半导体装置及其制造方法
【专利摘要】提供一种半导体装置，具备：半导体基板；复合金属膜，其被形成于半导体基板的表面或背面上，并具有第一金属膜和第二金属膜，所述第二金属膜与第一金属膜接合，并且赛贝克系数与第一金属膜不同；检测端子，其能够对第一金属膜与第二金属膜之间的电位差进行检测。
【专利说明】半导体装置及其制造方法
【技术领域】
[0001]本说明书所记载的技术涉及一种半导体装置及其制造方法。
【背景技术】
[0002]在日本国专利公开公报平10-41510号(专利文献I)中，公开了一种将配置于半导体基板的表面上的PN 二极管作为温度检测元件来利用的半导体装置。通过利用配置于半导体基板的表面上的PN 二极管的正向电压的温度依赖性，从而对半导体元件的表面的温度进行检测。
[0003]在先技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开平10-41510号公报
【发明内容】
[0006]发明所要解决的课题
[0007]在现有的使用了 PN 二极管的温度检测元件中，由于利用在温度检测元件中流通有固定的电流时的正向电压的温度依赖性而对温度进行检测，因此，需要对相对于正向电压的电压的变化进行测量。例如，在正向电压为1.5V，PN 二极管的每温度的电压上升率为3mV/°C的情况下，为了能够对正向电压进行测量，而需要利用测量范围设定为数V的电位检测器(例如，电压计)，来对数mV左右的电压的变化进行检测。由于难以高精度地对微小的电压变化进行检测，因此，难以高精度地对温度进行检测。
[0008]用于解决课题的方法
[0009]作为半导体装置的主电极(发射电极等形成于半导体基板的元件形成区域中的电极)，一直以来，通常利用一种金属。但是，近年来，随着功率半导体装置的开发，对促进半导体装置的散热的需求增高，从而开发了如下技术，即，作为主电极，利用层压有不同金属膜的层压电极，由此提高散热性的技术。本发明人从该层压电极中获得了构思，从而作出了使不同的金属膜接合以作为半导体装置的温度检测元件来利用的发明。
[0010]本说明书公开了一种半导体装置，具备:半导体基板；复合金属膜，其被形成于半导体基板的表面或背面上，并具有第一金属膜和第二金属膜，所述第二金属膜与第一金属膜接合，并且赛贝克系数与第一金属膜不同；检测端子，其能够对第一金属膜与第二金属膜之间的电位差进行检测。
[0011]根据上述半导体装置，能够通过检测端子，而对第一金属膜与第二金属膜的热电动势进行测量，由此，能够对半导体装置的温度进行检测。利用了将第一金属膜和第二金属膜接合在一起的复合金属膜的温度检测元件通过对对应于侧温触点与基准触点之间的温度差而产生的热电动势进行测量，从而实施对半导体装置的温度检测。因此，能够实施利用了与所产生的热电动势的大小相对应的测量范围的电位检测器的测量，从而与现有的使用了 PN 二极管的温度检测元件相比能够提高温度检测灵敏度。[0012]可以采用如下方式，S卩，检测端子具备与第一金属膜电连接的第一检测端子、和与第二金属膜电连接的第二检测端子。在该情况下，可以采用如下方式，即，第一检测端子由与第一金属膜相同的材料形成，第二检测端子由与第二金属膜相同的材料形成。
[0013]可以采用如下方式，S卩，第一金属膜与半导体基板的表面或背面相接，第二金属膜以与第一金属膜的、与半导体基板相反的一侧的面相接的方式，而被层压于第一金属膜的与半导体基板相反的一侧的面上。在该情况下，可以采用如下方式，g卩，第一金属膜为，将Al作为主要成分而含有质量百分比10%以上的金属膜，第二金属膜为，将选自N1、T1、Mo、W、Ag、Cu、Zn中的至少一种作为主要成分而含有质量百分比10%以上的金属膜。而且，优选为，第一金属膜(将Al作为主要成分而含有质量百分比10%以上的金属膜)的厚度在Iym以上。在第二金属膜为，将Ni作为主要成分而含有质量百分比10%以上的金属膜的情况下，优选为，第二金属膜的厚度在500nm以上。
