JP3870844B2 - 半導体装置及びその製造法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、大電流を取出すことができる新規な半導体装置及びその製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、MOSIGBT等の半導体素子が知られている。これらの素子はその耐圧や電流容量に応じて、各種インバータ装置などに応用されている。特に近年では、パワー半導体素子の大電流化に伴い、ワイヤボンディング領域の箇所が増加し、かつワイヤ電極の径を500μmと大きくする傾向にある。これはワイヤの電流密度を低下させ、熱ストレス等によるワイヤ電極の長寿命化を図る目的がある。更に、これらの半導体素子に要求される特性として、低スイッチィング損失、低オン電圧がある。
【0003】
図6は、従来の半導体素子の断面図であり、図6に示すように表面電極膜となる第3の電極膜9にアルミニウム(Al)、シリコン(Si)を含む材料が用いられ、耐ワイヤボンディング性能の向上を目的に、第3の電極膜9の下にバリアメタルとなるモリブデンシリサイド(MoSi)からなる第2の電極膜8を約0.05〜2.0μmの厚みで堆積させる技術が知られている。又、図6に示すように、第2の電極膜8によってゲート電極11上の層間絶縁膜10と第3の電極膜9の界面に発生するシリコン(Si)析出粒が抑えらる。シリコン(Si)析出粒の低減は超音波ワイヤボンディング装置にて第3の電極膜9上にワイヤ1を固着する際に、シリコン(Si)析出粒を起点としたゲート酸化膜のクラックの低減に効果があり、ゲート耐圧劣化を防止することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、バリアメタルであるモリブデンシリサイド(MoSi)からなる第2の電極膜8とシリコン(Si)基板とのコンタクト抵抗はアルミニウム(Al)、シリコン(Si)を含む材料からなる第3の電極膜9とシリコン(Si)基板とのそれに比べて4〜30倍と高い為、オン電圧、スイッチィング損失が増加するという問題が生じる。
【0005】
本発明の目的は、従来構造であるモリブデンシリサイド(MoSi)膜をバリアメタルとして用いた場合に問題となる高オン電圧と高スイッチィング損失を、耐ワイヤボンディング性を損なわずに、低オン電圧、低スイッチィング損失にできる半導体装置及びその製造法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
従来、耐ワイヤボンディング性能の向上を目的としてバリアメタルにモリブデンシリサイド(MoSi)からなる電極膜を用い、シリコン(Si)基板とコンタクトする構造としていたが、本発明の半導体装置では、ゲート電極の側面を覆う絶縁部材に隣接した箇所にアルミニウム(Al)及びシリコン(Si)を含む材料からなる第1の電極膜を堆積し、シリコン(Si)基板とコンタクトさせ、その上にバリアメタルであるモリブデンシリサイド(MoSi)からなる第2の電極膜とアルミニウム(Al)及びシリコン(Si)を含む材料からなる第3の電極膜を順次堆積させた構造とすることにより、耐ワイヤボンディング性を確保しつつ、低オン電圧、低スイッチィング損失の半導体装置を得ることができる。
【0007】
第1の電極膜として、Si0.3〜1.5重量%を含むAl合金が好ましい。
【0008】
即ち、本発明は、半導体基板の一方の面にゲート酸化膜、ゲート電極及び絶縁膜が順次設けられた積層体を有する絶縁ゲート、即ちMOSゲートと、該MOSゲートの側壁に設けられた第1の絶縁部材と、前記半導体基板と第1の絶縁部材とに接して設けられたAl及びSiを含む材料からなる第1の電極膜と、該第1の電極膜と半導体基板とに接し前記MOSゲートを覆うMoSiからなる第2の電極膜と、該第2の電極膜を覆うように設けられたAl及びSiを含む材料からなる第3の電極膜と、該第3の電極膜に接合されたワイヤ電極とを備えていることを特徴とする半導体装置にある。
【0009】
即ち、本発明は、前述のMOSゲートの片側又は両側壁に対して設けられた第1の絶縁部材と、前記半導体基板と第1の絶縁部材とに接して設けられたAl及びSiを含む材料からなる第1の電極膜と、該第1の電極膜と半導体基板とに接し前記MOSゲートを覆うMoSiからなる第2の電極膜とを有するものである。
