半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供半导体装置。在Ti膜设置于由BPSG等构成的层间绝缘膜上的情况下，由于Ti膜吸出层间绝缘膜所含有的氧，所以导致Ti膜变化为TiO2膜。这样，TiO2膜与层间绝缘膜的密合性降低。因此，存在源电极或发射电极从层间绝缘膜剥离，半导体装置的可靠性降低的问题。本发明专利技术的半导体装置具有：半导体基板；绝缘膜，其含有氧，且设置于半导体基板上，具有使半导体基板露出的开口；第一势垒金属部，其至少设置于开口的底部，层叠有一种以上的膜；上部电极，其设置于绝缘膜的上方，在绝缘膜的上表面与上部电极之间不设置势垒金属，或者在绝缘膜的上表面与上部电极之间还具备与第一势垒金属部的构成不同的第二势垒金属部。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置
本专利技术涉及半导体装置。
技术介绍
以往，MOSFET(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)的源极接触部和IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor：绝缘栅双极型晶体管)的发射电极接触部使用所谓的势垒金属或高熔点金属(例如，参照专利文献1～3)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-160039号公报专利文献2：日本特开2007-266483号公报专利文献3：日本特开2011-249491号公报
技术实现思路
技术问题作为源电极或发射电极，有时使用含有铝(以下，记为Al)的金属。另外，作为防止含有Al的金属与硅(以下，记为Si)基板发生反应的势垒金属膜，有时使用钛(以下，记为Ti)膜。然而，在将Ti膜设置于由BPSG等构成的层间绝缘膜上的情况下，由于Ti膜吸收层间绝缘膜所含有的氧，所以Ti膜会变为氧化钛(以下，记为TiO2)膜。由此，TiO2膜与层间绝缘膜之间的密合性降低。因此，存在源电极或发射电极从层间绝缘膜剥离，半导体装置的可靠性降低的问题。技术方案在本专利技术的第一形态中，提供一种半导体装置。半导体装置可以具备半导体基板、绝缘膜、第一势垒金属部和上部电极。绝缘膜可以设置于半导体基板上。绝缘膜可以具有使半导体基板露出的开口。绝缘膜可以含有氧。第一势垒金属部可以至少设置于开口的底部。第一势垒金属部可以被设置为由一种以上的膜层叠而成。上部电极可以设置于绝缘膜的上方。在绝缘膜的上表面与上部电极之间可以不设置势垒金属。或者代替它，半导体装置在绝缘膜的上表面与上部电极之间还可以具备与第一势垒金属部的构成不同的第二势垒金属部。在第二势垒金属部中，与绝缘膜接触的膜可以不是钛膜，也可以不是氧化钛膜。第一势垒金属部可以具有层叠膜。层叠膜可以是钛膜和钛膜上的氮化钛膜。另外，第二势垒金属部可以具有氮化钛膜。半导体装置还可以在绝缘膜的开口具备插塞。插塞可以具有钨。第二势垒金属部可以设置在插塞与上部电极之间。绝缘膜的上表面与上部电极之间的第二势垒金属部、和插塞的上表面与上部电极之间的第二势垒金属部可以连续。上部电极的材料可以包含硅。可以在半导体基板设有功率元件部和控制电路部。功率元件部可以至少具有绝缘膜、第一势垒金属部、第二势垒金属部和上部电极。控制电路部可以控制功率元件部。半导体装置还可以具备铜线。铜线在上部电极上可以与上部电极电连接。在本专利技术的第二形态中，提供一种半导体装置的制造方法。半导体装置的制造方法可以包括形成绝缘膜的工序、在绝缘膜形成开口的工序、形成第一势垒金属部的工序以及形成上部电极的工序。绝缘膜可以设置于半导体基板上。绝缘膜可以含有氧。绝缘膜的开口可以使半导体基板露出。第一势垒金属部可以设置于开口的至少底部。第一势垒金属部可以被设置为由一种以上的膜层叠而成。上部电极可以设置于绝缘膜的上方。在半导体装置的制造方法中，在绝缘膜的上表面与上部电极之间可以不形成势垒金属。或者，代替它，在半导体装置的制造方法中，还可以包括在绝缘膜的上表面与上部电极之间设置与第一势垒金属部的构成不同的第二势垒金属部的工序。半导体装置的制造方法在形成第一势垒金属部的工序之后且形成上部电极的工序之前还可以包括形成插塞的工序。插塞可以设置于绝缘膜的开口内。插塞可以具有钨。应予说明，上述
技术实现思路
未列举本专利技术的所有特征。另外，这些特征群的子组合也能够另外成为专利技术。附图说明图1是表示半导体装置300的示意图。图2是第一实施方式中的半导体装置300的截面图。图3是表示半导体装置300的制造顺序的流程图。图4A是工序S10中的截面图。图4B是工序S20中的截面图。图4C是工序S25中的截面图。图4D是工序S30中的截面图。图4E是工序S35中的截面图。图4F是工序S40中的截面图。图4G是工序S45中的截面图。图4H是工序S50中的截面图。图4I是工序S55中的截面图。图4J是工序S60中的截面图。图4K是工序S70中的截面图。图4L是工序S80中的截面图。图4M是工序S90中的截面图。图4N是工序S100中的截面图。图5是表示密合试验的结果的图。图6是第二实施方式中的半导体装置300的截面图。图7是第三实施方式中的半导体装置300的截面图。图8是第四实施方式中的半导体装置300的截面图。图9是第五实施方式中的半导体装置300的截面图。符号说明10：半导体基板，12：正面，14：背面，22：基区，24：接触区，26：源区，27：n+型阱区，28：p型阱区，29：p+型阱区，30：分离区，32：漂移区，34：漏区，36：FS层，38：集电层，40：栅极部，42：栅电极，44：栅绝缘膜，45：沟槽部，50：源极部，52：导线，53：焊料，54：上部电极，56：配线层，60：漏极部，62：漏电极，65：集电极部，72：Ti膜，74：TiN膜，76：W插塞，77：上表面，78：TiN膜，80：绝缘膜，81：绝缘膜，82：开口，83：开口，84：底部，85：发射极部，86：侧面，88：上表面，90：钝化膜，92：集电电极，95：开口，100、110、120、130、140：功率元件部，132：基区，134：接触区，136：发射区，137：缓冲区，138：集电区，200：控制电路部，300：半导体装置具体实施方式以下，通过专利技术的实施方式说明本专利技术，但以下的实施方式不限定于权利要求的专利技术。另外，实施方式中说明的特征的所有组合并不限定为专利技术的解决方案所必须的。图1是表示半导体装置300的示意图。本例的半导体装置300具有功率元件部100和控制电路部200。本例的半导体装置300是在一个半导体基板集成了功率元件部100和控制电路部200的所谓的智能电源开关(IntelligentPowerSwitch)。通过在一个半导体基板上设置功率元件部100和控制电路部200，与在各不相同的芯片设置功率元件部100和控制电路部200的情况相比，能够使半导体装置300小型化。本例的功率元件部100具有使大电流从漏极(D)流向源极(S)的功能。控制电路部200具有控制功率元件部100的动作的功能。本例的控制电路部200具有通过向功率元件部100输送控制信号来控制功率元件部100的栅极(G)的导通-截止的功能。例如，控制电路部200具有逻辑电路、电平转换电路和驱动电路。另外，控制电路部200可以具有检测功率元件部100的异常的功能。例如，控制电路部200具有过热检测功能、过电流检测功能、过电压检测功能、短路检测功能和保护电路功能。由此，能够提高功率元件部100的动作可靠性。图2是第一实施方式中的半导体装置300的截面图。在图2中，示出功率元件部100和控制电路部200的截面的一部分。如上所述，功率元件部100和控制电路部200设置于共用的半导体基板10。本例的功率元件部100是沟槽栅型的纵向型MOSFET。本例的功率元件部100具有半导体基板10、栅电极42-1、栅绝缘膜44-1、上部电极54、漏电极62、Ti膜72、氮化钛(以下，记为TiN)膜74、钨(以下，记为W)插塞76、TiN膜78、绝缘膜80和钝化膜90。另外，在本例中，在钝化膜90的开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，具备：半导体基板；绝缘膜，其包含氧，且设置于所述半导体基板上，具有使所述半导体基板露出的开口；第一势垒金属部，其至少设置于所述开口的底部，由一种以上的膜层叠而成；以及上部电极，其设置于所述绝缘膜的上方，在所述绝缘膜的上表面与所述上部电极之间不设置势垒金属，或者在所述绝缘膜的上表面与所述上部电极之间还具备与所述第一势垒金属部的构成不同的第二势垒金属部。

【技术特征摘要】
2016.10.12 JP 2016-2013481.一种半导体装置，其特征在于，具备：半导体基板；绝缘膜，其包含氧，且设置于所述半导体基板上，具有使所述半导体基板露出的开口；第一势垒金属部，其至少设置于所述开口的底部，由一种以上的膜层叠而成；以及上部电极，其设置于所述绝缘膜的上方，在所述绝缘膜的上表面与所述上部电极之间不设置势垒金属，或者在所述绝缘膜的上表面与所述上部电极之间还具备与所述第一势垒金属部的构成不同的第二势垒金属部。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，在所述第二势垒金属部，与所述绝缘膜接触的膜不是钛膜，也不是氧化钛膜。3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，所述第一势垒金属部具有层叠膜，所述层叠膜是钛膜和所述钛膜上的氮化钛膜的层叠膜，所述第二势垒金属部具有氮化钛膜。4.根据权利要求1～3中任一项记载的半导体装置，其特征在于，在所述绝缘膜的所述开口还具备具有钨的插塞。5.根据权利要求4所述的半导体装置，其特征在于，所述第二势垒金属部也被设置在所述插塞与所述上部电极之间。6.根据权利要求4或5所述的半导体装置，其特征在于，所述绝缘膜的上表面和所述上部电极之间的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张艳争，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP