本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù):
以往,為了防止由源電極中的鋁(Al)引起的、層間絕緣膜的腐蝕以及由多晶硅形成的柵電極和源電極之間的短路,設(shè)置阻障金屬層。另外,為了改善電接觸,在具有Al的陽(yáng)電極及陰電極與多晶硅層之間設(shè)置阻障金屬層(例如,參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
專(zhuān)利文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2012-129503號(hào)公報(bào)
非專(zhuān)利文獻(xiàn)
非專(zhuān)利文獻(xiàn)1:ケイ·シェナイ(K.Shenai),外2名,オプティマムセミコンダクターズフォーハイパワーエレクトロニクス(Optimum Semiconductors for High-Power Electronics),アイ·トリプル·イートランザクションズオンエレクトロンデバイシズ(IEEE Transactions on Electron Devices),1989年9月,第36卷,第9號(hào),p.1811-1823
非專(zhuān)利文獻(xiàn)2:ビー·ジャヤン·バリガ(B.Jayant Baliga)著,シリコンカーバイドパワーデバイシズ(Silicon Carbide Power Devices),(美國(guó)),ワールドサイエンティフィックパブリッシングカンパニー(World Scientific Publishing Co.),2006年3月30日,p.61
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
半導(dǎo)體裝置的表面附著水分時(shí),有時(shí)來(lái)自于水分的氫會(huì)進(jìn)入到半導(dǎo)體裝置的內(nèi)部。另外,在使用鋁作為源電極的情況下,有時(shí)鋁中所含有的氫會(huì)進(jìn)入到半導(dǎo)體裝置內(nèi)。氫具有還原作用,因此有時(shí)會(huì)由氫吸取半導(dǎo)體裝置內(nèi)的氧,而改變作為柵絕緣膜使用的二氧化硅等的絕緣膜的性質(zhì)。由此改變柵極結(jié)構(gòu)的柵極電壓閾值(Vth)。氫向半導(dǎo)體裝置的侵入在位于半導(dǎo)體裝置的端部的耐壓結(jié)構(gòu)部中也成為問(wèn)題。
在本發(fā)明的第1方式中,提供具備半導(dǎo)體基板、第1下部絕緣膜和第1保護(hù)膜的半導(dǎo)體裝置。半導(dǎo)體基板可以具有有源區(qū)域和耐壓結(jié)構(gòu)部。耐壓結(jié)構(gòu)部可以設(shè)置在有源區(qū)域的周?chē)?。?下部絕緣膜可以在半導(dǎo)體基板上設(shè)置于耐壓結(jié)構(gòu)部。第1保護(hù)膜可以設(shè)置在第1下部絕緣膜上。第1保護(hù)膜可以與半導(dǎo)體基板電絕緣。第1保護(hù)膜可以對(duì)氫進(jìn)行吸留。
半導(dǎo)體基板可以具有第1導(dǎo)電型。半導(dǎo)體基板可以在耐壓結(jié)構(gòu)部的正面具有第2導(dǎo)電型的區(qū)域。第1保護(hù)膜可以至少覆蓋第2導(dǎo)電型的區(qū)域的上方。
第2導(dǎo)電型的區(qū)域可以具有在從有源區(qū)域朝向耐壓結(jié)構(gòu)部的方向上濃度變低的區(qū)域。
設(shè)置于耐壓結(jié)構(gòu)部的第1保護(hù)膜可以與有源區(qū)域電隔離。