【0010】
更に、本発明は、n型ベース層内にp型ベース層を有し、該p型ベース層内にn型エミッタ層を有する半導体基板の前記p型ベース層の形成面側にゲート酸化膜、ゲート電極及び絶縁膜が順次設けられた積層体を有する絶縁ゲート、即ちMOSゲートと、該MOSゲートの側壁に設けられた第1の絶縁部材と、前記半導体基板と第1の絶縁部材とに接してAl及びSiを含む材料からなる第1の電極膜と、該第1の電極膜と半導体基板とに接し前記MOSゲートを覆うMoSiからなる第2の電極膜と、該第2の電極膜を覆うように設けられたAl及びSiを含む材料からなる第3の電極膜と、該第3の電極膜に接合されたワイヤ電極とを備えていることを特徴とする半導体装置にある。
【0011】
更に、本発明は、p型ベース層内にn型ベース層を有し、該n型ベース層内にp型エミッタ層を有する半導体基板の前記n型ベース層の形成面側にゲート酸化膜、ゲート電極及び絶縁膜が順次設けられた積層体を有する絶縁ゲート、即ちMOSゲートと、該MOSゲートの側壁に設けられた第1の絶縁部材と、前記半導体基板と第1の絶縁部材とに接してAl及びSiを含む材料からなる第1の電極膜と、該第1の電極膜と半導体基板とに接し前記MOSゲートを覆うMoSiからなる第2の電極膜と、該第2の電極膜を覆うように設けられたAl及びSiを含む材料からなる第3の電極膜と、該第3の電極膜に接合されたワイヤ電極とを備えていることを特徴とする半導体装置にある。
【0012】
更に、本発明は、p型ベース層上にn型ベース層を有する半導体基板の前記n型ベース層内に形成されたp型ベース層と該p型ベース層内に形成されたn型エミッタ層とを有し、前記n型ベース層内のp型ベース層形成面側にゲート酸化膜、ゲート電極及び絶縁膜が順次設けられた絶縁ゲート、即ちMOSゲートと、該MOSゲートの側壁に各々設けられた第1の絶縁部材と、前記半導体基板と第1の絶縁部材とに接して設けられたAl及びSiを含む材料からなる第1の電極膜と、該第1の電極膜と半導体基板とに接し前記MOSゲートを覆うMoSiからなる第2の電極膜と、該第2の電極膜を覆うように設けられたAl及びSiを含む材料からなる第3の電極膜と、該第3の電極膜に接合されたワイヤ電極とを備えていることを特徴とする半導体装置にある。
【0013】
更に、本発明は、n型ベース層上にp型ベース層を有する半導体基板の前記p型ベース層内に形成されたn型ベース層と該n型ベース層内に形成されたp型エミッタ層とを有し、前記p型ベース層内のn型ベース層形成面側にゲート酸化膜、ゲート電極及び絶縁膜が順次設けられた積層体を有する絶縁ゲート、即ちMOSゲートと、該MOSゲートの側壁に設けられた第1の絶縁部材と、前記半導体基板と第1の絶縁部材とに接して設けられたAl及びSiを含む材料からなる第1の電極膜と、該第1の電極膜と半導体基板とに接し前記MOSゲートを覆うMoSiからなる第2の電極膜と、該第2の電極膜を覆うように設けられたAl及びSiを含む材料からなる第3の電極膜と、該第3の電極膜に接合されたワイヤ電極とを備えていることを特徴とする半導体装置にある。
【0014】
前記Al及びSiを含む材料はその導電性が前記MoSiのそれより高いことが好ましい。
【0015】
前記半導体基板のワイヤ電極の形成面側の反対面に裏面電極膜を有し、該裏面電極膜に固定部材が接合されていること、半導体素子が電子回路内に形成され、その表面に電極となる金属膜を堆積する構造を有すること、前記裏面電極膜は、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、金(Au)、クロム(Cr)、銀(Ag)及び銅(Cu)の金属又は合金からなることが好ましい。
【0016】
本発明は、n型ベース層を有するシリコン基板の一方の面の前記 n 型ベース層内にp型ベース層を形成した後、該p型ベース層内にn型エミッタ層を形成する工程と、
前記p型ベース層形成面側にゲート酸化膜及びゲート電極を順次形成後、該ゲート電極の表面に層間絶縁膜を積層し絶縁ゲートを形成すると共に、該絶縁ゲートの側壁に第1の絶縁部材を形成する工程と、
