半导体装置的制造方法制造方法及图纸

一种半导体装置的制造方法，该半导体装置包括：半导体基体；异质半导体区域，其由带隙与半导体基体的半导体材料不同的半导体材料制成，并被配置成与半导体基体结合形成异质结；栅极绝缘膜，其被配置成与半导体基体和异质半导体区域之间的异质结接触；栅电极，其被配置成与栅极绝缘膜接触；源电极，其被连接到异质半导体区域；以及漏电极，其被连接到半导体基体。所述制造方法包括：通过使用特定的掩膜材料，以自对齐的方式形成用于源电极的源极接触孔和栅电极。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，该半导体装置具有与半导体基体(semiconductor base)结合形成异质结的异质半导体区域。
技术介绍
日本特开2003-318398(即JP2003318398)号公报7^开了 一种 传统的半导体装置。N-型多晶硅区域形成为接触使N-型碳化硅 外延区域形成在N+型碳化硅衬底上的半导体基体的第 一主面。 在该传统的半导体装置中，N-型碳化硅外延区域与N-型多晶硅 区域结合形成异质结。此外，与N-型碳化硅外延区域和N-型多 晶硅区域之间的异质结相邻地，通过栅极绝缘膜形成栅电极。 N-型多晶硅区域通过在层间绝缘膜中形成的源极接触孔连接 至源电极，而N+型碳化硅衬底的底面形成有漏电极。在上面的传统半导体装置中，栅电极和源极接触孔由不同 的掩膜材料形成。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种制造半导体装置的方法，其中 通过缩小栅电极和源极接触孔之间的距离来缩小该半导体装置 的尺寸。根据本专利技术的第 一 方面，提供一种， 该半导体装置包括半导体基体；异质半导体区域，其由带隙 (band gap)与半导体基体的半导体材料不同的半导体材料制成， 并被配置成与半导体基体结合形成异质结；栅极绝缘膜，其被配置成与半导体基体和异质半导体区域之间的异质结接触；栅 电极，其被配置成与栅极绝缘膜接触；源电极，其被连接到异质半导体区域；以及漏电极，其被连接到半导体基体。所述制造方法包括通过使用特定的掩膜材料，以自对齐的方式形成用于源电极的源极接触孔和栅电极。通过下面参考附图进行的说明，可以理解本专利技术的其它目 的和特征。附图说明图l是示出了根据本专利技术第一实施例的方法制造的半导体 装置的结构的剖视图。图2A、图2B、图2C和图2D是示出了用于制造图l中的半导 体装置的工序的剖视图。图3A、图3B和图3C是示出了图2中的工序后的工序的剖视图。图4是示出了根据本专利技术第二实施例的方法制造的半导体 装置的结构的剖视图。图5A、图5B和图5C是示出了用于制造图4中的半导体装置 的工序的剖视图。图6是示出了根据本专利技术第三实施例的方法制造的半导体 装置的结构的剖视图。图7A和7B是示出了用于图6中的半导体装置的第一制造工 序的剖视图。图8是示出了用于图6中的半导体装置的第二制造工序的剖视图。图9是示出了根据本专利技术第四实施例的方法制造的半导体 装置的结构的剖视图。图10A和10B是示出了用于制造图9中的半导体装置的工序 的剖视图。图ll是示出了根据本专利技术第五实施例的方法制造的半导体 装置的结构的剖视图。图12A、图12B、图12C和12D是示出了用于制造图11中的 半导体装置的工序的剖视图。图13是本专利技术下的半导体装置的第 一变形实施例的剖视图。图14是本专利技术下的半导体装置的第二变形实施例的剖视图。图15是本专利技术下的半导体装置的第三变形实施例的剖视图。图16是本专利技术下的半导体装置的第四变形实施例的剖视图。图17是本专利技术下的半导体装置的第五变形实施例的剖视图。图18是本专利技术下的半导体装置的第六变形实施例的剖视图。图19是本专利技术下的半导体装置的第七变形实施例的剖视图。图20是示出了根据本专利技术第六实施例的方法制造的半导体 装置的结构的剖视图。图21A、图21B、图21C、图21D和图21E是示出了用于制造 图20中的半导体装置的工序的剖视图。图2 2是示出了根据本专利技术第七实施例的方法制造的半导体 装置的结构的剖视图。图2SA、图23B和图23C是示出了用于制造图22中的半导体 装置的工序的剖视图。具体实施方式以下将参考附图对本专利技术的各种实施例进行详细说明。 为了便于理解，下面的说明将包含各种方向术语，例如左、右、上、下、前、后等。然而，这些术语应理解为仅对示出了元件的相应部分的附图而言。以下，将参考图1 ~图12说明根据本专利技术的第——第五实施 例的用于制造半导体装置21的方法。 第一实施例 结构首先，将参考图l说明根据第 一 实施例的方法制造的半导体 装置21 。图1是示出了根据本专利技术第 一 实施例的方法制造的半导 体装置21的结构的剖视图。根据第一实施例的图l中的半导体装 置21具有如下结构，即场效应晶体管的两个单位单元(unit cell) 相对。然而，事实上，场效应晶体管的多个单位单元并行排列 并且彼此连接，从而形成一个晶体管。图1中的半导体装置21具有包含衬底区域l和漂移区域2的 半导体基体20。衬底区域1由具有N型高杂质浓度(N+)的4H型 (多晶型)碳化硅制成。由具有N型低杂质浓度(N-)的碳化硅制成 的N -型漂移区域2在衬底区域1的表面形成。对应于场效应晶体管的每一个单位单元，图l中的半导体装 置21还包含1) 异质半导体区域3 ,其在漂移区域2表面的特定区域中形 成，该表面与漂移区域2和衬底区域1之间的^妄合界面相对；2) 栅极绝缘膜4,其形成在漂移区域2的表面以及异质半导 体区域3的表面和侧面上，配置成接触漂移区域2和异质半导体 区域3之间的异质结HJ1;3) 栅电极5，其以与栅极绝缘膜4接触的结构形成；4) 源电极6，其直接连接到异质半导体区域3的与异质半导 体区域3和漂移区域2之间的异质结HJ1相对的表面；5) 漏电极7，其与衬底区域l的底面以低电阻进行欧姆连接，以及6) 层间绝缘膜8和绝缘区域9，用于使4册电极5与源电极6绝缘。这里，根据第一实施例的异质半导体区域3由N型多晶硅制 成，其中N型多晶硅是一种带隙不同于漂移区域2的带隙的半导 体材料。异质半导体区域3与漂移区域2结合形成异质结HJ1。 因此，在漂移区域2和异质半导体区域3之间的异质结HJ1具有 能垒(energy barrier)AEc。此外，栅极绝缘膜4由硅氧化膜制成。 制造方法然后，参考图2 图3，说明根据第一实施例的用于制造半 导体装置21的方法。图2A、图2B、图2C和图2D是示出了用于 制造图l中的半导体装置21的工序的剖视图。图3A、图3B和图 3C是示出了图2中的工序后的工序的剖视图。首先，如图2A中 所示，N-型漂移区域2外延性地生长在N+型衬底区域1上，从而 形成半导体基体20。然后，多晶硅层53通过例如LP-CVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition, J氐压化学气相沉积)方法在 半导体基体20上形成。然后，通过例如离子注入法将杂质即磷 (P)或砷(As)导入多晶硅层53中，从而形成N型多晶硅层53。然 后，结合图2A如图2B中所示，通过例如光刻方法在N型多晶硅 层53上形成特定掩膜材料(未示出)。然后，通过反应离子蚀刻 (干法蚀刻)对多晶硅层53的通过由光刻胶(photoresist)制成的掩 膜材料所打开的区域进行蚀刻，从而形成异质半导体区域3。之 后，去除特定的掩膜材料。然后，如图2C中所示，通过例如LP-CVD方法，在异质半导体区域3和漂移区域2的暴露表面上形成由硅氧化膜制成的栅 极绝缘膜层54。然后，通过例如LP-CVD方法沉积由多晶硅制 成的栅电极层55。然后，通过例如离子注入法将杂质即磷或砷 导入栅电极层55,从而形成N型栅电极层55。此外，在形成栅 电极层55的图案以形成栅电极5之前，层间绝缘膜层58通过 CVD方法形成。然后，如图2D中所示，在层间绝缘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置的制造方法，所述半导体装置包括：　　　　半导体基体，　　　　异质半导体区域，其由带隙与所述半导体基体的半导体材料不同的半导体材料制成，并被配置成与所述半导体基体结合形成异质结，　　　　栅极绝缘膜，其被配置成与所述半导体基体和所述异质半导体区域之间的所述异质结接触，　　　　栅电极，其被配置成与所述栅极绝缘膜接触，　　　　源电极，其被连接到所述异质半导体区域，以及　　　　漏电极，其被连接到所述半导体基体，　　　　所述制造方法包括：　　　　通过使用特定的掩膜材料，以自对齐的方式形成：　　　　用于所述源电极的源极接触孔，以及　　　　所述栅电极。

