(57)【要約】【課題】従来よりも強度が高い電極を有する半導体装置を得ることができる技術を提供する。【解決手段】半導体基板１０上に、Ａｌを含有する第１層５０ａを形成する工程と、第１層５０ａの表面に、特定材料を含有し、特定材料の濃度が第１層５０ａよりも高い第２層６０ａを形成する工程と、第２層６０ａの表面に、第１層５０ｂを形成する工程と、第２層６０ａから第１層５０ａ、５０ｂに特定材料を拡散させるとともに第１層５０ａ、５０ｂから第２層６０ａにＡｌを拡散させる工程を有する。特定材料は、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｖ、Ｎｉ、Ｂ、Ｚｒ及びＴｉの中から選択される少なくとも１つである。【選択図】図２
2015192016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に、Ａｌを含有する第１層を形成する工程と、
前記第１層の表面に、特定材料を含有し、前記特定材料の濃度が前記第１層よりも高い第２層を形成する工程と、
前記第２層の表面に、前記第１層を形成する工程と、
前記第２層から前記第１層に前記特定材料を拡散させるとともに、前記第１層から前記第２層にＡｌを拡散させる工程、
を有し、
前記特定材料が、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｖ、Ｎｉ、Ｂ、Ｚｒ及びＴｉの中から選択される少なくとも１つである、
半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記半導体基板上に、前記第１層と前記第２層を交互に複数積層する請求項１の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記特定材料の濃度が、半導体基板に近い側の前記第２層よりも半導体基板から遠い側の前記第２層で高い請求項２の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
半導体基板から遠い側の前記第２層が半導体基板に近い側の前記第２層よりも厚い請求項２又は３の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された電極、
を有しており、
前記電極は、
前記半導体基板上に形成され、Ａｌと特定材料を含有する第１電極層と、
前記第１電極層の表面に形成され、Ａｌと特定材料を含有し、前記特定材料の濃度が前記第１電極層よりも高い第２電極層と、
第２電極層の表面に形成され、Ａｌと特定材料を含有し、前記特定材料の濃度が前記第２電極層よりも低い第３電極層、
を有し、
前記特定材料が、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｖ、Ｎｉ、Ｂ、Ｚｒ及びＴｉの中から選択される少なくとも１つである、
半導体装置。
【請求項６】
前記電極が、前記第３電極層の表面に形成され、Ａｌと特定材料を含有し、前記特定材料の濃度が前記第１電極層及び前記第３電極層よりも高い第４電極層を有する、請求項５の半導体装置。
【請求項７】
前記特定材料の濃度が、前記第２電極層よりも前記第４電極層で高い請求項６の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する技術は、半導体装置の製造方法と半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板上に形成する電極の強度を高めるために、Ａｌに不純物（例えば、Ｓｉ）を含有させたＡｌ合金製の電極を形成することが知られている。特許文献１には、ＡｌＳｉ合金を２回に分けてスパッタすることによって、半導体基板上にＡｌＳｉ合金製の電極を形成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３４７３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術によると、ＡｌＳｉ合金をスパッタする際の熱やその後のアニール処理時の熱により、ＡｌＳｉ合金に含まれるＳｉの濃度分布が変化し、Ｓｉが半導体基板寄りに集中してしまう場合がある。その結果、電極の表面付近のＳｉ濃度が低下してしまい、電極の表面付近の強度が低下してしまう場合がある。
