半導(dǎo)體裝置及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本說(shuō)明書所公開的技術(shù)涉及半導(dǎo)體裝置及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]專利文獻(xiàn)I的半導(dǎo)體裝置具有被形成在半導(dǎo)體基板的表面上的絕緣膜。在絕緣膜上形成有接觸孔。絕緣膜的上表面和接觸孔的內(nèi)表面被由Ti等構(gòu)成的阻擋金屬所覆蓋。此夕卜,在接觸孔內(nèi)配置有由Al等構(gòu)成的接觸插塞。在接觸孔內(nèi),接觸插塞經(jīng)由阻擋金屬而與半導(dǎo)體基板連接。通過阻擋金屬,從而防止了構(gòu)成接觸插塞的元素向阻擋金屬的下側(cè)的半導(dǎo)體基板擴(kuò)散的情況。在絕緣膜和接觸插塞上配置有由Al等構(gòu)成的表面電極。在表面電極上接合有引線。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2014-192351號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]發(fā)明所要解決的課題
[0007 ]在表面電極上接合引線時(shí),表面電極向從半導(dǎo)體基板離開的方向被拉伸。因此,存在有表面電極與阻擋金屬一起從其下部的絕緣膜上剝離的情況。因此,在本說(shuō)明書中,提供一種在接合襯墊上表面電極不易剝離的半導(dǎo)體裝置。
[0008]用于解決課題的方法
[0009]本說(shuō)明書所公開的半導(dǎo)體裝置具有半導(dǎo)體基板、第一絕緣膜、接觸插塞、第一表面電極、導(dǎo)電層、第二絕緣膜、側(cè)面部金屬層、第二表面電極。第一絕緣膜被形成在所述半導(dǎo)體基板上,并具有第一接觸孔。接觸插塞被配置在所述第一接觸孔內(nèi)。第一表面電極以從所述第一絕緣膜上跨至所述接觸插塞上的方式而延伸。導(dǎo)電層被形成在形成有所述第一絕緣膜的一側(cè)的所述半導(dǎo)體基板的表面上或露出于所述表面的半導(dǎo)體區(qū)域內(nèi)。第二絕緣膜被形成在所述導(dǎo)電層上,并具有與所述第一接觸孔相比寬度較寬的第二接觸孔。側(cè)面部金屬層對(duì)所述第二接觸孔的側(cè)面與底面之間的角部進(jìn)行覆蓋,并通過與所述接觸插塞同種的金屬而構(gòu)成。第二表面電極以從所述第二絕緣膜上跨至所述第二接觸孔內(nèi)的方式而延伸,對(duì)所述側(cè)面部金屬層進(jìn)行覆蓋,并通過與所述接觸插塞不同的金屬而構(gòu)成。在所述第二接觸孔的所述底面的上部的第二表面電極中形成有接合襯墊。
[0010]另外,上述的導(dǎo)電層的含義為具有與半導(dǎo)體同等或與半導(dǎo)體相比較高的導(dǎo)電性的層。即,導(dǎo)電層為導(dǎo)體或半導(dǎo)體。導(dǎo)電層也可以被形成在露出于形成有第一絕緣膜的一側(cè)的半導(dǎo)體基板的表面的半導(dǎo)體區(qū)域內(nèi)。即,導(dǎo)電層也可以為半導(dǎo)體基板內(nèi)的半導(dǎo)體層(即,半導(dǎo)體基板本身)。此外,導(dǎo)電層也可以為被形成在形成有第一絕緣膜的一側(cè)的半導(dǎo)體基板的表面上的配線等。另外,在導(dǎo)電層形成在半導(dǎo)體基板的表面上的情況下,導(dǎo)電層既可以與半導(dǎo)體基板的表面直接接觸,也可以在導(dǎo)電層與半導(dǎo)體基板之間存在有其他的層(例如,絕緣膜)。此外,在本說(shuō)明書中,接觸插塞的含義為被配置在第一接觸孔內(nèi)的金屬的主材料。因此,在存在有對(duì)第一接觸孔的內(nèi)表面進(jìn)行覆蓋的極薄的膜(例如,阻擋金屬等)的情況下,該薄膜并不是接觸插塞。此外,上述的第一絕緣層與第二絕緣層也可以互相連結(jié)。即,上述的第一絕緣層與第二絕緣層也可以通過單一的絕緣層而構(gòu)成。