前記n型エミッタ層及びゲート電極側の絶縁部材に接してAl及びSiを含む材料からなる第1の電極膜を形成する工程と、
前記第1の電極膜とシリコン基板と前記絶縁ゲートの全面を覆うMoSiからなる第2の電極膜を形成する工程と、
該第2の電極膜の表面にAl及びSiを含む材料からなる第3の電極膜を形成する工程と、
前記シリコン基板の前記一方の面の反対側の前記n型ベース層の面に裏面電極膜を形成する工程と、
前記裏面電極膜に固定部材を接合する工程と、
前記第3の電極膜にワイヤ電極を接合する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造法にある。
【0017】
より具体的には、p型ベース層の一方の面にn型ベース層を有するシリコン基板の前記n型ベース層内にp型ベース層を形成した後、該p型ベース層内にn型エミッタ層を形成する工程と、
前記n型ベース層内のp型ベース層形成面側にゲート酸化膜及び多結晶シリコン又はタングステンからなるゲート電極を順次形成後、該ゲート電極の表面に層間絶縁膜を積層し絶縁ゲートを形成させると共に、該絶縁ゲートの側壁に第1の絶縁部材を形成する工程と、
前記n型エミッタ層及びゲート電極側の絶縁部材に接してホトリソグラフィーと異方性ドライエッチよるパターンニングによってAl及びSiを含む材料からなる電極膜の第1の電極膜を形成する工程と、
該第1の電極膜とシリコン基板と絶縁ゲートの全面を覆うにようにMoSiからなる第2の電極膜を形成する工程と、
該第2の電極膜の表面にAl及びSiを含む材料からなる第3の電極膜を形成する工程と、
前記シリコン基板の前記一方の面の反対側の前記p型ベース層の面に裏面電極膜を形成する工程と、
前記裏面電極膜に半田層によって固定部材を接合する工程と、
前記第3の電極膜にワイヤ電極を超音波ワイヤボンディング装置により接合する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造法にある。
【0018】
本発明は、p型ベース層を有するシリコン基板の一方の面の前記p型ベース層内にn型ベース層を形成した後、該n型ベース層内にp型エミッタ層を形成する工程と、
前記n型ベース層形成面側にゲート酸化膜及びゲート電極を順次形成後、該ゲート電極の表面に層間絶縁膜を積層し絶縁ゲートを形成すると共に、該絶縁ゲートの側壁に第1の絶縁部材を形成する工程と、
前記p型エミッタ層及びゲート電極側の絶縁部材に接してAl及びSiを含む材料からなる電極膜の第1の電極膜を形成する工程と、
前記第1の電極膜とシリコン基板と前記絶縁ゲートの全面を覆うMoSiからなる第2の電極膜を形成する工程と、
該第2の電極膜の表面にAl及びSiを含む材料からなる電極膜の第3の電極膜を形成する工程と、
前記シリコン基板の前記一方の面の反対側の前記p型ベース層の面に裏面電極膜を形成する工程と、
前記裏面電極膜に固定部材を接合する工程と、
前記第3の電極膜にワイヤ電極を接合する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造法にある。
【0019】
より具体的には、n型ベース層の一方の面にp型ベース層を有するシリコン基板の前記p型ベース層内にn型ベース層を形成した後、該n型ベース層内にp型エミッタ層を形成する工程と、
前記p型ベース層内のn型ベース層形成面側にゲート酸化膜及び多結晶シリコン又はタングステンからなるゲート電極を順次形成後、該ゲート電極の表面に層間絶縁膜を積層し絶縁ゲートを形成させると共に、該絶縁ゲートの側壁に第1の絶縁部材を形成する工程と、
前記p型エミッタ層及びゲート電極側の絶縁部材に接してホトリソグラフィーと異方性ドライエッチよるパターンニングによってAl及びSiを含む材料からなる電極膜の第1の電極膜を形成する工程と、
該第1の電極膜とシリコン基板と絶縁ゲートの全面を覆うにようにMoSiからなる第2の電極膜を形成する工程と、
該第2の電極膜の表面にAl及びSiを含む材料からなる第3の電極膜を形成する工程と、
前記シリコン基板の前記一方の面の反対側の前記n型ベース層の面に裏面電極膜を形成する工程と、
前記裏面電極膜に半田層によって固定部材を接合する工程と、
前記第3の電極膜にワイヤ電極を超音波ワイヤボンディング装置により接合する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造法にある。
【0022】
そこでゲート電極の側面を覆う絶縁部材に隣接した箇所にアルミニウム(Al)及びシリコン(Si)を含む材料からなる第1の電極膜を堆積し、シリコン(Si)基板とコンタクトさせ、その上にバリアメタルであるモリブデンシリサイド(MoSi)膜からなる第2の電極膜とアルミニウム(Al)及びシリコン(Si)を含む材料からなる第3の電極膜を堆積させた構造とすることにより、耐ワイヤボンディング性を確保しつつ、低オン電圧、低スイッチィング損失の半導体素子を得ることができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
(実施例1)
図1は本発明の縦型nチャネルMOS半導体装置の断面図を示す。本実施例においては、図1に示すように、電子回路としてのMOSトランジスタは、12.8mm四方のシリコン基板内に形成されているペレットとワイヤ電極1がアルミニウム(Al)に1重量%シリコン(Si)を含む材料からなる第3の電極膜9に電気的に接続され、裏面電極膜6が半田層13を介して固定部材14に接続され、外部電極と電気的に接続された構造からなっている。尚、図1の両側は、省略された構造を示したものであり、本実施例においては1チップ全体に対して中央部の構造の同じ繰り返し構造を100列有し、その断面構造のものが紙面に対して垂直に形成されている。他の例として、本実施例の繰り返し構造を有する部分を1チップの中の一部に形成するものでも良い。又、パワー半導体装置においては、電圧が600〜4500Vとなるので、1チップ全体が前述の素子構造を有するものに対してチップ外周部の全周に耐電圧を高めるpn接合が外周に沿って2列ずつの2本の複数列形成することが好ましい。以下、本発明の半導体装置の製造プロセスについて説明する。
【0024】
(1)MOSトランジスタペレットはn型ベース層2からなるシリコン(Si)基板を使用する。
(2)一方の主表面にゲート酸化膜12、多結晶シリコン(Si)又はタングステン(W)等からなるゲート電極11及び層間絶縁膜10を順次堆積、加工し、絶縁ゲート構造としてp型ベース層5を覆うように形成するのでn型エミッタ層4に掛るように形成され、更にその絶縁ゲート構造の各々の側壁に、絶縁部材15を堆積、加工して第1の絶縁部材が各々形成される。ゲート酸化膜12及び層間絶縁膜10にSiO2、絶縁部材15にリンガラス(SiO2膜中にリンを3〜10mol%含む)を用いた。層間絶縁膜10には、SiO2の他に、リン珪酸ガラス(SiO2膜中にリンを3〜10mol%含む)、ボロン−リン珪酸ガラス(SiO2膜中にボロンを7〜14mol%、リンを6〜8mol%含む)が用いられ、又、絶縁部材15には、他にSiO2、SiN、 ボロン−リン珪酸ガラス(SiO2膜中にボロンを7〜14mol%、リンを6〜8mol%含む)等が用いられる。
(3)シリコン(Si)基板内のn型ベース層2内にp型ベース層5を形成した後に、このp型ベース層5の内側に一対のn型エミッタ層4を前述の第1の絶縁部材15とゲート絶縁膜12に接して形成する。
(4)n型エミッタ層4とp型ベース層5に接するようにアルミニウム(Al)に前述と同様にシリコン(Si)を含む材料からなる電極膜を各々形成し、ホトリソグラフィーと異方性ドライエッチよるパターンニングによってゲート電極11側面方向の絶縁部材15に接すると共に、p型ベース層5と、n型エミッタ層4に接して第1の電極膜7を形成する。
【0025】
(5)(4)で示した第1の電極膜7とp型ベース層5のシリコン(Si)基板と絶縁ゲートの全面を覆うように第2の電極膜8であるバリアメタルとなるモリブデンシリサイド(MoSi)膜と更にその上に第3の電極膜9であるアルミニウム(Al)及びシリコン(Si)を含む材料からなる電極膜が堆積される。
(6)シリコン(Si)基板の他方の面であるn型ベース層2に裏面電極膜6を形成する。裏面電極膜6の材質としてはアルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、金(Au)、クロム(Cr)、銀(Ag)、銅(Cu)等の金属又は合金が使用される。
