DE10259292B4 - Verfahren zum Herstellen eines gleichmäßigen Kontaktes und damit hergestellter gleichmäßiger Kontakt - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines gleichmäßigen Kontaktes und damit hergestellter gleichmäßiger Kontakt Download PDF

Info

Publication number
DE10259292B4
DE10259292B4 DE10259292.6A DE10259292A DE10259292B4 DE 10259292 B4 DE10259292 B4 DE 10259292B4 DE 10259292 A DE10259292 A DE 10259292A DE 10259292 B4 DE10259292 B4 DE 10259292B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
metal
containing layer
aluminum
heat treatment
silicon carbide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE10259292.6A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10259292A1 (de
Inventor
Richard L. Woodin
William F. Seng
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fairchild Semiconductor Corp
Original Assignee
Fairchild Semiconductor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fairchild Semiconductor Corp filed Critical Fairchild Semiconductor Corp
Publication of DE10259292A1 publication Critical patent/DE10259292A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10259292B4 publication Critical patent/DE10259292B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/45Ohmic electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/0445Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising crystalline silicon carbide
    • H01L21/048Making electrodes
    • H01L21/0485Ohmic electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/45Ohmic electrodes
    • H01L29/456Ohmic electrodes on silicon
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/16Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L29/1608Silicon carbide
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S438/00Semiconductor device manufacturing: process
    • Y10S438/931Silicon carbide semiconductor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zu einer Halbleitereinrichtung, – wobei eine erste Metall enthaltende Schicht (34) gebildet wird, wobei die Metall enthaltende Schicht im wesentlichen ein Metall umfasst, das einen Schmelzpunkt von etwa weniger als 700 Grad Celsius hat, und einen nicht bedeckten Bereich (32) berührt, der Siliziumcarbid umfasst, – und wobei die erste Metall enthaltende Schicht (34) eine Zusammensetzung besitzt, die keine ohmsche Verbindung mit dotiertem Siliziumkarbid bildet, wenn sie für eine Dauer von weniger als zehn Stunden bei einer Temperatur erwärmt wird, die kleiner ist als der Schmelzpunkt von dem in der ersten Metall enthaltenden Schicht (34) enthaltenden Metall, und wobei die erste Metall enthaltende Schicht (34) und der nicht bedeckte Bereich (32) bei einer Temperatur weniger als der Schmelzpunkt des in der ersten Metall enthaltenden Schicht enthaltendem Metalls, und für mehr als zehn Stunden erwärmt werden, sodass sich ein im wesentlichen kontinuierlicher ohmscher Kontaktbereich (50) zwischen der ersten Metall enthaltenden Schicht (34) und dem Siliziumkarbid bildet.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von Halbleitereinrichtungen und insbesondere Verfahren zur Bereitstellung von ohmschen Verbindungen mit wide-band-gap Schichten zur Verwendung in Halbleitereinrichtungen.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Halbleitereinrichtungen sind bekannt und finden breite Verwendung in vielen Anwendungen. Die meisten Halbleitereinrichtungen sind aus Silizium hergestellt weil es relativ einfach ist, mittels diesem elektrische Komponenten und Strukturen zu implementieren wie etwa ohmsche Verbindungen mit Metall. Halbleitereinrichtungen aus Silizium sind jedoch in bezug auf akzeptable Betriebstemperaturen und Wärmeverträglichkeit beschränkt. Um diese Beschränkungen zu überwinden, können Halbleitereinrichtungen aus wide-band-gap Materialien, wie etwa Siliziumkarbid, hergestellt und unter merklich höheren Temperaturen und Leistungsniveaus betrieben werden. Wide-band-gap Halbleitereinrichtungen müssen jedoch erst weit verbreiteten kommerziellen Erfolg erzielen, wegen der Komplexität ihrer Herstellung und der Schwierigkeiten bei der Herstellung niederohmiger Verbindungen mit wide-band-gap Schichten.
  • Elektrische Verbindungen mit wide-band-gap Schichten können dadurch hergestellt werden, dass ein Kontaktmaterial direkt auf eine wide-band-gap Schicht aufgebracht wird. Um eine ohmsche Verbindung zu erzeugen, müssen metallische Kontaktschichten auf wide-band-gap Schichten extrem hohen Temperaturen, z. B. 1000 Grad Celsius, ausgesetzt werden. Wenn Verbindungsmetalle 14 wie Aluminium solchen Bedingungen ausgesetzt werden, neigen sie dazu, zu schmelzen und sich zusammenballen oder sich in anderer Weise von der wide-band-gap Schicht zu lösen, wie dies in 1 gezeigt ist. Dieser Effekt verringert die Qualität und die Reproduzierbarkeit der Verbindung wegen variierender Kontaktflächen 16 aufgrund von Spalten 18 in der Kontaktschicht 14 und beschränkt damit die Funktionsfähigkeit der Kontakte. 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Kontaktschicht 14 mit Spalten 18. Ein anderes durch das direkte Aufbringen eines Kontaktes auf wide-band-gap Material bedingtes Problem ist sogenanntes Spiking, insbesondere bei Verbindungen mit dünnen Schichten wide-band-gap Materials. Wie in 1 gezeigt, kann Spiking zu einem elektrischen Kurzschluss führen, wenn sich der Kontaktbereich 16 insgesamt durch die Schicht aus wide-band-gap Material 12 zu einem unterliegenden Substrat 10 erstreckt.
  • Zur Vermeidung von Spiking sind Sperrschichten zwischen dem Kontaktmetall und dem wide-band-gap Material während des Wärmebehandlungsprozesses (annealing process) verwendet worden. Solche Schichten erfordern einen weiteren Bearbeitungsschritt und erhöhen im allgemeinen den elektrischen Widerstand einer elektrischen Verbindung zwischen dem Kontakt und dem wide-band-gap Material. Zudem bestehen, wenn ein Wärmebehandlungsschritt zur Herstellung einer ohmschen Verbindung zwischen dem Kontaktmetall und der Isolierschicht notwendig ist, weiterhin Probleme in bezug auf Schmelzen und Trennung des Kontaktmetalls, die die Qualität des Kontaktes verringern.
  • Verfahren zum Kontaktieren von Siliziumkabid sind bekannt aus DE 100 51 049 A1 , US 5539217 A und JP H02-45976 A .
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Bei den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen, können die obigen Probleme dadurch überwunden werden, dass die Herstellung von gleichmäßigen ohmschen elektrischen Kontakten zwischen Siliziumkarbid und Material mit niedrigem Schmelzpunkt mittels konventioneller Halbleiterprozesse erfolgt.
  • Bei einer Gruppe von Ausführungsbeispielen kann eine Halbleitereinrichtung einen Siliziumkarbidbereich mit einer Kontaktfläche umfassen. In einem speziellen Ausführungsbeispiel kann der Siliziumkarbidbereich p-dotiertes Siliziumkarbid umfassen. Die Kontaktfläche kann einen über die Kontaktfläche im wesentlichen gleichbleibenden und kontinuierlichen Kontaktbereich umfassen. Der Kontaktbereich kann eine Legierung aus Aluminium und Siliziumkarbid umfassen. Ein Material mit niedrigem Schmelzpunkt kann sich in direktem und im wesentlichen kontinuierlichen Kontakt mit dem Kontaktbereich befinden. Das Material mit niedrigem Schmelzpunkt kann einen Schmelzpunkt besitzen, der kleiner oder gleich in etwa 700 Grad Celsius ist.
  • Die elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktmaterial und dem Siliziumkarbidbereich kann ohmsch sein.
  • Gemäß einer weiteren Gruppe von Ausführungsbeispielen kann ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zu einer Halbleitereinrichtung die Bildung eines nicht bedeckten Bereichs umfassen, der Siliziumkarbid umfasst. Das Verfahren kann auch die Bildung einer ersten Metall enthaltenden Schicht umfassen, die den nicht bedeckten Bereich berührt. Die erste Metall enthaltende Schicht kann eine Zusammensetzung besitzen, die keine ohmsche Verbindung mit dotierten Siliziumkarbid bildet, wenn sie für eine Dauer von weniger als zehn Stunden bei einer Temperatur erwärmt wird, die kleiner ist als der Schmelzpunkt von in der Metall enthaltenden Schicht enthaltenem Material ist. Das Verfahren kann weiterhin eine Wärmebehandlung (annealing) der Metall enthaltenden Schicht und des nicht bedeckten Bereichs umfassen, bis sich eine im wesentlichen kontinuierliche ohmsche Verbindung zwischen der ersten Metall enthaltenden Schicht und dem Siliziumkarbid bildet.
  • Gemäß einer weiteren Gruppe von Ausführungsbeispielen, kann ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zu einer Halbleitereinrichtung die Bildung eines nicht bedeckten Bereichs umfassen, der Siliziumkarbid umfasst. Das Verfahren kann auch die Bildung einer Metall enthaltenden Schicht umfassen, die den nicht bedeckten Bereich berührt. Das Verfahren kann weiterhin eine Wärmebehandlung (annealing) der Metall enthaltenden Schicht und des nicht bedeckten Bereichs für eine Zeitdauer von mehr als in etwa zehn Stunden auf eine Temperatur von mehr als in etwa 300 Grad Celsius umfassen.
  • Die obige allgemeine Beschreibung und die folgende detaillierte Beschreibung sind nur beispielhaft und erklärend.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Die vorliegende Erfindung ist in den beigefügten Figuren beispielhaft beschrieben.
  • 1 umfasst die Beschreibung eines Querschnitts eines Teils eines bekannten Kontaktes, bei dem die Wärmebehandlung auf eine hohe Temperatur zum Schmelzen der Kontaktschicht geführt hat, was Diskontinuitäten im Kontaktbereich bewirkt.
  • 2 umfasst eine Beschreibung einer Draufsicht auf einen Teil eines bekannten Kontaktes aus 1.
  • 3 umfasst eine Beschreibung eines Querschnitts eines Teils eines Kontaktes zwischen einer Kontaktschicht und einem wide-band-gap Halbleitermaterial.
  • 4 umfasst eine Beschreibung eines Querschnitts eines Teils des Materials aus 3 nach dem Ätzen der Kontaktschicht.