半導(dǎo)體裝置在設(shè)置于耐壓結(jié)構(gòu)部的第1保護(hù)膜上還具備第1上部絕緣膜。
第1保護(hù)膜可以在耐壓結(jié)構(gòu)部中一體地形成。
半導(dǎo)體基板在耐壓結(jié)構(gòu)部中還可以具備具有傾斜部和平坦部的高低差部。第1保護(hù)膜可以設(shè)置為在耐壓結(jié)構(gòu)部中覆蓋包括高低差部在內(nèi)的半導(dǎo)體基板的整個(gè)上方。
半導(dǎo)體裝置還可以具備柵流道部和柵焊盤(pán)部。柵流道部可以設(shè)置在有源區(qū)域與耐壓結(jié)構(gòu)部之間。柵焊盤(pán)部可以設(shè)置在有源區(qū)域與柵流道部之間。柵流道部以及柵焊盤(pán)部可以具有第2下部絕緣膜和第2保護(hù)膜。第2下部絕緣膜可以設(shè)置在半導(dǎo)體基板上。第2保護(hù)膜可以設(shè)置在第2下部絕緣膜上。第2保護(hù)膜可以對(duì)氫進(jìn)行吸留。
有源區(qū)域還可以具備第3下部絕緣膜與第3保護(hù)膜。第3下部絕緣膜可以設(shè)置在半導(dǎo)體基板上。第3保護(hù)膜可以設(shè)置在第3下部絕緣膜上。第3保護(hù)膜可以對(duì)氫進(jìn)行吸留。
有源區(qū)域還可以具備接觸部。接觸部可以提供半導(dǎo)體基板與第3保護(hù)膜的電連接。第3保護(hù)膜可以設(shè)置在半導(dǎo)體基板上。在接觸部中,半導(dǎo)體基板可以至少具有硅化鎳區(qū)域。在接觸部中,第3保護(hù)膜可以至少具有碳化鈦區(qū)域。
耐壓結(jié)構(gòu)部中的第1保護(hù)膜的厚度可以大于有源區(qū)域中的第3保護(hù)膜的厚度。
有源區(qū)域中的第3保護(hù)膜的厚度可以大于耐壓結(jié)構(gòu)部中的第1保護(hù)膜的厚度。
應(yīng)予說(shuō)明,上述的發(fā)明內(nèi)容未列舉出本發(fā)明的全部必要的特征。另外,這些特征組的子組合也可以構(gòu)成發(fā)明。
附圖說(shuō)明
圖1是表示半導(dǎo)體裝置100的俯視圖的圖。
圖2是表示圖1中的A-A截面的圖。
圖3是表示圖1中的B-B截面的圖。
圖4是表示圖1中的C-C截面的圖。
圖5是表示相對(duì)于柵極偏壓施加時(shí)間的柵極閾值(Vth)變化量的圖。
圖6A是表示形成漂移層12和多個(gè)p型區(qū)域的工序的圖。
圖6B是表示形成源極區(qū)26和接觸區(qū)28的工序的圖。
圖6C是表示形成絕緣膜51的工序的圖。
圖6D是表示形成柵絕緣膜32、柵電極34、層間絕緣膜36和層間絕緣膜52的階段的圖。
圖6E是表示形成鈦膜42和金屬層44的階段的圖。
圖6F是表示形成鈍化膜54和漏電極62的階段的圖。
符號(hào)說(shuō)明
10:半導(dǎo)體基板,11:第1導(dǎo)電型層,12:漂移層,14:正面,16:背面,22:阱區(qū),24:基區(qū),26:源極區(qū),28:接觸區(qū),29:硅化鎳區(qū)域,30:接觸部,32:柵絕緣膜,34:柵電極,36:層間絕緣膜,37:JTE高濃度區(qū)域,38:JTE低濃度區(qū)域,39:第2導(dǎo)電型的區(qū)域,42:鈦膜,43:碳化鈦區(qū)域,44:金屬層,45:高低差部,46:平坦部,47:傾斜部,51:絕緣膜,52:層間絕緣膜,54:鈍化膜,62:漏電極,100:半導(dǎo)體裝置,101:有源區(qū)域,102:耐壓結(jié)構(gòu)部,103:柵流道部,105:柵焊盤(pán)部
具體實(shí)施方式
