半导体装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供半导体装置的制造方法。半导体装置的制造方法包括如下工序：在半导体基板的上表面形成肖特基电极；对第二范围进行蚀刻，以使得半导体基板的上表面在第一范围中比在第二范围中高，且在第一范围与第二范围之间形成立起面，且肖特基电极的外周缘位于第一范围上；形成绝缘膜，该绝缘膜在半导体基板的上表面上沿着立起面呈环状延伸，该绝缘膜的内周缘位于肖特基电极上且该绝缘膜的外周缘位于第二范围上；及形成场板电极，该场板电极与肖特基电极电连接，在从肖特基电极的外周缘经由立起面到达第二范围的范围内隔着绝缘膜与半导体基板的上表面对向。

Manufacturing method of semiconductor device

The invention provides a manufacturing method of a semiconductor device. A semiconductor device is fabricated by forming a Schottky electrode on the upper surface of the semiconductor substrate; etching a second range so that the upper surface of the semiconductor substrate is higher in the first range than in the second range, and an upright plane is formed between the first and second ranges, and the outer surface of the Schottky electrode is formed. An insulating film is formed on the upper surface of the semiconductor substrate in a ring extending along the upright plane, the inner periphery of the insulating film is located on the Schottky electrode and the outer periphery of the insulating film is located on the second range; and a field plate electrode is formed, which is electrically connected with the Schottky electrode and is connected to the Schottky electrode. From the outer edge of the Schottky electrode to the second range, the insulating film is opposite to the upper surface of the semiconductor substrate.

【技术实现步骤摘要】
半导体装置的制造方法
本说明书公开的技术涉及半导体装置的制造方法。
技术介绍
日本特开2013-102081号公报公开了一种半导体装置。该半导体装置具有半导体基板和在半导体基板的上表面形成的肖特基电极。半导体基板的上表面具有所谓的台面构造。即，半导体基板的上表面具有第一范围和包围该第一范围的第二范围，在第一范围中比在第二范围中高，在第一范围与第二范围之间形成有立起面。肖特基电极设置在第一范围上，在第一范围的外周部分设有与肖特基电极的外周缘对向的高比电阻层。根据这样的构造，肖特基电极的外周缘附近的电场集中得到缓和，因此能改善半导体装置的耐压性。日本特开2013-102081号公报也公开了一种不具有台面构造的另一半导体装置。在该半导体装置中，肖特基电极的外周部分隔着绝缘膜与半导体基板对向。根据这样的结构，肖特基电极的外周部分作为场板电极发挥功能，进行肖特基接触的范围的外周缘附近的电场集中通过场板效果而得到缓和。由此，能改善半导体装置的耐压性。