[0014]另外，可以采用如下方式，S卩，第一金属膜为，将Ni作为主要成分而含有质量百分比10%以上的金属膜，第二金属膜为，将选自Zn、Ti中的至少一种作为主要成分而含有质量百分比10%以上的金属膜。在该情况下，可以采用如下方式，即，第一金属膜(将Ni作为主要成分而含有质量百分比10%以上的金属膜)的厚度在500nm以上。
[0015]可以采用如下方式，即，半导体装置还具备被形成于半导体基板的元件形成区域中的主电极。在该情况下，可以采用如下方式，即，第一金属膜、第二金属膜及检测端子，与主电极电独立。另外，可以采用如下方式，即，第一金属膜、第二金属膜及检测端子，与主电极的电流路径相连接。或者，可以采用如下方式，即，复合金属膜为，被形成于半导体基板的元件形成区域中的主电极的至少一部分。
[0016]另外，本说明书公开了上述的半导体装置的制造方法。在上述的半导体装置的制造方法中，优选为，第一金属膜和第二金属膜在真空中连续地通过溅射而成膜。另外，优选为，第一金属膜和第二金属膜在如下条件下，利用纯度在99%以上的成膜用靶，通过溅射而成膜，所述条件为，溅射腔室的待机真空度在IX 10_6Pa以下，且成膜过程中的腔室内的压力变动在10%以下，成膜气体纯度在99%以上的条件。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为实施例1所涉及的半导体装置的俯视图。
[0018]图2为图1的I1-1I线的剖视图。
[0019]图3为改变例所涉及的半导体装置的剖视图。
[0020]图4为改变例所涉及的半导体装置的剖视图。
[0021]图5为改变例所涉及的半导体装置的剖视图。
[0022]图6为实施例2所涉及的半导体装置的俯视图。
[0023]图7为图6的VI1-VII线的剖视图。
[0024]图8为改变例所涉及的半导体装置的剖视图。
[0025]图9为改变例所涉及的半导体装置的剖视图。
【具体实施方式】
[0026]本说明书公开的半导体装置具备半导体基板、和形成于半导体基板的表面或背面上的复合金属膜。复合金属膜具备第一金属膜和第二金属膜，第一金属膜与第二金属膜相互接合。第一金属膜和第二金属膜的赛贝克系数不同。本说明书公开的半导体装置还具备能够对第一金属膜与第二金属膜之间的电位差进行检测的检测端子。第一金属膜与第二金属膜的接合面为测温触点，检测端子为基准触点，通过检测端子，能够对对应于测温触点与基准触点之间的温度差而产生的热电动势进行测量。由此，能够对半导体装置的温度进行检测。
[0027]通过将接合了赛贝克系数不同的第一金属膜和第二金属膜的复合金属膜作为温度检测元件来利用，从而能够提供一种温度检测时的响应性优良、且能够高精度地实施温度检测的温度检测元件。在使用了复合金属膜的温度检测元件中，对对应于测温触点与基准触点的温度差而产生的热电动势进行测量。因此，例如，在每温度的热电动势的上升率为3mV/°C的情况下，能够利用测量范围被设为mV等级的电位检测器(例如电压计)，而对热电动势的变化进行测量。由于即便是微小的温度变化也能够较为良好地进行测量，因此，测量精度变得良好。而且，在使用了复合金属膜的温度检测元件中，由于热电动势不受复合金属膜的形状或大小的影响，因此，能够减小制造时的特性偏差。并且，由于使用检测端子而对第一金属膜与第二金属膜之间的电位差进行检测，因此，能够利用现有公知的电位检测器(例如，电压计等)。例如，通过使与第一金属膜电连接的第一检测端子、和与第二金属膜电连接的第二检测端子分别与电位检测器连接，并对第一检测端子与第二检测端子之间的电位差进行测量，从而能够对第一金属膜与第二金属膜之间的电位差进行检测。
[0028]形成于半导体基板上的半导体元件并不特别限定于此，例如，能够例示出二极管、MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT (绝缘栅双极性晶体管)、或者二极管与IGBT被形成于同一半导体基板上的RC-1GBT (反向导通型IGBT)等。使用了复合金属膜的温度检测元件能够理想地被利用于如下的半导体装置(例如，功率半导体装置)中，在所述半导体装置上，形成有在驱动时发热量较大且流通有大电流的半导体元件。