  • 5 umfasst eine Beschreibung eines Querschnitts eines Teils des Materials aus 4 nach der Bildung eines Kontaktbereichs zwischen der Kontaktschicht und einem wide-band-gap Halbleiter durch Wärmebehandlung (annealing).
  • 6 umfasst eine Beschreibung eines Querschnitts eines Teils des Materials aus 5 nach der Ausbildung einer Isolationsschicht über der Kontaktschicht und dem wide-band-gap Halbleitermaterial.
  • 7 umfasst eine Beschreibung eines Teils des Materials aus 6 nach dem Ätzen eines Teils der Isolationsschicht, um Teile der Kontaktschicht frei zu legen.
  • 8 umfasst eine Beschreibung eines Querschnitts eines Teils des Materials aus 7, bei dem ein Teil der Isolationsschicht entfernt worden ist, um den Kontaktbereich frei zu legen.
  • 9 umfasst eine Beschreibung eines Querschnitts eines Teils der Einrichtung aus 8 nach der Entfernung der Kontaktschicht.
  • 10 umfasst eine Beschreibung eines Querschnitts eines Teils der Einrichtung aus 9 nach der Bildung einer zweiten Kontaktschicht Fachleute erkennen, dass die Elemente in den Figuren unter Berücksichtigung von Einfachheit und Klarheit und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet sind. So sind z. B. die Größenordnungen einiger Elemente deutlich übertrieben gegenüber anderen Elementen dargestellt, um das Verständnis der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zu verbessern.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Es wird nun auf die Ausführungsbeispiele der Erfindung bezug genommen, von der Beispiele in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind. Wo immer möglich bezeichnen die selben Bezugszeichen in allen Zeichnungen die gleichen Teile (Elemente).
  • Im folgenden ist ein Verfahren zur Herstellung eines ohmschen elektrischen Kontaktes zwischen einer Kontaktschicht und einer Siliziumkarbidschicht allgemein beschrieben. Ein nicht-ohmscher Kontakt kann auf eine Temperatur von weniger als die Schmelztemperatur von Material in der Kontaktschicht erwärmt (annealed) werden. Die Wärmebehandlung (annealing) kann mehr als zwei Stunden andauern. Ein ohmscher Kontaktbereich kann im wesentlichen kontinuierlich und frei von Diskontinuitäten bedingt durch Schmelzen, Zusammenballen, Ablösungen oder anderen zerstörerischen Mechanismen sein.
  • 3 zeigt eine über wide-band-gap Halbleitermaterial 32 und einem darunter liegendem Substrat 30 ausgebildete Kontaktschicht 34. Die Kontaktschicht 34 kann Material mit einem niedrigen Schmelzpunkt wie Aluminium, Zink o. ä. umfassen, dessen Schmelzpunkt weniger als in etwa 700 Grad Celsius beträgt. Die Kontaktschicht 34 kann reines Material oder Material mit Verunreinigungen umfassen. Die Verunreinigungen mögen weniger als zehn Gewichtsprozent der Kontaktschicht 34 betragen. Die Kontaktschicht 34 kann durch Sputtering, durch chemische Gasablagerung oder ein anderes konventionelles Ablagerungsverfahren erzeugt werden und kann im allgemeinen bis zu einer Dicke von etwa 20% der Dicke des darunter liegenden wide-band-gap Halbleitermaterials abgelagert werden. Die Kontaktschicht 34 kann durch die Ablagerung und vor der Wärmebehandlung (annealing) eine rektifizierende oder in anderer Weise nicht-ohmsche Verbindung mit dem wide-band-gap Halbleiter 32 ausbilden.
  • Das wide-band-gap Halbleitermaterial 32 kann jeder Halbleiter mit einem band-gap von mehr als in etwa 2 eV (Elektronenvolt), wie Siliziumkarbid, sein. Das wide-band-gap Halbleitermaterial 32 kann einen p-Typ Dotierstoff, wie Bor, Aluminium oder einen anderen ähnlichen Dotierstoff, aufweisen. Die Dicke des wide-band-gap Halbleiters kann jede durch die Spezifikation des gewünschten Endproduktes vorgeschriebene Dicke sein, kann aber im allgemeinen in einem Bereich von in etwa 0,1 Mikrometer (µm) und 100 µm, oder üblicherweise in etwa 0,1 µm und 4 µm, liegen. Das Material 32 kann die Basis eines Transistors sein. Die Kontaktschicht 34 und der wide-band-gap Halbleiter 32 können über die gesamte Fläche, über die sich die Kontaktschicht 34 erstreckt, direkten und im wesentlichen kontinuierlichen Kontakt aufweisen.
  • Das darunter liegende Substrat 30 kann wide-band-gap Halbleitermaterial umfassen. Insbesondere kann das darunter liegende Substrat 30 Siliziumkarbid sowie einen leitenden Dotierstoff und an der der leitend dotierten Seite der Schicht 32 gegenüberliegenden Seite umfassen, so dass ein P-N o. ä. Übergang zwischen dem Substrat 30 und der Schicht 32 gebildet wird. Die Schicht 30 kann der Kollektor eines Transistors sein.
  • Die Kontaktschicht 34 kann als Maske beim Ätzen des wide-band-gap Halbleitermaterials 32 dienen. Wie in 4 gezeigt, kann die Kontaktschicht 34 derart unter Verwendung konventioneller Trocken oder Nassverfahren gestaltet und geätzt werden, dass das darunter liegende Material frei gelegt wird. Die Kontaktschicht 34 kann unter Verwendung üblicher Ätzmittel, wie Phosphorsäure oder ähnlicher reaktiver Chemikalien, geätzt werden. In das wide-band-gap Halbleitermaterial 32 können unter Verwendung üblicher Verfahren, wie etwa Reactive Ion Etching mit Kohlenstofftetrafluorid, mit Schwefelhexafluorid oder anderer reaktiver Chemikalien, Strukturen geätzt werden. Der verbleibende Teil der Kontaktschicht 34 bestimmt i. a. die Kontaktfläche des Materials 32 in diesem speziellen Ausführungsbeispiel.