【０００５】
本明細書では、従来よりも強度が高い電極を有する半導体装置を得ることができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書で開示する半導体装置の製造方法は、半導体基板上に、Ａｌを含有する第１層を形成する工程と、第１層の表面に、特定材料を含有し、特定材料の濃度が第１層よりも高い第２層を形成する工程と、第２層の表面に、第１層を形成する工程と、第２層から第１層に特定材料を拡散させるとともに、第１層から第２層にＡｌを拡散させる工程を有する。特定材料は、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｖ、Ｎｉ、Ｂ、Ｚｒ及びＴｉの中から選択される少なくとも１つである。
【０００７】
上記の方法を用いて半導体装置を製造する場合、第２層から第１層に特定材料が拡散するとともに、第１層から第２層にＡｌが拡散する。その結果、半導体基板上には、Ａｌと特定材料を含有する電極が形成される。この方法によると、単一材料であるＡｌ合金をスパッタして電極を形成する従来の方法による場合と比較して、半導体基板側に特定材料が集中しにくくなる。そのため、電極の表面側における特定材料の濃度が低下することを抑制できる。従って、従来よりも強度が高い電極を有する半導体装置を得ることができる。
【０００８】
半導体基板上に、第１層と第２層を交互に複数積層してもよい。
【０００９】
この方法によると、特定材料の濃度が異なる複数の電極層を有する電極が形成されるため、電極内の特定材料のばらつきを抑えることができる。
【００１０】
特定材料の濃度が、半導体基板に近い側の第２層よりも半導体基板から遠い側の第２層で高くてもよい。
【００１１】
この方法によると、電極の表面付近の部分の特定材料の濃度を、半導体基板寄りの部分の特定材料の濃度よりも高くすることができる。そのため、形成される電極の強度を効果的に向上させることができる。
【００１２】
半導体基板から遠い側の第２層が半導体基板に近い側の第２層よりも厚くてもよい。
【００１３】
この方法による場合も、電極の表面付近の部分の特定材料の濃度を、半導体基板寄りの部分の特定材料の濃度よりも高くすることができる。そのため、形成される電極の強度を効果的に向上させることができる。
【００１４】
本明細書で開示する半導体装置は、半導体基板と、半導体基板上に形成された電極を有している。電極は、半導体基板上に形成され、Ａｌと特定材料を含有する第１電極層と、第１電極層の表面に形成され、Ａｌと特定材料を含有し、特定材料の濃度が第１電極層よりも高い第２電極層と、第２電極層の表面に形成され、Ａｌと特定材料を含有し、特定材料の濃度が第２電極層よりも低い第３電極層を有している。特定材料は、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｖ、Ｎｉ、Ｂ、Ｚｒ及びＴｉの中から選択される少なくとも１つである。
【００１５】
従来の半導体装置では、電極が、単一の不純物濃度のＡｌ合金によって形成される場合がある。その場合、形成の過程で半導体基板寄りに不純物（例えばＳｉ）が集中し、電極表面の強度が低下してしまう場合がある。この点、上記の半導体装置では、電極は、半導体基板上に形成されている第１電極層と、第１電極層の表面に形成されている第２電極層と、第２電極層の表面に形成される第２電極層を有している。第２電極層の特定材料の濃度は、第１電極層よりも高い。第３電極層の特定材料の濃度は、第２電極層の特定材料の濃度より低い。そのため、上記の半導体装置の電極は、半導体基板寄りに不純物が集中する従来の電極と比べて、形成の過程で半導体基板寄りに特定材料が集中しにくく、電極の表面における特定材料の濃度を高くすることができる。従って、従来よりも強度が高い電極を有する半導体装置を得ることができる。