以下,參照本發(fā)明的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明,以下的實(shí)施方式并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。另外,在實(shí)施方式中說(shuō)明的特征的組合的所有方式并不一定是本發(fā)明的技術(shù)方案所必需的。
在本說(shuō)明書(shū)中,n或p分別意味著電子或者空穴為多數(shù)載流子的情況。另外,對(duì)于n或p所帶的+或-而言,+意味著與未記載有+的情況相比雜質(zhì)濃度高,-意味著與未記載有-的情況相比雜質(zhì)濃度低。另外,在記載于本說(shuō)明書(shū)的例子中,第1導(dǎo)電型指n型并且第2導(dǎo)電型指p型,但在其它例子中,也可以是第1導(dǎo)電型指p型并且第2導(dǎo)電型指n型。
圖1是表示半導(dǎo)體裝置100的俯視圖的圖。也就是說(shuō),圖1是表示俯視半導(dǎo)體基板10的情況的圖。半導(dǎo)體裝置100具有與x-y平面平行的面。x方向與y方向?yàn)橄嗷ゴ怪钡姆较颍瑉方向?yàn)榕cx-y平面垂直的方向。在本說(shuō)明書(shū)中,正面?zhèn)仁侵妇哂信cx-y平面平行的面的物體的+z方向一側(cè),背面?zhèn)仁侵冈撐矬w的-z方向一側(cè)。位于物體的正面?zhèn)扰c背面?zhèn)戎g的面稱(chēng)為該物體的側(cè)面。應(yīng)予說(shuō)明,將半導(dǎo)體基板10的正面記為正面14,將半導(dǎo)體基板10的背面記為背面16。
半導(dǎo)體裝置100具有半導(dǎo)體基板10。在半導(dǎo)體基板10設(shè)有有源區(qū)域101和耐壓結(jié)構(gòu)部102。耐壓結(jié)構(gòu)部102設(shè)置在有源區(qū)域101的周?chē)?。?yīng)予說(shuō)明,在半導(dǎo)體裝置100中,a設(shè)置在b的周?chē)侵?,在?duì)半導(dǎo)體裝置100進(jìn)行圖1的俯視的情況下,以包圍b的周?chē)姆绞皆O(shè)置有a。
本例的有源區(qū)域101是具有縱型MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)的區(qū)域。但是,在其它的例子中,有源區(qū)域101也可以具有IGBT(Insulated Gate Bipolar Transisor,絕緣柵雙極型晶體管)來(lái)代替縱型MOSFET。
耐壓結(jié)構(gòu)部102是具有使半導(dǎo)體基板10的端部的電場(chǎng)集中緩和或者分散的功能的部分。半導(dǎo)體基板10在耐壓結(jié)構(gòu)部102中具有后述的JTE(Junction Termination Extension,結(jié)終端擴(kuò)展)結(jié)構(gòu)。JTE結(jié)構(gòu)具有設(shè)置在有源區(qū)域101的周?chē)暮笫龅腏TE高濃度區(qū)域37和JTE低濃度區(qū)域38。
半導(dǎo)體裝置100還具備柵流道部(gate runner)103和柵焊盤(pán)部105。在對(duì)半導(dǎo)體裝置100進(jìn)行俯視的情況下,柵流道部103設(shè)置在有源區(qū)域101與耐壓結(jié)構(gòu)部102之間。柵流道部103設(shè)置在有源區(qū)域101的周?chē)帕鞯啦?03是與后述的柵電極34電連接的布線。
