JP2020047672A - Silicon carbide semiconductor device and method for manufacturing silicon carbide semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、炭化珪素半導体装置および炭化珪素半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a silicon carbide semiconductor device and a method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device.
従来、高電圧や大電流を制御するパワー半導体装置の構成材料として、シリコン(Si)が用いられている。パワー半導体装置は、バイポーラトランジスタやIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor:絶縁ゲート型電界効果トランジスタ)など複数種類あり、これらは用途に合わせて使い分けられている。 Conventionally, silicon (Si) has been used as a constituent material of a power semiconductor device for controlling a high voltage or a large current. The power semiconductor device includes a bipolar transistor, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor: an insulated gate bipolar transistor), a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor: an insulated gate field effect transistor). Have been.
例えば、バイポーラトランジスタやIGBTは、MOSFETに比べて電流密度は高く大電流化が可能であるが、高速にスイッチングさせることができない。具体的には、バイポーラトランジスタは数kHz程度のスイッチング周波数での使用が限界であり、IGBTは数十kHz程度のスイッチング周波数での使用が限界である。一方、パワーMOSFETは、バイポーラトランジスタやIGBTに比べて電流密度が低く大電流化が難しいが、数MHz程度までの高速スイッチング動作が可能である。 For example, a bipolar transistor or an IGBT has a higher current density than a MOSFET and can increase the current, but cannot perform high-speed switching. Specifically, the use of a bipolar transistor at a switching frequency of about several kHz is a limit, and the use of an IGBT at a switching frequency of about several tens of kHz is a limit. On the other hand, the power MOSFET has a lower current density than the bipolar transistor and the IGBT, making it difficult to increase the current, but can perform a high-speed switching operation up to about several MHz.
しかしながら、市場では大電流と高速性とを兼ね備えたパワー半導体装置への要求が強く、IGBTやパワーMOSFETはその改良に力が注がれ、現在ではほぼ材料限界に近いところまで開発が進んでいる。パワー半導体装置の観点からシリコンに代わる半導体材料が検討されており、低オン電圧、高速特性、高温特性に優れた次世代のパワー半導体装置を作製(製造)可能な半導体材料として炭化珪素(SiC)が注目を集めている。 However, in the market, there is a strong demand for a power semiconductor device having both a large current and a high speed, and IGBTs and power MOSFETs have been focused on improvement, and the development is now progressing almost to the material limit. . A semiconductor material replacing silicon is being studied from the viewpoint of a power semiconductor device, and silicon carbide (SiC) is used as a semiconductor material capable of manufacturing (manufacturing) a next-generation power semiconductor device having excellent low on-voltage, high-speed characteristics, and high-temperature characteristics. Is attracting attention.
炭化珪素は、化学的に非常に安定した半導体材料であり、バンドギャップが3eVと広く、高温でも半導体として極めて安定的に使用することができる。また、炭化珪素は、最大電界強度もシリコンより1桁以上大きいため、オン抵抗を十分に小さくすることができる半導体材料として期待される。このような炭化珪素の特長は、他のシリコンよりバンドギャップが広いワイドバンドギャップ半導体である、例えば窒化ガリウム(GaN)にもあてはまる。このため、ワイドバンドギャップ半導体を用いることにより、半導体装置の高耐圧化を図ることができる。 Silicon carbide is a semiconductor material that is chemically very stable, has a wide band gap of 3 eV, and can be used extremely stably as a semiconductor even at high temperatures. Further, silicon carbide is expected to be a semiconductor material capable of sufficiently reducing on-resistance because the maximum electric field strength is at least one order of magnitude higher than that of silicon. Such features of silicon carbide also apply to a wide band gap semiconductor having a wider band gap than other silicon, for example, gallium nitride (GaN). Therefore, by using a wide bandgap semiconductor, it is possible to increase the breakdown voltage of the semiconductor device.
このような炭化珪素を用いた高耐圧半導体装置では発生損失が少なくなった分、インバータで使われる際、キャリア周波数を従来のシリコンを用いた半導体装置よりも1桁高い周波数で適用される。半導体装置を高い周波数で適用するとチップへの発熱温度が高くなり、半導体装置への信頼性に影響する。特に、基板おもて面側のおもて面電極には、おもて面電極の電位を外部に取り出す配線材としてボンディングワイヤが接合されており、半導体装置を例えば、200℃以上の高温度で使用すると、おもて面電極とボンディングワイヤとの密着が低下し信頼性に影響を及ぼす。 Such a high breakdown voltage semiconductor device using silicon carbide has a reduced carrier loss, so that when used in an inverter, the carrier frequency is applied at an order of magnitude higher than that of a conventional semiconductor device using silicon. When the semiconductor device is applied at a high frequency, the heat generation temperature of the chip increases, which affects the reliability of the semiconductor device. In particular, a bonding wire is bonded to the front surface electrode on the front surface side of the substrate as a wiring material for extracting the potential of the front surface electrode to the outside. If used, the adhesion between the front surface electrode and the bonding wire is reduced, which affects reliability.
炭化珪素半導体装置は、230℃以上の高温度で使用することがあるため、ボンディングワイヤの代わりにピン状の外部端子電極をおもて面電極にはんだで接合する場合がある。これにより、おもて面電極と外部端子電極との密着性が低下することを防止できる。 Since the silicon carbide semiconductor device may be used at a high temperature of 230 ° C. or higher, a pin-shaped external terminal electrode may be joined to the front surface electrode by solder instead of a bonding wire. This can prevent the adhesion between the front surface electrode and the external terminal electrode from being reduced.
