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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-05-22
(45)【発行日】2025-05-30
(54)【発明の名称】半導体装置および半導体装置の製造方法
(51)【国際特許分類】
H10D 62/10 20250101AFI20250523BHJP
H10D 8/50 20250101ALI20250523BHJP
H10D 30/01 20250101ALI20250523BHJP
H10D 30/66 20250101ALI20250523BHJP
【ＦＩ】
H10D62/10 101M
H10D8/50 D
H10D30/01 301G
H10D30/01 301J
H10D30/66 101F
H10D30/66 103A
H10D30/66 103Z
H10D62/10 101G
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2022084896
(22)【出願日】2022-05-25
(65)【公開番号】P2023172987
(43)【公開日】2023-12-07
【審査請求日】2024-05-29
(73)【特許権者】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088672
【弁理士】
【氏名又は名称】吉竹 英俊
(74)【代理人】
【識別番号】100088845
【弁理士】
【氏名又は名称】有田 貴弘
(72)【発明者】
【氏名】椿谷 貴史
(72)【発明者】
【氏名】田所 千広
【審査官】岩本 勉
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－１０２５５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１５／０６０４４１（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ１０Ｄ ６２／１０
Ｈ１０Ｄ ８／５０
Ｈ１０Ｄ ３０／６６
Ｈ１０Ｄ ３０／０１
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１主面と前記第１主面とは反対側の面である第２主面とを有し、電流が流れる有効領域と前記有効領域の外周側を囲むように形成された終端領域が規定された半導体基板と、前記終端領域の前記第１主面に接して前記第１主面を覆うように設けられた酸化膜と、
絶縁性材料を含み、前記酸化膜の周縁部を除く部分を覆うように設けられた表面保護膜と、
前記表面保護膜に覆われた前記酸化膜の部分において、下方に凹む凹部または上方に突出する凸部の少なくとも一方と、を備え、
前記凹部の幅は上方に向かって小さくなる部分を有し、
前記凸部の幅は上方に向かって大きくなる部分を有する、半導体装置。
【請求項2】
前記凹部は、前記半導体基板の前記第１主面に設けられた内部空間が台形の断面形状を有する第１の凹部と、前記第１の凹部の表面に設けられかつ前記酸化膜からなる内部空間が台形の断面形状を有する第２の凹部により構成された、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項3】
前記凹部は、前記半導体基板の前記第１主面に設けられた内部空間が矩形の断面形状を有する第１の凹部と、前記第１の凹部の表面に設けられかつ前記酸化膜からなる内部空間が矩形の断面形状を有する第２の凹部と、前記第２の凹部の表面に設けられかつ第１の密着膜からなる内部空間が台形の断面形状を有する第３の凹部により構成された、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項4】
前記第１の密着膜は堆積酸化膜を含む、請求項３に記載の半導体装置。
【請求項5】
前記凸部は、前記酸化膜と前記表面保護膜との間に設けられ、第２の密着膜からなる、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項6】
前記第２の密着膜は堆積酸化膜またはポリシリコン膜を含む、請求項５に記載の半導体装置。
【請求項7】
前記凹部は、前記表面保護膜の上面視輪郭に対して平行に延伸する溝であり、前記凸部は、前記表面保護膜の前記上面視輪郭に対して平行に延伸する畝である、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項8】
前記凹部および前記凸部は上面視にて碁盤目状に形成されている、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項9】
前記表面保護膜はポリイミドを含む、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項10】
前記半導体基板は、炭化珪素、窒化ガリウム、またはダイヤモンドを含むワイドバンドギャップ半導体で構成された、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項11】
