[發明專利]半導體裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 201010267697.0
• 申請日: 2010-08-30
• 公開（公告）號: CN102054868A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 引地敏彰
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/41;H01L21/336;H01L21/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 閆小龍;徐予紅

1.一種半導體裝置，其特征在于，具備：

第一導電型的第一半導體層；

第二導電型的第二半導體層，在所述第一半導體層的厚度方向一方側的表面部形成；

第一導電型的第三半導體層，在所述第二半導體層的厚度方向一方側的表面部有選擇地形成；

柵極電極，在貫通所述第二和第三半導體層并到達所述第一半導體層的柵極溝槽內，隔著柵極絕緣膜被填充；

第二導電型的第四半導體層，在所述第二半導體層中形成，比所述第二半導體層濃度高，所述第二半導體層構成貫通所述第三半導體層并到達所述第二半導體層的接觸溝槽的底部；以及

接觸電極，填充在所述接觸溝槽內，與所述第三和第四半導體層相接，

所述柵極電極具備：

內部柵極電極，在所述柵極溝槽的包含底部的一部分中填充；以及

低電阻柵極電極，與所述內部柵極電極相接，填充到所述柵極溝槽內的殘余部分，比所述內部柵極電極的電阻低，

所述接觸電極具備：

第一導電體層，在所述接觸溝槽內填充；以及

第二導電體層，與所述第一導電體層相接，隔著層間絕緣膜覆蓋所述第三半導體層和所述柵極電極，

所述第一導電體層和所述第二導電體層由相互不同的材料構成，

所述低電阻柵極電極和所述第一導電體層由相同材料構成。

2.根據權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于，所述低電阻柵極電極的與所述內部柵極電極相接的面，與所述第三半導體層的與所述第二半導體層的界面相比，位于所述第三半導體層一側。

3.根據權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于，該半導體裝置是MOS場效應晶體管，其中，所述接觸電極是源極電極，并且在所述第一半導體層的厚度方向另一方側具備漏極電極。

4.根據權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于，該半導體裝置是絕緣柵雙極晶體管，其中，所述接觸電極是發射極電極，并且在所述第一半導體層的厚度方向另一方側具備第二導電型的第五半導體層和集電極電極。

5.根據權利要求1～4的任一項所述的半導體裝置，其特征在于，所述第一～第四半導體層通過碳化硅形成。

6.一種半導體裝置的制造方法，其特征在于，具備：

在第一導電型的第一半導體層的厚度方向一方側的表面部，形成第二導電型的第二半導體層的工序；

在所述第二半導體層的厚度方向一方側的表面部，有選擇地形成第一導電型的第三半導體層的工序；

形成柵極溝槽的工序，該柵極溝槽貫通所述第二和第三半導體層并到達所述第一半導體層；

在所述柵極溝槽內，隔著柵極絕緣膜形成柵極電極的工序；

形成接觸溝槽的工序，該接觸溝槽貫通所述第三半導體層并到達所述第二半導體層；

在構成所述接觸溝槽的底部的所述第二半導體層中，形成比所述第二半導體層濃度高的第二導電型的第四半導體層的工序；以及

以在所述接觸溝槽內與所述第三和第四半導體層相接的方式，形成接觸電極的工序，

在所述形成柵極電極的工序中，具備：

在所述柵極溝槽內的包含底部的一部分中，隔著所述柵極絕緣膜填充導電性材料，形成內部柵極電極的工序；以及

在所述柵極溝槽內的殘余部分中，隔著所述柵極絕緣膜，填充比構成所述內部柵極電極的導電性材料電阻低的導電性材料，以與所述內部柵極電極相接的方式形成低電阻柵極電極的工序，

在所述形成接觸電極的工序中，具備：

在所述接觸溝槽內，填充與構成所述低電阻柵極電極的導電性材料相同的導電性材料，形成第一導電體層的工序；以及

使用與構成所述第一導電體層的導電性材料不同的導電性材料，以與所述第一導電體層相接、隔著層間絕緣膜覆蓋所述第三半導體層和所述柵極電極的方式，形成第二導電體層的工序。