在對(duì)半導(dǎo)體裝置100俯視的情況下,柵焊盤(pán)部105設(shè)置在有源區(qū)域101和柵流道部103之間。柵焊盤(pán)部105設(shè)置為與柵流道部103電連接。柵焊盤(pán)部105是從柵流道部103向有源區(qū)域101突出的部分。柵焊盤(pán)部105提供連接到外部布線的電連接。例如,在柵焊盤(pán)部105,利用引線鍵合連接?xùn)艠O端子布線。
圖2是表示圖1中的A-A截面的圖。圖2是表示有源區(qū)域101的截面的圖。本例的半導(dǎo)體基板10具有碳化硅(SiC)。但是,半導(dǎo)體基板10也可以是其他的寬帶隙半導(dǎo)體材料。例如在另一例子中,半導(dǎo)體基板10具有氮化鎵(GaN)。
半導(dǎo)體基板10具有第1導(dǎo)電型。半導(dǎo)體基板10在背面16側(cè)具有n+型的第1導(dǎo)電型層11,在正面14側(cè)具有n型的漂移層12。半導(dǎo)體基板10在漂移層12的正面14側(cè)具有p型的阱區(qū)22、p型的基區(qū)24、n+型的源極區(qū)26和p+型的接觸區(qū)28。
基區(qū)24的至少一部分設(shè)置在柵電極34的下方。在本說(shuō)明書(shū)中,“上”或者“上方”是指從半導(dǎo)體基板10的背面16朝向正面14的方向。與此相對(duì)地,“下”或者“下方”是指從半導(dǎo)體基板10的正面14朝向背面16的方向。基區(qū)24作為溝道形成區(qū)域發(fā)揮功能。若隔著柵絕緣膜32從柵電極34施加電場(chǎng),則在基區(qū)24的一部分形成溝道。
n+型的源極區(qū)26以被基區(qū)24夾著或者包圍的方式設(shè)置在基區(qū)24中。p+型的接觸區(qū)28以被源極區(qū)26夾著或者包圍的方式設(shè)置在基區(qū)24中。p+型的接觸區(qū)28具有使與源電極的接觸電阻降低的功能。
柵絕緣膜32至少使基區(qū)24和柵電極34電隔離。本例的柵絕緣膜32設(shè)置為在正面14與基區(qū)24和源極區(qū)26相接。
柵電極34設(shè)置在柵絕緣膜32上。作為第3下部絕緣層的層間絕緣膜36位于柵電極34上。層間絕緣膜36以包圍柵電極34的正面?zhèn)群蛡?cè)面的方式設(shè)置。層間絕緣膜36可以是PSG(Phosphosilicate Glass,磷硅酸鹽玻璃)膜或者BPSG(Borophosphosilicate Glass,硼磷硅酸鹽玻璃)膜。
在層間絕緣膜36上設(shè)有作為第3保護(hù)膜的鈦(Ti)膜42。鈦膜42具有吸留氫的功能。鈦膜42也可以含有硅化鈦(TiSix)。
金屬層44設(shè)置在鈦膜42上。金屬層44可以是鋁(Al),也可以是以重量比1%含有硅(Si)的鋁硅化物(AlSi)等鋁合金。鈦膜42以及金屬層44在有源區(qū)域101作為源電極發(fā)揮功能。應(yīng)予說(shuō)明,在半導(dǎo)體基板10的背面16下設(shè)置有漏電極62。
接觸部30是使鈦膜42與源極區(qū)26及接觸區(qū)28接觸的區(qū)域。接觸部30提供半導(dǎo)體基板10與鈦膜42的電連接。在接觸部30,源極區(qū)26的一部分與接觸區(qū)28具有硅化鎳(NiSi)區(qū)域29。另外,在接觸部30,鈦膜42至少具有碳化鈦(TiC)區(qū)域43。