  • Die Kontaktschicht 34 und das wide-band-gap Halbleitermaterial 32 können derart erwärmt (annealed) werden, dass sich ein Kontaktbereich 50 wie in 5 gezeigt ausbildet. Die Wärmebehandlung (annnealing) kann bei einer Temperatur erfolgen, die kleiner ist als der Schmelzpunkt der Kontaktschicht 24, z. B. kleiner als in etwa 700 Grad Celsius und i. a. in einem Bereich von 400 bis 600 Grad Celsius. Die Wärmebehandlung (annealing) kann dadurch erfolgen, dass die Kontaktschicht 34 und das wide-band-gap Halbleitermaterial 32 bei einer ausgewählten Temperatur für eine Zeitdauer erwärmt (annealed) werden, die ausreicht, einen Kontaktbereich 50 mit ohmschen Eigenschaften zu erzeugen. Diese Zeitdauer kann z. B. mehr als in etwa zehn und üblicherweise in etwa 25 bis 60 Stunden betragen. Die Wärmebehandlung (annealing) kann in einer im wesentlichen Edelgas, wie Argon, umfassenden Atmosphäre oder im Vakuum erfolgen.
  • Der Kontaktbereich 50 kann eine Legierung der Kontaktschicht 34 und des wide-band-gap Halbleitermaterials 32 aufweisen und kann eine im wesentlichen ohmsche Verbindung zwischen dem Material 32 und der Kontaktschicht 32 bilden, wie es in 5 gezeigt ist. Dies hält einen Vergleich mit 1 aus, in der die Kontaktschicht 12 Zusammenballungen, Schmelzen und Ablösungen erfahren hat, wie sie bei Warmebehandlung oberhalb des Schmelzpunktes der Kontaktschicht 12 passieren können. Anders als in 1 kann der Kontaktbereich 50 der in 5 dargestellten Ausführung im wesentlichen kontinuierlich und frei von signifikanten Diskontinuitäten 40 sein, die durch Ablösen, Zusammenballen, Schmelzen oder andere Effekte bedingt sind, die die Kontaktschicht 34 bei der Wärmebehandlung (annealing) beeinträchtigen. Zudem kann es sein, dass der Kontaktbereich 32 sich nicht vollständig durch den wide-band-gap Halbleiter 10 zur darunter liegenden Schicht 42 erstreckt, was zu einem elektrischen Kurzschluss führt.
  • Über den frei liegenden Kontaktbereich 50, den wide-band-gap Halbleiter 32 und die Kontaktschicht 34, kann, wie in 6 gezeigt, isolierendes Material 60 aufgebracht werden. Das isolierende Material 60 kann einen Isolator wie Silizlumdioxid, Siliziumnitrid oder ähnliches isolierendes Material umfassen. Das isolierende Material 60 kann mit einer Dicke aufgebracht werden, die größer ist als die Dicke der Kontaktschicht 34, und kann i. a. in etwa 0,5 bis 20 µm dick sein. Teile des isolierenden Materials 60 können entfernt werden, um, wie in 7 gezeigt, darunter liegende Teile der Kontaktschicht 34 frei zu legen. Das isolierende Material kam mittels üblicher Ätzverfahren unter Verwendung von Flusssäure oder einem ähnlichen Ätzmittel entfernt werden. Um eine plane Struktur zu erhallten, kann, wie in 8 gezeigt, mechanisches Entfernen wie etwa Polieren vorgesehen sein.
  • Wie in 9 gezeigt, kann die Kontaktschicht 34 im wesentlichen vollständig durch Ätzen mit Phosphorsäure oder einem ähnlichen Ätzmittel entfernt werden, um den Kontaktbereich 50 frei zu legen. Wie in 10 gezeigt, kann eine zweite Kontaktschicht 100 zumindest teilweise in die Aussparungen 90 und in Kontakt mit dem Kontaktbereich 50 angeordnet werden. Die zweite Kontaktschicht 100 kann das gleiche Material wie die erste Kontaktschicht umfassen und kann eine im wesentlichen ohmsche Verbindung mit dem Siliziumkarbidbereich 32 bilden. Die zweite Kontaktschicht kann durch Sputtering oder andere übliche Ablagerungsmethoden erzeugt werden und kann eine Dicke in einem Bereich zwischen in etwa 0,5 bis 20 µm haben.
  • Eine im wesentlichen vollständige elektrische Einrichtung, wie eine Diode oder ein Transistor, kann durch Verbinden von Drähten, Zuleitungen oder ähnliche Einrichtungen (nicht gezeigt) mit Teilen der Kontaktschicht 34 hergestellt werden. Z. B. kann ein Emitterbereich (nicht gezeigt) über oder von einem Teil des Materials 32 angeordnet werden. Drähte, Zuleitungen oder ähnliche Einrichtungen können mit Teilen der nicht bedeckten Kontaktschicht 34 verschweißt, verlötet oder in sonstiger Weise elektrisch verbunden werden.
  • Deshalb können hergestellte Einrichtungen einen geringeren Kontaktwiderstand offenbaren. Ein geringerer Kontaktwiderstand kann zu einem schnelleren, effektiveren und zuverlässigeren Betrieb der Einrichtungen führen. Auch können die Herstellungskosten dieser Einrichtungen aufgrund größerer Reproduzierbarkeit und Ausbeute, die mittels des gleichmäßigen Kontaktbereichs erzielt werden können, gesenkt werden. Entsprechend hergestellte Einrichtungen erfordern keine Sperrschichten (barrier layer) oder dicke Halbleiterschichten, um Spiking zu verhindern.

