碳化硅半導(dǎo)體器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]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)】
[0002]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I)公開了一種M0SFET，包括:包含T1、Al和Si的源電極；以及設(shè)置在其上并由Al制成的互連層。
[0003]引證文獻列表
[0004]專利文獻
[0005]PTD 1:W0 2009/128382

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]技術(shù)問題
[0007]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。
[0008]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。
[0009]問題的解決手段
[0010]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?；ミB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。
[0011]發(fā)明的有益效果
[0012]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】
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]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】
[0018]下文參考【附圖說明】本發(fā)明的實施例。應(yīng)當(dāng)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。
[0019]首先，將對于以下⑴至(Xiii)說明實施例的概述。
[0020](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。
[0021]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。
[0022](ii)主電極52中添加可有鋁。
[0023]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。
[0024](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。
[0025]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。
[0026](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。
[0027]因此，第一阻擋層70a，70p可更確保防止Al原子的擴散。
[0028](V)第一阻擋層70a可完全覆蓋主電極52和層間絕緣膜40。
[0029]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。
[0030](vi)碳化硅半導(dǎo)體器件101至104中的每一個可進一步包括第二阻擋層50a, 50po第二阻擋層50a，50p直接設(shè)置在層間絕緣膜40上，并且將層間絕緣膜40和主電極52彼此隔開。第二阻擋層50a，50p由與包含鋁的材料不同的材料制成。
[0031]因此，可抑制主電極52中的鋁原子擴散進入層間絕緣膜40。因此，進一步抑制層間絕緣膜40劣化。
[0032](vii)第二阻擋層50a，50p可具有在主電極52上延伸至主電極52的端部E52的部分X50，以及進一步從端部E52延伸的部分R50。
[0033]因此，第二阻擋層50a, 50p可更確保防止Al原子的擴散。
[0034](viii)第二阻擋層50a可完全覆蓋層間絕緣膜40。
[0035]因此，第二阻擋層50a可防止Al原子完全擴散進入層間絕緣膜40。因此，進一步抑制層間絕緣膜40劣化。
[0036](ix)第一阻擋層70a，70p可具有多層結(jié)構(gòu)。
[0037]因此，可對于第一阻擋層70a，70p中面對主電極52的部分71a，71p以及面對互連層60的部分72a，72p而獨立于選擇適當(dāng)?shù)牟牧稀?br>[0038](X)第一阻擋層70a, 70p可包括金屬層。
[0039](xi)金屬層可以是Ti層、TiW層、Au層以及Pt層中的一種。
[0040](xii)第一阻擋層 70a，70p 可包括 TiN 層 72a，72p。
[0041](xiii)第一阻擋層70a，70p可包括設(shè)置在TiN層72a，72p和主電極52之間的Ti層71a，71p，Ti層71a，71p與TiN層72a，72p和主電極52中的每一個接觸。
[0042]以下，下文更詳細(xì)說明作為本申請的發(fā)明的實施例的第一至第四實施例。
[0043](第一實施例)
[0044]參考圖1，MOSFET 101 (碳化硅半導(dǎo)體器件)具有外延襯底10 (碳化硅襯底)、柵極絕緣膜20、柵電極30、層間絕緣膜40、源電極52 (主電極)、漏電極79、第一阻擋層70a、第二阻擋層50p以及互連層60。
[0045]外延襯底10由碳化硅制成。外延襯底10具有基底襯底11和外延層12。外延層12構(gòu)成外延襯底10的主表面10A。基底襯底11構(gòu)成外延襯底10的主表面10B。外延層12具有漂移區(qū)13、體區(qū)14、源極區(qū)15以及接觸區(qū)16。基底襯底11包含諸如N(氮)的η型雜質(zhì)且因此具有η型導(dǎo)電性(第一導(dǎo)電類型)。
[0046]漂移區(qū)13是形成在基底襯底11的主表面上的外延生長層。與基底襯底11相同，漂移區(qū)13包含諸如N(氮)的施主，且因此具有η型導(dǎo)電性。漂移區(qū)13中的濃度低于基底襯底11中的濃度。體區(qū)14中的每一個都包括位于外延襯底10的主表面1A上的部分。體區(qū)14包含諸如Al (鋁)或B (硼)的受主，且因此具有P型導(dǎo)電性(第二導(dǎo)電類型)。源極區(qū)15中的每一個都包括位于主表面1A上的部分，且形成在體區(qū)14中的每一個中，以便它們由體區(qū)14圍繞。源極區(qū)15包含諸如P (磷)的施主，且因此與基底襯底11和漂移區(qū)13相同，具有η型導(dǎo)電性。而且，源極區(qū)15中的η型