DE102011078331A1 - Method for producing ohmic contacts on silicon carbide substrate of semiconductor device of e.g. power electronics device, involves producing oxide layer on surface of substrate, and applying contact metallization layer on contact region - Google Patents

Method for producing ohmic contacts on silicon carbide substrate of semiconductor device of e.g. power electronics device, involves producing oxide layer on surface of substrate, and applying contact metallization layer on contact region Download PDF

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Kathrin Rueschenschmidt
Thomas Suenner
Tim Behrens
Michael Grieb
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Abstract

The method involves heating a contact metallization layer (12) and a silicon carbide substrate (11) for forming contacts on the substrate, so that an interconnection layer is formed on a main surface (11a) between the contact metallization layer and the substrate in a contact region. The contact metallization layer and parts of the interconnection layer are removed from the substrate. An oxide layer is produced on the main surface of the substrate. Another contact metallization layer is applied on the contact region.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen ohmscher Kontakte auf einem Siliziumkarbidsubstrat, insbesondere für Halbleiterstrukturen mit Oxidschichten.The invention relates to a method for producing ohmic contacts on a silicon carbide substrate, in particular for semiconductor structures with oxide layers.

Stand der TechnikState of the art

Siliziumkarbid (SiC) als Substratmaterial für Halbleiterbauelemente eignet sich zum Einsatz in der Leistungselektronik, der Optoelektronik, chemischen Sensoren oder der Hochtemperaturelektronik in Umgebungen, in denen hohe Arbeitstemperaturen herrschen, wie beispielsweise im Automobilbereich oder im Photovoltaikbereich.Silicon carbide (SiC) as substrate material for semiconductor devices is suitable for use in power electronics, optoelectronics, chemical sensors or high-temperature electronics in environments where high operating temperatures prevail, such as in the automotive sector or in the photovoltaic sector.

Die Ausbildung zuverlässiger, robuster und gut leitender ohmscher Kontakte von Metallen zu dem Halbleitermaterial Siliziumkarbid (SiC) istzur Anbindung von Halbleitersubstraten an externe Elektronik besonders wichtig. The formation of reliable, robust and well-conductive ohmic contacts of metals to the semiconductor material silicon carbide (SiC) is particularly important for bonding semiconductor substrates to external electronics.

Wie in der Druckschrift Crofton, J., Porter, L. M. und Williams, J. R.: ”The Physics of Ohmic Contacts to SiC”, physica status solidi (b), 202: 581–603, 1997 offenbart, werden für derartige Kontakte häufig Metalle verwendet, die bei hohen Temperaturen zwischen 800°C und 1100°C mit Siliziumkarbid reagieren können und dabei zwischen Metall und Siliziumkarbidsubstrat einen ohmschen Kontakt ausbilden können, das heißt einen Kontakt mit linearer Strom-Spannungs-Kennlinie.As in the publication Crofton, J., Porter, LM and Williams, JR: "The Physics of Ohmic Contacts to SiC", physica status solidi (b), 202: 581-603, 1997 disclosed, metals are often used for such contacts, which can react at high temperatures between 800 ° C and 1100 ° C with silicon carbide and thereby form an ohmic contact between the metal and silicon carbide substrate, that is a contact with linear current-voltage characteristic.

Die hohen Temperaturen, die für das ”Tempern” der Metall-Halbleiter-Kontaktschicht notwendig sind, werden dabei auf das gesamte Halbleiterbauteil mit den aufgebrachten Metallschichten angewandt und insbesondere auch auf andere Komponenten, welche auf dem Siliziumkarbidsubstrat angeordnet sein können.The high temperatures which are necessary for the "tempering" of the metal-semiconductor contact layer are applied to the entire semiconductor component with the applied metal layers, and in particular also to other components which can be arranged on the silicon carbide substrate.