Claims (23)

  1. Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zu einer Halbleitereinrichtung, – wobei eine erste Metall enthaltende Schicht (34) gebildet wird, wobei die Metall enthaltende Schicht im wesentlichen ein Metall umfasst, das einen Schmelzpunkt von etwa weniger als 700 Grad Celsius hat, und einen nicht bedeckten Bereich (32) berührt, der Siliziumcarbid umfasst, – und wobei die erste Metall enthaltende Schicht (34) eine Zusammensetzung besitzt, die keine ohmsche Verbindung mit dotiertem Siliziumkarbid bildet, wenn sie für eine Dauer von weniger als zehn Stunden bei einer Temperatur erwärmt wird, die kleiner ist als der Schmelzpunkt von dem in der ersten Metall enthaltenden Schicht (34) enthaltenden Metall, und wobei die erste Metall enthaltende Schicht (34) und der nicht bedeckte Bereich (32) bei einer Temperatur weniger als der Schmelzpunkt des in der ersten Metall enthaltenden Schicht enthaltendem Metalls, und für mehr als zehn Stunden erwärmt werden, sodass sich ein im wesentlichen kontinuierlicher ohmscher Kontaktbereich (50) zwischen der ersten Metall enthaltenden Schicht (34) und dem Siliziumkarbid bildet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Metall in der ersten Metall enthaltenden Schicht Aluminium ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Wärmebehandlung für mehr als zwanzig Stunden in einem Temperaturbereich von im wesentlichen 400 bis 660 Grad Celsius erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Zusammensetzung im wesentlichen reines Aluminium ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Metall Aluminium ist, und wobei die Zusammensetzung Aluminium und einen ersten Dotierstoff umfasst und wobei der Anteil von Aluminium in der Zusammensetzung mindestens in etwa 90 Gewichtsprozent beträgt.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, wobei die Wärmebehandlung für mehr als etwa 25 Stunden erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Wärmebehandlung bei einer Temperatur von nicht mehr als in etwa 660 Grad Celsius erfolgt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei durch die Wärmebehandlung eine Aluminium-Siliziumkarbid Legierung gebildet wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der nicht bedeckte Bereich (32) p-dotiert ist.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Wärmebehandlung in einem Vakuum erfolgt.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Wärmebehandlung in einem Edelgas erfolgt.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei ein Teil der ersten Metall enthaltenden Schicht (34) entfernt wird und wobei eine zweite Metall enthaltende Schicht (100) über dem Kontaktbereich (50) gebildet wird.
  13. Halbleitereinrichtung mit einem kontinuierlichen ohmschen Kontaktbereich, die mit dem Verfahren aus einem der Ansprüche 2 bis 12 hergestellt wurde.
  14. Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zu einer Halbleitereinrichtung, wobei eine Aluminium enthaltende Schicht (34) gebildet wird, die einen nicht bedeckten Bereich (32) berührt, der Siliziumkarbid umfasst, und wobei die Aluminium enthaltende Schicht (34) und ein Substrat für mehr als in etwa zehn Stunden bei einer Temperatur von mehr als in etwa 300 Grad Celsius erwärmt werden.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Aluminium enthaltende Schicht (34) im wesentlichem reines Aluminium ist.
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei der Anteil von Aluminium in der Aluminium enthaltenden Schicht (34) mindestens in etwa 90 Gewichtsprozent beträgt.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die Wärmebehandlung für mehr als etwa 25 Stunden erfolgt.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei die Wärmebehandlung bei einer Temperatur von nicht mehr als in etwa 660 Grad Celsius erfolgt.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei durch die Wärmebehandlung eine Aluminium-Siliziumkarbid Legierung gebildet wird.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei der nicht bedeckte Bereich (32) p-dotiert ist.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 20, wobei die Wärmebehandlung in einem Vakuum erfolgt.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 20, wobei die Wärmebehandlung in einem Edelgas erfolgt.
  23. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 22, wobei durch die Wärmebehandlung eine ohmsche Verbindung zwischen der Metall enthaltenden Schicht (34) und dem nicht bedeckten Bereich (32) gebildet wird.
DE10259292.6A 2001-12-20 2002-12-18 Verfahren zum Herstellen eines gleichmäßigen Kontaktes und damit hergestellter gleichmäßiger Kontakt Expired - Fee Related DE10259292B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/029101 2001-12-20
US10/029,101 US6955978B1 (en) 2001-12-20 2001-12-20 Uniform contact