請求項１に記載の半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、前記凹部は、第１の凹部と第２の凹部により構成され、
前記半導体装置の製造方法は、
（ａ）前記半導体基板の前記第１主面に設けられた内部空間が台形の断面形状を有する前記第１の凹部を形成する工程と、
（ｂ）前記第１の凹部の表面に設けられかつ前記酸化膜からなる内部空間が台形の断面形状を有する前記第２の凹部を形成する工程と、
を備えた、半導体装置の製造方法。
【請求項12】
請求項１に記載の半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、前記凹部は、第１の凹部と第２の凹部と第３の凹部により構成され、
前記半導体装置の製造方法は、
（ｃ）前記半導体基板の前記第１主面に設けられた内部空間が矩形の断面形状を有する前記第１の凹部を形成する工程と、
（ｄ）前記第１の凹部の表面に設けられかつ前記酸化膜からなる内部空間が矩形の断面形状を有する前記第２の凹部を形成する工程と、
（ｅ）前記第２の凹部の表面に設けられかつ第１の密着膜からなる内部空間が台形の断面形状を有する前記第３の凹部を形成する工程と、
を備えた、半導体装置の製造方法。
【請求項13】
請求項５に記載の半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、（ｆ）前記半導体基板の前記第１主面側に前記第２の密着膜の１次パターンを形成する工程と、
（ｇ）前記１次パターン上に前記第２の密着膜の２次パターンを形成することで、前記半導体基板の前記第１主面側に前記凸部を形成する工程と、
を備えた、半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、半導体装置および半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
半導体装置において、半導体基板の上面に酸化膜が設けられ、その上にポリイミドが設けられている。しかし、酸化膜とポリイミドの密着性が弱いため、高湿下に晒され続けた場合、時間経過と共に終端領域のポリイミドと酸化膜の界面から水分が進展する。このため、最外周のガードリングとチャネルストッパとの間で電界集中が起こるという問題があった。
【0003】
これに対し、終端領域における半導体基板の上面に溝を設けることで終端領域を長くすることなく、耐湿性を向上させることができる半導体装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】国際公開第２０２０／１０５０９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、終端領域に設けられた溝は長方形状であるため、上下方向の剥がれに関しては密着性が弱く、パワーサイクルのようにチップに熱応力がかかる場合、上下方向に剥がれが発生するという問題があった。
【0006】
そこで、本開示は、半導体装置において、耐湿性を向上させつつパワーサイクル耐量を向上させることが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示に係る半導体装置は、第１主面と前記第１主面とは反対側の面である第２主面とを有し、電流が流れる有効領域と前記有効領域の外周側を囲むように形成された終端領域が規定された半導体基板と、前記終端領域の前記第１主面に接して前記第１主面を覆うように設けられた酸化膜と、絶縁性材料を含み、前記酸化膜の周縁部を除く部分を覆うように設けられた表面保護膜と、前記表面保護膜に覆われた前記酸化膜の部分において、下方に凹む凹部または上方に突出する凸部の少なくとも一方とを備え、前記凹部の幅は上方に向かって小さくなる部分を有し、前記凸部の幅は上方に向かって大きくなる部分を有するものである。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、表面保護膜と半導体基板の密着性が向上し、かつ、表面保護膜の外周端から内周側にある例えばガードリングまでの沿面距離が長くなるため、半導体装置の耐湿性が向上する。さらに、凹部または凸部により生じるアンカー効果によって、半導体装置における上下方向の密着性が改善されるため、半導体装置のパワーサイクル耐量が向上する。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
【0011】
【0012】
図１に示すように、半導体基板１の中央部には電流が流れる有効領域２が規定されている。有効領域２には、図示しないトランジスタまたはダイオードが設けられている。半導体基板１は、第１主面としての上面と、第１主面とは反対側の面である第２主面としての下面とを有している。半導体基板１の上面には、有効領域２の周りを囲むように複数（例えば３つ）のガードリング３が設けられている。
【0013】