Die Druckschrift US 6,803,243 B2 offenbart ein Verfahren zum Herstellen von ohmschen Kontakten in Siliziumkarbidsubstraten, wobei ein Dotierungsmaterial in das Substrat implantiert und bei einer Tempertemperatur aktiviert wird. Danach wird eine Metallschicht über dem dotierten Substrat aufgebracht.The publication US 6,803,243 B2 discloses a method for making ohmic contacts in silicon carbide substrates wherein a dopant material is implanted into the substrate and activated at a annealing temperature. Thereafter, a metal layer is deposited over the doped substrate.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorliegende Erfindung schafft daher gemäß einer Ausführungsform ein Verfahren zum Herstellen ohmscher Kontakte auf einem Siliziumkarbidsubstrat, mit den Schritten des Aufbringens einer ersten Kontaktmetallisierungsschicht auf Kontaktbereichen einer Hauptoberfläche eines Substrats, welches Siliziumkarbid umfasst, des Erhitzens der ersten Kontaktmetallisierungsschicht und des Substrats zum Ausbilden erster Kontakte auf dem Substrat, so dass in den Kontaktbereichen eine Verbindungsschicht auf der Hauptoberfläche zwischen der ersten Kontaktmetallisierungsschicht und dem Substrat ausgebildet wird, des Entfernens der ersten Kontaktmetallisierungsschicht und Teile der Verbindungsschicht von dem Substrat, des Erzeugens einer Oxidschicht auf der Hauptoberfläche des Substrats, und des Aufbringens einer zweiten Kontaktmetallisierungsschicht auf die Kontaktbereiche.The present invention therefore provides, according to an embodiment, a method for making ohmic contacts on a silicon carbide substrate, comprising the steps of depositing a first contact metallization layer on contact areas of a main surface of a substrate comprising silicon carbide, heating the first contact metallization layer and the substrate to form first contacts the substrate so as to form in the contact regions a bonding layer on the main surface between the first contact metallization layer and the substrate, removing the first contact metallization layer and parts of the bonding layer from the substrate, forming an oxide layer on the main surface of the substrate, and depositing one second contact metallization layer on the contact areas.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Eine grundlegende Idee der Erfindung ist es, einen Temperschritt oberhalb einer vorbestimmten Temperaturschwelle nach der Ausbildung einer Oxidschicht, beispielsweise eines Gateoxids, in einem Siliziumkarbidsubstrat zu vermeiden, um Schädigungen an der Oxidschicht durch den Temperschritt zu verhindern. Dies wird dadurch erreicht, dass bereits vor dem Erzeugen der Oxidschicht ein Temperschritt mit einer Opfer- oder Platzhaltermetallisierungsschicht durchgeführt wird, um eine Silizid- und/oder Karbidschicht zwischen der Platzhaltermetallisierungsschicht und dem Siliziumkarbidsubstrat zu erzeugen, die einen ohmschen Kontakt vermittelt. Damit werden erste ohmsche Kontakte geschaffen, wobei deren metallische Bestandteile jedoch bei einer Behandlung des Substrats die Qualität der hinterher erzeugten Oxidschicht beeinträchtigen könnten. Daher werden die Metallisierungsschichtsowie gegebenenfalls Kohlenstoffreste und/oder Teile der gebildeten Silizid- und/oder Karbidschicht von dem Substrat wieder entfernt. Erst nach der Erzeugung der Oxidschicht wird dann die tatsächliche Metallisierungsschicht auf dem Substrat und insbesondere den von der Platzhaltermetallisierungsschicht ursprünglich belegten Kontaktbereichen der ersten ohmschen Kontakte aufgebracht. Es ist dann nicht mehr notwendig, einen Temperschritt für die tatsächliche Metallisierungsschicht durchzuführen, da die Kontakte der Metallisierungsschicht mit dem Substrat in den Kontaktbereichen bereits eine lineare Strom-Spannungs-Kennlinie aufweisen.A basic idea of the invention is to avoid an annealing step above a predetermined temperature threshold after the formation of an oxide layer, for example a gate oxide, in a silicon carbide substrate in order to prevent damage to the oxide layer by the annealing step. This is accomplished by performing an annealing step with a sacrificial or dummy metallization layer prior to forming the oxide layer to create a silicide and / or carbide layer between the dummy metallization layer and the silicon carbide substrate that provides ohmic contact. This first ohmic contacts are created, but their metallic components could affect the quality of the subsequently produced oxide layer in a treatment of the substrate. Therefore, the metallization layers and possibly carbon residues and / or parts of the formed silicide and / or carbide layer are removed from the substrate again. Only after the formation of the oxide layer, the actual metallization layer is then applied to the substrate and in particular to the contact areas of the first ohmic contacts originally occupied by the placeholder metallization layer. It is then no longer necessary to carry out a tempering step for the actual metallization layer, since the contacts of the metallization layer with the substrate already have a linear current-voltage characteristic in the contact regions.