【００１６】
電極が、第３電極層の表面に形成され、Ａｌと特定材料を含有し、特定材料の濃度が第１電極層及び第３電極層よりも高い第４電極層を有してもよい。
【００１７】
この構成では、特定材料の濃度が異なる複数の層を有することにより、電極内の特定材料のばらつきを抑えることができる。
【００１８】
特定材料の濃度が、第２電極層よりも第４電極層で高くてもよい。
【００１９】
この構成によると、電極の表面付近の部分の特定材料の濃度を、半導体基板寄りの部分の特定材料の濃度よりも高くすることができる。そのため、電極の強度を効果的に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施例の半導体装置を模式的に示す図。
【図２】第１実施例の半導体装置の製造工程を説明する図。
【図３】第２実施例の半導体装置を模式的に示す図。
【図４】第２実施例の半導体装置の製造工程を説明する図。
【図５】第３実施例の半導体装置を模式的に示す図。
【図６】第４実施例の半導体装置の製造工程を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１実施例）
図１に示すように、本実施例の半導体装置２は、半導体基板１０と電極２０を有する。
【００２２】
半導体基板１０は、Ｓｉ基板である。半導体基板１０には、半導体素子が形成されている。半導体素子は、例えばＩＧＢＴである。
【００２３】
電極２０は、半導体基板１０上に形成されている。電極２０は、例えばＩＧＢＴのエミッタ領域に接続されるエミッタ電極である。本実施例では、電極２０は、Ａｌに不純物であるＳｉが含有されたＡｌＳｉ合金製の電極である。
【００２４】
また、図１中のグラフは、電極２０の表面からの深さと、その深さにおけるＳｉ濃度の関係を示す。グラフの縦軸は、電極２０の表面からの深さを示す。グラフの横軸は、その深さにおけるＳｉ濃度を示す。破線８０は、Ｓｉ濃度の平均値を示す。
【００２５】
図１のグラフに示すように、電極２０は、平均値（破線８０参照）よりもＳｉ濃度が低い層である低濃度電極層３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅと、平均値よりもＳｉ濃度が高い層である高濃度電極層４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄを有する。低濃度電極層３０ａ〜３０ｅのＳｉ濃度は、例えば３０ｐｐｍ以上１．０％未満である。高濃度電極層４０ａ〜４０ｄのＳｉ濃度は、例えば１．０％以上３．０％未満である。
【００２６】
図１に示すように、低濃度電極層３０ａ〜３０ｅと第２電極層４０ａ〜４０ｄは、半導体基板１０上に交互に積層されて形成されている。具体的には、半導体基板１０上には、低濃度電極層３０ａが形成されている。低濃度電極層３０ａの表面には、第２電極層４０ａが形成されている。第２電極層４０ａの表面には、低濃度電極層３０ｂが形成されている。その後、第２電極層４０ｂ、低濃度電極層３０ｃ、第２電極層４０ｃ、低濃度電極層３０ｄ、第２電極層４０ｄ、低濃度電極層３０ｅの順で上方に積層されて形成されている。
【００２７】
本実施例の半導体装置２の作用効果を十分に説明するために、比較例となる従来の半導体装置について説明する。従来の半導体装置では、ＡｌＳｉ合金によって電極を形成する過程で半導体基板寄りに不純物（Ｓｉ）が集中する。従って、電極の半導体基板付近でＳｉ濃度が高くなり、電極の表面付近のＳｉ濃度が低くなる。
【００２８】
一般的に、Ａｌ合金製の電極の強度は、Ａｌに含まれる不純物（Ｓｉなど）の濃度に比例する。詳しく言うと、Ａｌに含まれる不純物の濃度が高くなるほど、Ａｌ合金内のＡｌ結晶の粒径が小さくなる。Ａｌの粒径が小さいほど、Ａｌ合金の強度は高くなる。従って、Ａｌに含まれる不純物の濃度が高くなるほど、電極の強度が高くなる。
【００２９】
従来の電極は、上記の通り、表面付近のＳｉ濃度が低い。そのため、従来の電極では、表面付近のＡｌの粒径が大きい。その結果、従来の電極の表面付近の強度が低い。
【００３０】
これに対し、上記の通り、本実施例の半導体装置２では、半導体基板１０上に、低濃度電極層３０ａ〜３０ｅと高濃度電極層４０ａ〜４０ｄとを交互に有する電極２０が形成されている。すなわち、電極２０に含まれるＳｉは、半導体基板１０付近に集中しておらず、電極２０内の広い範囲に分布する。従って、従来の電極よりも、電極２０の表面付近のＳｉ濃度が高い。そのため、本実施例の電極２０では、表面付近のＡｌの粒径が特に大きくなることはない。半導体装置２の電極２０の強度は、従来の電極の強度よりも高い。
【００３１】
（製造方法）
図２を参照して、本実施例の半導体装置２の製造方法について説明する。本実施例の半導体装置２を製造する場合、まず、半導体素子が形成された半導体基板１０を準備する。
【００３２】
次いで、その後の半導体基板１０上に、Ａｌ層である第１層５０ａ（図２参照）を形成する。第１層５０ａは、例えば、１５０℃でＡｌをスパッタして形成される。第１層５０ａの厚さは例えば１μｍである。
【００３３】
次いで、第１層５０ａ上に、Ｓｉ層である第２層６０ａを形成する。第２層６０ａは、例えば、１５０℃でＳｉをスパッタして形成される。第２層６０ａの厚さは例えば１０ｎｍである。
【００３４】
次いで、第２層６０ａ上に、Ａｌ層である第１層５０ｂを形成する。第１層５０ｂは、第１層５０ａと同様のＡｌ層である。第１層５０ｂは、第１層５０ａと同様の方法で形成される。
【００３５】
次いで、第１層５０ｂ上に、Ｓｉ層である第２層６０ｂを形成する。第２層６０ｂは、第２層６０ａと同様のＳｉ層である。第２層６０ｂは、第２層６０ａと同様の方法で形成される。
【００３６】
その後、同様の方法で、第１層５０ｃ、第２層６０ｃ、第１層５０ｄ、第２層６０ｄ、及び、第１層５０ｅをこの順で積層して形成する。その結果、図２に示すように、半導体基板１０上には、第１層５０ａ〜５０ｅと第２層６０ａ〜６０ｄとが交互に積層された電極材料層７０が形成される。図２中のグラフは、この時点における、電極材料層７０の表面からの深さと、その深さにおけるＳｉ濃度の関係を示す。図２のグラフに示すように、第１層５０ａ〜５０ｅが形成されている深さでは、Ｓｉが存在しないため、Ｓｉ濃度はほぼ０である。これに対し、第２層６０ａ〜６０ｄが形成されている深さでは、Ｓｉ濃度がほぼ１００％である。
【００３７】
その後、半導体基板１０及び電極材料層７０を熱処理する。熱処理は、例えば、４７０℃の温度条件下で３０分間行う。この熱処理により、第１層５０ａ〜５０ｅと第２層６０ａ〜６０ｄとの間で相互拡散が行われる。即ち、第２層６０ａ〜６０ｄ内のＳｉの一部が、上下の第１層５０ａ〜５０ｅ内へと拡散し、第１層５０ａ〜５０ｅ内のＡｌの一部が、上下の第２層６０ａ〜６０ｄ内へと拡散する。この結果、半導体基板１０上には、図１に示すような、低濃度電極層３０ａ〜３０ｅと高濃度電極層４０ａ〜４０ｄが交互に積層された電極２０が形成される。図１に示す電極２０のうち、符号５０ａ〜５０ｅで表した部分は、図２の第１層５０ａ〜５０ｅに基づいて形成された部分である。同様に、符号６０ａ〜６０ｄで表した部分は、図２の第２層６０ａ〜６０ｄに基づいて形成された部分である。なお、図１のグラフでは、電極２０の表面付近（即ち、第１電極層３０ｅの表面付近）の部分、及び、電極２０の半導体基板１０寄り（即ち、第１電極層３０ａの半導体基板１０との界面付近）の部分のＳｉ濃度が高くなっている。これらの部分では、Ｓｉの析出が起き易く、Ｓｉ濃度が高くなるためである。電極２０が形成されることにより、図１の半導体装置２が完成する。
【００３８】