図14は、従来の炭化珪素半導体装置の構造を示す断面図である。図14に示すように、炭化珪素からなる半導体基体(以下、炭化珪素基体とする)のおもて面(p型炭化珪素エピタキシャル層103側の面)側に一般的なトレンチゲート構造のMOSゲートを備える。炭化珪素基体(半導体チップ)は、炭化珪素からなるn+型支持基板(以下、n+型炭化珪素基板とする)101上にn型炭化珪素エピタキシャル層102、電流拡散領域であるn型高濃度領域106およびp型炭化珪素エピタキシャル層103となる各炭化珪素層を順にエピタキシャル成長させてなる。
FIG. 14 is a sectional view showing a structure of a conventional silicon carbide semiconductor device. As shown in FIG. 14, a MOS gate having a general trench gate structure is provided on a front surface (a surface on the p-type silicon carbide
n型高濃度領域106には、隣り合うトレンチ118間(メサ部)に、第1p+型ベース領域104が選択的に設けられている。また、n型高濃度領域106には、トレンチ118の底面を部分的に覆う第2p+型ベース領域105が選択的に設けられている。第2p+型ベース領域105は、n型炭化珪素エピタキシャル層102に達しない深さで設けられている。第2p+型ベース領域105と第1p+型ベース領域104は同時に形成されてもかまわない。第1p+型ベース領域104は、p型炭化珪素エピタキシャル層103に接するように設けられている。
In the n-type high-
符号107〜111、113、115は、それぞれn+型ソース領域、p++型コンタクト領域、ゲート絶縁膜、ゲート電極、層間絶縁膜、ソース電極およびソース電極パッド(おもて面電極)である。ここで、ソース電極パッド115は、アルミニウム(Al)またはアルミニウム・シリコン合金(Al−Si)等のはんだと接合しにくい材料から構成されている。このため、ソース電極パッド115上にめっき膜116を設け、めっき膜116部分にはんだ117を介して外部端子電極119が設けられる。また、n+型炭化珪素基板101の裏面側には裏面電極114が設けられる。
ここで、炭化珪素半導体装置の冷却効率を上げるため、両面冷却構造が採用されている。両面冷却構造にすると、はんだ117で固定された外部端子電極119に炭化珪素半導体チップを封止している樹脂からの応力が強くかかる。この結果、ゲート電極110への応力も強くなる。この応力を緩和するため、層間絶縁膜111とソース電極113との間に窒化チタン(TiN)膜120が設けられている。
Here, a double-sided cooling structure is employed to increase the cooling efficiency of the silicon carbide semiconductor device. With the double-sided cooling structure, a strong stress is applied to the
層間絶縁膜上および層間絶縁膜のソースコンタクトホール内にTi膜(またはTiN膜)とAl膜とを含む金属電極を設け、バリアメタルであるTi膜またはTiN膜により、Al膜が不要に拡散すること抑制して、閾値電圧を安定化させる技術が公知である(例えば、下記特許文献1参照)。
A metal electrode including a Ti film (or a TiN film) and an Al film is provided on the interlayer insulating film and in the source contact hole of the interlayer insulating film, and the Al film is unnecessarily diffused by the Ti film or the TiN film serving as a barrier metal. There is known a technique for suppressing the occurrence of a phenomenon and stabilizing a threshold voltage (for example, see
しかしながら、炭化珪素基体のおもて面全体にTiN膜120を設けるとTiN膜120自体の応力により、炭化珪素半導体装置が劣化する場合がある。この場合、ゲート電極110とソース電極113との間に電圧を印加した場合、炭化珪素半導体装置に電圧を印加すると、特に低電流領域で電圧が変動する。
However, if TiN
図15は、従来の炭化珪素半導体装置の劣化した特性を示すグラフである。図15において、横軸はゲート電極とソース電極間の電圧VGSを示し、縦軸はドレイン電極に流れる電流IDを示す。図15に示すように特性が劣化した炭化珪素半導体装置では、電流IDが低い領域で電圧VGSが変動している部分(図15のS)がある。 FIG. 15 is a graph showing deteriorated characteristics of a conventional silicon carbide semiconductor device. In FIG. 15, the horizontal axis represents the voltage V GS between the gate electrode and the source electrode, and the vertical axis represents the current ID flowing through the drain electrode. As shown in FIG. 15, in the silicon carbide semiconductor device having deteriorated characteristics, there is a portion where voltage V GS fluctuates in a region where current ID is low (S in FIG. 15).
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、TiN膜による応力を緩和して、ゲート電極とソース電極との間に電圧を印加した際の低電流領域での電圧を安定化できる炭化珪素半導体装置および炭化珪素半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention can stabilize the voltage in a low current region when a voltage is applied between the gate electrode and the source electrode by relieving the stress caused by the TiN film in order to solve the above-described problem of the related art. It is an object to provide a silicon carbide semiconductor device and a method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device.
上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、この発明にかかる炭化珪素半導体装置は、次の特徴を有する。第1導電型の半導体基板のおもて面に、前記半導体基板より低不純物濃度の第1導電型の第1半導体層が設けられる。前記第1半導体層の、前記半導体基板側に対して反対側の表面に選択的に第2導電型の第2半導体層が設けられる。前記第2半導体層の、前記半導体基板側に対して反対側の表面層に選択的に第1導電型の第1半導体領域が設けられる。前記第2半導体層に接触するゲート絶縁膜が設けられる。前記ゲート絶縁膜の前記第2半導体層と接触する面と反対側の表面にゲート電極が設けられる。前記ゲート電極上に層間絶縁膜が設けられる。前記第2半導体層および前記第1半導体領域の表面に第1電極が設けられる。前記第1電極上に、選択的にめっき膜が設けられる。前記めっき膜上に、はんだが設けられる。前記半導体基板の裏面に第2電極が設けられる。前記めっき膜が設けられる領域では、前記層間絶縁膜と前記第1電極との間に前記層間絶縁膜を覆うTiN膜が設けられ、前記めっき膜が設けられない領域では前記TiN膜が設けられない。 In order to solve the problems described above and achieve the object of the present invention, a silicon carbide semiconductor device according to the present invention has the following features. A first semiconductor layer of the first conductivity type having a lower impurity concentration than the semiconductor substrate is provided on the front surface of the semiconductor substrate of the first conductivity type. A second semiconductor layer of a second conductivity type is selectively provided on a surface of the first semiconductor layer opposite to the semiconductor substrate. A first conductivity type first semiconductor region is selectively provided on a surface layer of the second semiconductor layer opposite to the semiconductor substrate side. A gate insulating film in contact with the second semiconductor layer is provided. A gate electrode is provided on a surface of the gate insulating film opposite to a surface in contact with the second semiconductor layer. An interlayer insulating film is provided on the gate electrode. A first electrode is provided on surfaces of the second semiconductor layer and the first semiconductor region. A plating film is selectively provided on the first electrode. A solder is provided on the plating film. A second electrode is provided on a back surface of the semiconductor substrate. In a region where the plating film is provided, a TiN film covering the interlayer insulating film is provided between the interlayer insulating film and the first electrode, and in a region where the plating film is not provided, the TiN film is not provided. .
