JP2017168678A - 半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施の形態1にかかる縦型のSiC−MOSFETの断面図である。このSiC−MOSFETの製造方法について説明しておく。はじめに、高濃度のn+型SiC基板(第1導電型のドレイン領域となる)1上に5×1015/cm3の窒素ドーピングした低濃度のn-型ドリフト層2を10μmの厚さに堆積する。
実施の形態2として、実施の形態1で380℃としたポリイミドのアニール温度を400℃まで上昇させた試料を作成した。ソース電極がTi層15とAl層12の2層だけの場合は、新たに形成されるTiAl合金の粒径(膜厚)が30nm以上100nm未満であったのに対し、実施の形態2のようにソース電極をTi層15/Ti−Al合金層16/Al層12の3層構造とした場合には、新たに形成されるTi−Al合金層の膜厚は10nm以下であった。
2 n-型ドリフト層
3 p-層
4 p-層(ウエル層)
5 p+層
6 n+層(ソース領域)
7 n-層
8 ゲート絶縁膜
9 ゲート電極
10 層間膜
11 シリサイド層
12 Al層
13 裏面電極
14 保護膜
15 Ti層
16 Ti−Al合金層
17 TiN層
18 Ti膜
Claims (10)
- 炭化珪素基板と、
前記炭化珪素基板に第1導電型のドレイン領域と、第2導電型のウエル領域と、第1導電型のソース領域とを備え、前記炭化珪素基板上にゲート絶縁膜を介してゲート電極と、層間膜を介して前記ゲート電極と接触するソース電極と、を備える半導体装置において、
前記ソース電極は、チタン(Ti)/チタン−アルミニウム(Ti−Al)合金/アルミニウム(Al)の3層構造であり、前記Ti−Al合金層が5nm以上100nm以下であり、当該Ti−Al合金層は、前記Tiと前記Al全体の含有量における前記Alの含有量が25原子%〜86原子%であることを特徴とする半導体装置。 - 前記炭化珪素基板はn型であり、前記炭化珪素基板上にn型ドリフト層と、当該n型ドリフト層に設けられたp型ウエル層と、当該p型ウエル層に設けられたn型ソース領域と、前記p型ウエル層上に形成されたゲート絶縁膜と、当該ゲート絶縁膜の上に形成されたゲート電極と、前記n型ソース領域と電気的に接続されたソース電極と、前記炭化珪素基板のドリフト層が形成された面と反対側の面に設けられたドレイン電極と、を備えたことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- MOSFETの半導体装置構造を有することを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置。
- 前記Ti−Al合金層が、TiAl6、TiAl3、TiAl、Ti3Alのいずれかであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の半導体装置。
- 炭化珪素基板に第1導電型のドレイン領域と、第2導電型のウエル領域と、第1導電型のソース領域とを形成し、
前記炭化珪素基板上にゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成し、更に層間膜を介して前記ゲート電極と接触するソース電極を形成する半導体装置の製造方法において、
前記ソース電極は、チタン(Ti)/チタン−アルミニウム(Ti−Al)合金/アルミニウム(Al)の順番でスパッタ法により形成され、
前記ソース電極の形成後、300℃〜500℃で前記炭化珪素基板をアニール処理することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記ソース電極のTi−Al合金層のスパッタは、
スパッタ圧力を0.1Pa〜0.8Pa、前記炭化珪素基板の温度を25℃以上350℃以下で実施し、
スパッタ材料は、前記Tiと前記Al全体の含有量における前記Alの含有量が25原子%〜86原子%であることを特徴とする請求項5に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記ソース電極は前記Ti、前記Ti−Al合金、前記Alを同一チャンバーにて、大気暴露することなく製造することを特徴とする請求項5または6に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記ソース電極は、前記ソース電極形成後の熱処理により前記Ti−Al合金層の下地に新たに生成されるTi−Al合金層の膜厚が10nm以下であることを特徴とする請求項5〜7のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記ソース電極は、前記ソース電極形成後の熱処理後において、前記Ti−Al合金層の下地に10nm以上の膜厚のTi層が形成されていることを特徴とする請求項5〜8のいずれか一つに記載の半導体装置。
- 前記スパッタ材料は、TiAl6、TiAl3、TiAl、Ti3Alのいずれかであることを特徴とする請求項5〜9のいずれか一つに記載の半導体装置。
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