JP2009152364A - Semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関し、特に半導体素子の電極に外部配線が接続される半導体装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a semiconductor device in which external wiring is connected to an electrode of a semiconductor element and a manufacturing method thereof.
IGBT(insulated gate bipolar transistor)、パワーMOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor)等の半導体素子(半導体チップ)は半導体装置に組み込まれる。この種の半導体素子は大電流を高速に制御することができるスイッチングデバイスである。 Semiconductor elements (semiconductor chips) such as IGBTs (insulated gate bipolar transistors) and power MOSFETs (metal oxide semiconductor field effect transistors) are incorporated in semiconductor devices. This type of semiconductor element is a switching device that can control a large current at high speed.
半導体素子例えばIGBTは、コレクタ領域と、ベース領域と、エミッタ領域と、ゲート絶縁膜と、ゲート電極とを備えている。コレクタ領域は、基板の一方の主面上にエピタキシャル成長又は基板の一方の主面部に拡散等により形成されている。ベース領域は、基板の他方の主面部に形成されている。エミッタ領域は、ベース領域の表面部に形成されている。ゲート絶縁膜は少なくともベース領域の表面に形成されており、ゲート電極はゲート絶縁膜上に形成されている。 A semiconductor element such as an IGBT includes a collector region, a base region, an emitter region, a gate insulating film, and a gate electrode. The collector region is formed by epitaxial growth on one main surface of the substrate or diffusion or the like on one main surface portion of the substrate. The base region is formed on the other main surface portion of the substrate. The emitter region is formed on the surface portion of the base region. The gate insulating film is formed at least on the surface of the base region, and the gate electrode is formed on the gate insulating film.
ゲート電極がストライプ状に形成されることにより、高耐圧でかつゲート容量を小さくすることができる。この構造を採用するIGBTにおいては、ゲート電極がゲート長方向に向かって基板主面上を延伸し、このゲート電極がゲート幅方向に一定間隔において複数配列され、上方から見てゲート幅方向にゲート電極を挟み込むようにエミッタ領域及びベース領域の表面の一部がゲート長方向にストライプ状に露出する。この表面が露出されたエミッタ領域及びベース領域にはエミッタ電極(エミッタ配線)が電気的に接続される。エミッタ電極はゲート電極との間に挟まれた層間絶縁膜上に形成されており、層間絶縁膜はゲート電極上を覆うとともに上述のエミッタ領域及びベース領域の一部が露出した領域上(に対応する箇所)においてゲート長方向にストライプ状の開口(コンタクト開口)を備えている。つまり、ゲート幅方向に切断した断面において、上述の開口によって隣り合う層間絶縁膜同士に隙間を有する凸状の層間絶縁膜の平面形状はゲート電極の平面形状と同様にストライプ形状になる。このようなストライプ構造を採用するIGBTは、エミッタ領域及びベース領域とエミッタ電極との間のコンタクト面積を増加し、電流容量を増大することができるので、電界集中の発生を減少し、大電流化並びに高耐圧化を実現することができる。 By forming the gate electrode in a stripe shape, a high breakdown voltage and a small gate capacitance can be achieved. In an IGBT employing this structure, the gate electrode extends on the main surface of the substrate in the gate length direction, and a plurality of gate electrodes are arranged at regular intervals in the gate width direction. A part of the surface of the emitter region and the base region is exposed in a stripe shape in the gate length direction so as to sandwich the electrode. An emitter electrode (emitter wiring) is electrically connected to the emitter region and the base region where the surface is exposed. The emitter electrode is formed on an interlayer insulating film sandwiched between the gate electrode, and the interlayer insulating film covers the gate electrode and corresponds to a region where the above-mentioned emitter region and base region are partially exposed (corresponding to Striped openings (contact openings) in the gate length direction. That is, in the cross-section cut in the gate width direction, the planar shape of the convex interlayer insulating film having a gap between adjacent interlayer insulating films due to the above-described opening is a stripe shape similar to the planar shape of the gate electrode. An IGBT adopting such a stripe structure can increase the contact area between the emitter region and the base region and the emitter electrode and increase the current capacity, thereby reducing the occurrence of electric field concentration and increasing the current. In addition, a high breakdown voltage can be realized.
IGBTのエミッタ電極はボンディングワイヤを通してエミッタ用リード(外部端子)に電気的に接続され、ゲート電極にも同様にボンディングワイヤを通してゲート用リードが電気的に接続される。コレクタ領域は例えば基板の他方の主面に設けられたコレクタ電極がコレクタ用リードに電気的に接続される。ボンディングワイヤは、一般的にワイヤボンディング装置を使用し、超音波振動を併用した熱圧着によりボンディングされている。そして、IGBTは各リードのインナー部とともに樹脂封止され、半導体装置として組み立てられる。 The emitter electrode of the IGBT is electrically connected to the emitter lead (external terminal) through a bonding wire, and the gate lead is also electrically connected to the gate electrode through the bonding wire. In the collector region, for example, a collector electrode provided on the other main surface of the substrate is electrically connected to a collector lead. Bonding wires are generally bonded by thermocompression bonding using ultrasonic vibration using a wire bonding apparatus. The IGBT is resin-sealed together with the inner part of each lead and assembled as a semiconductor device.
なお、この種の半導体装置に関しては、例えば下記特許文献1及び特許文献2に記載されている。
しかしながら、前述の半導体装置においては、以下の点について配慮がなされていなかった。ストライプ構造を有するIGBTの直上のエミッタ電極に直接ボンディングワイヤが超音波振動のエネルギによりボンディングされると、層間絶縁膜やその下のIGBT(セル)のゲート電極に剥がれや破壊が生じる。詳細には、IGBTにおいては、ゲート電極及び層間絶縁膜の平面形状がゲート長方向に細長いストライプ形状を備えているので、ゲート電極及び層間絶縁膜の機械的強度が弱く、かつ下地との接着面積が少なく、しかも基板主面から突出した形状であるために、ボンディングワイヤがボンディングされた際に、層間絶縁膜やゲート電極に剥がれや破壊が生じる。特に、層間絶縁膜にゲート幅方向の応力が生じると上記問題が生じ易い。 However, in the semiconductor device described above, no consideration has been given to the following points. When a bonding wire is bonded directly to the emitter electrode directly above the IGBT having a stripe structure by the energy of ultrasonic vibration, the interlayer insulating film and the gate electrode of the IGBT (cell) below it are peeled off or broken. Specifically, in the IGBT, since the planar shape of the gate electrode and the interlayer insulating film has a stripe shape elongated in the gate length direction, the mechanical strength of the gate electrode and the interlayer insulating film is weak, and the bonding area with the base In addition, since the shape protrudes from the main surface of the substrate, the interlayer insulating film and the gate electrode are peeled off or broken when the bonding wire is bonded. In particular, the above problem is likely to occur when stress in the gate width direction is generated in the interlayer insulating film.
