JP2000106350A - オーミック電極の製造方法及び半導体素子の製造方法 - Google Patents
オーミック電極の製造方法及び半導体素子の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、良好なオーミック電極の製造方法
及び良好なオーミック電極をもつ半導体素子の製造方法
を提供することが課題である。 【解決手段】 半導体１上に電極用膜２を形成した後、
熱処理するオーミック電極の製造方法であって、前記半
導体１の前記電極用膜２側の界面領域３に該半導体１の
うちの所定の構成元素を供給した後、前記熱処理をす
る。
及び良好なオーミック電極をもつ半導体素子の製造方法
を提供することが課題である。 【解決手段】 半導体１上に電極用膜２を形成した後、
熱処理するオーミック電極の製造方法であって、前記半
導体１の前記電極用膜２側の界面領域３に該半導体１の
うちの所定の構成元素を供給した後、前記熱処理をす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、オーミック電極の
製造方法及び半導体素子の製造方法に関する。
製造方法及び半導体素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】炭化ケイ素（ＳｉＣ）は、４Ｈ−Ｓｉ
Ｃ、６Ｈ−ＳｉＣ、３Ｃ−ＳｉＣなど種々の結晶多形が
存在する。これらの物性値には幅があるものの、ＳｉＣ
はシリコン（Ｓｉ）に比べて、バンドギャップの大きさ
が２〜３倍、絶縁破壊電界が約１０倍、熱伝導率が約３
倍、電子の飽和ドリフト速度が２〜３倍であり、極めて
優れた物性値を有する。
Ｃ、６Ｈ−ＳｉＣ、３Ｃ−ＳｉＣなど種々の結晶多形が
存在する。これらの物性値には幅があるものの、ＳｉＣ
はシリコン（Ｓｉ）に比べて、バンドギャップの大きさ
が２〜３倍、絶縁破壊電界が約１０倍、熱伝導率が約３
倍、電子の飽和ドリフト速度が２〜３倍であり、極めて
優れた物性値を有する。
【０００３】このため、ＳｉＣからなる半導体素子は、
耐環境性素子、パワー素子として活発に研究開発されて
いる。斯るＳｉＣからなる半導体素子の代表例として
は、ＭＯＳＦＥＴやショットキーダイオード等がある。
耐環境性素子、パワー素子として活発に研究開発されて
いる。斯るＳｉＣからなる半導体素子の代表例として
は、ＭＯＳＦＥＴやショットキーダイオード等がある。
【０００４】これら半導体素子を製造する場合、良好な
オーミック電極を形成することが重要である。
オーミック電極を形成することが重要である。
【０００５】従来、ｎ型ＳｉＣのオーミック電極には、
例えば、Ｎｉ（ニッケル）からなるオーミック電極が用
いられてきた。
例えば、Ｎｉ（ニッケル）からなるオーミック電極が用
いられてきた。
【０００６】この場合、ＳｉＣ上にＮｉ膜を形成した
後、１０００℃程度の高温熱処理をすることによって合
金化してＮｉシリサイド（ＳｉＮｉx）を形成すること
によってＮｉからなるオーミック電極が形成される。
後、１０００℃程度の高温熱処理をすることによって合
金化してＮｉシリサイド（ＳｉＮｉx）を形成すること
によってＮｉからなるオーミック電極が形成される。
【０００７】しかしながら、この形成方法では、高温熱
処理が必要な上に、上記シリサイド化の反応によって生
じる余分な炭素（Ｃ）が界面付近に残留し、オーミック
抵抗を劣化させる。
処理が必要な上に、上記シリサイド化の反応によって生
じる余分な炭素（Ｃ）が界面付近に残留し、オーミック
抵抗を劣化させる。
【０００８】この問題を解決するものとして、Ｎｉシリ
サイド膜をスパッタリング法などによって形成してオー
ミック電極を形成する方法が検討されている。
サイド膜をスパッタリング法などによって形成してオー
ミック電極を形成する方法が検討されている。