[0029]在上述半导体装置中，复合电极膜既可以形成于半导体基板的表面上，也可以形成于背面上。另外，复合电极膜可以与半导体基板相接，绝缘膜等其他膜也可以介于复合电极膜与半导体基板之间。并且，本说明书所说的“形成于半导体基板的表面或背面上的复合金属膜”包括以与半导体基板相接的方式形成的复合金属膜、及与半导体基板之间隔着绝缘膜等其他膜而形成的复合金属膜双方。现有的使用了 PN 二极管的温度检测元件需要在与半导体基板绝缘的状态下使用，从而无法直接形成于半导体基板的表面上。与此相对，本说明书公开的使用了复合金属膜的温度检测元件既可以与半导体基板电连接，也可以与半导体基板的表面相接。在现有的使用了 PN 二极管的温度检测元件中，在半导体装置中的设置位置存在制约，从而需要充分确保设置温度检测元件的空间。本说明书公开的使用了复合金属膜的温度检测元件与现有技术相比，大幅度地缓解了设置空间的制约，从而能够有助于半导体装置的小型化。
[0030]第一金属膜和第二金属膜只需相互接合即可。例如，第一金属膜和第二金属膜可以在半导体基板的深度方向上被层压，第一金属膜和第二金属膜也可以在半导体基板的平面方向(与深度方向垂直的方向)上邻接，也可以以这些接合方式复合的方式进行接合。检测端子只需能够对第一金属膜和第二金属膜的热电动势进行测量即可，例如，可以具备与第一金属膜电连接的第一检测端子、和与第二金属膜电连接的第二检测端子。虽然并未被特别限定，但是，当对检测端子的具体示例进行列举时，能够例示出布线、布线引出结构、衬垫结构(电极衬垫等)。在检测端子为与各自连接的金属膜为相同的材料的情况下，容易进行设计，因此为优选。在使材料成本等优先的情况下，也能够将与各自连接的金属膜不同的材料作为检测端子来使用。在该情况下，由于实施考虑到了第一金属膜、第二金属膜与检测端子之间的接合部分的热电动势的设计，从而能够作为温度检测元件来利用。在半导体装置中，既可以仅形成有一个复合金属膜，也可以形成有多个复合金属膜。在形成了多个复合金属膜的情况下，优选为，相对于各个复合金属膜，而设置单独的电独立的检测端子。
[0031]可以采用如下方式，S卩，复合金属膜为在半导体装置的深度方向上被层压的复合金属膜，第一金属膜与半导体基板的表面或背面相接，第二金属膜以进一步与第一金属膜的表面或背面(与半导体基板相反的一侧的面)相接的方式而形成。在该情况下，第一金属膜及第二金属膜各自的材料优选为，相互的赛贝克系数之差较大、且作为半导体装置的电极而被使用的金属材料。具体而言，优选为，第一金属膜为，将Al作为主要成分而含有质量百分比10%以上的金属膜，第二金属膜为，将选自N1、T1、Mo、W、Ag、Cu、Zn中的至少一种作为主要成分而含有质量百分比10%以上的金属膜，更加优选为，第二金属膜为，将Ni作为主要成分而含有质量百分比10%以上的金属膜。而且，优选为，第一金属膜(将Al作为主要成分而含有质量百分比10%以上的金属膜)的厚度在Iym以上。在第二金属膜为,将Ni作为主要成分而含有质量百分比10%以上的金属膜的情况下，优选为，第二金属膜的厚度在500nm以上。
[0032]另外，可以采用如下方式，S卩，第一金属膜为，将Ni作为主要成分而含有质量百分比10%以上的金属膜，第二金属膜为，将选自Zn、Ti中的至少一种作为主要成分而含有质量百分比10%以上的金属膜。在该情况下，优选为，第一金属膜(将Ni作为主要成分而含有质量百分比10%以上的金属膜)的厚度在500nm以上。
[0033]具有含有上述组成的第一金属膜及第二金属膜的复合金属膜能够理想地作为半导体装置的主电极(与半导体元件相连接的电极)来利用。在未将复合电极膜作为主电极来利用的情况下，在能够在与主电极相同的制造工序中同时制造复合电极膜这一点上也是有利的。在复合电极膜与主电极及检测端子的成分相同的情况下，由于能够利用共同的工序同时制造复合电极膜和主电极，因此，能够简化制造工序。
