半导体装置的制作方法

半导体装置
1.相关申请
2.本技术享受以日本专利申请2020－153313号(申请日：2020年9月11日)为基础申请的优先权。本技术通过参照该基础申请而包含基础申请的全部内容。
技术领域
3.本发明的实施方式涉及半导体装置。


背景技术：

4.在控制向电车等供给的电流量的功率器件中使用有igbt(insulated gate bipolar transistor：绝缘栅双极晶体管)、mosfet(metal-oxide-semiconductor-field-effect-transistor：金属氧化膜半导体场效应晶体管)、frd(fast recovery diode：高速整流元件)等高耐压性的半导体装置。对于这样的半导体装置要求高可靠性。


技术实现要素：

5.本发明的实施方式提供一种可靠性高的半导体装置。
6.在实施方式的半导体装置中，设定有单元区域以及包围所述单元区域的终端区域。所述半导体装置具备第一电极、半导体部分、终端绝缘膜、第一保护膜、第二电极、终端电极、第一绝缘膜、以及第二保护膜。所述半导体部分设于所述第一电极上。所述第一保护膜在所述终端区域中设于所述半导体部分上。所述第一保护膜设于所述终端绝缘膜上，包含硅以及氮。所述第二电极在所述单元区域中设于所述半导体部分上。所述第二电极的端部配置于所述第一保护膜上。所述终端电极在所述终端区域中设于所述第一保护膜上，并与所述半导体部分连接。所述第一绝缘膜设于所述第一保护膜上，并与所述第二电极的端部以及所述终端电极相接。所述第一绝缘膜的下部配置于所述第二电极与所述终端电极之间。所述第一绝缘膜的上部配置于所述第二电极以及所述终端电极之上。所述第一绝缘膜的内部应力比所述终端绝缘膜的内部应力低。所述第二保护膜覆盖所述第一绝缘膜的所述上部，包含硅以及氮。
7.在实施方式的半导体装置中，设定有单元区域以及包围所述单元区域的终端区域。所述半导体装置具备第一电极、半导体部分、终端绝缘膜、第一保护膜、第二电极、终端电极、第一绝缘膜、第二保护膜、以及金属膜。所述半导体部分设于所述第一电极上。所述终端绝缘膜在所述终端区域中设于所述半导体部分上。所述第一保护膜设于所述终端绝缘膜上，包含硅以及氮。所述第二电极在所述单元区域中设于所述半导体部分上。所述第二电极的端部配置于所述第一保护膜上。所述终端电极在所述终端区域中设于所述第一保护膜上，并与所述半导体部分连接。所述第一绝缘膜设于所述第一保护膜上，并与所述第二电极的端部以及所述终端电极相接。所述第一绝缘膜的下部配置于所述第二电极与所述终端电极之间。所述第一绝缘膜的上部配置于所述第二电极以及所述终端电极之上。所述第二保护膜覆盖所述第一绝缘膜的所述上部，包含硅以及氮。所述金属膜设于所述第一绝缘膜上，
并与所述第二电极连接。所述金属膜的一部分重叠于所述终端电极上并且与所述终端电极隔离。
附图说明
8.图1是表示第一实施方式的半导体装置的俯视图。
9.图2是表示图1的区域a的放大图。
10.图3是基于图2所示的b－b'线的剖面图。
11.图4是表示第二实施方式的半导体装置的放大俯视图。
12.图5是基于图4所示的c－c'线的剖面图。
13.图6是表示第三实施方式的半导体装置的放大剖面图。
具体实施方式
14.以下，参照附图对各实施方式进行说明。
15.另外，附图是模式性或概念性的，各部分的厚度与宽度的关系、部分间的大小的比例等并不限定于一定与现实相同。另外，即使在表示相同的部分情况下，也存在根据附图而彼此的尺寸、比率被不同地表示的情况。而且，在本说明书与各附图中，对与已出现的图中说明过的要素相同的要素标注相同的附图标记并适当省略详细的说明。
16.(第一实施方式)
17.图1是表示本实施方式的半导体装置的俯视图。图2是表示图1的区域a的放大图。图3是基于图2所示的b－b’线的剖面图。图1～图3省略了布线层。在图1、图2中，用单点划线表示后述的第一低应力绝缘膜51。在图2中，用细线表示后述的第二保护膜42的棱线。
18.本实施方式的半导体装置101例如用于对向铁道车辆等车辆供给的电流进行控制，施加数千v的电压。本实施方式的半导体装置101能够流过高电流，是即使在高电压下成为高温也高耐压性的电力用半导体装置，例如为二极管。
19.如图1～图3所示，在半导体装置101中设定有控制电流的单元区域ce、以及设于其周围的终端区域en1。如图1、图2所示，单元区域ce是比双点划线靠内侧的区域，终端区域en1是比双点划线靠外侧的区域。在终端区域en1中，将单元区域ce侧设为单元侧cs，将有切割线的外侧设为终端侧ts。
20.半导体装置101具有层叠结构，其形状为大致长方体形状。如图2以及图3所示，半导体装置101大致具有半导体部分10、第一电极21、第二电极22、第三电极23、终端电极28、终端绝缘膜31、第一保护膜41、第二保护膜42、以及第一低应力绝缘膜51。
21.第一电极21设于半导体装置101的底面整个区域，为大致平坦的板形状。第一电极21例如为阴极电极。
22.半导体部分10设于第一电极21上，为大致长方体形状。如图3所示，半导体部分10包括第一半导体层11、第二半导体层12、以及第三半导体层13。半导体部分10例如包含硅(si)或碳化硅(sic)。
23.第一半导体层11是第一导电型，例如为n型。第一半导体层11具有下层半导体层11a、上层半导体层11b、以及终端半导体层11c。下层半导体层11a在单元区域ce以及终端区域en1中设于第一电极21上，并与第一电极21相接。下层半导体层11a例如由n

型的半导体
构成。上层半导体层11b在单元区域ce以及终端区域en1中设于下层半导体层11a上。上层半导体层11b例如由n
－
型的半导体构成。终端半导体层11c在终端区域en1中设于上层半导体层11b上，例如由n

型的半导体构成。另外，“n
－
型”表示与“n

型”相比，载流子浓度低。终端半导体层11c形成为在俯视时为包围单元区域ce的框状。终端半导体层11c设于半导体装置101的终端侧ts，例如沿着终端侧ts而配置。
24.如图3所示，第二半导体层12在单元区域ce中设于上层半导体层11b上，终端侧ts的一部分配置于终端区域en1。第二半导体层12为第二导电型，例如为p

型。第二半导体层12例如为阳极侧半导体层，并且连接有设于上方的第二电极22。
25.第三半导体层13例如为护环(guard ring)。第三半导体层13在终端区域en1中，在上层半导体层11b上设有多个，例如设有三个。第三半导体层13为第二导电型，例如为p

型。第三半导体层13与设于上方的第三电极23连接。多个第三半导体层13为在俯视时大小不同的大致相似形状的框形状，以包围单元区域ce的方式配置为同心状。
26.终端绝缘膜31在终端区域en1中设于半导体部分10上，并与半导体部分10的上表面相接。具体而言，终端绝缘膜31覆盖半导体部分10的上表面上的与第二电极22、第三电极23、以及终端电极28相接的区域以外的区域。由此，终端绝缘膜31为几乎没有阶梯差、弯曲部的大致平坦的形状。终端绝缘膜31包含硅以及氧(o)，例如包含硅氧化物(sio)。
27.第一保护膜41设于终端绝缘膜31上，并覆盖终端绝缘膜31的上表面。由此，第一保护膜41几乎没有阶梯差、弯曲部的大致平坦的形状。第一保护膜41包含硅以及氮(n)，例如包含硅氮化物(sin)。
28.如图1～图3所示，第二电极22在单元区域ce与终端区域en1的单元侧cs设于半导体部分10上。第二电极22例如为阳极电极。第二电极22例如包含铝(al)。如图3所示，第二电极22具有主体部22a和端部22b。主体部22a在单元区域ce中设于第二半导体层12上，下表面与第二半导体层12连接。主体部22a在终端侧ts与终端绝缘膜31和第一保护膜41相接。
29.端部22b从主体部22a的上部向终端侧ts突出。端部22b在终端区域en1的单元侧cs配置于第一保护膜41上，且下表面与第一保护膜41相接。
30.如图1、图2所示，多个第三电极23为在终端区域en1中以包围单元区域ce的方式设置为同心状的多个大致框形。如图3所示，第三电极23具有主体部23a与接触部23b。主体部23a设于第一保护膜41上。主体部23a的下表面与第一保护膜41相接。接触部23b从主体部23a向下延伸，设于第三半导体层13上，并与第三半导体层13连接。接触部23b贯通终端绝缘膜31与第一保护膜41。第三电极23例如包含铝。
31.如图1、图2所示，终端电极28为在终端区域en1中包围单元区域ce的大致框形。如图3所示，终端电极28具有主体部28a和接触部28b。
32.主体部28a设于第一保护膜41上。主体部28a的下表面与第一保护膜41相接。如图3所示，主体部28a的面向终端侧ts的侧面28d与终端电极28的上表面28b所成的角度β例如优选为100度以上。接触部28b从主体部28a向下延伸，设于终端半导体层11c上，并与终端半导体层11c连接。接触部28b贯通终端绝缘膜31与第一保护膜41。终端电极28例如包含铝。
33.如图1、图2所示，第一低应力绝缘膜51设置为包围单元区域ce的大致框形。如图3所示，第一低应力绝缘膜51具有下部51a与上部51b。下部51a设于第一保护膜41上，并配置于第二电极22与终端电极28之间。具体而言，下部51a设于第二电极22、多个第三电极23、以
及终端电极28的间隙，并与第二电极22的端部22b、多个第三电极23的主体部23a、以及终端电极28的主体部28a的侧面相接。
34.上部51b设于下部51a之上，并配置于第二电极22、第三电极23、以及终端电极28之上。上部51b与第二电极22的端部22b的上表面、第三电极23的主体部23a的上表面以及终端电极28的主体部28a的单元侧cs的上表面28b相接。即，第一低应力绝缘膜51覆盖第二电极22的端部22b与终端电极28的单元侧cs的端部。
35.另外，第一低应力绝缘膜51至少与第二电极22的端部22b的侧面和终端电极28的单元侧cs的侧面相接即可。
36.上部51b具有上表面51b、以及与上表面51b相接的侧面51c、51d。上表面51b例如为平坦的面。侧面51c位于单元侧cs，侧面51d位于终端侧ts。上部51b的侧面51c与上表面51b所成的角度α1例如优选为100度以上。上部51b的侧面51d与上表面51b所成的角度α2例如优选为100度以上。
