[發明專利]半導體裝置及其制造方法

無效

• 申請號: 201310385095.9
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN103681495A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 長澤薰
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01L21/822
• 分類號: H01L21/822;H01L27/04
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;李靜

技術領域

本發明涉及一種半導體裝置及其制造方法。

背景技術

在半導體裝置中，為了保護半導體元件，在半導體襯底上經由絕緣膜形成鈍化膜（例如氮化硅膜）。在鈍化膜上方形成有機涂布膜，并且用樹脂等進行封裝。例如，有機涂布膜是作為一種鈍化膜的聚酰亞胺膜。當加熱和焊接半導體裝置時，在焊接時通過加熱使半導體裝置中吸收的水分迅速汽化。由于由汽化的水分的蒸汽壓力而產生的應力而在有機涂布膜和樹脂之間的界面上發生脫落。結果，在樹脂中可能產生裂縫。該裂縫使半導體裝置的可靠性降低。于是，公開號為7-278301（JP-7-278301A）的日本專利申請公開了在焊接時防止聚酰亞胺和樹脂之間的界面上的脫落以及防止在樹脂中產生裂縫的技術。

在公開號為7-278301（JP-7-278301A）的日本專利申請中，在形成聚酰亞胺膜時產生對樹脂層具有高附著性的聚酰胺。于是，提高了包含聚酰胺的有機涂布膜（以下也稱為聚酰胺膜）和樹脂層之間的附著性。結果，能夠抑制在樹脂層中產生裂縫。然而，聚酰胺具有比聚酰亞胺更大的線性膨脹系數。近年來，半導體裝置所要求的可操作溫度范圍一直在變寬。因此，在形成有聚酰胺膜的半導體裝置中，由聚酰胺膜和半導體襯底之間的線性膨脹系數的差導致的熱應力也趨于變大。在半導體裝置工作的溫度范圍變寬的情況下，較大的熱應力也施加到位于聚酰胺膜和半導體襯底之間的鈍化膜上。結果，在鈍化膜中可能產生裂縫。尤其是，在形成于半導體襯底上的絕緣膜的表面上的鈍化膜中容易產生斷裂。這是因為半導體襯底和絕緣膜的線性膨脹系數小于形成在絕緣膜的表面上的鈍化膜的線性膨脹系數，并且大的熱應力施加到鈍化膜上。如至此所描述的，在公開號為7-278301（JP-7-278301A）的日本專利申請的技術中，由于由外部溫度改變導致的熱應力而可能在鈍化膜中產生裂縫。

發明內容

本發明提供限制由于有機涂布膜（例如含有聚酰胺的膜）的熱應力而在鈍化膜中產生的斷裂的技術。

根據本發明的第一方案的一種半導體裝置包括：半導體襯底；絕緣膜，其布置在所述半導體襯底的上方；第一鈍化膜，其布置在所述絕緣膜的上方；第二鈍化膜，其布置在所述第一鈍化膜的上方；應力緩和層，其布置在所述第二鈍化膜的上方；有機涂布膜，其布置在所述應力緩和層的上方；以及樹脂層，其布置在所述有機涂布膜的上方。在此半導體裝置中，所述應力緩和層的楊氏模量小于所述有機涂布膜的楊氏模量，并且小于所述第二鈍化膜的楊氏模量。

在本發明的上述方案中，應力緩和層布置在第二鈍化膜和有機涂布膜之間。半導體裝置被構造為應力緩和層的楊氏模量小于布置在應力緩和層上方的有機涂布膜的楊氏模量，并且小于布置在應力緩和層下方的第二鈍化膜的楊氏模量。于是，即使在由于外部溫度的改變而使有機涂布膜較大地移位時，布置在有機涂布膜下方的應力緩和層也較大地變形，由此能夠減少施加到第二鈍化膜上的熱應力。于是，也減少施加到布置在第二鈍化膜的下方和絕緣膜的上方的第一鈍化膜上的熱應力。結果，能夠限制在第一鈍化膜中產生裂縫。

在本發明的上述方案中，所述有機涂布膜和所述樹脂層之間的附著性可以大于所述第二鈍化膜與所述樹脂層之間的附著性。于是，即使在半導體裝置的內部產生各種應力，也能夠防止樹脂層從接觸面上脫落。

在本發明的上述方案中，所述第一鈍化膜可以為半導體。于是，能夠限制在活動離子進入第一鈍化膜的上層時經由第一鈍化膜通過電荷流動而在半導體襯底的表面上產生的感應電荷。

在本發明的上述方案中，所述第一鈍化膜可以形成在周邊耐壓區域中。于是，能夠適當地限制活動離子進入半導體襯底的附近（尤其是具有降低表面電場（resurf）結構的區域）。

在本發明的上述方案中，所述有機涂布膜可以包含聚酰胺。于是，能夠限制樹脂層從有機涂布膜上脫落。另外，因外部溫度的改變而導致由包含聚酰胺的膜施加到應力緩和層上的熱應力被應力緩和層適當地吸收。于是，能夠限制在第一鈍化膜中產生裂縫。

在本發明的上述方案中，所述第二鈍化膜可以包含聚酰亞胺。于是，能夠適當地限制在第一鈍化膜中產生裂縫。

在本發明的上述方案中，進一步，一金屬層可以布置在所述絕緣膜的上面。此外，所述第一鈍化膜可以布置為從所述絕緣膜布置到所述金屬層，并且所述第一鈍化膜可以與所述絕緣膜的表面和所述金屬層的表面接觸。從上方看時，所述半導體襯底可以形成為矩形。所述第一鈍化膜可以由氮化物膜形成。所述第二鈍化膜可以由聚酰亞胺形成。所述有機涂布層可以由聚酰胺形成。可以成立關系式：