[0034]可以采用如下方式，S卩，半导体装置还具备形成于半导体基板的元件形成区域中的主电极。在该情况下，可以采用如下方式，即，第一金属膜、第二金属膜及检测端子，与主电极电独立。另外，可以采用如下方式，即，第一金属膜、第二金属膜及检测端子，与主电极的电流路径相连接。或者，可以采用如下方式，即，复合金属膜为形成于半导体基板的元件形成区域中的主电极的至少一部分。
[0035]例如，在IGBT元件被形成于半导体基板上的情况下，优选为，发射电极与集电电极之间的电流路径与复合金属膜共通。具体而言，例如，优选为，复合金属膜被设置作为电流所流通的布线的一部分。而且，更加优选为，复合金属膜被形成于半导体基板的形成有IGBT元件的区域中。能够省略用于设置作为温度检测元件来利用的复合金属膜的空间，并且能够提高温度检测灵敏度。在发射电极与集电电极之间的电流路径与复合金属膜共通的情况下，优选为，发射端子与其他端子(集电端子、栅极端子等)电独立。具体而言，例如，优选为如下的半导体装置，即，发射接触部被浮动扩散层所覆盖从而发射端子相对于其他端子而电独立的、具有组合式(Cluster) IGBT结构的半导体装置。
[0036]优选为，第一金属膜和第二金属膜以在真空中连续地通过溅射而成膜的方式被制造。由于在制造了第一金属膜之后，在不暴露于大气中的条件下制造第二金属膜，从而能够抑制第一金属膜与第二金属膜的接合面的杂质浓度增大的情况。因此，能够形成使接合面均一化并具有良好的特性的温度检测元件。优选为，第一金属膜和第二金属膜以在如下条件下通过溅射成膜的方式而被制造，所述条件为，溅射腔室的待机真空度在IXlO-6Pa以下，成膜过程中的腔室内的压力变动在10%以下，成膜气体(例如，氩气、氪气)纯度在99%以上，并且成膜用靶纯度在99%以上的条件。在此，成膜用靶纯度在99%以上是指，第一金属膜及第二金属膜的组成成分在99%以上，其余为不可避免的杂质。并且，形成第一金属膜和第二金属膜的方法并不限定于通过溅射而成膜的方法。例如，能够利用电镀法等现有公知的使金属膜成膜的方法。在使用电镀法的情况下，需要严密地管理第一金属膜及第二金属膜的组成。在通过溅射而成膜的情况下，比较容易实施对第一金属膜及第二金属膜的组成管理。
[0037]实施例1
[0038](半导体装置)
[0039]如图1及图2所示，实施例1所涉及的半导体装置10具备半导体基板100、表面绝缘膜110、主电极120、复合金属膜130和电极衬垫141、142。
[0040]在半导体基板100中，虽然未图示，但是作为半导体元件而形成有IGBT。表面绝缘膜110与半导体基板100的未形成有IGBT元件的区域的表面相接。复合金属膜120与表面绝缘膜110的表面相接。主电极120与半导体基板100的形成有IGBT元件的区域的表面相接。主电极120为发射电极。并且，虽然未图示，但是集电电极以与半导体基板110的背面相接的方式而形成。主电极120具有在半导体基板100的深度方向上被层压的第一电极膜121及第二电极膜122。第一电极膜121与半导体基板100的表面相接。第二电极膜122与第一电极膜121的表面相接。第一电极膜121与第二电极膜122被接合在一起。第一电极膜121为，将Al作为主要成分而含有质量百分比10%以上的金属膜。第二电极膜122为，将Ni作为主要成分而含有质量百分比10%以上的金属膜。
[0041]复合电极膜130具有在半导体基板100的深度方向上被层压的第一金属膜131及第二金属膜132。第一金属膜131与表面绝缘膜110的表面相接。第二金属膜132与第一金属膜131的表面相接。第一金属膜131与第二金属膜132被接合在一起。第一金属膜131为，将Al作为主要成分而含有质量百分比10%以上的金属膜，其厚度在Iym以上。第二金属膜132为，将Ni作为主要成分而含有质量百分比10%以上的金属膜，其厚度在500nm以上。第一金属膜131的赛贝克系数SI与第二金属膜132的赛贝克系数S2不同(SI古S2)。第一金属膜131通过布线133而与电极衬垫141相连接,第二金属膜132通过布线134而与电极衬垫142相连接。布线133及电极衬垫141为第一检测端子,并由与第一金属膜131相同的材料形成。布线134及电极衬垫142为第二检测端子，并由与第二金属膜132相同的材料形成。