[0011]在該半導(dǎo)體裝置中,第二接觸孔的寬度與第一接觸孔的寬度相比較寬。因此,在接合襯墊的下部(即,第二接觸孔的底面),第二表面電極在較寬的范圍內(nèi)與導(dǎo)電層連接。因此,在接合襯墊(即,第二表面電極)上接合引線時(shí),第二表面電極不易剝離。此外,在該半導(dǎo)體裝置中,在第二接觸孔的角部處形成有側(cè)面部金屬層。當(dāng)以這種方式形成側(cè)面部金屬層時(shí),能夠比較平坦地形成側(cè)面部金屬層上的第二表面電極。由此,第二表面電極的強(qiáng)度提高。由此,也使第二表面電極變得不易剝離。
[0012]此外,本說(shuō)明書提供一種制造半導(dǎo)體裝置的方法。該方法具有導(dǎo)電層形成工序、第一絕緣膜形成工序、第二絕緣膜形成工序、第一接觸孔形成工序、第二接觸孔形成工序、金屬層形成工序、蝕刻工序、第一表面電極形成工序、第二表面電極形成工序。在所述導(dǎo)電層形成工序中,在半導(dǎo)體基板的表面上或露出于所述表面的半導(dǎo)體區(qū)域內(nèi)形成導(dǎo)電層。在所述第一絕緣膜形成工序中,在所述導(dǎo)電層的外側(cè)的所述半導(dǎo)體基板上形成第一絕緣膜。在所述第二絕緣膜形成工序中,在所述導(dǎo)電層上形成第二絕緣膜。在所述第一接觸孔形成工序中,在所述第一絕緣膜上形成第一接觸孔。在所述第二接觸孔形成工序中,在所述第二絕緣膜上形成與所述第一接觸孔相比寬度較寬的第二接觸孔。在所述金屬層形成工序中,在所述第一絕緣膜上、所述第一接觸孔內(nèi)、所述第二絕緣膜上以及所述第二接觸孔內(nèi)形成金屬層。在所述蝕刻工序中,以在所述第二接觸孔的側(cè)面與底面之間的角部處殘留有所述金屬層,并且在所述第一接觸孔內(nèi)殘留有所述金屬層的方式而對(duì)所述金屬層進(jìn)行蝕刻。在所述第一表面電極形成工序中,形成以從所述第一絕緣膜上跨至所述接觸插塞上的方式而延伸的第一表面電極。在所述第二表面電極形成工序中,形成以從所述第二絕緣膜上跨至所述第二接觸孔內(nèi)的方式而延伸,并且對(duì)所述角部的所述金屬層進(jìn)行覆蓋的第二表面電極。
[0013]另外,第一絕緣膜形成工序與第二絕緣膜形成工序也可以被同時(shí)實(shí)施。
[0014]在該方法中,在形成了第一絕緣膜、第二絕緣膜、第一接觸孔、第二接觸孔之后,使金屬層在第一接觸孔內(nèi)和第二接觸孔內(nèi)生長(zhǎng)。由于第一接觸孔的寬度較窄,因此,在第一接觸孔內(nèi)以無(wú)間隙的方式填充有金屬層。由于第二接觸孔的寬度較寬,因此,第二接觸孔的內(nèi)表面被大致均勻的厚度的金屬層所覆蓋。接下來(lái),對(duì)金屬層進(jìn)行蝕刻。在此,以在第一接觸孔內(nèi)殘留有金屬層并且在第二接觸孔的側(cè)面和底面的角部處殘留有金屬層的方式而實(shí)施蝕刻。由于在第一接觸孔內(nèi)金屬層以無(wú)間隙的方式被填充,因此,第一接觸孔內(nèi)的金屬層從接觸孔的開口側(cè)被蝕刻。因此,在第一接觸孔內(nèi)殘留有較多的金屬層。由此,接觸插塞被形成。另一方面,由于第二接觸孔的內(nèi)表面被大致均勻的厚度的金屬層所覆蓋,因此,在第二接觸孔內(nèi),金屬層在其厚度方向上被蝕刻。因此,在第二接觸孔內(nèi),與在第一接觸孔內(nèi)相比,金屬層更容易被蝕刻。但是,由于蝕刻劑不易到達(dá)第二接觸孔的側(cè)面與底面之間的角部附近,因此,在角部處蝕刻速度變慢。因此,能夠使金屬層殘留在第二接觸孔的角部處。由此,側(cè)面部金屬層被形成。因此,接觸插塞與側(cè)面部金屬層通過同種的金屬而構(gòu)成。其后,形成第一表面電極和第二表面電極。第二表面電極以從第二絕緣膜上跨至第二接觸孔內(nèi)而延伸的方式(即,以對(duì)側(cè)面部金屬層進(jìn)行覆蓋的方式)被形成。