また、この発明にかかる炭化珪素半導体装置は、上述した発明において、前記第1半導体領域および前記第2半導体層を貫通し、前記第1半導体層に達するトレンチをさらに備え、前記ゲート電極は、前記トレンチの内部に前記ゲート絶縁膜を介して設けられることを特徴とする。 In addition, the silicon carbide semiconductor device according to the present invention, in the above-described invention, further includes a trench penetrating the first semiconductor region and the second semiconductor layer and reaching the first semiconductor layer, and the gate electrode includes: It is provided inside the trench via the gate insulating film.
また、この発明にかかる炭化珪素半導体装置は、上述した発明において、前記第1電極の電位を外部に取り出す、前記はんだにより接合された外部端子電極をさらに備え、前記めっき膜は、前記外部端子電極を接合する領域に設けられることを特徴とする。 In addition, the silicon carbide semiconductor device according to the present invention, in the above-described invention, further includes an external terminal electrode joined by the solder for extracting a potential of the first electrode to the outside, and the plating film includes the external terminal electrode. Are provided in a region where the bonding is performed.
上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、この発明にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法は、次の特徴を有する。まず、第1導電型の半導体基板のおもて面に、前記半導体基板より低不純物濃度の第1導電型の第1半導体層を形成する第1工程を行う。次に、前記第1半導体層の、前記半導体基板側に対して反対側の表面に選択的に第2導電型の第2半導体層を形成する第2工程を行う。次に、前記第2半導体層の、前記半導体基板側に対して反対側の表面層に選択的に第1導電型の第1半導体領域を形成する第3工程を行う。次に、前記第2半導体層に接触するゲート絶縁膜を形成する第4工程を行う。次に、前記ゲート絶縁膜の前記第2半導体層と接触する面と反対側の表面にゲート電極を形成する第5工程を行う。次に、前記ゲート電極上に層間絶縁膜を形成する第6工程を行う。次に、TiN膜を形成する第7工程を行う。次に、前記第2半導体層および前記第1半導体領域の表面に第1電極を形成する第8工程を行う。次に、前記第1電極上に、選択的にめっき膜を形成する第9工程を行う。次に、前記めっき膜上に、はんだを形成する第10工程を行う。次に、前記半導体基板の裏面に第2電極を形成する第11工程を行う。前記第7工程では、前記めっき膜が設けられる領域で、前記層間絶縁膜と前記第1電極との間に前記層間絶縁膜を覆う前記TiN膜を形成し、前記めっき膜が設けられない領域で、前記TiN膜を形成しない。 In order to solve the problems described above and achieve the object of the present invention, a method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to the present invention has the following features. First, a first step of forming a first semiconductor layer of the first conductivity type having a lower impurity concentration than the semiconductor substrate is performed on the front surface of the semiconductor substrate of the first conductivity type. Next, a second step of selectively forming a second semiconductor layer of the second conductivity type on the surface of the first semiconductor layer opposite to the semiconductor substrate side is performed. Next, a third step of selectively forming a first semiconductor region of the first conductivity type on a surface layer of the second semiconductor layer opposite to the semiconductor substrate side is performed. Next, a fourth step of forming a gate insulating film in contact with the second semiconductor layer is performed. Next, a fifth step of forming a gate electrode on the surface of the gate insulating film opposite to the surface in contact with the second semiconductor layer is performed. Next, a sixth step of forming an interlayer insulating film on the gate electrode is performed. Next, a seventh step of forming a TiN film is performed. Next, an eighth step of forming a first electrode on the surface of the second semiconductor layer and the first semiconductor region is performed. Next, a ninth step of selectively forming a plating film on the first electrode is performed. Next, a tenth step of forming a solder on the plating film is performed. Next, an eleventh step of forming a second electrode on the back surface of the semiconductor substrate is performed. In the seventh step, the TiN film covering the interlayer insulating film is formed between the interlayer insulating film and the first electrode in a region where the plating film is provided, and in a region where the plating film is not provided. And the TiN film is not formed.
上述した発明によれば、めっき膜が設けられていない部分では、層間絶縁膜と接触するTiN膜を設けないため、TiN膜からの応力がなくなり、ゲート電極に印加される応力を緩和することができる。このため、ゲート電極の品質が維持でき、ゲート電極とソース電極との間に電圧を印加した場合、炭化珪素半導体装置に流れる電流の低電流領域での特性を安定化することができる。 According to the above-described invention, since the TiN film in contact with the interlayer insulating film is not provided in the portion where the plating film is not provided, the stress from the TiN film is eliminated, and the stress applied to the gate electrode can be reduced. it can. Therefore, the quality of the gate electrode can be maintained, and when a voltage is applied between the gate electrode and the source electrode, characteristics of a current flowing through the silicon carbide semiconductor device in a low current region can be stabilized.
本発明にかかる炭化珪素半導体装置および炭化珪素半導体装置の製造方法によれば、TiN膜による応力を緩和して、ゲート電極とソース電極との間に電圧を印加した際、低電流領域で電圧を安定化できるという効果を奏する。 According to the silicon carbide semiconductor device and the method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device of the present invention, when a voltage is applied between the gate electrode and the source electrode by relaxing the stress caused by the TiN film, the voltage is reduced in a low current region. This has the effect of stabilizing.
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる炭化珪素半導体装置および炭化珪素半導体装置の製造方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。本明細書および添付図面においては、nまたはpを冠記した層や領域では、それぞれ電子または正孔が多数キャリアであることを意味する。また、nやpに付す+および−は、それぞれそれが付されていない層や領域よりも高不純物濃度および低不純物濃度であることを意味する。+および−を含めたnやpの表記が同じ場合は近い濃度であることを示し濃度が同等とは限らない。なお、以下の実施の形態の説明および添付図面において、同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本明細書では、ミラー指数の表記において、“−”はその直後の指数につくバーを意味しており、指数の前に“−”を付けることで負の指数をあらわしている。 Hereinafter, preferred embodiments of a silicon carbide semiconductor device and a method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and the accompanying drawings, a layer or a region entitled with n or p means that electrons or holes are majority carriers, respectively. Further, + and-attached to n and p mean that the impurity concentration is higher and lower than that of the layer or region to which they are not added. When the notation of n or p including + and-is the same, it indicates that the densities are close, and the densities are not necessarily equal. In the following description of the embodiments and the accompanying drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. Further, in the present specification, in the notation of the Miller index, "-" means a bar attached to the index immediately after the index, and adding "-" before the index indicates a negative index.
