JPH0823094A - Compression bonded high withstanding voltage semiconductor device - Google Patents
Compression bonded high withstanding voltage semiconductor deviceInfo
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- JPH0823094A JPH0823094A JP15747194A JP15747194A JPH0823094A JP H0823094 A JPH0823094 A JP H0823094A JP 15747194 A JP15747194 A JP 15747194A JP 15747194 A JP15747194 A JP 15747194A JP H0823094 A JPH0823094 A JP H0823094A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、圧接型高耐圧半導体装
置に係わり、特に、主電極をポスト電極によって圧接す
る際に、このポスト電極が制御電極に関連する回路部分
に短絡接続されないように構成した圧接型高耐圧半導体
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device, and more particularly, when the main electrode is pressure-contacted by a post electrode, the post electrode is prevented from being short-circuited to a circuit portion related to a control electrode. The present invention relates to a pressure contact type high withstand voltage semiconductor device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、高耐圧半導体装置は、ワイヤボン
ディングや半田等を用いて高耐圧半導体装置の各電極端
子と外部電極とを接続するようにしたモジュール構造を
用いていたため、熱疲労等によってワイヤボンディング
部分に破断が発生したり、半田にクラックが発生したり
する等によって高耐圧半導体装置の信頼性が低下するこ
とがあった。そこで、高耐圧半導体装置の信頼性の低下
を防ぐため、比較的最近になって、一対のポスト電極に
よってこの高耐圧半導体装置を圧接し、その圧接によっ
てワイヤボンディングや半田を使用することなく、高耐
圧半導体装置の各電極端子と外部電極とを導電接続する
ようにした圧接型高耐圧半導体装置が開発されるように
なった。そして、このような圧接型高耐圧半導体装置の
一例には、特開平3−218643号、特開平4−29
0272号、実開平4−131954号、特開平4−3
22471号の開示のものがある。2. Description of the Related Art Conventionally, a high breakdown voltage semiconductor device uses a module structure in which each electrode terminal of the high breakdown voltage semiconductor device is connected to an external electrode by using wire bonding, soldering, etc. The reliability of the high withstand voltage semiconductor device may decrease due to breakage of the wire bonding portion or cracking of the solder. Therefore, in order to prevent the reliability of the high breakdown voltage semiconductor device from being lowered, relatively recently, the high breakdown voltage semiconductor device is pressure-contacted by a pair of post electrodes, and the pressure contact enables high voltage resistance without using wire bonding or solder. A pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device has been developed in which each electrode terminal of the breakdown voltage semiconductor device is electrically connected to an external electrode. An example of such a pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device is disclosed in JP-A-3-218643 and JP-A-4-29.
No. 0272, Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-131954, Japanese Patent Laid-Open No. 4-3
No. 22471 is disclosed.
【0003】図7は、既知の圧接型高耐圧半導体装置の
構成の一例を示す平面図であって、(a)は圧接型高耐
圧半導体装置の全体構成を示す平面図、(b)は全体構
成における○で囲んだ範囲Aの構成を示す拡大平面図
で、圧接型高耐圧半導体装置が絶縁ゲート型バイポーラ
トランジスタ(IGBT)を構成している例を示してい
る。FIG. 7 is a plan view showing an example of the configuration of a known pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device. FIG. 7 (a) is a plan view showing the overall configuration of the pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device, and FIG. FIG. 3 is an enlarged plan view showing a configuration of a range A surrounded by a circle in the configuration, showing an example in which a pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device constitutes an insulated gate bipolar transistor (IGBT).
【0004】図7(a)、(b)に示されるように、圧
接型高耐圧半導体装置61は、ゲート電極配線板62で
分離された複数の半導体能動領域63と、圧接型高耐圧
半導体装置61の略中央部分に設けられたゲート電極パ
ッド64と、複数の半導体能動領域63を取り囲むよう
に設けられたターミネーション領域65とからなってい
る。この場合、各半導体能動領域63はストライプ状に
形成された複数のエミッタ電極81を備え、これら複数
のエミッタ電極81は複数個集積されることによって、
1つの半導体能動領域63が構成されている。この場
合、ゲート電極配線板62は、複数の半導体能動領域6
3を均一に制御するために形成されたものであって、ゲ
ート電極パット64から離れたところにある半導体能動
領域63にゲート制御信号を遅延させずに伝達させる働
きを有し、大面積の圧接型高耐圧半導体装置61を形成
させる場合に必要なものである。このゲート電極配線板
62は、それぞれの半導体能動領域63を取り囲むよう
に、圧接型高耐圧半導体装置61の一方の表面に格子状
に配置される。As shown in FIGS. 7A and 7B, a pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device 61 includes a plurality of semiconductor active regions 63 separated by a gate electrode wiring board 62 and a pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device. It comprises a gate electrode pad 64 provided in a substantially central portion of 61 and a termination region 65 provided so as to surround a plurality of semiconductor active regions 63. In this case, each semiconductor active region 63 is provided with a plurality of emitter electrodes 81 formed in a stripe shape, and a plurality of these emitter electrodes 81 are integrated so that
One semiconductor active region 63 is formed. In this case, the gate electrode wiring board 62 includes the plurality of semiconductor active regions 6
3 is formed in order to control evenly, and has a function of transmitting the gate control signal to the semiconductor active region 63 located away from the gate electrode pad 64 without delay and has a large area pressure contact. It is necessary when forming the high voltage semiconductor device 61 of the die type. The gate electrode wiring board 62 is arranged in a grid pattern on one surface of the pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device 61 so as to surround each semiconductor active region 63.
【0005】また、図8は、圧接型高耐圧半導体装置
(IGBT)を収納した既知の圧接型パッケージの一例
を示す断面構成図である。FIG. 8 is a sectional view showing an example of a known pressure contact type package that houses a pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device (IGBT).
【0006】図8に示されるように、圧接型パッケージ
67は、圧接型高耐圧半導体装置61の両表面側にそれ
ぞれ配置された緩衝板68a、68bと、これら緩衝板
68a、68bの外側に配置され、これら緩衝板68
a、68bを介して圧接型高耐圧半導体装置61の両表
面を圧接する一対のポスト電極69a、69bと、圧接
型高耐圧半導体装置61のゲート電極パッド64の設置
位置に設けたゲート端子板70と、このゲート端子板7
0をゲート電極パッド64に弾圧させるバネ材71と、
ゲート端子板70に導電接続されたゲートリード72と
を備えている。As shown in FIG. 8, the press-contact type package 67 is provided with buffer plates 68a and 68b respectively arranged on both surface sides of the press-contact type high breakdown voltage semiconductor device 61 and outside the buffer plates 68a and 68b. These buffer plates 68
A pair of post electrodes 69a and 69b that press-contact both surfaces of the pressure-contact type high withstand voltage semiconductor device 61 via a and 68b, and a gate terminal plate 70 provided at the installation position of the gate electrode pad 64 of the press-contact type high-withstand voltage semiconductor device 61. And this gate terminal board 7
A spring member 71 for elastically pressing 0 on the gate electrode pad 64;
The gate lead 72 is electrically connected to the gate terminal plate 70.
【0007】そして、一対のポスト電極69a、69b
は、それらの圧接によって、圧接型高耐圧半導体装置6
1の両表面に露出しているコレクタ電極及びエミッタ電
極(いずれも図示なし)に導電接続され、ゲート端子板
70は、バネ材71によって、圧接型高耐圧半導体装置
61の一面にあるゲート電極パッド64に導電接続され
る。The pair of post electrodes 69a and 69b
Is a pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device 6 due to their pressure contact.
The gate terminal plate 70 is conductively connected to the collector electrode and the emitter electrode (both not shown) exposed on both surfaces of the gate electrode 1, and the gate terminal plate 70 is provided on one surface of the pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device 61 by the spring material 71. Conductively connected to 64.
【0008】続いて、図9は、図7(b)に図示のC−
C’線部分における圧接型高耐圧半導体装置(IGB
T)61の断面構造を示す断面図であり、また、図10
は、同じく図7(b)に図示のD−D’線部分における
圧接型高耐圧半導体装置(IGBT)61の断面構造を
示す断面図である。Subsequently, FIG. 9 shows the C- line shown in FIG.
Pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device (IGB
11 is a cross-sectional view showing the cross-sectional structure of (T) 61, and FIG.
FIG. 8 is a sectional view showing a sectional structure of a pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device (IGBT) 61 taken along a line DD ′ shown in FIG. 7B.
【0009】図9及び図10に示されるように、圧接型
高耐圧半導体装置61は、nドリフト層73と、nドリ
フト層73の一面全体に設けられたp高濃度層74と、
nドリフト層73の他面に選択的に設けられたpウエル
層75及びpチャネル層90と、pチャネル層90内に
選択的に設けられた2つのエミッタ層76と、pウエル
層75、pチャネル層90、エミッタ層76の表面を覆
うように設けられたゲート酸化膜77と、ゲート酸化膜
77上に設けられたゲート電極78と、ゲート電極78
を覆うように設けられた層間絶縁膜79と、p高濃度層
74の全面に低オーム接触するコレクタ電極80と、層
間絶縁膜79上に設けられ、一部がpウエル層75及び
エミッタ層76に低オーム接触するエミッタ電極81
(図7(b)に図示のエミッタ電極81と同じものであ
る)と、層間絶縁膜79上に設けられ、一部がゲート電
極78に低オーム接触するゲート電極配線板82とを備
える。そして、1つのエミッタ電極81と次のエミッタ
電極81の間は、pウエル層75、ゲート酸化膜77、
ゲート電極78、層間絶縁膜79がそれぞれnドリフト
層73側に凹んで凹部83が形成され、この凹部83の
底面にゲート電極配線板82が配置された構造になって
いる。この場合、各エミッタ電極81の間に凹部83を
設け、その凹部83の底面にゲート電極配線板82を配
置させるようにした理由は、各エミッタ電極81の露出
面を1つのポスト電極68a(図8参照)で圧接させた
とき、もし、各エミッタ電極81と各ゲート電極配線板
82とが同じ高さであれば、各エミッタ電極81と各ゲ
ート電極配線板82とが1つのポスト電極68aによっ
て電気的に短絡されるのを防ぐためである。As shown in FIGS. 9 and 10, the pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device 61 includes an n drift layer 73, a p high concentration layer 74 provided on the entire surface of the n drift layer 73, and
The p well layer 75 and the p channel layer 90 selectively provided on the other surface of the n drift layer 73, the two emitter layers 76 selectively provided in the p channel layer 90, and the p well layers 75, p. A gate oxide film 77 provided so as to cover the surfaces of the channel layer 90 and the emitter layer 76, a gate electrode 78 provided on the gate oxide film 77, and a gate electrode 78.
An interlayer insulating film 79 provided so as to cover the collector electrode 80, a collector electrode 80 in low ohmic contact with the entire surface of the p high-concentration layer 74, and the interlayer insulating film 79, and a part of the p well layer 75 and the emitter layer 76. Electrode 81 in low ohmic contact with
(The same as the emitter electrode 81 shown in FIG. 7B) and a gate electrode wiring board 82 which is provided on the interlayer insulating film 79 and a part of which makes a low ohmic contact with the gate electrode 78. Between the one emitter electrode 81 and the next emitter electrode 81, the p well layer 75, the gate oxide film 77,
The gate electrode 78 and the interlayer insulating film 79 are each recessed toward the n drift layer 73 side to form a recessed portion 83, and the gate electrode wiring board 82 is arranged on the bottom surface of this recessed portion 83. In this case, the reason why the recesses 83 are provided between the emitter electrodes 81 and the gate electrode wiring board 82 is arranged on the bottom surface of the recesses 83 is that the exposed surface of each emitter electrode 81 is one post electrode 68a (see FIG. 8), if each emitter electrode 81 and each gate electrode wiring board 82 have the same height, each emitter electrode 81 and each gate electrode wiring board 82 are connected by one post electrode 68a. This is to prevent electrical short circuit.
【0010】ところで、図9に図示の圧接型高耐圧半導
体装置61の構造(以下、これを図9の構造という)と
図10に図示の圧接型高耐圧半導体装置61の構造(以
下、これを図10の構造という)との違いは、図10の
構造には、nドリフト層73、p高濃度層74、pウエ
ル層75、エミッタ層76、ゲート電極78、コレクタ
電極80、エミッタ電極81で構成されている半導体能
動領域部分63aを有しているのに対して、図9の構造
には、かかる半導体能動領域部分63aを有していない
点だけであって、その他に、図9の構造と図10の構造
とは、実質的に同じである。By the way, the structure of the pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device 61 shown in FIG. 9 (hereinafter referred to as the structure of FIG. 9) and the structure of the pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device 61 shown in FIG. 10 is different from the structure of FIG. 10 in that the structure of FIG. 10 includes an n drift layer 73, a p high concentration layer 74, ap well layer 75, an emitter layer 76, a gate electrode 78, a collector electrode 80, and an emitter electrode 81. The structure of FIG. 9 is different from that of the structure of FIG. 9 in that the semiconductor active region part 63a is configured. And the structure of FIG. 10 are substantially the same.
【0011】そして、このような構成の既知の圧接型高
耐圧半導体装置(IGBT)61の動作は、当該技術分
野においてよく知られているところであるから、既知の
圧接型高耐圧半導体装置61に関する動作説明は、省略
する。Since the operation of the known pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device (IGBT) 61 having such a configuration is well known in the art, the operation relating to the known pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device 61. The description is omitted.
【0012】次いで、図11は、図7(a)に図示のE
−E’線部分における圧接型高耐圧半導体装置(IGB
T)61の断面構造を示す断面図であって、3重のガー
ドリングを有するターミネーション領域65の構成の一
例を示すものである。Next, FIG. 11 shows E shown in FIG. 7 (a).
Pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device (IGB
(T) 61 is a cross-sectional view showing the cross-sectional structure of the termination region 65 having a triple guard ring.
【0013】図11に示されるように、ターミネーショ
ン領域65は、nドリフト層73と、nドリフト層73
の一面全体に設けられたp高濃度層74と、nドリフト
層73の他面に選択的に設けられた3つのpガードリン
グ領域84と、同じくnドリフト層73の他面に選択的
に設けられた1つのnチャネルストッパー領域85と、
nドリフト層73及びpガードリング領域84の表面を
覆うように設けられた酸化膜86と、酸化膜86上を覆
うように設けられた層間絶縁膜79と、層間絶縁膜79
上に設けられ、一部がpガードリング領域84またはn
チャネルストッパー領域85に低オーム接触するアルミ
ニウム製のフィールド電極87と、これらフィールド電
極87上を覆うように設けられた別の酸化膜88と、別
の酸化膜88上を覆うように設けられた放電防止用のポ
リイミド樹脂膜89とを備える。As shown in FIG. 11, the termination region 65 includes an n drift layer 73 and an n drift layer 73.
P high concentration layer 74 provided on the entire one surface, three p guard ring regions 84 selectively provided on the other surface of the n drift layer 73, and also similarly provided on the other surface of the n drift layer 73. One n-channel stopper region 85 provided,
An oxide film 86 provided so as to cover the surfaces of the n drift layer 73 and the p guard ring region 84, an interlayer insulating film 79 provided so as to cover the oxide film 86, and an interlayer insulating film 79.
Is provided on the p guard ring region 84 or n
A field electrode 87 made of aluminum in low ohmic contact with the channel stopper region 85, another oxide film 88 provided so as to cover these field electrodes 87, and a discharge provided so as to cover another oxide film 88. And a polyimide resin film 89 for prevention.
【0014】このような構成のターミネーション領域6
5を形成する場合は、最初に、nドリフト層73の他面
に、3つのpガードリング領域84及び1つのnチャネ
ルストッパー領域85をそれぞれ選択的に形成し、次
に、3つのpガードリング領域84及び1つのnチャネ
ルストッパー領域85の各表面を含むnドリフト層73
の他面に酸化膜86を形成する。続いて、3つのpガー
ドリング領域84及び1つのnチャネルストッパー領域
85の各表面に該当する酸化膜86にそれぞれコンタク
トホールを形成し、これらのコンタクトホールの形成個
所を中心に各別にフィールド電極87を形成する。次
に、これらのフィールド電極87を含んだ酸化膜86上
に別の酸化膜88を形成し、半導体能動領域63におけ
るエミッタ電極81上の別の酸化膜88を選択的に除去
した後、ターミネーション領域65の別の酸化膜88上
にポリイミド樹脂膜89を形成し、ターミネーション領
域65を完成させる。The termination region 6 having such a configuration
5 is formed, first, three p guard ring regions 84 and one n channel stopper region 85 are selectively formed on the other surface of the n drift layer 73, and then three p guard rings are formed. N drift layer 73 including each surface of region 84 and one n channel stopper region 85
An oxide film 86 is formed on the other surface. Subsequently, contact holes are formed in the oxide film 86 corresponding to the respective surfaces of the three p guard ring regions 84 and one n channel stopper region 85, and the field electrode 87 is separately formed around these contact hole formation points. To form. Next, another oxide film 88 is formed on the oxide film 86 including these field electrodes 87, the other oxide film 88 on the emitter electrode 81 in the semiconductor active region 63 is selectively removed, and then the termination region is formed. A polyimide resin film 89 is formed on another oxide film 88 of 65 to complete the termination region 65.
【0015】かかる構成のターミネーション領域65
は、通常、半導体装置の高耐圧化を達成させるために設
けるもので、1つまたは複数の半導体能動領域63を1
つ以上のガードリング領域84によって取り囲んだ構造
のものである。そして、このような既知のターミネーシ
ョン領域65の動作は、当該技術分野においてよく知ら
れているところであるから、既知のターミネーション領
域65に関する動作についても、その説明を省略する。The termination region 65 having such a configuration
Is usually provided in order to achieve high breakdown voltage of the semiconductor device, and one or more semiconductor active regions 63 are
It has a structure surrounded by one or more guard ring regions 84. Since the operation of the known termination area 65 is well known in the technical field, the description of the operation of the known termination area 65 will be omitted.
【0016】[0016]
【発明が解決しようとする課題】ターミネーション領域
65を有する既知の圧接型高耐圧半導体装置において、
ターミネーション領域65を製造する場合は、フィール
ド電極87を形成した後で、これらフィールド電極87
に別の酸化膜88を形成する工程が必要である(この場
合、半導体能動領域63のエミッタ電極8上にも別の酸
化膜88が形成される)のに対し、半導体能動領域63
では、エミッタ電極81と一方のポスト電極68aとを
圧接によって低オーム接触させるために、エミッタ電極
81の露出面に形成された別の酸化膜88を除去する工
程が必要であるという相反した工程が含まれることにな
る。In a known pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device having a termination region 65,
When manufacturing the termination region 65, after forming the field electrodes 87, the field electrodes 87 are formed.
While a step of forming another oxide film 88 on the semiconductor active region 63 is necessary (in this case, another oxide film 88 is also formed on the emitter electrode 8 of the semiconductor active region 63).
Then, in order to bring the emitter electrode 81 and one post electrode 68a into a low ohmic contact by pressure contact, it is necessary to remove another oxide film 88 formed on the exposed surface of the emitter electrode 81. Will be included.
【0017】ところで、エミッタ電極81の表面にある
別の酸化膜88を除去するには、フッ酸系の溶液をこの
別の酸化膜88に作用させ、エミッタ電極81の表面上
の別の酸化膜88が完全に融解除去されるまで、充分な
時間をかけてエッチングしなければならない。この場
合、一方のポスト電極68aが圧接されるエミッタ電極
81に、もし、別の酸化膜88が残存していた場合は、
一方のポスト電極68aの圧接によって、残存した別の
酸化膜88が破壊され、破壊時の破片が下層のエミッタ
電極81を破壊するという危険性がある。エミッタ電極
81の表面にある別の酸化膜88を完全に除去するに
は、別の酸化膜88の加工精度を勘案して、別の酸化膜
88の厚みよりも少なくとも数μm以上の厚み部分まで
別の酸化膜88を除去するエッチング工程が必要にな
る。さらに、別の酸化膜88をエッチング除去する個所
も、エミッタ電極81の表面部分だけでなく、エミッタ
電極81の表面部分からゲート電極配線板31が配置さ
れている凹部83方向に至る間の部分も同様に除去する
必要がある。By the way, in order to remove another oxide film 88 on the surface of the emitter electrode 81, a hydrofluoric acid-based solution is caused to act on the another oxide film 88, and another oxide film on the surface of the emitter electrode 81 is removed. Sufficient time must be etched to completely thaw 88. In this case, if another oxide film 88 remains on the emitter electrode 81 to which one of the post electrodes 68a is pressed,
There is a risk that the remaining oxide film 88 will be destroyed by the pressure contact of one of the post electrodes 68a, and the fragments at the time of destruction will destroy the emitter electrode 81 in the lower layer. In order to completely remove another oxide film 88 on the surface of the emitter electrode 81, in consideration of the processing accuracy of the other oxide film 88, a thickness of at least several μm or more than the thickness of the other oxide film 88 is taken into consideration. An etching process for removing another oxide film 88 is required. Further, not only the surface portion of the emitter electrode 81 but also the portion extending from the surface portion of the emitter electrode 81 toward the recessed portion 83 where the gate electrode wiring board 31 is arranged are removed not only by etching the other oxide film 88. It also needs to be removed.
