合、SiC基板の高い絶縁破壊電界を活用することにより、終端ウェル領域5の幅および終端ウェル領域5からドリフト層4の外周端面4aまでの幅を小さく設計することができる。このような設計下では、オフ状態において陽極となるドリフト層4の外周端面4aと、陰極となる電極パッド22との距離が近くなる。よって、電極パッド22付近で高電界が発生して反応が促進され、水酸化物イオンの濃度がより大きくなる。よって、電極パッド22の表面での絶縁物の析出がより顕著となる。図2において、電極パッド22の外周側の表面電極端部2bの表面部分に絶縁物が析出する。この析出によって表面保護膜3が押し上げられ、その結果、電極パッド22と表面保護膜3との界面で剥がれが生じることがある。また、表面保護膜3の剥がれは、半導体層12上を伸展し得る。言い換えれば、半導体層12と表面保護膜3との界面でも剥がれが生じ得る。もしも、この剥がれによって終端ウェル領域5上に空洞部が形成されたとすると、空洞部に水分が入り込むことによって過剰なリーク電流が流れたり、あるいは空洞部で気中放電が起きたりすることによって、半導体装置100が素子破壊に至ることがあり得る。
また、図4を参照して、表面保護膜3の代わりに高抵抗膜13が設けられてよい。高抵抗膜13を設けた場合、高抵抗膜13を流れる電流により電位勾配が発生し、表面電極2の端部へ高電界が発生しやすくなる。高抵抗膜13と電極パッド22の間に電極保護膜6が無い場合、電極パッド22の端部においては、電極パッド22の表面に絶縁物が析出しやすくなる。図4に示す半導体装置102においては、高抵抗膜13と電極パッド22の間にTiで構成された電極保護膜6を備えていることで電極パッド22表面の腐食とそれに伴う高抵抗膜13の剥れを抑制することができる。よって、上記剥がれに起因した気中放電が避けられる。
また、図5を参照して、半導体層12の表面S2上にフィールド絶縁膜7をさらに有していることで、水分などの影響による浮遊イオンが半導体層12に到達し、半導体層12の表面S2において固定電荷として振舞うことを抑制することができる。ここで、表面保護膜3と電極パッド22の間にTiで構成された電極保護膜6を備えていることで電極パッド22表面の絶縁物の析出とこれに伴う表面保護膜3の剥れを抑制することができる。
図9は実施の形態2に係る半導体装置200を示す部分断面図である。実施の形態1では電極パッド22の表面の表面保護膜3で覆われている部分に電極保護膜6が形成されていた。これに対して、半導体装置200では、表面電極2の縁部である表面電極2の外周端面2aにも被覆する電極保護膜16が形成されている。
半導体装置200において、電極保護膜16は、表面電極2と表面保護膜3との間に、表面電極2の外周側の表面電極端部2bから、表面電極2の外周端面2aに沿って、終端ウェル領域5の外周端面5aを超えないように、半導体基板10の上に外側領域ROにおける終端ウェル領域5の内側の表面まで延在するように形成される。図9に示すように、電極保護膜16は、表面電極端部2bの表面を覆う電極保護膜表面部16aと、表面電極2の外周端面2aを覆う電極保護膜側面部16bと、外側領域ROにおける終端ウェル領域5の内側の表面上の電極保護膜延在部16cとを含む。電極保護膜16は、終端ウェル領域5の上まで形成されるが、終端ウェル領域5を超えた半導体基板10の外周側の表面には形成されない。Tiで構成された電極保護膜16は導電性があり、電極保護膜16が終端ウェル領域5を超えた半導体基板10の外周側の表面まで形成されると、これに影響されて半導体基板10内のオフ状態の電界分布が乱れてしまい、オフ状態の阻止電圧が低下してしまう。終端ウェル領域5を超えた半導体基板10の外周側の表面には電極保護膜16を形成しないことでオフ状態の阻止電圧の低下を防ぐことができる。
また、図12は実施の形態2の第3変形例である半導体装置203を示す部分断面図である。半導体装置203は、半導体基板10の表面S2上にフィールド絶縁膜7をさらに有している。
また、図9に示す半導体装置200では、ショットキー電極21と電極パッド22とは同一パターニングが実施されるが、電極保護膜16のパターニングが別に行われるが、ショットキー電極21のパターニングと、電極パッド22、電極保護膜16のパターニングとはそれぞれ別に行われてもよい。この場合、図13に示すように、実施の形態2の第4変形例である半導体装置204では、ショットキー電極21の外周端面21aから張り出して電極パッド22がショットキー電極21を完全に覆い、電極保護膜16が電極パッド22を完全に覆う構造が形成され得る。この場合、表面電極2の製造方法として、ショットキー電極21の成膜とパターニングを行ってから、電極パッド22の成膜とパターニングを行うことにより表面電極2を形成する。この後、表面電極2の上に、電極保護膜16の成膜とパターニングを実施する順になる。