[0042]通过使电极衬垫141及142与电压计等电位检测器(未图示)相连接，从而能够对第一金属膜131与第二金属膜132之间的电位差进行检测。由于第一金属膜131的赛贝克系数SI与第二金属膜132的赛贝克系数S2不同，因此，由于第一金属膜131和第二金属膜132的接合面、与电极衬垫141及电极衬垫142之间的温度差，从而产生电位差。通过由电位检测器来对该电位差进行检测，因此，能够进行对半导体装置10的温度检测。具有第一金属膜131和第二金属膜132的复合金属膜120、与电极衬垫141、142及布线133、134能够作为半导体装置10的温度检测元件来利用。
[0043](半导体装置的制造方法)
[0044]在半导体装置10中，第一金属膜131和第二金属膜132以在真空中连续地通过溅射而成膜的方式被形成。例如，在溅射腔室中配置了半导体基板之后，将腔室的待机真空度设为lX10_6Pa以下，并利用材料与第一金属膜131相同的成膜用靶(第一金属膜131的组成成分在99%以上的靶)，在如下的条件下通过溅射而成膜，所述条件为，成膜过程中的腔室内的压力变动在10%以下，且成膜气体纯度在99%以上的条件。接下来，利用材料与第二金属膜132相同的成膜用靶(第二金属膜132的组成成分在99%以上的靶)，在如下条件下，通过溅射而成膜，所述条件为，成膜过程中的腔室内的压力变动在10%以下，且成膜气体纯度在99%以上的条件。由此，能够使第一金属膜131和第二金属膜132的接合面处于良好的状态。并且，在第一金属膜131和第一电极膜121的材料相同的情况下,能够同时成膜。同样，在第二金属膜132和第二电极膜122的材料相同的情况下,能够同时成膜。
[0045](改变例)
[0046]图3至图5图示了图1及图2所示的半导体装置10的改变例。图3所示的半导体装置11具备隔着表面绝缘膜110而形成于半导体基板100的表面上的复合金属膜150。复合电极膜150具有在半导体基板100的深度方向上被层压的第一金属膜151及第二金属膜152。第一金属膜151与表面绝缘膜110的表面相接。第二金属膜152与第一金属膜151的表面相接。第一金属膜151和第二金属膜152被接合在一起。
[0047]第一金属膜151通过布线引出结构153而与连接衬垫155相连接，第二金属膜152通过布线引出结构154而与连接衬垫156相连接。第一金属膜151、第二金属膜152及布线引出结构153、154被以聚酰亚胺等为材料的保护膜190所覆盖。连接衬垫155、156的表面露出于保护膜190的表面。连接衬垫155通过布线157而与电极衬垫141相连接，连接衬垫156通过布线158而与电极衬垫142相连接。布线引出结构153、连接衬垫155、布线157及电极衬垫141为第一检测端子，并由与第一金属膜151相同的材料形成。布线引出结构154、连接衬垫156、布线158及电极衬垫142为第二检测端子,并由与第一金属膜152相同的材料形成。
[0048]另外，图4所示的半导体装置12具备隔着表面绝缘膜110而被形成于半导体基板100的表面上的复合金属膜160。复合电极膜160具有在半导体基板100的深度方向上被层压的第一金属膜161及第二金属膜162。第一金属膜161与表面绝缘膜110的表面相接。第二金属膜162与第一金属膜161的表面相接。第一金属膜161和第二金属膜162被接合
在一起。
[0049]第一金属膜161通过布线引出结构163而与连接衬垫165相连接。第一金属膜151及布线引出结构163被以聚酰亚胺等为材料的保护膜190所覆盖。连接衬垫165及第二金属膜162的表面露出于保护膜190的表面。连接衬垫165通过布线167而与电极衬垫141相连接，第二金属膜162通过布线168而与电极衬垫142相连接。布线引出结构163、连接衬垫165、布线167及电极衬垫141为第一检测端子,并由与第一金属膜161相同的材料形成。布线168及电极衬垫142为第二检测端子，并由与第二金属膜162相同的材料形成。
[0050]另外，图5所示的半导体装置13具备隔着表面绝缘膜110而形成于半导体基板100的表面上的复合金属膜170。复合电极膜170具有在半导体基板100的平面方向(与深度方向垂直的方向)上邻接的第一金属膜171及第二金属膜172。第一金属膜171及第二金属膜172与表面绝缘膜110的表面相接。第一金属膜171和第二金属膜172通过它们的侧面而相互接合。
[0051]第一金属膜171通过布线173而与电极衬垫141相连接,第二金属膜172通过布线174而与电极衬垫142相连接。布线173及电极衬垫141为第一检测端子，并由与第一金属膜171相同的材料形成。布线174及电极衬垫142为第二检测端子，并由与第二金属膜172相同的材料形成。如图5所示，在第一金属膜171和第二金属膜172于半导体基板的平面方向(与深度方向垂直的方向)上邻接的情况下，容易实现检测端子的布线引导。在将复合金属膜形成于布线引导的自由度较小的半导体基板的背面侧的情况下，优选为，采用第一金属膜和第二金属膜在半导体基板的平面方向上邻接的复合金属膜。
[0052]第一金属膜151、161、171分别为,将Al作为主要成分而含有质量百分比10%以上的金属膜，其厚度在I μ m以上。第二金属膜152、162、172分别为，将Ni作为主要成分而含有质量百分比10%以上的金属膜，其厚度在500nm以上。第一金属膜151、161、171与第二金属膜152、162、172的赛贝克系数分别不同。并且，由于半导体装置11、12及13的其他结构与半导体装置10相同，因此，省略重复的说明。
[0053]在半导体装置11、12及13中，通过将电位检测器连接在电极衬垫141、142上等，从而能够对第一金属膜(151、161、171)与第二金属膜(152、162、172)之间的电位差进行检测。能够将复合金属膜(150、160、170)及与之相连接的布线引出结构(153、154、163)、连接衬垫(155、156、165) 、布线(157、158、167、168、173、174)、电极衬垫(141、142)等作为半导体装置(11、12、13)的温度检测元件来利用。
[0054]实施例2
[0055](半导体装置)
[0056]如图6及图7所示，实施例2所涉及的半导体装置20具备半导体基板200、表面绝缘膜210、复合金属膜220、电极衬垫241、242。复合金属膜220具备主部225和检测部230。在半导体基板200中，虽然未图示，但是作为半导体元件而形成有IGBT。主部225与半导体基板200的形成有IGBT元件的区域的表面相接。表面绝缘膜210与半导体基板200的未形成有IGBT元件的区域的表面相接。检测部230与表面绝缘膜210的表面相接。主部225作为发射电极而发挥功能。并且，虽然未图示，但集电电极以与半导体基板210的背面相接的方式形成。
[0057]复合金属膜220具有在半导体基板200的深度方向上被层压的第一金属膜221及第二金属膜222。第一金属膜221与半导体基板200的表面相接。第二金属膜222与第一金属膜221的表面相接。第一金属膜221与第二金属膜222被接合在一起。第一金属膜221为，将Al作为主要成分而含有质量百分比10%以上的金属膜，其厚度在Iym以上。第二金属膜222为，将Ni作为主要成分而含有质量百分比10%以上的金属膜，其厚度在500nm以上。第一金属膜221的赛贝克系数S21与第二金属膜222的赛贝克系数S22不同(S21 ? S22)。在第一金属膜221的检测部230的表面上连接有布线234，布线234与电极衬垫241相连接。在第二金属膜222的表面上连接有布线224，布线224与电极衬垫242相连接。布线234及电极衬垫241为第一检测端子，并由与第一金属膜221相同的材料形成。布线224及电极衬垫242为第二检测端子，并由与第二金属膜222相同的材料形成。
