[發明專利]半導體裝置和半導體裝置的制造方法

在審

• 申請號: 202310003905.3
• 申請日: 2023-01-03
• 公開（公告）號: CN116613160A
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 窪內源宜
• 申請（專利權）人: 富士電機株式會社
• 主分類號: H01L27/07
• 分類號: H01L27/07;H01L21/768;H01L23/522;H01L23/528
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;嚴美善

提供一種半導體裝置和半導體裝置的制造方法。在層間絕緣膜的接觸孔的底部形成硅化物層的情況下，能夠在接觸孔內良好地形成金屬膜。具備：半導體基板；設置于半導體基板的上表面側的多個溝槽；埋入到多個溝槽的內側的絕緣柵型電極構造(6、7)；層間絕緣膜(20)，其設置于半導體基板和絕緣柵型電極構造(6、7)的上表面；以及硅化物層(31)，其設置于貫通層間絕緣膜(20)的接觸孔(20a)的底部，與半導體基板的夾在相鄰的溝槽(11)之間的上表面相接，其中，硅化物層(31)的下表面(31a)的至少一部分位于比層間絕緣膜(20)的下表面(20b)靠上側的位置。

技術領域

本發明涉及一種半導體裝置和半導體裝置的制造方法。

背景技術

在溝槽柵型的金屬氧化膜半導體場效應晶體管(MOSFET)或絕緣柵型雙極晶體管(IGBT)中，為了將夾在相鄰的溝槽之間的臺面部與源極電極或發射極電極連接，在臺面部上的層間絕緣膜形成貫通孔(接觸孔)，使臺面部露出。在接觸孔內沉積鈦膜和氮化鈦膜等的勢壘金屬，并且用鎢膜將接觸孔內填埋，之后沉積源極電極或發射極電極。為了防止鎢膜的鎢(W)向臺面部的硅(Si)擴散，另外為了提高密合性，在填埋鎢膜之前，使接觸孔的底部的鈦膜進行硅化物化來形成硅化鈦層。

專利文獻1公開了具有晶體管部和二極管部并在半導體基板的內部具有壽命控制區的半導體裝置。專利文獻2公開了以下內容：利用鎳、鈷等VIII族的金屬材料，來構成在形成有IGBT的單元區域整個面形成的表面電極所包含的勢壘金屬的第一金屬膜。專利文獻3公開了以下內容：在開出接觸孔、并依次沉積硅薄膜和勢壘金屬之后或者依次沉積勢壘金屬和硅薄膜之后，進行熱處理來形成硅化物。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：國際公開第2020/036015號

專利文獻2：日本特開2011-181840號公報

專利文獻3：日本特開2002-198325號公報

發明內容

發明要解決的問題

在使接觸孔的底部的鈦膜進行硅化物化來形成硅化鈦層時，鈦膜的鈦(Ti)與臺面部的硅(Si)發生反應而臺面部的體積減少，接觸孔擴大至層間絕緣膜之下，從而在層間絕緣膜形成檐(overhang)。因此，存在以下情況：在形成了硅化鈦層之后，無法在接觸孔內良好地形成氮化鈦膜、鎢膜等金屬膜。其結果，存在鎢膜的鎢(W)向臺面部的硅(Si)擴散等擔憂。

本發明的目的在于提供一種在層間絕緣膜的接觸孔的底部形成硅化物層的情況下能夠在接觸孔內良好地形成金屬膜的半導體裝置和半導體裝置的制造方法。

用于解決問題的方案

為了實現上述目的，本發明的一個方式的宗旨在于提供一種半導體裝置，具備：(a)半導體基板；(b)設置于半導體基板的上表面側的多個溝槽；(c)埋入到多個溝槽的內側的絕緣柵型電極構造；(d)層間絕緣膜，其設置于半導體基板和絕緣柵型電極構造的上表面；以及(e)硅化物層，其設置于貫通層間絕緣膜的接觸孔的底部，與半導體基板的夾在相鄰的溝槽之間的上表面相接，其中，硅化物層的下表面的至少一部分位于比層間絕緣膜的下表面靠上側的位置。

本發明的其它方式的宗旨在于提供一種半導體裝置的制造方法，包括以下工序：(a)從半導體基板的上表面側形成多個溝槽；在多個溝槽的各溝槽中埋入絕緣柵型電極構造；(b)在半導體基板和絕緣柵型電極構造的上表面沉積層間絕緣膜；(c)在位于半導體基板上的夾在相鄰的溝槽之間的位置的層間絕緣膜形成接觸孔；以及(d)以使硅化物層的下表面的至少一部分位于比層間絕緣膜的下表面靠上側的位置的方式在接觸孔的內側形成硅化物層。

發明的效果

根據本發明，能夠提供在層間絕緣膜的接觸孔的底部形成硅化物層的情況下能夠在接觸孔內良好地形成金屬膜的半導體裝置和半導體裝置的制造方法。