JP6435686B2 - 炭化珪素半導体装置の製造方法および炭化珪素半導体装置 - Google Patents
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Description
まず、この発明にかかる実施の形態の炭化珪素半導体スイッチング素子の製造方法について説明する。ここでは第4族元素として、Tiを用いるものとする。図1は、この発明にかかる実施の形態の炭化珪素半導体スイッチング素子の製造手順を示すフローチャートである。図2、図3、図4、図5、図6、図7、図8、図9および図10は、この発明にかかる実施の形態の炭化珪素半導体スイッチング素子の製造方法の説明図である。
図1のフローチャートにおいて、まず、単結晶炭化珪素ウエハ(単結晶n型炭化珪素ウエハ)1を、薬液洗浄や犠牲酸化などの方法を用いて清浄化する(ステップS101)。単結晶炭化珪素ウエハ1の清浄化方法については、公知の技術を用いて容易に実現可能であるため説明を省略する。つぎに、清浄化された単結晶炭化珪素ウエハ1のおもて面側に、素子構造(デバイス構造)100を形成する(ステップS102)。図2においては、単結晶炭化珪素ウエハ1上にデバイス構造100を形成した状態の断面を模式的に示している。
つぎに、層間絶縁膜2のおもて面側に、ソースコンタクトホール9、ゲートコンタクトホール10を形成する(ステップS104)。ソースコンタクトホール9とゲートコンタクトホール10とは、各々別個の工程によって形成することができる。
つぎに、ソースコンタクトホール9とゲートコンタクトホール10とが形成された単結晶炭化珪素ウエハ1のおもて面側の全面に、バリアメタルの第1層として、第4族元素窒化物を成膜する。この実施の形態においては、第4族元素としてTiを用いて、第4族元素窒化物としてTiN層11を成膜する(ステップS105)。これにより、この発明にかかる、バリアメタルの第1層として第4族元素窒化物を成膜する工程を実現することができる。
つぎに、純Ti層12のおもて面側に、フォトレジスト(フォトレジストパターン)13を設ける(ステップS107)。フォトレジスト13は、純Ti層12を成膜した単結晶炭化珪素ウエハ1の、当該純Ti層12のおもて面側にフォトレジスト剤を塗布し、塗布したフォトレジスト剤をフォトマスクを介して露光することによって設けることができる。図7においては、純Ti層12のおもて面側に、フォトレジスト剤13aを塗布した状態を模式的に示している。純Ti層12のおもて面側にフォトレジスト13を設ける方法については、公知の技術を用いて容易に実現可能であるため説明を省略する。
つぎに、ドライエッチングをおこなった後(灰化をおこなった後)の単結晶炭化珪素ウエハ1を、バッファードフッ酸もしくは希フッ酸からなる薬液に浸漬する(ステップS110)。これにより、段差部9b、10bに残存していたポリマーが除去(リフトオフ、リフトオフ除去)される。図10においては、バリアメタルの第2層である純Ti層12を溶解し、段差部9b、10bに残存していたポリマーが除去された状態を模式的に示している。
2 層間絶縁膜
3 p型ウェル層
4 n型ドリフト層
5 p型高濃度イオン注入領域
6 n型高濃度イオン注入領域
7 ゲート酸化膜
8 ゲート電極
9 ソースコンタクトホール
9a、10a 側壁
9b、10b 段差部
10 ゲートコンタクトホール
11 TiN層
12 純Ti層
13 フォトレジスト
14 ポリマー(ポリマーの付着位置)
Claims (4)
- 単結晶炭化珪素ウエハのおもて面側に素子構造を形成する工程と、
前記素子構造が形成された前記単結晶炭化珪素ウエハのおもて面側に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程と、
前記コンタクトホールが形成された前記層間絶縁膜のおもて面側に、バリアメタルの第1層として第4族元素窒化物を成膜する工程と、
前記バリアメタルの第1層のおもて面側に、前記バリアメタルの第2層として第4族元素の純金属または合金を成膜する工程と、
前記バリアメタルの第1層および第2層をドライエッチングによりパターン抜きする工程と、
前記バリアメタルの第2層をバッファードフッ酸もしくは希フッ酸でウェットエッチングすることにより、前記ドライエッチングの後に残留する残留物を除去する工程と、
を含んだことを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。 - 前記除去する工程は、
前記バリアメタルの第1層の最表面から10nm以内の領域の含有酸素量が1原子%未満に抑えられるようにおこなう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の製造方法。 - 前記第4族元素窒化物を成膜する工程は、
Ti、Zr、Hfのうちの少なくとも一つの第4族元素を含む第4族元素窒化物を成膜す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の製造方法。 - 前記ドライエッチングの後に、当該ドライエッチングに用いたレジストを灰化する工程を含み、
前記除去する工程は、さらに、前記灰化する工程において灰化により生じたレジストの残留物を除去す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炭化珪素半導体装置の製造方法。
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