[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380015255.9
• 申請日: 2013-03-29
• 公開（公告）號: CN104170093B
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 堀井拓;木村真二;木本美津男
• 申請（專利權(quán)）人: 住友電氣工業(yè)株式會社
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336;H01L21/768;H01L29/12;H01L29/417
• 代理公司: 中原信達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 李蘭;孫志湧

一種MOSFET(1)，設(shè)置有：襯底(10)；柵極絕緣膜(20)；柵電極(30)；形成在柵極絕緣膜(20)上以圍繞柵電極(30)的層間絕緣膜(40)；包含Ti和N且不包含Al的緩沖膜(51)；以及包含Ti、Al和Si的源電極(52)。MOSFET(1)具有其中形成的接觸孔(80)，所述接觸孔貫穿層間絕緣膜(40)，暴露襯底(10)的主表面(10A)，并且與柵電極(30)隔開。緩沖膜(51)形成為與接觸孔(80)的側(cè)壁表面(80A)接觸。在襯底(10)的主表面(10A)上，源電極(52)被形成為使得所述源電極與該主表面接觸，所述主表面通過形成緩沖膜(51)和接觸孔(80)而被暴露。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件以及制造半導(dǎo)體器件的方法，更特別地，涉及一種能通過提高包含鋁的電極和層間絕緣膜之間的粘附性而實現(xiàn)穩(wěn)定的特性的半導(dǎo)體器件，以及制造這種半導(dǎo)體器件的方法。

背景技術(shù)

包含鋁(Al)的電極可以被用于MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)的源電極或IGBT(絕緣柵雙極晶體管)的發(fā)射極電極。例如，在MOSFET中，已經(jīng)考慮了這種包含Al的源電極與柵電極、柵極絕緣膜以及層間絕緣膜中每一個之間的位置關(guān)系等等(例如參見美國專利No.6833562(專利文獻(xiàn)1)以及日本專利公布No.2000-012846(專利文獻(xiàn)2))。

引證文獻(xiàn)列表

專利文獻(xiàn)

PTL 1:美國專利No.6833562

PTL 2:日本專利公布No.2000-012846

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

在MOSFET中，源電極可以形成在其中形成有源區(qū)的襯底表面以及形成為圍繞該表面上的柵電極的層間絕緣膜的側(cè)壁表面上并與其接觸。這里，如果源電極和層間絕緣膜之間的粘附性不充分，則源電極會脫落，由此影響MOSFET的器件特性。

鑒于上述問題提出本發(fā)明，并且其目的是提供一種通過改善包含鋁的電極和層間絕緣膜之間的粘附性而實現(xiàn)穩(wěn)定的特性的半導(dǎo)體器件，以及制造這種半導(dǎo)體器件的方法。

問題的解決手段

根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件包括：由碳化硅制成的襯底；形成在襯底的表面上的柵極絕緣膜；形成在柵極絕緣膜上的柵電極；形成在柵極絕緣膜上以圍繞柵電極的層間絕緣膜；包含Ti和N且不包含Al的緩沖膜；以及包含Ti、Al和Si的源電極。在半導(dǎo)體器件中，接觸孔被形成為離開柵電極以便延伸穿過層間絕緣膜并暴露襯底的表面。緩沖膜形成在接觸孔的側(cè)壁表面上并與其接觸。源電極形成在緩沖膜以及通過形成接觸孔而暴露的襯底的表面上并與它們接觸。

這里，表述方式“不包含Al的緩沖膜”旨在說明基本上不包含Al的緩沖膜。具體而言，緩沖膜旨在說明沒有被故意添加Al的緩沖膜，并且例如包括包含的Al作為雜質(zhì)的緩沖膜。

在根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中，源電極形成在緩沖膜上并與其接觸，該緩沖膜形成為與延伸穿過層間絕緣膜的接觸孔的側(cè)壁表面接觸，由此改善源電極和層間絕緣膜之間的粘附性。因此，根據(jù)本發(fā)明中的半導(dǎo)體器件，可以提供一種通過改善作為包含鋁的電極的源電極和層間絕緣膜之間的粘附性而實現(xiàn)穩(wěn)定的特性的半導(dǎo)體器件。

在半導(dǎo)體器件中，緩沖膜可以由TiN制成。以此方式，可以進(jìn)一步提高源電極和層間絕緣膜之間的粘附性。

在半導(dǎo)體器件中，緩沖膜可以具有不小于0.025μm且不大于0.15μm的厚度。因此，緩沖膜的厚度可以被設(shè)定為落入需要改善源電極和層間絕緣膜之間的粘附性的范圍內(nèi)。