半导体装置及半导体装置的制造方法制造方法及图纸

实施方式提供能够降低接触电阻的半导体装置及其制造方法。实施方式的半导体装置具备：第一导电型的第一碳化硅区域；第一碳化硅区域之上的第二导电型的第二碳化硅区域；第二碳化硅区域之上的第二导电型的第三碳化硅区域；第三碳化硅区域之上的第一导电型的第四碳化硅区域及第五碳化硅区域；第一电极，包含有在第一方向上位于第四碳化硅区域与第五碳化硅区域之间的第一部分；以及金属硅化物层，设置于第一部分与第三碳化硅区域之间，与第三碳化硅区域相接，在第一方向上设置于第一部分与第四碳化硅区域之间，与第四碳化硅区域相接，在第一方向上设置于第一部分与第五碳化硅区域之间，与第五碳化硅区域相接。与第五碳化硅区域相接。与第五碳化硅区域相接。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置及半导体装置的制造方法
[0001][相关申请][0002]本申请享受以日本专利申请2021
‑
154470号(申请日：2021年9月22日)为基础申请的优先权。本申请通过参考此基础申请包含基础申请的全部内容。


[0003]本专利技术的实施方式涉及半导体装置及半导体装置的制造方法。

技术介绍

[0004]作为下一代的半导体器件用的材料，碳化硅(SiC)受到期待。碳化硅与硅(Si)相比，具有带隙为3倍、破坏电场强度为约10倍、导热率为约3倍的优异的物性。如果充分利用该特性，则能够实现高耐压、低损耗且能够高温动作的功率半导体器件。
[0005]在使用了碳化硅的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET：Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)中，期望降低接触电阻。通过降低接触电阻，例如降低MOSFET的稳态损耗、开关损耗。

技术实现思路

[0006]本专利技术的实施方式提供能够降低接触电阻的半导体装置及其制造方法。
[0007]实施方式的半导体装置具备：碳化硅层，包含：第一导电型的第一碳化硅区域，包含与所述第一面相接的第一区域；第二导电型的第二碳化硅区域，设置于所述第一碳化硅区域与所述第一面之间，包含与所述第一面相接的第二区域；第二导电型的第三碳化硅区域，设置于所述第二碳化硅区域与所述第一面之间，第二导电型杂质浓度高于所述第二碳化硅区域的第二导电型杂质浓度；第一导电型的第四碳化硅区域，设置于所述第三碳化硅区域与所述第一面之间，与所述第一面相接；第一导电型的第五碳化硅区域，设置于所述第三碳化硅区域与所述第一面之间，与所述第一面相接，相对于所述第四碳化硅区域被设置于与所述第一面平行的第一方向上；栅极电极，设置于所述碳化硅层的所述第一面侧，与所述第一区域及所述第二区域对置；栅极绝缘层，设置于所述第一区域与所述栅极电极之间、以及所述第二区域与所述栅极电极之间；第一电极，设置于所述碳化硅层的所述第一面侧，包含有在所述第一方向上位于所述第四碳化硅区域与所述第五碳化硅区域之间的第一部分；第二电极，设置于所述碳化硅层的所述第二面侧；以及金属硅化物层，设置于所述第一部分与所述第三碳化硅区域之间，在所述第二方向上与所述第三碳化硅区域相接，在所述第一方向上设置于所述第一部分与所述第四碳化硅区域之间，与所述第四碳化硅区域相接，在所述第一方向上设置于所述第一部分与所述第五碳化硅区域之间，与所述第五碳化硅区域相接。
附图说明
[0008]图1是第一实施方式的半导体装置的示意剖视图。
[0009]图2是第一实施方式的半导体装置的放大示意剖视图。
[0010]图3的(a)、(b)是表示第一实施方式的半导体装置的杂质浓度分布的图。
[0011]图4～图14是表示第一实施方式的半导体装置的制造方法的一例的示意剖视图。
[0012]图15是第一实施方式的半导体装置的比较例的示意剖视图。
[0013]图16、图17是表示第一实施方式的半导体装置的比较例的制造方法的一例的示意剖视图。
[0014]图18是第一实施方式的半导体装置的变形例的放大示意剖视图。
[0015]图19是第二实施方式的半导体装置的示意剖视图。
[0016]图20是第二实施方式的半导体装置的放大示意剖视图。
[0017]图21是第二实施方式的半导体装置的变形例的放大示意剖视图。
具体实施方式
[0018]以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。另外，在以下的说明中，对相同或类似的部件等标注相同的附图标记，对已说明过一次的部件等适当地省略其说明。
[0019]另外，在以下的说明中，在存在n
+
、n、n
‑
以及p
+
、p、p
‑
的标记的情况下，表示各导电型中的杂质浓度的相对高低。即，n
+
表示与n相比n型杂质浓度相对较高，n
‑
表示与n相比n型杂质浓度相对较低。另外，p
+
表示与p相比p型杂质浓度相对较高，p
‑
表示与p相比p型杂质浓度相对较低。另外，有时将n
+
型、n
‑
型简称为n型、将p
+
型、将p
‑
型简称为p型。
[0020]杂质浓度例如能够通过二次离子质谱法(SIMS：Secondary Ion Mass Spectrometry)进行测定。另外，杂质浓度的相对高低例如也能够根据通过扫描电容显微镜(SCM：Scanning Capacitance Microscopy)求出的载流子浓度的高低来判断。另外，杂质区域的深度、厚度等的距离例如能够通过SIMS来求出。另外。杂质区域的宽度、深度等的距离例如能够根据SCM的图像、扫描电子显微镜(SEM：Scanning Electron Microscope)的图像来求出。另外，绝缘层的厚度等，例如能够在SIMS、SEM或透射电子显微镜(TEM：Transmission Electron Microscope)的图像上进行测定。
[0021]另外，在本说明书中，p型的碳化硅区域的“p型杂质浓度”是指从该区域的p型杂质浓度减去该区域的n型杂质浓度后的净(net)的p型杂质浓度。另外，n型的碳化硅区域的“n型杂质浓度”是指从该区域的n型杂质浓度减去该区域的p型杂质浓度后的净(net)的n型杂质浓度。
[0022]另外，在说明书中只要没有其他的记述，特定的区域的杂质浓度是指该区域的最大杂质浓度。
[0023](第一实施方式)
[0024]第一实施方式的半导体装置具备：碳化硅层，包含：第一导电型的第一碳化硅区域，包含与第一面相接的第一区域；第二导电型的第二碳化硅区域，设置于第一碳化硅区域与第一面之间，包含与第一面相接的第二区域；第二导电型的第三碳化硅区域，设置于第二碳化硅区域与第一面之间，第二导电型杂质浓度高于第二碳化硅区域的第二导电型杂质浓度；第一导电型的第四碳化硅区域，设置于第三碳化硅区域与第一面之间，与第一面相接；第一导电型的第五碳化硅区域，设置于第三碳化硅区域与第一面之间，与第一面相接，相对于第四碳化硅区域被设置于与第一面平行的第一方向上；栅极电极，设置于碳化硅层的第
一面侧，与第一区域及第二区域对置；栅极绝缘层，设置于第一区域与栅极电极之间、以及第二区域与栅极电极之间；第一电极，设置于碳化硅层的第一面侧，包含有在第一方向上位于第四碳化硅区域与第五碳化硅区域之间的第一部分；第二电极，设置于碳化硅层的第二面侧；以及金属硅化物层，设置于第一部分与第三碳化硅区域之间，在第二方向上与第三碳化硅区域相接，在第一方向上设置于第一部分与第四碳化硅区域之间，与第四碳化硅区域相接，在第一方向上设置于第一部分与第五碳化硅区域之间，与第五碳化硅区域相接。
[0025]第一实施方式的半导体装置是MOSFET本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体装置，具备：碳化硅层，具有第一面和与所述第一面对置的第二面，该碳化硅层包含：第一导电型的第一碳化硅区域，包含与所述第一面相接的第一区域；第二导电型的第二碳化硅区域，设置于所述第一碳化硅区域与所述第一面之间，包含与所述第一面相接的第二区域；第二导电型的第三碳化硅区域，设置于所述第二碳化硅区域与所述第一面之间，第二导电型杂质浓度高于所述第二碳化硅区域的第二导电型杂质浓度；第一导电型的第四碳化硅区域，设置于所述第三碳化硅区域与所述第一面之间，与所述第一面相接；和第一导电型的第五碳化硅区域，设置于所述第三碳化硅区域与所述第一面之间，与所述第一面相接，相对于所述第四碳化硅区域被设置于与所述第一面平行的第一方向上；栅极电极，设置于所述碳化硅层的所述第一面侧，与所述第一区域及所述第二区域对置；栅极绝缘层，设置于所述第一区域与所述栅极电极之间、以及所述第二区域与所述栅极电极之间；第一电极，设置于所述碳化硅层的所述第一面侧，包含有在所述第一方向上位于所述第四碳化硅区域与所述第五碳化硅区域之间的第一部分；第二电极，设置于所述碳化硅层的所述第二面侧；以及金属硅化物层，设置于所述第一部分与所述第三碳化硅区域之间，在从所述第一面朝向所述第二面的所述第二方向上与所述第三碳化硅区域相接，在所述第一方向上设置于所述第一部分与所述第四碳化硅区域之间，与所述第四碳化硅区域相接，在所述第一方向上设置于所述第一部分与所述第五碳化硅区域之间，与所述第五碳化硅区域相接。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述碳化硅层还包含第一导电型的第六碳化硅区域，该第一导电型的第六碳化硅区域在所述第二方向上设置于所述第二碳化硅区域与所述第一面之间，在所述第一方向上设置于所述第二区域与所述第四碳化硅区域之间，与所述第一面相接，与所述栅极电极对置，且第一导电型杂质浓度比所述第四碳化硅区域的第一导电型杂质浓度低。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其中，从所述第一面到所述第六碳化硅区域与所述第二碳化硅区域的界面为止的所述第二方向上的第一距离，比从所述第一面到所述第四碳化硅区域与所述第三碳化硅区域的界面为止的所述第二方向上的第二距离长。4.根据权利要求3所述的半导体装置，其中，从所述第一面到所述金属硅化物层与所述第三碳化硅区域的界面为止的所述第二方向的第三距离，比所述第一距离短...

【专利技术属性】
技术研发人员：朝羽俊介，楠本雄司，田中克久，原雄二郎，水上诚，古川大，河野洋志，永田真统，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：