半导体器件制造技术

提供了一种半导体器件，所述半导体器件具有的构造能够实现抑制绝缘构件中的电特性劣化。提供了ｎ－ＳｉＣ层（１２）、形成在ｎ－ＳｉＣ层（１２）的主表面上的源极接触电极（１６）、被布置成与ｎ－ＳｉＣ层（１２）的主表面上的源极接触电极（１６）隔开一段距离的栅电极（１７）以及位于源极接触电极（１６）和栅电极（１７）之间的层间绝缘膜（２１０）。在源极接触电极（１６）和层间绝缘膜（２１０）彼此相邻的同时执行加热至不高于１２００℃的温度时，层间绝缘膜（２１０）中的电阻降低率不高于５％。

【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半导体器件，并且更具体来讲，涉及能够保持层间绝缘的半导体器件。
技术介绍
用于操纵高功率的半导体器件通常被称作功率器件。为了操纵高功率，期望半导体器件实现较高的耐受电压和较低的损耗，以使得在高温等环境下能够使用该半导体器件。因此，碳化硅(SiC)近来越来越多地被用作用于形成半导体器件的材料。与传统上常用作形成半导体器件的材料的硅(Si)相比，SiC是带隙更宽的宽带隙半导体。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较高的耐受电压、较低的导通电阻等。另外，采用SiC作为材料的半导体器件的优点还在于，与采用Si作为材料的半导体器件中的情况相比，更不太可能出现在高温环境下使用时性能降低的情况。在功率器件之中，具体来讲，切换速度高且在低压区内转换效率低的垂直型 SiC-MOSFET有效地制成，以用作需要特别高的切换特性的大型机械的半导体器件，诸如用作例如混合动力汽车所使用的电功率转换设备的半导体器件。然而，在采用SiC作为用于半导体器件的材料中，与采用Si作为用于半导体器件的材料的实例相比，不容易在η型区、ρ型区之间形成接触电阻低的欧姆接触以及与η型区或P型区接触形成的电极。具体来讲，例如，在采用Si作为用于半导体器件的材料的情况下，在形成电极中，例如，使用Al(铝)并且在相对低的温度下执行热处理。通过这样做，Si 和Al彼此间建立了良好的欧姆接触。然而，如果采用SiC作为用于半导体器件的材料，则与上述采用Si作为用于半导体器件的材料的情况相比，更难以形成欧姆接触。因此，在采用SiC作为用于半导体器件的材料中，例如，传统使用的是接合法，在所述接合法中，在使Ni (镍)和SiC彼此接触时，它们在相对高的温度(例如，大致1000°C) 下经受热处理。即，通过如上所述地执行热处理，Ni和SiC中的Si原子被合金化。作为该合金化处理的结果，Ni和SiC建立良好的欧姆接触。因此，公知的是，可以通过采用以下步骤来降低接触电阻采用Ni(镍)作为用于接触包含η型杂质(具有η导电类型的杂质) 的η型SiC区的电极的材料，并且采用Ti (钛)/Al (铝)作为用于接触包含ρ型杂质(具有P导电类型的杂质)的P型SiC区的电极的材料(参见，例如，Satoshi ΤΑΝΙΜ0Τ0等人白勺iH写"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 (非专利文献 1))。现有技术文献非专利文献非专利文献1 Satoshi ΤΑΝΙΜ0Τ0 等人撰写的"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. 359-36
技术实现思路
本专利技术要解决的问题如上所述，通过根据接触电极的区域是η型SiC区还是ρ型SiC区来适当地选择用于形成电极的材料，即使当采用SiC作为用于半导体器件的材料时，也可以降低η型区、P 型区和电极之间的接触电阻。然而，如果用于形成接触η型区的电极的材料不同于用于形成接触P型区的电极的材料，则需要用于形成这些电极的多个步骤，这导致制造工艺中的步骤数目增加。因此，出现半导体器件的制造成本增加的问题。另外，用于形成接触η型区的电极的材料与用于形成接触P型区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。然后，作为用于解决上述问题的手段，近来已经开始研究使用包含Ti、Al和Si的欧姆接触电极(也就是说，Ti、Al和Si被合金化)作为用于形成电极的材料。在充分地抑制接触电阻的情况下，其中Ti、Al和Si被合金化的欧姆接触电极可以接触η型SiC区和ρ 型SiC区中的任一个。图47是示出传统上使用的垂直型SiC-MOSFET结构的一个实例的示意性横截面图。如图47中所示，传统的MOSFET 1000包括n+SiC衬底11，其是由例如碳化硅(SiC)组成的衬底并且具有η导电类型(第一导电类型)；rTSiC层12，其用作由SiC组成的半导体层并且具有η导电类型(第一导电类型)；一对P体区13，其用作具有ρ导电类型(第二导电类型)的第二导电类型区；η+源区14，其用作具有η导电类型(第一导电类型)的高浓度第一导电类型区；以及P+区18，其用作具有ρ导电类型(第二导电类型)的高浓度第二导电类型区。进一步参照图47，MOSFET 1000包括用作栅极绝缘膜的栅极氧化物膜15、栅电极17、漏电极55和一对源极接触电极16。进一步参照图47，源极内部互连27被布置成将一对源极接触电极16的一个源极接触电极16连接到布置在与之相邻位置处的另一源极接触电极16。然后，层间绝缘膜21 被布置成覆盖栅电极17的外周部分并且掩埋栅电极17和源极内部互连27之间的间隙。这里，层间绝缘膜21具有用于将例如图47中的源极内部互连27、源极接触电极16和栅电极 17与外部电气隔离并且保护MOSFET 1000的功能。该层间绝缘膜21由例如SW2 (硅氧化物)组成。通过采用这种构造，通过控制输入到源极内部互连27或源极接触电极16和栅电极17的电信号，控制从源极接触电极16流到漏电极55的电流。这里，源极接触电极16被布置成接触η+源区14和ρ+区18这两者。通过将包含 Ti、Al和Si的合金用于源极接触电极16，源极接触电极16与n+源区14和p+区18建立良好的欧姆接触。然而，为了建立上述源极接触电极16与η+源区14和ρ+区18这两者的良好欧姆接触，应该在将两者彼此接合的同时在1000°c左右的高温下执行热处理。通过这样做，形成源极接触电极16的Ti、Al和Si可以被合金化，使得源极接触电极16可以与η+源区14等建立良好的欧姆接触。这里，在图47中的MOSFET 1000中，其中Al被合金化的源极接触电极16和由例如SiA组成的栅极氧化物膜15被彼此连接。另外，源极接触电极16和由例如SiO2组成的层间绝缘膜21被布置在彼此非常靠近的位置处。在形成具有这种结构的MOSFET 1000中，如果为了将源极接触电极16合金化而在1000°C左右的高温下执行热处理，在源极接触电极16中的Al和SW2之间出现共晶反应。通常，如果在合金化的Al和SiO2彼此接合的同时执行加热至大约500°C或更高，则对S^2施加由合金化的Al造成的还原作用，并由此 SiO2被还原成Si。因此，诸如栅极氧化物膜15或层间绝缘膜21的、包括S^2作为绝缘体的构件由于源极接触电极16中的Al的作用而易遭受被还原成Si。然后，栅极氧化物膜15 或层间绝缘膜21的诸如绝缘性质或容量稳定性的电特性会劣化。针对以上的问题做出本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种半导体器件，包括：ＳｉＣ层（１２）；欧姆电极（１６），所述欧姆电极（１６）形成在所述ＳｉＣ层（１２）的主表面上；另一电极（１７），其被布置成在所述ＳｉＣ层（１２）的所述主表面上与所述欧姆电极（１６）隔开一段距离；以及绝缘层（２１０），所述绝缘层（２１０）位于所述欧姆电极（１６）与所述另一电极（１７）之间，并且在当所述欧姆电极（１６）和所述绝缘层（２１０）彼此相邻的情况下执行不高于１２００℃的温度的加热时，所述绝缘层（２１０）中的电阻的降低率不高于５％。

【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：和田圭司，
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