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10259292A1 DE10259292A1 (de) 2003-07-10
DE10259292B4 true DE10259292B4 (de) 2014-01-23

Family

ID=21847214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10259292.6A Expired - Fee Related DE10259292B4 (de) 2001-12-20 2002-12-18 Verfahren zum Herstellen eines gleichmäßigen Kontaktes und damit hergestellter gleichmäßiger Kontakt

Country Status (3)

Country Link
US (2) US6955978B1 (de)
JP (1) JP4824896B2 (de)
DE (1) DE10259292B4 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050215041A1 (en) * 2004-03-23 2005-09-29 Seng William F Low temperature, long term annealing of nickel contacts to lower interfacial resistance
US7199442B2 (en) * 2004-07-15 2007-04-03 Fairchild Semiconductor Corporation Schottky diode structure to reduce capacitance and switching losses and method of making same
US9711633B2 (en) 2008-05-09 2017-07-18 Cree, Inc. Methods of forming group III-nitride semiconductor devices including implanting ions directly into source and drain regions and annealing to activate the implanted ions
US9099578B2 (en) * 2012-06-04 2015-08-04 Nusola, Inc. Structure for creating ohmic contact in semiconductor devices and methods for manufacture
JP2022125387A (ja) * 2021-02-17 2022-08-29 富士電機株式会社 炭化珪素半導体装置および炭化珪素半導体装置の製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5539217A (en) * 1993-08-09 1996-07-23 Cree Research, Inc. Silicon carbide thyristor
DE10051049A1 (de) * 2000-10-14 2002-04-18 Daimler Chrysler Ag Aluminium-Nickel-Kontaktmetallisierung für p-dotiertes SiC