(実施の形態)
本発明にかかる半導体装置は、ワイドバンドギャップ半導体を用いて構成される。実施の形態においては、ワイドバンドギャップ半導体として例えば炭化珪素(SiC)を用いて作製された炭化珪素半導体装置について、MOSFETを例に説明する。図1は、実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の図3のA−A’部分の構造を示す断面図である。図2は、実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の図3のB−B’部分の構造を示す断面図である。
(Embodiment)
A semiconductor device according to the present invention is configured using a wide band gap semiconductor. In the embodiment, a silicon carbide semiconductor device manufactured using, for example, silicon carbide (SiC) as a wide band gap semiconductor will be described using a MOSFET as an example. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure of a portion AA ′ of FIG. 3 of the silicon carbide semiconductor device according to the embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a structure of a portion BB ′ of FIG. 3 of the silicon carbide semiconductor device according to the embodiment.
図1、図2に示すように、実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置は、n+型炭化珪素基板(第1導電型の半導体基板)1の第1主面(おもて面)、例えば(0001)面(Si面)、にn型炭化珪素エピタキシャル層(第1導電型の第1半導体層)2が堆積されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the silicon carbide semiconductor device according to the embodiment has a first main surface (front surface) of an n + -type silicon carbide substrate (first conductivity type semiconductor substrate) 1, for example, On the (0001) plane (Si plane), an n-type silicon carbide epitaxial layer (first semiconductor layer of first conductivity type) 2 is deposited.
n+型炭化珪素基板1は、例えば窒素(N)がドーピングされた炭化珪素単結晶基板である。n型炭化珪素エピタキシャル層2は、n+型炭化珪素基板1よりも低い不純物濃度で、例えば窒素がドーピングされている低濃度n型ドリフト層である。n型炭化珪素エピタキシャル層2の、n+型炭化珪素基板1側に対して反対側の表面は、n型高濃度領域6が形成されている。n型高濃度領域6は、n+型炭化珪素基板1よりも低くn型炭化珪素エピタキシャル層2よりも高い不純物濃度で、例えば窒素がドーピングされている高濃度n型ドリフト層である。以下、n+型炭化珪素基板1とn型炭化珪素エピタキシャル層2と後述するp型炭化珪素エピタキシャル層(第2導電型の第2半導体層)3とを併せて炭化珪素半導体基体とする。
N + type
図1、図2に示すように、n+型炭化珪素基板1の第2主面(裏面、すなわち炭化珪素半導体基体の裏面)には、裏面電極14が設けられている。裏面電極14は、ドレイン電極を構成する。裏面電極14の表面には、ドレイン電極パッド(不図示)が設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
炭化珪素半導体基体の第1主面側(p型炭化珪素エピタキシャル層3側)には、ストライプ状のトレンチ構造が形成されている。具体的には、トレンチ18は、p型炭化珪素エピタキシャル層3のn+型炭化珪素基板1側に対して反対側(炭化珪素半導体基体の第1主面側)の表面からp型炭化珪素エピタキシャル層3を貫通してn型高濃度領域6に達する。トレンチ18の内壁に沿って、トレンチ18の底部および側壁にゲート絶縁膜9が形成されており、トレンチ18内のゲート絶縁膜9の内側にストライプ状のゲート電極10が形成されている。ゲート絶縁膜9によりゲート電極10が、n型高濃度領域6およびp型炭化珪素エピタキシャル層3と絶縁されている。ゲート電極10の一部は、トレンチ18の上方(ソース電極パッド15側)からソース電極パッド15側に突出している。
A stripe-shaped trench structure is formed on the first main surface side (p-type silicon
n型高濃度領域6のn+型炭化珪素基板1側に対して反対側(炭化珪素半導体基体の第1主面側)の表面層には、第1p+型ベース領域4と第2p+型ベース領域5が選択的に設けられている。第2p+型ベース領域5はトレンチ18の下に形成されており、第2p+型ベース領域5の幅はトレンチ18の幅よりも広い。第1p+型ベース領域4と第2p+型ベース領域5は、例えばアルミニウムがドーピングされている。
On the surface layer of the n-type high-
第1p+型ベース領域4の一部をトレンチ18側に延在させることで第2p+型ベース領域5に接続した構造となっていてもよい。この場合、第1p+型ベース領域4の一部は、第1p+型ベース領域4と第2p+型ベース領域5とが並ぶ方向(以下、第1方向とする)xと直交する方向(以下、第2方向とする)yに、n型高濃度領域6と交互に繰り返し配置された平面レイアウトを有していてもよい。例えば、第1p+型ベース領域4の一部を第1方向xの両側のトレンチ18側に延在し、第2p+型ベース領域5の一部と接続する構造を第2方向yに周期的に配置してもよい。その理由は、第2p+型ベース領域5とn型炭化珪素エピタキシャル層2の接合部分でアバランシェ降伏が起こったときに発生するホールを効率よくソース電極13に退避させることでゲート絶縁膜9への負担を軽減し信頼性をあげるためである。
A structure in which a part of the first p + -
n型炭化珪素エピタキシャル層2の基体第1主面側には、p型炭化珪素エピタキシャル層3が設けられている。p型炭化珪素エピタキシャル層3の内部には、基体第1主面側にn+型ソース領域(第1導電型の第1半導体領域)7およびp++型コンタクト領域8が選択的に設けられている。n+型ソース領域7はトレンチ18に接している。また、n+型ソース領域7およびp++型コンタクト領域8は互いに接する。また、n型炭化珪素エピタキシャル層2の基体第1主面側の表面層の第1p+型ベース領域4と第2p+型ベース領域5に挟まれた領域と、p型炭化珪素エピタキシャル層3と第2p+型ベース領域5に挟まれた領域にn型高濃度領域6が設けられている。
P-type silicon
図1、図2では、2つのトレンチMOS構造のみを図示しているが、さらに多くのトレンチ構造のMOSゲート(金属−酸化膜−半導体からなる絶縁ゲート)構造が並列に配置されていてもよい。 1 and 2, only two trench MOS structures are shown, but more MOS gates (insulated gates composed of metal-oxide-semiconductor) having a trench structure may be arranged in parallel. .
層間絶縁膜11は、炭化珪素半導体基体の第1主面側の全面に、トレンチ18に埋め込まれたゲート電極10を覆うように設けられている。ソース電極13は、層間絶縁膜11に開口されたコンタクトホールを介して、n+型ソース領域7およびp++型コンタクト領域8に接する。層間絶縁膜11に開口されるコンタクトホールは、ゲート電極10の形状に対応してストライプ状となっている。ソース電極13は、層間絶縁膜11によって、ゲート電極10と電気的に絶縁されている。ソース電極13上には、ソース電極パッド15が設けられている。ソース電極13と層間絶縁膜11との間に、例えばソース電極13からゲート電極10側への金属原子の拡散を防止するバリアメタル(不図示)が設けられていてもよい。
ソース電極パッド15の上部には、めっき膜16が選択的に設けられ、めっき膜16の表面側にはんだ17が選択的に設けられる。はんだ17には、ソース電極13の電位を外部に取り出す配線材である外部端子電極19が設けられる。外部端子電極19は、針状のピン形状を有し、ソース電極パッド15に直立した状態で接合される。
A
図3は、実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の構造を示す上面図である。図3に示すように、炭化珪素半導体素子は、主電流が流れる活性領域40の外周部に、活性領域の周囲を囲んで耐圧を保持するエッジ終端領域41が設けられている。活性領域40には、ゲート電極10と電気的に接続するゲートパッド領域31とソース電極パッド15が露出するソースパッド領域32が設けられている。
FIG. 3 is a top view showing a structure of the silicon carbide semiconductor device according to the embodiment. As shown in FIG. 3, in the silicon carbide semiconductor device, an
ソースパッド領域32のめっき膜16が設けられためっき領域33上で、はんだ17を介して外部端子電極19が設けられる。めっき領域33以外の部分が、めっき膜16が設けられていないめっきなし領域34である。
The external
図3に示すように、図1のA−A’部分の構造は、めっき領域33の構造であり、図2のB−B’部分の構造は、めっきなし領域34の構造である。図1、図2から、実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置では、めっき膜16が設けられためっき領域33では、層間絶縁膜11とソース電極13との間に層間絶縁膜11を覆うTiN膜20が設けられている(図1参照)。一方、めっき膜16が設けられていないめっき領域なし34では、層間絶縁膜11とソース電極13との間に層間絶縁膜11を覆うTiN膜20が設けられていない(図2参照)。なお、めっき領域33以外のソースパッド領域32には、TiN膜20は設けない構造としているが、位置合わせ精度を考慮してめっき領域33よりも若干大きめにTiN膜20を形成してもよい。
As shown in FIG. 3, the structure of the portion A-A ′ in FIG. 1 is the structure of the plated
このように、実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置では、めっき膜16が設けられている部分、つまり、外部端子電極19が設けられ、外部端子電極19からゲート電極10に印加される外部応力が高くなる部分には、層間絶縁膜11とソース電極13との間にTiN膜20が設けられている。このTiN膜20により、外部応力を緩和することができる。一方、めっき膜16が設けられていない部分では、層間絶縁膜11と接触するTiN膜20を設けないため、TiN膜20からの応力がなくなり、ゲート電極10に印加される応力を緩和することができる。このため、ゲート電極10の品質が維持でき、ゲート電極10とソース電極13との間に電圧を印加した場合、炭化珪素半導体装置に流れる電流の低電流領域で特性を安定化することができる。
As described above, in the silicon carbide semiconductor device according to the embodiment, the portion where
図4は、実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置と従来の炭化珪素半導体装置にかかる応力の相対値を示す図である。図4は、ゲート電極10に印加される応力の相対値を示しており、実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置では、従来の炭化珪素半導体装置に比べて、応力が緩和されていることがわかる。
FIG. 4 is a diagram showing relative values of stress applied to the silicon carbide semiconductor device according to the embodiment and a conventional silicon carbide semiconductor device. FIG. 4 shows a relative value of the stress applied to
図5は、実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の特性を示すグラフである。図5において、横軸はゲート電極とソース電極間の電圧VGSを示し、縦軸はドレイン電極に流れる電流IDを示す。図5に示すように実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置では、電流IDが低い領域で電圧VGSが変動している部分がなく、特性が劣化していないことがわかる。 FIG. 5 is a graph showing characteristics of the silicon carbide semiconductor device according to the embodiment. In FIG. 5, the horizontal axis represents the voltage V GS between the gate electrode and the source electrode, and the vertical axis represents the current ID flowing through the drain electrode. As shown in FIG. 5, in the silicon carbide semiconductor device according to the embodiment, there is no portion where voltage V GS fluctuates in a region where current ID is low, and it can be seen that characteristics are not degraded.
(実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法)
次に、実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法について説明する。図6〜図13は、実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の製造途中の状態を模式的に示す断面図である。
(Method of Manufacturing Silicon Carbide Semiconductor Device According to Embodiment)
Next, a method for manufacturing the silicon carbide semiconductor device according to the embodiment will be described. 6 to 13 are cross-sectional views schematically showing a state during the manufacture of the silicon carbide semiconductor device according to the embodiment.