(7)裏面電極膜6を半田層13を介して固定部材14に固定する。
(8)第3の電極膜9の上には、ワイヤ電極1が超音波ワイヤボンディング装置により固着される。図中では、ワイヤ電極1は、単位素子に対して接続しているが、パワー半導体装置においてはその直径300〜500μmが用いられるので、いくつかの単位素子に亙って接続される。又、ワイヤ電極1は1本で取り出す電流容量によって1チップに対して規則的な配置で例えば4個所に複数個設けられるか、又は1個設けるかいくつかのやり方で対応することができる。
【0026】
上記方法を用いることにより、シリコン(Si)基板のn型エミッタ層4とコンタクトする材質が高コンタクト抵抗を有するモリブデンシリサイド(MoSi)電極膜である第2の電極膜8から低コンタクト抵抗を有するアルミニウム(Al)及びシリコン(Si)を含む材料からなる電極膜の第1の電極膜7のコンタクトとなる。p型ベース層5は一部モリブデンシリサイド(MoSi)膜からなる第2の電極膜8とのコンタクトするものの、その箇所の全体のコンタクト抵抗値はアルミニウム(Al)及びシリコン(Si)を含む材料からなる電極膜である第1の電極膜7とシリコン(Si)の約4〜30倍であり、オン状態での電流値はアルミニウム(Al)及びシリコン(Si)を含む材料からなる電極膜とのコンタクト箇所と比較すると無視できる程小さい。
【0027】
発明者等の評価結果、本発明の構造を有するコンタクト抵抗はp型ベース層箇所で約30分の1、n型エミッタ層箇所で約4分の1に低減される。その結果、オン電圧とスイッチィング損失の低減が可能となる。
【0028】
図2は、オン電圧とスイッチィング損失との関係を示す線図である。図6の従来構造の半導体装置に対して本発明の構造の半導体装置では低オン電圧、低スイッチィング損失となり、オン電圧で約30%低減することができた。
【0029】
(実施例2)
図3は、本発明のnチャネルIGBT(絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)の断面図である。裏面にp型ベース層3が形成されている以外は実施例1と同一の構造となっており、又、p型ベース層3を形成する以外は実施例1と同様に製造される。本発明のnチャネルIGBTにおいては、MOSに比べ動作周波数は低いものの高耐圧、大電流領域で使用される為、低オン電圧、低スイッチィング損失による素子寿命向上が可能となる。
【0030】
(実施例3)
図4は、本発明の縦型pチャネルMOS半導体装置の断面図である。図4に示すように、電子回路としてのMOSトランジスタは、シリコン基板内に形成されているペレットとワイヤ電極1がアルミニウム(Al)及びシリコン(Si)を含む材料からなる第3の電極膜9に電気的に接続され、裏面電極膜6が半田層13を介して固定部材14に接続され、外部電極と電気的に接続された構造からなっている。以下、本発明の半導体装置の製造プロセスについて説明する。
【0031】
(1)MOSトランジスタペレットはp型ベース層5からなるシリコン(Si)基板を使用する。
(2)一方の主表面にゲート酸化膜12、多結晶シリコン(Si)又はタングステン(W)等からなるゲート電極11及び層間絶縁膜10を順次堆積、加工し、一対の絶縁ゲート構造を形成し、更にその一対の絶縁ゲート構造の各々の側壁に、絶縁部材を堆積、加工して第1の絶縁部材15が各々形成される。
(3)シリコン(Si)基板内のp型ベース層5内にn型ベース層2を形成した後に、このn型ベース層2の内側に一対のp型エミッタ層16を前述の第1の絶縁部材15とゲート絶縁膜12に接して形成する。
(4)p型エミッタ層16とn型ベース層2に接するようにアルミニウム(Al)及びシリコン(Si)を含む材料からなる電極膜を各々形成し、ホトリソグラフィーと異方性ドライエッチよるパターンニングによってゲート電極11側面方向の第1の絶縁部材15に接して第1の電極膜7を形成する。
【0032】
(5)(4)で示した第1の電極膜7とn型ベース層2のシリコン(Si)基板と絶縁ゲートの全面を覆うように第2の電極膜8であるバリアメタルとなるモリブデンシリサイド(MoSi)膜と更にその上に第3の電極膜9であるアルミニウム(Al)及びシリコン(Si)を含む材料からなる電極膜が堆積される。
(6)シリコン(Si)基板の他方の面であるp型ベース層5に裏面電極膜6を形成する。裏面電極膜6の材質としてはアルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、金(Au)、クロム(Cr)、銀(Ag)、銅(Cu)等の金属又は合金が使用される。
(7)裏面電極膜6を半田層13を介して固定部材14に固定する。
(8)第3の電極膜9の上には、ワイヤ電極1が超音波ワイヤボンディング装置により固着される。
【0033】
上記方法を用いることにより、シリコン(Si)基板のp型エミッタ層16とコンタクトする材質が高コンタクト抵抗を有するモリブデンシリサイド(MoSi)電極膜である第2の電極膜8から低コンタクト抵抗を有するアルミニウム(Al)及びシリコン(Si)を含む材料からなる電極膜の第1の電極膜7のコンタクトとなる。n型ベース層2は一部モリブデンシリサイド(MoSi)膜からなる第2の電極膜8とのコンタクトするものの、その箇所の全体のコンタクト抵抗値はアルミニウム(Al)及びシリコン(Si)を含む材料からなる電極膜である第1の電極膜7とシリコン(Si)の約4〜30倍であり、オン状態での電流値はアルミニウム(Al)及びシリコン(Si)を含む材料からなる電極膜とのコンタクト箇所と比較すると無視できる程小さい。
【0034】
本実施例においても、実施例1と同様に低オン電圧、低スイッチング損失となり、オン電圧を低減することができた。
【0035】
(実施例4)
図5は、本発明のpチャネルIGBT(絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)の断面図である。裏面にn型ベース層17が形成されている以外は実施例3と同一の構造となっており、又、n型ベース層17を形成する以外は実施例1と同様に製造される。本実施例のpチャネルIGBTにおいても、MOSに比べ動作周波数は低いものの高耐圧、大電流領域で使用される為、低オン電圧、低スイッチィング損失による素子寿命向上が可能となる。
【0036】
【発明の効果】
本発明によれば、従来構造であるモリブデンシリサイド(MoSi)膜をバリアメタルとして用いた場合に問題となる高オン電圧と高スイッチィング損失を、耐ワイヤボンディング性を確保しつつ、低オン電圧、低スイッチィング損失にできる半導体装置及びその製造法を提供することがでる。特に、本発明の半導体装置は、電車用モータ、電気自動車用モータ、産業ロボット用モータのインバータに好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の縦形nチャネルMOS半導体装置の断面図である。
【図2】 オン電圧とスイッチィング損失との関係を示す線図である。
【図3】 本発明のnチャネルIGBT半導体装置の断面図である。
【図4】 本発明の縦形pチャネルMOS半導体装置の断面図である。
【図5】 本発明のpチャネルIGBT半導体装置の断面図である。
【図6】 従来の半導体装置の断面図。
【符号の説明】
1…ワイヤ電極、2、17…n型ベース層、3、5…p型ベース層、4…n型エミッタ層、6…裏面電極膜、7…第1の電極膜、8…第2の電極膜、9…第3の電極膜、10…層間絶縁膜、11…ゲート電極、12…ゲート酸化膜、13…半田層、14…固定部材、15…第1の絶縁部材、16…p型エミッタ層。
Claims (12)
- 半導体基板の一方の面にゲート酸化膜、ゲート電極及び絶縁膜が順次設けられた積層体を有する絶縁ゲートと、該絶縁ゲートの側壁に設けられた第1の絶縁部材と、前記半導体基板と第1の絶縁部材とに接して設けられたAl及びSiを含む材料からなる第1の電極膜と、該第1の電極膜と半導体基板とに接し前記絶縁ゲートを覆うMoSiからなる第2の電極膜と、該第2の電極膜を覆うように設けられたAl及びSiを含む材料からなる第3の電極膜と、該第3の電極膜に接合されたワイヤ電極とを備えていることを特徴とする半導体装置。
- n型ベース層内にp型ベース層を有し、該p型ベース層内にn型エミッタ層を有する半導体基板の前記p型ベース層の形成面側にゲート酸化膜、ゲート電極及び絶縁膜が順次設けられた積層体を有する絶縁ゲートと、該絶縁ゲートの側壁に設けられた第1の絶縁部材と、前記半導体基板と第1の絶縁部材とに接して設けられたAl及びSiを含む材料からなる第1の電極膜と、該第1の電極膜と半導体基板とに接し前記絶縁ゲートを覆うMoSiからなる第2の電極膜と、該第2の電極膜を覆うように設けられたAl及びSiを含む材料からなる第3の電極膜と、該第3の電極膜に接合されたワイヤ電極とを備えていることを特徴とする半導体装置。
- p型ベース層上にn型ベース層を有する半導体基板の前記n型ベース層内に形成されたp型ベース層と該p型ベース層内に形成されたn型エミッタ層とを有し、前記n型ベース層内のp型ベース層形成面側にゲート酸化膜、ゲート電極及び絶縁膜が順次設けられた積層体を有する絶縁ゲートと、該絶縁ゲートの側壁に設けられた第1の絶縁部材と、前記半導体基板と第1の絶縁部材とに接して設けられたAl及びSiを含む材料からなる第1の電極膜と、該第1の電極膜と半導体基板とに接し前記絶縁ゲートを覆うMoSiからなる第2の電極膜と、該第2の電極膜を覆うように設けられたAl及びSiを含む材料からなる第3の電極膜と、該第3の電極膜に接合されたワイヤ電極とを備えていることを特徴とする半導体装置。
- p型ベース層内にn型ベース層を有し、該n型ベース層内にp型エミッタ層を有する半導体基板の前記n型ベース層形成面側にゲート酸化膜、ゲート電極及び絶縁膜が順次設けられた積層体を有する絶縁ゲートと、該絶縁ゲートの側壁に設けられた第1の絶縁部材と、前記半導体基板と第1の絶縁部材とに接してAl及びSiを含む材料からなる第1の電極膜と、該第1の電極膜と半導体基板とに接し前記絶縁ゲートを覆うMoSiからなる第2の電極膜と、該第2の電極膜を覆うように設けられたAl及びSiを含む材料からなる第3の電極膜と、該第3の電極膜に接合されたワイヤ電極とを備えていることを特徴とする半導体装置。
- n型ベース層上にp型ベース層を有する半導体基板の前記p型ベース層内に形成されたn型ベース層と該n型ベース層内に形成されたp型エミッタ層とを有し、前記p型ベース層内のn型ベース層形成面側にゲート酸化膜、ゲート電極及び絶縁膜が順次設けられた積層体を有する絶縁ゲートと、該絶縁ゲートの側壁に設けられた第1の絶縁部材と、前記半導体基板と第1の絶縁部材とに接して設けられたAl及びSiを含む材料からなる第1の電極膜と、該第1の電極膜と半導体基板とに接し前記絶縁ゲートの各々を覆うMoSiからなる第2の電極膜と、該第2の電極膜を覆うように設けられたAl及びSiを含む材料からなる第3の電極膜と、該第3の電極膜に接合されたワイヤ電極とを備えていることを特徴とする半導体装置。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の半導体装置おいて、
前記AlとSiとの合金はその導電性が前記MoSiのそれより高いことを特徴とする半導体装置。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の半導体装置おいて、
前記半導体基板の前記ワイヤ電極の形成面の反対面に裏面電極膜を有し、該裏面電極膜に固定部材が接合されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項7に記載の半導体装置おいて、
前記裏面電極膜は、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、金(Au)、クロム(Cr)、銀(Ag)及び銅(Cu)の金属又はこれらの金属を主にした合金からなることを特徴とする半導体装置。 - n型ベース層を有するシリコン基板の一方の面の前記n型ベース層内にp型ベース層を形成した後、該p型ベース層内にn型エミッタ層を形成する工程と、
前記p型ベース層形成面側にゲート酸化膜及びゲート電極を順次形成後、該ゲート電極の表面に層間絶縁膜を積層し絶縁ゲートを形成させると共に、該絶縁ゲートの側壁に第1の絶縁部材を形成する工程と、
前記n型エミッタ層及びゲート電極側の絶縁部材に接してAl及びSiを含む材料からなる第1の電極膜を形成する工程と、
前記第1の電極膜とシリコン基板と前記絶縁ゲートの全面を覆うMoSiからなる第2の電極膜を形成する工程と、
該第2の電極膜の表面にAl及びSiを含む材料からなる第3の電極膜を形成する工程と、
前記シリコン基板の前記一方の面の反対側の前記n型ベース層の面に裏面電極膜を形成する工程と、
前記裏面電極膜に固定部材を接合する工程と、
前記第3の電極膜にワイヤ電極を接合する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造法。 - p型ベース層の一方の面にn型ベース層を有するシリコン基板の前記n型ベース層内にp型ベース層を形成した後、該p型ベース層内にn型エミッタ層を形成する工程と、
前記n型ベース層内のp型ベース層形成面側にゲート酸化膜及び多結晶シリコン又はタングステンからなるゲート電極を順次形成後、該ゲート電極の表面に層間絶縁膜を積層し絶縁ゲートを形成すると共に、該絶縁ゲートの側壁に第1の絶縁部材を形成する工程と、
前記n型エミッタ層及びゲート電極側の絶縁部材に接してホトリソグラフィーと異方性ドライエッチよるパターンニングによってAl及びSiを含む材料からなる第1の電極膜を形成する工程と、
該第1の電極膜とシリコン基板と絶縁ゲートの全面を覆うにようにMoSiからなる第2の電極膜を形成する工程と、
該第2の電極膜の表面にAl及びSiを含む材料からなる第3の電極膜を形成する工程と、
前記シリコン基板の前記一方の面の反対側の前記p型ベース層の面に裏面電極膜を形成する工程と、
前記裏面電極膜に半田層によって固定部材を接合する工程と、
前記第3の電極膜にワイヤ電極を超音波ワイヤボンディング装置により接合する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造法。 - p型ベース層を有するシリコン基板の一方の面の前記p型ベース層内にn型ベース層を形成した後、該n型ベース層内にp型エミッタ層を形成する工程と、
前記n型ベース層形成面側にゲート酸化膜及びゲート電極を順次形成後、該ゲート電極の表面に層間絶縁膜を積層し絶縁ゲートを形成させると共に、該絶縁ゲートの側壁に第1の絶縁部材を形成する工程と、
前記p型エミッタ層及び前記第1の絶縁部材に接してAl及びSiを含む材料からなる第1の電極膜を形成する工程と、
前記第1の電極膜とシリコン基板と絶縁ゲートの全面を覆うMoSiからなる第2の電極膜を形成する工程と、
該第2の電極膜の表面にAl及びSiを含む材料からなる第3の電極膜を形成する工程と、
前記シリコン基板の前記一方の面の反対側の前記p型ベース層の面に裏面電極膜を形成する工程と、
前記裏面電極膜に固定部材を接合する工程と、
前記第3の電極膜にワイヤ電極を接合する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造法。 - n型ベース層の一方の面にp型ベース層を有するシリコン基板の前記p型ベース層内にn型ベース層を形成した後、該n型ベース層内にp型エミッタ層を形成する工程と、
前記p型ベース層内のn型ベース層形成面側にゲート酸化膜及び多結晶シリコン又はタングステンからなるゲート電極を順次形成後、該ゲート電極の表面に層間絶縁膜を積層し絶縁ゲートを形成すると共に、該絶縁ゲートの側壁に第1の絶縁部材を形成する工程と、
前記p型エミッタ層及び前記第1の絶縁部材に接してホトリソグラフィーと異方性ドライエッチよるパターンニングによってAl及びSiを含む材料からなる第1の電極膜を形成する工程と、
該第1の電極膜とシリコン基板と絶縁ゲートの全面を覆うMoSiからなる第2の電極膜を形成する工程と、
該第2の電極膜の表面にAl及びSiを含む材料からなる第3の電極膜を形成する工程と、
前記シリコン基板の前記一方の面の反対側の前記n型ベース層の面に裏面電極膜を形成する工程と、
前記裏面電極膜に半田層によって固定部材を接合する工程と、
前記第3の電極膜にワイヤ電極を超音波ワイヤボンディング装置により接合する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造法。
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