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3900598A (en) * 1972-03-13 1975-08-19 Motorola Inc Ohmic contacts and method of producing same
US3982262A (en) * 1974-04-17 1976-09-21 Karatsjuba Anatoly Prokofievic Semiconductor indicating instrument
US3965279A (en) * 1974-09-03 1976-06-22 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Ohmic contacts for group III-V n-type semiconductors
US4301592A (en) * 1978-05-26 1981-11-24 Hung Chang Lin Method of fabricating semiconductor junction device employing separate metallization
JPS59214224A (ja) * 1983-05-20 1984-12-04 Sanyo Electric Co Ltd SiCの電極形成方法
US4602421A (en) * 1985-04-24 1986-07-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Low noise polycrystalline semiconductor resistors by hydrogen passivation
JPS6420616A (en) * 1987-07-15 1989-01-24 Sanyo Electric Co Formation of p-type sic electrode
JP2708798B2 (ja) * 1988-08-05 1998-02-04 三洋電機株式会社 炭化ケイ素の電極形成方法
US5070027A (en) * 1989-02-23 1991-12-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of forming a heterostructure diode
JPH0383332A (ja) * 1989-08-28 1991-04-09 Sharp Corp 炭化珪素半導体装置の製造方法
JP2908001B2 (ja) * 1990-11-21 1999-06-21 日本電気株式会社 半導体装置
DE4113969A1 (de) * 1991-04-29 1992-11-05 Telefunken Electronic Gmbh Verfahren zur herstellung von ohmschen kontakten fuer verbindungshalbleiter
US5264713A (en) * 1991-06-14 1993-11-23 Cree Research, Inc. Junction field-effect transistor formed in silicon carbide
JP3036138B2 (ja) * 1991-07-31 2000-04-24 信越半導体株式会社 化合物半導体電子装置の製造方法
JPH0567808A (ja) * 1991-09-06 1993-03-19 Sanyo Electric Co Ltd SiC発光ダイオードの電極形成方法
US5485019A (en) 1992-02-05 1996-01-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for forming the same
JPH065722A (ja) * 1992-06-16 1994-01-14 Nec Corp 半導体集積回路装置の製造方法
US5323022A (en) * 1992-09-10 1994-06-21 North Carolina State University Platinum ohmic contact to p-type silicon carbide
US5416342A (en) * 1993-06-23 1995-05-16 Cree Research, Inc. Blue light-emitting diode with high external quantum efficiency
JP3304541B2 (ja) * 1993-09-08 2002-07-22 住友電気工業株式会社 オーミック電極の形成方法
JP3085078B2 (ja) * 1994-03-04 2000-09-04 富士電機株式会社 炭化けい素電子デバイスの製造方法
US5449925A (en) * 1994-05-04 1995-09-12 North Carolina State University Voltage breakdown resistant monocrystalline silicon carbide semiconductor devices
US5442200A (en) * 1994-06-03 1995-08-15 Advanced Technology Materials, Inc. Low resistance, stable ohmic contacts to silcon carbide, and method of making the same
US5661312A (en) * 1995-03-30 1997-08-26 Motorola Silicon carbide MOSFET
JPH11274469A (ja) * 1998-03-25 1999-10-08 Mitsubishi Chemical Corp Iii−v族化合物半導体素子
JP3439123B2 (ja) * 1998-06-18 2003-08-25 古河電気工業株式会社 オーミック電極
DE59914269D1 (de) * 1998-09-02 2007-05-03 Siced Elect Dev Gmbh & Co Kg Halbleitervorrichtung mit ohmscher kontaktierung und verfahren zur ohmschen kontaktierung einer halbleitervorrichtung
US6803243B2 (en) * 2001-03-15 2004-10-12 Cree, Inc. Low temperature formation of backside ohmic contacts for vertical devices
JP4160752B2 (ja) * 1999-09-22 2008-10-08 サイスド エレクトロニクス デヴェロプメント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニ コマンディートゲゼルシャフト 炭化珪素からなる半導体装置とその製造方法
CN1194416C (zh) * 1999-12-21 2005-03-23 住友电气工业株式会社 横向结型场效应晶体管
JP2002122560A (ja) * 2000-08-10 2002-04-26 Ngk Spark Plug Co Ltd ガスセンサ
JP3534056B2 (ja) * 2000-08-31 2004-06-07 日産自動車株式会社 炭化珪素半導体装置の製造方法
US6599644B1 (en) * 2000-10-06 2003-07-29 Foundation For Research & Technology-Hellas Method of making an ohmic contact to p-type silicon carbide, comprising titanium carbide and nickel silicide
US6909119B2 (en) * 2001-03-15 2005-06-21 Cree, Inc. Low temperature formation of backside ohmic contacts for vertical devices
US6767783B2 (en) * 2001-07-12 2004-07-27 Mississippi State University-Research And Technology Corporation (Rtc) Self-aligned transistor and diode topologies in silicon carbide through the use of selective epitaxy or selective implantation
US7132701B1 (en) * 2001-07-27 2006-11-07 Fairchild Semiconductor Corporation Contact method for thin silicon carbide epitaxial layer and semiconductor devices formed by those methods