図２に示すように、半導体基板１の上面には酸化膜４が設けられている。具体的には、酸化膜４は、終端領域７における半導体基板１の上面に接してその上面を覆うように設けられている。半導体基板１はシリコン基板であり、酸化膜４はシリコン酸化膜である。複数のガードリング３は、酸化膜４の上面の一部に選択的に設けられている。絶縁保護膜５は、ガードリング３を覆うように酸化膜４の上面の一部に選択的に設けられている。
【0014】
ウエハ状態の半導体基板１がダイシングされてチップ状に加工され、ダイシングされた部分が半導体基板１の外周端、すなわち、チップの終端となっている。有機絶縁膜６は、絶縁保護膜５を覆うように酸化膜４の上面の一部に選択的に設けられている。具体的には、有機絶縁膜６は、絶縁性材料を含み、酸化膜４の周縁部を除く部分を覆うように設けられている。有機絶縁膜６は例えばポリイミドである。最外周のガードリング３と半導体基板１の外周端との間の終端領域７において、有機絶縁膜６が酸化膜４に直接接している。有機絶縁膜６は半導体基板１の周縁部までは設けられていない。
【0015】
本実施の形態では、終端領域７における半導体基板１の上面には、少なくとも１つの溝８が設けられている。本実施の形態では、溝８が複数設けられている場合について説明する。溝８には有機絶縁膜６が埋め込まれており、溝８の幅は上方に向かって小さくなる部分を有している。溝８の幅とは、図２における横方向の幅である。溝８は、半導体基板１の上面に設けられた内部空間が台形の断面形状を有する第１の凹部１ａと、第１の凹部１ａの表面に設けられかつ酸化膜４からなる内部空間が台形の断面形状を有する第２の凹部４ａとで構成されている。
【0016】
【0017】
図３に示すように、複数の溝８は、有機絶縁膜６の上面視輪郭の全周に対して平行に延伸している。すなわち、複数の溝８は、上面視にてチップの終端と平行となるように設けられており、ストライプ状に形成されている。
【0018】
または、図４に示すように、複数の溝８は、有機絶縁膜６の全周に渡って上面視にてストライプ状ではなく碁盤目状に形成されていてもよい。
【0019】
＜溝の形成方法＞
次に、溝８の形成方法について説明する。まず、半導体基板１の上面上に酸化膜４を形成する。次に、酸化膜４の上面からトレンチエッチングすることで、第１の凹部１ａを形成する。エッチング条件を調整することで、幅が上方に向かって小さくなる部分を有する第１の凹部１ａが形成される。または、トレンチエッチングに代えて、ドリフト層に対する窒素のドーピング量を調整することで、幅が上方に向かって小さくなる部分を有する第１の凹部１ａを形成することも可能である。
次に、溝８の形成方法について説明する。まず、半導体基板１の上面上に酸化膜４を形成する。次に、酸化膜４の上面からトレンチエッチングすることで、第１の凹部１ａを形成する。エッチング条件を調整することで、幅が上方に向かって小さくなる部分を有する第１の凹部１ａが形成される。または、トレンチエッチングに代えて、ドリフト層に対する窒素のドーピング量を調整することで、幅が上方に向かって小さくなる部分を有する第１の凹部１ａを形成することも可能である。
【0020】
次に、熱酸化を利用して第１の凹部１ａの表面に酸化膜４を形成することで、第２の凹部４ａを形成する。第２の凹部４ａは、第１の凹部１ａの形状に合わせて形成されるため、第２の凹部４ａの幅についても上方に向かって小さくなる部分を有している。
【0021】
＜効果＞
以上のように、実施の形態１に係る半導体装置は、上面と上面とは反対側の面である下面とを有し、電流が流れる有効領域２と有効領域２の外周側を囲むように形成された終端領域７が規定された半導体基板１と、終端領域７の上面に接して上面を覆うように設けられた酸化膜４と、絶縁性材料を含み、酸化膜４の周縁部を除く部分を覆うように設けられた有機絶縁膜６と、有機絶縁膜６に覆われた酸化膜４の部分において、下方に凹む凹部としての溝８とを備え、溝８の幅は上方に向かって小さくなる部分を有している。また、有機絶縁膜６はポリイミドを含んでいる。
以上のように、実施の形態１に係る半導体装置は、上面と上面とは反対側の面である下面とを有し、電流が流れる有効領域２と有効領域２の外周側を囲むように形成された終端領域７が規定された半導体基板１と、終端領域７の上面に接して上面を覆うように設けられた酸化膜４と、絶縁性材料を含み、酸化膜４の周縁部を除く部分を覆うように設けられた有機絶縁膜６と、有機絶縁膜６に覆われた酸化膜４の部分において、下方に凹む凹部としての溝８とを備え、溝８の幅は上方に向かって小さくなる部分を有している。また、有機絶縁膜６はポリイミドを含んでいる。
【0022】
水分は有機絶縁膜６の外周端から浸入し溝８に沿って進展するため、水分が最外周のガードリング３に達するまでの沿面距離が長くなる。また、溝８は有機絶縁膜６で埋め込まれており、有機絶縁膜６と酸化膜４の密着性が向上することで、有機絶縁膜６と半導体基板１の密着性が向上する。有機絶縁膜６の外周端からの水分の進展を抑制することができるため、半導体装置の耐湿性が向上する。
【0023】
さらに、溝８の幅は上方に向かって小さくなる部分を有しているため、溝８により生じるアンカー効果によって、半導体装置における上下方向の密着性が改善されるため、半導体装置のパワーサイクル耐量が向上する。
【0024】