【技术特征摘要】
JP 2006-10-17 2006-282504;JP 2007-6-15 2007-1588601.一种半导体装置的制造方法，所述半导体装置包括半导体基体，异质半导体区域，其由带隙与所述半导体基体的半导体材料不同的半导体材料制成，并被配置成与所述半导体基体结合形成异质结，栅极绝缘膜，其被配置成与所述半导体基体和所述异质半导体区域之间的所述异质结接触，栅电极，其被配置成与所述栅极绝缘膜接触，源电极，其被连接到所述异质半导体区域，以及漏电极，其被连接到所述半导体基体，所述制造方法包括通过使用特定的掩膜材料，以自对齐的方式形成用于所述源电极的源极接触孔，以及所述栅电极。2. 根据权利要求l所述的半导体装置的制造方法，其特征 在于，还包括在所述栅电极和所述源极接触孔之间形成绝缘区域。3. 根据权利要求2所述的半导体装置的制造方法，其特征 在于，通过氧化所述栅电极的 一部分形成所述绝缘区域。4. 根据权利要求2所述的半导体装置的制造方法，其特征 在于，所述绝缘区域的形成工序包括以下子工序 在所述栅电极的侧面沉积绝缘膜，以及 各向异性地蚀刻所述绝缘膜，以在所述栅电极的侧面 形成所述绝缘区域。5. 根据权利要求2所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，还包括在作为所述栅电极的基材的栅电极层上形成第 一 层间绝缘 膜层，以及通过将所述栅电极层和所述第 一 层间绝缘膜层的图案分别 形成为特定形状，来形成所述栅电极和第 一层间绝缘膜， 其中所述绝缘区域的形成工序包括在所述栅电极的侧面和所述第 一 层间绝缘膜上沉积第 二层间绝缘膜，各...

【专利技术属性】
技术研发人员：林哲也，星正胜，田中秀明，山上滋春，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]