本発明は上記課題を解決するためになされたものである。従って、本発明は、破壊耐量を確保することができるとともに、ボンディング強度を確保しつつ、ボンディングに伴う層間絶縁膜の破壊や電極の破壊を防止することができる半導体装置及びその製造方法を提供することである。更に、本発明は、半導体素子の電気的特性が良好な半導体装置及びその製造方法を提供することである。更に、本発明は、製造コストを削減することができる半導体装置及びその製造方法を提供することである。 The present invention has been made to solve the above problems. Accordingly, the present invention provides a semiconductor device and a method for manufacturing the same that can ensure breakdown resistance and can prevent breakdown of an interlayer insulating film and electrodes due to bonding while ensuring bonding strength. That is. Furthermore, this invention is providing the semiconductor device with the favorable electrical property of a semiconductor element, and its manufacturing method. Furthermore, this invention is providing the semiconductor device which can reduce manufacturing cost, and its manufacturing method.
上記課題を解決するために、本発明の実施の形態に係る第1の特徴は、半導体装置において、第1の導電型の第1の半導体領域と、第1の方向に複数配設され、第1の主面を露出し、第1の導電型と反対導電型の第2の導電型を有する第2の半導体領域と、第2の半導体領域内において第1の方向に複数配設され、かつ第2の半導体領域内に第2の主面が露出され、第1の導電型を有する第3の半導体領域と、第2の半導体領域の第3の半導体領域と第1の方向に隣り合う他の第2の半導体領域の他の第3の半導体領域との間に渡って配設された制御電極と、制御電極上を覆い第1の方向と交差する第2の方向に延伸する延伸部、第1の方向に隣り合う延伸部同士を第2の方向に一定間隔において連結する連結部及び延伸部と連結部とにより開口形状が規定され第2の半導体領域の第1の主面と第3の半導体領域の第2の主面とを露出する開口部を有する層間絶縁膜と、層間絶縁膜上に配設され、層間絶縁膜の開口部を通して第2の半導体領域の第1の主面及び第3の半導体領域の第2の主面に電気的に接続された電極と、を備え、延伸部下における第3の半導体領域の第1の方向の第1の幅寸法に比べて、連結部下における第3の半導体領域の第2の方向の第2の幅寸法が大きいことである。 In order to solve the above-described problem, a first feature according to an embodiment of the present invention is that a semiconductor device includes a first semiconductor region of a first conductivity type and a plurality of first semiconductor regions arranged in a first direction. A plurality of second semiconductor regions having a second conductivity type opposite to the first conductivity type and having a second conductivity type opposite to the first conductivity type, and a plurality of layers disposed in the first direction in the second semiconductor region; The second main surface is exposed in the second semiconductor region, the third semiconductor region having the first conductivity type, and the third semiconductor region of the second semiconductor region adjacent to each other in the first direction. A control electrode disposed between the second semiconductor region and the other third semiconductor region, and an extending portion covering the control electrode and extending in a second direction intersecting the first direction, By the connecting part and the extending part and the connecting part that connect the extending parts adjacent to each other in the first direction at a constant interval in the second direction. An interlayer insulating film having a mouth shape and having an opening exposing the first main surface of the second semiconductor region and the second main surface of the third semiconductor region, and disposed on the interlayer insulating film; An electrode electrically connected to the first main surface of the second semiconductor region and the second main surface of the third semiconductor region through the opening of the interlayer insulating film, and a third semiconductor under the extending portion The second width dimension in the second direction of the third semiconductor region under the connecting portion is larger than the first width dimension in the first direction of the region.
また、第1の特徴に係る半導体装置において、開口部が第3の半導体領域を貫通していることが好ましい。 In the semiconductor device according to the first feature, it is preferable that the opening portion penetrates the third semiconductor region.
また、第1の特徴に係る半導体装置において、第1の幅寸法と第2の幅寸法とが、
第2の幅寸法 < 2.0×第1の幅寸法〜2.6×第1の幅寸法
の関係式を満たすことが好ましい。
In the semiconductor device according to the first feature, the first width dimension and the second width dimension are:
It is preferable that the relational expression of the second width dimension <2.0 × first width dimension−2.6 × first width dimension is satisfied.
また、第1の特徴に係る半導体装置において、第2の半導体領域の第3の半導体領域と第1の方向に隣り合う他の第2の半導体領域の他の第3の半導体領域との間において、第2の半導体領域の第1の主面から第1の半導体領域側に第2の半導体領域を貫通して配設され、第2の方向に延伸する穴と、穴の側面及び穴の底面に配設された絶縁膜と、を更に備え、制御電極は、穴に絶縁膜を介在して埋設されることが好ましい。 In the semiconductor device according to the first feature, between the third semiconductor region of the second semiconductor region and another third semiconductor region of another second semiconductor region adjacent in the first direction. A hole extending through the second semiconductor region from the first main surface of the second semiconductor region to the first semiconductor region side and extending in the second direction, a side surface of the hole, and a bottom surface of the hole It is preferable that the control electrode is embedded in the hole with the insulating film interposed therebetween.
また、第1の特徴に係る半導体装置において、層間絶縁膜の連結部は電極のボンディングエリアの直下の領域に配設されていることが好ましい。 Moreover, in the semiconductor device according to the first feature, the connecting portion of the interlayer insulating film is preferably disposed in a region immediately below the bonding area of the electrode.
本発明の実施の形態に係る第2の特徴は、半導体装置の製造方法において、第1の導電型の第1の半導体領域と、第1の方向に複数配設され、第1の主面を露出し、第1の導電型と反対導電型の第2の導電型を有する第2の半導体領域と、第2の半導体領域内において第1の方向に複数配設され、かつ第2の半導体領域内に第2の主面が露出され、第1の導電型を有する第3の半導体領域と、第2の半導体領域の第3の半導体領域と第1の方向に隣り合う他の第2の半導体領域の他の第3の半導体領域との間に渡って配設された制御電極と、を形成する工程と、制御電極上を覆い第1の方向と交差する第2の方向に延伸する延伸部、ボンディングエリアの直下の領域に第1の方向に隣り合う延伸部同士を第2の方向に一定間隔において連結する連結部、及び延伸部と連結部とにより開口形状が規定され、第2の半導体領域の第1の主面と第3の半導体領域の第2の主面とを露出する開口部を有し、開口部により延伸部下における第3の半導体領域の第1の方向の第1の幅寸法に比べて連結部下における第3の半導体領域の第2の方向の第2の幅寸法を大きくする層間絶縁膜を形成する工程と、層間絶縁膜上に配設され、層間絶縁膜の開口部を通して第2の半導体領域の第1の主面及び第3の半導体領域の第2の主面に電気的に接続された電極を形成する工程と、ボンディングエリアにおいて電極上にこの電極に電気的に接続される外部配線を形成する工程とを備える。 A second feature according to the embodiment of the present invention is that, in the method of manufacturing a semiconductor device, a plurality of first semiconductor regions of the first conductivity type and a plurality of first semiconductor regions are arranged in the first direction. A second semiconductor region exposed and having a second conductivity type opposite to the first conductivity type, and a plurality of second semiconductor regions disposed in the first direction in the second semiconductor region, and the second semiconductor region A second semiconductor surface having a second main surface exposed therein and having a first conductivity type; and another second semiconductor adjacent to the third semiconductor region of the second semiconductor region in the first direction. Forming a control electrode disposed between the other third semiconductor region and the extending portion extending over the control electrode and extending in a second direction that intersects the first direction The extending portions adjacent to each other in the first direction are connected to the region immediately below the bonding area in the second direction at regular intervals. An opening shape is defined by the connecting portion and the extending portion and the connecting portion, and has an opening that exposes the first main surface of the second semiconductor region and the second main surface of the third semiconductor region, An interlayer insulating film that increases the second width dimension in the second direction of the third semiconductor region under the coupling portion by using the opening compared to the first width dimension in the first direction of the third semiconductor region under the extension portion. And electrically connecting to the first main surface of the second semiconductor region and the second main surface of the third semiconductor region through the opening of the interlayer insulating film. Forming a formed electrode, and forming an external wiring electrically connected to the electrode on the electrode in the bonding area.
本発明によれば、破壊耐量を比較的確保しつつ、ボンディング強度を確保し、ボンディングに伴う層間絶縁膜の破壊や電極の剥がれや破壊を防止することができる半導体装置及びその製造方法を提供することができる。更に、本発明によれば、半導体素子の電気的特性が良好な半導体装置及びその製造方法を提供することができる。更に、本発明によれば、製造コストを削減することができる半導体装置及びその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, there are provided a semiconductor device and a method for manufacturing the same that can ensure a bonding strength while ensuring a relatively high breakdown strength and can prevent a breakdown of an interlayer insulating film, an electrode peeling and a breakdown due to bonding. be able to. Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor device having good electrical characteristics of a semiconductor element and a method for manufacturing the same. Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor device and a manufacturing method thereof that can reduce manufacturing costs.
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なる。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, the drawings are schematic and different from actual ones. In addition, there may be a case where the dimensional relationships and ratios are different between the drawings.
また、以下に示す実施の形態はこの発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は各構成部品の配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。 Further, the following embodiments exemplify apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is to arrange the components and the like as follows. Not specific. The technical idea of the present invention can be variously modified within the scope of the claims.