なお、半導体装置200における電極保護膜16と同様に、実施の形態2に係る変形例である半導体装置201、半導体装置202、半導体装置203と半導体装置204においても、電極保護膜16は終端ウェル領域5を超えた半導体基板10の外周側の表面には形成されない。終端ウェル領域5を超えた半導体基板10の外周側の表面には電極保護膜16を形成しないことでオフ状態の阻止電圧の低下を防ぐことができる。
図14は実施の形態3の半導体装置300を示す部分断面図である。実施の形態1では終端ウェル領域5が設けられた終端領域を覆うように表面保護膜3、もしくは高抵抗膜13を用いたが、実施の形態3に係る半導体装置300のように、表面保護膜3と高抵抗膜13で構成された2層構造の絶縁性保護膜33を用いてもよい。絶縁性保護膜33は、半導体基板10の表面S2側に形成された窒化シリコンで構成された高抵抗膜13と、高抵抗膜13の上に形成されたポリイミドで構成された表面保護膜3との積層構造である。半導体装置300において、電極保護膜6、表面保護膜3と高抵抗膜13とで積層された絶縁性保護膜33は電極パッド22上で開口するように同一パターニングが実施されている。 電極保護膜6は、表面電極2と積層構造の絶縁性保護膜33との間に、表面電極2の絶縁性保護膜33に覆われている領域に形成されている。電極保護膜6と絶縁性保護膜33との電極パッド22上での開口部の開口幅の大小関係は任意に選択できるが、電極保護膜6の開口幅と表面保護膜3、高抵抗膜13の両方、またはいずれかの開口幅を同じとすることで、同じフォトレジストをマスクとしてエッチング加工ができるため、生産性が高くなる。
また、実施の形態3においても、実施の形態1に係る半導体装置101における電極保護膜6、または実施の形態2に係る半導体装置201における電極保護膜16を用いてよい。この場合、電極保護膜6または電極保護膜16と絶縁性保護膜33とは異なる開口幅を有する開口部が形成され、電極保護膜6または電極保護膜16の開口幅が絶縁性保護膜33の開口幅より小さい。すなわち、電極保護膜6または電極保護膜16で覆われている表面電極2の面積がより大きい。これにより、高湿度状態に使用しても表面電極の表面腐食による絶縁物の析出とこれに伴う絶縁性保護膜の剥れを抑制することができ、半導体装置の絶縁信頼性を高めることができる。
実施の形態4は、上述した実施の形態1から3のいずれかに係る半導体装置を電力変換装置に適用したものである。本発明は特定の電力変換装置に限定されるものではないが、以下、実施の形態4として、三相のインバータに本発明を適用した場合について説明する。このように実施の形態1から3のいずれかに係る半導体装置を電力変換装置に適用した場合、通常はゲルや樹脂などに埋め込まれて使用するが、これらの材料も完全に水分を遮断できるわけではなく、実施の形態1から3のいずれかに係る半導体装置の構成により半導体装置の絶縁保護が維持される。
負荷3000は、電力変換装置2000から供給された交流電力によって駆動される三相の電動機である。なお、負荷3000は特定の用途に限られるものではなく、各種電気機器に搭載された電動機であり、例えば、ハイブリッド自動車、電気自動車、鉄道車両、エレベーター、または、空調機器向けの電動機として用いられる。
制御回路2003は、負荷3000に所望の電力が供給されるよう主変換回路2001のスイッチング素子を制御する。具体的には、負荷3000に供給すべき電力に基づいて主変換回路2001の各スイッチング素子がオン状態となるべき時間であるオン時間を算出する。例えば、出力すべき電圧に応じてスイッチング素子のオン時間を変調するパルス幅変調(PWM:pulse width modulation)制御によって主変換回路2001を制御することができる。そして、各時点においてオン状態となるべきスイッチング素子にはオン信号を、オフ状態となるべきスイッチング素子にはオフ信号が出力されるよう、駆動回路2002に制御指令として制御信号を出力する。駆動回路2002は、この制御信号に従い、各スイッチング素子の制御電極にオン信号またはオフ信号を駆動信号として出力する。
また、本発明を適用した電力変換装置は、負荷が電動機の場合のためのものに限定されるものではなく、例えば、放電加工機、レーザー加工機、誘導加熱調理器、または非接触器給電システムのための電源装置に用いることもでき、さらには太陽光発電システムや蓄電システム等のパワーコンディショナーとして用いることも可能である。
また、矛盾が生じない限り、上記各実施の形態において「1つ」備えられるものとして記載された構成要素は、「1つ以上」備えられていてもよい。さらに、発明を構成する構成要素は概念的な単位であって、1つの構成要素が複数の構造物から成ってよく、また、1つの構成要素が、ある構造物の一部に対応してもよい。また、本発明の各構成要素には、同一の機能を発揮する限り、他の構造または形状を有する構造物が含まれる。
Claims (13)
- 第1の導電型のドリフト層、および、前記ドリフト層の表層に形成され、前記第1の導電型と異なる第2の導電型を有する終端ウェル領域を含む半導体基板と、
前記半導体基板の表面に形成され、縁部である外周端面は前記終端ウェル領域の表面に位置し、前記終端ウェル領域と接することにより前記終端ウェル領域へ電気的に接続され、アルミニウムを主成分とした金属材料で構成された表面電極と、