Dies bietet den Vorteil, dass die Oxidschicht ohne weitere Schutzvorkehrungen erzeugt werden kann und auch bei der Ausbildung der ohmschen Kontakte keine Schädigungen oder Eindiffusionen erfährt.This offers the advantage that the oxide layer can be produced without further protective measures and also experiences no damage or indiffusion in the formation of the ohmic contacts.

Vorteilhafterweise können für die Ausbildung der tatsächlichen Metallisierungsschicht auch andere Metalle als die Metalle der Platzhaltermetallisierungsschicht verwendet werden. Dadurch können bei der Aufbringung der zweiten Metallisierungsschicht bereits Bondmetallstapel ohne Zwischenkontaktschichten aufgebracht werden.Advantageously, metals other than the metals of the spacer metallization layer may be used to form the actual metallization layer. As a result, bonding metal stacks without intermediate contact layers can already be applied during the application of the second metallization layer.

Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche. Preferred developments are the subject of the respective subclaims.

Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung.The above embodiments and developments can, if appropriate, combine with each other as desired. Further possible refinements, developments and implementations of the invention also include combinations, not explicitly mentioned, of features of the invention described above or below with regard to the exemplary embodiments.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.Further features and advantages of embodiments of the invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings.

Es zeigen:Show it:

1a bis 1f schematische Darstellungen der Stufen eines Verfahrens zum Herstellen ohmscher Kontakte auf einem Siliziumkarbidsubstrat gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 1a to 1f schematic representations of the stages of a method for producing ohmic contacts on a silicon carbide substrate according to an embodiment of the invention.

In den Figuren der Zeichnung sind gleiche und funktionsgleiche Elemente, Merkmale und Komponenten – sofern nichts Anderes ausgeführt ist – jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. Es versteht sich, dass Komponenten und Elemente in den Zeichnungen aus Gründen der Übersichtlichkeit und Verständlichkeit nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander wiedergegeben sind.In the figures of the drawing are identical and functionally identical elements, features and components - unless otherwise stated - each provided with the same reference numerals. It is understood that components and elements in the drawings are not necessarily to scale to each other for clarity and clarity.

Ausführliche Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

In den 1a bis 1f werden Stufen eines Verfahren zum Herstellen ohmscher Kontakte auf einem Siliziumkarbidsubstrat 11 gezeigt. 1a zeigt eine schematische Darstellung eines Siliziumkarbidsubstrats 11 mit einer ersten Hauptoberfläche 11a und einer der ersten Hauptoberfläche 11a gegenüber liegenden Hauptoberfläche 11b. Auf der Hauptoberfläche 11a kann eine erste Kontaktmetallisierungsschicht 12 aufgebracht werden. Die erste Kontaktmetallisierungsschicht 12 kann beispielsweise strukturiert aufgebracht werden. Dazu können beispielsweise Justagemarken oder Implantationsbereiche definiert werden, über die die erste Kontaktmetallisierungsschicht 12 aufgebracht wird. Durch die Strukturierung können beispielsweise erste elektrische Kontaktanschlüsse der Kontaktmetallisierungsschicht 12 zu dem Substrat 11 ausgebildet werden.In the 1a to 1f become stages of a process for making ohmic contacts on a silicon carbide substrate 11 shown. 1a shows a schematic representation of a silicon carbide substrate 11 with a first main surface 11a and one of the first main surface 11a opposite main surface 11b , On the main surface 11a may be a first contact metallization layer 12 be applied. The first contact metallization layer 12 can be applied, for example, structured. For this purpose, for example, adjustment marks or implantation regions can be defined, via which the first contact metallization layer 12 is applied. By structuring, for example, first electrical contact terminals of the contact metallization layer 12 to the substrate 11 be formed.

Die erste Kontaktmetallisierungsschicht 12 kann beispielsweise auch auf der zweiten Hauptoberfläche 11b aufgebracht werden, je nachdem auf welchen Seiten des Siliziumkarbidsubstrats elektrische Kontakte hergestellt werden sollen. Beispielsweise kann es bei Leistungstransistoren von Vorteil sein, auf beiden Hauptoberflächen 11a und 11b metallische Kontaktelektroden aufzubringen.The first contact metallization layer 12 for example, on the second main surface 11b be applied, depending on which sides of the Siliziumkarbidsubstrats electrical contacts are to be made. For example, it may be advantageous for power transistors on both major surfaces 11a and 11b apply metallic contact electrodes.

Die erste Kontaktmetallisierungsschicht 12 kann beispielsweise Metalle wie Titan, Silber, Platin, Nickel, Kobalt, Niob, Tantal, Molybdän, Wolfram oder Aluminium oder Mischungen bzw. Legierungen dieser Metalle oder Titanhydrid als Diffusionsbarriere und/oder Aluminiumsiliziumkupfer (AlSiCu) umfassen.The first contact metallization layer 12 For example, it may comprise metals such as titanium, silver, platinum, nickel, cobalt, niobium, tantalum, molybdenum, tungsten or aluminum, or mixtures or alloys of these metals or titanium hydride as a diffusion barrier and / or aluminum-silicon copper (AlSiCu).

1b zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Stufe des Verfahrens. Das Siliziumkarbidsubstrat 11 sowie die erste Kontaktmetallisierungsschicht 12 werden einer ersten Temperatur zum Tempern ausgesetzt. Dazu kann das Substrat 11 beispielsweise in einer Prozesskammer einer Temperatur von etwa 800°C bis 1200°C ausgesetzt werden. Beim Erhitzen der ersten Kontaktmetallisierungsschicht 12 kann sich eine Zwischen- oder Verbindungsschicht 13 zwischen der ersten Kontaktmetallisierungsschicht 12 und dem Substrat 11 ausbilden. Die Zwischenschicht 13 kann dabei Metallsilizide und/oder Metallkarbide umfassen. Beispielsweise kann die Zwischenschicht 13 bei der Verwendung von Nickel in der ersten Kontaktmetallisierungsschicht 12 Nickelsilizid und Freisetzung von Kohlenstoff ausbilden. 1b shows a schematic representation of a second stage of the method. The silicon carbide substrate 11 and the first contact metallization layer 12 are exposed to a first temperature for annealing. This can be done by the substrate 11 For example, be exposed in a process chamber at a temperature of about 800 ° C to 1200 ° C. Upon heating the first contact metallization layer 12 can be an intermediate or connecting layer 13 between the first contact metallization layer 12 and the substrate 11 form. The intermediate layer 13 may include metal silicides and / or metal carbides. For example, the intermediate layer 13 when using nickel in the first contact metallization layer 12 Form nickel silicide and release of carbon.

In einer dritten in 1c gezeigten Stufe des Verfahrens können die erste Kontaktmetallisierungsschicht 12, die Zwischenschicht 13, gebildete Silizide und/oder Karbide sowie Kohlenstoffreste von dem Substrat 11 wieder entfernt werden. Zur Entfernung kann beispielsweise eine Mischung aus Salpetersäure und Flusssäure verwendet werden, um beispielsweise Nickelsilizid zu entfernen, und beispielsweise Mischungen aus Schwefelsäure, um Kohlenstoffreste zu entfernen. Die erste Kontaktmetallisierungsschicht 12 dient damit gewissermaßen als Opfer- oder Platzhaltermetallisierungsschicht, welche im weiteren Verfahren nicht mehr benötigt wird. Durch die Entfernung der Zwischenschicht 13 bleiben in den Kontaktbereichen der Kontaktmetallisierungsschicht 12 geringfügige Vertiefungen 13a in dem Substrat zurück. Die Vertiefungen 13a bilden sich an den Stellen, an denen das Siliziumkarbid Silizide und/oder Karbide ausgebildet hat. Die Vertiefungen 13a markieren Kontaktbereiche 13a, in denen die erste Kontaktmetallisierungsschicht 12 auf dem Substrat 11 aufgebracht worden ist.In a third in 1c shown stage of the process, the first contact metallization 12 , the intermediate layer 13 , formed silicides and / or carbides and carbon residues from the substrate 11 be removed again. For example, for removal, a mixture of nitric acid and hydrofluoric acid may be used to remove, for example, nickel silicide, and mixtures of sulfuric acid, for example, to remove carbon residues. The first contact metallization layer 12 thus serves as a sort of sacrificial or Platzhaltermetallisierungsschicht, which is no longer needed in the further process. By removing the interlayer 13 remain in the contact areas of the contact metallization layer 12 slight depressions 13a back in the substrate. The wells 13a Form at the points where the silicon carbide silicides and / or carbides has formed. The wells 13a mark contact areas 13a in which the first contact metallization layer 12 on the substrate 11 has been applied.

In einer vierten Stufe des Verfahrens kann, wie in 1d gezeigt, eine Oxidschicht 14 auf und/oder in dem Siliziumkarbidsubstrat 11 erzeugt werden. Vor dem Erzeugen der Oxidschicht 14 kann beispielsweise eine Eingangsreinigung des Substrats 11 erfolgen. Danach kann beispielsweise ein Siliziumoxid auf der Hauptoberfläche 11a des Substrats 11 abgeschieden werden und gegebenenfalls das Substrats 11 oxidiert werden. Es kann alternativ auch möglich sein, zunächst das Substrats 11 zu oxidieren und danach gegebenenfalls ein Oxid auf oxidierten Bereichen des Substrats 11 abzuscheiden. Bei einem Oxidieren des Substrats 11 kann es vorgesehen sein, dass die Oberfläche des Siliziumkarbidsubstrats 11 nur bis in wenige Angström Tiefe senkrecht zu der Hauptoberfläche 11a in Oxid umgewandelt wird. Dadurch wird das Ausbilden ohmscher Kontakte auf der Oberfläche des Substrats 11 nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigt.In a fourth stage of the procedure, as in 1d shown an oxide layer 14 on and / or in the silicon carbide substrate 11 be generated. Before generating the oxide layer 14 For example, an input cleaning of the substrate 11 respectively. Thereafter, for example, a silicon oxide on the main surface 11a of the substrate 11 are deposited and optionally the substrate 11 be oxidized. It may alternatively be possible, first the substrate 11 to oxidize and then optionally an oxide on oxidized areas of the substrate 11 deposit. When oxidizing the substrate 11 it can be provided that the surface of the silicon carbide substrate 11 only to a few Angstrom depth perpendicular to the main surface 11a is converted to oxide. This results in the formation of ohmic contacts on the surface of the substrate 11 not or only insignificantly affected.

Die Oxidschicht 14 kann dabei in verschiedenen Bereichen der Hauptoberfläche 11a des Substrats 11 aufgebracht werden. Beispielsweise kann die Oxidschicht 14 in Bereichen aufgebracht werden, welche nicht von der ersten Kontaktmetallisierungsschicht 12 überdeckt waren. Es kann auch möglich sein, die Oxidschicht 14 in Bereichen aufzubringen, welche in den Vertiefungen bzw. Kontaktbereichen 13a liegen. Die Oxidschicht 14 kann beispielsweise dazu vorgesehen sein, ein Gateoxid für einen Halbleitertransistor auszubilden. Darüber hinaus können je nach herzustellendem Bauelement herkömmliche Schritte zur Bearbeitung des Substrats 11 vorgenommen werden.The oxide layer 14 can do this in different areas of the main surface 11a of the substrate 11 be applied. For example, the oxide layer 14 are applied in areas which are not from the first contact metallization layer 12 were covered. It may also be possible to use the oxide layer 14 in areas which are in the recesses or contact areas 13a lie. The oxide layer 14 For example, it may be intended to form a gate oxide for a semiconductor transistor. In addition, depending on the device to be manufactured conventional steps for processing the substrate 11 be made.

Die fünfte Stufe des Verfahrens ist in 1e gezeigt und umfasst das Aufbringen einer zweiten Kontaktmetallisierungsschicht 15 auf der Hauptoberfläche 11a des Substrats 11. Die zweite Kontaktmetallisierungsschicht 15 kann beispielsweise in den Kontaktbereichen 13a der ersten Kontaktmetallisierungsschicht 12 aufgebracht werden. Es kann alternativ auch vorgesehen sein, die zweite Kontaktmetallisierungsschicht 15 in Bereichen 15a außerhalb der ersten Kontaktmetallisierungsschicht 12 aufzubringen. Mit anderen Worten kann die zweite Kontaktmetallisierungsschicht 15 andere Ausmaße aufweisen als die erste Kontaktmetallisierungsschicht 12. Die zweite Kontaktmetallisierungsschicht 15 kann ähnlich wie die erste Kontaktmetallisierungsschicht 12 Titan, Silber, Platin, Nickel, Kobalt, Niob, Tantal, Molybdän, Wolfram und Aluminium oder Mischungen bzw. Legierungen dieser Metalle oder Titanhydrid als Diffusionsbarriere und/oder Aluminiumsiliziumkupfer (AlSiCu) umfassen. Es kann auch möglich sein, die zweite Kontaktmetallisierungsschicht 15 direkt als Bondmetallstapel 16 auszubilden, mithilfe dessen elektrische Kontaktierungen des Substrats 11 ausgebildet werden können, wie in 1f dargestellt. Insbesondere der Bondmetallstapel 16 kann eine andere Strukturierung als die erste Kontaktmetallisierungsschicht 12 aufweisen.The fifth stage of the procedure is in 1e and includes applying a second contact metallization layer 15 on the main surface 11a of the substrate 11 , The second contact metallization layer 15 can, for example, in the contact areas 13a the first contact metallization layer 12 be applied. Alternatively, it may also be provided, the second contact metallization 15 in areas 15a outside the first contact metallization layer 12 applied. In other words, the second contact metallization layer 15 have different dimensions than the first contact metallization layer 12 , The second contact metallization layer 15 may be similar to the first contact metallization layer 12 Titanium, silver, platinum, nickel, cobalt, niobium, tantalum, molybdenum, tungsten and aluminum or mixtures or alloys of these metals or titanium hydride as a diffusion barrier and / or aluminum-silicon copper (AlSiCu) include. It may also be possible to use the second contact metallization layer 15 directly as a bond metal stack 16 form, by means of which electrical contacts of the substrate 11 can be trained as in 1f shown. In particular, the bonding metal stack 16 may have a different structuring than the first contact metallization layer 12 exhibit.

Nach dem Aufbringen der zweiten Kontaktmetallisierungsschicht 15 besteht auch ohne zusätzlichen Temperschritt bereits ein ohmscher Kontakt, das heißt, ein Kontakt mit linearer Strom-Spannungs-Kennlinie zwischen der zweiten Kontaktmetallisierungsschicht 15 und dem Substrat 11. Diese ohmschen Kontakte bilden sich in den Kontaktbereichen 13a aus, in denen die erste Kontaktmetallisierungsschicht 12 aufgebracht war. Der Grund hierfür könnte darin liegen, dass sich das Siliziumkarbid unter der ersten Kontaktmetallisierungsschicht 12 durch die Hochtemperaturtemperierung in der Struktur verändert hat. Beispielsweise könnte es möglich sein, dass es zu einer Anreicherung der Siliziumkarbidoberfläche in den Kontaktbereichen 13a mit Kohlenstofffehlstellen kommt, die eine zusätzliche Dotierung und/oder eine Aufrauhung der Siliziumkarbidoberfläche bewirken können.After application of the second contact metallization layer 15 There is already an ohmic contact even without an additional annealing step, that is, a contact with a linear current-voltage characteristic between the second contact metallization layer 15 and the substrate 11 , These ohmic contacts are formed in the contact areas 13a in which the first contact metallization layer 12 was upset. The reason for this could be that the silicon carbide is under the first contact metallization layer 12 has changed by the high temperature control in the structure. For example, it could be possible for there to be an enrichment of the silicon carbide surface in the contact areas 13a comes with carbon voids, which can cause additional doping and / or roughening of the silicon carbide surface.

Durch die elektrischen Eigenschaften der ohmschen Kontaktstelle kann auf einen Hochtemperaturtemperschritt mit einer ersten Tempertemperatur über 800°C verzichtet werden. Dies bietet den Vorteil, dass die Oxidschicht 14 durch die Temperaturbehandlung nicht mehr beschädigt werden kann. Nach dem Aufbringen der zweiten Kontaktmetallisierungsschicht 12 kann das Substrat in herkömmlicher Weise weiterprozessiert werden.Due to the electrical properties of the ohmic contact point can be dispensed with a Hochtemperaturtemperschritt with a first annealing temperature above 800 ° C. This offers the advantage that the oxide layer 14 can not be damaged by the heat treatment. After application of the second contact metallization layer 12 For example, the substrate can be further processed in a conventional manner.

Es kann allerdings möglich sein, einen Temperschritt mit einer zweiten Temperatur durchzuführen, die niedriger als die Temperatur des Hochtemperaturtemperschrittes ist. Beispielsweise kann die zweite Temperatur zwischen 200°C und 800°C liegen. Die Temperierung mit der zweiten Temperatur kann beispielsweise dazu eingesetzt werden, um die Haftung der zweiten Kontaktmetallisierungsschicht 15 mit dem Substrat 11 zu verbessern.However, it may be possible to perform an annealing step at a second temperature lower than the temperature of the high temperature annealing step. For example, the second temperature may be between 200 ° C and 800 ° C. The temperature control at the second temperature can be used, for example, for the adhesion of the second contact metallization layer 15 with the substrate 11 to improve.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 6803243 B2 [0006] US 6803243 B2 [0006]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Crofton, J., Porter, L. M. und Williams, J. R.: ”The Physics of Ohmic Contacts to SiC”, physica status solidi (b), 202: 581–603, 1997 [0004] Crofton, J., Porter, LM and Williams, JR: "The Physics of Ohmic Contacts to SiC", physica status solidi (b), 202: 581-603, 1997 [0004]

Claims (10)

Verfahren zum Herstellen ohmscher Kontakte auf einem Siliziumkarbidsubstrat (11), mit den Schritten: Aufbringen einer ersten Kontaktmetallisierungsschicht (12) auf Kontaktbereichen (13a) einer Hauptoberfläche (11a) eines Substrats (11), welches Siliziumkarbid umfasst; Erhitzen der ersten Kontaktmetallisierungsschicht (12) und des Substrats (11) zum Ausbilden erster Kontakte auf dem Substrat (11), so dass in den Kontaktbereichen (13a)eine Verbindungsschicht (13) auf der Hauptoberfläche (11a) zwischen der ersten Kontaktmetallisierungsschicht (12) und dem Substrat (11) ausgebildet wird; Entfernen der ersten Kontaktmetallisierungsschicht (12)und Teile der Verbindungsschicht (13)von dem Substrat (11); Erzeugen einer Oxidschicht (14) auf der Hauptoberfläche (11a) des Substrats (11); und Aufbringen einer zweiten Kontaktmetallisierungsschicht (15) auf die Kontaktbereiche.Method for producing ohmic contacts on a silicon carbide substrate ( 11 ), comprising the steps of: applying a first contact metallization layer ( 12 ) on contact areas ( 13a ) of a main surface ( 11a ) of a substrate ( 11 ) comprising silicon carbide; Heating the first contact metallization layer ( 12 ) and the substrate ( 11 ) for forming first contacts on the substrate ( 11 ), so that in the contact areas ( 13a ) a connection layer ( 13 ) on the main surface ( 11a ) between the first contact metallization layer ( 12 ) and the substrate ( 11 ) is formed; Removing the first contact metallization layer ( 12 ) and parts of the connection layer ( 13 ) from the substrate ( 11 ); Generating an oxide layer ( 14 ) on the main surface ( 11a ) of the substrate ( 11 ); and applying a second contact metallization layer ( 15 ) on the contact areas. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Kontaktmetallisierungsschicht (12) ein oder mehrere erste Metalle aus der Gruppe Titan, Silber, Platin, Nickel, Kobalt, Niob, Tantal, Molybdän, Wolfram und Aluminium umfasst.The method of claim 1, wherein the first contact metallization layer ( 12 ) comprises one or more first metals from the group titanium, silver, platinum, nickel, cobalt, niobium, tantalum, molybdenum, tungsten and aluminum. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die zweite Kontaktmetallisierungsschicht (15) ein oder mehrere zweite Metalle aus der Gruppe Titan, Silber, Platin, Nickel, Kobalt, Niob, Tantal, Molybdän, Wolfram und Aluminium umfasst.Method according to claim 2, wherein the second contact metallization layer ( 15 ) comprises one or more second metals from the group titanium, silver, platinum, nickel, cobalt, niobium, tantalum, molybdenum, tungsten and aluminum. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die ersten Metalle von den zweiten Metallen unterschiedlich sind.The method of claim 3, wherein the first metals are different from the second metals. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Kontaktmetallisierungsschicht (12) auf eine erste Tempertemperatur erhitzt wird, und wobei die zweite Kontaktmetallisierungsschicht (15) auf eine zweite Tempertemperatur erhitzt wird, die unterhalb der ersten Tempertemperatur liegt. Method according to one of claims 1 to 4, wherein the first contact metallization layer ( 12 ) is heated to a first annealing temperature, and wherein the second contact metallization layer ( 15 ) is heated to a second annealing temperature which is below the first annealing temperature. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die erste Tempertemperatur zwischen 800°C und 1200°C liegt und wobei die zweite Tempertemperatur zwischen 600°C und 800°C liegt.The method of claim 5, wherein the first annealing temperature is between 800 ° C and 1200 ° C and wherein the second annealing temperature is between 600 ° C and 800 ° C. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Verbindungsschicht (13) Metallsilizide und/oder -karbide umfasst.Method according to one of claims 1 to 6, wherein the connection layer ( 13 ) Comprises metal silicides and / or carbides. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Erzeugen der Oxidschicht (14) ein Oxidieren des Siliziumkarbids an der Hauptoberfläche (11a) des Substrats (11) und/oder ein Abscheiden einer Siliziumoxidschicht auf der Hauptoberfläche (11a) des Substrats (11) umfasst.Method according to one of claims 1 to 7, wherein the production of the oxide layer ( 14 ) oxidizing the silicon carbide on the main surface ( 11a ) of the substrate ( 11 ) and / or deposition of a silicon oxide layer on the main surface ( 11a ) of the substrate ( 11 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die zweite Kontaktmetallisierungsschicht (15) auch in einem Bereich (15a) auf der Hauptoberfläche (11a) des Substrats (11) außerhalb des Kontaktbereichs (13a) der ersten Kontaktmetallisierungsschicht (12) aufgebracht wird.Method according to one of claims 1 to 8, wherein the second contact metallization layer ( 15 ) also in one area ( 15a ) on the main surface ( 11a ) of the substrate ( 11 ) outside the contact area ( 13a ) of the first contact metallization layer ( 12 ) is applied. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, weiterhin mit einem oder beiden der Schritte: Strukturieren der ersten Kontaktmetallisierungsschicht (12) zum Ausbilden erster elektrischer Kontaktanschlüsse mit dem Substrat (11); und Strukturieren der zweiten Kontaktmetallisierungsschicht (15)zum Ausbilden zweiter elektrischer Kontaktanschlüsse mit dem Substrat (11).Method according to one of claims 1 to 9, further comprising one or both of the steps: structuring the first contact metallization layer ( 12 ) for forming first electrical contact terminals with the substrate ( 11 ); and structuring the second contact metallization layer ( 15 ) for forming second electrical contact terminals with the substrate ( 11 ).
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