當(dāng)以對(duì)側(cè)面部金屬層進(jìn)行覆蓋的方式而形成第二表面電極時(shí),能夠?qū)⒌诙砻骐姌O的表面形成為平滑的形狀。通過將第二表面電極的表面形成為平滑的形狀,從而能夠提高第二表面電極的強(qiáng)度。因此,根據(jù)該方法,能夠制造出第二表面電極不易剝離的半導(dǎo)體裝置。此外,根據(jù)該方法,能夠在用于形成接觸插塞的金屬層的形成工序與金屬層的蝕刻工序中,同時(shí)形成側(cè)面部金屬層。因此,能夠在不增加工序的條件下形成側(cè)面部金屬層。因此,能夠效率地制造該半導(dǎo)體裝置。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為半導(dǎo)體裝置10的俯視圖。
[0016]圖2為圖1中的A-A線以及B-B線處的半導(dǎo)體裝置10的縱剖視圖。
[0017]圖3為阻擋金屬28的放大剖視圖。
[0018]圖4為半導(dǎo)體裝置10的制造工序的說(shuō)明圖。
[0019]圖5為半導(dǎo)體裝置10的制造工序的說(shuō)明圖。
[0020]圖6為半導(dǎo)體裝置10的制造工序的說(shuō)明圖。
[0021]圖7為半導(dǎo)體裝置10的制造工序的說(shuō)明圖。
[0022]圖8為半導(dǎo)體裝置10的制造工序的說(shuō)明圖。
[0023]圖9為半導(dǎo)體裝置10的制造工序的說(shuō)明圖。
[0024]圖10為半導(dǎo)體裝置10的制造工序的說(shuō)明圖。
[0025]圖11為半導(dǎo)體裝置10的制造工序的說(shuō)明圖。
[0026]圖12為半導(dǎo)體裝置10的制造工序的說(shuō)明圖。
[0027]圖13為半導(dǎo)體裝置10的制造工序的說(shuō)明圖。
[0028]圖14為半導(dǎo)體裝置10的制造工序的說(shuō)明圖。
[0029]圖15為半導(dǎo)體裝置10的制造工序的說(shuō)明圖。
[0030]圖16為半導(dǎo)體裝置10的制造工序的說(shuō)明圖。
[0031 ]圖17為比較例的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。
[0032]圖18為半導(dǎo)體裝置10的制造工序的說(shuō)明圖。
[0033]圖19為半導(dǎo)體裝置10的制造工序的說(shuō)明圖。
[0034]圖20為實(shí)施例2的半導(dǎo)體裝置的襯墊部14的縱剖視圖。
[0035]圖21為實(shí)施例3的半導(dǎo)體裝置的與圖2相對(duì)應(yīng)的縱剖視圖。
[0036]圖22為實(shí)施例4的半導(dǎo)體裝置的與圖2相對(duì)應(yīng)的縱剖視圖。
[0037]圖23為實(shí)施例5的半導(dǎo)體裝置的與圖2相對(duì)應(yīng)的縱剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]實(shí)施例
[0039]如圖1所示,實(shí)施例1的半導(dǎo)體裝置10具有半導(dǎo)體基板12。半導(dǎo)體基板12由硅構(gòu)成。在半導(dǎo)體基板12的上表面上形成有發(fā)射極56和多個(gè)接合襯墊16。在下文中,將半導(dǎo)體裝置10中的發(fā)射極56的附近稱為元件部54。此外,將半導(dǎo)體裝置10中的接合襯墊16的附近稱為襯墊部14。
[0040]圖2并排圖示了襯墊部14和元件部54中的半導(dǎo)體裝置10的縱截面。在半導(dǎo)體基板12的下表面12b上以從襯墊部14跨至元件部54的方式而形成有集電極58。
[0041]在襯墊部14內(nèi)的半導(dǎo)體基板12的上表面12a上形成有表面氧化膜17。表面氧化膜17由S12構(gòu)成。表面氧化膜17覆蓋