本実施例の製造方法によると、単一材料であるＡｌＳｉ合金をスパッタして電極を形成する従来の方法による場合と比較して、電極２０を形成する過程で、半導体基板１０寄りにＳｉが集中しにくくなる。そのため、電極２０の表面付近におけるＳｉ濃度が低下することを抑制できる。従って、従来よりも強度が高い電極２０を有する半導体装置２を得ることができる。
【００３９】
また、本実施例の製造方法では、５層の第１層５０ａ〜５０ｅと、５層の第２層６０ａ〜６０ｄとを交互に積層して形成する。Ｓｉ濃度が異なる複数の電極材料層を形成することにより、形成される電極２０内におけるＳｉ分布のばらつきを抑制することができる。
【００４０】
本実施例と請求項の対応関係を説明しておく。不純物であるＳｉが「特定材料」の一例である。低濃度電極層３０ａが「第１電極層」の一例であり、高濃度電極層４０ａが「第２電極層」の一例であり、低濃度電極層３０ｂが「第３電極層」の一例であり、高濃度電極層４０ｂが「第４電極層」の一例である。
【００４１】
なお、上記の実施例では、半導体基板１０の表面にＡｌ層である第１層を直接形成した。しかしながら、半導体基板１０の表面に他の導体層（例えば、Ｔｉ層等）を形成し、その上に第１層を形成してもよい。即ち、電極２０と半導体基板１０の間に、他の導体層が存在していてもよい。
【００４２】
（第２実施例）
図３、図４を参照して、第２実施例について、第１実施例と異なる点を中心に説明する。図３に示すように、本実施例の半導体装置１０２も、半導体基板１０と電極１２０とを有する。本実施例では、図３の破線１８０は、Ｓｉ濃度の局所平均（即ち、Ｓｉ濃度のゆらぎの周期範囲内のＳｉ濃度の平均値）を示す。電極１２０は、局所平均が示す値よりもＳｉ濃度が低い層である５層の低濃度電極層１３０ａ〜１３０ｅと、局所平均が示す値よりもＳｉ濃度が高い層である４層の高濃度電極層１４０ａ〜１４０ｄとを有する。本実施例では、電極１２０内のＳｉ濃度の局所平均が、電極１２０の表面側に向けて高くなるように形成されている点が第１実施例と異なる（図３のグラフ参照）。
【００４３】
第１電極層１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅの各層のＳｉ濃度は、この順で高くなっている。また、第２電極層１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄのＳｉ濃度も、この順で高くなっている。
【００４４】
本実施例の半導体装置１０２も、第１実施例の半導体装置２と同様の作用効果を発揮することができる。さらに、上記の通り、本実施例の半導体装置１０２は、電極１２０内のＳｉ濃度が、電極１２０の表面側に向けて高くなるように形成されている。そのため、電極１２０の表面付近の強度をより高くすることができる。電極１２０全体の強度を効果的に高めることができる。
【００４５】
（製造方法）
図４を参照して、本実施例の半導体装置１０２の製造方法について説明する。図４に示すように、本実施例でも、半導体素子が形成された半導体基板１０上に、Ａｌ層である第１層１５０ａ〜１５０ｅと、Ｓｉ層である第２層１６０ａ〜１６０ｄとを交互に積層して形成し、電極材料層１７０を形成する点は、第１実施例の製造方法と共通する。
【００４６】
ただし、本実施例では、第２層１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ、１６０ｄを、それぞれ、５ｎｍ、１０ｎｍ、１５ｎｍ、２０ｎｍの厚さに形成する点が、第１実施例とは異なる。即ち、半導体基板１０側の第２層ほど厚さが薄く、電極材料層１７０の表面側の第２層ほど厚さが薄い。
【００４７】
図４中のグラフは、電極材料層１７０が形成された時点における、電極材料層１７０の表面からの深さと、その深さにおけるＳｉ濃度の関係を示す。図４のグラフに示すように、第１層１５０ａ〜１５０ｅが形成されている深さでは、Ｓｉが存在しないため、Ｓｉ濃度は０である。これに対し、第２層１６０ａ〜１６０ｄが形成されている深さでは、Ｓｉ濃度が１００％である。ただし、第２層１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ、１６０ｄは、この順に厚さが大きくなるように形成されているため、Ｓｉを含有する量もこの順で大きくなっている。