[0058]通过将电极衬垫241及242与电位检测器(未图示)连接，从而能够对第一金属膜221与第二金属膜222之间的电位差进行检测。由于第一金属膜221的赛贝克系数S21与第二金属膜222的赛贝克系数S22不同(S21 ^ S22)，因此，由于第一金属膜221和第二金属膜222的接合面、与电极衬垫241及电极衬垫242之间的温度差，从而产生电位差。通过由电位检测器来对该电位差进行检测，从而能够实施对半导体装置20的温度检测。具有第一金属膜221和第二金属膜222的复合金属膜220、与电极衬垫241、242及布线224、234能够作为半导体装置20的温度检测元件来利用。另外，复合金属膜220能够作为IGBT的发射电极来利用。由于温度检测时的电流路径与IGBT的电流路径共通，因此，能够省略用于设置作为温度检测元件而利用的复合金属膜220的空间，并且能够提高温度检测灵敏度。并且，关于第一金属膜221及第二金属膜222，能够通过与在实施例1中所说明的制造方法相同的方法来制造。
[0059](改变例)
[0060]图8及图9图示了图6及图7所示的半导体装置20的改变例。图8所示的半导体装置21具备复合金属膜250，所述复合金属膜250以与半导体基板200的形成有IGBT元件的区域的表面相接的方式而形成。复合电极膜250具有在半导体基板200的深度方向上被层压的第一金属膜251及第二金属膜252。第一金属膜251与半导体基板200的形成有IGBT兀件的区域的表面相接。第二金属膜252与第一金属膜251的表面相接。第一金属膜251和第二金属膜252被接合在一起。
[0061]第一金属膜251通过布线引导结构261而与连接衬垫262相连接，第二金属膜252通过布线引导结构263而与连接衬垫264相连接。第一金属膜251被第二金属膜252及以聚酰亚胺等为材料的保护膜290所覆盖。布线引导结构261、263被保护膜290所覆盖。第二金属膜252及连接衬垫262、264的表面露出于保护膜290的表面。连接衬垫262通过布线265而与电极衬垫241相连接，连接衬垫264通过布线266而与电极衬垫242相连接。布线引导结构261、连接衬垫262、布线265及电极衬垫241为第一检测端子,并由与第一金属膜251相同的材料形成。布线引导结构263、连接衬垫264、布线266及电极衬垫242为第二检测端子，并由与第二金属膜252相同的材料形成。
[0062]另外，图9所示的半导体装置22具备复合金属膜270，所述复合金属膜270以与半导体基板200的形成有IGBT元件的区域的表面相接的方式而形成。复合电极膜270具有在半导体基板200的深度方向上被层压的第一金属膜271及第二金属膜272。第一金属膜271与半导体基板200的形成有IGBT元件的区域的表面相接。第二金属膜272与第一金属膜271的表面相接。第一金属膜271和第二金属膜272被接合在一起。
[0063]第一金属膜271通过布线引导结构281而与连接衬垫282相连接。第一金属膜271被第二金属膜272及以聚酰亚胺等为材料的保护膜290所覆盖。布线引导结构281被保护膜290所覆盖。连接衬垫282及第二金属膜272的表面露出于保护膜290的表面。连接衬垫282通过布线284而与电极衬垫241相连接，第二金属膜272通过布线274而与电极衬垫242相连接。布线引导结构281、连接衬垫282、布线284及电极衬垫241为第一检测端子，并由与第一金属膜271相同的材料形成。布线274及电极衬垫242为第二检测端子，并由与第二金属膜272相同的材料形成。
[0064]第一金属膜251、271分别为，将Al作为主要成分而含有质量百分比10%以上的金属膜，其厚度在Iym以上。第二金属膜252、272分别为，将Ni作为主要成分而含有质量百分比10%以上的金属膜，其厚度在500nm以上。第一金属膜251、271与第二金属膜252、272的赛贝克系数分别不同。并且，由于半导体装置21及22的其他结构与半导体装置20相同，因此，省略重复的说明。
[0065]在半导体装置21及22中，也通过将电位检测器与电极衬垫241、242连接，从而能够对第一金属膜(251、271)与第二金属膜(252、272)之间的电位差进行检测。能够将复合金属膜250、270及与之相连接的布线引导结构(261、263、281)、连接衬垫(262、264、282)、布线(265、266、274、284)、电极衬垫(241、242 )等作为半导体装置(21、22 )的温度检测元件来利用。另外，与复合金属膜220相同地，复合金属膜250、270能够作为IGBT的发射电极来利用。
[0066]以上，对本发明的实施例进行了详细说明，但是，这些只不过是例示，并非对权利要求书进行限定的实施例。在权利要求书所记载的技术中，包含将以上例示的具体示例进行各种各样的变形、变更的实施例。
[0067]本说明书或附图所说明的技术要素单独或者通过各种组合来发挥技术上的有用性，并不限定于申请时权利要求中所记载的组合。另外，本说明书或附图所例示的技术能够同时实现多个目的，并且实现其中一个目的本身也具有技术上的有用性。
【权利要求】
1.一种半导体装置，具备: 半导体基板； 复合金属膜，其被形成于半导体基板的表面或背面上，并具有第一金属膜和第二金属膜，所述第二金属膜与第一金属膜接合，并且赛贝克系数与第一金属膜不同； 检测端子，其能够对第一金属膜与第二金属膜之间的电位差进行检测。
2.如权利要求1所述的半导体装置，其中， 检测端子具备与第一金属膜电连接的第一检测端子、和与第二金属膜电连接的第二检测端子， 第一检测端子由与第一金属膜相同的材料形成， 第二检测端子由与第二金属膜相同的材料形成。
3.如权利要求1或2所述的半导体装置，其中， 第一金属膜与半导体基板的表面或背面相接， 第二金属膜以与第一金属膜的、与半导体基板相反的一侧的面相接的方式，而被层压于第一金属膜的与半导体基板相反的一侧的面上。
4.如权利要求3所述的半导体装置，其中， 第一金属膜为， 将Al作为主要成分而含有质量百分比10%以上的金属膜，第二金属膜为，将选自N1、T1、Mo、W、Ag、Cu、Zn中的至少一种作为主要成分而含有质量百分比10%以上的金属膜。
5.如权利要求4所述的半导体装置，其中， 第一金属膜的厚度在Iym以上。
6.如权利要求4或5所述的半导体装置，其中， 第二金属膜为，将Ni作为主要成分而含有质量百分比10%以上的金属膜， 第二金属膜的厚度在500nm以上。
7.如权利要求3所述的半导体装置，其中， 第一金属膜为，将Ni作为主要成分而含有质量百分比10%以上的金属膜，第二金属膜为，将选自Zn、Ti中的至少一种作为主要成分而含有质量百分比10%以上的金属膜。
8.如权利要求7所述的半导体装置，其中， 第一金属膜的厚度在500nm以上。
9.如权利要求1至8中的任意一项所述的半导体装置，其中， 半导体装置还具备被形成于半导体基板的元件形成区域中的主电极， 第一金属膜、第二金属膜及检测端子，与主电极电独立。
10.如权利要求1至8中的任意一项所述的半导体装置，其中， 半导体装置还具备被形成于半导体基板的元件形成区域中的主电极， 第一金属膜、第二金属膜及检测端子，与主电极的电流路径相连接。
11.如权利要求1至8中的任意一项所述的半导体装置，其中， 复合金属膜为，被形成于半导体基板的元件形成区域中的主电极的至少一部分。
12.—种制造方法,其为如下半导体装置的制造方法， 所述半导体装置具备: 半导体基板；复合金属膜，其被形成于半导体基板的表面或背面上，并具有第一金属膜和第二金属膜，所述第二金属膜与第一金属膜接合，并且赛贝克系数与第一金属膜不同； 检测端子，其能够对第一金属膜和第二金属膜之间的电位差进行检测， 在所述制造方法中，第一金属膜和第二金属膜在真空中连续地通过溅射而成膜。
13.如权利要求12所述的制造方法，其中， 第一金属膜和第二金属膜在如下条件下，利用纯度在99%以上的成膜用靶，通过溅射而成膜，所述条件为，溅射腔室的待机真空度在IX 10_6Pa以下，且成膜过程中的腔室内的压力变动在10%以下，成膜`气体纯度在99%以上的条件。
【文档编号】H01L35/14GK103782405SQ201180073265
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2011年9月7日 优先权日:2011年9月7日
【发明者】水野义人 申请人:丰田自动车株式会社