技术实现思路
本说明书提供一种能进一步提高半导体装置的耐压性的新的构造及其制造方法。在本说明书公开的半导体装置的构造中，半导体基板的上表面具有第一范围和包围该第一范围的第二范围。半导体基板的上表面在第一范围中比在第二范围中高，在第一范围与第二范围之间形成有立起面。在第一范围设有与半导体基板的上表面进行肖特基接触的肖特基电极。肖特基电极的外周缘位于第一范围上，立起面未由肖特基电极覆盖。在半导体基板的上表面还设有绝缘膜。绝缘膜沿着立起面呈环状延伸，绝缘膜的内周缘位于肖特基电极上，并且绝缘膜的外周缘位于第二范围上。在绝缘膜上设有场板电极。场板电极与肖特基电极电连接，并且在从肖特基电极的外周缘经由立起面到达第二范围的范围中隔着绝缘膜与半导体基板的上表面对向。在上述的构造中，半导体基板的上表面具有台面构造，并且场板电极设置在从肖特基电极的外周缘经由立起面到达第二范围的范围。根据这样的构造，在向半导体基板与肖特基电极之间施加了反向偏压时，耗尽层容易从肖特基电极的外周缘越过立起面而扩展至第二范围。由此，肖特基电极的外周缘附近的电场集中得到大幅缓和，半导体装置的耐压性进一步提高。本说明书还公开一种制造上述的半导体装置的方法。该方法包括如下工序：准备n型的半导体基板，该半导体基板在上表面具有第一范围和包围该第一范围的第二范围；在半导体基板的上表面的至少第一范围上形成与半导体基板的上表面进行肖特基接触的肖特基电极；对半导体基板的上表面的第二范围进行蚀刻，以使得半导体基板的上表面在第一范围中比在第二范围中高，且在第一范围与第二范围之间形成立起面，且肖特基电极的外周缘位于第一范围上；形成绝缘膜，该绝缘膜在半导体基板的上表面上沿着立起面呈环状延伸，该绝缘膜的内周缘位于肖特基电极上并且该绝缘膜的外周缘位于第二范围上；及形成场板电极，该场板电极与肖特基电极电连接，在从肖特基电极的外周缘经由立起面到达第二范围的范围内隔着绝缘膜与半导体基板的上表面对向。根据该制造方法，能够制造出上述的耐压性优异的半导体装置。附图说明图1是半导体装置10的俯视图。图2是图1中的II-II线处的剖视图，示意性地示出半导体装置10的耐压性所涉及的构造。图3是表示实施例1的半导体装置10的制造方法的流程的流程图。图4是说明准备半导体基板12的工序(S12)的一个工步的图，示出半导体基板12的最初的状态。图5是说明准备半导体基板12的工序(S12)的一个工步的图，示出形成有漂移层34的半导体基板12。图6是说明准备半导体基板12的工序(S12)的一个工步的图，示出在与高比电阻层36对应的位置形成有槽36c的半导体基板12。图7是说明准备半导体基板12的工序(S12)的一个工步的图，示出通过外延生长而形成有高比电阻层36的半导体基板12。图8是说明准备半导体基板12的工序(S12)的一个工步的图，示出将多余的高比电阻层36除去后的半导体基板12。图9是说明形成肖特基电极16的工序(S14)的图。图10是说明对第二范围Y进行蚀刻的工序(S16)的图。图11是说明形成绝缘膜20的工序(S18)的一个工步的图，示出在上表面12a的整个区域形成有绝缘膜20的半导体基板12。图12是说明形成绝缘膜20的工序(S18)的一个工步的图，示出进行了绝缘膜20的图案化的半导体基板12。图13是说明形成接触电极18的工序(S20)的一个工步的图，示出在上表面12a的整个区域形成有接触电极18的半导体基板12。图14是说明形成接触电极18的工序(S20)的一个工步的图，示出进行了接触电极18的图案化的半导体基板12。图15是说明形成保护膜22的工序(S22)的一个工步的图，示出在上表面12a的整个区域形成有保护膜22的半导体基板12。图16是说明形成保护膜22的工序(S22)的一个工步的图，示出进行了保护膜22的图案化的半导体基板12。图17是表示实施例2的半导体装置10的制造方法的流程的流程图。图18是说明准备半导体基板12的工序(S112)的图。图19是说明形成肖特基电极16的工序(S114)的图。图20是说明对第二范围Y进行蚀刻的工序(S116)的图。图21是说明进行杂质的离子注入的工序(S117)的图。图22是说明形成绝缘膜20的工序(S118)的一个工步的图，示出在上表面12a的整个区域形成有绝缘膜20的半导体基板12。图23是说明形成绝缘膜20的工序(S118)的一个工步的图，示出进行了绝缘膜20的图案化的半导体基板12。