37.第一低应力绝缘膜51(第一绝缘膜)包含硅、氧、氮以及氢(h)，例如包含氮氧化硅(sion)与氢。第一低应力绝缘膜51与包含硅氮化物的第一保护膜41相比，氢多且氮少。另外，第一低应力绝缘膜51由于氧化硅与氢的结合物质(sio－h)少，因此耐压性高。另外，第一低应力绝缘膜51在高电场下的寿命比第一保护膜41以及第二保护膜42长。而且，第一低应力绝缘膜51由于破坏电场比第一保护膜41、第二保护膜42高，因此在高电场下也能够维持绝缘性。另外，第一低应力绝缘膜51例如具有10mpa以下的内部应力。第一低应力绝缘膜51的内部应力比第一保护膜41与终端绝缘膜31的内部应力低。例如，第一低应力绝缘膜51的内部应力为第一保护膜41的内部应力的四十分之一以下。如以上那样，厚的第一低应力绝缘膜51是即使在高电场下也为高耐压性且高绝缘性的绝缘膜。另一方面，第一低应力绝缘膜51与包含硅氮化物的第一保护膜41、第二保护膜42相比，离子容易侵入。
38.如图1、图2所示，第二保护膜42在终端区域en1中将单元区域ce包围成框状，单元侧cs的一部分设于单元区域ce。如图3所示，第二保护膜42设于第一低应力绝缘膜51之上。第二保护膜42覆盖第一低应力绝缘膜51的上部51b的侧面51c、51d与上表面51b。第二保护膜42具有上部42b、侧部42c、42d、以及电极接触部42e、42f。上部42b与第一低应力绝缘膜51的上部51b的上表面相接。侧部42c设于上部42b的单元侧cs，并与第一低应力绝缘膜51的侧面51c相接。侧部42d设于上部42b的终端侧ts，并与第一低应力绝缘膜51的侧面51d相接。第二保护膜42的侧部42c以及上部42b的内表面所成的角度与角度α1大致相同，第二保护膜42的侧部42d以及上部42b的内表面所成的角度与角度α2大致相同。如上所述，角度α1与角度α2例如优选为100度以上。
39.电极接触部42e设于侧部42c的单元侧cs，并设于第二电极22的端部22b上。电极接触部42e与第二电极22的端部22b的上表面相接，并与端部22b的上表面平行。电极接触部42e以及侧部42c的内表面所成的角度与角度α1大致相同。
40.电极接触部42f设于侧部42d的终端侧ts，并设于终端电极28的主体部28a上。电极接触部42f与终端电极28的上表面28b及侧面28d以及第一保护膜41相接。电极接触部42f的内表面所成的角度与角度β大致相同，例如优选为100度以上。
41.第二保护膜42包含硅以及氮。第二保护膜42与第一保护膜41一起抑制离子的侵入。第二保护膜42例如为硅氮化膜，例如优选为与第一保护膜41相同的组成。
42.如图2所示，第一低应力绝缘膜51比终端绝缘膜31、第一保护膜41、以及第二保护膜42的任一个都厚。上部51b的厚度例如优选为5μm以上。另外，第一低应力绝缘膜51的厚度优选为第一保护膜41的厚度的约40倍以下。
43.在本实施方式中，通过使第一低应力绝缘膜51的上表面51b与侧面51c所成的角度α1、以及上表面51b与侧面51d所成的角度α2为100度以上，使第二保护膜42的上部42b及侧部42c的内表面所成的角度、以及上部42b及侧部42d的内表面所成的角度也为100度以上，但并不限定于此，也可以是90度以上。
44.同样，终端电极28的侧面28d与上表面28b所成的角度β例如优选为100度以上，但并不限定于此，也可以是90度以上。
45.本实施方式的半导体装置101为二极管，但也可以是其他高耐压性的半导体装置，例如也可以是igbt、mosfet等高耐压性的半导体装置。在这样的情况下，虽然半导体装置101的单元区域ce的结构各种各样，但只要在阳极侧的电极应用第二电极22的终端侧ts的结构即可。
46.以下，对本实施方式的半导体装置101的动作进行说明。
47.本实施方式的半导体装置101配置于密封树脂内。密封树脂例如是环氧树脂等热固化性树脂或者有机硅树脂等凝胶，包含二氧化硅填料。
48.在断开状态下，例如作为阴极电极的第一电极21例如从电源装置被施加正电位。例如作为阳极电极的第二电极22例如从电源装置被施加负电位。终端电极28经由与第一电极21相接的半导体部分10而与第一电极21连接，因此成为与第一电极21大致相同的正电位。由此，终端区域en1中的半导体部分10的单元侧cs成为负电位。另外，在终端区域en1的上层半导体层11b产生的耗尽层不比终端半导体层11c更向终端侧ts延伸。
49.另一方面，若由于导通时的大电流的流入而使密封树脂成为高温，则密封树脂内所含的可动离子变得容易移动。负可动离子被吸引到成为正电位的终端半导体层11c侧，正可动离子被从终端半导体层11c侧吸引到成为负电位的终端区域en1中的半导体部分10的单元侧cs。由于第二保护膜42不使离子通过，因此抑制由可动离子的侵入引起的终端区域en1的破坏。另外，通过设置在厚的第一低应力绝缘膜51上的第二保护膜42，可动离子与终端区域en1中的半导体部分10隔开距离而隔离，有效地抑制了由可动离子引起的耐压降低。
