JP7249927B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
図12は、本発明の実施の形態に関連する関連技術について説明する。図12は、関連技術による半導体装置18の構成の一例を示す断面図である。なお、図12では、半導体装置18としてダイオードの構成を示している。また、図12において、各層の紙面上側の面を「表面」といい、各層の紙面下側の面を「裏面」という。この「表面」および「裏面」の表現は、後述する図1,9,10,11についても同様である。
<構成>
図1は、本実施の形態1による半導体装置1の構成の一例を示す断面図である。なお、図1では、半導体装置1としてダイオードの構成を示している。
半導体装置1の具体的な製造方法について説明する。
Al合金層8およびAl合金層9の配向性について説明する。図2,3は、SiおよびAlの結晶方位を説明するための図である。なお、図2,3における各結晶方位は、平面視における結晶方位を示している。
上述の通り、n型カソード層6は、高濃度の不純物が注入されることによって、Siの結晶方位が(111)面となる。また、p型カソード層7は、不純物の注入量が少ないため、Siの結晶方位が母材と同じ(100)面となる。その後、n型カソード層6およびp型カソード層7上にAl合金をスパッタリングして熱処理を行う。このとき、n型カソード層6上に形成されたAl合金層8は、下地となるSiの結晶方位である(111)面の影響を受けて(111)面に配向する。また、p型カソード層7上に形成されたAl合金層9は、下地となるSiの結晶方位である(100)面の影響を受けて(110)面に配向する。
上記では、Al合金層8が(111)面であり、Al合金層9が(110)面である場合について説明したが、これに限るものではない。
図1の例では、n型カソード層6とp型カソード層7との境界が、Al合金層8とAl合金層9との境界と一致する場合について示しているが、これに限るものではない。
以上のことから、本実施の形態1によれば、n型カソード層6における不純物濃度を1E19cm-3以上とし、p型カソード層7における不純物濃度を、n型カソード層6における不純物濃度の10%以下とし、n型カソード層6およびp型カソード層7の各層上にAl合金層8およびAl合金層9を形成することによって、Al合金層9とp型カソード層7との界面でSiノジュール10が多く発生し、Al合金層8とn型カソード層6との界面ではSiノジュール10の発生を少なくすることができる。このように、n型カソード層6上に発生するSiノジュール10を減らすことによって、半導体装置1のオン電圧を低減することができる。
図9は、本実施の形態2による半導体装置11の構成の一例を示す断面図である。なお、図9では、半導体装置11としてダイオードの構成を示している。
図10は、本実施の形態3による半導体装置15の構成の一例を示す断面図である。なお、図10では、半導体装置15としてダイオードの構成を示している。
図11は、本実施の形態4による半導体装置17の構成の一例を示す断面図である。なお、図11では、半導体装置17としてダイオードの構成を示している。
Claims (11)
- n型半導体基板と、
前記n型半導体基板の表面に設けられたp型アノード層と、
前記p型アノード層上に設けられたアノード電極と、
前記n型半導体基板の裏面において互いに隣接して設けられたn型カソード層およびp型カソード層と、
前記n型カソード層上に設けられたSiを含む第1Al合金層と、
前記p型カソード層上に設けられたSiを含む第2Al合金層と、
を備え、
前記n型カソード層における不純物濃度は1E19cm-3以上であり、前記p型カソード層における不純物濃度は前記n型カソード層における不純物濃度の10%以下であり、
平面視において、前記第1Al合金層の結晶方位は(111)面であり、前記第2Al合金層の結晶方位は(110)面である、半導体装置。 - 前記第1Al合金層および前記第2Al合金層上に設けられたバリアメタル層と、
前記バリアメタル層上に設けられたSiを含む第3Al合金層と、
前記第3Al合金層上に設けられたNi層と、
をさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の半導体装置。 - 前記Ni層の厚さは、2μm以上であることを特徴とする、請求項2に記載の半導体装置。
- 前記第1Al合金層および前記第2Al合金層上に設けられたバリアメタル層と、
前記バリアメタル層上に設けられたSiを含む第3Al合金層と、
前記第3Al合金層上に設けられたCu層と、
をさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の半導体装置。 - 前記Cu層の厚さは、10μm以上であることを特徴とする、請求項4に記載の半導体装置。
- 前記第1Al合金層および前記第2Al合金層上に設けられたバリアメタル層と、
前記バリアメタル層上に設けられたCu層と、
をさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の半導体装置。 - 前記Cu層の厚さは、10μm以上であることを特徴とする、請求項6に記載の半導体装置。
- (a)n型半導体基板を準備する工程と、
(b)前記n型半導体基板の表面にp型アノード層を形成する工程と、
(c)前記p型アノード層上にアノード電極を形成する工程と、
(d)前記n型半導体基板の裏面において互いに隣接するようにn型カソード層およびp型カソード層を形成する工程と、
(e)前記n型カソード層上にSiを含む第1Al合金層を形成し、前記p型カソード層上にSiを含む第2Al合金層を形成する工程と、
を備え、
前記n型カソード層における不純物濃度は1E19cm-3以上であり、前記p型カソード層における不純物濃度は前記n型カソード層における不純物濃度の10%以下であり、
平面視において、前記第1Al合金層の結晶方位は(111)面であり、前記第2Al合金層の結晶方位は(110)面である、半導体装置の製造方法。 - 前記工程(e)は、
(e-1)Siを含むAl合金のターゲットに対して電圧を印加して放電させることによって、前記n型カソード層上および前記p型カソード層上のそれぞれに前記Al合金をスパッタリングする工程と、
(e-2)前記工程(e-1)の後、前記n型カソード層上および前記p型カソード層上のそれぞれにスパッタリングした前記Al合金を加熱する工程と、
を含むことを特徴とする、請求項8に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記工程(e-1)は火花放電を発生させることを含み、前記火花放電時は前記スパッタリングをしないことを特徴とする、請求項9に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記火花放電時の前記電圧は、800V以上1300V以下であることを特徴とする、請求項10に記載の半導体装置の製造方法。
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