[发明专利]用于制造半导体器件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造半导体器件的方法，更具体地，涉及用于制造当布置包含铝的电极和栅电极以使得由二氧化硅制成的层间绝缘膜夹在它们之间时能够防止包含铝的电极和栅电极之间发生短路的半导体器件的方法。

背景技术

存在下述情况，即邻近栅电极布置电极，诸如用于MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的源电极或者用于IGBT（绝缘栅双极晶体管）的发射电极，以由二氧化硅制成的层间绝缘膜位于它们之间。而且，存在下述情况，即采用包含铝（Al）的金属膜作为电极以提供用于MOSFET的源电极或者用于IGBT的发射电极。（例如，参考WO2009/128382（PTL1）和WO2009/128419（PTL2）。）

引用列表

专利文献

PTL1：WO2009/128382

PTL2：WO2009/128419

发明内容

技术问题

在此，当以上述结构采用包含Al的电极来提供用于MOSFET源电极或者用于IGBT的发射电极时，在包含Al的电极和栅电极之间可能不利地产生短路。

为解决这样的问题进行了本发明，并且其目的在于提供一种用于制造能够防止发生短路的半导体器件的方法。

问题的解决方案

根据本发明的制造半导体器件的方法包括以下步骤：在半导体层上形成栅绝缘膜，在栅绝缘膜上形成栅电极，形成与半导体层欧姆接触的欧姆接触电极，以及在形成欧姆接触电极之后形成由二氧化硅制成的层间绝缘膜以便覆盖栅电极。形成欧姆接触电极的步骤包括：形成包含铝的金属层与半导体层接触，并且使金属层成为合金。

本发明的发明人对短路原因及关于该原因的对策进行了详细的研究，并且基于下面陈述的成果获得本发明。

通常，在用于制造诸如MOSFET或者IGBT这样具有栅电极的半导体器件的方法中，形成了充当有源层的半导体层，并且之后顺序地形成了充当栅绝缘膜的绝缘膜、提供在绝缘膜上的栅电极和覆盖栅电极的层间绝缘膜。然后，形成接触孔使其穿透层间绝缘膜和充当栅绝缘膜的绝缘膜并到达半导体层。之后，为了提供与经由接触孔暴露的半导体层的触点，形成诸如源电极或者发射电极的欧姆接触电极与半导体层欧姆接触。这里，如果要提供由包含铝的合金制成的欧姆接触电极，则形成包含Al的金属层，并且之后加热以产生包含Al的合金，导致形成欧姆接触电极。

在通过上述过程形成欧姆接触电极的情况下，当制备金属层时，在构成接触孔的侧表面的层间绝缘膜的壁表面处，也形成了包含Al的金属层。然后，为合金化的随后加热允许金属膜中包含的Al进入构成层间绝缘膜的二氧化硅，并且进入的Al和层间绝缘膜相互反应。结果，层间绝缘膜的绝缘作用变得不足，从而可能导致在栅电极和欧姆接触电极之间发生短路。

另一方面，在根据本发明的用于制造半导体器件的方法中，在形成包含Al的欧姆接触电极之后，换句话说，在执行使包含Al的金属膜成为合金的热处理之后，形成由碳化硅制成的层间绝缘膜，以便覆盖栅电极。因此，能够避免包含Al的金属膜粘附到随后在层间绝缘膜中形成的接触孔的壁表面。结果，在合金化时避免了Al与层间绝缘膜反应，由此防止短路的发生。根据本发明的制造半导体器件的方法，能够提供制造能防止发生短路的半导体器件的方法。

在用于制造上述半导体器件的方法中，形成欧姆接触电极的步骤可进一步包括由干法蚀刻处理金属层的步骤。因此，在大规模生产中，能够以相对简单的方法使金属膜成形以得到预定形状的欧姆接触电极。

在由干法蚀刻处理金属层的步骤之前，用于制造半导体器件的方法可进一步包括在栅电极的表面层部分形成氧化物层的步骤。因此，在对金属膜实施干法蚀刻时，防止前面形成的栅电极被同时蚀刻。

在用于制造半导体器件的方法中，半导体层可以由碳化硅制成。采用为宽带隙半导体的碳化硅，作为构成半导体器件的半导体材料，该半导体器件能够具有减小的导通电阻、高击穿电压等。

在用于制造半导体器件的方法中，金属层可包含铝、钛和硅。包含铝、钛和硅的电极能够与由具有p型导电性和n型导电性的碳化硅制成的半导体层低电阻接触。因此，这种电极适合用作为采用碳化硅作为半导体材料的半导体器件的欧姆接触电极。

发明的有益效果

从以上描述变得清晰，根据本发明的制造半导体器件的方法，即使在采用包含Al的欧姆接触电极的情况下，也能够提供用于制造能防止在栅电极和欧姆接触电极之间产生短路的半导体器件的方法。

附图说明