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態は、トレンチ構造を有するIGBTからなる半導体素子を搭載した電力用半導体装置及びその製造方法に本発明を適用した例を説明するものである。
(First embodiment)
The first embodiment of the present invention describes an example in which the present invention is applied to a power semiconductor device on which a semiconductor element made of IGBT having a trench structure is mounted and a manufacturing method thereof.
[半導体素子(IGBT)のデバイス構造]
図1乃至図6に示すように、第1の実施の形態に係る半導体装置に搭載された半導体素子(半導体チップ)1は、第1の方向(X方向)に延伸する第1の辺101及びそれと対向する第2の辺102と第1の方向と交差する第2の方向(Y方向)に延伸する第3の辺103及びそれに対向する第4の辺104とを有し、第1の主面を露出し、かつ第1の導電型を有する第1の半導体領域(基板)111(特に図3及び図6参照。)と、第1の半導体領域111上において第1の方向に複数配設され、かつ第2の主面を露出して配設され、第1の導電型とは反対の第2の導電型を有する第2の半導体領域112と、第2の半導体領域112内において第1の方向に複数配設され、かつ第2の半導体領域112の第2の主面側に第3の主面が露出され、第1の導電型を有する第3の半導体領域(エミッタ領域)113と、第2の半導体領域112内の第3の半導体領域113と第1の方向に隣り合う他の第2の半導体領域112内の他の第3の半導体領域113との間に渡って配設されたゲート電極(制御電極)116と、ゲート電極116上を覆い第2の方向に延伸する延伸部121、第1の方向に隣り合う延伸部121同士を第2の方向に一定間隔において連結する連結部122及び延伸部121と連結部122とにより開口形状が規定され第2の半導体領域112の第2の主面と第3の半導体領域113の第3の主面とを露出する開口部123を有する層間絶縁膜12と、層間絶縁膜12上から層間絶縁膜12に配設された開口部123を通して第2の半導体領域112の第2の主面及び第3の半導体領域113の第3の主面に電気的に接続された電極(エミッタ電極)13とを備える。
[Device structure of semiconductor element (IGBT)]
As shown in FIGS. 1 to 6, the semiconductor element (semiconductor chip) 1 mounted on the semiconductor device according to the first embodiment includes a
そして、層間絶縁膜12をマスクとして第3の半導体領域113を貫通するように開口部123が続いている。図1及び図2に示すように、延伸部121下における或いは延伸部121と接触する第3の半導体領域113の第1の方向の第1の幅寸法121Wに比べて、連結部122下における或いは連結部122に接触する第3の半導体領域113の第2の方向の第2の幅寸法122Wが大きく設定されている。図1に示すように、第3の半導体領域113が貫通するまでエッチングされているため、第3の半導体領域113の第1の幅寸法121Wは、層間絶縁膜12の延伸部121の開口部123側の端部からゲート絶縁膜115までの間の寸法である。また、第3の半導体領域113の第2の幅寸法122Wは、連結部122の第3の半導体領域113と接触する主面側の幅寸法に相当する。
Then, an
半導体素子1はIGBT11であり、このIGBT11は、図3及び図4に示すように、第1の実施の形態において、トレンチゲート構造を有するIGBTにより構成されている。すなわち、IGBT11は、コレクタ領域(又はドレイン領域)であるp型の第4の半導体領域110(以下、コレクタ領域110という。)と、n型ベース領域でありかつn型の半導体領域である第1の半導体領域111(以下、ベース領域111という。)と、p型ベース領域であるp型の第2の半導体領域112(以下、ベース領域112という。)と、エミッタ領域であるn型の第3の半導体領域113(以下、エミッタ領域113という。)と、穴(トレンチ)114と、ゲート絶縁膜115と、ゲート電極116と、コレクタ領域110の下面全体に設けられたコレクタ電極(第1の電極)と、エミッタ電極(第2の電極)13とを備えて構成されている。ここで、「ゲート電極」とは、主電流の流れを制御することができる電極という意味において使用され、主電流の流れを制御することができる電極であれば、不純物が添加されたシリコン多結晶膜だけでなく、半導体領域、拡散領域、金属膜等の電極が少なくとも含まれる。
The
ベース領域(基板)111は、図6に示すように、第2の方向において対向する第1の辺101及び第2の辺102と、第1の方向において対向する第3の辺103及び第4の辺104とを有し、平面方形状により構成されている。ベース領域111は、この半導体素子1の製造プロセスにおいて、シリコン単結晶ウエーハによりIGBT(セル)11を製作した後に、ダイシング工程により切り出されたものであり、半導体チップである。ベース領域111の平面形状は必ずしもこの平面形状に限定されるものではないが、例えば、ベース領域111は第1の辺101及び第2の辺102を長辺、第3の辺103及び第4の辺104を短辺とする平面長方形により構成されている。
As shown in FIG. 6, the base region (substrate) 111 includes a
ここで、第1の実施の形態において、「第1の方向」とは、図2中、図4中、図5中及び図6中の左右方向であり、「X方向」である。また、「第2の方向」とは、同図中の上下方向であり、「Y方向」である。 Here, in the first embodiment, the “first direction” is the left-right direction in FIGS. 2, 4, 5, and 6, and is the “X direction”. Further, the “second direction” is the vertical direction in the figure and is the “Y direction”.
図1乃至図6に示すように、第1の実施の形態に係る層間絶縁膜12の平面形状は、第1の電極13のボンディングエリア内において、第1の方向に一定間隔において配列され第2の方向に延伸する第2の電極13とゲート電極116との間に設けられた延伸部121と、それに隣り合う延伸部121を連結する連結部122と、開口部123とを有するメッシュ形状である。また、層間絶縁膜12の平面形状は、第1の電極13のボンディングエリア外において、第2の電極13とゲート電極116との間に設けられた延伸部121のみが形成されたストライプ形状である。
As shown in FIGS. 1 to 6, the planar shape of the
層間絶縁膜12の「メッシュ形状」とは、ゲート電極116(穴114)上に配設され、このゲート電極116が延在する第2の方向と同一方向に延在し、ゲート電極116と同様に第1の方向に一定間隔に配列した、平面形状がストライプ形状を有する延伸部121と、第1の方向において隣り合う延伸部121の間を相互に連結し一体に構成された連結部122と、第1の方向において隣り合う2本の延伸部121と第2の方向において隣接する2本の連結部122とに囲まれた領域内に形成された開口部123とを備えている。連結部122は第1の方向に隣り合う延伸部121間を第2の方向に一定間隔において連結しているので、第2の電極13のボンディングエリア内において層間絶縁膜12の延伸部121及びその直下のゲート電極116の機械的強度を向上することができる。特に、ボンディングの際に発生する応力(例えば超音波振動エネルギ)に対して、層間絶縁膜12の延伸部121及びその直下のゲート電極116の割れや剥がれを防止することができる。一方、層間絶縁膜12の連結部122は、第1の方向において隣り合う延伸部121間に設けられているが、連結部122が設けられているのは少なくともボンディングエリア内であるが、ボンディングエリア内においてメッシュ形状による開口123が配設されているので、エミッタ領域113と第2の電極13との間のコンタクト面積及び電流容量の減少を抑制しつつ、ボンディング強度を確保し、ボンディングに伴う層間絶縁膜12やゲート電極116の破壊や剥がれを防止することができる。また、これらの効果を層間絶縁膜12の開口パターンを変更することだけで達成することができ、製造プロセスを追加することがないため、製造が容易でありかつ製造コストが高くならない。第1の実施の形態において、層間絶縁膜12には具体的にシリコン酸化膜や燐ガラス(PSG)膜を実用的に使用することができ、この燐ガラス膜の膜厚は例えば0.5 μm−3.0 μmに設定されている。
The “mesh shape” of the
ここで、層間絶縁膜12の開口部123の開口比率と不良発生率との因果関係が図7に示すように存在する。図7中、横軸は層間絶縁膜12の開口部123の開口比率、左縦軸はアバランシェ破壊による不良率(%)、右縦軸はワイヤボンディングのダメージによる不良率(%)である。ここで、層間絶縁膜12の開口部123をマスクとして第3の半導体領域113を貫通するエッチングを行っているので、開口比率は、図1及び図2に示す第3の半導体領域113の第1の幅寸法121Wに相当する層間絶縁膜12の延伸部121の第1の方向の幅寸法(=第1の幅寸法121W:延伸部121のゲート絶縁膜114の一端から最短距離にある開口部123端までの寸法)を、第3の半導体領域113の第2の幅寸法122Wに相当する連結部122の第2の方向の幅寸法(=第2の幅寸法122W)で割った値である。
Here, a causal relationship between the opening ratio of the
層間絶縁膜12の開口部123の開口比率が増加する、つまり延伸部121の第1の幅寸法121Wに対して連結部122の第2の幅寸法122Wが増加すると、ワイヤボンディングのダメージに起因する不良率を減少することができる。図7に示す曲線Aにおいては開口比率が2.2、曲線Bにおいては開口比率が2.0で不良率が実効的にゼロになる。すなわち、層間絶縁膜12の延伸部121及びその直下のゲート電極116の割れや剥がれを防止することができる。曲線Aのワイヤボンディングの条件は、ボンディング荷重が1200 g/cm2、超音波振動エネルギ(超音波パワー)がファースト側で145 Hz、セカンド側で190 Hz、超音波振動時間がファースト側で120 msec、セカンド側で170 msecである。また、曲線Bのワイヤボンディングの条件は、ボンディング荷重が1200 g/cm2、超音波振動エネルギ(超音波パワー)がファースト側で145 Hz、セカンド側で180 Hz、超音波振動時間がファースト側で120 msec、セカンド側で170 msecである。
When the opening ratio of the
一方、層間絶縁膜12の開口部123の開口比率が増加する、つまり延伸部121の第1の幅寸法121Wに対して連結部122の第2の幅寸法122Wが増加すると、曲線Cに示すように開口比率が2.6を境にアバランシェ破壊に起因する不良率が増大する。これは、開口部123において第3の半導体領域113が露出した領域上ではボンディングワイヤからの電流通路は最短となるが、連結部122の中央(例えば図2に符号Kで示す。)から第3の半導体領域113までの電流通路は長くなり、電流の動特性的なタイムラグが大きくなるためである。アバランシェ耐量は印加したエネルギをより広い部分に分散させて電流集中を緩和してかつ寄生トランジスタをONさせないことが重要である。その中で、第3の半導体領域113直下の第2の半導体領域112の抵抗を下げることが有効である。層間絶縁膜12をマスクとして第3の半導体領域113の一部を貫通するまでエッチングしているので、開口部123と第3の半導体領域113直下の第2の半導体領域112の抵抗とは密接な関係を有する。つまり、図7に示す因果関係に基づき、層間絶縁膜12の延伸部121の第1の幅寸法121Wに対して連結部122の第2の幅寸法122Wを大きく(第1の幅寸法121W<第2の幅寸法122W)設定すれば、ワイヤボンディングのダメージに起因する不良率を減少することができる。更に、ワイヤボンディングのダメージに起因する不良率を減少しつつ、アバランシェ破壊に起因する不良率を減少するには、層間絶縁膜12の延伸部121の第1の幅寸法121Wと連結部122の第2の幅寸法122Wとが以下の関係式を満たす必要がある。
On the other hand, when the opening ratio of the
第2の幅寸法 < 2.0×第1の幅寸法〜2.6×第1の幅寸法
上記式を満足する本発明の第1の実施の形態に係る他の寸法は、例えば以下の通りである(図2参照。)。
Second width dimension <2.0 × first width dimension to 2.6 × first width dimension Other dimensions according to the first embodiment of the present invention that satisfy the above formula are, for example, as follows (see FIG. 2).
1.穴114の穴幅(a):0.5 μm
2.穴114の配列ピッチ(b):2.0 μm
3.層間絶縁膜12の延伸部121の幅(121W):0.5 μm
4.層間絶縁膜12の連結部122の幅(122W):1.0 μm
5.連結部122の第1の方向の配列ピッチ(c):9.0 μm
6.穴114の穴の長さ(d):8.0 μm
7.第2の半導体領域112の不純物密度:6.0 ×1017 atoms/cm2
8.第2の半導体領域112の接合深さ:1.4 μm
9.第3の半導体領域113の不純物密度:5.0 ×1019 atoms/cm2
10.第3の半導体領域113の接合深さ:0.3 μm
11.ゲート電極116の幅寸法:0.5 μm
第1の実施の形態において、更に層間絶縁膜12の平面形状には、図5に示すように、第2の方向に一定間隔に配列された開口123と、それに対して第1の方向側に隣り合う開口123とがオフセットされたメッシュ形状となるように採用されることが望ましい。オフセット量は例えば2分の1配列ピッチである。
1. Hole width (a) of hole 114: 0.5 μm
2. Arrangement pitch of holes 114 (b): 2.0 μm
3. The width (121W) of the extending
4). The width (122W) of the connecting
5. Arrangement pitch (c) of connecting
6). Length of hole 114 (d): 8.0 μm
7). Impurity density of the second semiconductor region 112: 6.0 × 10 17 atoms / cm 2
8). Junction depth of the second semiconductor region 112: 1.4 μm
9. Impurity density of the third semiconductor region 113: 5.0 × 10 19 atoms / cm 2
10. Junction depth of the third semiconductor region 113: 0.3 μm
11. Width dimension of the gate electrode 116: 0.5 μm
In the first embodiment, the planar shape of the
ここで、層間絶縁膜12の平面形状がメッシュ形状に設定される「第2の電極13のボンディングエリア」とは、第2の電極(エミッタ電極)13とエミッタ用リード(外部端子)とを電気的に接続するボンディングワイヤ(32)がボンディングされる領域である。第2の電極13上には保護膜14が配設され、図3に示すように保護膜14にはボンディングワイヤ(32)を第2の電極13と電気的に接続させるための開口141が配設されており、第2の電極13のボンディングエリアはこの保護膜14に配設される開口141の領域内である。
Here, the “bonding area of the
第2の電極13のボンディングエリア外において層間絶縁膜12の平面形状はストライプ形状である。詳細には、層間絶縁膜12は、ゲート電極116(若しくは穴114)上に配設されこのゲート電極116が延在する第2の方向と同一方向に延在し、ゲート電極116の配列間隔と同様に第1の方向に一定間隔において複数配列された、平面形状がストライプ形状を有する延伸部121と、第1の方向において隣り合う延伸部121の間に挟まれ、第1の方向に一定間隔において複数配列された、平面ストライプ形状を有する開口部124とを備えている。第2の電極13のボンディングエリア外においては、ボンディングの際に発生する応力に対する機械的強度を高める必要はないので、第1の方向において隣り合う延伸部121間に連結部122は配設しなくてもよい。連結部122が配設されていない結果、開口部124の開口面積を増加することができるので、エミッタ領域113と第2の電極13との間のコンタクト面積及び電流容量を確保し、電界集中を防止することができる。
Outside the bonding area of the