まず、n型の炭化珪素でできたn+型炭化珪素基板1を用意する。そして、このn+型炭化珪素基板1の第1主面上に、n型の不純物、例えば窒素原子をドーピングしながら炭化珪素でできた第1n型炭化珪素エピタキシャル層2aを、例えば30μm程度の厚さまでエピタキシャル成長させる。この第1n型炭化珪素エピタキシャル層2aは、n型炭化珪素エピタキシャル層2となる。ここまでの状態が図6に示されている。
First, n + -type
次に、第1n型炭化珪素エピタキシャル層2aの表面上に、フォトリソグラフィ技術によって所定の開口部を有するイオン注入用マスクを例えば酸化膜で形成する。そして、アルミニウム等のp型の不純物を、酸化膜の開口部に注入し、深さ0.5μm程度の下部第1p+型ベース領域4aを形成する。下部第1p+型ベース領域4aと同時に、トレンチ18の底部となる第2p+型ベース領域5を形成してもよい。隣り合う下部第1p+型ベース領域4aと第2p+型ベース領域5との距離が1.5μm程度となるよう形成する。下部第1p+型ベース領域4aおよび第2p+型ベース領域5の不純物濃度を例えば5×1018/cm3程度に設定する。ここまでの状態が図7に示されている。
Next, an ion implantation mask having a predetermined opening is formed of, for example, an oxide film on the surface of first n-type silicon
次に、イオン注入用マスクの一部を除去し、開口部に窒素等のn型の不純物をイオン注入し、第1n型炭化珪素エピタキシャル層2aの表面領域の一部に、例えば深さ0.5μm程度の下部n型高濃度領域6aを設ける。下部n型高濃度領域6aの不純物濃度を例えば1×1017/cm3程度に設定する。
Next, a part of the ion implantation mask is removed, and an n-type impurity such as nitrogen is ion-implanted into the opening, and a part of the surface region of the first n-type silicon
次に、第1n型炭化珪素エピタキシャル層2aの表面上に、窒素等のn型の不純物をドーピングした第2n型炭化珪素エピタキシャル層2bを、0.5μm程度の厚さで形成する。第2n型炭化珪素エピタキシャル層2bの不純物濃度が3×1015/cm3程度となるように設定する。以降、第1n型炭化珪素エピタキシャル層2aと第2n型炭化珪素エピタキシャル層2bを合わせて、n型炭化珪素エピタキシャル層2となる。
Next, on the surface of first n-type silicon
次に、第2n型炭化珪素エピタキシャル層2bの表面上に、フォトリソグラフィによって所定の開口部を有するイオン注入用マスクを例えば酸化膜で形成する。そして、アルミニウム等のp型の不純物を、酸化膜の開口部に注入し、深さ0.5μm程度の上部第1p+型ベース領域4bを、下部第1p+型ベース領域4aに重なるように形成する。下部第1p+型ベース領域4aと上部第1p+型ベース領域4bは連続した領域を形成し、第1p+型ベース領域4となる。上部第1p+型ベース領域4bの不純物濃度を例えば5×1018/cm3程度となるように設定する。
Next, an ion implantation mask having a predetermined opening is formed by, for example, an oxide film on the surface of second n-type silicon
次に、イオン注入用マスクの一部を除去し、開口部に窒素等のn型の不純物をイオン注入し、第2炭化珪素エピタキシャル層2bの表面領域の一部に、例えば深さ0.5μm程度の上部n型高濃度領域6bを設ける。上部n型高濃度領域6bの不純物濃度を例えば1×1017/cm3程度に設定する。この上部n型高濃度領域6bと下部n型高濃度領域6aは少なくとも一部が接するように形成され、n型高濃度領域6を形成する。ただし、このn型高濃度領域6が基板全面に形成される場合と、形成されない場合がある。ここまでの状態が図8に示されている。
Next, a part of the ion implantation mask is removed, and an n-type impurity such as nitrogen is ion-implanted into the opening. The upper n-type
次に、n型炭化珪素エピタキシャル層2の表面上に、アルミニウム等のp型不純物をドーピングしたp型炭化珪素エピタキシャル層3を1.3μm程度の厚さで形成する。p型炭化珪素エピタキシャル層3の不純物濃度は4×1017/cm3程度に設定する。ここまでの状態が図9に示されている。
Next, a p-type silicon
次に、p型炭化珪素エピタキシャル層3および露出したn型炭化珪素エピタキシャル層2の表面上に、フォトリソグラフィによって所定の開口部を有するイオン注入用マスクを例えば酸化膜で形成する。この開口部にリン(P)等のn型の不純物をイオン注入し、p型炭化珪素エピタキシャル層3の表面の一部にn+型ソース領域7を形成する。n+型ソース領域7の不純物濃度は、p型炭化珪素エピタキシャル層3の不純物濃度より高くなるように設定する。次に、n+型ソース領域7の形成に用いたイオン注入用マスクを除去し、同様の方法で、所定の開口部を有するイオン注入用マスクを形成し、p型炭化珪素エピタキシャル層3の表面の一部にアルミニウム等のp型の不純物をイオン注入し、p++型コンタクト領域8を設ける。p++型コンタクト領域8の不純物濃度は、p型炭化珪素エピタキシャル層3の不純物濃度より高くなるように設定する。ここまでの状態が図10に示されている。
Next, an ion implantation mask having a predetermined opening is formed of, for example, an oxide film on the surfaces of p-type silicon
次に、1700℃程度の不活性ガス雰囲気で熱処理(アニール)を行い、第1p+型ベース領域4、第2p+型ベース領域5、n+型ソース領域7、p++型コンタクト領域8の活性化処理を実施する。なお、上述したように1回の熱処理によって各イオン注入領域をまとめて活性化させてもよいし、イオン注入を行うたびに熱処理を行って活性化させてもよい。
Next, heat treatment (annealing) is performed in an inert gas atmosphere at about 1700 ° C. to form the first p + -
次に、p型炭化珪素エピタキシャル層3の表面上に、フォトリソグラフィによって所定の開口部を有するトレンチ形成用マスクを例えば酸化膜で形成する。次に、ドライエッチングによってp型炭化珪素エピタキシャル層3を貫通し、n型高濃度領域6に達するトレンチ18を形成する。トレンチ18の底部はn型高濃度領域6に形成された第1p+型ベース領域4に達してもよい。次に、トレンチ形成用マスクを除去する。ここまでの状態が図11に示されている。
Next, a trench forming mask having a predetermined opening is formed on the surface of p-type silicon
次に、n+型ソース領域7およびp++型コンタクト領域8の表面と、トレンチ18の底部および側壁と、に沿ってゲート絶縁膜9を形成する。このゲート絶縁膜9は、酸素雰囲気中において1000℃程度の温度の熱処理によって熱酸化によって形成してもよい。また、このゲート絶縁膜9は高温酸化(High Temperature Oxide:HTO)等のような化学反応によって堆積する方法で形成してもよい。
Next, a
次に、ゲート絶縁膜9上に、例えばリン原子がドーピングされた多結晶シリコン層を設ける。この多結晶シリコン層はトレンチ18内を埋めるように形成してもよい。この多結晶シリコン層をフォトリソグラフィによりパターニングし、トレンチ18内部に残すことによって、ゲート電極10を形成する。このパターニングの際、はんだ17およびめっき膜16が設けられるソース電極パッド15と対向する領域において、ゲート電極10をストライプ形状と交わる方向に延在させ、ゲート電極10同士が接続されるように形成する。
Next, a polycrystalline silicon layer doped with, for example, phosphorus atoms is provided on the
次に、ゲート絶縁膜9およびゲート電極10を覆うように、例えばリンガラスを1μm程度の厚さで成膜し、層間絶縁膜11を形成する。次に、層間絶縁膜11を覆うように、チタン(Ti)または窒化チタン(TiN)からなるバリアメタル(不図示)を形成してもよい。層間絶縁膜11およびゲート絶縁膜9をフォトリソグラフィによりパターニングしn+型ソース領域7およびp++型コンタクト領域8を露出させたコンタクトホールを形成する。その後、熱処理(リフロー)を行って層間絶縁膜11を平坦化する。ここまでの状態が図12に示されている。
Next, a film of, for example, phosphorus glass is formed to a thickness of about 1 μm so as to cover the
