半导体装置的制造方法
【技术领域】
[0001]在本说明书中公开具备栅极区域的半导体装置。
【背景技术】
[0002]已知一种半导体装置，通过调整施加给栅极区域的电压，来使发射极区域和集电极区域间、或者源极区域和漏极区域间的电阻发生变化。例如，在IGBT的情况下，通过向栅极区域施加电压，来使发射极和集电极间的电阻降低而在发射极和集电极间流过电流。或者在MOS的情况下，通过向栅极区域施加电压，来使源极和漏极间的电阻降低而在源极和漏极间流过电流。在本说明书中所述的栅极区域有时也被称作“基区”。
[0003]存在通过上述半导体装置来构成对通给电机的电流进行控制的逆变器(inverter)的情况。逆变器具备将多个串联电路以并联的方式进行连接的并联电路，所述串联电路是将上段的半导体装置和下段的半导体装置以串联的方式连接而成的。在该情况下，例如若产生电机的线圈短路这样的异常，则有时会在半导体装置流过过大的电流。另夕卜，若逆变器正常，则上段的半导体装置和下段的半导体装置这双方不同时导通。然而，若产生双方同时导通的异常，则会在半导体装置流过过大电流。
[0004]若产生某些异常而在半导体装置流过过大电流，则半导体装置升温。需要保护避免半导体装置过热的技术。因此，开发出了一种通过散热乃至冷却来保护避免半导体装置过热的技术，开发出了专利文献I的技术。
[0005]在专利文献I的技术中，将引线框乃至汇流条(bus bar)与形成于半导体装置的表面的表面电极接合。期待通过该构造，能够将在半导体装置产生的热量经由表面电极导热给引线框等，能够保护避免半导体装置过热。
[0006]专利文献1:日本特开2008-305948号公报
[0007]即便在专利文献I的技术中，也存在不能保护避免半导体装置过热的情况。例如，由于引线框等和半导体装置的对位存在公差，所以在半导体装置的周边部，至到达引线框等为止的距离变长。将在半导体装置的周边部产生的热量导热给引线框等需要时间。因此，即便通过专利文献I的技术，在半导体装置的周边部也会产生过热现象。
[0008]还已知一种在检测到在半导体装置流过过大电流这一情况时，通过将半导体装置截止来保护避免半导体装置过热的技术。存在即使同时采用该技术和向引线框等导热的技术，也不能保护避免半导体装置过热的情况。这是因为在从检测到过大电流开始至将半导体装置截止的期间，在半导体装置产生过热现象。尤其是在半导体装置的周边部，如上所述那样，由于将产生的热量导热给引线框等需要时间，所以容易产生过热现象。
[0009]在上述内容中，对产生根据半导体装置内部位的不同而不同的现象的事例的一个例子进行了说明。除此而外，产生根据半导体装置内部位的不同而不同的现象的事例很多。例如，在半导体装置正常动作的期间，产生半导体装置内的中央部比周边部容易升温的现象。或者，出于与冷却液流动的关系，也存在在半导体装置内分布着易冷却的部位和不易冷却的部位的情况。
【发明内容】
[0010]在本说明书中公开在产生根据半导体装置内部位的不同而不同的现象，并起因于该现象而在特定部位产生不良状况的情况下，对其进行解决的技术。
[0011]在本技术中，将栅极区域沿半导体基板的表面延伸的半导体装置作为对象。
[0012]这里所说的栅极区域是形成于半导体基板的一部分的区域，或者是附加于半导体基板而形成的区域，是指由导电性被提高了的半导体材料形成的区域。在半导体装置中存在在俯视半导体基板的情况下，栅极区域沿半导体基板的表面延伸的装置。例如，已知有直线延伸的多个栅极区域遍及基板上的较宽范围平行配置的IGBT。在这种半导体装置中，需要用于传递施加给栅极区域的电压的栅极布线，并需要与该栅极布线导通的焊盘，并将该焊盘配置在半导体基板的表面上。焊盘和栅极布线由金属材料形成。在本说明书中，将与焊盘导通的导电性的部分中由金属材料形成的部分称作“栅极布线”，将由导电性被提高了的半导体材料形成的区域称作“栅极区域”。
[0013]在本说明书中公开的半导体装置的特征在于，栅极区域沿基板的表面延伸，在该栅极区域的两个以上部位与栅极布线连接，针对各个栅极布线形成有特有焊盘。另外，将连接栅极区域和第一栅极布线的位置设为第一连接位置，将连接栅极区域和第二栅极布线的位置设为第二连接位置，此时，第一连接位置和第二连接位置被设定在基板上不同的位置。
[0014]上述半导体装置具备两个以上的焊盘(例如第一焊盘和第二焊盘)。因此，能够选择要传递栅极电压的焊盘。在比较由金属材料形成的栅极布线和由半导体材料形成的栅极区域的情况下，与前者的栅极电压传播速度相比，后者的栅极电压传播速度较慢。在栅极区域，由于栅极电压传播速度较慢，所以会产生栅极电压的到达定时根据半导体装置内的部位而分布的现象。
[0015]例如，将从第一焊盘延伸的第一栅极布线和栅极区域的连接位置设为第一连接位置，将从第二焊盘延伸的第二栅极布线和栅极区域的连接位置设为第二连接位置。同一栅极区域既经由第一连接位置与第一焊盘连接，也经由第二连接位置与第二焊盘连接。
[0016]另外，将靠近第一连接位置而远离第二连接位置的位置设为第一位置，将远离第一连接位置而距第二连接位置较近的位置设为第二位置。在该情况下，在栅极区域，由于栅极电压传播速度较慢，所以通过选择要施加栅极电压的焊盘，会产生图1所示的现象。
[0017](Ia)选择第一焊盘并施加导通电压。该情况下，在靠近第一连接位置的第一位置提前导通，在远离第一连接位置的第二位置延迟导通。
[0018](Ib)选择第二焊盘并施加导通电压。该情况下，在靠近第二连接位置的第二位置提前导通，在远离第二连接位置的第一位置延迟导通。
[0019](2a)选择第一焊盘并施加截止电压。该情况下，在靠近第一连接位置的第一位置提前截止，在远离第一连接位置的第二位置延迟截止。
[0020](2b)选择第二焊盘并施加截止电压。该情况下，在靠近第二连接位置的第二位置提前截止，在远离第二连接位置的第一位置延迟截止。
[0021]根据上述半导体装置，在产生根据半导体装置内部位的不同而不同的现象，并起因于该现象在半导体装置内的特定部位产生不良状况的情况下，能够通过选择要传递栅极电压的焊盘来使不良状况不产生。
[0022]例如，在第二位置容易产生过热的情况下，若向第一焊盘传递导通电压并向第二焊盘传递截止电压(采用图1的“la和2b”)，则能够应对在第二位置容易产生过热的问题。相反，在第一位置容易产生过热的情况下，若向第二焊盘传递导通电压并向第一焊盘传递截止电压(采用图1的“lb和2a”)，则能够应对在第一位置容易产生过热的问题。
[0023]在能够从两个以上的焊盘中选择要传递栅极电压的焊盘的情况下，能够进行各种选择。例如，存在在施加导通电压时和施加截止电压时，施加栅极电压的焊盘的切换有效的情况。另外，存在在未检测到半导体装置流过过大电流的期间和检测到半导体装置流过过大电流时，施加栅极电压的焊盘的切换有效的情况。尤其是存在施加截止电压的焊盘的切换有效的情况。
[0024]若将第一连接位置配置于半导体基板的中央部，将第二连接位置配置于半导体基板的周边部，则能够应对在周边部容易产生过热的问题，或者相反，能够应对在中央部容易产生过热的问题。
[0025]在周边部容易产生过热的情况下，向第一焊盘传递导通电压，向第二焊盘传递截止电压，这是有效的。即，若采用图1的“la和2b”，则能够应对在配置有第二连接位置的周边部容易产生过热的现象。
[0026]即使在栅极区域，栅极电压传播速度较慢，第一位置和第二位置处的导通定时的时间差或者截止定时的时间差也较小。导通定时的时间差/一次导通期间的比或者截止定时的时间差/一次截止期间的比的值较小。尽管如此，在同时采用在半导体装置流过过大电流时将半导体装置截止的技术和导热给引线框等的技术来防止过热的技术中，将第一连接位置配置于半导体基板的中央部，将第二连接位置配置于半导体基板的周边部，向第二焊盘传递截止电压，这是有效的。在半导体装置流过过大电流的情况下产生的升温的速度极高，通过向第二焊盘传递截止电压，来提前周边部的截止定时，这是有效的。相对于向第一焊盘传递截止电压的情况下的截止定时，即使向第二焊盘传递截止电压的情况下的截止定时被提前的时间差较小，在上述情况下，防止过热的效果也较高。
[0027]在半导体装置未流过过大电流的期间，向第一焊盘传递截止电压，在检测到在半导体装置流过了过大电流这一情况时，向第二焊盘传递截止电压的技术也是有效的。
[0028]在半导体装置未流过过大电流的期间，既有向第二焊盘传递导通电压并向第一焊盘传递截止电压有效的情况，也有向第一焊盘传递导通电压和截止电压的双方有效的情况。无论哪种情况，在检测到在半导体装置流过了过大电流这一情况时，通过向第二焊盘传递截止电压来防止过热的技术是有用的。
[0029]根据在本说明书中公