半导体器件及其制造方法技术

ＭＯＳＦＥＴ　１，其包括ｎ＋ＳｉＣ衬底（１１）、在ｎ＋ＳｉＣ衬底（１１）上形成的ｎ－ＳｉＣ层（１２）以及布置成与ｎ－ＳｉＣ层（１２）接触的源电极（２２），该ＭＯＳＦＥＴ代表一半导体器件，该半导体器件通过包括能够在充分抑制接触电阻的情况下与ｐ型ＳｉＣ区域和ｎ型ＳｉＣ区域中的任一个相接触的电极而能够实现减少制造工艺步骤数目和提高集成度。ｎ－ＳｉＣ层（１２）包括具有ｎ导电类型的ｎ＋源区（１４）。源电极（２２）包括布置成与ｎ＋源区（１４）接触且含有Ｔｉ、Ａｌ和Ｓｉ的源接触电极（１６）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种，并且更具体而言，涉及一种包括布置 成与由碳化硅构成的SiC层接触的电极的。
技术介绍
在半导体器件中，许多种情况下，采用形成具有η导电类型的η型区域和具有ρ导 电类型的P型区域且电极连接到η型区域和P型区域的结构。随着近年来包含半导体器件 的设备实现了更高的效率，半导体器件也要求实现更高的效率。为了实现半导体器件更高 的效率，上述电极不仅应该具有低的自身电阻(电气阻抗)而且与上述η型区域和P型区 域的接触电阻也应该低。其间，为了实现半导体器件的更高耐受电压和更低的损耗，以及为了能够在高温 环境中使用半导体器件，近年来采用碳化硅(SiC)作为形成半导体器件的材料。SiC是带隙 比常规广泛用作形成半导体器件材料的硅(Si)大的宽带隙半导体。因此，通过采用SiC作 为用于形成半导体器件的材料，可以实现半导体器件的更高耐受电压、更低的导通电阻等。 另外，采用SiC作为材料的半导体器件还具有优点当在高温环境中使用时，比采用Si作为 材料的半导体器件特性降低可能更小。然而，在采用SiC作为半导体器件材料的情况下，与采用Si作为用于半导体器件 的材料的实例相比，难以避免增加P型区域、η型区域和电极之间的肖特基势垒。因此，出 现了抑制P型区域、η型区域和电极之间接触电阻增加的问题。相反，已知通过采用Ni (镍)作为与包含η型杂质(具有η型导电类型的杂质)的 η型SiC区接触的电极的材料以及采用Ti (钛)/Al (铝)或AlSi合金作为与包含ρ型杂 质(具有P型导电类型的杂质)的P型SiC区接触的电极的材料，可以降低接触电阻(参 见，例如，Satoshi ΤΑΝΙΜ0Τ0 等人，“Practical Device-Directed Ohmic Contacts on 4H-SiC, " IEICE Transactions C, the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, April 2003, Vol. J86-C, No. 4, pp. 359-367 M ( __ 禾Utfi^ 1))。现有技术文献非专利文献非专利文献1 :Satoshi ΤΑΝΙΜ0Τ0 等人，“Practical Device-Directed Ohmic Contacts on 4H-SiC, " IEICE Transactions C, the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers,April 2003,Vol. J86-C,No. 4,pp.359-367。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题如上所述，通过依据与电极接触的区域是η型SiC区还是ρ型SiC区来适当地选 择形成电极的材料，即使在采用SiC作为半导体器件的材料时，可以降低P型区域、n型区域和电极之间的接触电阻。然而，如果用于形成与P型区域接触的电极的材料不同于用于 形成与η型区域接触的电极的材料，需要用于形成这些电极的多个步骤，这会导致制造工 艺中的步骤数目增加。从而，产生了半导体器件制造成本增加的问题。另外，用于形成与P 型区域接触的电极的材料和用于形成与η型区域接触的电极的材料之间的差异，会阻碍半 导体器件的集成度提高。从以上考虑，本专利技术的目的是提供一种通过包含在充分抑制接触电阻的情况下能 够与P型SiC区和η型SiC区中的任一个相接触的电极而能够实现减少制造工艺步骤数目 以及提高集成度的。解决问题的方式根据本专利技术的半导体器件包括衬底；SiC层，所述SiC层形成在所述衬底上并且 由碳化硅构成；以及电极，所述电极被布置成与所述SiC层接触。