50.另一方面，第二保护膜42的内部应力高，因此例如存在在应力容易集中的弯曲的部分产生裂纹的可能性。第二保护膜42使上部42b及侧部42c的内表面所成的角度和上部42b及侧部42d的内表面所成的角度例如为100度以上。由此，对于上部42b与侧部42c连结的角部c1、以及上部42b与侧部42d连结的角部c2抑制应力集中，并抑制裂纹的生成。
51.假设即使在角部c1、c2产生了裂纹的情况下，通过裂纹而侵入第一低应力绝缘膜51的可动离子也会在第一低应力绝缘膜51的下部51a被第一保护膜41阻碍通过。由于第一保护膜41是几乎不形成阶梯差、弯曲部的大致平坦的形状，因此与第二保护膜42相比更不易产生裂纹。因而，即使假设可动离子侵入第一低应力绝缘膜51，第一保护膜41也会抑制可动离子向终端绝缘膜31以及半导体部分10的侵入。
52.第二保护膜42与第二电极22的上表面和终端电极28的上表面28b相接。由此，可进一步抑制可动离子向第一低应力绝缘膜51的侵入。另外，第二保护膜42覆盖终端电极28的上表面28b与侧面28d，进一步抑制了可动离子的侵入。另外，使第二保护膜42的电极接触部
42f的内表面所成的角度例如为100度以上。由此，对于电极接触部42f的角部c3抑制了裂纹的产生，并进一步抑制了可动离子的侵入。另外，第二保护膜42的电极接触部42f的前端配置于比终端电极28靠终端侧ts的位置，并与第一保护膜41相接。由此，关闭了可能成为可动离子的侵入口的部位。
53.以下，对本实施方式的半导体装置101的制造方法进行说明。
54.首先，半导体部分10例如通过外延生长而形成。对半导体部分10的规定的部分分别注入杂质，在半导体部分10形成第一半导体层11、第二半导体层12、第三半导体层13。在半导体部分10形成导电性的第一电极21。
55.接下来，在半导体部分10上的终端区域en1中，形成例如作为硅氧化膜的终端绝缘膜31。终端绝缘膜31通过形成于半导体部分10的大致平坦的上表面，从而成为几乎不形成阶梯差、弯曲部的大致平坦的膜。
56.接下来，在终端绝缘膜31上形成第一保护膜41。第一保护膜41通过形成于大致平坦的终端绝缘膜31上，从而成为大致平坦的膜。第一保护膜41例如通过使用了等离子体的化学气相生长(chemical vapor deposition：cvd)而形成。第一保护膜41例如使用包含氢氧化硅(sih4、硅烷)的气体和包含氨(nh3)的气体。具体而言，等离子体cvd在载气中使用氮，在反应气体中使用硅烷以及氨。
57.接下来，形成第二电极22、第三电极23、终端电极28。例如通过蚀刻将终端绝缘膜31与第一保护膜41的规定部分去除至半导体部分10的上表面位置，形成第二电极22的主体部22a、第三电极23的接触部23b、终端电极28的接触部28b。
58.接下来，在第二电极22与终端电极28之间形成第一低应力绝缘膜51。第一低应力绝缘膜51例如通过等离子体cvd而形成。第一低应力绝缘膜51例如使用包含硅烷的气体。具体而言，等离子体cvd例如在载气中使用氮，在反应气体中使用一氧化二氮(n2о)。
59.通过等离子体cvd，在第二电极22与终端电极28之间形成第一低应力绝缘膜51。由于通过cvd法形成，因此能够在具有阶梯差的第一保护膜41至第二电极22、第三电极23、以及终端电极28之上高精度地形成第一低应力绝缘膜51。
60.接下来，对第一低应力绝缘膜51进行蚀刻，在第一低应力绝缘膜51形成上表面51b与侧面51c、51d。
61.接下来，在第一低应力绝缘膜51、第二电极22、以及终端电极28之上形成第二保护膜42。第二保护膜42例如通过等离子体cvd而形成。第二保护膜42使用与第一保护膜41相同的气体。
62.以下，对本实施方式的半导体装置101的效果进行说明。
63.根据本实施方式的半导体装置101，在半导体部分10的大致平坦的上表面形成例如作为硅氧化膜的终端绝缘膜31，在终端绝缘膜31上形成例如包含硅氮化物的第一保护膜41。由此，使第一保护膜41为阶梯差少且大致平坦的膜，并设于终端绝缘膜31上。由此，第一保护膜41可抑制裂纹的生成，并能够抑制离子向半导体部分10的侵入。
64.在第一保护膜41上，在第二电极22与终端电极28之间设有第一低应力绝缘膜51。第一低应力绝缘膜51将下部51a设于第二电极22、第三电极23、以及终端电极28之间，并将上部51b设于第二电极22、第三电极23、以及终端电极28之上。第一低应力绝缘膜51的内部应力低。由此，即使将上部51b的厚度设定为例如5μm以上并且为第一保护膜41的厚度的40
倍以下，也难以使晶片变形。由此，在终端区域en1设置厚的绝缘膜，能够提高绝缘性，抑制由可动离子引起的耐压降低，并能够提高半导体装置101的终端区域en1的可靠性。
65.如以上那样，本实施方式的半导体装置101通过使第一低应力绝缘膜51变厚来进一步提高可靠性，但使其他膜变厚不实用。例如，在使第一保护膜41变厚的情况下，包含例如硅氮化物的第一保护膜41的内部应力高，若较厚地形成，则有可能使晶片发生翘曲等变形。另外，若较厚地形成耐压性高的终端绝缘膜31，则由于终端绝缘膜31为例如硅氧化膜，因此在与相接的包含硅的半导体部分10之间产生高的应力。另外，厚的终端绝缘膜31变得难以进行基于蚀刻等的细微加工，加工性变差。
66.另外，根据本实施方式的半导体装置101，第二保护膜42覆盖第一低应力绝缘膜51的上部51b，抑制可动离子向第一低应力绝缘膜51的侵入。另外，通过设于下方的平坦的第一保护膜41、以及设于上方的第二保护膜42覆盖在单元侧cs与第二电极22相接、在终端侧ts与终端电极28相接的第一低应力绝缘膜51，能够在终端区域en1设置厚的绝缘膜而提高可靠性。
67.另外，通过使第一低应力绝缘膜51的上部51b的侧面51c与上表面51b所成的角度和侧面51d与上表面51b所成的角度为100度以上，使第二保护膜42的上部42b及侧部42c的内表面所成的角度以及上部42b及侧部42d的内表面所成的角度为100度以上。由此，能够抑制内部应力容易集中的上部42b与侧部42c的角部c1、以及上部42b与侧部42d的角部c2中的裂纹的生成，能够抑制可动离子从裂纹的侵入。
68.另外，通过使终端电极28的上表面28b与侧面28d所成的角度β为100度以上，使第二保护膜42的电极接触部42f的内表面所成的角度为100度以上。由此，抑制了裂纹向电极接触部42f的角部c3的生成。
69.另外，第二保护膜42的电极接触部42f与终端电极28的上表面28b和侧面28d相接。另外，第二保护膜42的电极接触部42f的前端在比终端电极28靠终端侧ts处与第一保护膜41相接。通过以上，能够有效地抑制被吸引的负可动离子的侵入。
70.(第二实施方式)
71.本实施方式的半导体装置102在终端区域en2中的半导体部分10不设置多个第三半导体层13而设置一个第四半导体层14，并具有金属膜61、金属部件62、以及第二低应力绝缘膜52(第二绝缘膜)。第二低应力绝缘膜52包含硅、氧、氮以及氢，例如包含氮氧化硅与氢。第二低应力绝缘膜52与包含硅氮化物的第一保护膜41或者第二保护膜42相比，氢多且氮少。
72.图4是表示本实施方式的半导体装置的放大俯视图。图5是图4所示的c－c’线的剖面图。在图4中，用细线表示第二保护膜42的棱线，用单点划线表示后述的第一低应力绝缘膜51、第二低应力绝缘膜52。在图4、图5中，省略了布线层。
73.如图5所示，半导体部分10包括第一半导体层11、第二半导体层12以及第四半导体层14。
74.第四半导体层14例如为resurf(reduced surface field，降低表面电场)。第四半导体层14在终端区域en2中设于上层半导体层11b上，并与第二半导体层12的终端侧ts相接地设置。第四半导体层14为第二导电型，例如由p
－
型的半导体构成。第四半导体层14成为与第二半导体层12大致相同的电位，例如为大致0v。第四半导体层14与第二半导体层12相同，
为将单元区域ce包围的大致框形。
75.终端绝缘膜31在半导体部分10中覆盖与第二电极22和终端电极29相接的区域以外的半导体部分10的区域。终端绝缘膜31在从终端电极29到终端侧ts与终端半导体层11c相接。
76.终端电极29的主体部29a的上表面29b与侧面29d所成的角度约90度。
77.第一低应力绝缘膜51的下部51a配置于第二电极22与终端电极29之间。第一低应力绝缘膜51的下部51a的下表面与第一保护膜41相接，侧面与第二电极22的端部22b的侧面、以及终端电极29的主体部29a的单元侧cs的侧面相接。
78.第一低应力绝缘膜51的上部51b与第二电极22的端部22b的上表面和终端电极29的主体部29a的上表面相接。另外，第一低应力绝缘膜51的相对介电常数为4.8。
79.金属膜61例如为包围单元区域ce的大致框形。金属膜61具有上部61b、侧部61c、以及电极接触部61e。上部61b与第一低应力绝缘膜51的上表面51b相接。侧部61c设于上部61b的单元侧cs，并与第一低应力绝缘膜51的侧面51c相接。电极接触部61e设于侧部61c的单元侧cs，并与第二电极22的主体部22a的上表面相接。金属膜61的上部61b以及侧部61c的内表面所成的角度和金属膜61的侧部61c以及电极接触部61e的内表面所成的角度与角度α1大致相同。金属膜61例如由包含铜(cu)的金属构成。
80.上部61b的前端部61bb与终端电极29的主体部29a重叠，并且与主体部29a隔离。在金属膜61的前端部61bb与终端电极29的主体部29a的间隙，夹设有第一低应力绝缘膜51的上部51b。由此，金属膜61的前端部61bb与终端电极29的主体部29a作为与第二电极22和第二半导体层12并联连接的电容器c而发挥功能。金属膜61的前端部61bb不从第一低应力绝缘膜51的上表面51b突出，而配置于上表面51b的面内。
81.构成电容器c的金属膜61的部分也可以不是前端部61bb而是其他部分。也可以将金属膜61进一步拉伸，通过中间部构成电容器c。
82.第二低应力绝缘膜52例如是包围单元区域ce的大致框形，设于第一低应力绝缘膜51的终端侧ts。第二低应力绝缘膜52具有下部52a与上部52b。下部52a设于第一保护膜41上，配置于终端电极29的终端侧ts，并与主体部29a的侧面相接。
83.上部52b设于终端电极29的主体部29a上。上部52b在终端电极29的上表面29b中与第一低应力绝缘膜51的上部51b隔离。上部52b具有上表面52b、与上表面52b相接的单元侧cs的侧面52c、以及终端侧ts的侧面52d。上部52b的侧面52c与上表面52b所成的角度α3例如优选为100度以上。上部52b的侧面52d与上表面52b所成的角度例如约90度。上部52b的侧面52c与终端电极29的上表面29b所成的角度与角度α3大致相同。
84.如图5所示，第二低应力绝缘膜52比终端绝缘膜31、第一保护膜41及第二保护膜42厚。上部52b的厚度例如优选为5μm以上。另外，第二低应力绝缘膜52优选为第一保护膜41的厚度的约40倍以下。
85.第二低应力绝缘膜52包含与第一低应力绝缘膜51大致相同的物质，例如由与第一低应力绝缘膜51大致相同的组成构成，并具有相同的特征。
86.第二保护膜42设置在从第一低应力绝缘膜51上到第二低应力绝缘膜52上。第二保护膜42具有设于第一低应力绝缘膜51上的上部42b及侧部42c、42d、与终端电极29相接的电极接触部42g、以及设于第二低应力绝缘膜52上的上部42hb及侧部42hc。在上部42b与侧部
42d的角部c4附近与金属膜61的上部61b的前端部61bb和第一低应力绝缘膜51的上表面51b的终端侧ts相接。
87.电极接触部42g与终端电极29的上表面29b相接。侧部42hc与第二低应力绝缘膜52的侧面52c相接。上部42hb与第二低应力绝缘膜52的上表面52b相接。侧部42d以及电极接触部42g的内表面所成的角度与角度α2大致相同。上部42hb与侧部42hc的内表面所成的角度与角度α3大致相同，优选为100度以上。侧部42hc以及电极接触部42g的内表面所成的角度与角度α3大致相同。
88.第二保护膜42的电极接触部42g的膜厚比第二保护膜42的其他部分的膜厚厚。第二保护膜42的相对介电常数为7.0。
89.金属部件62为大致长方体形状，且包含铜。金属部件62例如为包围单元区域ce的大致框形。金属部件62设于第二电极22上，并与金属膜61的电极接触部61e连接。详细地说，金属部件62在第二电极22的主体部22a的上表面设于配置有金属膜61的电极接触部61e的部分。金属部件62的上表面位于比第二保护膜42的上部42b、42hb稍微靠上的位置。
90.在第一实施方式的构成中也能够使用金属部件62。例如，在第一低应力绝缘膜51上不设置金属膜61，金属部件62也可以不与金属膜61连接。
91.以下，对本实施方式的半导体装置102的动作进行说明。
92.本实施方式的半导体装置102配置于密封树脂内，第一电极21的下表面与基板连接，金属部件62的上表面与基板连接。由此，半导体装置102从第一电极21与金属部件62散热。另外，半导体装置102在第一电极21与金属部件62之间承受来自基板的负载。
93.另外，由于半导体装置102为高速功率半导体，因此载流子储存量少。因而，例如存在如下情况：在断开开关时载流子急剧减少，在反向恢复时在阳极侧的第二电极22与第二半导体层12中进行电振荡。与此相对，电容器c吸收第二电极22与第二半导体层12的电振荡，减少对外部的影响。
94.另外，第二保护膜42的侧部42d、电极接触部42g及侧部42hc、第一低应力绝缘膜51、以及第二低应力绝缘膜52抑制来自金属膜61的前端部61bb的前端的放电。另外，与终端电极29相接的厚的电极接触部42g有效地抑制放电。
95.另外，例如作为resurf的第四半导体层14成为与第二半导体层12大致相同的电位，抑制终端区域en2中的断开时的电场的集中。
96.另外，半导体装置102与第一实施方式相同，配置于密封树脂内。密封树脂内的可动离子向第一低应力绝缘膜51与第二低应力绝缘膜52的侵入被第二保护膜42抑制。另外，可动离子通过被第二保护膜42覆盖的厚的第一低应力绝缘膜51与第二低应力绝缘膜52而与半导体部分10和终端绝缘膜31隔离。
97.由于金属膜61不使可动离子通过，因此有效地抑制可动离子的侵入。另外，由于金属膜61设于第一低应力绝缘膜51与第二保护膜42之间，因此即使假设在第二保护膜42的角部c3产生了裂纹，处于内侧的金属膜61也会抑制可动离子的侵入。
98.以下，针对本实施方式的半导体装置102的制造方法，仅对与第一实施方式的不同之处进行说明。
99.例如与第一实施方式同样地通过等离子体cvd在第二电极22、终端电极29以及第一保护膜41之上形成第一低应力绝缘膜51与第二低应力绝缘膜52。
100.例如通过溅射在第一低应力绝缘膜51上形成金属膜61。
101.例如将由包含铜的金属形成的镀层进行重叠而形成金属部件62。
102.以下，对本实施方式的半导体装置102的效果进行说明。
103.根据本实施方式的半导体装置102，在第一低应力绝缘膜51上设置金属膜61，将金属膜61的前端部61bb重叠在终端电极29的主体部29a上，并且使其隔离。另外，将金属膜61的电极接触部61e与第二电极22连接。由此，夹设有第一低应力绝缘膜51的上部51b的金属膜61的前端部61bb与终端电极29的主体部29a构成了与第二电极22和第二半导体层12并联连接的电容器c。因而，电容器c在断开开关的反向恢复时，能够吸收第二电极22与第二半导体层12中的电振荡。由此，半导体装置102能够以低成本内置具有可靠性的电容器c。
104.另外，厚的第二低应力绝缘膜52设于第一低应力绝缘膜51的终端侧，并配置于第一保护膜41上与终端电极29上。第二保护膜42遍及第一低应力绝缘膜51、终端电极29的上表面29b、以及第二低应力绝缘膜52而设置。由此，在密封树脂内的负可动离子容易聚集的终端也配置厚的绝缘膜配置，有效地抑制了耐压降低，并抑制了可动离子的侵入。
105.另外，第二保护膜42、第一低应力绝缘膜51以及第二低应力绝缘膜52抑制从从金属膜61的前端部61bb向终端电极29的放电。
106.而且，金属部件62设于第二电极22上。使大致长方体形状的金属部件62的上表面位于比第二保护膜42靠上的位置。由此，金属部件62使半导体装置102内的厚度均匀化，缓和半导体装置102内的应力的产生。另外，金属部件62、第二电极22、半导体部分10、以及第一电极21重叠的部分强度高，能够承受来自外部的负载，能够抑制由外部负载导致的半导体装置102的破坏。另外，金属部件62和第一电极21与散热用的基板连接，能够提高散热性。
107.本实施方式中的上述以外的构成、动作以及效果与第一实施方式相同。
108.(第三实施方式)
109.本实施方式的半导体装置103为igbt。半导体装置103的单元区域ce3与第一实施方式的半导体装置101的单元区域ce不同，终端区域en3与半导体装置101的终端区域en1大致相同。
110.图6是表示本实施方式的半导体装置103的放大剖面图。图6是与图3同等部位的剖面图，省略了布线层。
111.如图6所示，半导体装置103在单元区域ce3以及终端区域en3中，在第一电极21之上设有第五半导体层15，在第五半导体层15之上设有下层半导体层11a。第五半导体层15为第二导电型，例如由p型的半导体构成。
112.半导体装置103在单元区域ce3中还分别设有多个沟道层17、发射极层18a、发射极接触层18b、绝缘层32、以及栅极电极24及栅极绝缘膜24a。
113.第一电极21例如为集电极电极，例如在断开时与电源装置的正极侧连接。栅极电极24为了进行电流控制而被施加规定的电压。第二电极22e例如为发射极电极。第二电极22e例如在断开时与电源装置的负极侧连接。第二电极22e具有设于半导体部分10之上的主体部22ea、以及位于主体部22ea的终端侧ts的端部22eb。主体部22ea在下表面具有向下方延伸的接触部22ea1。接触部22ec与发射极接触层18b相接。端部22eb在终端区域en3的单元侧cs设于第一保护膜41上。在端部22eb之上设有第一低应力绝缘膜51与第二保护膜42。在主体部22ea之上设有第二保护膜42。
114.如图6所示，发射极接触层18b与栅极电极24沿着朝向终端侧ts的排列方向d1而交替地排列，并沿着与排列方向d1正交的延伸设置方向d2分别延伸。
115.沟道层17例如由p型的半导体构成，发射极层18a例如由n型的半导体构成。发射极接触层18b例如由p

的半导体构成，在层叠的沟道层17与发射极层18a中以向下方延伸的方式设置。栅极电极24的上表面以外被栅极绝缘膜24a覆盖。在终端侧ts排列的栅极电极24隔着栅极绝缘膜24a而与第二半导体层12e对置。其他栅极电极24隔着栅极绝缘膜24a而与层叠的上层半导体层11b、沟道层17、以及发射极层18a对置。绝缘层32设于第二电极22e与栅极电极24之间。
116.根据本实施方式的半导体装置103，即使半导体装置103例如为igbt，通过将第二电极22e的主体部22ea设于半导体部分10上，将第二电极22e的端部22eb设于终端区域en3的第一保护膜41上，也能够采用与第一实施方式的半导体装置101以及第二实施方式的半导体装置102相同的终端结构，能够提高半导体装置103的可靠性。
117.本实施方式中的上述以外的构成、动作以及效果与第一实施方式相同。
118.根据本发明的实施方式，能够提供可靠性高的半导体装置。
119.以上，参照具体例对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明的实施方式并不限定于这些具体例。例如，关于半导体装置所含的单元区域或终端区域的具体构成、构成半导体部分的半导体层、电极的具体的形状或材质等，只要本领域技术人员能够通过从公知的范围进行适当选择而同样地实施本发明并能够获得相同的效果，就包含在本发明的范围内。在技术上可能的范围内组合各具体例中的任意两个以上的要素，只要包含本发明的主旨就也包含在本发明的范围内。
120.对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提出的，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨范围内，能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围或主旨内，并且包含在权利要求书所记载的发明及其等效的范围内。
