制造半导体器件的方法技术

技术编号:10189426 阅读:178 留言:0更新日期:2014-07-08 16:54
一种制备MOSFET(1)的方法,包括:制备碳化硅衬底(10)的步骤;形成与衬底(10)进行欧姆接触的漏电极(51)的步骤;以及形成与漏电极(51)的顶部接触的背表面焊盘电极(80)的步骤。在漏电极(51)形成步骤中,形成包括含有Ti和Si的合金的漏电极(51)。而且,所形成的背表面焊盘电极(80)被维持在300℃或更低的温度,直至MOSFET(1)制备完成。该配置使得能够条制备工艺的效率,同时实现电极间良好的粘附性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种制备MOSFET(1)的方法,包括:制备碳化硅衬底(10)的步骤;形成与衬底(10)进行欧姆接触的漏电极(51)的步骤;以及形成与漏电极(51)的顶部接触的背表面焊盘电极(80)的步骤。在漏电极(51)形成步骤中,形成包括含有Ti和Si的合金的漏电极(51)。而且,所形成的背表面焊盘电极(80)被维持在300℃或更低的温度,直至MOSFET(1)制备完成。该配置使得能够条制备工艺的效率,同时实现电极间良好的粘附性。【专利说明】
本专利技术涉及一种,更特别地,涉及一种,以便提供有效的制造工艺,同时实现电极间良好的粘附性。
技术介绍
近年来,为了在半导体器件中实现高击穿电压、低损耗等,已经开始采用碳化硅作为半导体器件的材料。碳化硅是带隙大于硅的宽带隙半导体,其已经常规地广泛地用作半导体器件的材料。因此,通过采用碳化硅作为半导体器件的材料,半导体器件能够具有高击穿电压,降低的导通电阻等等。而且,有利地,与采用硅作为其材料的半导体器件相比,由此采用碳化硅作为其材料的半导体器件即使在高温环境下也具有较少劣化的特性。采用碳化硅作为其材料的示例性半导体器件是诸如MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)的半导体器件,用于基于预定阈值电压,通过控制沟道区中反型层的出现/消失而导通和中断电流。构造MOSFET以致在具有通过引入期望杂质等而形成的有源区的衬底上形成氧化物膜、电极等等。为了提高器件的可靠性,需要衬底和各个电极之间良好的电接触以及电极之间的高粘附性。在制造这种MOSFET的工艺中,对其中形成有有源区的衬底进行研磨、抛光或蚀刻以便减薄到期望厚度。随后,在研磨表面上,形成例如由Ni制成的接触电极(例如参见专利文献I)。由于进行例如采用激光照射的退火等的原因,接触电极与构成衬底的Si进行反应且因此被硅化,由此与衬底形成欧姆接触。在这种Ni基电极用作接触电极的情况下,能够在衬底和电极之间实现良好的电接触。但是,不利地,当对电极进行退火时,在电极表面上发生非晶碳的沉积以及不规则体的形成。这致使与将要形成在接触电极上的焊盘电极的粘附性劣化,结果是器件的可靠性降低(例如,参见非专利文献I)。对于MOSFET的耐用性来说,存在以下问题。即,由于长期使用,具有高电阻的金属间化合物可能形成在接触电极和焊盘电极之间,导致难以稳定操作M0SFET。为了克服上述问题,例如已经针对构成接触电极和焊盘电极的金属材料的改进进行了研究(例如,参见专利文献2)。引证文献列表专利文献PTLl:美国专利 N0.7,547,578PTL2 日本专利特开 N0.2010-272766非专利文献NPLl:Zhe Chuan Feng, Jian H.Zhao, “Silicon carbide!materials, processing, and devices (碳化娃:材料,工艺和器件)”,第20卷,Taylor&Francis出版公司,2004,pp.203-280
技术实现思路
技术问题而且,在制造MOSFET的工艺中,在形成焊盘电极之后执行热处理(烧结),以便抑制由于接触电极和焊盘电极之间劣化的粘附性而造成的焊盘电极的脱离等等。具体地,在制造诸如MOSFET的半导体器件的工艺中,在形成焊盘电极之后执行热处理,以便抑制由于焊盘电极的脱离等造成的器件产率下降。不利地,这使得难以实现有效率的制造工艺。鉴于上述问题提出本专利技术,且本专利技术的目的是提供一种,以便提供有效的制造工艺,同时实现电极间良好的粘附性。问题的解决手段根据本专利技术的包括步骤:制备由碳化硅制成的衬底;形成与衬底进行欧姆接触的接触电极;以及形成位于接触电极上并与其接触的焊盘电极。在形成接触电极的步骤中形成的接触电极由包含Ti和Si的合金制成。在形成焊盘电极的步骤中形成的焊盘电极被维持在300 V或更低的温度,直至完成半导体器件。这里,在根据本专利技术的中,意图是使焊盘电极维持在300°C或更低的温度,直至完成半导体器件,更特别地,直至完成使用由碳化硅制成的衬底制造半导体器件并借助切分等将其分离成的单独的半导体器件。在分离成单独的半导体器件之后能够执行的安装步骤等中,不意图将焊盘电极维持在上述温度范围内。本专利技术人已经对方案进行了详细研究,从而提供制造半导体器件的更有效的工艺,同时实现接触电极和焊盘电极之间良好的粘附性。因此,已经发现当包含Ti和Si的合金用作构成接触电极的材料时,能够在形成位于接触电极上并与其接触的焊盘电极之后,在不执行热处理的情况下实现电极间良好的粘附性。因此,构思了本专利技术。在根据本专利技术的中,形成由包含Ti和Si的合金制成的接触电极。因此,在形成位于接触电极上并与其接触的焊盘电极之后,在不执行热处理的情况下,具体地,将焊盘电极维持在300°C或更低的温度,就能够实现接触电极和焊盘电极之间良好的粘附性。因此,根据本专利技术的,能够提供一种,由此能够提供有效的制造工艺,同时实现电极间良好的粘附性。在中,在形成焊盘电极的步骤中形成的焊盘电极可被维持在100°C或更低的温度,直至完成半导体器件。因此,在根据本专利技术的中,即使在将焊盘电极维持在这种较低温度下时,也能实现接触电极和焊盘电极之间良好的粘附性。在中,在制备衬底的步骤中制备的衬底可包括下述结构,其中当从平面图中观察时,每个均由单晶碳化硅制成的多个SiC衬底并排布置,且在一侧多个SiC衬底的主表面通过基层彼此连接。因此,能够容易地制备衬底,其能够被处置为具有良好结晶性并具有较大直径的碳化硅衬底。因此,能够更有效的制造高质量半导体器件。可在形成接触电极的步骤之前包括以下步骤:通过在衬底中形成有源区而制备第一中间衬底;通过在与要形成接触电极的衬底一侧相反的衬底一侧上形成电极层而制备第二中间衬底;使用粘合带通过将其上形成电极层的第二中间衬底的一侧粘合至粘合带来支撑第二中间衬底;以及在通过粘合带支撑第二中间衬底的情况下,在要形成接触电极的一侧上研磨衬底的主表面。形成接触电极的步骤可包括如下步骤:在第二中间衬底由粘合带支撑的情况下,在被研磨的主表面上形成包含Ti和Si的合金制成的金属层;以及通过加热金属层制备其中接触电极形成在第二中间衬底上的第三中间衬底。在形成焊盘电极的步骤中,在通过粘合带支撑第三中间衬底的情况下,通过将焊盘电极形成在接触电极上并与其接触来制备第四中间衬底。因此,在由此被研磨的衬底的主表面上,能够更容易地形成接触电极和焊盘电极。在中,在制备第三中间衬底的步骤中,可局部地加热金属层。以此方式,能够在加热金属层的同时抑制在相邻于金属层的区域中温度升高。在中,在制备第三中间衬底的步骤中,可通过利用激光照射金属层而局部地加热金属层。以此方式,能够更容易地实现金属层的局部加热。在中,形成接触电极的步骤可包括形成包括了 Ti部分和Si部分的薄膜的步骤。因此,能够降低用于形成与衬底进行欧姆接触的接触电极的能量。在中,可通过将Ti部分和Si部分彼此混合来形成薄膜。以此方式,能够降低用于形成与衬底进行欧姆接触的接触电极的能量。在中,可通过将由Ti部分构成的层和由Si部分构成的层彼此堆叠来形成薄膜。以此方式,能够降低用于形成与衬底进行欧姆接触的接触电极的能量。在中,薄膜可具有IOnm或更大的膜厚。因此,能够稳本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种制造半导体器件(1)的方法,包括以下步骤:制备由碳化硅制成的衬底(10);形成与所述衬底进行欧姆接触的接触电极(51);以及在所述接触电极上并且与所述接触电极接触地形成焊盘电极(80),形成所述接触电极的步骤包括执行退火的步骤,在形成所述接触电极的步骤中形成的所述接触电极由包含Ti和Si的合金制成,在形成所述焊盘电极的步骤中形成的所述焊盘电极被维持在300℃或更低的温度,直至完成所述半导体器件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:北林弘之玉祖秀人堀井拓
申请(专利权)人:住友电气工业株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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