具体实施方式本公开的构造及其制造方法能够应用于使用了难以形成p型区域的半导体的半导体装置。通常，作为提高半导体装置的耐压性的一个构造，已知有具有p型的保护环区域的保护环构造。然而，在难以形成p型区域的半导体中，也难以采用保护环构造。关于这一点，本公开的构造及制造方法不需要形成p型区域，因此可以说在难以形成p型区域的半导体中是有效的。作为难以形成p型区域的半导体，例如可举出氧化镓(Ga2O3)这样的氧化物半导体。在以真空能级为基准而导带底比-4.0eV低且价带顶比-6.0eV低的氧化物半导体中，尤其难以形成p型区域。然而，本公开的构造及其制造方法也能够应用于使用了例如氮化镓(GaN)这样的其他半导体的半导体装置。在一个实施方式中，绝缘膜的形成可以通过雾化CVD(MistChemicalVaporDeposition：雾化化学气相沉积)来进行。绝缘膜遍形成于立起面存在于之间的第一范围和第二范围。通常，在这样的具有台阶的表面上难以均匀地形成绝缘膜。关于这一点，雾化CVD适合向具有台阶的表面进行成膜，在本公开的绝缘膜的形成中也能够有效地采用。在一个实施方式中，在形成肖特基电极的工序中，肖特基电极可以也形成在第二范围上。这种情况下，在对第二范围进行蚀刻的工序中，优选形成在第二范围上的肖特基电极也被除去。根据这样的结构，由于肖特基电极的图案化和半导体基板的台面构造的形成通过同一工序来进行，因此能够抑制在肖特基电极与半导体基板的台面构造之间的位置关系上可能产生的制造误差(即，与设计之间的误差)。在一个实施方式中，在准备半导体基板的工序中，可以准备具有n型的漂移层和载流子浓度比漂移层低的n型的高比电阻层的半导体基板。在该半导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造方法，是半导体装置的制造方法，其中，包括如下工序：准备n型的半导体基板，该半导体基板在上表面具有第一范围和包围所述第一范围的第二范围；在所述半导体基板的所述上表面的至少所述第一范围上形成与所述半导体基板的所述上表面进行肖特基接触的肖特基电极；对所述半导体基板的所述上表面的所述第二范围进行蚀刻，以使得所述半导体基板的所述上表面在所述第一范围中比在所述第二范围中高，且在所述第一范围与所述第二范围之间形成立起面，且所述肖特基电极的外周缘位于所述第一范围上；形成绝缘膜，该绝缘膜在所述半导体基板的所述上表面上沿着所述立起面呈环状延伸，该绝缘膜的内周缘位于所述肖特基电极上并且该绝缘膜的外周缘位于所述第二范围上；及形成场板电极，该场板电极与所述肖特基电极电连接，在从所述肖特基电极的所述外周缘经由所述立起面到达所述第二范围的范围内隔着所述绝缘膜与所述半导体基板的所述上表面对向。

【技术特征摘要】
2017.02.23 JP 2017-0323071.一种制造方法，是半导体装置的制造方法，其中，包括如下工序：准备n型的半导体基板，该半导体基板在上表面具有第一范围和包围所述第一范围的第二范围；在所述半导体基板的所述上表面的至少所述第一范围上形成与所述半导体基板的所述上表面进行肖特基接触的肖特基电极；对所述半导体基板的所述上表面的所述第二范围进行蚀刻，以使得所述半导体基板的所述上表面在所述第一范围中比在所述第二范围中高，且在所述第一范围与所述第二范围之间形成立起面，且所述肖特基电极的外周缘位于所述第一范围上；形成绝缘膜，该绝缘膜在所述半导体基板的所述上表面上沿着所述立起面呈环状延伸，该绝缘膜的内周缘位于所述肖特基电极上并且该绝缘膜的外周缘位于所述第二范围上；及形成场板电极，该场板电极与所述肖特基电极电连接，在从所述肖特基电极的所述外周缘经由所述立起面到达所述第二范围的范围内隔着所述绝缘膜与所述半导体基板的所述上表面对向。2.根据权利要求1所述的制造方法，所述半导体基板是氧化物半导体的基板，所述氧化物半导体以真空能级为基准而导带底比-4.0eV低且价带顶比-6.0eV低。3.根据权利要求1或2所述的制造方法，所述半导体基板是氧化镓的基板。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：永冈达司，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP