JP5648658B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本明細書に開示する技術は、半導体装置及びその製造方法に関する。

半導体装置は、半導体素子を保護するためのパッシベーション膜を備えている。絶縁膜上に金属層（電極、配線等）が形成された半導体装置では、通常、金属層の上にパッシベーション膜が形成され、さらに有機塗布膜（例えば、ポリイミド）を介して、樹脂などでパッケージングされる。この場合、金属層の厚みなどによっては、外部の温度変化に起因してパッシベーション膜にクラックが入ることがある。即ち、樹脂、有機塗布膜、及び金属層からの応力により、凸型の金属層の角部に応力が集中し、角部を覆うパッシベーション膜にクラックが入る。そこで、特許文献１に、温度変化に起因してパッシベーション膜にクラックが発生することを防止する技術が開示されている。

特許文献１の技術では、バリア層（パッシベーション膜）上にアルミ配線（金属層）が形成されており、そのアルミ配線の上部にキャップメタル（ＴｉＮ等）が設けられ、アルミ配線の側部にサイドウォール（ＳｉＮ，ＳｉＯ等）が設けられる。この技術では、バリア層（パッシベーション膜）の上方にアルミ配線を形成することで、バリア層（パッシベーション膜）にクラックが発生することが防止される。

特開２０１１−１１４００８号公報

特許文献１の技術では、金属層（アルミ配線）の上部がキャップメタルで覆われ、その側部がサイドウォールで覆われ、その底部がバリア層で覆われている。キャップメタルにはＴｉＮなどの材料が、サイドウォール及びバリア層にはＳｉＮなどの材料が用いられる。したがって、特許文献１の技術では、金属層（アルミ配線）の周囲が、金属層と比較して線膨張係数の小さな膜（以下、被覆膜とも称する）によって囲まれることとなる。従って、このような構造が高温化されると（例えば、製造工程においてポリイミドベーク処理を実施すると）、金属層が大きく膨張する一方で、その周囲の被覆膜は大きくは膨張しない。このため、金属層は被覆膜の内部で塑性変形して、その結晶密度が上昇する。その後常温に戻すと、一旦結晶密度が大きくなった金属層は、高温化前の金属層の大きさよりも小さくなる。その結果、金属層と被覆膜の間に、それまで存在しなかった空洞（以下、ボイドとも称する）が形成されてしまう。

本明細書では、金属層と被覆膜（パッシベーション膜）の間にボイドが生じることを抑制するとともに、パッシベーション膜にクラックが発生することを抑制する技術を提供する。

本明細書が開示する半導体装置は、半導体基板と、金属層と、第１のパッシベーション膜と、第２のパッシベーション膜を有する。金属層は、半導体基板の上方に配置されている。第１のパッシベーション膜は、金属層の一方の側面の少なくとも一部と接する。第２のパッシベーション膜は、第１のパッシベーション膜から金属層に亘って形成され、第１のパッシベーション膜の上面に接すると共に、金属層の上面の少なくとも一部と接する。

上述した従来の半導体装置では、温度変化によって凸型の金属層の角部に応力が集中するため、角部を覆うパッシベーション膜にクラックが生じる。即ち、パッシベーション膜が段差を覆うように形成されていると、温度変化によって段差の角部に応力が集中し、その角部を覆うパッシベーション膜にクラックが生じる。特に、段差が大きい（即ち、金属層の厚みが大きい）場合は、パッシベーション膜にクラックが生じやすい。一方、本明細書が開示する半導体装置の構成によると、金属層の側面の少なくとも一部に隣接するように第１のパッシベーション膜を形成するため、その分だけ第１のパッシベーション膜から突出する金属層の段差が小さくなる。即ち、金属層の厚みが、第１のパッシベーション膜の厚みの分、相対的に小さくなる。従って、温度変化によって金属層の角部に応力が集中することが低減又は抑制されるため、金属層の角部を覆う第２のパッシベーション膜にクラックが生じることが抑制される。また、金属層の側面に接する第１のパッシベーション膜上には、第２のパッシベーション膜が形成されている。したがって、第１のパッシベーション膜は、第２のパッシベーション膜によって保護され、第２のパッシベーション膜と同様の機能を有する必要はない。このため、第２のパッシベーション膜と比較して、高温化されたときに金属層の膨張を許容する材料で第１のパッシベーション膜を形成することができる。その結果、高温化時の金属層の結晶密度の上昇を抑制することができ、ボイドの発生を抑制することができる。