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5539217A (en) * 1993-08-09 1996-07-23 Cree Research, Inc. Silicon carbide thyristor
DE10051049A1 (de) * 2000-10-14 2002-04-18 Daimler Chrysler Ag Aluminium-Nickel-Kontaktmetallisierung für p-dotiertes SiC

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Shor,J.S., Weber,R.A., Provost,L.G., Goldstein,D., Kurtz,A.D.: High Temperature Ohmic Contact Metallizations for n-Type 3C-SiC. In: J. Electrochem. Soc. Vol.141, No.2, S.579-581, ISSN 0013-4651 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20050269574A1 (en) 2005-12-08
JP2003209067A (ja) 2003-07-25
US6955978B1 (en) 2005-10-18
DE10259292A1 (de) 2003-07-10
US7411219B2 (en) 2008-08-12
JP4824896B2 (ja) 2011-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0000743B1 (de) Verfahren zum Herstellen von Tantal-Kontakten auf einem aus N-leitendem Silicium bestehenden Halbleitersubstrat
DE2921971C2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Schottky-Diode
EP1911104B1 (de) Verfahren zur herstellung von halbleiterbauelementen und dünnfilm-halbleiterbauelement
DE112012002603B4 (de) Halbleitervorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung
DE1903961B2 (de) Integrierte Halbleiterschaltung und Verfahren zu ihrer Herstellung
EP2151869A2 (de) Halbleiter-Bauelement
DE112013001821T5 (de) Siliciumcarbid-Halbleiterbauelement
DE2215357A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines intermetallischen Kontakts an einem Halbleiterbauteil
DE3122437A1 (de) Verfahren zum herstellen eines mos-bauelements
DE2019655C2 (de) Verfahren zur Eindiffundierung eines den Leitungstyp verändernden Aktivators in einen Oberflächenbereich eines Halbleiterkörpers
DE2920444A1 (de) Halbleiterbauelement und verfahren zu seiner herstellung
DE102013110541A1 (de) Integrierte schaltung, chipgehäuse und verfahren zur herstellung einer integrierten schaltung
WO2017016945A1 (de) Halbleiterbauelement und dessen herstellungsverfahren
DE4244115C2 (de) Halbleitervorrichtung und Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung
DE10259292B4 (de) Verfahren zum Herstellen eines gleichmäßigen Kontaktes und damit hergestellter gleichmäßiger Kontakt
DE69132842T2 (de) Nassätzverfahren mit hoher Selektivität zwischen Cu und Cu3Ge
DE69422559T2 (de) Ohmische Elektrode und Verfahren für ihre Herstellung
DE102017201550A1 (de) Siliciumcarbid-halbleitervorrichtung und verfahren zum herstellen einer siliciumcarbid-halbleitervorrichtung
WO2019158416A1 (de) Verfahren zur herstellung eines halbleiterbauelements und halbleiterbauelement
DE1816748A1 (de) Halbleitervorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE4329260B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Verdrahtung in einem Halbleiterbauelement
DE2608813A1 (de) Niedrigsperrende zenerdiode
DE2134291A1 (de) Halbleitervorrichtung
DE102011076272A1 (de) Halbleiterbauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102009010891A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Kontakts mit einem Halbleitermaterial aus Siliziumkarbid und Halbleiterbauelement mit einem solchen Kontakt

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
R016 Response to examination communication
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01L0029450000

Ipc: H01L0021336000

R018 Grant decision by examination section/examining division
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01L0029450000

Ipc: H01L0021336000

Effective date: 20130924

R020 Patent grant now final
R020 Patent grant now final

Effective date: 20141024

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee