半导体装置的制造方法
【专利说明】半导体装置
[0001]关联申请
[0002]本申请享受以日本专利申请2014 — 51820号(申请日:2014年3月14日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包含基础申请的全部的内容。
技术领域
[0003]本发明的实施方式涉及半导体装置。
【背景技术】
[0004]在pin 二极管中，在从阳极侧注入的空穴的量与从阴极侧注入的电子的量不平衡时，在从阳极侧向着阴极侧的方向上，有时无法得到平坦的载流子浓度分布特性(profile)，恢复速度降低。与此相对，具有一种方法，即，通过将任意一方的极侧的半导体区域(P型半导体区域或者η型半导体区域)分离来抑制注入的载流子量，取得从双方的电极注入的载流子量的均衡，从而得到平坦的载流子浓度分布特性。
[0005]但是，在该方法中，用于形成分离的半导体区域的掩膜层形成工序变得必要，不能实现低成本化。另外，在将半导体区域分离成多个区域时，有可能电流路径减少而导通电阻上升。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的课题是提供一种能够提高恢复速度以及使导通电阻减少的半导体装置。
[0007]实施方式的半导体装置具备:第I电极；第2电极；第I导电型的第I半导体区域，设置于上述第I电极与上述第2电极之间；第I导电型的第2半导体区域，设置于上述第I电极与上述第I半导体区域之间，杂质浓度比上述第I半导体区域高，具有选择性设置的硅化物层；以及第2导电型的第3半导体区域，设置于上述第I半导体区域与上述第2电极之间。
【附图说明】
[0008]图1 (a)是表示第I实施方式的半导体装置的示意剖视图，图1 (b)是表示第I实施方式的半导体装置的示意俯视图。
[0009]图2是表示形成第I实施方式的硅化物层的方法的示意剖视图。
[0010]图3(a)是表示第I参考例的半导体装置的作用的示意剖视图，图3(b)是表示第2参考例的半导体装置的作用的示意剖视图。
[0011]图4是表示第I实施方式的半导体装置的作用的示意剖视图。
[0012]图5是表示第2实施方式的半导体装置的示意剖视图。
【具体实施方式】
[0013]下面，参照附图并对实施方式进行说明。在以下的说明中，对相同部件标记相同符号，对于已经说明了的部件适当地省略其说明。
[0014](第I实施方式)
[0015]图1 (a)是表示第I实施方式的半导体装置的示意剖视图，图1 (b)是表示第I实施方式的半导体装置的示意俯视图。
[0016]在此，在图1(a)中，表示图1(b)的A —A’线处的剖面。
[0017]半导体装置I是上下电极构造的pin 二极管。
[0018]半导体装置I具备阴极电极10(第I电极)以及阳极电极11(第2电极)。在阴极电极10与阳极电极11之间，设置有η —型的半导体区域20(第I半导体区域)。半导体区域20相当于pin 二极管的i区域。在阴极电极10与半导体区域20之间，设置有n+型的半导体区域21 (第2半导体区域)。半导体区域21的杂质浓度比半导体区域20的杂质浓度高。半导体区域21与阴极电极10相接。
[0019]半导体区域21在阴极电极10侧具有多个硅化物层21s。多个硅化物层21s在与从阴极电极10向着阳极电极11的方向(Z方向)交叉的方向(Y方向)上排列。多个娃化物层21s与阴极电极10欧姆接触。半导体区域21与阴极电极10直接接触的部分无需一定是欧姆接触。例如，多个硅化物层21s与阴极电极10之间的接触电阻和半导体区域21与阴极电极10之间的接触电阻相比变低。
[0020]在半导体区域20与阳极电极11之间，设置有P+型的半导体区域30 (第3半导体区域)。半导体区域30由多个区域30a构成，多个区域30a分别在Y方向上排列。半导体区域30以及硅化物层21s在与Z方向以及Y方向交叉的X方向上延伸(图1(b))。
[0021]图2是表示形成第I实施方式的硅化物层的方法的示意剖视图。
[0022]多个硅化物层21s通过向阴极电极10与半导体区域21的接合部28的激光照射而形成。通过激光局部照射的接合部28的位置由于激光加热而使半导体区域21的硅成分与和阴极电极10的金属成分进行反应。由此，形成硅化物层21s。
[0023]另外，在实施方式中，也可以将n+型、η型以及η —型称为第I导电型，将P+型以及P型称为第2导电型。在此，按η+型、η型、η —型的顺序，以及P+型、P型的顺序，意味着杂质浓度变低。
[0024]所谓上述的“杂质浓度”是有助于半导体材料的导电性的杂质元素的有效的浓度。例如，在半导体材料中含有成为施主的杂质元素与成为受主的杂质元素时，将活性化的杂质元素中的除去施主与受主的抵消量以外的浓度设为杂质浓度。
[0025]半导体区域20、半导体区域21以及半导体区域30各自的主成分是例如，碳化硅(SiC),娃(Si)等。
[0026]在半导体装置I的半导体材料以碳化硅(SiC)为主成分时，作为第I导电型的杂质元素，例如采用氮(N)等。作为第2导电型的杂质元素，例如采用铝(Al)等。
[0027]在半导体装置I的半导体材料以硅(Si)为主成分时，作为第I导电型的杂质元素，例如采用磷⑵、砷(As)等。作为第2导电型的杂质元素，例如采用硼⑶等。
[0028]阴极电极10以及阳极电极11的材料例如是包括从铝(Al)、钛(Ti)、镍(Ni)、钨(W)、钥(Mo)、铜(Cu)、金(Au)、钼(Pt)等的群中选择的至少I种在内的金属。对于这些金属，也可以是层叠构造。
[0029]另外，硅化物层21s是对从铝(Al)、钛(Ti)、镍(Ni)、钨(W)、钥(Mo)、铜(Cu)、金(Au)、钼(Pt)等的群中选择的至少I种金属进行了硅化物化后的层。
[0030]在说明半导体装置I的作用前，对参考例的半导体装置的作用进行说明。
[0031]图3(a)是表示第I参考例的半导体装置的作用的示意剖视图，图3(b)是表示第2参考例的半导体装置的作用的示意剖视图。
[0032]在图3(a)表示的半导体装置100中，通过退火处理，半导体区域21的整个区域与阴极电极10欧姆接触。在半导体装置100中，在阳极电极11与阴极电极10之间，施加阳极电极11的电位比阴极电极10的电位高的正向偏压。在这种情况下，半导体装置100进行空穴从阳极电极11向半导体区域20注入、电子从阴极电极10向半导体区域20注入的双极(bipolar)动作。
[0033]在半导体装置100中，半导体区域21的整个区域与阴极电极10欧姆接触。在这样的构造中，具有如图3(a)的右图所示的载流子浓度特性那样地，从阳极侧注入的空穴的量与从阴极侧注入的电子的量不平衡(空穴量< 电子量)，不能得到平坦的载流子浓度分布特性的情况。由此，在半导体装置100从导通状态向关断状态转移后的恢复动作时，有不能有效地向双方的电极排出残留在半导体装置内的载流子而恢复速度降低的情况。
[0034]为了防止上述情况，在图3(b)表示的半导体装置101中，半导体区域21在Y方向上被分离。在这样的构造时，半导体区域21的容积与图3 (a)相比减少，所以抑制来自阴极侧的电子注入。所以，能够推测出与图3(a)相比时，能够得到更平坦的载流子浓度分布特性。
[0035]但是，从阴极电极10注入的电子(e)在向对于电子而言电势最低的半导体区域21集中后向半导体区域20流动。因此，在导通时，电阻可能变高。
[0036]图4是表示第I实施方式的半导体装置的作用的示意剖视图。
[0037]在图4表示的半导体装置I中，在阳极电极11与阴极电极10之间，施加阳极电极11的电位与阴极电极10的电位相比变高的正向偏压。在这种情况下，半导体装置I进行空穴从阳极电极11向半导体区域注入、电子从阴极电极10向半导体区域注入的双极动作。
[0038]在半导体装置I中，使与阴极电极10欧姆接触的多个硅化物层21s分离并配置于半导体区域21。在这样的构造时，欧姆接触的接合面积与图3(a)相比减少，所以抑制来自阴极侧的电子注入。所以，能够推测出与图3(a)相比时，能够得到更平坦的载流子浓度分布特性(图4右图)。由此，能够得到更快速的恢复速度。
[0039]另外，从阴极电极10注入的电子(e)在经由欧姆接触性的区域之后，紧接着到达高浓度的半导体区域21，S卩，低电阻的半导体区域21。在该低电阻的半导体区域21内，电子在X方向以及Y方向上都容易扩散，之后向半导体区域20流动，因此导通时的电阻变得更低。即，在半导体装置I中，恢复速度更快，导通时的电阻变得更低。
[0040]另外，在半导体装置I中，对于半导体区域21与阴极电极10直接接触的部分，例如能够调整成在浪涌电流向半导体装置I流动的情况下、可以快速地向电极排出该浪涌电流的程度的能量势垒。由此，防止由浪涌电流引起的元件损坏。该能量势垒的调整也能够通过激光照射而进行调整。
[0041]另外,关于娃化物层21s的形成，也能够利用PEP (Photo Engraving Process,光刻工艺)工序。例如，在半导体区域21的