[发明专利]半导体装置及半导体装置的制造方法

说明书

本发明的半导体装置抑制由氢导致的特性劣化。提供一种半导体装置，具备：半导体基板；设置于半导体基板的上表面的上方，且由具有储氢性的第一金属形成的储氢层；设置于储氢层的上方，且由第一金属的氮化物形成的氮化物层；设置于氮化物层的上方，且由铝和第二金属的合金形成的合金层；以及设置于合金层的上方，且由铝形成的电极层，在电极层和氮化物层之间，不设置有第二金属的纯金属层。

技术领域

本发明涉及半导体装置及半导体装置的制造方法。

背景技术

以往，已知有由铝形成源极等电极且在半导体基板和铝电极之间设有阻挡金属的半导体装置(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2012-129503号公报

发明内容

技术问题

当将由铝形成的电极置于高温环境下时，存在产生氢的情况。例如，当铝和水分反应时产生氢。若氢进入栅极绝缘膜和半导体层的界面附近，则在该界面产生正电荷，导致阈值电压发生变动。

对此，考虑在铝电极的下方形成钛等储氢金属层。通过由储氢金属吸收氢，能够抑制氢进入栅极绝缘膜的界面附近。然而，若铝和储氢金属发生合金化，则储氢功能降低。

技术方案

在本发明的第一形态中，提供具备半导体基板、储氢层、氮化物层、合金层以及电极层的半导体装置。储氢层可以设置在半导体基板的上表面的上方，且由具有储氢性的第一金属形成。氮化物层可以设置在储氢层的上方，且由第一金属的氮化物形成。合金层可以设置在氮化物层的上方，由铝和第二金属的合金形成。电极层可以设置在合金层的上方，且由铝形成。在电极层和氮化物层之间，可以不设置第二金属的纯金属层。

第一金属可以为钛。第二金属可以为钛、钼、钨、钒、铬、铜以及镍中的任一种。第二金属可以为钛。

合金层的厚度可以为15nm以上。合金层的厚度可以为0.5μm以下。电极层的厚度可以为3μm以下。电极层的厚度可以为1μm以上且2μm以下。

上述半导体装置，还可以具备设置于上述电极层的上方的焊料层。合金层可以至少形成于与焊料层对置的区域。半导体装置还可以具备设置在半导体基板的上表面的上方处的层间绝缘膜。在层间绝缘膜可以形成有使形成于半导体基板的上表面的源区露出的开口。储氢层、氮化物层以及合金层可以形成在层间绝缘膜的开口的上方。

储氢层、氮化物层以及合金层还可以形成于沿着层间绝缘膜的开口的侧面的区域。半导体基板可以为碳化硅基板。

在本发明的第二形态中，提供一种半导体装置的制造方法，具备：在半导体基板的上表面的上方，层叠由具有储氢性的第一金属形成的储氢层的步骤；在储氢层的上方，层叠由第一金属的氮化物形成的氮化物层的步骤；在氮化物层的上方，层叠由第二金属形成的前体层的步骤；以及通过在前体层的上层叠铝来利用铝使所有的前体层铝合金化而形成合金层，并且在合金层上形成铝的电极层的步骤。

铝的层叠温度可以为200度以上。

应予说明，上述的发明的主要内容并没有列举出本发明的全部特征。另外，这些特征组中的子组合也可构成本发明。

附图说明

图1是举例表示半导体装置100的上表面的结构的图。

图2是活性区120中的半导体装置100的剖视图。

图3是表示设置在源区20的上方的各电极层的示意图。

图4A是说明形成金属层的工序的图。

图4B是说明形成金属层的工序的图。

图4C是说明形成金属层的工序的图。

图4D是说明形成金属层的工序的图。