[發(fā)明專利]碳化硅半導(dǎo)體器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480008928.2
• 申請日: 2014-02-04
• 公開（公告）號: CN104995739B
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 山田俊介;堀井拓;木島正貴
• 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;H01L21/28;H01L29/12;H01L29/417
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11219
• 代理人: 李蘭,孫志湧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種碳化硅半導(dǎo)體器件，特別地，涉及一種具備由包含鋁的材料制成的互連層的碳化硅半導(dǎo)體器件。

背景技術(shù)

一種示例性的碳化硅半導(dǎo)體器件包括碳化硅襯底以及與碳化硅襯底歐姆接觸的主電極。例如，在MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)的情況下，需要碳化硅襯底上的歐姆電極作為用作主電極中的一個的源電極。對于具有低接觸電阻的歐姆電極來說，已知包含鋁的歐姆電極。而且，在歐姆電極上，通常設(shè)置互連層。這種互連層通常由諸如Al或其合金的材料制成。例如，WO 2009/128382(專利文獻1)公開了一種MOSFET，包括：包含Ti、Al和Si的源電極；以及設(shè)置在其上并由Al制成的互連層。

引證文獻列表

專利文獻

PTD 1:WO 2009/128382

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

在常規(guī)技術(shù)中，互連層中的Al原子會擴散進入主電極，由此改變主電極中的Al原子濃度。因此，主電極的特性會改變。

已經(jīng)提出本發(fā)明以解決上述問題。本發(fā)明的一個主要目的是提供一種具備具有穩(wěn)定特性的主電極的碳化硅半導(dǎo)體器件。

問題的解決手段

本發(fā)明的碳化硅半導(dǎo)體器件包括碳化硅襯底、主電極、第一阻擋層以及互連層。主電極直接設(shè)置在碳化硅襯底上。第一阻擋層設(shè)置在主電極上，且由不包含鋁的導(dǎo)電材料制成。互連層設(shè)置在第一阻擋層上，通過第一阻擋層與主電極隔開，并且由包含鋁的材料制成。

發(fā)明的有益效果

根據(jù)本發(fā)明，通過抑制主電極中鋁原子濃度的變化，可抑制主電極特性改變。

附圖說明

圖1是示意性示出本發(fā)明第一實施例中的碳化硅半導(dǎo)體器件的構(gòu)造的局部截面圖。

圖2是示意性示出制造圖1的碳化硅半導(dǎo)體器件的方法的流程圖。

圖3是示意性示出本發(fā)明第二實施例中的碳化硅半導(dǎo)體器件的構(gòu)造的局部截面圖。

圖4是示意性示出本發(fā)明第三實施例中的碳化硅半導(dǎo)體器件的構(gòu)造的局部截面圖。

圖5是示意性示出本發(fā)明第四實施例中的碳化硅半導(dǎo)體器件的構(gòu)造的局部截面圖。

具體實施方式

下文參考附圖說明本發(fā)明的實施例。應(yīng)當注意在下述附圖中，相同或相應(yīng)的部分由相同的參考符號指定且不再贅述。

首先，將對于以下(i)至(xiii)說明實施例的概述。

(i)碳化硅半導(dǎo)體器件101至104中的每一個包括碳化硅襯底10、主電極52、第一阻擋層70a,70p以及互連層60。主電極52直接設(shè)置在碳化硅襯底10上。第一阻擋層70a,70p設(shè)置在主電極52上，且由不包含鋁的導(dǎo)電材料制成。互連層60設(shè)置在第一阻擋層70a,70p上，通過第一阻擋層70a,70p與主電極52隔開，并且由包含鋁的材料制成。

根據(jù)個碳化硅半導(dǎo)體器件101至104中的每一個，第一阻擋層70a,70p設(shè)置在互連層60和主電極52之間，由此抑制互連層60中的鋁原子擴散進入主電極52。因此，可抑制主電極52中的鋁原子濃度改變。因此，能抑制主電極52的特性，尤其是歐姆特性的改變。

(ii)主電極52中添加可有鋁。

因此，可降低主電極52的接觸電阻。而且，通過如上所述抑制鋁原子濃度的改變可穩(wěn)定地實現(xiàn)通過添加鋁而降低接觸電阻。

(iii)碳化硅半導(dǎo)體器件101至104中的每一個可進一步包括柵電極30和層間絕緣膜40。柵電極30設(shè)置在碳化硅襯底10上。層間絕緣膜40設(shè)置在柵電極上以提供柵電極和互連層60之間的絕緣，且具有接觸孔CH。主電極52在接觸孔CH中與碳化硅襯底10接觸。第一阻擋層70a,70p包括位于互連層60和層間絕緣膜40之間的部分。

因此，第一阻擋層70a,70p設(shè)置在互連層60和層間絕緣膜40之間。因此，可抑制互連層60中的鋁原子擴散進入層間絕緣膜40。因此，防止層間絕緣膜40劣化。

(iv)第一阻擋層70a,70p可包括主電極52上延伸至主電極52的端部E52的部分X70，以及從端部E52進一步延伸的部分R70。

因此，第一阻擋層70a,70p可更確保防止Al原子的擴散。

(v)第一阻擋層70a可完全覆蓋主電極52和層間絕緣膜40。

因此，第一阻擋層70a可防止Al原子完全擴散進入層間絕緣膜40。因此，還抑制層間絕緣膜40劣化。