【0018】しかしながら、既知の圧接型高耐圧半導体
装置においては、凹部83に、ゲート酸化膜77、ゲー
ト電極78、層間絶縁膜79、別の酸化膜88が重なる
ように形成され、凹部83における別の酸化膜88の厚
さ方向のオーバーサイズエッチングを行えば、その別の
酸化膜88のエッチング時に、同時に層間絶縁膜79や
酸化膜77も除去される可能性があり、このとき、ゲー
ト電極78が外部に露出し、一対のポスト電極68a、
68bを圧接型高耐圧半導体装置61に圧接した際に、
ゲート電極78とエミッタ電極81との間で短絡を起し
易いという問題がある。However, in the known pressure contact type high withstand voltage semiconductor device, the gate oxide film 77, the gate electrode 78, the interlayer insulating film 79, and another oxide film 88 are formed so as to overlap the recessed portion 83, and the recessed portion 83 has a different structure. If the oxide film 88 is oversized in the thickness direction, the interlayer insulating film 79 and the oxide film 77 may be removed at the same time when the other oxide film 88 is etched. At this time, the gate electrode 78 is removed. Are exposed to the outside, and a pair of post electrodes 68a,
When 68b is pressure-welded to the pressure-contact type high breakdown voltage semiconductor device 61,
There is a problem that a short circuit easily occurs between the gate electrode 78 and the emitter electrode 81.
【0019】一方、エミッタ電極81上に別の酸化膜8
8が形成されないように、ターミネーション領域65の
製造工程と半導体能動領域63の製造工程とを別個にす
ることも考えられるが、別個の製造工程を用いれば、圧
接型高耐圧半導体装置61の製造工程が大幅に増加して
しまい、製造設備を増大させる必要があったり、製造コ
ストが上昇してしまうという問題がある。On the other hand, another oxide film 8 is formed on the emitter electrode 81.
It is conceivable that the manufacturing process of the termination region 65 and the manufacturing process of the semiconductor active region 63 may be separated so that 8 is not formed. However, if separate manufacturing processes are used, the manufacturing process of the pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device 61 may be performed. However, there is a problem in that the manufacturing cost needs to be increased and the manufacturing equipment needs to be increased.
【0020】本発明は、前記問題点を除去するものであ
って、その目的は、一対のポスト電極による第1及び第
2主電極の圧接時に、第2主電極と制御電極との間に短
絡を生じることがなく、製造工程の増大もない圧接型高
耐圧半導体装置を提供することにある。The present invention is to eliminate the above-mentioned problems, and an object thereof is to short-circuit between the second main electrode and the control electrode when the first and second main electrodes are pressed by the pair of post electrodes. It is an object of the present invention to provide a pressure contact type high withstand voltage semiconductor device that does not cause the above-mentioned problems and does not increase the manufacturing process.
【0021】[0021]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、1個以上のpn接合部を有する半導体能
動領域と、この半導体能動領域の一方の表面側に設けら
れた外部露出面を有する第1主電極と、前記半導体能動
領域の他方の表面側に設けられた外部露出面を有する第
2主電極と、前記他方の表面側にそれぞれ設けられ、そ
れぞれ絶縁層により外部絶縁された制御電極及び前記制
御電極に導電接続される制御電極配線板と、前記半導体
能動領域の他方の表面側にあって、前記半導体能動領域
を囲むように配置された1本以上のガードリングとから
なり、前記第1、第2主電極の外部露出面にそれぞれポ
スト電極を圧接するとともに、前記制御電極配線板に導
電接続された制御電極パッドに端子電極板を圧接し、前
記第1、第2主電極と対応する前記ポスト電極及び前記
制御電極パッドと前記端子電極板との間で導電接続を行
う圧接型高耐圧半導体装置において、前記半導体能動領
域の他方の表面側の前記第2主電極の未配置部分に凹部
を形成し、前記制御電極及び前記制御電極配線板を前記
凹部の底面部分にそれぞれ絶縁配置し、前記第2主電極
を前記凹部外側に配置するとともに、その一部を前記凹
部の底面部分まで延在させた第1の手段を備える。In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor active region having one or more pn junctions, and an external exposure provided on one surface side of the semiconductor active region. A first main electrode having a surface, a second main electrode having an externally exposed surface provided on the other surface side of the semiconductor active region, and a second main electrode provided on the other surface side, and each is externally insulated by an insulating layer. A control electrode and a control electrode wiring board conductively connected to the control electrode, and one or more guard rings on the other surface side of the semiconductor active region, the guard ring being disposed so as to surround the semiconductor active region. The post electrodes are pressed against the externally exposed surfaces of the first and second main electrodes, and the terminal electrode plate is pressed against the control electrode pads conductively connected to the control electrode wiring board. Main train In the pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device for conducting conductive connection between the post electrode and the control electrode pad corresponding to the terminal electrode plate, the second main electrode on the other surface side of the semiconductor active region is not arranged. A recess is formed in a portion, the control electrode and the control electrode wiring board are respectively disposed on the bottom of the recess in an insulating manner, the second main electrode is disposed outside the recess, and a part of the bottom is formed on the bottom of the recess. A first means extending to the portion is provided.
【0022】また、前記目的を達成するために、本発明
は、1個以上のpn接合部を有する半導体能動領域と、
この半導体能動領域の一方の表面側に設けられた外部露
出面を有する第1主電極と、前記半導体能動領域の他方
の表面側に設けられた外部露出面を有する第2主電極
と、前記他方の表面側にそれぞれ設けられ、それぞれ絶
縁層により外部絶縁された制御電極及び前記制御電極に
導電接続される制御電極配線板と、前記半導体能動領域
の他方の表面側にあって、前記半導体能動領域を囲むよ
うに配置された1本以上のガードリングとからなり、前
記第1、第2主電極の外部露出面にそれぞれポスト電極
を圧接するとともに、前記制御電極配線板に導電接続さ
れた制御電極パッドに端子電極板を圧接し、前記第1、
第2主電極と対応する前記ポスト電極及び前記制御電極
パッドと前記端子電極板との間で導電接続を行う圧接型
高耐圧半導体装置において、前記半導体能動領域の他方
の表面側の前記第2主電極の未配置部分に前記制御電極
及び前記制御電極配線板をそれぞれ絶縁配置し、前記第
2主電極の外部露出面の上側に前記第2主電極及び前記
制御電極配線板の厚さよりも厚い補助主電極板を接合配
置し、この補助主電極板の外部露出面に前記ポスト電極
板に圧接してそれらを導電接続させる第2の手段を備え
る。In order to achieve the above object, the present invention further comprises a semiconductor active region having one or more pn junctions,
A first main electrode having an externally exposed surface provided on one surface side of the semiconductor active region, a second main electrode having an externally exposed surface provided on the other surface side of the semiconductor active region, and the other And a control electrode wiring board which is respectively provided on the front surface side of the semiconductor active area and is externally insulated by an insulating layer, and a control electrode wiring board conductively connected to the control electrode, and the semiconductor active area on the other surface side of the semiconductor active area. A control electrode, which is composed of one or more guard rings disposed so as to surround the control electrode, presses the post electrodes to the externally exposed surfaces of the first and second main electrodes, and is conductively connected to the control electrode wiring board. The terminal electrode plate is pressed onto the pad, and the first,
In a pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device for conducting conductive connection between the terminal electrode plate and the post electrode corresponding to the second main electrode, the control electrode pad, and the second main electrode on the other surface side of the semiconductor active region. The control electrode and the control electrode wiring board are respectively insulated and arranged on the non-arranged parts of the electrodes, and an auxiliary layer thicker than the second main electrode and the control electrode wiring board is provided above the externally exposed surface of the second main electrode. The main electrode plates are arranged so as to be jointed, and second means is provided on the externally exposed surface of the auxiliary main electrode plate by press-contacting the post electrode plates to electrically connect them.
【0023】[0023]
【作用】前記第1の手段においては、第2主電極(例え
ば、エミッタ電極)の未配置部分の半導体能動領域の表
面に凹部を形成し、凹部の底面部分に制御電極配線板
(例えば、ゲート電極配線板)を配置するとともに、凹
部の底面部分まで制御電極(例えば、ゲート電極)を延
在配置する。また、第2主電極(例えば、エミッタ電
極)を凹部の外側に配置するとともに、第2主電極(例
えば、エミッタ電極)の一部を凹部の底面部分まで延在
配置させている。そして、第2主電極(例えば、エミッ
タ電極)上に設けられた酸化膜をエッチング除去する際
に、第2主電極(例えば、エミッタ電極)は、凹部の外
側に配置されている部分の酸化膜だけを除去し、凹部の
底面部分まで延在配置されている酸化膜を残存させるよ
うにしている。In the first means, a recess is formed in the surface of the semiconductor active region where the second main electrode (e.g., emitter electrode) is not disposed, and a control electrode wiring board (e.g., gate) is formed on the bottom of the recess. The electrode wiring board) is arranged, and the control electrode (for example, the gate electrode) is arranged so as to extend to the bottom surface of the recess. In addition, the second main electrode (eg, emitter electrode) is arranged outside the recess, and part of the second main electrode (eg, emitter electrode) is arranged to extend to the bottom surface of the recess. Then, when the oxide film provided on the second main electrode (for example, the emitter electrode) is removed by etching, the second main electrode (for example, the emitter electrode) is the oxide film of the portion arranged outside the recess. Only the oxide film is removed to leave the oxide film extending to the bottom surface of the recess.
【0024】このように、前記第1の手段によれば、制
御電極(例えば、ゲート電極)や制御電極配線板(例え
ば、ゲート電極配線板)の絶縁層がエッチング除去さ
れ、制御電極(例えば、ゲート電極)や制御電極配線板
(例えば、ゲート電極配線板)が露出することがなくな
る。また、第2主電極(例えば、エミッタ電極)の露出
部をポスト電極で圧接した際に、制御電極(例えば、ゲ
ート電極)や制御電極配線板(例えば、ゲート電極配線
板)がポスト電極に触れ、第2主電極(例えば、エミッ
タ電極)と、制御電極(例えば、ゲート電極)や制御電
極配線板(例えば、ゲート電極配線板)とが短絡される
ことがなくなる。As described above, according to the first means, the insulating layer of the control electrode (for example, the gate electrode) and the control electrode wiring board (for example, the gate electrode wiring board) is removed by etching, and the control electrode (for example, the gate electrode) is removed. The gate electrode) and the control electrode wiring board (for example, the gate electrode wiring board) are not exposed. Further, when the exposed portion of the second main electrode (eg, emitter electrode) is pressed by the post electrode, the control electrode (eg, gate electrode) or the control electrode wiring board (eg, gate electrode wiring board) touches the post electrode. The second main electrode (for example, the emitter electrode) and the control electrode (for example, the gate electrode) and the control electrode wiring board (for example, the gate electrode wiring board) are not short-circuited.