圖3是表示圖1中的B-B截面的圖。圖3是表示橫跨有源區(qū)域101的端部、柵流道部103以及耐壓結(jié)構(gòu)部102的截面的圖。在半導(dǎo)體基板10上,絕緣膜51以及層間絕緣膜52的層疊體從有源區(qū)域101的外周端部起設(shè)置到耐壓結(jié)構(gòu)部102的外周端部為止。絕緣膜51可以是氧化硅(SiO2)等的氧化膜、PSG或者BPSG。層間絕緣膜52可以是與層間絕緣膜36相同的材料。層間絕緣膜52可以是PSG或BPSG。
柵流道部103具有作為第2下部絕緣膜的層間絕緣膜52、作為第2保護(hù)膜的鈦膜42、和金屬層44。鈦膜42設(shè)置在層間絕緣膜52上。鈦膜42吸留氫。在本例中,除了有源區(qū)域101以外,在柵流道部103中也能夠防止活性氫向半導(dǎo)體基板10侵入。
耐壓結(jié)構(gòu)部102至少具有作為第1下部絕緣膜的層間絕緣膜52和作為第1保護(hù)膜的鈦膜42。應(yīng)予說(shuō)明,由上述的記載可知,本例的第1保護(hù)膜~第3保護(hù)膜為鈦膜42。耐壓結(jié)構(gòu)部102的鈦膜42由于設(shè)置在層間絕緣膜52上,因此與半導(dǎo)體基板10電絕緣。
在本例中,將吸留氫的鈦膜42也設(shè)置在耐壓結(jié)構(gòu)部102。由此,能夠防止活性氫從耐壓結(jié)構(gòu)部102侵入到半導(dǎo)體基板10。因此,能夠防止有源區(qū)域101的柵極閾值變動(dòng)。
在耐壓結(jié)構(gòu)部102的鈦膜42上設(shè)置作為第1上部絕緣膜的鈍化膜54。鈍化膜54在有源區(qū)域101、耐壓結(jié)構(gòu)部102以及柵流道部103設(shè)置在最上方。應(yīng)予說(shuō)明,在有源區(qū)域101以及柵焊盤(pán)部105為了確保與外部的電導(dǎo)通,鈍化膜54被部分地除去。
耐壓結(jié)構(gòu)部102的鈦膜42具有懸浮電位。設(shè)置在耐壓結(jié)構(gòu)部102的鈦膜42與有源區(qū)域101電隔離。同樣地,耐壓結(jié)構(gòu)部102的鈦膜42也與柵流道部103電隔離。位于耐壓結(jié)構(gòu)部102的鈦膜42與位于柵流道部103的鈦膜42之間的間隔距離可以是2μm以上10μm以下。應(yīng)予說(shuō)明,位于有源區(qū)域101的鈦膜42與位于柵流道部103之間的間隔距離也可以是2μm以上10μm以下。
半導(dǎo)體基板10在耐壓結(jié)構(gòu)部102具有高低差部45。高低差部45具有z方向的高度位置不同的2個(gè)平坦部46、和位于2個(gè)平坦部46之間的傾斜部47。在2個(gè)平坦部46中位于下方的平坦部46設(shè)有第2導(dǎo)電型的區(qū)域39。鈦膜42具有懸浮電位,因此在第2導(dǎo)電型的區(qū)域39不施加電壓。因此,耐壓結(jié)構(gòu)部102可以不是作為場(chǎng)板結(jié)構(gòu)而是作為JTE結(jié)構(gòu)而發(fā)揮功能。由此,可以防止絕緣膜51以及層間絕緣膜52被絕緣破壞。
半導(dǎo)體基板10在耐壓結(jié)構(gòu)部102的正面14具有作為第2導(dǎo)電型的區(qū)域39的JTE高濃度區(qū)域37和JTE低濃度區(qū)域38。JTE低濃度區(qū)域38具有比JTE高濃度區(qū)域37低的p型的雜質(zhì)濃度。本例的JTE高濃度區(qū)域37具有p型雜質(zhì),JTE低濃度區(qū)域38具有p-型雜質(zhì)。也就是說(shuō),第2導(dǎo)電型的區(qū)域39是在從有源區(qū)域101朝向耐壓結(jié)構(gòu)部102的方向上p型雜質(zhì)的濃度變低的區(qū)域。