また、終端領域７を短くすることができるため、チップサイズが小さくなり、半導体装置の製造コストを低減することができる。
【0025】
また、溝８は、半導体基板１の上面に設けられた内部空間が台形の断面形状を有する第１の凹部１ａと、第１の凹部１ａの表面に設けられかつ酸化膜４からなる内部空間が台形の断面形状を有する第２の凹部４ａにより構成されている。また、実施の形態１に係る半導体装置の製造方法では、溝８は、第１の凹部１ａと第２の凹部４ａにより構成され、半導体装置の製造方法は、半導体基板１の上面に設けられた内部空間が台形の断面形状を有する第１の凹部１ａを形成する工程（ａ）と、第１の凹部１ａの表面に設けられかつ酸化膜４からなる内部空間が台形の断面形状を有する第２の凹部４ａを形成する工程（ｂ）とを備えている。
【0026】
したがって、既存の工程であるトレンチエッチング工程において、第１の凹部１ａを形成することができるため、既存の工程に、第１の凹部１ａの表面に第２の凹部４ａを形成する工程（ｂ）を追加するだけで溝８を形成することが可能となる。これにより、半導体装置における耐湿性およびパワーサイクル耐量の向上を容易に実現できる。
【0027】
また、凹部は、有機絶縁膜６の上面視輪郭に対して平行に延伸する溝８である。したがって、有機絶縁膜６の外周端から浸入した水分は半導体基板１の中央に向かって進展するため、水分の進展方向に対して直交する方向、すなわち、有機絶縁膜６の上面視輪郭に対して平行方向に延伸する溝８を設けることで、有機絶縁膜６の外周端から有効領域２までの沿面距離を長くすることができる。
【0028】
また、溝８は上面視にて碁盤目状に形成されているため、終端領域７における有機絶縁膜６と半導体基板１との密着面積が増加することから、有機絶縁膜６と半導体基板１との密着性がさらに向上する。
【0029】
＜実施の形態２＞
次に、実施の形態２に係る半導体装置について説明する。図５は、実施の形態２の図２相当図である。なお、実施の形態２において、実施の形態１で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
次に、実施の形態２に係る半導体装置について説明する。図５は、実施の形態２の図２相当図である。なお、実施の形態２において、実施の形態１で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
【0030】
＜半導体装置の構成＞
図５に示すように、実施の形態２では、溝８の内部および溝８の周辺にある酸化膜４は、第１の密着膜としての密着膜９により覆われている。密着膜９は堆積酸化膜である。溝８は、第１の凹部１ａと、第２の凹部４ａと、第３の凹部９ａとで構成されている。第１の凹部１ａは、半導体基板１の上面に設けられ、内部空間が矩形の断面形状を有している。第２の凹部４ａは、第１の凹部１ａの表面に設けられかつ酸化膜４からなる内部空間が矩形の断面形状を有している。第３の凹部９ａは、第２の凹部４ａの表面に設けられかつ密着膜９からなる内部空間が台形の断面形状を有している。具体的には、第３の凹部９ａの幅は上方に向かって小さくなる部分を有している。第３の凹部９ａの幅とは、図５における横方向の幅である。
図５に示すように、実施の形態２では、溝８の内部および溝８の周辺にある酸化膜４は、第１の密着膜としての密着膜９により覆われている。密着膜９は堆積酸化膜である。溝８は、第１の凹部１ａと、第２の凹部４ａと、第３の凹部９ａとで構成されている。第１の凹部１ａは、半導体基板１の上面に設けられ、内部空間が矩形の断面形状を有している。第２の凹部４ａは、第１の凹部１ａの表面に設けられかつ酸化膜４からなる内部空間が矩形の断面形状を有している。第３の凹部９ａは、第２の凹部４ａの表面に設けられかつ密着膜９からなる内部空間が台形の断面形状を有している。具体的には、第３の凹部９ａの幅は上方に向かって小さくなる部分を有している。第３の凹部９ａの幅とは、図５における横方向の幅である。
【0031】
＜溝の形成方法＞
次に、溝８の形成方法について説明する。まず、半導体基板１の上面上に酸化膜４を形成する。次に、酸化膜４の上面からトレンチエッチングすることで、内部空間が矩形の断面形状を有する第１の凹部１ａを形成する。または、トレンチエッチングに代えて、ドリフト層に対する窒素のドーピング量を調整することで、第１の凹部１ａを形成することも可能である。
次に、溝８の形成方法について説明する。まず、半導体基板１の上面上に酸化膜４を形成する。次に、酸化膜４の上面からトレンチエッチングすることで、内部空間が矩形の断面形状を有する第１の凹部１ａを形成する。または、トレンチエッチングに代えて、ドリフト層に対する窒素のドーピング量を調整することで、第１の凹部１ａを形成することも可能である。
【0032】
次に、熱酸化を利用して第１の凹部１ａの表面に酸化膜４を形成することで、内部空間が矩形の断面形状を有する第２の凹部４ａを形成する。次に、ＣＶＤ法により酸化膜４の表面に堆積酸化膜を堆積されて密着膜９を形成することで、第２の凹部４ａの表面に内部空間が台形の断面形状を有する第３の凹部９ａを形成する。
【0033】
＜効果＞