つまり、第2の電極(エミッタ電極)13は層間絶縁膜12上に配設されるとともに、第2の電極13のボンディングエリア内においては、第2の電極13は層間絶縁膜12の開口123を通してIGBT11に接続されている。第2の電極13のボンディングエリア外においては、第2の電極13は層間絶縁膜12の開口部124を通してIGBT11に接続されている。第2の電極13はエミッタ電極(又はソース電極)として使用され、この第2の電極13には例えばアルミニウム合金膜を使用することができる。アルミニウム合金膜は、アロイスパイクを防止するSi、マイグレーションを防止するCu等の添加物を添加したアルミニウムである。
That is, the second electrode (emitter electrode) 13 is disposed on the
図3に示すように、保護膜14は基板10の主面上の全域において第2の電極13上に配設されている。保護膜14には、図3乃至図6に示すように、素子領域において第2の電極13上のボンディングエリアに開口141が配設されている。また、保護膜14には、図6に示すように、素子領域において、IGBT11のゲート電極116に電気的に接続させるためのボンディング電極13Gが保護膜14の開口142によって露出されている。ゲート電極116のボンディング電極13Gは、第2の電極13と同一導電層において同一導電性材料により構成されている。保護膜14の開口141は図6に示すようにベース領域(基板)111の中央部分に配設され、開口142はベース領域111の第3の辺103の近傍に配設されている。開口142の平面面積は開口141の平面面積に比べて小さい。保護膜14には、例えばPIF(poly-imide film)等の樹脂膜やPSG膜を実用的に使用することができる。
As shown in FIG. 3, the
[半導体装置の組立構造]
図6に示すように、半導体装置201は、半導体素子1と、半導体素子1を搭載するダイボンディング領域21Dを有し第1の方向(X方向)に延在する第1のリード(コレクタ用外部端子)21と、第1のリード21の左側に配設され第2の方向に延在する第2のリード(ゲート用外部端子)22と、第1のリード21の右側に配設され第2の方向に延在する第3のリード(エミッタ用外部端子)23と、第2のリード22と半導体素子1のボンディング電極13Gとの間を電気的に接続するボンディングワイヤ31と、第3のリード23と半導体素子1の第2の電極13のボンディングエリアとの間を電気的に接続するボンディングワイヤ32と、封止体4とを備えている。
[Assembly structure of semiconductor device]
As shown in FIG. 6, the
第1のリード21、第2のリード22及び第3のリード23にはCu板、Fe−Ni合金板等を使用することができる。Cu板の表面にはNiめっきが施されていてもよい。
For the
図3及び図6には詳細に図示していないが、第1のリード21のダイボンディング領域21Dには導電性接着材を介在させて半導体素子1の裏面の第1の電極が電気的かつ機械的に接続されている。
Although not shown in detail in FIGS. 3 and 6, a conductive adhesive is interposed in the
ボンディングワイヤ31は半導体素子1の保護膜14に形成された開口142を通してボンディング電極13Gに電気的に接続されている。同様に、ボンディングワイヤ32は基板10上の保護膜14に形成された開口141を通して電極13に電気的に接続されている。ボンディングワイヤ31及び32には例えばAu、Lu、Al等のワイヤを実用的に使用することができ、このワイヤはボンディング装置を用い超音波振動に熱圧着を併用してボンディングされる。
The
封止体4には例えばエポキシ系樹脂が使用されている。このエポキシ系樹脂は例えばモールド法により成型される。封止体4の内部には半導体素子1、第1のリード21、第2のリード22及び第3のリード23のそれぞれのインナー部(一部)、ボンディングワイヤ31及び32が気密封止される。封止体4の外部には第1のリード21、第2のリード22及び第3のリード23のそれぞれのアウター部(一部)が突出する。
For example, an epoxy resin is used for the sealing
半導体装置201の組立手順は以下の通りである。まず、IGBT11、層間絶縁膜12、第2の電極13、保護膜14のそれぞれが順次形成された半導体素子1が製造される。次に、第1のリード21のダイボンディング領域21D上に半導体素子1が実装される。次に、ボンディングワイヤ31及び32がボンディングされる。そして、半導体素子1等が封止体4によりモールドされることにより、第1の実施の形態に係る半導体装置201が完成する。
The assembly procedure of the
[半導体装置の特徴]
図1乃至図6に示すように、第1の実施の形態に係る半導体装置201においては、ボンディングエリア内の層間絶縁膜12の平面構造がメッシュ形状に構成され、層間絶縁膜12の第1の方向に隣り合う延伸部121が連結部122により機械的な強度を増強しているので、ボンディングの際の層間絶縁膜12のボンディング強度を確保しつつ、ボンディングに伴う層間絶縁膜12の破壊や電極(例えばゲート電極116や第2の電極13)の破壊を防止することができる。
[Features of semiconductor devices]
As shown in FIGS. 1 to 6, in the
更に、第1の実施の形態に係る半導体装置201においては、層間絶縁膜12の連結部122を第2の方向に一定間隔において配設しているので、開口部123の平面面積を十分に確保することができる。従って、ストライプ構造を有するIGBT11の本来の特性であるコンタクト面積を十分に確保することができるので、電界集中を減少することができ、十分な耐圧を確保することができ、半導体素子1の電気的特性が良好な半導体装置201を提供することができる。
Furthermore, in the
更に、第1の実施の形態に係る半導体装置201においては、第3の半導体領域113の延伸部121下における(又は延伸部121)の第1の幅寸法121Wと第3の半導体領域113の連結部122下における(又は連結部122)の第2の幅寸法122Wとの比率を適正な範囲に設定したので、ボンディングの際の層間絶縁膜12のボンディング強度を確保しつつ、十分な耐圧を確保することができる。
Furthermore, in the
また、第1の実施の形態に係る半導体装置201においては、ボンディングエリア外の層間絶縁膜12の平面形状がストライプ形状により構成されているので、前述のように半導体素子1の電気的特性を確保することができる。
Further, in the
また、第1の実施の形態に係る半導体装置201においては、このような作用効果を奏するための層間絶縁膜12の平面形状は製造用マスクのパターンを変更するだけで対応することができるので、特に製造工程数を増加する必要がなく、製造コストを減少することができる。更に、第2の電極13、ボンディング電極13Gの膜厚は、ボンディングのために厚くする必要がないので、この点においても製造コストを減少することができる。
Further, in the
[変形例]
第1の実施の形態の変形例に係る半導体装置201においては、IGBT11の層間絶縁膜12の特にボンディングエリア内の平面形状が、図8に示すように、第2の方向に一定間隔に配列された開口123と、それに対して第1の方向側に隣り合う開口123とが同一の直線上となるように随時形成されたメッシュ形状により構成されている。すなわち、連結部122を第1の方向に見ると一直線上に形成され、第2の方向に見ると一定間隔に繰り返し形成されている。変形例に係る層間絶縁膜12の平面形状は、連結部122及び開口123の配列ピッチをアンオフセットしている。
[Modification]
In the
このように構成される変形例に係る半導体装置201においては、前述の第1の実施の形態に係る半導体装置201により得られる効果と同様の効果を奏することができる。
In the
なお、第1の実施の形態に係る半導体装置201においては、半導体素子1のボンディングエリア内のみ層間絶縁膜12の平面形状をメッシュ形状としているが、本発明は、このような構造に限定されるものではなく、ボンディングエリア内外の層間絶縁膜12の平面形状をメッシュ形状としてもよい。
In the
(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態は、プレーナ構造を有するIGBTからなる半導体素子を搭載した電力用半導体装置及びその製造方法に本発明を適用した例を説明するものである。
(Second Embodiment)
In the second embodiment of the present invention, an example in which the present invention is applied to a power semiconductor device on which a semiconductor element made of IGBT having a planar structure is mounted and a method for manufacturing the power semiconductor device will be described.
[半導体素子(IGBT)のデバイス構造]
第2の実施の形態に係る半導体装置201に搭載された半導体素子1は、図9に示すように、プレーナ構造を有するIGBT11により構成されている。すなわち、IGBT11は、コレクタ領域(p型の第4の半導体領域)110と、n型ベース領域(n型の第1の半導体領域又は基板)111と、p型ベース領域(p型の第2の半導体領域)112と、エミッタ領域(n型の第3の半導体領域)113と、ゲート絶縁膜115と、ゲート電極116と、コレクタ電極(第1の電極)と、エミッタ電極(第2の電極)13とを備えて構成されている。基本的な半導体素子1の断面構造は前述の第1の実施の形態に係る半導体装置201の半導体素子1の断面構造と同一であるが、図1及び図3に示す穴114が配設されていない。つまり、半導体素子1は、ベース領域111の主面上にゲート絶縁膜115を介在してゲート電極116をプレーナ構造において配設し、ゲート電極116をマスクとして二重拡散構造によりベース領域112及びエミッタ領域113が配設されている。
[Device structure of semiconductor element (IGBT)]
As shown in FIG. 9, the
(第3の実施の形態)
本発明の第3の実施の形態は、前述の第1の実施の形態及び第2の実施の形態に係る半導体装置201において、半導体素子1と第2のリード22及び第3のリード23との間の接続方法を代えた例を説明するものである。
(Third embodiment)
The third embodiment of the present invention relates to the
第3の実施の形態に係る半導体装置201は、図10及び図11に示すように、半導体素子1のボンディング電極13Gと第2のリード22との間がクリップリード22Cにより電気的に接続され、第2の電極13と第3のリード23との間がクリップリード23Cにより電気的に接続されている。クリップリード22Cとボンディング電極13G、第2のリード22のそれぞれとの間の接続には半田ペースト35が使用され、双方の間は電気的かつ機械的に接続される。同様に、クリップリード23Cと第2の電極13、第3のリード23のそれぞれとの間の接続には半田ペースト36が使用され、双方の間は電気的かつ機械的に接続される。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
クリップリード22C及び23Cには例えばCu板等の金属板やFe−Ni合金板等の合金板を使用することができる。半田ペースト35及び36には例えばPb−Sn半田、又はSn−3 wt% Ag−0.5 wt% Cu等のPbフリー半田を使用することができる。ボンディング電極13Gに半田ペースト35を介したクリップリード22Cの接続、第2のリード22に半田ペースト35を介したクリップリード22Cの接続には、ボンディングワイヤ31のボンディングと同様に、超音波振動に熱圧着を併用したボンディング法により行われる。同様に、第2の電極13に半田ペースト36を介したクリップリード23Cの接続、第3のリード23に半田ペースト36を介したクリップリード23Cの接続には、ヒータ等による加熱法、又はボンディングワイヤ32のボンディングと同様に、超音波振動に熱圧着を併用したボンディング法が使用される。
For the clip leads 22C and 23C, for example, a metal plate such as a Cu plate or an alloy plate such as an Fe-Ni alloy plate can be used. For the solder pastes 35 and 36, for example, Pb-Sn solder or Pb-free solder such as Sn-3 wt% Ag-0.5 wt% Cu can be used. In the connection of the
また、ボンディング電極13Gと半田ペースト35とのボンダビリティを向上するため、同様に第2の電極13と半田ペースト36とのボンダビリティを向上するため、ボンディング電極13G、第2の電極13のそれぞれの表面上に濡れ性向上膜を形成してもよい。この濡れ性向上膜には例えばTi層上にNi層を積層した複合層を実用的に使用することができる。
Further, in order to improve the bondability between the
このように構成される第3の実施の形態に係る半導体装置201においては、前述の第1の実施の形態及び第2の実施の形態に係る半導体装置201により得られる効果と同様の効果を奏することができる。
The
更に、クリップリード22C及び23Cの金属板や合金板の抵抗成分並びにインダクタンス成分はワイヤ配線のそれに比べて小さい特徴がある。反面、金属板や合金板とボンディングエリアとの接合部に生じる応力が大きくなるが、第3の実施の形態においては、第2の電極13のボンディングエリアにおいて層間絶縁膜12に連結部122を備えているので、第2の電極13のボンディングエリアにおける機械的強度を高めることができる。従って、半導体装置201においては、抵抗成分並びにインダクタンス成分を小さくしつつ、層間絶縁膜12の剥がれやゲート電極116の剥がれを防止することができる。
Furthermore, the resistance component and the inductance component of the metal plates and alloy plates of the clip leads 22C and 23C are characterized by being smaller than that of the wire wiring. On the other hand, although the stress generated at the joint between the metal plate or alloy plate and the bonding area increases, in the third embodiment, the connecting
(その他の実施の形態)
上記のように、本発明を第1の実施の形態、その変形例、第2の実施の形態及び第3の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものでない。本発明は様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術に適用することができる。例えば、前述の実施の形態等においては、IGBT11からなる半導体素子1が搭載された半導体装置201を例に説明したが、本発明は、IGBT11に限定されるものではなく、パワートランジスタ(パワーMOSFET)からなる半導体素子及びそれを搭載する半導体装置に適用することができる。また、トレンチ構造だけでなく、プレーナ構造を有するパワートランジスタからなる半導体素子及びそれを搭載した半導体装置に本発明は適用することができる。また、前述の層間絶縁膜12の開口部123の角部は丸みをおびていてもよい。
(Other embodiments)
As described above, the present invention has been described with reference to the first embodiment, its modifications, the second embodiment, and the third embodiment. However, the discussion and the drawings that form a part of this disclosure are the present invention. It does not limit. The present invention can be applied to various alternative embodiments, examples, and operational technologies. For example, in the above-described embodiment and the like, the
201…半導体装置
110…コレクタ領域又は第4の半導体領域
101…第1の辺
102…第2の辺
103…第3の辺
104…第4の辺
1…半導体素子
11…IGBT
111…第1の半導体領域又は基板
112…第2の半導体領域又はベース領域
113…第3の半導体領域又はエミッタ領域
114…穴
115…ゲート絶縁膜
116…ゲート電極
12…層間絶縁膜
121…延伸部
121W…第1の幅寸法
122…連結部
122W…第2の幅寸法
123、124…開口部
13…第2の電極
13G…ボンディング電極
14…保護膜
141、142…開口
21…第1のリード
22…第2のリード
23…第3のリード
31、32…ボンディングワイヤ
22C、23C…クリップリード
35、36…半田ペースト
4…封止体
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (6)
第1の方向に複数配設され、第1の主面を露出し、前記第1の導電型と反対導電型の第2の導電型を有する第2の半導体領域と、
前記第2の半導体領域内において前記第1の方向に複数配設され、かつ前記第2の半導体領域内に第2の主面が露出され、前記第1の導電型を有する第3の半導体領域と、
前記第2の半導体領域の前記第3の半導体領域と前記第1の方向に隣り合う他の前記第2の半導体領域の他の前記第3の半導体領域との間に渡って配設された制御電極と、
前記制御電極上を覆い前記第1の方向と交差する第2の方向に延伸する延伸部、前記第1の方向に隣り合う前記延伸部同士を前記第2の方向に一定間隔において連結する連結部及び前記延伸部と前記連結部とにより開口形状が規定され前記第2の半導体領域の前記第1の主面と前記第3の半導体領域の前記第2の主面とを露出する開口部を有する層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に配設され、前記層間絶縁膜の前記開口部を通して前記第2の半導体領域の前記第1の主面及び前記第3の半導体領域の前記第2の主面に電気的に接続された電極と、を備え、
前記延伸部下における前記第3の半導体領域の前記第1の方向の第1の幅寸法に比べて、前記連結部下における前記第3の半導体領域の前記第2の方向の第2の幅寸法が大きいことを特徴とする半導体装置。 A first semiconductor region of a first conductivity type;
A plurality of second semiconductor regions disposed in a first direction, exposing a first main surface, and having a second conductivity type opposite to the first conductivity type;
A plurality of third semiconductor regions disposed in the second direction in the second semiconductor region and having a second main surface exposed in the second semiconductor region and having the first conductivity type When,
Control disposed between the third semiconductor region of the second semiconductor region and the other third semiconductor region of the other second semiconductor region adjacent to the first direction. Electrodes,
An extending portion that covers the control electrode and extends in a second direction intersecting the first direction, and a connecting portion that connects the extending portions adjacent to each other in the first direction at a constant interval. And an opening is defined by the extending portion and the connecting portion, and has an opening that exposes the first main surface of the second semiconductor region and the second main surface of the third semiconductor region. An interlayer insulating film;
Electrically disposed on the interlayer insulating film and electrically through the opening of the interlayer insulating film to the first main surface of the second semiconductor region and the second main surface of the third semiconductor region. Connected electrodes, and
The second width dimension in the second direction of the third semiconductor region under the coupling portion is larger than the first width dimension in the first direction of the third semiconductor region under the extension portion. A semiconductor device.
第2の幅寸法 < 2.0×第1の幅寸法〜2.6×第1の幅寸法
の関係式を満たすことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半導体装置。 The first width dimension and the second width dimension are:
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the relational expression of second width dimension <2.0 × first width dimension to 2.6 × first width dimension is satisfied.
前記穴の側面及び前記穴の底面に配設された絶縁膜と、を更に備え、
前記制御電極は、前記穴に前記絶縁膜を介在して埋設されたことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の半導体装置。 The second semiconductor region between the third semiconductor region of the second semiconductor region and the other third semiconductor region of the other second semiconductor region adjacent to the first direction. A hole extending through the second semiconductor region from the first main surface to the first semiconductor region side and extending in the second direction;
An insulating film disposed on a side surface of the hole and a bottom surface of the hole, and
The semiconductor device according to claim 1, wherein the control electrode is embedded in the hole with the insulating film interposed therebetween.
前記制御電極上を覆い前記第1の方向と交差する第2の方向に延伸する延伸部、ボンディングエリアの直下の領域に前記第1の方向に隣り合う前記延伸部同士を前記第2の方向に一定間隔において連結する連結部、及び前記延伸部と前記連結部とにより開口形状が規定され、前記第2の半導体領域の前記第1の主面と前記第3の半導体領域の前記第2の主面とを露出する開口部を有し、前記開口部により前記延伸部下における前記第3の半導体領域の前記第1の方向の第1の幅寸法に比べて前記連結部下における前記第3の半導体領域の前記第2の方向の第2の幅寸法を大きくする層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜上に配設され、前記層間絶縁膜の前記開口部を通して前記第2の半導体領域の前記第1の主面及び前記第3の半導体領域の前記第2の主面に電気的に接続された電極を形成する工程と、
前記ボンディングエリアにおいて前記電極上にこの電極に電気的に接続される外部配線を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 A plurality of first semiconductor regions of the first conductivity type and a plurality of semiconductor regions disposed in the first direction, exposing the first main surface, and having a second conductivity type opposite to the first conductivity type. A plurality of second semiconductor regions and a plurality of second semiconductor regions disposed in the first direction in the second semiconductor region, and a second main surface exposed in the second semiconductor region; And a third semiconductor region of the second semiconductor region and another third semiconductor region of the second semiconductor region adjacent to the second semiconductor region in the first direction. Forming a control electrode disposed therebetween;
An extending portion that covers the control electrode and extends in a second direction intersecting the first direction, and the extending portions adjacent to each other in the first direction in a region immediately below the bonding area in the second direction An opening shape is defined by the connecting portion connected at a constant interval, and the extending portion and the connecting portion, and the first main surface of the second semiconductor region and the second main surface of the third semiconductor region. A third semiconductor region under the connecting portion as compared to a first width dimension in the first direction of the third semiconductor region under the extended portion by the opening. Forming an interlayer insulating film for enlarging the second width dimension in the second direction;
Electrically disposed on the interlayer insulating film and electrically through the opening of the interlayer insulating film to the first main surface of the second semiconductor region and the second main surface of the third semiconductor region. Forming a connected electrode;
Forming an external wiring electrically connected to the electrode on the electrode in the bonding area;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
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