鈦膜42在耐壓結(jié)構(gòu)部102中一體地形成。應(yīng)予說(shuō)明,所謂鈦膜42一體地形成,意味著鈦膜42為整面膜。例如,意味著在耐壓結(jié)構(gòu)部102中的鈦膜42不形成孔和開(kāi)口等。
鈦膜42在耐壓結(jié)構(gòu)部102中至少覆蓋第2導(dǎo)電型的區(qū)域39的上方。本例的鈦膜42設(shè)置為在耐壓結(jié)構(gòu)部102中覆蓋包括高低差部45在內(nèi)的半導(dǎo)體基板10的整個(gè)上方。即,鈦膜42可以設(shè)置為覆蓋耐壓結(jié)構(gòu)部102的整個(gè)上方。由此,可以防止氫向JTE高濃度區(qū)域37以及JTE低濃度區(qū)域38侵入,因此可以防止耐壓結(jié)構(gòu)部102中的耐壓特性的變動(dòng)。
圖4是表示圖1中的C-C截面的圖。圖4是表示柵焊盤(pán)部105的截面的圖。在半導(dǎo)體基板10上,絕緣膜51以及層間絕緣膜52的層疊體從柵焊盤(pán)部105起設(shè)置到有源區(qū)域101為止。柵焊盤(pán)部105具有作為第2下部絕緣膜的層間絕緣膜52、作為第2保護(hù)膜的鈦膜42、和金屬層44。鈦膜42設(shè)置在層間絕緣膜52上。鈦膜42吸留氫,因此除了有源區(qū)域101以外,在柵焊盤(pán)部105也可以防止活性氫向半導(dǎo)體基板10侵入。
圖5是表示相對(duì)于柵極偏壓施加時(shí)間的柵極閾值(Vth)變化量的圖。通過(guò)對(duì)柵電極34連續(xù)地施加?xùn)艠O偏壓,對(duì)柵極閾值的變化進(jìn)行試驗(yàn)并進(jìn)行測(cè)定。橫軸是柵極偏壓施加時(shí)間[hr],縱軸是柵極閾值(Vth)變化量[V]。
圖5中的“比較例”表示只在有源區(qū)域101設(shè)置有鈦膜42的情況的試驗(yàn)結(jié)果。與此相對(duì)地,圖5中的“實(shí)施例”表示在有源區(qū)域101、耐壓結(jié)構(gòu)部102、柵流道部103以及柵焊盤(pán)部105設(shè)置有鈦膜42的情況的試驗(yàn)結(jié)果。由圖5可知,例如,對(duì)于400小時(shí)后的柵極閾值變化量而言,比較例是實(shí)施例的10倍以上。圖5的試驗(yàn)結(jié)果示出了在有源區(qū)域101以外的位置也設(shè)置鈦膜42對(duì)于抑制柵極閾值變化量是有效的。
從圖6A到圖6F是表示半導(dǎo)體裝置100的制造工序的圖。應(yīng)予說(shuō)明,在從圖6A到圖6F中,雖然省略了C-C截面,但在A-A截面、B-B截面以及C-C截面中使用相同的符號(hào)表示的層、區(qū)域以及膜等以相同的工序制作。例如,有源區(qū)域101、耐壓結(jié)構(gòu)部102以及柵焊盤(pán)部105中的源極區(qū)26以及接觸區(qū)28在圖6B的工序中形成。
圖6A是表示形成漂移層12和多個(gè)p型區(qū)域的工序的圖。首先,準(zhǔn)備具有約2.0E19cm-3的n型雜質(zhì)濃度的第1導(dǎo)電型層11。應(yīng)予說(shuō)明,E意味著10的冪。例如E19意味著10的19次方。本例的第1導(dǎo)電型層11為n+型SiC基板。n+型SiC基板的主面可以是在<11-20>方向上具有4度左右的偏角(off angle)的(000-1)面。
接下來(lái),在第1導(dǎo)電型層11的上方,利用外延生長(zhǎng)法以約10μm生長(zhǎng)具有約1.0E16cm-3的n型雜質(zhì)濃度的漂移層12。雖然第1導(dǎo)電型層11和漂移層12中的n型雜質(zhì)為N(氮),但只要是n型雜質(zhì),也可以使用其他的雜質(zhì)。
接下來(lái),在漂移層12的正面?zhèn)?,利用外延生長(zhǎng)法以約0.5μm生長(zhǎng)具有約2.0E16cm-3的p型雜質(zhì)濃度的阱區(qū)22和基區(qū)24。本例的p型雜質(zhì)為Al,但只要是p型雜質(zhì),也可以使用其他的雜質(zhì)。應(yīng)予說(shuō)明,在阱區(qū)22和基區(qū)24以外的區(qū)域,利用外延生長(zhǎng)法以約0.5μm生長(zhǎng)漂移層12。
應(yīng)予說(shuō)明,利用蝕刻對(duì)漂移層12的端部附近進(jìn)行局部地去除,形成凹陷。之后,利用外延生長(zhǎng)法形成JTE高濃度區(qū)域37和JTE低濃度區(qū)域38,從而形成第2導(dǎo)電型的區(qū)域39。通過(guò)調(diào)整外延生長(zhǎng)法生長(zhǎng)時(shí)的雜質(zhì)濃度,可以使JTE高濃度區(qū)域37成為p型,JTE低濃度區(qū)域38成為p-型。
圖6B是表示形成源極區(qū)26和接觸區(qū)28的工序的圖。圖6B是表示圖6A之后的工序的圖。在圖6B的工序中,利用光刻和離子注入在基區(qū)24的正面?zhèn)冗x擇性地形成接觸區(qū)28。接下來(lái),利用光刻和離子注入在基區(qū)24的正面?zhèn)冗x擇性地形成源極區(qū)26。接下來(lái),為了使注入了的雜質(zhì)活性化,對(duì)半導(dǎo)體基板10進(jìn)行熱處理。
圖6C是表示形成絕緣膜51的工序的圖。圖6C是表示圖6B之后的工序的圖。在圖6C的工序中,在半導(dǎo)體基板10上選擇性地設(shè)置絕緣膜51。絕緣膜51可以設(shè)置為具有以上的厚度。
圖6D是表示形成柵絕緣膜32、柵電極34、層間絕緣膜36和層間絕緣膜52的階段的圖。圖6D是表示圖6C之后的工序的圖。在圖6D的工序中,在氧氣和氫氣的混合氣氛下將半導(dǎo)體基板10曝露在約1000℃的溫度并進(jìn)行熱氧化,由此形成柵絕緣膜32。柵絕緣膜32的厚度可以是約100nm。
接下來(lái),在柵絕緣膜32的正面?zhèn)刃纬蓳诫s了磷的多晶硅。接下來(lái),利用光刻選擇性地去除多晶硅,由此形成具有多晶硅的柵電極34。接下來(lái),在柵電極34的正面?zhèn)群蛡?cè)面形成層間絕緣膜36,并且以覆蓋包括耐壓結(jié)構(gòu)部102的高低差部45在內(nèi)的半導(dǎo)體基板10的整個(gè)上方的方式形成層間絕緣膜52。層間絕緣膜36和層間絕緣膜52為PSG,將膜厚設(shè)為約1.0μm的厚度。
接下來(lái),利用光刻對(duì)柵絕緣膜32、層間絕緣膜36和層間絕緣膜52進(jìn)行圖案化,形成多個(gè)接觸部30。接下來(lái),對(duì)半導(dǎo)體基板10進(jìn)行熱處理,由此使層間絕緣膜36和層間絕緣膜52回流而平坦化。
圖6E表示形成鈦膜42和金屬層44的階段的圖。圖6E是表示圖6D之后的工序的圖。在圖6E的工序中,利用濺射法使鈦膜42以(=100nm=0.1μm)以上且0.5μm以下的厚度形成。通過(guò)形成為0.1μm以上的厚度,可以防止高低差部45中的鈦膜42的斷裂。
之后,利用光刻對(duì)鈦膜42進(jìn)行圖案化。應(yīng)予說(shuō)明,在形成鈦膜42之前,可以將鎳(Ni)導(dǎo)入到在接觸部30露出的半導(dǎo)體基板10,形成硅化鎳區(qū)域29。與硅化鎳區(qū)域29相接的鈦膜42可以具有碳化鈦區(qū)域43。
應(yīng)予說(shuō)明,作為變形例,耐壓結(jié)構(gòu)部102中的作為第1保護(hù)膜的鈦膜42的厚度可以大于有源區(qū)域101中的作為第3保護(hù)膜的鈦膜42的厚度。例如,將耐壓結(jié)構(gòu)部102的鈦膜42的厚度設(shè)為大于0.5μm。在對(duì)半導(dǎo)體裝置100俯視的情況下,耐壓結(jié)構(gòu)部102的鈦膜42的面積為整體的10%左右。通過(guò)增大耐壓結(jié)構(gòu)部102的鈦膜42的厚度,可以使耐壓結(jié)構(gòu)部102中的氫吸留效果變得更加可靠。
另外,代替該變形例,有源區(qū)域101中的作為第3保護(hù)膜的鈦膜42的厚度可以大于耐壓結(jié)構(gòu)部102中的作為第1保護(hù)膜的鈦膜42的厚度。例如,將有源區(qū)域101的鈦膜42的厚度設(shè)為耐壓結(jié)構(gòu)部102的鈦膜42的厚度的4倍。在有源區(qū)域101中含有鋁(Al)的金屬層44與鈦膜42進(jìn)行反應(yīng),因此有時(shí)鈦膜42的厚度50nm左右會(huì)成為鈦鋁合金(TiAl)。鈦鋁合金的氫吸留效果比鈦小。因此,通過(guò)將有源區(qū)域101的鈦膜42的厚度設(shè)為比耐壓結(jié)構(gòu)部102的鈦膜42厚,可以使有源區(qū)域101中的氫吸留效果變得更可靠。
接下來(lái),形成5μm的厚度的金屬層44。本例的金屬層44為鋁硅化物(AlSi)。金屬層44在除了耐壓結(jié)構(gòu)部102的高低差部45以外的部分,選擇性地形成。
圖6F是表示形成鈍化膜54和漏電極62的階段的圖。圖6F是表示圖6E之后的工序的圖。在圖6F的工序中,首先,在半導(dǎo)體基板10的背面?zhèn)壤脼R射法將鎳(Ni)成膜,并在970℃下進(jìn)行熱處理。由此,在背面16形成歐姆接合區(qū)域。在該歐姆接合區(qū)域的背面?zhèn)壤脼R射法按照鈦(Ti)、鎳(Ni)和金(Au)的順序進(jìn)行成膜。由此,形成漏電極62。
接下來(lái),在半導(dǎo)體基板10的正面?zhèn)鹊恼麄€(gè)面形成鈍化膜54。之后,在設(shè)置源極端子布線的有源區(qū)域101的一部分以及設(shè)置柵極端子布線的柵焊盤(pán)部105的一部分去除鈍化膜54。由此,完成半導(dǎo)體裝置100。
以上,使用實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明,但本發(fā)明的技術(shù)范圍不限于記載于上述實(shí)施方式的范圍。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地想到對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行各種變更或者改進(jìn)。從權(quán)利要求的記載可以明確,這樣的進(jìn)行了變更或改良的實(shí)施方式也包含于本發(fā)明的技術(shù)范圍。
需要注意的是,權(quán)利要求書(shū)、說(shuō)明書(shū)及附圖中所示的裝置及方法中的動(dòng)作、順序、步驟以及階段等各處理的執(zhí)行順序,只要未特別標(biāo)注“先于”、“在之前”,或者只要前面的處理的結(jié)果不在后面的處理中使用,即可以以任意的順序?qū)崿F(xiàn)。關(guān)于權(quán)利要求書(shū)、說(shuō)明書(shū)及附圖中的工作流程,方便起見(jiàn)使用“首先”、“接下來(lái)”等進(jìn)行了說(shuō)明,但并不意味著必須按照該順序進(jìn)行實(shí)施。