前記表面電極の外周側の表面電極端部および前記終端ウェル領域を被覆するように形成され、前記終端ウェル領域よりも外周側の前記半導体基板の表面まで延在する絶縁性保護膜と、
前記表面電極と前記絶縁性保護膜との間に、チタンで構成された電極保護膜と、を備え、
前記電極保護膜および前記絶縁性保護膜は、前記表面電極の電極形成領域に対応して前記表面電極が露出されるように開口する開口部を有し、
前記電極保護膜は、前記表面電極端部から、前記表面電極の外周端面に沿って、前記終端ウェル領域の内側の表面まで延在するように形成されることを特徴とする半導体装置。 - 前記電極保護膜と前記絶縁性保護膜とは同じ開口幅を有する開口部が形成されたことを有することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記電極保護膜は、前記表面電極の表面において、前記絶縁性保護膜より内側に突出する突出部をさらに有し、
前記電極保護膜と前記絶縁性保護膜とは異なる開口幅を有する開口部が形成され、前記電極保護膜の開口幅が前記絶縁性保護膜の開口幅より小さいことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 - 第1の導電型のドリフト層、および、前記ドリフト層の表層に形成され、前記第1の導電型と異なる第2の導電型を有する終端ウェル領域を含む半導体基板と、
前記半導体基板の表面に形成され、縁部である外周端面は前記終端ウェル領域の表面に位置し、前記終端ウェル領域と接することにより前記終端ウェル領域へ電気的に接続され、アルミニウムを主成分とした金属材料で構成された表面電極と、
前記表面電極の外周側の表面電極端部および前記終端ウェル領域を被覆するように形成され、前記終端ウェル領域よりも外周側の前記半導体基板の表面まで延在する絶縁性保護膜と、
前記表面電極と前記絶縁性保護膜との間に、チタンで構成された電極保護膜と、を備え、
前記電極保護膜および前記絶縁性保護膜は、前記表面電極の電極形成領域に対応して前記表面電極が露出されるように開口する開口部を有し、
前記電極保護膜は、前記表面電極の表面において、前記絶縁性保護膜より内側に突出する突出部をさらに有し、
前記電極保護膜と前記絶縁性保護膜とは異なる開口幅を有する開口部が形成され、前記電極保護膜の開口幅が前記絶縁性保護膜の開口幅より小さいことを特徴とする半導体装置。 - 前記半導体基板の表面に前記終端ウェル領域の少なくとも一部を覆い、前記終端ウェル領域の表面から前記終端ウェル領域の外周端面よりも外周側の前記半導体基板の表面まで延在するフィールド絶縁膜をさらに備え、
前記表面電極端部が前記フィールド絶縁膜の上に乗りあがるように、前記表面電極の外周端面は、前記フィールド絶縁膜の上に位置し、
前記絶縁性保護膜は、前記フィールド絶縁膜を被覆することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記絶縁性保護膜は、ポリイミドで構成された表面保護膜であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記絶縁性保護膜は、窒化シリコンで構成された高抵抗膜であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記絶縁性保護膜は、前記半導体基板の表面側に形成された窒化シリコンで構成された高抵抗膜と、前記高抵抗膜の上に形成されたポリイミドで構成された表面保護膜との積層構造であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記電極保護膜の膜厚は1nm以上であることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記電極形成領域にワイヤ配線の接合を有することを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記表面電極の前記開口部にニッケル、金を含む金属材料で構成された厚さ1μm以上の付加電極を有することを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記半導体基板は、炭化珪素基板であることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 請求項1から12のいずれか1項に記載の半導体装置を有し、
入力される電力を変換して出力する主変換回路と、前記半導体装置を駆動する駆動信号を前記半導体装置に出力する駆動回路と、前記駆動回路を制御する制御信号を前記駆動回路に出力する制御回路と、
を備えた、電力変換装置。
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WO2021064944A1 (ja) | 2021-04-08 |
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