上述的SiC层包括具有η 导电类型的η型区域。上述电极包括布置成与η型区域接触且包含钛、铝和硅的欧姆接触 电极。本专利技术人针对在可充分抑制接触电阻的情况下能够与ρ型SiC区和η型SiC区中 的任一个接触的电极的材料进行了详细的研究。从而，获得了如下发现。通常，在多种情况下，采用Ni作为用于与η型SiC区接触的电极的材料。其间，在 包括例如SiC作为材料的DMOS型垂直MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)中，采 用了其中由Ni构成的电极与ρ型SiC区域和η型SiC区域这两者接触的结构。这是因为 DMOS型垂直MOSFET需要与ρ型区域和η型区域这两者接触的电极，而由Ni构成的电极还 可以与接触电阻率为约10_2 Ω ^cm2的ρ型SiC区域接触。考虑到由Ti/Al构成的电极可 以与P型SiC区域以接触电阻率为约10_3 Ω ^m2接触的事实，虽然10_2Ω ^m2的接触电阻 率表明了允许用作欧姆接触电极的数值，但是由M构成的电极和P型SiC区域之间的接触 电阻不是足够低。另一方面，在采用由Ti/Al构成的电极的实例中，虽然充分抑制了与ρ型SiC区域 的接触电阻，但与η型SiC区域的接触电阻率为10_3Ω · cm2。10_3Ω · cm2的接触电阻率也 表明了允许用作欧姆接触电极的数值，然而，考虑到由M构成的电极可以与η型SiC区域 以接触电阻率为约10_6Ω · cm2接触的事实，由Ti/Al构成的电极和η型SiC区域之间的接 触电阻不是足够低。考虑到用于电极的这种材料和与ρ型SiC区和η型SiC区的接触电阻之间的关系， 对用于电极的材料进一步研究的结果，本专利技术人发现通过采用包含Ti、Al和Si的合金作 为电极的材料，可以充分抑制与P型SiC区和η型SiC区中的任一个的接触电阻。在根据本专利技术的半导体器件中，布置成与SiC层接触的电极包括布置成与η型区 域接触且包含Ti、Al和Si的欧姆接触电极。该欧姆接触电极可以以与由Ti/Al构成的电 极的接触电阻相当的接触电阻与P型SiC区接触，并且还可以以与由Ni构成的电极的接触 电阻相当的接触电阻与η型SiC区接触。因此，根据本专利技术的半导体器件，可以提供一种通 过包括在充分抑制接触电阻的情况下能够与P型SiC区和η型SiC区中的任一个接触的电 极能够实现了制造过程步骤数目减少以及提高集成度的半导体器件。在上述半导体器件中，优选地，上述的欧姆接触电极在原子比方面包含是钛的至 少1.58倍且至多6. 33倍的铝。对于作为欧姆接触电极的实际采纳，优选，与ρ型SiC区的接触电阻不高于大约 1 X IO"3 Ω ΜΠΙ2，并且与η型SiC区的接触电阻不高于大约IX 10_4 Ω .cm2。这里，本专利技术人 验证了包含Ti、Al和Si的电极和ρ型SiC区、η型SiC区之间的接触电阻与电极的组成之 间的关系。然后，很清楚，Al与Ti的原子比太高会导致电极和η型SiC区之间的接触电阻 增加，而原子比太低会导致电极和P型SiC区之间的接触电阻增加。另外，还发现，当上述 原子比低于1.58时，电极和ρ型SiC区之间的接触电阻会超过1Χ10_3Ω cm2。此外，还发 现，当上述原子比超过6. 33时，电极和η型SiC区之间的接触电阻会超过1 X 10_4 Ω · cm2。 基于上述，可以得出结论欧姆接触电极在原子比方面优选包含Al是Ti的至少1.58倍且 至多6. 33倍。此外，为了进一步降低电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件（１、３），包括：　　衬底（１１、３１）　　ＳｉＣ层（１２、３４），所述ＳｉＣ层（１２、３４）形成在所述衬底（１１、３１）上且由碳化硅构成；以及　　电极（２２、６１、６３），所述电极（２２、６１、６３）被布置成与所述ＳｉＣ层（１２、３４）相接触，　　所述ＳｉＣ层（１２、３４）包括具有ｎ导电类型的ｎ型区域（１４、３５、３７），以及　　所述电极（２２、６１、６３）包括被布置成与所述ｎ型区域（１４、３５、３７）相接触且含有钛、铝和硅的欧姆接触电极（１６、３９、４２）。

【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：玉祖秀人，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]