特許ウォッチ

公開番号2025126502
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-29
出願番号2024022722
出願日2024-02-19
発明の名称半導体装置および半導体装置の製造方法
出願人三菱電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H10D 64/01 20250101AFI20250822BHJP()
要約【課題】合金層の凹み内への金属層の埋め込み不良を抑制し、金属層と合金層との密着強度を向上させることが可能な技術を提供することを目的とする。
【解決手段】半導体装置は、半導体基板10と、半導体基板10上に設けられ、半導体基板10の半導体材料を主成分として含む合金層20と、合金層20上に設けられた金属層30とを備えている。合金層20における金属層30側の表面には複数の凹み31が離散的に設けられ、複数の凹み31のうちの90%以上の凹み31は、各凹み31の開口幅が深部に進むに従って単調に減少するすり鉢形状である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板上に設けられ、前記半導体基板の半導体材料を主成分として含む合金層と、
前記合金層上に設けられた金属層と、を備え、
前記合金層における前記金属層側の表面には複数の凹みが離散的に設けられ、
複数の前記凹みのうちの９０％以上の前記凹みは、各前記凹みの開口幅が深部に進むに従って単調に減少するすり鉢形状である、半導体装置。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
各前記凹みの前記開口幅は５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、
前記合金層の厚みは３０ｎｍ以上であり、
各前記凹みの深さは前記合金層の厚みよりも小さい、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記半導体基板上に設けられ、コンタクト領域を有する層間絶縁膜をさらに備え、
前記コンタクト領域のボトム幅は０．２μｍ以上１．０μｍ以下である、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記層間絶縁膜の厚みに対する前記コンタクト領域の前記ボトム幅の比率は１．５以上である、請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記金属層と前記合金層との界面に含まれる不活性ガスの濃度は前記半導体基板のバルク中に含まれる不活性ガスの濃度以下である、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記金属層と前記合金層との前記界面に含まれる前記不活性ガスおよび前記半導体基板の前記バルク中に含まれる前記不活性ガスは、ＡｒまたはＮ
2
である、請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記合金層を構成する元素の原子密度は９９．０ｗｔ％以上である、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記金属層はＴｉＮまたはＡｌを主成分とする金属、またはＴｉＮを主成分とする金属とＡｌを主成分とする金属との積層金属からなる、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項９】
電力用の前記半導体装置であり、
前記半導体基板の前記半導体材料は、Ｓｉ、ＳｉＣ、またはＧａを含む化合物である、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記合金層は、ＴｉまたはＮｉを含むシリサイドからなる、請求項１に記載の半導体装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体装置および半導体装置の製造方法に関するものである。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、半導体チップ（半導体基板に相当する）上に設けられた電極（合金層に相当する）の表面に離散的な凹みを設けてその上に設けられた第１接合用金属（金属層に相当する）との密着強度を増加させた半導体装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０２１／２４６２４１号
【非特許文献】
【０００４】
“Inert gas bubble formation in magnetron sputtered thin-film CdTe solar cells” Peter Hatton, et al., Proc. Of the royal soc. A, vol 476, issue 2239
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術では、合金層の表面への凹みの形成に関してめっき工程特有の現象を利用している。めっき工程では凝集層の選択的なエッチングまたは腐食作用による凹みの形成が容易である。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、めっき工程において凹みを形成するため、凹みの開口形状を制御することが難しく、凹み開口部の幅が凹み深部の幅よりも小さくなると、凹み内に金属層を十分に埋め込めない場合があった。その結果、金属層と合金層との密着強度が低下するという問題があった。
【０００７】
そこで、本開示は、合金層の凹み内への金属層の埋め込み不良を抑制し、金属層と合金層との密着強度を向上させることが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示に係る半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板上に設けられ、前記半導体基板の半導体材料を主成分として含む合金層と、前記合金層上に設けられた金属層と、を備え、前記合金層における前記金属層側の表面には複数の凹みが離散的に設けられ、複数の前記凹みのうちの９０％以上の前記凹みは、各前記凹みの開口幅が深部に進むに従って単調に減少するすり鉢形状である。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、各凹みの開口幅は深部に進むに従って単調に減少する。合金層の凹み内への金属層の埋め込み不良を抑制することができる。これにより、金属層と合金層との密着強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施の形態に係る半導体装置の概略断面図である。
実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための概略断面図である。
実施の形態に係る半導体装置のコンタクト領域の概略断面図である。
実施の形態に係る半導体装置のコンタクト領域の断面ＴＥＭ像を示す図である。
図４（ａ）の一部を拡大し寸法を記載した図である。
Ｓｉ（ａ）とＡｒ（ｂ）の元素マップを示す図である。
ＳｉとＡｒのＥＤＸスペクトルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許