[发明专利]半导体装置

说明书

本发明的目的在于抑制Cu晶粒的生长所致的层间绝缘膜的裂纹。半导体装置(101)具备：源极区域(5)；层间绝缘膜(7)，在源极区域(5)上具有开口部地形成，包括氧化硅；Cu电极(1)，经由层间绝缘膜(7)的开口部与源极区域(5)电连接，其端部位于所述层间绝缘膜(7)的端部的内侧的所述层间绝缘膜(7)上；以及应力缓和层(13)，形成于Cu电极(1)与层间绝缘膜(7)之间，包括断裂韧性值比层间绝缘膜(7)大的材料，从Cu电极(1)的端部的内侧设置至外侧。

技术领域

本发明涉及缓和半导体装置的导线键合(wire bonding)时的冲击的构造。

背景技术

SiC(碳化硅)相比于Si(硅)，带隙更大。因此，使用SiC的半导体元件相比于在小于200℃下动作的使用Si的半导体元件，能够在更高温下动作。

在小于200℃下动作的半导体元件中，使用以Al(铝)为主成分的表面电极，对表面电极接合Al导线，但在超过200℃的温度下使这些半导体元件动作时，存在表面电极以及导线的形状变化而可靠性降低这样的问题。因此，作为代替Al的表面电极以及导线的材料，研究高温下的可靠性高的Cu(铜)。

但是，Cu导线由于相比于Al导线，在向表面电极的接合时对元件造成的冲击大，所以存在发生元件不良的问题。因此，在使用Cu导线的情况下，需要研究与Cu导线接合的表面电极的构造。

在这一点上，在专利文献1中提出了如下方案：通过对在集成电路的焊盘上或者半导体元件的集电电极上形成的层间绝缘膜形成开口部而形成冲击吸收梁，在元件的集电电极上形成经由层间保护膜的开口部与集电电极连接的Cu厚膜电极，从而用Cu厚膜电极和冲击吸收梁缓和或者吸收向所述厚膜电极的导线接合时的冲击。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-165515号公报

发明内容

然而，在专利文献1的构造中，Cu电极仅经由阻挡金属层与层间绝缘膜接合，所以在产品制造时或者元件的动作中Cu电极成为高温时，通过Cu电极内的Cu晶粒生长而Cu电极收缩，应力施加到层间绝缘膜，结果存在在层间绝缘膜中发生裂纹的可能性。

本发明是鉴于上述问题完成的，其目的在于抑制Cu晶粒的生长所致的层间绝缘膜的裂纹。

本发明的半导体装置具备：半导体层；层间绝缘膜，在半导体层上具有开口部地形成，包括氧化硅；Cu电极，经由层间绝缘膜的开口部与半导体层电连接，其端部位于层间绝缘膜的端部的内侧的层间绝缘膜上；以及应力缓和层，形成于Cu电极与层间绝缘膜之间，包括断裂韧性(fracture toughness)值比层间绝缘膜大的材料，从Cu电极的端部的内侧设置至外侧。

本发明的半导体装置具备：半导体层；层间绝缘膜，在半导体层上具有开口部地形成，包括氧化硅；Cu电极，经由层间绝缘膜的开口部与半导体层电连接，其端部位于层间绝缘膜的端部的内侧的层间绝缘膜上；以及应力缓和层，形成于Cu电极与层间绝缘膜之间，包括断裂韧性值比层间绝缘膜大的材料，从Cu电极的端部的内侧设置至外侧。因此，能够通过层间绝缘膜和Cu电极，缓和Cu导线键合时的冲击，抑制半导体元件的元件不良。另外，能够用应力缓和层缓和由于高温时的Cu晶粒的生长从Cu电极产生的应力，所以能够抑制在层间绝缘膜中发生裂纹。

本发明的目的、特征、方案、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是示出实施方式1所涉及的功率半导体元件的构造的剖面图。

图2是示出实施方式1所涉及的半导体装置的构造的剖面图。

图3是示出实施方式1的变形例所涉及的半导体装置的构造的剖面图。