本明細書が開示する半導体装置の製造方法は、半導体基板上に金属層を形成する工程と、半導体基板上に、金属層を覆うように第１のパッシベーション膜を形成する工程と、金属層上の第１のパッシベーション膜をエッチングして金属層の上面を露出させる工程と、第１のパッシベーション膜の上面の高さが金属層の上面の高さ以下となり、第１のパッシベーション膜が金属層の側面の少なくとも一部と接するように、第１のパッシベーション膜を加熱して熱収縮させる工程と、第１のパッシベーション膜から金属層に亘って形成され、第１のパッシベーション膜の上面に接するとともに、金属層の上面の少なくとも一部と接する第２のパッシベーション膜を形成する第２のパッシベーション膜形成工程と、を有する。この製造方法によると、金属層とパッシベーション膜の間にボイドが生じることを抑制するとともに、パッシベーション膜にクラックが生じ難い半導体装置を製造することができる。

本明細書が開示する技術の詳細、及び、さらなる改良は、発明を実施するための形態、及び、実施例にて詳しく説明する。

半導体装置１０の縦断面図を示す。 半導体装置１０の周辺耐圧領域の縦断面図の部分拡大図を示す。 低温時における従来の半導体装置の電極近傍の縦断面図を示す。 図３の半導体装置のパッシベーション膜にクラックが発生した状態を示す。 高温時における従来の半導体装置の電極近傍の縦断面図を示す。 図５の半導体装置の電極にボイドが発生した状態を示す。 半導体装置の製造方法を説明するための図であり、電極と絶縁膜上にポリイミドを塗布した状態を示す。 半導体装置の製造方法を説明するための図であり、塗布されたポリイミド膜の上にマスクを形成した状態を示す。 半導体装置の製造方法を説明するための図であり、マスクを介してポリイミド膜をエッチング処理した状態を示す。 半導体装置の製造方法を説明するための図であり、マスクを除去した状態（ポリイミド膜の焼成前の状態）を示す。 半導体装置の製造方法を説明するための図であり、半導体基板に熱処理を施してポリイミド膜を焼成した後の状態を示す。 半導体装置の製造方法を説明するための図であり、ポリイミド膜上に窒化膜を形成した状態を示す。

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

（特徴１） 本明細書が開示する半導体装置は、金属層の線膨張係数が、第２のパッシベーション膜の線膨張係数より大きくてもよい。また、第１のパッシベーション膜の線膨張係数は、第２のパッシベーション膜の線膨張係数より大きくてもよい。この構成によると、金属層は、第２のパッシベーション膜だけでなく、第２のパッシベーション膜よりも線膨張係数の大きい第１のパッシベーション膜にも接している。そのため、高温化する際に金属層が適切に膨張できるため、金属層の結晶密度の上昇を抑制することができ、ボイドが生じることが抑制される。

（特徴２） 本明細書が開示する半導体装置は、第１のパッシベーション膜が、ポリイミドを含有していてもよい。ポリイミドの線膨張係数はおよそ４０×１０^−６［／Ｋ］であるため、高温化する際に金属層が適切に膨張できる。このため、常温に戻した際にボイドが生じることが抑制される。

（特徴３） 本明細書が開示する半導体装置は、第２のパッシベーション膜が半導電性であってもよい。この構成によると、可動イオンが第２のパッシベーション膜の上層に進入した際に、第２のパッシベーション膜に電流を流すことにより、半導体基板の表面に誘導電荷が発生することを抑制することができる。

（特徴４） 本明細書が開示する半導体装置は、第２のパッシベーション膜が周辺耐圧領域に形成されていてもよい。この構成によると、半導体基板（特に、リサーフ構造を有する領域）に可動イオンが進入することを適切に抑制することができる。

（半導体装置）
本発明の半導体装置の実施例について説明する。図１に示す半導体装置１０は、半導体基板１２と、半導体基板１２の上面及び下面に形成されている電極、絶縁膜等によって構成されている。半導体基板１２は、アクティブ領域２０と、周辺耐圧領域５０を有している。アクティブ領域２０には、ＩＧＢＴが形成されている。アクティブ領域２０は、半導体基板１２を上面側から見たときに、半導体基板１２の略中央部に形成されている。周辺耐圧領域５０は、アクティブ領域２０の電界を緩和する領域であり、半導体基板１２の外周部に形成されている。より具体的には、半導体基板１２の外部端面（外周面）１２ａとアクティブ領域２０の間の領域である。したがって、半導体基板１２を上方から平面視した場合には、アクティブ領域２０は周辺耐圧領域５０に囲まれている。

アクティブ領域２０の上面にはトレンチが形成されている。トレンチの内面は、ゲート絶縁膜に覆われている。トレンチ内には、ゲート電極２８が形成されている。アクティブ領域２０の上面にはエミッタ電極２２が形成されている。エミッタ電極２２には、図示しないバスバーがはんだ接合されている。半導体基板１２の下面には、コレクタ電極３４が形成されている。なお、半導体装置１０の上面側の電極（例えば、エミッタ電極２２、図示しないゲート電極パッド（各ゲート電極２８に接続されているパッド）、及び、その他の信号取出用電極）は、はんだ等のろう材や、ワイヤーボンディングや、導電性ペースト等によって、外部の導電部材に接続される。

アクティブ領域２０内には、ｎ型のエミッタ領域２４、ｐ型のボディ領域２６、ｎ型のドリフト領域３０、ｐ型のコレクタ領域３２が形成されている。エミッタ領域２４は、半導体基板１２の上面に露出する範囲に形成されている。エミッタ領域２４は、ゲート電極２８を覆うゲート絶縁膜に接している。エミッタ領域２４は、エミッタ電極２２に対してオーミック接続されている。ボディ領域２６は、エミッタ領域２４の側方及びエミッタ領域２４の下側に形成されている。ボディ領域２６は、エミッタ領域２４の下側でゲート絶縁膜に接している。２つのエミッタ領域２４の間のボディ領域２６（いわゆる、ボディコンタクト領域）は、ｐ型不純物濃度が高く、エミッタ電極２２に対してオーミック接続されている。ドリフト領域３０は、ボディ領域２６の下側に形成されている。ドリフト領域３０は、ボディ領域２６によってエミッタ領域２４から分離されている。ドリフト領域３０は、トレンチの下端部のゲート絶縁膜と接している。コレクタ領域３２は、ドリフト領域３０の下側に形成されている。コレクタ領域３２は、ｐ型不純物濃度が高く、コレクタ電極３４に対してオーミック接続されている。上述した各電極及び各半導体領域によって、アクティブ領域２０内にＩＧＢＴが形成されている。

周辺耐圧領域５０内には、ディープｐ型領域５２、リサーフ領域５６、及び、端部ｎ型領域６２が形成されている。ディープｐ型領域５２は、アクティブ領域２０と周辺耐圧領域５０の境界に位置している。ディープｐ型領域５２は、半導体基板１２の上面に露出する範囲に形成されている。ディープｐ型領域５２は、ボディ領域２６と接している。ディープｐ型領域５２は、アクティブ領域２０内のゲート電極２８よりも深い深さまで形成されている。ディープｐ型領域５２は、高濃度にｐ型不純物を含有しており、ディープｐ型領域５２上に形成されている電極５４に対してオーミック接続されている。電極５４は、「金属層」の一例に相当する。

リサーフ領域５６は、ディープｐ型領域５２に隣接している。リサーフ領域５６は、半導体基板１２の上面に露出する範囲に形成されている。リサーフ領域５６は、ディープｐ型領域５２よりも浅い深さに形成されている。リサーフ領域５６のｐ型不純物濃度は、ディープｐ型領域５２よりも低い。また、リサーフ領域５６のｐ型不純物濃度は、端部ｎ型領域６２のｎ型不純物濃度よりも低い。端部ｎ型領域６２は、半導体基板１２の端面１２ａに露出するとともに半導体基板１２の上面に露出する範囲に形成されている。端部ｎ型領域６２は、比較的高濃度にｎ型不純物を含有しており、端部ｎ型領域６２上に形成されている電極６４に対してオーミック接続されている。電極６４は、「金属層」の一例に相当する。ディープｐ型領域５２、リサーフ領域５６、及び、端部ｎ型領域６２の下側には、上述したドリフト領域３０が形成されている。すなわち、ドリフト領域３０は、アクティブ領域２０から周辺耐圧領域５０まで広がっている。また、ドリフト領域３０は、リサーフ領域５６と端部ｎ型領域６２の間の範囲にも存在しており、その範囲内で半導体基板１２の上面に露出している。以下では、リサーフ領域５６と端部ｎ型領域６２の間のドリフト領域３０を、周辺ドリフト領域３０ａという。ドリフト領域３０のｎ型不純物濃度は、端部ｎ型領域６２のｎ型不純物濃度よりも低い。周辺耐圧領域５０内においても、ドリフト領域３０の下側にコレクタ領域３２が形成されている。

周辺耐圧領域５０の表面には、絶縁膜５８が形成されている。絶縁膜５８は、ディープｐ型領域５２から端部ｎ型領域６２まで伸びており、リサーフ領域５６と周辺ドリフト領域３０ａの上面にそれぞれ形成されている。絶縁膜５８の上面には、電極５４及び電極６４が形成されている。電極５４は、絶縁膜５８に形成された貫通孔を介してディープｐ型領域５２に接触している。なお、本実施例における電極５４及び電極６４はアルミニウムでできているが、電極を形成する金属の種類はこれに限られない。

電極５４と電極６４の間、及び電極２２と電極５４の間には、ポリイミド膜７０が形成されている。電極５４と電極６４の間のポリイミド膜７０は、電極５４の一方の側面の一部と、電極６４の一方の側面の一部にそれぞれ接するように、絶縁膜５８の上面に形成されている。一方、電極２２と電極５４の間のポリイミド膜７０は、エミッタ電極２２の一方の側面の一部と、電極５４の一方の側面の一部にそれぞれ接するように、絶縁膜５７の上面に形成されている。ポリイミド膜７０は、「第１のパッシベーション膜」の一例に相当する。なお、本実施例では、第１のパッシベーション膜をポリイミド膜７０で形成したが、第１のパッシベーション膜を形成する物質はこれに限られない。また、ポリイミド膜７０は、電極５４又は５６の側面の全体に接していてもよい。即ち、ポリイミド膜７０と電極５４又は５６が略同じ高さとなるように接していてもよい。

ポリイミド膜７０の上面、電極５４の上面、及び電極６４の上面には、窒化膜７６が形成されている。即ち、窒化膜７６は、周辺耐圧領域５０の表面に形成されている。窒化膜７６は、ポリイミド膜７０から電極５４及び電極６４にかけて、一続きの膜として形成されている。窒化膜７６は、「第２のパッシベーション膜」の一例に相当する。なお、窒化膜７６は、例えば、半導電性のシリコン窒化膜（いわゆるＳＩｎＳｉＮ膜）とすることができるが、第２のパッシベーション膜を形成する物質はこれに限られない。

上述した構成は、別言すれば、電極５４は、ポリイミド膜７０及び窒化膜７６に接するということになる。電極５４（アルミニウム）、ポリイミド膜７０（ポリイミド）、及び窒化膜７６（ＳｉＮ）の線膨張係数はそれぞれ２４×１０^−６［／Ｋ］、４０×１０^−６［／Ｋ］、３×１０^−６［／Ｋ］であるため、この３者の間には、次の関係が成り立つ。即ち、電極５４の線膨張係数は、窒化膜７６の線膨張係数よりも大きい。また、ポリイミド膜７０の線膨張係数は、窒化膜７６の線膨張係数よりも大きい。また、ポリイミド膜７０の線膨張係数は、電極５４の線膨張係数よりも大きい。

窒化膜７６の上面には、ポリマー層８０が形成されている。ポリマー層８０は、エミッタ電極２２の上面の一部にも接している。即ち、ポリマー層８０は、アクティブ領域２０の表面の一部、及び周辺耐圧領域５０の表面に連続した層として形成されている。なお、本実施例におけるポリマー層８０はポリアミドでできているが、ポリマー層８０を形成する物質はこれに限られない。ポリマー層８０の上面には、樹脂層８２が形成されている。ポリマー層８０をポリアミドで形成することで、図示しない金属板（例えば、前述のバスバー）と樹脂層８２との密着性を向上することができる。

次に、図２から図６を参照して、従来の半導体装置を比較例として参照しながら本実施例の半導体装置１０の利点を説明する。図３は、低温時における従来の半導体装置の電極近傍の縦断面図を示す。図３に示す矢印は、低温化によって各部材に生じる応力を模式的に示す。電極１０４、窒化膜１０６、ポリイミド膜１００、ポリマー層１１０、樹脂層１１２は、図２の電極５４、窒化膜７６、ポリイミド膜７０、ポリマー層８０、樹脂層８２とそれぞれ同じ物質でできている。電極１０４（アルミニウム）、窒化膜１０６、ポリイミド膜１００、ポリマー層１１０（ポリアミド）、樹脂層１１２の線膨張係数はそれぞれおよそ、２４×１０^−６［／Ｋ］、３×１０^−６［／Ｋ］、４０×１０^−６［／Ｋ］、８０×１０^−６［／Ｋ］、９×１０^−６［／Ｋ］である。即ち、窒化膜１０６は、自身の線膨張係数よりも比較的に線膨張係数の大きい物質に囲まれている。そのため、それらの物質が温度変化によって熱膨張、熱収縮を繰り返すと、窒化膜１０６には図３の矢印が示すような強い熱応力が作用し、図４に示すようなクラック１０３が発生する。熱応力には、例えばせん断応力や圧縮応力が挙げられるが、これらに限定されない。上記の熱応力は、特に段差の角部（例えば図３の角部Ｃ２）に集中するため、クラック１０３は窒化膜１０６の角部近傍に発生する。一般に、電極１０４の段差が高い程（即ち、電極１０４の厚みが大きい程）、窒化膜１０６に応力が集中して、窒化膜１０６の角部に作用する熱応力が大きくなる。

ここで、図２は、図１の半導体装置１０の周辺耐圧領域５０の部分拡大図を示す。図２に示すように、電極５４の両側面の一部と電極６４の一方の側面の一部には、ポリイミド膜７０が接している。従って、電極５４は、電極５４が隣接する膜（即ち、ポリイミド膜７０）の表面から、高さＨ２だけ突出している。一方、図３に示す従来の半導体装置では、電極１０４は、絶縁膜１０８の上面に形成されている。従って、電極１０４は、絶縁膜１０８の表面から、高さＨ１だけ突出している。電極５４と電極１０４が絶縁膜の表面から同じ高さ（即ち、高さＨ１）で形成されているとすると、本実施例の半導体装置１０の電極５４が突出する高さＨ２は、従来の半導体装置の電極１０４が突出する高さＨ１よりも、ポリイミド膜７０の膜厚Ｄ１だけ小さくなっている。そのため、電極５４の角部Ｃ１における窒化膜７６の段差は、電極１０４の角部Ｃ２における窒化膜１０６の段差ほど大きくならない。結果として、温度変化に伴い電極５４及びポリマー層８０などから窒化膜７６に同じ熱応力が作用しても、角部Ｃ１へのモーメントによる応力集中が緩和されるため、窒化膜７６にクラックが発生し難くなる。

図５は、高温時における従来の半導体装置の電極近傍の縦断面図を示す。高温時とは、例えば、半導体装置の製造工程におけるポリイミドベーク処理時である。図５に示すように、電極１０４（アルミニウム）は、窒化膜１０６及び絶縁膜１０８（ＳｉＯ_２）に覆われている。アルミニウム、窒化膜（ＳｉＮ）、ＳｉＯ_２の線膨張係数はそれぞれ２４×１０^−６［／Ｋ］、３×１０^−６［／Ｋ］、０．６×１０^−６［／Ｋ］であるため、ポリイミドベーク処理で半導体装置を高温化すると、線膨張係数の比較的に大きいアルミニウムで形成された電極１０４は、線膨張係数の比較的に小さい窒化膜１０６及び絶縁膜１０８に囲まれて膨張が阻まれる。そのため、電極１０４は窒化膜１０６及び絶縁膜１０８の内部で塑性変形し、電極１０４の結晶密度が上昇する。その後常温に戻すと、一旦結晶密度が上昇した電極１０４は、元の電極１０４の大きさより小さい大きさまで熱収縮する。即ち、電極１０４の結晶密度が上昇したことで電極１０４の体積が小さくなる。すると、図６に示すように、窒化膜１０６及び絶縁膜１０８の内部に真空の空洞（ボイド）が生じる。一方、本実施例の半導体装置１０では、図２に示すように、電極５４が窒化膜７６と絶縁膜５８だけではなく、ポリイミド膜７０とも接する構成を採用している。上述したように、ポリイミド膜７０の線膨張係数（４０×１０^−６［／Ｋ］）は窒化膜７６の線膨張係数（３×１０^−６［／Ｋ］）よりも大きい。このため、半導体装置を高温化した場合、電極５４は、ポリイミド膜７０と接している面において比較的に膨張し易い。これによって、高温化によるボイドの発生を抑制することができる。

また窒化膜は、外部からＮａ、Ｃｕ、及びＣｌなどの可動イオンが半導体基板１２に進入することを防止する。従って、図１に示すように、窒化膜７６が周辺耐圧領域５０において電極５４と電極６４の間に形成されることにより、可動イオンがリサーフ領域５６に進入することを防止できる。また、半導電性であるため、窒化膜７６を電極５４と電極６４の間に跨って形成することにより、半導体基板１２の表面に誘導電荷が発生することを抑制できる。このため、周辺耐圧領域における耐圧性が低下することを抑制できる。

以上に説明したように、本実施例における半導体装置１０によれば、電極の周囲にボイドが生じることを抑制できるとともに、窒化膜７６にクラックが発生することを抑制することができる。

（半導体装置の製造方法）
次に、半導体装置１０の製造方法について、図７から図１２を参照して説明する。図示していないが、半導体基板１２のアクティブ領域２０には、拡散層等の半導体素子構造が形成されている。アクティブ領域２０の半導体素子構造は従来公知の方法によって形成されているので、その形成方法については説明を省略する。以下の説明では、主に半導体基板１２の周辺耐圧領域５０の表面に設けられる保護膜の形成方法について説明する。また、以下に示す図では、電極５４の近傍のみを描いているが、以下の製造方法は周辺耐圧領域５０において共通である。本実施例では、半導体基板１２に対して、絶縁膜形成工程、金属層形成工程、第１のパッシベーション膜形成工程、第２のパッシベーション膜形成工程を実施することによって、半導体装置１０を製造する。

（絶縁膜形成工程）
まず、図７に示すように、公知の方法によって半導体基板１２の表面に絶縁膜を形成する。次に、絶縁膜にフォトリソグラフィ技術などを用いてエッチングを施し、パターニングされた絶縁膜５８を形成する。

（金属層形成工程）
次に、図７に示すように、絶縁膜５８及び半導体基板１２の表面に、ＣＶＤ法などでアルミニウム層を形成する。なお、アルミニウム層と絶縁膜５８の間、及び、アルミニウム層と半導体基板１２との間には、予めバリア層が形成されていてもよい。その後、アルミニウム層にフォトリソグラフィ技術などを用いてエッチングを施し、電極５４を形成する。なお、図示しない電極６４についても同様の方法で形成する。

（第１のパッシベーション膜形成工程）
続いて、図７に示すように、半導体基板１２の周辺耐圧領域５０の表面にポリイミドを含有する有機溶剤をスピン塗布などの方法によって塗布して乾燥させて、ポリイミド塗布膜６９を形成する。この際、ポリイミド塗布膜６９は、電極５４及び絶縁膜５８との間の段差が埋まるように、電極５４の高さよりも高く形成する。次に、図８に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いてポリイミド塗布膜６９上に、パターニングされたマスク８４を形成する。パターニングされたマスク８４は、電極５４の上方に開口８６を有する。図８に示すように、開口８６の幅は、電極５４の幅よりも狭くされている。

次に、図９に示すように、電極５４の上部のポリイミド塗布膜６９をウェットエッチングによって除去する。ウェットエッチングを用いることで、ポリイミド塗布膜６９はマスク８４の開口８６よりも広い範囲が除去される。その後、図１０に示すように、アッシングによりマスク８４を分解、除去する。そして、ポリイミドベーク処理を施して、ポリイミド塗布膜６９を焼成する。ポリイミドは、所定の温度で加熱することにより一定の割合で収縮する。このため、ポリイミドベーク処理により、ポリイミド塗布膜６９は熱収縮して、図１１に示すようなポリイミド膜７０となる。図１１に示す状態では、ポリイミド膜７０の上面が、電極５４の上面よりわずかに低くなる。また、ポリイミド膜７０は、電極５４の両側面の一部とそれぞれ接している。

なお、ポリイミド膜７０の高さ（すなわち、絶縁膜５８からの高さ）は、ポリイミド塗布膜６９の高さを予め調整しておくことにより、任意の高さに形成することができる。本実施例では、ポリイミド膜７０の上面が電極５４の上面より低くなるように形成しているが、電極５４と略同じ高さになるようにポリイミド塗布膜６９の高さを調整してもよい。ポリイミド膜７０の上面と電極５４の上面が略同一の高さとなることで、窒化膜７６に生じる段差をより小さくすることができる。

（第２のパッシベーション膜形成工程）
次に、図１２に示すように、ポリイミド膜７０及び電極５４の上面に、プラズマＣＶＤ法などを用いて窒化膜７６を形成する。窒化膜７６を形成する方法はプラズマＣＶＤ法に限られず、例えば、ラジカルビーム法などを用いてもよい。このようにして形成された窒化膜７６は、ポリイミド膜７０から電極５４に亘って連続して形成されており、ポリイミド膜７０の上面及び電極５４の上面と接している。

以上に説明した製造方法によれば、図１，２に示す本実施例の半導体装置１０を製造することができる。

本実施例の製造方法では、アルミニウムでできた電極５４及び電極６４を形成した後に、窒化膜７６を形成するため、電極５４，５６が腐食することなく、ドライエッチングによって、ウェットエッチングよりも集積率を上げることができる。すなわち、窒化膜を形成後にアルミニウム膜を形成してドライエッチングを施すと、ドライエッチングの際に、エッチングガスの塩素と、窒化膜からの水素が反応し、アルミニウムが腐食する虞がある。本実施例の製造方法では、アルミニウム膜を形成後に窒化膜を形成するので、上述したアルミニウム膜の腐食の問題は生じない。

以上、本明細書が開示する技術の実施例について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、本明細書が開示する半導体装置及び半導体装置の製造方法は、上記の実施例を様々に変形、変更したものが含まれる。

例えば、実施例において窒化膜７６は半導電性シリコン窒化膜（ＳＩｎＳｉＮ膜）で形成されたが、窒化膜７６は、半導電性シリコン窒化膜（ＳＩｎＳｉＮ膜）の上面にシリコン窒化膜（ＳｉＮ）を有する２層構造であってもよい。この場合、窒化膜７６の上層の膜であるシリコン窒化膜（ＳｉＮ）が外部からの可動イオンの進入を抑制するとともに絶縁の役割を果たし、窒化膜７６の下層の膜である半導電性シリコン窒化膜（ＳＩｎＳｉＮ膜）が、半導電性の性質を利用して基板表面に誘導電荷が発生することを抑制する。即ち、このようなパッシベーション膜が周辺耐圧領域５０の電極５４と電極６４の間に形成されることにより、外部からの可動イオンがリサーフ領域５６に進入することを確実に抑制することができる。なお、上述した窒化膜７６の機能から明らかなように、窒化膜７６の一端が電極５４に接続され、窒化膜７６の他端が電極６４に接続されていればよい。このため、窒化膜７６は、電極５４の上面の全体に形成される必要はなく、電極５４の上面の一部にのみ形成されていてもよい。同様に、窒化膜７６は、電極６４の上面の全体に形成される必要はなく、電極６４の上面の一部にのみ形成されていてもよい。

また、実施例では電極５４及び電極６４は最上層の電極であったが、多層配線構造を有する半導体装置では、本発明に係る構造は最上層以外の層に形成されていてもよい。また、実施例では半導体装置１０のアクティブ領域２０内にＩＧＢＴが形成されていたが、アクティブ領域２０内に他の半導体素子が形成されていてもよい。例えば、ＭＯＳＦＥＴやダイオード等が形成されていてもよい。また、実施例では、周辺耐圧領域５０内にリサーフ領域５６が形成されていたが、半導体基板に形成する周辺耐圧領域はリサーフ領域５６に限られない。例えば、リサーフ領域５６に替えて、ＦＬＲ構造や、フィールドプレート構造，ＥＱＲ等の別の構造が形成されていてもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０：半導体装置
１２：半導体基板
２０：アクティブ領域
２２：エミッタ電極
２４：エミッタ領域
２６：ボディ領域
２８：ゲート電極
３０：ドリフト領域
３０ａ：周辺ドリフト領域
３２：コレクタ領域
３４：コレクタ電極
５０：周辺耐圧領域
５２：ディープｐ型領域
５４、６４：電極
５６：リサーフ領域
５８：絶縁膜
６２：端部ｎ型領域
７０：パッシベーション膜
７６：パッシベーション膜
８０：ポリマー層
８２：樹脂層

Claims (1)

1. 半導体基板上に金属層を形成する工程と、
   半導体基板上に、金属層を覆うように第１のパッシベーション膜を形成する工程と、
   前記金属層上の第１のパッシベーション膜をエッチングして金属層の上面を露出させる工程と、
   第１のパッシベーション膜の上面の高さが金属層の上面の高さ以下となり、第１のパッシベーション膜が金属層の側面の少なくとも一部と接するように、第１のパッシベーション膜を加熱して熱収縮させる工程と、
   第１のパッシベーション膜から金属層に亘って形成され、第１のパッシベーション膜の上面に接するとともに、金属層の上面の少なくとも一部と接する第２のパッシベーション膜を形成する第２のパッシベーション膜形成工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。

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