1.本公开涉及半导体装置以及半导体装置的制造方法。
背景技术：2.以往，如日本特开平9-232597号公报中也记载的那样，在具有肖特基结的半导体器件的制造中，进行以下处理：在具有沟槽的半导体层表面形成绝缘膜，在沟槽内埋入导电体，通过蚀刻除去与沟槽邻接的半导体层表面的绝缘膜而使半导体层表面露出，在该半导体层表面形成肖特基结。
技术实现要素：3.本公开的一个方式的半导体装置，具备：半导体层，具有沟槽；绝缘膜，覆盖所述沟槽的内表面；导电体，埋设在由所述绝缘膜覆盖的所述沟槽内；硅化物层，与邻接于所述沟槽的半导体层表面形成肖特基结；以及金属层，从位于比覆盖所述沟槽的内壁面的所述绝缘膜的上端面靠上的位置的所述硅化物层的端面连续地覆盖到该绝缘膜的上端面。而且，所述金属层具有与构成所述硅化物层的金属元素相同种类的金属元素。
4.本公开的一个方式的半导体装置的制造方法是以下半导体装置的制造方法：在具有沟槽的半导体层的表面形成绝缘膜，在该沟槽内埋入导电体，通过蚀刻将与该沟槽邻接的半导体层表面的绝缘膜除去而使半导体层露出，在所述半导体层形成肖特基结。而且，在所述蚀刻中，使覆盖所述沟槽的内壁面的绝缘膜的上端面比所述半导体层表面降低。在所述肖特基结的形成中，使金属层形成为与所述半导体层表面接触，进行热处理而形成由该金属层与所述半导体层的反应形成的硅化物层，由此将该硅化物层与所述半导体层的界面作为所述肖特基结。在形成所述肖特基结之后，连续地保留所述金属层的至少从所述硅化物层的端面覆盖到该绝缘膜的上端面的部分。
附图说明
5.图1是表示本公开的一实施方式所涉及的半导体装置的剖面示意图。
6.图2是与图1对应的放大图。
7.图3是用于说明图1所示的半导体装置的制造工艺的剖面示意图。
8.图4是用于说明继图3之后的制造工艺的剖面示意图。
9.图5是用于说明继图4之后的制造工艺的剖面示意图。
10.图6是用于说明继图5之后的制造工艺的剖面示意图。
11.图7是表示比较例的半导体装置的剖面示意图。
12.图8是与图7对应的放大图。
13.图9是表示本公开例以及比较例的反向的电压-电流特性的图表。
具体实施方式
14.以下，参照附图对本公开的一实施方式进行说明。
15.〔半导体装置〕
16.如图1以及图2所示，本公开的一实施方式的半导体装置a1具备：具有沟槽10的半导体层11、绝缘膜12、导电体13、硅化物层14、金属层15以及上表面电极16。绝缘膜12覆盖沟槽10的内表面10a。导电体13埋设在被绝缘膜12覆盖的沟槽10内。硅化物层14与沟槽10邻接的半导体层表面11a形成肖特基结。金属层15从位于比覆盖沟槽10的内壁面10a1的绝缘膜12的上端面12a靠上的位置的硅化物层14的端面14a连续地覆盖到该绝缘膜12的上端面12a。作为导电体13，例如也可以应用多晶硅。作为半导体层11，可举出硅的例子，作为绝缘膜12，可举出硅氧化膜的例子。作为上表面电极16，例如应用铝。
17.硅化物层14是由半导体层11与金属层15的反应形成的硅化物层。作为硅化物层14，例如也可以应用硅化镍。
18.如图2所示，金属层15覆盖位于比绝缘膜12的上端面12a靠上的位置的半导体层11的侧面11b。即，相当于与硅化物层14的肖特基结的半导体层表面11a位于比绝缘膜12的上端面12a靠上的位置。因此，与半导体层表面11a连续的半导体层11的侧面11b位于硅化物层14与绝缘膜12的上端面12a之间。
19.假设在没有金属层15的情况下，半导体层11的侧面11b与上表面电极16直接接触。因此，在施加反向电压时产生通过侧面11b的电流，由此漏电流变大。
20.根据本实施方式的半导体装置a1，利用金属层15覆盖半导体层11的侧面11b。因此，半导体层11的侧面11b不会与上表面电极16直接接触。金属层15具有与构成形成肖特基结的硅化物层14的金属元素相同种类的金属元素。通过与这样的肖特基结构成金属相同种类的金属即金属层15，具有保护效果。即，通过金属层15将侧面11b从铝等的上表面电极16隔绝。由此，能够抑制在施加反向电压时通过侧面11b的电流的产生，将漏电流抑制得较低。
21.此外，上表面电极16经由金属层15的开口部与硅化物层14的上表面相接。由此，能够将形成肖特基结的硅化物层14与上表面电极16直接电连接。
22.〔半导体装置的制造方法〕
23.对用于得到上述的半导体装置a1的一个例子的制造方法进行说明。
