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公開番号2025119187
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-14
出願番号2024013915
出願日2024-02-01
発明の名称半導体装置および半導体モジュール
出願人三菱電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 21/768 20060101AFI20250806BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】有機保護膜の外周端が滞留した水分によるリークパスの起点になることを回避することで、半導体装置の信頼性を向上させることが可能な技術を提供することを目的とする。
【解決手段】半導体装置10は、セル部11と終端部12とが規定された半導体基板1と、半導体基板1のうちセル部11の上面に設けられた電極3と、半導体基板1のうち終端部12に設けられ、耐圧を保持する耐圧保持構造6と、耐圧保持構造6の上面を覆う絶縁保護膜2と、少なくとも絶縁保護膜2を覆う防水膜4と、防水膜4の一部を覆う有機保護膜5とを備えている。電極3の外周端側の部分は、絶縁保護膜2の内周端側の部分に乗り上げている。有機保護膜5の内周端側の部分は、電極3の外周端側の部分に乗り上げている。有機保護膜5の外周端は、絶縁保護膜2の外周端よりも内周側に位置している。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
主電流が流れるセル部と、前記セル部の外周側を囲う終端部とが規定された半導体基板と、
前記半導体基板のうち前記セル部の上面に設けられた電極と、
前記半導体基板のうち前記終端部に設けられ、耐圧を保持する耐圧保持構造と、
前記耐圧保持構造の上面を覆う絶縁保護膜と、
少なくとも前記絶縁保護膜を覆う防水膜と、
前記防水膜の一部を覆う有機保護膜と、を備え、
前記電極の前記外周端側の部分は、前記絶縁保護膜の内周端側の部分に乗り上げており、
前記有機保護膜の内周端側の部分は、前記電極の前記外周端側の部分に乗り上げており、
前記有機保護膜の外周端は、前記絶縁保護膜の外周端よりも内周側に位置している、半導体装置。
続きを表示（約 590 文字）【請求項２】
前記防水膜は前記電極における前記終端部側に位置する外周端側の部分を覆い、
前記有機保護膜の内周端側の部分は、前記電極の前記外周端側の部分に前記防水膜を介して乗り上げている、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記有機保護膜の前記外周端は、前記耐圧保持構造の外周端よりも外周側に位置し、
前記防水膜の外周端は、前記有機保護膜の前記外周端よりも外周側に位置している、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記防水膜の前記外周端は、前記絶縁保護膜の前記外周端よりも外周側に位置している、請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の半導体装置と、
前記半導体装置を覆う封止材と、を備え、
前記封止材は硬化性ゲルである、半導体モジュール。
【請求項６】
接合材を介して前記半導体装置と接続された外部電極をさらに備え、
前記接合材は焼結接合材である、請求項５に記載の半導体モジュール。
【請求項７】
前記半導体装置は化合物半導体装置である、請求項５に記載の半導体モジュール。
【請求項８】
前記半導体装置は炭化ケイ素半導体装置である、請求項７に記載の半導体モジュール。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体装置および半導体モジュールに関するものである。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、炭化ケイ素半導体装置において、半導体基板のうち終端領域（終端部に相当する）上に保護酸化膜（絶縁保護膜に相当する）と窒化シリコン膜（防水膜に相当する）を介してポリイミド保護膜（有機保護膜に相当する）が設けられ、ポリイミド保護膜から窒化シリコン膜の外周端側の部分が露出する構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－２７５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の半導体装置に高温高湿バイアス（Temperature Humidity Bias：ＴＨＢ）試験を実施した場合、保護酸化膜の外周端側の部分に形成された段差により窒化シリコン膜に亀裂が生じることがある。半導体装置内に浸入した水分がポリイミド保護膜中を進展し窒化シリコン膜の亀裂に滞留することで、この部分がポリイミド保護膜に対するリークパスの起点になる。この場合、終端領域よりも外周側である高電圧側において、ポリイミド保護膜が半導体基板と接触しているため、試験完了後の絶縁検査において試験印加条件を超える定格電圧を印加すると、ポリイミド保護膜が絶縁破壊するという問題があった。
【０００５】
そこで、本開示は、有機保護膜の外周端が滞留した水分によるリークパスの起点になることを回避することで、半導体装置の信頼性を向上させることが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る半導体装置は、主電流が流れるセル部と、前記セル部の外周側を囲う終端部とが規定された半導体基板と、前記半導体基板のうち前記セル部の上面に設けられた電極と、前記半導体基板のうち前記終端部に設けられ、耐圧を保持する耐圧保持構造と、前記耐圧保持構造の上面を覆う絶縁保護膜と、少なくとも前記絶縁保護膜を覆う防水膜と、前記防水膜の一部を覆う有機保護膜と、を備え、前記電極の前記外周端側の部分は、前記絶縁保護膜の内周端側の部分に乗り上げており、前記有機保護膜の内周端側の部分は、前記電極の前記外周端側の部分に乗り上げており、前記有機保護膜の外周端は、前記絶縁保護膜の外周端よりも内周側に位置している。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、有機保護膜の外周端は半導体基板と離隔しているため、有機保護膜の外周端が滞留した水分によるリークパスの起点になることを回避できる。その結果、有機保護膜が絶縁破壊することが抑制されるため、半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態に係る半導体モジュールの断面図である。
実施の形態に係る半導体装置の要部の断面図である。
関連技術に係る半導体装置の要部の断面図である。
関連技術に係る半導体装置の信頼性試験前の状態を示す断面図である。
関連技術に係る半導体装置の信頼性試験時の状態を示す断面図である。
関連技術に係る半導体装置の信頼性試験後の特性検査時の状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜実施の形態＞
実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。図１は、実施の形態に係る半導体モジュール１００の断面図である。
【００１０】
図１に示すように、半導体モジュール１００は、容器体２１と、絶縁基板２２と、２つの半導体装置１０と、ワイヤ２５と、外部電極２６ａ，２６ｂと、封止材２７とを備えている。
（【００１１】以降は省略されています）

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