次に、コンタクトホール内および層間絶縁膜11の上に、例えばスパッタ法によってTiN膜20を成膜する。このTiN膜20をフォトリソグラフィによりパターニングし、めっき膜16が設けられている部分にのみTiN膜20を残す。ここまでの状態が図13に示されている。なお、図13では、図3のA−A’部分の構造の状態を示す。
Next, a
次に、例えば、スパッタ法によりTi膜、TiN膜、Ti膜を積層し、さらにAl膜を、厚さが例えば、5μm程度になるように形成する。Al膜の代わりに、Al−Si膜またはAl−Si−Cu膜を形成してもよい。この導電性の膜をフォトリソグラフィによりパターニングし、素子全体の活性領域40に残すことによってソース電極13を形成する。次に、炭化珪素半導体基体のおもて面側の、ソース電極13上に選択的に保護膜(不図示)を形成する。
Next, for example, a Ti film, a TiN film, and a Ti film are stacked by a sputtering method, and an Al film is further formed to have a thickness of, for example, about 5 μm. Instead of the Al film, an Al-Si film or an Al-Si-Cu film may be formed. This conductive film is patterned by photolithography, and is left in the
次に、n+型炭化珪素半導体基板1の第2主面上に、ニッケル等の裏面電極14を設ける。この後、1000℃程度の不活性ガス雰囲気で熱処理を行って、n+型ソース領域7、p++型コンタクト領域8およびn+型炭化珪素半導体基板1とオーミック接合するソース電極13および裏面電極14を形成する。
Next, a
次に、n+炭化珪素半導体基板1の第1主面上に、スパッタ法によって5μm程度の厚さのアルミニウム膜を堆積し、フォトリソグラフィによりソース電極13および層間絶縁膜11を覆うようにアルミニウムを除去し、ソース電極パッド15を形成する。
Next, an aluminum film having a thickness of about 5 μm is deposited on the first main surface of n + silicon
次に、裏面電極14の表面に、例えばチタン(Ti)、ニッケルおよび金(Au)を順に積層することによって、ドレイン電極パッド(不図示)を形成する。次に、ソース電極15の上部に、めっき膜16を選択的に形成し、めっき膜16にはんだ17を介して外部端子電極19を形成する。以上のようにして、図1、図2に示す炭化珪素半導体装置が完成する。
Next, a drain electrode pad (not shown) is formed by sequentially stacking, for example, titanium (Ti), nickel, and gold (Au) on the surface of the
以上、説明したように、実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置によれば、めっき膜が設けられていない部分では、層間絶縁膜と接触するTiN膜を設けないため、TiN膜からの応力がなくなり、ゲート電極に印加される応力を緩和することができる。このため、ゲート電極の品質が維持でき、ゲート電極とソース電極との間に電圧を印加した場合、炭化珪素半導体装置に流れる電流の低電流領域での特性を安定化することができる。 As described above, according to the silicon carbide semiconductor device of the embodiment, since the TiN film in contact with the interlayer insulating film is not provided in the portion where the plating film is not provided, the stress from the TiN film is eliminated. The stress applied to the gate electrode can be reduced. Therefore, the quality of the gate electrode can be maintained, and when a voltage is applied between the gate electrode and the source electrode, characteristics of a current flowing through the silicon carbide semiconductor device in a low current region can be stabilized.
以上において本発明では、炭化珪素でできた炭化珪素基板の主面を(0001)面とし当該(0001)面上にMOSを構成した場合を例に説明したが、これに限らず、ワイドバンドギャップ半導体、基板主面の面方位などを種々変更可能である。 Although the present invention has been described with reference to an example in which the silicon carbide substrate made of silicon carbide has a (0001) plane as the main surface and a MOS is formed on the (0001) plane, the present invention is not limited to this. The semiconductor, the plane orientation of the substrate main surface, and the like can be variously changed.
また、本発明の実施の形態では、トレンチ型MOSFETを例に説明したが、これに限らず、プレーナ型MOSFET、IGBTなどのMOS型半導体装置など様々な構成の半導体装置に適用可能である。また、上述した各実施の形態では、ワイドバンドギャップ半導体として炭化珪素を用いた場合を例に説明したが、窒化ガリウム(GaN)など炭化珪素以外のワイドバンドギャップ半導体を用いた場合においても同様の効果が得られる。また、各実施の形態では第1導電型をn型とし、第2導電型をp型としたが、本発明は第1導電型をp型とし、第2導電型をn型としても同様に成り立つ。 Further, in the embodiment of the present invention, the trench type MOSFET has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to various types of semiconductor devices such as a planar type MOSFET and a MOS type semiconductor device such as an IGBT. Further, in each of the above-described embodiments, the case where silicon carbide is used as the wide band gap semiconductor has been described as an example, but the same applies to the case where a wide band gap semiconductor other than silicon carbide such as gallium nitride (GaN) is used. The effect is obtained. In each embodiment, the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type. However, the present invention is similarly applicable to a case where the first conductivity type is p-type and the second conductivity type is n-type. Holds.
以上のように、本発明にかかる炭化珪素半導体装置および炭化珪素半導体装置の製造方法は、電力変換装置や種々の産業用機械などの電源装置などに使用される高耐圧半導体装置に有用である。 As described above, the silicon carbide semiconductor device and the method for manufacturing the silicon carbide semiconductor device according to the present invention are useful for a high breakdown voltage semiconductor device used for a power conversion device or a power supply device of various industrial machines.