【００４８】
本実施例でも、電極材料層１７０が形成された後、半導体基板１０及び電極材料層１７０を熱処理する。この熱処理により、第１層１５０ａ〜１５０ｅと第２層１６０ａ〜１６０ｄとの間で相互拡散が行われる。即ち、第２層１６０ａ〜１６０ｄ内のＳｉの一部が、上下の第１層１５０ａ〜１５０ｅ内へと拡散し、第１層１５０ａ〜１５０ｅ内のＡｌの一部が、上下の第２層１６０ａ〜１６０ｄ内へと拡散する。この際、厚く形成されている第２層１６０ｄからは、より多くのＳｉが上下の第１層１５０ｄ、１５０ｅ内へと拡散する。反対に、薄く形成されている第２層１６０ａからは、より少ないＳｉが上下の第１層１５０ａ、１５０ｂ内へと拡散する。この結果、半導体基板１０上には、図３に示すような、低濃度電極層１３０ａ〜１３０ｅと高濃度電極層１４０ａ〜１４０ｄとが交互に積層されており、Ｓｉ濃度の局所平均が表面に向けて高くなっている電極１２０が形成される。図３の電極１２０のうち、符号１５０ａ〜１５０ｅで表した部分は、図４の第１層１５０ａ〜１５０ｅに基づいて形成された部分である。同様に、符号１６０ａ〜１６０ｄで表した部分は、図４の第２層１６０ａ〜１６０ｄに基づいて形成された部分である。なお、図３のグラフに示すように、本実施例でも、電極１２０の表面付近及び半導体基板１０寄りの部分では、不純物の析出が生じるため、Ｓｉ濃度が高くなる。電極１２０が形成されることにより、図３の半導体装置１０２が完成する。
【００４９】
本実施例の製造方法による場合も、第１実施例の製造方法と同様の作用効果を発揮することができる。また、上記の通り、本実施例の製造方法では、第２層１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ、１６０ｄを、この順で厚さが大きくなるように形成している。そのため、形成される電極１２０の表面付近の強度をより高くすることができる。電極１２０全体の強度を効果的に高めることができる。
【００５０】
本実施例と請求項の対応関係を説明しておく。低濃度電極層１３０ａが「第１電極層」の一例であり、高濃度電極層１４０ａが「第２電極層」の一例であり、低濃度電極層１３０ｂが「第３電極層」の一例であり、高濃度電極層１４０ｂが「第４電極層」の一例である。
【００５１】
（第３実施例）
図５、図６を参照して、第３実施例について、第１実施例と異なる点を中心に説明する。図５に示すように、本実施例の半導体装置２０２も、半導体基板１０と電極２２０とを有する。本実施例では、図５の破線２８０は、Ｓｉ濃度の局所平均（即ち、Ｓｉ濃度のゆらぎの周期範囲内のＳｉ濃度の平均値）を示す。電極２２０は、局所平均が示す値よりもＳｉ濃度が低い層である５層の低濃度電極層２３０ａ〜２３０ｅと、局所平均が示す値（破線８０参照）よりもＳｉ濃度が高い層である４層の高濃度電極層２４０ａ〜２４０ｄとを有する。ただし、本実施例では、電極２２０内のＳｉ濃度の局所平均が、電極２２０の表面側に向けて高くなるように形成されている点が第１実施例と異なる（図５のグラフ参照）。
【００５２】
本実施例では、第１電極層２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ、２３０ｄ、２３０ｅの各層のＳｉ濃度は、この順で高くなっている。また、第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、２４０ｄ各層のＳｉ濃度も、この順で高くなっている。
【００５３】
本実施例の半導体装置２０２も、第１実施例の半導体装置２と同様の作用効果を発揮することができる。また、上記の通り、本実施例の半導体装置２０２は、電極２２０内のＳｉ濃度が、電極２２０の表面側に向けて高くなるように形成されている。そのため、電極２２０の表面付近の強度をより高くすることができる。電極２２０全体の強度を効果的に高めることができる。
【００５４】
（製造方法）
図６を参照して、本実施例の半導体装置２０２の製造方法について説明する。図６に示すように、本実施例でも、半導体素子が形成された半導体基板１０上に、第１層２５０ａ〜２５０ｅと、第２層２６０ａ〜２６０ｄとを交互に積層して形成し、電極材料層２７０を形成する点は、第１実施例の製造方法と共通する。また、第１層２５０ａ〜２５０ｅの厚さは、第１実施例の第１層５０ａ〜５０ｅの厚さ（例えば１μｍ）と同じである。同様に、第２層２６０ａ〜２６０ｄの厚さ（例えば１０ｎｍ）も、第１実施例の第２層６０ａ〜６０ｂと同じである。また、第１層２５０ａ〜２５０ｅがＡｌ層である点も、第１実施例と同様である。
【００５５】
本実施例では、第２層２６０ａ〜２６０ｄが、純粋なＡｌ層ではなく、ＡｌにＳｉが混合されたＡｌＳｉ合金層である点が、第１実施例とは異なる。また、第２層２６０ａ、２６０ｂ、２６０ｃ、２６０ｄのＳｉ濃度が、この順に高くなる点も、第１実施例とは異なる。第２層２６０ａ、２６０ｂ、２６０ｃ、２６０ｄのＳｉ濃度は、それぞれ、例えば７５％、８０％、８５％、９０％である。第２層２６０ａ〜２６０ｄを形成する際には、層毎に濃度の異なるＡｌＳｉ合金を用いてスパッタを行う。
【００５６】
図６中のグラフは、電極材料層２７０が形成された時点における、電極材料層２７０の表面からの深さと、その深さにおけるＳｉ濃度の関係を示す。図６のグラフに示すように、第１層２５０ａ〜２５０ｅが形成されている深さでは、Ｓｉが存在しないため、Ｓｉ濃度は０である。これに対し、第２層２６０ａ、２６０ｂ、２６０ｃ、２６０ｄが形成されている深さでは、それぞれ、Ｓｉ濃度は、７５％、８０％、８５％、９０％である。
【００５７】
本実施例でも、電極材料層２７０が形成された後、半導体基板１０及び電極材料層２７０を熱処理する。この熱処理により、第１層２５０ａ〜２５０ｅと第２層２６０ａ〜２６０ｄとの間で相互拡散が行われる。即ち、第２層２６０ａ〜２６０ｄ内のＳｉの一部が、上下の第１層２５０ａ〜２５０ｅ内へと拡散し、第１層２５０ａ〜２５０ｅ内のＡｌの一部が、上下の第２層２６０ａ〜２６０ｄ内へと拡散する。この際、Ｓｉ濃度が高い第２層２６０ｄからは、より多くのＳｉが上下の第１層２５０ｄ、２５０ｅ内へと拡散する。Ｓｉ濃度が低い第２層２６０ａからは、より少ないＳｉが上下の第１層２５０ａ、２５０ｂ内へと拡散する。この結果、半導体基板１０上には、図５に示すような、低濃度電極層２３０ａ〜２３０ｅと高濃度電極層２４０ａ〜２４０ｄとが交互に積層されており、Ｓｉ濃度の局所平均が表面に向けて高くなっている電極２２０が形成される。図５の電極２２０のうち、符号２５０ａ〜２５０ｅで表した部分は、図６の第１層２５０ａ〜２５０ｅに基づいて形成された部分である。同様に、符号２６０ａ〜２６０ｄで表した部分は、図６の第２層２６０ａ〜２６０ｄに基づいて形成された部分である。なお、図５のグラフに示すように、本実施例でも、電極２２０の表面付近及び半導体基板１０寄りの部分では、Ｓｉの析出が生じるため、Ｓｉ濃度が高くなっている。電極２２０が形成されることにより、図５の半導体装置２０２が完成する。
【００５８】
本実施例の製造方法による場合も、第１実施例の製造方法と同様の作用効果を発揮することができる。また、上記の通り、本実施例の製造方法では、第２層２６０ａ、２６０ｂ、２６０ｃ、２６０ｄを、この順でＳｉ濃度が高くなるように形成している。そのため、形成される電極２２０の表面付近の強度をより高くすることができる。電極２２０全体の強度を効果的に高めることができる。
【００５９】
本実施例と請求項の対応関係を説明しておく。低濃度電極層２３０ａが「第１電極層」の一例であり、高濃度電極層２４０ａが「第２電極層」の一例であり、低濃度電極層２３０ｂが「第３電極層」の一例であり、高濃度電極層２４０ｂが「第４電極層」の一例である。
【００６０】
以上、本明細書に開示の技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、以下の変形例を採用してもよい。
【００６１】
（変形例１）上記の各実施例の製造方法では、第１層５０ｅ、１５０ｅ、２５０ｅが最上面に配置されるように、電極材料層７０、１７０、２７０を形成している（図２、図４、図６参照）。これに限られず、第２層が最上面に配置されるように、電極材料層を形成してもよい。この場合も、その後、熱処理の際に相互拡散が行われることにより、最上面に配置された第２層に基づいて、ＡｌＳｉ合金製の第２電極層が形成される。
【００６２】
（変形例２）上記の各実施例の製造方法では、電極材料層７０、１７０、２７０は、５層の第１層５０ａ〜５０ｅ、１５０ａ〜１５０ｅ、２５０ａ〜２５０ｅと、４層の第２層６０ａ〜６０ｄ、１６０ａ〜１６０ｄ、２６０ａ〜２６０ｄと、を有している（図２、図４、図６参照）。形成される第１層及び第２層の数は、これには限られず、少なくとも２層の第１層と、少なくとも１層の第２層が交互に形成されれば、任意の数とすることができる。一般的に言うと、製造方法は、半導体基板上に、Ａｌを含有する第１層を形成する工程と、第１層の表面に、特定材料を含有し、特定材料の濃度が第１層よりも高い第２層を形成する工程と、第２層の表面に、第１層を形成する工程と、を有していればよい。また、形成される電極は、半導体基板上に形成され、Ａｌと特定材料を含有する第１電極層と、第１電極層の表面に形成され、Ａｌと特定材料を含有し、特定材料の濃度が第１電極層よりも高い第２電極層と、第２電極層の表面に形成され、Ａｌと特定材料を含有し、特定材料の濃度が第２電極層よりも低い第３電極層を有していればよい。
【００６３】
（変形例３）上記の各実施例の製造方法では、第１層５０ａ〜５０ｅ、１５０ａ〜１５０ｅ、２５０ａ〜２５０ｅは、いずれもＡｌ層であってＳｉを含んでいない。また、第１実施例及び第２実施例の製造方法では、第２層６０ａ〜６０ｄ、１６０ａ〜１６０ｄは、いずれもＳｉ層であってＡｌを含んでいない。これに限られず、第１層は、Ａｌを主成分としていれば、Ｓｉを含んでいてもよい。また、第２層も、Ｓｉを主成分としていれば、Ａｌを含んでいてもよい。その場合、第１層のＳｉ濃度が、第２層のＳｉ濃度よりも低ければよい。
【００６４】
（変形例４）上記の第３実施例の製造方法において、第２層２６０ａ、２６０ｂ、２６０ｃ、２６０ｄを、この順でＳｉ濃度が高くなるように形成するとともに、この順で厚さが大きくなるように形成してもよい。この場合も、表面に向けてＳｉ濃度が高くなる電極を形成することができる。
【００６５】
（変形例５）上記の各実施例では、電極の主成分であるＡｌに含まれる不純物がＳｉである場合の例を説明した。Ａｌに含まれる不純物は、Ｓｉに限られない。一般的に言うと、Ａｌに含まれる特定材料は、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｖ、Ｎｉ、Ｂ、Ｚｒ及びＴｉの中から選択される少なくとも１つであればよい。
【００６６】
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００６７】
２：半導体装置
１０：半導体基板
２０：電極
３０ａ〜３０ｅ：第１電極層
４０ａ〜４０ｄ：第２電極層
５０ａ〜５０ｅ：第１層
６０ａ〜６０ｄ：第２層
７０：電極材料層
１０２：半導体装置
１２０：電極
１３０ａ〜１３０ｅ：第１電極層
１４０ａ〜１４０ｄ：第２電極層
１５０ａ〜１５０ｅ：第１層
１６０ａ〜１６０ｄ：第２層
１７０：電極材料層
２０２：半導体装置
２２０：電極
２３０ａ〜２３０ｅ：第１電極層
２４０ａ〜２４０ｄ：第２電極層
２５０ａ〜２５０ｅ：第１層
２６０ａ〜２６０ｄ：第２層
２７０：電極材料層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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