24.(绝缘膜形成、导电体埋设工序)
25.首先，如图3所示，在具有沟槽10的半导体层11的表面形成绝缘膜12，在该沟槽10内埋入导电体13。将导电体13的上表面13a收纳在沟槽10内。
26.(绝缘膜蚀刻工序)
27.接下来，通过蚀刻除去与沟槽10邻接的半导体层表面11a的绝缘膜12，如图4所示，使半导体层11的表面11c露出。此时，为了使半导体层表面11c充分地露出，对绝缘膜12进行过蚀刻。由此，覆盖沟槽10的内壁面10a1的绝缘膜12的上端面12a被蚀刻得更深。即，使覆盖沟槽10的内壁面10a1的绝缘膜12的上端面12a比半导体层表面11c降低。如图4所示，上端面12a位于半导体层表面11c的下方。在这种情况下，半导体层表面11c上的绝缘膜被充分地除去。另外，在本半导体装置以及其制造方法的说明中的上下是使从半导体层11的表面挖去沟槽10的方向为下，与其相反的方向为上，并非是指制造本半导体装置时或者使用时的上下方向(重力方向)。
28.(肖特基结形成工序)
29.之后，如图5所示，在半导体层表面11c、绝缘膜12的上端面12a以及导电体13的上表面13a上形成金属层15，使金属层15与半导体层表面11c接触。在此基础上，如图6所示，通过热处理形成由金属层15与半导体层11的反应形成的硅化物层14，由此将硅化物层14与半导体层11的界面、即半导体层表面11a设为肖特基结。
30.(上表面电极形成工序)
31.接下来，在将金属层15开口之后，作为上表面电极16，在硅化物层14以及金属层15之上形成铝等，得到图1、图2所示的构造的半导体装置a1。实施其他必要的工序而完成半导体装置a1。
32.在本工序中，对于金属层15，至少将从硅化物层14的端面14a覆盖至绝缘膜12的上端面12a为止的部分连续地保留。即，在肖特基结的形成后，将从金属层15的硅化物层14的端面14a覆盖至绝缘膜12的上端面12a为止的部分(在本实施方式中包含覆盖侧面11b的部分)连续地残留，并且将金属层15的覆盖硅化物层14的上表面的部分除去而形成开口部。之后，经由该开口部形成与硅化物层14的上表面相接的上表面电极1。
33.在本实施方式中，在导电体13的上表面13a上也保留金属层15，但也可以将其除去。
34.〔反向特性的比较〕
35.图7以及图8表示比较例的半导体装置b1。比较例的半导体装置b1相对于上述本实施方式的半导体装置a1，仅在没有金属层15、上表面电极16与硅化物层14、绝缘膜12的上端面12a以及导电体13的上表面13a接触这一点上不同，其他是共同的。上述那样的半导体装置b1能够相对于上述本实施方式的制造方法在上表面电极形成工序前除去金属层15的全部来制造。
36.关于本实施方式的半导体装置a1以及比较例的半导体装置b1，指定共同的条件而模拟反向的电压-电流特性，结果如图9所示。
37.如图9所示，本实施方式的半导体装置a1能够相对于比较例的半导体装置b1将反向电流抑制得较低，反向特性得到改善。
38.能够确认：通过上述的金属层15的保护效果，能够将漏电流抑制得较低。
39.〔总结、其他〕
40.根据以上的本公开的实施方式的半导体装置，通过金属层15的保护效果，能够在施加反向电压时将肖特基结的边缘部处的漏电流抑制得较低。
41.此外，半导体层表面11c上的绝缘膜被充分地除去，器件特性良好。
42.根据以上的本公开的实施方式的制造方法，能够制造通过金属层15的保护效果能将施加反向电压时的漏电流抑制得较低的半导体装置。
43.此外，在所制造的半导体装置中，半导体层表面11c上的绝缘膜被充分地除去，器件特性良好。
44.以上，对本公开的实施方式进行了说明，但该实施方式是作为例子而示出的，能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行结构要素的省略、置换、变更。
45.在上述实施方式中，在硅化物层14上将金属层15开口，将硅化物层14和上表面电
极16直接连接。但是，也可以实施硅化物层14和上表面电极16经由金属层15电连接的构造。在该情况下，不需要开口金属层15的工序。
46.此外，在以上的实施方式中，半导体层11的侧面11b位于硅化物层14与绝缘膜12的上端面12a之间。但是，在半导体层11的侧面11b不位于硅化物层14与绝缘膜12的上端面12a之间的情况下，通过用金属层15覆盖肖特基结的周缘部(从端面14a到上端面12a)，也具有抑制漏电流的效果。
47.例如，绝缘膜12的上端面12a位于与半导体层表面11a相同的深度位置、或者稍上，绝缘膜12有时仅覆盖端面14a的下部，不覆盖上部。在该情况下，绝缘膜12对肖特基结的周缘部的覆盖保护也不充分，成为漏电流增大的重要因素。在这样的情况下，通过用金属层15覆盖肖特基结的周缘部(从端面14a覆盖到上端面12a)，也具有抑制漏电流的效果。
48.因此，本公开不限于半导体层11的侧面11b位于硅化物层14与绝缘膜12的上端面12a之间的情况。其中，在半导体层11的侧面11b位于硅化物层14与绝缘膜12的上端面12a之间的情况下，通过本发明抑制漏电流的效果显著。
49.在上述实施方式中，硅化物层14是由半导体层11与金属层15的反应形成的硅化物层，通过保留该金属层15，设置了具有上述那样的保护效果的金属层。但是，即使在除去金属层15后，重新形成由相同种类的金属元素形成的金属层来作为上述金属层15，当然也能够得到同样的效果。其中，根据上述实施方式，工序数少且生产效率良好，有效利用用于形成硅化物层14的金属层，因此不浪费材料而经济。
[0050]-工业可用性-[0051]
本公开能够利用于半导体装置以及半导体装置的制造方法。
[0052]-符号说明-[0053]
10 沟槽
[0054]
11 半导体层
[0055]
11a 半导体层表面
[0056]
12 绝缘膜
[0057]
13 导电体
[0058]
14 硅化物层
[0059]
15 金属层
[0060]
16 上表面电极
[0061]
a1 半导体装置。
技术特征：1.一种半导体装置，具备：半导体层，具有沟槽；绝缘膜，覆盖所述沟槽的内表面；导电体，埋设在被所述绝缘膜覆盖的所述沟槽内；硅化物层，与邻接于所述沟槽的半导体层表面形成肖特基结；以及金属层，从位于比覆盖所述沟槽的内壁面的所述绝缘膜的上端面靠上的位置的所述硅化物层的端面连续地覆盖到该绝缘膜的上端面，所述金属层具有与构成所述硅化物层的金属元素相同种类的金属元素。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述硅化物层是由所述半导体层与所述金属层的反应形成的硅化物层。3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其中，所述金属层覆盖位于比所述绝缘膜的上端面靠上的位置的所述半导体层的侧面。4.根据权利要求1～3中任一项所述的半导体装置，其中，具备：上表面电极，经由所述金属层的开口部而与所述硅化物层的上表面相接。5.一种半导体装置的制造方法，在具有沟槽的半导体层的表面形成绝缘膜，在该沟槽内埋入导电体，通过蚀刻将与该沟槽邻接的半导体层表面的绝缘膜除去而使半导体层露出，在所述半导体层形成肖特基结，在所述蚀刻中，使覆盖所述沟槽的内壁面的绝缘膜的上端面比所述半导体层表面降低，在所述肖特基结的形成中，使金属层形成为与所述半导体层表面接触，进行热处理而形成由该金属层与所述半导体层的反应形成的硅化物层，由此将该硅化物层与所述半导体层的界面作为所述肖特基结，在形成所述肖特基结之后，连续地保留所述金属层的至少从所述硅化物层的端面覆盖到该绝缘膜的上端面的部分。6.根据权利要求5所述的半导体装置的制造方法，其中，在形成所述肖特基结之后，在将从所述金属层的所述硅化物层的端面覆盖到该绝缘膜的上端面的部分连续地保留的同时，除去所述金属层的覆盖所述硅化物层的上表面的部分以形成开口部，之后，形成经由所述开口部而与所述硅化物层的上表面相接的上表面电极。
技术总结半导体装置(A1)具备：半导体层(11)，具有沟槽(10)；绝缘膜(12)，覆盖沟槽的内表面(10a)；导电体(13，埋设在被绝缘膜(12)覆盖的沟槽内；硅化物层(14)，与邻接于沟槽的半导体层表面(11a)形成肖特基结；以及金属层(15)，从位于比覆盖沟槽的内壁面(10a1)的绝缘膜的上端面(12a)靠上的位置的硅化物层的端面(14a)连续地覆盖到该绝缘膜的上端面。金属层具有与构成硅化物层的金属元素相同种类的金属元素。构成硅化物层的金属元素相同种类的金属元素。构成硅化物层的金属元素相同种类的金属元素。
技术研发人员：甲谷真吾
受保护的技术使用者：京瓷株式会社
技术研发日：2021.04.22
技术公布日：2022/11/1