以上のように、実施の形態２に係る半導体装置では、実施の形態１の場合と同様に、溝８の幅は上方に向かって小さくなる部分を有しているため、耐湿性を向上させつつパワーサイクル耐量を向上させることができる。
以上のように、実施の形態２に係る半導体装置では、実施の形態１の場合と同様に、溝８の幅は上方に向かって小さくなる部分を有しているため、耐湿性を向上させつつパワーサイクル耐量を向上させることができる。
【0034】
また、溝８は、半導体基板１の上面に設けられた内部空間が矩形の断面形状を有する第１の凹部１ａと、第１の凹部１ａの表面に設けられかつ酸化膜４からなる内部空間が矩形の断面形状を有する第２の凹部４ａと、第２の凹部４ａの表面に設けられかつ密着膜９からなる内部空間が台形の断面形状を有する第３の凹部９ａにより構成されている。密着膜９は堆積酸化膜を含んでいる。また、実施の形態２に係る半導体装置の製造方法では、溝８は、第１の凹部１ａと第２の凹部４ａと第３の凹部９ａにより構成され、半導体装置の製造方法は、半導体基板１の上面に設けられた内部空間が矩形の断面形状を有する第１の凹部１ａを形成する工程（ｃ）と、第１の凹部１ａの表面に設けられかつ酸化膜４からなる内部空間が矩形の断面形状を有する第２の凹部４ａを形成する工程（ｄ）と、第２の凹部４ａの表面に設けられかつ密着膜９からなる内部空間が台形の断面形状を有する第３の凹部９ａを形成する工程（ｅ）とを備えている。
【0035】
堆積酸化膜は層間膜として一般的に半導体装置に用いられ、また堆積酸化膜形成工程は一般的に半導体装置の製造工程に採用されている。実施の形態２では、トレンチエッチング後に堆積酸化膜を形成することで、既存の工程を流用して容易にアンカー効果が得られる溝８を形成することが可能となる。
【0036】
＜実施の形態３＞
次に、実施の形態３に係る半導体装置について説明する。図６は、実施の形態３の図２相当図である。図７（ａ）～（ｃ）は、実施の形態３において畝１０の形成方法を示す断面図である。なお、実施の形態３において、実施の形態１，２で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
次に、実施の形態３に係る半導体装置について説明する。図６は、実施の形態３の図２相当図である。図７（ａ）～（ｃ）は、実施の形態３において畝１０の形成方法を示す断面図である。なお、実施の形態３において、実施の形態１，２で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
【0037】
＜半導体装置の構成＞
図６に示すように、実施の形態３では、半導体基板１の終端領域７における酸化膜４と有機絶縁膜６との間には、少なくとも１つの畝１０が設けられている。本実施の形態では、畝１０が複数（例えば２つ）設けられている場合について説明する。ここで、畝１０は上方に突出する凸部に相当する。畝１０は、酸化膜４と有機絶縁膜６との間に設けられており、堆積酸化膜またはポリシリコン膜を含む第２の密着膜からなる。畝１０を構成する第２の密着膜と有機絶縁膜６との密着性は、有機絶縁膜６と酸化膜４との密着性よりも高くなっている。畝１０の幅は上方に向かって大きくなる部分を有している。畝１０の幅とは、図６における横方向の幅である。
図６に示すように、実施の形態３では、半導体基板１の終端領域７における酸化膜４と有機絶縁膜６との間には、少なくとも１つの畝１０が設けられている。本実施の形態では、畝１０が複数（例えば２つ）設けられている場合について説明する。ここで、畝１０は上方に突出する凸部に相当する。畝１０は、酸化膜４と有機絶縁膜６との間に設けられており、堆積酸化膜またはポリシリコン膜を含む第２の密着膜からなる。畝１０を構成する第２の密着膜と有機絶縁膜６との密着性は、有機絶縁膜６と酸化膜４との密着性よりも高くなっている。畝１０の幅は上方に向かって大きくなる部分を有している。畝１０の幅とは、図６における横方向の幅である。
【0038】
また図示しないが、複数の畝１０は、有機絶縁膜６の上面視輪郭の全周に対して平行に延伸している。すなわち、複数の畝１０は、上面視にてチップの終端と平行となるように設けられており、ストライプ状に形成されている。または、複数の畝１０は、有機絶縁膜６の全周に渡って上面視にてストライプ状ではなく碁盤目状に形成されていてもよい。
【0039】
＜畝の形成方法＞
次に、畝１０の形成方法について、図７（ａ）～（ｃ）を用いて説明する。半導体基板１の上面に設けられた酸化膜４上に畝１０の形状となる第２の密着膜の１次パターン１０ａを形成する。１次パターン１０ａは堆積酸化膜からなる。次に、１次パターン１０ａの下面を除く部分に、２次パターンとしての堆積酸化膜１０ｂ（図７（ａ）参照）またはポリシリコン膜１０ｃ（図７（ｂ）参照）を形成する。その際、成膜条件を調整することにより、１次パターンの側面に成膜される堆積酸化膜１０ｂまたはポリシリコン膜１０ｃが下部よりも上部が厚くなるように形成される。その結果、図７（ｂ）に示すように、幅が上方に向かって大きくなるような断面形状を有する畝１０が形成される。
次に、畝１０の形成方法について、図７（ａ）～（ｃ）を用いて説明する。半導体基板１の上面に設けられた酸化膜４上に畝１０の形状となる第２の密着膜の１次パターン１０ａを形成する。１次パターン１０ａは堆積酸化膜からなる。次に、１次パターン１０ａの下面を除く部分に、２次パターンとしての堆積酸化膜１０ｂ（図７（ａ）参照）またはポリシリコン膜１０ｃ（図７（ｂ）参照）を形成する。その際、成膜条件を調整することにより、１次パターンの側面に成膜される堆積酸化膜１０ｂまたはポリシリコン膜１０ｃが下部よりも上部が厚くなるように形成される。その結果、図７（ｂ）に示すように、幅が上方に向かって大きくなるような断面形状を有する畝１０が形成される。
【0040】
また、ポリシリコン膜１０ｃを形成した場合は、図７（ｃ）に示すように、レジスト後に反応性イオンエッチングすることで、畝１０の上面および酸化膜４の上面に形成されたポリシリコン膜１０ｃを除去してもよい。
【0041】
＜効果＞
以上のように、実施の形態３に係る半導体装置は、実施の形態１の場合に対し溝８に代えて、有機絶縁膜６に覆われた酸化膜４の部分において、上方に突出する凸部としての畝１０を備え、畝１０の幅は上方に向かって大きくなる部分を有している。したがって、耐湿性を向上させつつパワーサイクル耐量を向上させることができる。
以上のように、実施の形態３に係る半導体装置は、実施の形態１の場合に対し溝８に代えて、有機絶縁膜６に覆われた酸化膜４の部分において、上方に突出する凸部としての畝１０を備え、畝１０の幅は上方に向かって大きくなる部分を有している。したがって、耐湿性を向上させつつパワーサイクル耐量を向上させることができる。
【0042】
また、畝１０は、酸化膜４と有機絶縁膜６との間に設けられ、第２の密着膜からなる。また、第２の密着膜は堆積酸化膜またはポリシリコン膜を含んでいる。畝１０を構成する第２の密着膜と有機絶縁膜６との密着性は、有機絶縁膜６と酸化膜４との密着性よりも高いため、実施の形態１の場合よりも耐湿性とパワーサイクル耐量を向上させることが可能となる。
【0043】
また、凸部は、有機絶縁膜６の上面視輪郭に対して平行に延伸する畝１０である。したがって、有機絶縁膜６の外周端から浸入した水分は半導体基板１の中央に向かって進展するため、水分の進展方向に対して直交する方向、すなわち、有機絶縁膜６の上面視輪郭に対して平行方向に延伸する畝１０を設けることで、有機絶縁膜６の外周端から有効領域２までの沿面距離を長くすることができる。
【0044】
また、畝１０は上面視にて碁盤目状に形成されているため、終端領域７における有機絶縁膜６と半導体基板１との密着面積が増加することから、有機絶縁膜６と半導体基板１との密着性がさらに向上する。
【0045】
＜実施の形態４＞
次に、実施の形態４に係る半導体装置について説明する。図８は、実施の形態４の図２相当図である。なお、実施の形態４において、実施の形態１～３で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
次に、実施の形態４に係る半導体装置について説明する。図８は、実施の形態４の図２相当図である。なお、実施の形態４において、実施の形態１～３で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
【0046】
＜半導体装置の構成＞
図８に示すように、実施の形態４では、実施の形態１と実施の形態３とを組み合わせた構成となっている。半導体基板１における終端領域７の上面には、少なくとも１つの溝８が設けられている。また、半導体基板１の終端領域７における酸化膜４と有機絶縁膜６との間には、少なくとも１つの畝１０が設けられている。
図８に示すように、実施の形態４では、実施の形態１と実施の形態３とを組み合わせた構成となっている。半導体基板１における終端領域７の上面には、少なくとも１つの溝８が設けられている。また、半導体基板１の終端領域７における酸化膜４と有機絶縁膜６との間には、少なくとも１つの畝１０が設けられている。
【0047】
＜溝および畝の形成方法＞
溝８の形成については実施の形態１の場合と同様の方法で行い、畝１０の形成については実施の形態３の場合と同様の方法で行うため、ここでは説明を省略する。
溝８の形成については実施の形態１の場合と同様の方法で行い、畝１０の形成については実施の形態３の場合と同様の方法で行うため、ここでは説明を省略する。
【0048】
＜効果＞
以上のように実施の形態４に係る半導体装置は、有機絶縁膜６に覆われた酸化膜４の部分において、下方に凹む凹部としての溝８および上方に突出する凸部としての畝１０を備え、溝８の幅は上方に向かって小さくなる部分を有し、畝１０の幅は上方に向かって大きくなる部分を有している。
以上のように実施の形態４に係る半導体装置は、有機絶縁膜６に覆われた酸化膜４の部分において、下方に凹む凹部としての溝８および上方に突出する凸部としての畝１０を備え、溝８の幅は上方に向かって小さくなる部分を有し、畝１０の幅は上方に向かって大きくなる部分を有している。
【0049】
これにより、水分の進展する界面が凹凸状になり、終端領域７の長さを長くすることなく、水分が最外周のガードリング３に達するまでの沿面距離を実施の形態１の場合よりもさらに長くすることができる。また、有機絶縁膜６と酸化膜４との密着面積が増加するため、実施の形態１の場合よりも耐湿性をさらに向上させることができる。
【0050】
＜実施の形態１～４の変形例＞
実施の形態１～４では、半導体基板１が珪素により構成されていると説明したが、半導体基板１は、珪素により構成されたものに限らず、珪素に比べてバンドギャップが大きいワイドバンドギャップ半導体により構成されたものであってもよい。ワイドバンドギャップ半導体は、例えば、炭化珪素、窒化ガリウム系材料、またはダイヤモンドを含むものである。ワイドバンドギャップ半導体は界面の電界強度が高く設計されていることから、ワイドバンドギャップ半導体により構成された半導体基板１を備える半導体装置に対して実施の形態１～４の構成を採用することで、これらから得られる効果がより顕著となり特に有効である。
実施の形態１～４では、半導体基板１が珪素により構成されていると説明したが、半導体基板１は、珪素により構成されたものに限らず、珪素に比べてバンドギャップが大きいワイドバンドギャップ半導体により構成されたものであってもよい。ワイドバンドギャップ半導体は、例えば、炭化珪素、窒化ガリウム系材料、またはダイヤモンドを含むものである。ワイドバンドギャップ半導体は界面の電界強度が高く設計されていることから、ワイドバンドギャップ半導体により構成された半導体基板１を備える半導体装置に対して実施の形態１～４の構成を採用することで、これらから得られる効果がより顕著となり特に有効である。
【0051】
なお、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【0052】
以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。
【0053】
（付記１）
第１主面と前記第１主面とは反対側の面である第２主面とを有し、電流が流れる有効領域と前記有効領域の外周側を囲むように形成された終端領域が規定された半導体基板と、
前記終端領域の前記第１主面に接して前記第１主面を覆うように設けられた酸化膜と、
絶縁性材料を含み、前記酸化膜の周縁部を除く部分を覆うように設けられた表面保護膜と、
前記表面保護膜に覆われた前記酸化膜の部分において、下方に凹む凹部または上方に突出する凸部の少なくとも一方と、を備え、
前記凹部の幅は上方に向かって小さくなる部分を有し、
前記凸部の幅は上方に向かって大きくなる部分を有する、半導体装置。
第１主面と前記第１主面とは反対側の面である第２主面とを有し、電流が流れる有効領域と前記有効領域の外周側を囲むように形成された終端領域が規定された半導体基板と、
前記終端領域の前記第１主面に接して前記第１主面を覆うように設けられた酸化膜と、
絶縁性材料を含み、前記酸化膜の周縁部を除く部分を覆うように設けられた表面保護膜と、
前記表面保護膜に覆われた前記酸化膜の部分において、下方に凹む凹部または上方に突出する凸部の少なくとも一方と、を備え、
前記凹部の幅は上方に向かって小さくなる部分を有し、
前記凸部の幅は上方に向かって大きくなる部分を有する、半導体装置。
【0054】
（付記２）
前記凹部は、前記半導体基板の前記第１主面に設けられた内部空間が台形の断面形状を有する第１の凹部と、前記第１の凹部の表面に設けられかつ前記酸化膜からなる内部空間が台形の断面形状を有する第２の凹部により構成された、付記１に記載の半導体装置。
前記凹部は、前記半導体基板の前記第１主面に設けられた内部空間が台形の断面形状を有する第１の凹部と、前記第１の凹部の表面に設けられかつ前記酸化膜からなる内部空間が台形の断面形状を有する第２の凹部により構成された、付記１に記載の半導体装置。
【0055】
（付記３）
前記凹部は、前記半導体基板の前記第１主面に設けられた内部空間が矩形の断面形状を有する第１の凹部と、前記第１の凹部の表面に設けられかつ前記酸化膜からなる内部空間が矩形の断面形状を有する第２の凹部と、前記第２の凹部の表面に設けられかつ第１の密着膜からなる内部空間が台形の断面形状を有する第３の凹部により構成された、付記１に記載の半導体装置。
前記凹部は、前記半導体基板の前記第１主面に設けられた内部空間が矩形の断面形状を有する第１の凹部と、前記第１の凹部の表面に設けられかつ前記酸化膜からなる内部空間が矩形の断面形状を有する第２の凹部と、前記第２の凹部の表面に設けられかつ第１の密着膜からなる内部空間が台形の断面形状を有する第３の凹部により構成された、付記１に記載の半導体装置。
【0056】
（付記４）
前記第１の密着膜は堆積酸化膜を含む、付記３に記載の半導体装置。
前記第１の密着膜は堆積酸化膜を含む、付記３に記載の半導体装置。
【0057】
（付記５）
前記凸部は、前記酸化膜と前記表面保護膜との間に設けられ、第２の密着膜からなる、付記１に記載の半導体装置。
前記凸部は、前記酸化膜と前記表面保護膜との間に設けられ、第２の密着膜からなる、付記１に記載の半導体装置。
【0058】
（付記６）
前記第２の密着膜は堆積酸化膜またはポリシリコン膜を含む、付記５に記載の半導体装置。
前記第２の密着膜は堆積酸化膜またはポリシリコン膜を含む、付記５に記載の半導体装置。
【0059】
（付記７）
前記凹部は、前記表面保護膜の上面視輪郭に対して平行に延伸する溝であり、
前記凸部は、前記表面保護膜の前記上面視輪郭に対して平行に延伸する畝である、付記１から付記６のいずれか１つに記載の半導体装置。
前記凹部は、前記表面保護膜の上面視輪郭に対して平行に延伸する溝であり、
前記凸部は、前記表面保護膜の前記上面視輪郭に対して平行に延伸する畝である、付記１から付記６のいずれか１つに記載の半導体装置。
【0060】
（付記８）
前記凹部および前記凸部は上面視にて碁盤目状に形成されている、付記１から付記６のいずれか１つに記載の半導体装置。
前記凹部および前記凸部は上面視にて碁盤目状に形成されている、付記１から付記６のいずれか１つに記載の半導体装置。
【0061】
（付記９）
前記表面保護膜はポリイミドを含む、付記１から付記８のいずれか１つに記載の半導体装置。
前記表面保護膜はポリイミドを含む、付記１から付記８のいずれか１つに記載の半導体装置。
【0062】
（付記１０）
前記半導体基板は、炭化珪素、窒化ガリウム、またはダイヤモンドを含むワイドバンドギャップ半導体で構成された、付記１から付記９のいずれか１つに記載の半導体装置。
前記半導体基板は、炭化珪素、窒化ガリウム、またはダイヤモンドを含むワイドバンドギャップ半導体で構成された、付記１から付記９のいずれか１つに記載の半導体装置。
【0063】
（付記１１）
付記１に記載の半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、
前記凹部は、第１の凹部と第２の凹部により構成され、
前記半導体装置の製造方法は、
（ａ）前記半導体基板の前記第１主面に設けられた内部空間が台形の断面形状を有する前記第１の凹部を形成する工程と、
（ｂ）前記第１の凹部の表面に設けられかつ前記酸化膜からなる内部空間が台形の断面形状を有する前記第２の凹部を形成する工程と、
を備えた、半導体装置の製造方法。
付記１に記載の半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、
前記凹部は、第１の凹部と第２の凹部により構成され、
前記半導体装置の製造方法は、
（ａ）前記半導体基板の前記第１主面に設けられた内部空間が台形の断面形状を有する前記第１の凹部を形成する工程と、
（ｂ）前記第１の凹部の表面に設けられかつ前記酸化膜からなる内部空間が台形の断面形状を有する前記第２の凹部を形成する工程と、
を備えた、半導体装置の製造方法。
【0064】
（付記１２）
付記１に記載の半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、
前記凹部は、第１の凹部と第２の凹部と第３の凹部により構成され、
前記半導体装置の製造方法は、
（ｃ）前記半導体基板の前記第１主面に設けられた内部空間が矩形の断面形状を有する前記第１の凹部を形成する工程と、
（ｄ）前記第１の凹部の表面に設けられかつ前記酸化膜からなる内部空間が矩形の断面形状を有する前記第２の凹部を形成する工程と、
（ｅ）前記第２の凹部の表面に設けられかつ第１の密着膜からなる内部空間が台形の断面形状を有する前記第３の凹部を形成する工程と、
を備えた、半導体装置の製造方法。
付記１に記載の半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、
前記凹部は、第１の凹部と第２の凹部と第３の凹部により構成され、
前記半導体装置の製造方法は、
（ｃ）前記半導体基板の前記第１主面に設けられた内部空間が矩形の断面形状を有する前記第１の凹部を形成する工程と、
（ｄ）前記第１の凹部の表面に設けられかつ前記酸化膜からなる内部空間が矩形の断面形状を有する前記第２の凹部を形成する工程と、
（ｅ）前記第２の凹部の表面に設けられかつ第１の密着膜からなる内部空間が台形の断面形状を有する前記第３の凹部を形成する工程と、
を備えた、半導体装置の製造方法。
【0065】
（付記１３）
付記５に記載の半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、
（ｆ）前記半導体基板の前記第１主面側に前記第２の密着膜の１次パターンを形成する工程と、
（ｇ）前記１次パターン上に前記第２の密着膜の２次パターンを形成することで、前記半導体基板の前記第１主面側に前記凸部を形成する工程と、
を備えた、半導体装置の製造方法。
付記５に記載の半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、
（ｆ）前記半導体基板の前記第１主面側に前記第２の密着膜の１次パターンを形成する工程と、
（ｇ）前記１次パターン上に前記第２の密着膜の２次パターンを形成することで、前記半導体基板の前記第１主面側に前記凸部を形成する工程と、
を備えた、半導体装置の製造方法。
【符号の説明】
【0066】
１ 半導体基板、１ａ 第１の凹部、２ 有効領域、４ 酸化膜、４ａ 第２の凹部、６ 有機絶縁膜、７ 終端領域、８ 溝、９ 密着膜、９ａ 第３の凹部、１０ 畝。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】