1、101 n+型炭化珪素基板
2、102 n型炭化珪素エピタキシャル層
2a 第1n型炭化珪素エピタキシャル層
2b 第2n型炭化珪素エピタキシャル層
3、103 p型炭化珪素エピタキシャル層(ベース層)
4、104 第1p+型ベース領域
4a 下部第1p+型ベース領域
4b 上部第1p+型ベース領域
5、105 第2p+型ベース領域
6、106 n型高濃度領域
6a 下部n型高濃度領域
6b 上部n型高濃度領域
7、107 n+型ソース領域
8、108 p++型コンタクト領域
9、109 ゲート絶縁膜
10、110 ゲート電極
11、111 層間絶縁膜
13、113 ソース電極
14、114 裏面電極
15、115 ソース電極パッド
16、116 めっき膜
17、117 はんだ
18、118 トレンチ
19、119 外部端子電極
20、120 TiN膜
31 ゲートパッド領域
32 ソースパッド領域
33 めっき領域
34 めっきなし領域
40 活性領域
41 エッジ終端領域
1, 101 n + -type
4, 104 first p + -
Claims (4)
前記半導体基板のおもて面に設けられた、前記半導体基板より低不純物濃度の第1導電型の第1半導体層と、
前記第1半導体層の、前記半導体基板側に対して反対側の表面に選択的に設けられた第2導電型の第2半導体層と、
前記第2半導体層の、前記半導体基板側に対して反対側の表面層に選択的に設けられた第1導電型の第1半導体領域と、
前記第2半導体層に接触するゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜の前記第2半導体層と接触する面と反対側の表面に設けられたゲート電極と、
前記ゲート電極上に設けられた層間絶縁膜と、
前記第2半導体層および前記第1半導体領域の表面に設けられた第1電極と、
前記第1電極上に、選択的に設けられためっき膜と、
前記めっき膜上に、設けられたはんだと、
前記半導体基板の裏面に設けられた第2電極と、
を備え、
前記めっき膜が設けられる領域では、前記層間絶縁膜と前記第1電極との間に前記層間絶縁膜を覆うTiN膜が設けられ、前記めっき膜が設けられない領域では前記TiN膜が設けられないことを特徴とする炭化珪素半導体装置。 A first conductivity type semiconductor substrate;
A first semiconductor layer of a first conductivity type having a lower impurity concentration than the semiconductor substrate, provided on a front surface of the semiconductor substrate;
A second conductivity type second semiconductor layer selectively provided on a surface of the first semiconductor layer opposite to the semiconductor substrate;
A first semiconductor region of a first conductivity type selectively provided on a surface layer of the second semiconductor layer opposite to the semiconductor substrate side;
A gate insulating film in contact with the second semiconductor layer;
A gate electrode provided on a surface of the gate insulating film opposite to a surface in contact with the second semiconductor layer;
An interlayer insulating film provided on the gate electrode,
A first electrode provided on a surface of the second semiconductor layer and the first semiconductor region;
A plating film selectively provided on the first electrode;
On the plating film, provided solder,
A second electrode provided on a back surface of the semiconductor substrate;
With
In a region where the plating film is provided, a TiN film covering the interlayer insulating film is provided between the interlayer insulating film and the first electrode, and in a region where the plating film is not provided, the TiN film is not provided. A silicon carbide semiconductor device characterized by the above-mentioned.
前記ゲート電極は、前記トレンチの内部に前記ゲート絶縁膜を介して設けられることを特徴とする請求項1に記載の炭化珪素半導体装置。 A trench penetrating the first semiconductor region and the second semiconductor layer and reaching the first semiconductor layer;
2. The silicon carbide semiconductor device according to claim 1, wherein said gate electrode is provided inside said trench via said gate insulating film.
前記めっき膜は、前記外部端子電極を接合する領域に設けられることを特徴とする請求項1または2に記載の炭化珪素半導体装置。 Further comprising an external terminal electrode joined by the solder, which takes out the potential of the first electrode to the outside,
The silicon carbide semiconductor device according to claim 1, wherein the plating film is provided in a region where the external terminal electrode is joined.
前記第1半導体層の、前記半導体基板側に対して反対側の表面に選択的に第2導電型の第2半導体層を形成する第2工程と、
前記第2半導体層の、前記半導体基板側に対して反対側の表面層に選択的に第1導電型の第1半導体領域を形成する第3工程と、
前記第2半導体層に接触するゲート絶縁膜を形成する第4工程と、
前記ゲート絶縁膜の前記第2半導体層と接触する面と反対側の表面にゲート電極を形成する第5工程と、
前記ゲート電極上に層間絶縁膜を形成する第6工程と、
TiN膜を形成する第7工程と、
前記第2半導体層および前記第1半導体領域の表面に第1電極を形成する第8工程と、
前記第1電極上に、選択的にめっき膜を形成する第9工程と、
前記めっき膜上に、はんだを形成する第10工程と、
前記半導体基板の裏面に第2電極を形成する第11工程と、
を含み、
前記第7工程では、前記めっき膜が設けられる領域で、前記層間絶縁膜と前記第1電極との間に前記層間絶縁膜を覆う前記TiN膜を形成し、前記めっき膜が設けられない領域で、前記TiN膜を形成しないことを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。 A first step of forming a first conductive type first semiconductor layer having a lower impurity concentration than the semiconductor substrate on the front surface of the first conductive type semiconductor substrate;
A second step of selectively forming a second conductivity type second semiconductor layer on a surface of the first semiconductor layer opposite to the semiconductor substrate side;
A third step of selectively forming a first semiconductor region of the first conductivity type on a surface layer of the second semiconductor layer opposite to the semiconductor substrate side;
A fourth step of forming a gate insulating film in contact with the second semiconductor layer;
A fifth step of forming a gate electrode on a surface of the gate insulating film opposite to a surface in contact with the second semiconductor layer;
A sixth step of forming an interlayer insulating film on the gate electrode;
A seventh step of forming a TiN film;
An eighth step of forming a first electrode on the surface of the second semiconductor layer and the first semiconductor region;
A ninth step of selectively forming a plating film on the first electrode;
A tenth step of forming a solder on the plating film;
An eleventh step of forming a second electrode on the back surface of the semiconductor substrate;
Including
In the seventh step, the TiN film covering the interlayer insulating film is formed between the interlayer insulating film and the first electrode in a region where the plating film is provided, and in a region where the plating film is not provided. And a method of manufacturing a silicon carbide semiconductor device, wherein the TiN film is not formed.
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