【0025】前記第2の手段においては、第2主電極
(例えば、エミッタ電極)の未配置部分の半導体能動領
域の表面部分に制御電極配線板(例えば、ゲート電極配
線板)を配置するとともに、その表面部分の下側部分ま
で制御電極(例えば、ゲート電極)を延在配置する。ま
た、第2主電極(例えば、エミッタ電極)の外部露出面
の上側に第2主電極(例えば、エミッタ電極)や制御電
極配線板(例えば、ゲート電極配線板)よりも肉厚の補
助主電極板を接合配置し、補助主電極板の外部露出面に
ポスト電極板に圧接させるようにしている。In the second means, the control electrode wiring board (eg, gate electrode wiring board) is arranged on the surface portion of the semiconductor active region where the second main electrode (eg, emitter electrode) is not arranged, and A control electrode (for example, a gate electrode) is arranged so as to extend to a lower portion of the surface portion. Further, the auxiliary main electrode, which is thicker than the second main electrode (eg, emitter electrode) and the control electrode wiring board (eg, gate electrode wiring board), is located above the externally exposed surface of the second main electrode (eg, emitter electrode). The plates are arranged so as to be joined to each other so that the post electrode plates are pressed against the externally exposed surface of the auxiliary main electrode plate.
【0026】このように、前記第2の手段によれば、第
2主電極(例えば、エミッタ電極)を補助主電極板の上
からポスト電極で圧接した際に、補助主電極板の厚みに
よって、制御電極(例えば、ゲート電極)や制御電極配
線板(例えば、ゲート電極配線板)がポスト電極に触
れ、第2主電極(例えば、エミッタ電極)と、制御電極
(例えば、ゲート電極)や制御電極配線板(例えば、ゲ
ート電極配線板)とが短絡されることがなくなる。ま
た、ポスト電極の圧接時に、ポスト電極が制御電極配線
板(例えば、ゲート電極配線板)の表面を覆っている絶
縁膜に接触し、絶縁膜を絶縁破損させることがなくな
る。As described above, according to the second means, when the second main electrode (for example, the emitter electrode) is pressed onto the auxiliary main electrode plate by the post electrode, the thickness of the auxiliary main electrode plate causes The control electrode (eg, gate electrode) or the control electrode wiring board (eg, gate electrode wiring board) contacts the post electrode, and the second main electrode (eg, emitter electrode), the control electrode (eg, gate electrode) or the control electrode A wiring board (for example, a gate electrode wiring board) will not be short-circuited. Further, when the post electrode is pressed, the post electrode does not come into contact with the insulating film covering the surface of the control electrode wiring board (for example, the gate electrode wiring board), and the insulating film is not damaged by insulation.
【0027】[0027]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.
【0028】図1は、本発明に係わる圧接型高耐圧半導
体装置の第1の実施例の構成を示す断面構成図であっ
て、圧接型高耐圧半導体装置としてIGBTが構成され
ている例を示すものである。この場合、図1は、ターミ
ネーション領域を含んだ半導体能動領域の一部の断面を
示すもので、図7(a)に図示のA−A’線部分に相当
した断面構成を示しているものである。FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a first embodiment of a pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device according to the present invention, showing an example in which an IGBT is configured as the pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device. It is a thing. In this case, FIG. 1 shows a cross section of a part of the semiconductor active region including the termination region, and shows a cross sectional structure corresponding to the line AA ′ portion shown in FIG. is there.
【0029】図1において、1はnドリフト層、2はp
高濃度層、3はpウエル層、30はpチャネル層、4は
nエミッタ層、5はゲート酸化膜、6はゲート電極(制
御電極)、7は層間絶縁膜(酸化膜)、8はコレクタ電
極(第1主電極)、9はエミッタ電極(第2主電極)、
10はゲート配線板(制御電極配線板)、11は第2酸
化膜、12はポリイミド樹脂膜、13は酸化膜、14は
pガードリング領域、15はnチャネルストッパー領
域、16はアルミニウム製のフィールド電極、17は凹
部である。In FIG. 1, 1 is an n drift layer and 2 is a p layer.
High-concentration layer, 3 p-well layer, 30 p-channel layer, 4 n-emitter layer, 5 gate oxide film, 6 gate electrode (control electrode), 7 interlayer insulating film (oxide film), 8 collector Electrode (first main electrode), 9 is emitter electrode (second main electrode),
Reference numeral 10 is a gate wiring board (control electrode wiring board), 11 is a second oxide film, 12 is a polyimide resin film, 13 is an oxide film, 14 is a p guard ring region, 15 is an n channel stopper region, and 16 is a field made of aluminum. The electrode 17 is a recess.
【0030】このIGBTにおける半導体能動領域は、
nドリフト層1と、肉厚のnドリフト層1の一面全体に
設けられたp高濃度層2と、nドリフト層1の他面に選
択的に設けられたpチャネル層30と、一部のpウエル
層3内に選択的に設けられた2つのエミッタ層4と、p
チャネル層30及びエミッタ層4の表面を覆うように設
けられたゲート酸化膜5と、ゲート酸化膜4上に選択的
に配置されたゲート電極6と、ゲート電極6を覆うよう
に設けられた層間絶縁膜7と、p高濃度層2の全面に低
オーム接触するコレクタ電極8と、層間絶縁膜7上に設
けられ、一部がpチャネル層30及びエミッタ層4に低
オーム接触するエミッタ電極9と、層間絶縁膜7上に設
けられ、一部がゲート電極6に低オーム接触するゲート
電極配線板10と、ゲート電極配線板10の露出部を覆
う第2酸化膜12と、第2酸化膜12の上を被覆するポ
リイミド樹脂膜12とを備える。ここで、表面にエミッ
タ電極9が配置されていない1つの半導体能動領域の境
界部分には、nドリフト層1の他面側に凹部17が形成
されている。この凹部17は、pウエル層3、酸化膜1
7またはゲート酸化膜5、ゲート電極6、層間絶縁膜7
がそれぞれnドリフト層1側に凹んで構成されたもの
で、凹部の底面にゲート電極配線板10が配置され、ゲ
ート電極配線板10の一部は層間絶縁膜7の開口を通し
て下部のゲート電極6に導電接続される。エミッタ電極
9の大部分は専ら凹部17の外側に配置され、エミッタ
電極9の端部だけが凹部17の外側から底面まで延在し
ている。このエミッタ電極9の大部分は、第2酸化膜1
1がエッチング除去されることにより、露出した状態に
あるが、エミッタ電極9の端部だけは第2酸化膜11が
残存し、外部と絶縁された状態にある。The semiconductor active region in this IGBT is
The n drift layer 1, the p high-concentration layer 2 provided on the entire one surface of the thick n drift layer 1, the p channel layer 30 selectively provided on the other surface of the n drift layer 1, two emitter layers 4 selectively provided in the p-well layer 3, and p
A gate oxide film 5 provided so as to cover the surfaces of the channel layer 30 and the emitter layer 4, a gate electrode 6 selectively arranged on the gate oxide film 4, and an interlayer provided so as to cover the gate electrode 6. An insulating film 7, a collector electrode 8 in low ohmic contact with the entire surface of the p high-concentration layer 2, and an emitter electrode 9 provided on the interlayer insulating film 7 and partly in low ohmic contact with the p channel layer 30 and the emitter layer 4. A gate electrode wiring board 10 which is provided on the interlayer insulating film 7 and partially contacts the gate electrode 6 in low ohmic contact; a second oxide film 12 which covers an exposed portion of the gate electrode wiring board 10; and a second oxide film. And a polyimide resin film 12 that covers the upper surface. Here, a concave portion 17 is formed on the other surface side of the n drift layer 1 at the boundary portion of one semiconductor active region in which the emitter electrode 9 is not arranged on the surface. The recess 17 is formed by the p well layer 3 and the oxide film 1.
7 or gate oxide film 5, gate electrode 6, interlayer insulating film 7
Are each recessed toward the n drift layer 1 side, the gate electrode wiring board 10 is arranged on the bottom surface of the recessed portion, and a part of the gate electrode wiring board 10 passes through the opening of the interlayer insulating film 7 and the lower gate electrode 6 is formed. Conductively connected to. Most of the emitter electrode 9 is arranged exclusively outside the recess 17, and only the end of the emitter electrode 9 extends from the outside of the recess 17 to the bottom surface. Most of the emitter electrode 9 is composed of the second oxide film 1.
1 is exposed by etching away, but the second oxide film 11 remains only at the end of the emitter electrode 9 and is insulated from the outside.
【0031】また、このIGBTにおけるターミネーシ
ョン領域は、nドリフト層1と、nドリフト層1の一面
全体に設けられたp高濃度層2と、nドリフト層1の他
面に選択的に設けられた3つのpガードリング領域14
と、nドリフト層1の他面に選択的に設けられた1つの
nチャネルストッパー領域15と、nドリフト層1及び
pガードリング領域14の表面を覆う酸化膜13と、酸
化膜13上を覆う層間絶縁膜7と、層間絶縁膜7上に設
けられ、一部がpガードリング領域14またはnチャネ
ルストッパー領域15に低オーム接触するフィールド電
極16と、フィールド電極16上を覆う第2酸化膜11
と、第2酸化膜11上を覆うポリイミド樹脂膜12とを
備える。The termination region in this IGBT is selectively provided on the n drift layer 1, the p high-concentration layer 2 provided on the entire one surface of the n drift layer 1, and the other surface of the n drift layer 1. Three p guard ring regions 14
A single n channel stopper region 15 selectively provided on the other surface of the n drift layer 1, an oxide film 13 covering the surfaces of the n drift layer 1 and the p guard ring region 14, and a surface of the oxide film 13. An interlayer insulating film 7, a field electrode 16 provided on the interlayer insulating film 7, a part of which is in low ohmic contact with the p guard ring region 14 or the n channel stopper region 15, and a second oxide film 11 covering the field electrode 16.
And a polyimide resin film 12 covering the second oxide film 11.
【0032】続く、図2(a)乃至(d)は、図1に図
示のIGBTにおける凹部17の周辺を製造する際の製
造プロセスの一部を示す説明図である。2A to 2D are explanatory views showing a part of the manufacturing process for manufacturing the periphery of the recess 17 in the IGBT shown in FIG.
【0033】図2(a)乃至(d)において、図1に示
された構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付
けている。In FIGS. 2A to 2D, the same components as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.
【0034】図2を用いて、凹部17の周辺を製造する
際の製造プロセスを説明すると、次のとおりである。The manufacturing process for manufacturing the periphery of the recess 17 will be described with reference to FIG.
【0035】まず、図2(a)に示すように、層間絶縁
膜7上にアルミニウム製のエミッタ電極9とゲート電極
配線板10を選択的に形成する。この場合、エミッタ電
極9は、大部分が凹部17の外側部分にあり、端部が凹
部17内に延在するように構成され、ゲート電極配線板
10は、凹部17の底面部分にあるように形成される。First, as shown in FIG. 2A, an emitter electrode 9 and a gate electrode wiring board 10 made of aluminum are selectively formed on the interlayer insulating film 7. In this case, the emitter electrode 9 is configured such that most of the emitter electrode 9 is located outside the recess 17 and the ends thereof extend into the recess 17, and the gate electrode wiring board 10 is located at the bottom of the recess 17. It is formed.
【0036】続いて、図2(b)に示すように、エミッ
タ電極9及びゲート電極配線板10等の上側に一様に第
2酸化膜11を形成する。Then, as shown in FIG. 2B, a second oxide film 11 is uniformly formed on the upper side of the emitter electrode 9, the gate electrode wiring board 10, and the like.
【0037】次に、図2(c)に示すように、凹部17
の外側部分にあるエミッタ電極9上の第2酸化膜11を
エッチングによって除去する。この場合、凹部17内に
あるエミッタ電極9上の第2酸化膜11は残存させてお
く。Next, as shown in FIG. 2C, the recess 17 is formed.
The second oxide film 11 on the emitter electrode 9 on the outer side of the is removed by etching. In this case, the second oxide film 11 on the emitter electrode 9 in the recess 17 is left.
【0038】最後に、図2(d)に示すように、残存し
ている凹部17内の第2酸化膜11の上にポリイミド樹
脂膜12を形成させ、一連のこの種の製造プロセスが終
了する。Finally, as shown in FIG. 2D, a polyimide resin film 12 is formed on the remaining second oxide film 11 in the recess 17, and a series of manufacturing processes of this type is completed. .
【0039】一般に、図1に示すようなターミネーショ
ン領域を有する圧接型高耐圧半導体装置においては、ガ
ードリング領域14上に電荷を有する物質が付着する
と、この付着部分に反転層が形成され、所要の耐圧が得
られないことがある。これを防ぐには、ターミネーショ
ン領域の上側全体を覆う厚い第2酸化膜11を形成すれ
ばよい。ところが、既知の圧接型高耐圧半導体装置にお
いては、エミッタ電極9上にある第2酸化膜11をエッ
チング除去する際に、ゲート電極配線板10や凹部17
内に有る層間絶縁膜7までエッチング除去してしまう可
能性がある。この場合、層間絶縁膜7の膜厚を厚くし、
エッチング時間を調節して第2酸化膜11だけをエッチ
ング除去することは技術的に可能であるが、そのような
制御を行うことは大変難しい。また、圧接型高耐圧半導
体装置の高耐圧化が進むと、nドリフト層1のの抵抗率
が高くなるため、ますます反転層が形成され易くなり、
第2酸化膜11の厚さをさらに増加させる必要に迫られ
る。このように、層間絶縁膜7の厚さに比べ、第2酸化
膜11の厚さは増加する傾向にあり、エッチングにより
同一組成の層間絶縁膜7及び第2酸化膜11に対して、
第2酸化膜11だけを有効的にエッチング除去させるの
は困難である。Generally, in a pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device having a termination region as shown in FIG. 1, when a substance having an electric charge adheres to the guard ring region 14, an inversion layer is formed on the adhered portion, and a required inversion layer is formed. The breakdown voltage may not be obtained. To prevent this, a thick second oxide film 11 may be formed to cover the entire upper side of the termination region. However, in the known pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device, when the second oxide film 11 on the emitter electrode 9 is removed by etching, the gate electrode wiring board 10 and the recess 17 are formed.
There is a possibility that the interlayer insulating film 7 inside may be removed by etching. In this case, increase the thickness of the interlayer insulating film 7,
Although it is technically possible to etch away only the second oxide film 11 by adjusting the etching time, such control is very difficult. Further, as the pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device has a higher breakdown voltage, the inversion layer is more likely to be formed because the resistivity of the n drift layer 1 increases.
It is necessary to further increase the thickness of the second oxide film 11. As described above, the thickness of the second oxide film 11 tends to increase as compared with the thickness of the interlayer insulating film 7, and the interlayer insulating film 7 and the second oxide film 11 having the same composition are etched by
It is difficult to effectively remove only the second oxide film 11 by etching.
【0040】そこで、図1に図示の第1の実施例におい
ては、エッチングによって凹部17を形成させ、凹部1
7の底面部分に、ゲート酸化膜6に比べて十分な厚みを
有する酸化膜13を形成させている。この厚い酸化膜1
3は、ゲート電極6の形成時にゲート電極6とnドリフ
ト層1とが短絡するのを防止するためのものである。次
いで、ゲート電極6上に層間絶縁膜7を形成し、層間絶
縁膜7にコンタクト用の開口を設け、その上にゲート電
極配線板10を形成する。このゲート電極配線板10の
形成後は、既に述べた図2(a)乃至(d)に示すよう
な製造プロセスに移行するものである。このような製造
工程を経ることにより、既知の製造工程に比べ、工程数
が増加することがない。Therefore, in the first embodiment shown in FIG. 1, the recess 17 is formed by etching, and the recess 1 is formed.
An oxide film 13 having a sufficient thickness as compared with the gate oxide film 6 is formed on the bottom surface of 7. This thick oxide film 1
3 is for preventing the gate electrode 6 and the n drift layer 1 from being short-circuited when the gate electrode 6 is formed. Next, an interlayer insulating film 7 is formed on the gate electrode 6, an opening for contact is provided in the interlayer insulating film 7, and a gate electrode wiring board 10 is formed thereon. After the gate electrode wiring board 10 is formed, the manufacturing process shown in FIGS. 2A to 2D is performed. By passing through such a manufacturing process, the number of processes does not increase as compared with the known manufacturing process.
【0041】即ち、第1の実施例の構成においては、エ
ミッタ電極9の未配置部分に凹部17を形成し、凹部1
7の底面部分にゲート電極配線板10を配置させ、エミ
ッタ電極9を凹部17の外側から凹部17の底面部分ま
で延在配置させている。そして、エミッタ電極9上の第
2酸化膜11をエッチング除去する際に、凹部17の外
側に配置されているエミッタ電極9上の第2酸化膜11
だけを除去し、凹部17の底面部分まで延在配置されて
いるエミッタ電極9上の第2酸化膜11を残存させるよ
うにしているので、ゲート電極6を絶縁している層間絶
縁膜7やゲート電極配線板10を絶縁している第2酸化
膜11がエッチング除去されることがなくなり、ゲート
電極6やゲート電極配線板10が露出することはない。That is, in the structure of the first embodiment, the recess 17 is formed in the unarranged portion of the emitter electrode 9, and the recess 1 is formed.
The gate electrode wiring board 10 is arranged on the bottom surface of the recess 7, and the emitter electrode 9 is arranged so as to extend from the outside of the recess 17 to the bottom of the recess 17. Then, when the second oxide film 11 on the emitter electrode 9 is removed by etching, the second oxide film 11 on the emitter electrode 9 arranged outside the recess 17 is removed.
Since the second oxide film 11 on the emitter electrode 9 extending to the bottom surface of the recess 17 is left, only the interlayer insulating film 7 and the gate insulating the gate electrode 6 are removed. The second oxide film 11 that insulates the electrode wiring board 10 is not removed by etching, and the gate electrode 6 and the gate electrode wiring board 10 are not exposed.
【0042】このように、第1の実施例によれば、エミ
ッタ電極9の露出した部分を、図8に示すようなポスト
電極で圧接する際に、ゲート電極6やゲート電極配線板
10がポスト電極に触れ、エミッタ電極9とゲート電極
6やゲート電極配線板10とが短絡を起すことがない。As described above, according to the first embodiment, when the exposed portion of the emitter electrode 9 is pressed by the post electrode as shown in FIG. 8, the gate electrode 6 and the gate electrode wiring board 10 are post-formed. The emitter electrode 9 and the gate electrode 6 and the gate electrode wiring board 10 are not short-circuited by touching the electrodes.
【0043】続く、図3は、本発明による圧接型高耐圧
半導体装置の第2の実施例の構成を示す断面構成図であ
って、圧接型高耐圧半導体装置として同じくIGBTが
構成されている例を示すものである。この場合、図3
は、半導体能動領域の一部の断面を示すもので、図7
(a)に図示のC−C’線部分に相当した断面構成を示
しているものである。FIG. 3 is a sectional view showing the structure of the second embodiment of the pressure contact type high withstand voltage semiconductor device according to the present invention, in which an IGBT is also constructed as the pressure contact type high withstand voltage semiconductor device. Is shown. In this case,
7 shows a cross section of a part of the semiconductor active region.
FIG. 7A shows a cross-sectional structure corresponding to the line CC ′ in the drawing.
【0044】図3において、18はエミッタ電極9やゲ
ート電極配線板10に比べて肉厚な補助エミッタ電極板
(補助主電極板)であり、その他、図1に示された構成
要素と同じ構成要素については同じ符号を付けている。In FIG. 3, reference numeral 18 denotes an auxiliary emitter electrode plate (auxiliary main electrode plate) which is thicker than the emitter electrode 9 and the gate electrode wiring board 10, and the other components are the same as those shown in FIG. The same symbols are attached to the elements.
【0045】前記第1の実施例(以下、これを前者とい
う)とこの第2の実施例(以下、これを後者という)と
の構成の違いは、エミッタ電極9の構成に関して、前者
は、大部分が凹部17の外側部分にあって、その端部が
凹部17の底面部分まで延在しているのに対し、後者
は、全体が凹部17の外側部分だけにある点、補助エミ
ッタ電極板18の配置に関して、前者は、かかる補助エ
ミッタ電極板18を有していないのに対し、後者は、エ
ミッタ電極9の上側に補助エミッタ電極板18が接合配
置されている点、及び、第2酸化膜11の構成に関し
て、前者は、凹部17の底面部分に延在したエミッタ電
極9の端部までを覆うように配置されているのに対し、
後者は、凹部17から凹部17の外側部分に延び、エミ
ッタ電極9と補助エミッタ電極板18との接合部分まで
延在している点の3点だけであって、その他に、第1の
実施例と第2の実施例との間に構成上の違いはない。な
お、図3には、図示されてはいないが、第2の実施例に
おいても、第1の実施例と同様に、半導体能動領域体装
置の周辺にターミネーション領域が形成されている。The difference between the structure of the first embodiment (hereinafter referred to as the former) and the structure of the second embodiment (hereinafter referred to as the latter) is that the former is large. The auxiliary emitter electrode plate 18 has a portion located outside the recess 17 and an end portion thereof extending to the bottom portion of the recess 17, whereas the latter is entirely located outside the recess 17. The former does not have such an auxiliary emitter electrode plate 18, whereas the latter has a position in which the auxiliary emitter electrode plate 18 is bonded to the upper side of the emitter electrode 9 and the second oxide film. Regarding the configuration of 11, the former is arranged so as to cover up to the end of the emitter electrode 9 extending to the bottom surface of the recess 17, whereas
The latter is only three points that extend from the concave portion 17 to the outside portion of the concave portion 17 and extend to the joint portion between the emitter electrode 9 and the auxiliary emitter electrode plate 18, and in addition, the first embodiment. There is no difference in structure between the third embodiment and the second embodiment. Although not shown in FIG. 3, also in the second embodiment, a termination region is formed around the semiconductor active area device as in the first embodiment.
【0046】また、図4(a)乃至(e)は、図3に図
示のIGBTにおける凹部17の周辺を製造する際の製
造プロセスの一部を示す説明図である。FIGS. 4A to 4E are explanatory views showing a part of the manufacturing process for manufacturing the periphery of the recess 17 in the IGBT shown in FIG.
【0047】図4(a)乃至(e)において、図3に示
された構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付
けている。In FIGS. 4A to 4E, the same components as those shown in FIG. 3 are designated by the same reference numerals.
【0048】図4を用いて、凹部17の周辺を製造する
際の製造プロセスを説明すると、次のとおりである。The manufacturing process for manufacturing the periphery of the recess 17 will be described with reference to FIG.
【0049】まず、図4(a)に示すように、層間絶縁
膜7上にアルミニウム製のエミッタ電極9とゲート電極
配線板10及び図示されていないフィールド電極16を
選択的に形成する。このとき、エミッタ電極9は全体が
凹部17の外側部分にあるように構成され、ゲート電極
配線板10は凹部17の底面部分にあるように形成され
る。First, as shown in FIG. 4A, an emitter electrode 9 made of aluminum, a gate electrode wiring board 10 and a field electrode 16 (not shown) are selectively formed on the interlayer insulating film 7. At this time, the emitter electrode 9 is formed so as to be entirely on the outside of the recess 17, and the gate electrode wiring board 10 is formed so as to be on the bottom of the recess 17.
【0050】続いて、図4(b)に示すように、エミッ
タ電極9及びゲート電極配線板10等の上側に一様に第
2酸化膜11を形成する。Subsequently, as shown in FIG. 4B, a second oxide film 11 is uniformly formed on the upper side of the emitter electrode 9, the gate electrode wiring board 10 and the like.
【0051】次に、図4(c)に示すように、エミッタ
電極9上の第2酸化膜11を、凹部17に近い方の一部
を除いてエッチングによって除去する。この結果、凹部
17内に近いエミッタ電極9の端部上の第2酸化膜11
が残存する。Next, as shown in FIG. 4C, the second oxide film 11 on the emitter electrode 9 is removed by etching except for a part near the recess 17. As a result, the second oxide film 11 on the end of the emitter electrode 9 near the recess 17 is formed.
Remains.
【0052】次いで、図4(d)に示すように、エミッ
タ電極9上及び残存しているエミッタ電極9端部の第2
酸化膜11上にアルミニウム製の補助エミッタ電極板1
8を形成する。Then, as shown in FIG. 4D, the second end portion of the emitter electrode 9 which remains on the emitter electrode 9
Auxiliary emitter electrode plate 1 made of aluminum on the oxide film 11
8 is formed.
【0053】最後に、凹部17内の第2酸化膜11の上
にポリイミド樹脂膜12を形成させ、一連のこの種の製
造プロセスが終了する。Finally, the polyimide resin film 12 is formed on the second oxide film 11 in the recess 17, and a series of manufacturing processes of this type is completed.
【0054】この第2の実施例によるIGBTは、エミ
ッタ電極9に補助エミッタ電極板18が接合配置され、
実質的に2層構造のエミッタ電極が構成されている点に
特徴があるもので、第2酸化膜11の端部がエミッタ電
極9上に形成されるとともに、第2酸化膜11の端部上
に肉厚の補助エミッタ電極板18が形成されているた
め、補助エミッタ電極板18をポスト電極で圧接した際
にも、この圧接によりエミッタ電極9上の第2酸化膜1
1が破壊されることがなく、勿論、ゲート電極6やゲー
ト電極配線板10にポスト電極が当接して、エミッタ電
極9とゲート電極6やゲート電極配線板10とが短絡を
起すこともない。また、第2の実施例においては、エミ
ッタ電極9と補助エミッタ電極板18とを重ね合わせた
厚みに比べて、ゲート電極配線板10の厚みが相当小さ
いので、エッチングにより形成する凹部17の深さを第
1の実施例の凹部17の深さよりも浅くすることが可能
になる。In the IGBT according to the second embodiment, the auxiliary emitter electrode plate 18 is bonded to the emitter electrode 9 and arranged.
It is characterized in that an emitter electrode having a substantially two-layer structure is formed. The end of the second oxide film 11 is formed on the emitter electrode 9, and the end of the second oxide film 11 is formed. Since the thick auxiliary emitter electrode plate 18 is formed on the second oxide film 1 on the emitter electrode 9 even when the auxiliary emitter electrode plate 18 is pressed by the post electrode.
1 is not destroyed, and, of course, the post electrode does not come into contact with the gate electrode 6 or the gate electrode wiring board 10 to cause a short circuit between the emitter electrode 9 and the gate electrode 6 or the gate electrode wiring board 10. Further, in the second embodiment, since the thickness of the gate electrode wiring board 10 is considerably smaller than the thickness of the emitter electrode 9 and the auxiliary emitter electrode plate 18 superposed on each other, the depth of the recess 17 formed by etching is small. Can be made shallower than the depth of the recess 17 of the first embodiment.
【0055】このため、第2の実施例は、製造が容易で
あるとともに、凹部17におけるpウエル層3、酸化膜
13、ゲート電極6、層間絶縁膜7の段差が少なくなっ
て、加工精度が向上し、ゲート電極配線板10の寸法を
小さくすることが可能である。Therefore, the second embodiment is easy to manufacture, and the steps of the p well layer 3, the oxide film 13, the gate electrode 6, and the interlayer insulating film 7 in the recess 17 are reduced, and the processing accuracy is improved. It is possible to improve the size and reduce the size of the gate electrode wiring board 10.
【0056】次いで、図5は、本発明による圧接型高耐
圧半導体装置の第3の実施例の構成を示す断面構成図で
あって、圧接型高耐圧半導体装置として同じくIGBT
が構成されている例を示すものである。この場合も、図
5は、半導体能動領域の一部の断面を示すもので、図7
(a)に図示のC−C’線部分に相当した断面構成を示
しているものである。Next, FIG. 5 is a sectional view showing the structure of the third embodiment of the pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device according to the present invention.
It shows an example in which is configured. Also in this case, FIG. 5 shows a partial cross section of the semiconductor active region.
FIG. 7A shows a cross-sectional structure corresponding to the line CC ′ in the drawing.
【0057】図5において、図3に示された構成要素と
同じ構成要素については同じ符号を付けている。In FIG. 5, the same components as those shown in FIG. 3 are designated by the same reference numerals.
【0058】前記第2の実施例とこの第3の実施例(以
下、これを後者という)との構成の違いは、凹部17の
構成に関して、前者は、第2の実施例は、凹部17が形
成されているのに対し、第3の実施例は、かかる凹部1
7が形成されていない、即ち、pウエル層3、酸化膜1
3、ゲート電極6、層間絶縁膜7がそれぞれフラットに
構成されている点だけであって、その他に、第2の実施
例と第3の実施例との間に構成上の違いはない。なお、
図5に図示はないが、第3の実施例においても、第1の
実施例と同様に、半導体能動領域体装置の周辺にターミ
ネーション領域が形成されているものである。The difference between the structure of the second embodiment and the structure of the third embodiment (hereinafter, referred to as the latter) is that the former is the same as the second embodiment, but the second embodiment is the same as the latter. Whereas the third embodiment is formed, the concave portion 1 is formed.
7 is not formed, that is, the p-well layer 3 and the oxide film 1
3, the gate electrode 6 and the interlayer insulating film 7 are each flat, and there is no difference in structure between the second embodiment and the third embodiment. In addition,
Although not shown in FIG. 5, also in the third embodiment, as in the first embodiment, the termination region is formed around the semiconductor active area device.
【0059】この第3の実施例によるIGBTは、第2
の実施例と同様に、エミッタ電極9に補助エミッタ電極
板18が接合配置され、実質的に2層構造のエミッタ電
極が構成されている点に特徴があるもので、第2酸化膜
11の端部がエミッタ電極9上に形成されるとともに、
第2酸化膜11の端部上に肉厚の補助エミッタ電極板1
8が形成されているため、補助エミッタ電極板18をポ
スト電極で圧接した際に、この圧接によりエミッタ電極
9上の第2酸化膜11が破壊されることがない。また、
第3の実施例においても、エミッタ電極9と補助エミッ
タ電極板18とを重ね合わせた厚みに比べて、ゲート電
極配線板10の厚みが相当小さいので、2層構造のエミ
ッタ電極とゲート電極配線板10との間に段差を形成さ
せることができ、その段差の形成により、補助エミッタ
電極板18をポスト電極で圧接した際に、ゲート電極6
やゲート電極配線板10にポスト電極が当接し、エミッ
タ電極9とゲート電極6やゲート電極配線板10とが短
絡を起すこともない。さらに、第3の実施例は、凹部1
7の底面部分にゲート電極配線板10を形成する必要が
なくなるので、第2実施例に比べて製作が容易になると
いう利点がある。The IGBT according to the third embodiment has a second
Similar to the above embodiment, the auxiliary emitter electrode plate 18 is bonded to the emitter electrode 9 to form an emitter electrode having a two-layer structure, and the end of the second oxide film 11 is characterized. Part is formed on the emitter electrode 9, and
A thick auxiliary emitter electrode plate 1 is formed on the edge of the second oxide film 11.
8 is formed, the second oxide film 11 on the emitter electrode 9 is not destroyed by this pressure contact when the auxiliary emitter electrode plate 18 is pressure contacted by the post electrode. Also,
Also in the third embodiment, since the thickness of the gate electrode wiring board 10 is considerably smaller than the thickness of the emitter electrode 9 and the auxiliary emitter electrode board 18 superposed on each other, the emitter electrode and the gate electrode wiring board having the two-layer structure are formed. A step can be formed between the gate electrode 6 and the auxiliary emitter electrode plate 18 when the auxiliary emitter electrode plate 18 is pressed by the post electrode.
The post electrode does not come into contact with the gate electrode wiring board 10 and the emitter electrode 9 does not short-circuit with the gate electrode 6 or the gate electrode wiring board 10. Furthermore, in the third embodiment, the recess 1
Since it is not necessary to form the gate electrode wiring board 10 on the bottom surface portion of 7, there is an advantage that the manufacturing is easier than in the second embodiment.
【0060】なお、これまでの各実施例においては、圧
接型高耐圧半導体装置としてIGBTが構成されている
例について説明したが、本発明による圧接型高耐圧半導
体装置は、IGBTを構成する場合に限られるものでは
なく、他の装置、例えば、絶縁ゲート型サイリスタ等を
構成する場合にも同様に適用可能である。In each of the above-described embodiments, an example in which an IGBT is configured as a pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device has been described, but the pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device according to the present invention is used in the case of configuring an IGBT. The present invention is not limited to the above, and can be similarly applied to the case of forming another device such as an insulated gate thyristor.
【0061】また、図6は、本発明による圧接型高耐圧
半導体装置、例えば、IGBTを用いてインバータ装置
を構成する場合の一例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of a case where a pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device according to the present invention, for example, an IGBT is used to form an inverter device.
【0062】図6において、19は本発明によるIGB
T、20はダイオード、21、22は直流電源端子、2
3、24、25は交流出力端子である。In FIG. 6, 19 is an IGB according to the present invention.
T, 20 are diodes, 21 and 22 are DC power supply terminals, 2
3, 24 and 25 are AC output terminals.
【0063】そして、直列接続された2つのIGBT1
9の組が3組、それぞれ直流電源端子21、22間に接
続され、これらIGBT19のそれぞれにダイオード2
0が並列接続される。また、各組の2つのIGBT19
の接続部は、それぞれ交流出力端子23、24、25に
接続され、インバータ装置が構成される。Then, the two IGBTs 1 connected in series are connected.
Three sets of 9 are connected between the DC power supply terminals 21 and 22, respectively, and a diode 2 is connected to each of the IGBTs 19.
0 is connected in parallel. Also, two IGBTs 19 of each group
Are connected to the AC output terminals 23, 24, and 25, respectively, to form an inverter device.
【0064】かかる構成によるインバータ装置の動作
は、既によく知られているところであるので、その動作
説明は省略するが、IGBT20として本発明による絶
縁ゲート型の圧接型高耐圧半導体装置を用いているの
で、既知の電流駆動型の高耐圧半導体装置を用いてイン
バータ装置を構成した場合に比べ、ゲート駆動回路の構
成が簡単になり、しかも、既知のこの種のインバータ装
置に比べ、高周波スイッチング動作が可能で、かつ、大
電力容量の処理が可能なインバータ装置が得られる。Since the operation of the inverter device having such a configuration is already well known, the description of the operation will be omitted, but since the insulated gate pressure contact type high withstand voltage semiconductor device according to the present invention is used as the IGBT 20, the operation is omitted. , Compared to the case where the inverter device is configured using the known current-driven high-voltage semiconductor device, the configuration of the gate drive circuit is simpler, and higher frequency switching operation is possible compared to the known inverter device of this type. In addition, an inverter device capable of processing a large amount of power can be obtained.
【0065】[0065]
【発明の効果】以上のように、請求項1に記載の発明に
おいては、第2主電極(例えば、エミッタ電極)9の未
配置部分の半導体能動領域の表面に凹部17を形成し、
凹部17の底面部分に制御電極配線板(例えば、ゲート
電極配線板)10を配置させるとともに、凹部17の底
面部分まで制御電極(例えば、ゲート電極)6を延在配
置させ、また、第2主電極(例えば、エミッタ電極)9
の大部分を凹部17の外側に配置させるとともに、第2
主電極(例えば、エミッタ電極)9の端部を凹部17の
底面部分まで延在配置させている。そして、第2主電極
(例えば、エミッタ電極)9上に設けた第2酸化膜11
をエッチング除去する際に、第2主電極(例えば、エミ
ッタ電極)9は、凹部17の外側にある部分の第2酸化
膜11だけを除去し、凹部17の底面部分まで延在配置
されている第2酸化膜11を残存させたものである。As described above, according to the first aspect of the invention, the recess 17 is formed in the surface of the semiconductor active region where the second main electrode (for example, the emitter electrode) 9 is not arranged,
The control electrode wiring board (for example, gate electrode wiring board) 10 is arranged on the bottom surface of the recess 17, and the control electrode (for example, gate electrode) 6 is arranged to extend to the bottom surface of the recess 17, and the second main Electrode (eg, emitter electrode) 9
Is disposed outside the recess 17, and the second
The end of the main electrode (for example, the emitter electrode) 9 is arranged so as to extend to the bottom of the recess 17. Then, the second oxide film 11 provided on the second main electrode (eg, emitter electrode) 9
When etching away, the second main electrode (eg, emitter electrode) 9 is arranged so as to extend to the bottom surface of the recess 17 by removing only the second oxide film 11 on the portion outside the recess 17. The second oxide film 11 remains.
【0066】このように、請求項1に記載の発明によれ
ば、制御電極(例えば、ゲート電極)6や制御電極配線
板(例えば、ゲート電極配線板)10を外部絶縁する絶
縁層7、13がエッチング除去され、制御電極(例え
ば、ゲート電極)6や制御電極配線板(例えば、ゲート
電極配線板)10が露出することがないという効果があ
り、第2主電極(例えば、エミッタ電極)9の露出部を
ポスト電極で圧接した際に、制御電極(例えば、ゲート
電極)6や制御電極配線板(例えば、ゲート電極配線
板)10がポスト電極に触れ、第2主電極(例えば、エ
ミッタ電極)9と、制御電極(例えば、ゲート電極)6
や制御電極配線板(例えば、ゲート電極配線板10)と
が短絡を起すことがなくなるという効果もあり、その上
に、既知のこの種のものに比べて、製造工程が増大する
ことがないという効果もある。As described above, according to the first aspect of the present invention, the insulating layers 7 and 13 for externally insulating the control electrode (for example, the gate electrode) 6 and the control electrode wiring board (for example, the gate electrode wiring board) 10 are provided. Is removed by etching, so that the control electrode (for example, gate electrode) 6 and the control electrode wiring board (for example, gate electrode wiring board) 10 are not exposed, and the second main electrode (for example, emitter electrode) 9 The control electrode (eg, gate electrode) 6 and the control electrode wiring board (eg, gate electrode wiring board) 10 are in contact with the post electrode when the exposed portion of the electrode is pressed against the second electrode (eg, emitter electrode). ) 9 and control electrode (eg, gate electrode) 6
Also, there is an effect that a short circuit does not occur with the control electrode wiring board (for example, the gate electrode wiring board 10), and in addition, the number of manufacturing steps is not increased as compared with the known type. There is also an effect.
【0067】また、請求項2乃至4に記載の発明におい
ては、第2主電極(例えば、エミッタ電極)9の未配置
部分の半導体能動領域の表面部分に制御電極配線板(例
えば、ゲート電極配線板)10を配置するとともに、そ
の表面部分の下側部分まで制御電極(例えば、ゲート電
極)6を延在配置させ、また、第2主電極(例えば、エ
ミッタ電極)9の上側に第2主電極(例えば、エミッタ
電極)9や制御電極配線板(例えば、ゲート電極配線
板)10よりも肉厚の補助主電極板18を接合配置し、
補助主電極板18の外部露出面にポスト電極板に圧接さ
せたものである。According to the second to fourth aspects of the present invention, a control electrode wiring board (eg, gate electrode wiring) is formed on the surface portion of the semiconductor active region where the second main electrode (eg, emitter electrode) 9 is not arranged. The plate 10 is arranged, and the control electrode (for example, the gate electrode) 6 is arranged so as to extend to the lower side portion of the surface part thereof, and the second main electrode (for example, the emitter electrode) 9 is arranged above the second main electrode 9. An auxiliary main electrode plate 18 having a thickness larger than that of the electrode (for example, emitter electrode) 9 or the control electrode wiring board (for example, gate electrode wiring board) 10 is jointly arranged.
The external exposed surface of the auxiliary main electrode plate 18 is pressed against the post electrode plate.
【0068】このように、請求項2乃至4に記載の発明
によれば、第2主電極(例えば、エミッタ電極)9を補
助主電極板18上からポスト電極で圧接した際に、補助
主電極板18の厚みによって、制御電極(例えば、ゲー
ト電極)6や制御電極配線板(例えば、ゲート電極配線
板)10がポスト電極に触れ、第2主電極(例えば、エ
ミッタ電極)9と、制御電極(例えば、ゲート電極)6
や制御電極配線板(例えば、ゲート電極配線板)10と
が短絡を起すことがなくなるという効果があり、しか
も、ポスト電極の圧接時に、ポスト電極が制御電極配線
板(例えば、ゲート電極配線板)10の表面を覆ってい
る第2酸化膜11に接触し、第2酸化膜11を絶縁膜を
絶縁破損させることがなくなるという効果もあり、その
上に、既知のこの種のものに比べて、製造工程が増大す
ることがないという効果もある。As described above, according to the second to fourth aspects of the present invention, when the second main electrode (for example, the emitter electrode) 9 is pressed onto the auxiliary main electrode plate 18 by the post electrode, the auxiliary main electrode is pressed. Depending on the thickness of the plate 18, the control electrode (eg, gate electrode) 6 or the control electrode wiring board (eg, gate electrode wiring board) 10 touches the post electrode, and the second main electrode (eg, emitter electrode) 9 and the control electrode (Eg, gate electrode) 6
And the control electrode wiring board (for example, the gate electrode wiring board) 10 can be prevented from causing a short circuit, and the post electrode can be controlled by the control electrode wiring board (for example, the gate electrode wiring board) when the post electrodes are pressed. There is also an effect that the second oxide film 11 covering the surface of 10 is prevented from contacting the second oxide film 11 to cause insulation damage to the insulating film, and moreover, as compared with this known type, There is also an effect that the number of manufacturing processes does not increase.
【図1】本発明による圧接型高耐圧半導体装置の第1の
実施例の構成を示す断面構成図である。FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram showing a configuration of a first embodiment of a pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device according to the present invention.
【図2】図1に図示の圧接型高耐圧半導体装置(IGB
T)における凹部の周辺を製造する際の製造プロセスの
一部を示す説明図である。FIG. 2 is a pressure-contact type high breakdown voltage semiconductor device (IGB shown in FIG.
It is explanatory drawing which shows a part of manufacturing process at the time of manufacturing the periphery of the recessed part in T).
【図3】本発明による圧接型高耐圧半導体装置の第2の
実施例の構成を示す断面構成図である。FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram showing a configuration of a second embodiment of a pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device according to the present invention.
【図4】図3に図示の圧接型高耐圧半導体装置(IGB
T)における凹部の周辺を製造する際の製造プロセスの
一部を示す説明図である。4 is a pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device (IGB shown in FIG. 3).
It is explanatory drawing which shows a part of manufacturing process at the time of manufacturing the periphery of the recessed part in T).
【図5】本発明による圧接型高耐圧半導体装置の第3の
実施例の構成を示す断面構成図である。FIG. 5 is a cross-sectional configuration diagram showing the configuration of a third embodiment of the pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device according to the present invention.
【図6】本発明による圧接型高耐圧半導体装置(IGB
T)を用いてインバータ装置を構成する場合の一例を示
す回路図である。FIG. 6 is a pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device (IGB according to the present invention;
It is a circuit diagram which shows an example at the time of comprising an inverter apparatus using T).
【図7】既知の圧接型高耐圧半導体装置の構成の一例を
示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing an example of the configuration of a known pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device.
【図8】圧接型高耐圧半導体装置(IGBT)を収納し
た既知の圧接型パッケージの一例を示す断面構成図であ
る。FIG. 8 is a cross-sectional configuration diagram showing an example of a known pressure contact type package that houses a pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device (IGBT).
【図9】図7に図示のC−C’線部分における圧接型高
耐圧半導体装置(IGBT)の断面構造を示す断面図で
ある。9 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of the pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device (IGBT) taken along the line CC ′ shown in FIG. 7.
【図10】図7に図示のD−D’線部分における圧接型
高耐圧半導体装置(IGBT)の断面構造を示す断面図
である。10 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of the pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device (IGBT) taken along the line DD ′ shown in FIG. 7.
【図11】図7に図示のE−E’線部分における圧接型
高耐圧半導体装置(IGBT)の断面構造を示す断面図
である。11 is a sectional view showing a sectional structure of a pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device (IGBT) taken along a line EE ′ shown in FIG. 7.
1 nドリフト層 2 p高濃度層 3 pウエル層 4 nエミッタ層 5 ゲート酸化膜 6 ゲート電極(制御電極) 7 層間絶縁膜(酸化膜) 8 コレクタ電極(第1主電極) 9 エミッタ電極(第2主電極) 10 ゲート配線板(制御電極配線板) 11 第2酸化膜 12 ポリイミド樹脂膜 13 酸化膜 14 pガードリング領域 15 nチャネルストッパー領域 16 フィールド電極 17 凹部 18 補助エミッタ電極板(補助主電極板) 30 pチャネル層 1 n drift layer 2 p high concentration layer 3 p well layer 4 n emitter layer 5 gate oxide film 6 gate electrode (control electrode) 7 interlayer insulating film (oxide film) 8 collector electrode (first main electrode) 9 emitter electrode (first electrode) 2 main electrode) 10 gate wiring board (control electrode wiring board) 11 second oxide film 12 polyimide resin film 13 oxide film 14 p guard ring region 15 n channel stopper region 16 field electrode 17 recess 18 auxiliary emitter electrode plate (auxiliary main electrode) Plate) 30 p channel layer
Claims (4)
動領域と、この半導体能動領域の一方の表面側に設けら
れた外部露出面を有する第1主電極と、前記半導体能動
領域の他方の表面側に設けられた外部露出面を有する第
2主電極と、前記他方の表面側にそれぞれ設けられ、そ
れぞれ絶縁層により外部絶縁された制御電極及び前記制
御電極に導電接続される制御電極配線板と、前記半導体
能動領域の他方の表面側にあって、前記半導体能動領域
を囲むように配置された1本以上のガードリングとから
なり、前記第1、第2主電極の外部露出面にそれぞれポ
スト電極を圧接するとともに、前記制御電極配線板に導
電接続された制御電極パッドに端子電極板を圧接し、前
記第1、第2主電極と対応する前記ポスト電極及び前記
制御電極パッドと前記端子電極板との間で導電接続を行
う圧接型高耐圧半導体装置において、前記半導体能動領
域の他方の表面側の前記第2主電極の未配置部分に凹部
を形成し、前記制御電極及び前記制御電極配線板を前記
凹部の底面部分にそれぞれ絶縁配置し、前記第2主電極
を前記凹部外側に配置するとともに、その一部を前記凹
部の底面部分まで延在させていることを特徴とする圧接
型高耐圧半導体装置。1. A semiconductor active region having one or more pn junctions, a first main electrode having an externally exposed surface provided on one surface side of the semiconductor active region, and the other of the semiconductor active regions. A second main electrode having an externally exposed surface provided on the surface side, a control electrode provided on the other surface side and externally insulated by an insulating layer, and a control electrode wiring board conductively connected to the control electrode. And one or more guard rings arranged on the other surface side of the semiconductor active region so as to surround the semiconductor active region, respectively on the externally exposed surfaces of the first and second main electrodes. The post electrode is pressed and the terminal electrode plate is pressed to the control electrode pad conductively connected to the control electrode wiring board, and the post electrode and the control electrode pad corresponding to the first and second main electrodes are connected to the front electrode. In the pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device for conducting conductive connection with the terminal electrode plate, a concave portion is formed in an unarranged portion of the second main electrode on the other surface side of the semiconductor active region, and the control electrode and the The control electrode wiring board is disposed on the bottom surface of the recess so as to be insulated, the second main electrode is disposed outside the recess, and a part of the second main electrode is extended to the bottom surface of the recess. Pressure contact type high voltage semiconductor device.
動領域と、この半導体能動領域の一方の表面側に設けら
れた外部露出面を有する第1主電極と、前記半導体能動
領域の他方の表面側に設けられた外部露出面を有する第
2主電極と、前記他方の表面側にそれぞれ設けられ、そ
れぞれ絶縁層により外部絶縁された制御電極及び前記制
御電極に導電接続される制御電極配線板と、前記半導体
能動領域の他方の表面側にあって、前記半導体能動領域
を囲むように配置された1本以上のガードリングとから
なり、前記第1、第2主電極の外部露出面にそれぞれポ
スト電極を圧接するとともに、前記制御電極配線板に導
電接続された制御電極パッドに端子電極板を圧接し、前
記第1、第2主電極と対応する前記ポスト電極及び前記
制御電極パッドと前記端子電極板との間で導電接続を行
う圧接型高耐圧半導体装置において、前記半導体能動領
域の他方の表面側の前記第2主電極の未配置部分に前記
制御電極及び前記制御電極配線板をそれぞれ絶縁配置
し、前記第2主電極の外部露出面の上側に前記第2主電
極及び前記制御電極配線板の厚さよりも厚い補助主電極
板を接合配置し、この補助主電極板の外部露出面に前記
ポスト電極板に圧接してそれらを導電接続させることを
特徴とする圧接型高耐圧半導体装置。2. A semiconductor active region having one or more pn junctions, a first main electrode having an externally exposed surface provided on one surface side of the semiconductor active region, and the other of the semiconductor active regions. A second main electrode having an externally exposed surface provided on the surface side, a control electrode provided on the other surface side and externally insulated by an insulating layer, and a control electrode wiring board conductively connected to the control electrode. And one or more guard rings arranged on the other surface side of the semiconductor active region so as to surround the semiconductor active region, respectively on the externally exposed surfaces of the first and second main electrodes. The post electrode is pressed and the terminal electrode plate is pressed to the control electrode pad conductively connected to the control electrode wiring board, and the post electrode and the control electrode pad corresponding to the first and second main electrodes are connected to the front electrode. In a pressure contact type high withstand voltage semiconductor device for conducting conductive connection with a terminal electrode plate, the control electrode and the control electrode wiring board are provided in an unarranged portion of the second main electrode on the other surface side of the semiconductor active region. Each of them is arranged in an insulating manner, and an auxiliary main electrode plate thicker than the thickness of the second main electrode and the control electrode wiring board is jointly arranged above the externally exposed surface of the second main electrode. A pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device characterized in that the surface thereof is pressure-contacted with the post electrode plate to electrically connect them.
は、前記半導体能動領域の他方の表面側に設けられた凹
部の底面部分にそれぞれ絶縁配置されていることを特徴
とする請求項2に記載の圧接型高耐圧半導体装置。3. The control electrode and the control electrode wiring board are respectively insulated and arranged on a bottom surface portion of a recess provided on the other surface side of the semiconductor active region. Pressure contact type high voltage semiconductor device.
と前記補助主電極板との接合部分の一部にまで達する絶
縁層で外部絶縁されていることを特徴とする請求項2乃
至3のいずれかに記載の圧接型高耐圧半導体装置。4. The control electrode wiring board is externally insulated by an insulating layer that reaches a part of a joint portion between the second main electrode and the auxiliary main electrode board. 3. The pressure contact type high breakdown voltage semiconductor device according to any one of 3 above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15747194A JPH0823094A (en) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | Compression bonded high withstanding voltage semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15747194A JPH0823094A (en) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | Compression bonded high withstanding voltage semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0823094A true JPH0823094A (en) | 1996-01-23 |
Family
ID=15650407
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15747194A Pending JPH0823094A (en) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | Compression bonded high withstanding voltage semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0823094A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017034212A (en) * | 2015-08-06 | 2017-02-09 | 株式会社日立製作所 | Semiconductor device, method of manufacturing the same, and power conversion device |
-
1994
- 1994-07-08 JP JP15747194A patent/JPH0823094A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017034212A (en) * | 2015-08-06 | 2017-02-09 | 株式会社日立製作所 | Semiconductor device, method of manufacturing the same, and power conversion device |
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