121.本发明包含以下的方式。
122.(附记1)
123.一种半导体装置，设定有单元区域以及包围所述单元区域的终端区域，其中，该半导体装置具备：
124.第一电极；
125.半导体部分，设于所述第一电极上；
126.终端绝缘膜，在所述终端区域中设于所述半导体部分上；
127.第一保护膜，设于所述终端绝缘膜上，包含硅以及氮；
128.第二电极，在所述单元区域中设于所述半导体部分上，所述第二电极的端部配置于所述第一保护膜上；
129.终端电极，在所述终端区域中设于所述第一保护膜上，并与所述半导体部分连接；
130.第一低应力绝缘膜，设于所述第一保护膜上，并与所述第二电极的端部以及所述终端电极相接，所述第一低应力绝缘膜的下部配置于所述第二电极与所述终端电极之间，所述第一低应力绝缘膜的上部配置于所述第二电极以及所述终端电极之上，所述第一低应力绝缘膜包含氢，内部应力比所述终端绝缘膜的内部应力低；以及
131.第二保护膜，覆盖所述第一低应力绝缘膜的所述上部，包含硅以及氮。
132.(附记2)
133.如附记1所述的半导体装置，
134.所述第一低应力绝缘膜还包含硅、氧以及氮及氢。
135.(附记3)
136.如附记1或2所述的半导体装置，
137.所述第二保护膜与所述终端电极相接。
138.(附记4)
139.如附记1～3中任一项所述的半导体装置，
140.所述第二保护膜在比所述终端电极靠终端侧处与所述第一保护膜相接。
141.(附记5)
142.如附记4所述的半导体装置，
143.所述终端电极的上表面与终端侧的侧面所成的角度为100度以上。
144.(附记6)
145.如附记1～5中任一项所述的半导体装置，
146.所述第一低应力绝缘膜的所述上部的侧面与上表面所成的角度为100度以上。
147.(附记7)
148.如附记1～6中任一项所述的半导体装置，
149.所述第二保护膜与所述第二电极相接。
150.(附记8)
151.如附记1～7中任一项所述的半导体装置，
152.所述半导体装置还具备金属膜，所述金属膜设于所述第一低应力绝缘膜上，并与所述第二电极连接，所述金属膜的一部分重叠于所述终端电极上并且与所述终端电极隔离，
153.所述半导体部分具有：
154.第一导电型的第一半导体层，与所述第一电极以及所述终端电极连接；以及
155.第二导电型的第二半导体层，在所述单元区域中设于所述第一半导体层上，并与所述第二电极连接。
156.(附记9)
157.如附记8所述的半导体装置，
158.所述半导体装置还具备第二低应力绝缘膜，所述第二低应力绝缘膜设于所述第一低应力绝缘膜的终端侧，所述第二低应力绝缘膜的下部配置于所述第一保护膜上，所述第二低应力绝缘膜的上部配置于所述终端电极上，所述第二低应力绝缘膜包含氢，
159.所述第二保护膜也设于所述第二低应力绝缘膜的所述上部上。
160.(附记10)
161.如附记9所述的半导体装置，
162.所述第二低应力绝缘膜的所述上部的上表面与所述单元区域侧的侧面所成的角度为100度以上，
163.所述第二保护膜也设于所述第二低应力绝缘膜的所述上表面上以及所述侧面上。
164.(附记11)
165.如附记1～10中任一项所述的半导体装置，
166.所述半导体装置还具备金属部件，所述金属部件设于所述第二电极之上，
167.所述金属部件的上表面位于比所述第二保护膜靠上的位置。
168.(附记12)
169.如附记1～11中任一项所述的半导体装置，
170.所述第一低应力绝缘膜的内部应力为所述第一保护膜的内部应力的四十分之一以下。
171.(附记13)
172.如附记1～12中任一项所述的半导体装置，
173.所述第一低应力绝缘膜的所述上部的厚度为5μm以上并且为所述第一保护膜的厚度的40倍以下。
174.(附记14)
175.如附记1～13中任一项所述的半导体装置，
176.所述终端绝缘膜包含硅以及氧。
177.(附记15)
178.一种半导体装置，设定有单元区域以及包围所述单元区域的终端区域，其中，该半导体装置具备：
179.第一电极；
180.半导体部分，设于所述第一电极上；
181.终端绝缘膜，在所述终端区域中设于所述半导体部分上；
182.第一保护膜，设于所述终端绝缘膜上，包含硅以及氮；
183.第二电极，在所述单元区域中设于所述半导体部分上，且所述第二电极的端部配置于所述第一保护膜上；
184.终端电极，在所述终端区域中设于所述第一保护膜上，并与所述半导体部分连接；
185.第一低应力绝缘膜，设于所述第一保护膜上，并与所述第二电极的端部以及所述终端电极相接，所述第一低应力绝缘膜的下部配置于所述第二电极与所述终端电极之间，所述第一低应力绝缘膜的上部配置于比所述第二电极以及所述终端电极靠上方的位置；
186.第二保护膜，覆盖所述第一低应力绝缘膜的所述上部，包含硅以及氮；以及
187.金属膜，设于所述第一低应力绝缘膜上，并与所述第二电极连接，所述金属膜的一部分与所述终端电极重叠并且与所述终端电极隔离。