【０００９】この場合、余分な炭素による抵抗劣化を防
止できる可能性があるが、所定の組成比のＮｉシリサイ
ド膜を形成するため、ターゲットなどのソース源や成膜
の条件を高精度に調整する必要がある。
止できる可能性があるが、所定の組成比のＮｉシリサイ
ド膜を形成するため、ターゲットなどのソース源や成膜
の条件を高精度に調整する必要がある。
【００１０】また、別の方法としては、Ｎｉ膜とＳｉＣ
の間に、Ｓｉ膜を介在させた後に、熱処理をする方法が
提案されている。
の間に、Ｓｉ膜を介在させた後に、熱処理をする方法が
提案されている。
【００１１】しかしながら、この方法では、ＳｉＣとＳ
ｉ膜との間でもオーミック特性をとる必要があると考え
られ、形成条件が厳しくなる恐れがある。
ｉ膜との間でもオーミック特性をとる必要があると考え
られ、形成条件が厳しくなる恐れがある。
【００１２】また、上述の場合、オーミック接触をとる
ＳｉＣの表面が結晶であるので、合金化させる際に反応
に必要な熱処理温度がより高くなるといった恐れがあ
る。
ＳｉＣの表面が結晶であるので、合金化させる際に反応
に必要な熱処理温度がより高くなるといった恐れがあ
る。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の問題点
を鑑み成されたものであり、良好なオーミック電極の製
造方法及び良好なオーミック電極をもつ半導体素子の製
造方法を提供することが目的である。
を鑑み成されたものであり、良好なオーミック電極の製
造方法及び良好なオーミック電極をもつ半導体素子の製
造方法を提供することが目的である。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体上に電
極用膜を形成した後、熱処理するオーミック電極の製造
方法であって、前記半導体の前記電極用膜側の界面領域
に該半導体のうちの所定の構成元素を供給した後、前記
熱処理をすることを特徴とする。
極用膜を形成した後、熱処理するオーミック電極の製造
方法であって、前記半導体の前記電極用膜側の界面領域
に該半導体のうちの所定の構成元素を供給した後、前記
熱処理をすることを特徴とする。
【００１５】前記半導体は、構成元素を供給する前に
は、結晶の状態であってよい。
は、結晶の状態であってよい。
【００１６】本発明では、オーミック特性を得るために
行う熱処理によって起こり得る不所望な構成元素の余剰
が、この元素と組をなす所定の構成元素を供給（例えば
過剰供給）するといった簡単な方法により抑制される。
この結果、オーミック抵抗の悪化を抑制できる。尚、所
定の構成元素は、半導体を構成する元素と同じ種類の元
素であることを意味する。
行う熱処理によって起こり得る不所望な構成元素の余剰
が、この元素と組をなす所定の構成元素を供給（例えば
過剰供給）するといった簡単な方法により抑制される。
この結果、オーミック抵抗の悪化を抑制できる。尚、所
定の構成元素は、半導体を構成する元素と同じ種類の元
素であることを意味する。
【００１７】更に、本発明では、前記半導体の前記電極
用膜側の界面領域に所定の構成元素が供給されることに
よって、この界面領域の結晶性を劣化させれる。従っ
て、オーミック特性を得るために熱処理し、合金化させ
る際により反応が良好に行える。この結果、従来より低
い温度の熱処理でも良好なオーミック特性を得やすい。
用膜側の界面領域に所定の構成元素が供給されることに
よって、この界面領域の結晶性を劣化させれる。従っ
て、オーミック特性を得るために熱処理し、合金化させ
る際により反応が良好に行える。この結果、従来より低
い温度の熱処理でも良好なオーミック特性を得やすい。
【００１８】特に、前記所定の構成元素の供給は、イオ
ン注入法によって行われることを特徴とする。
ン注入法によって行われることを特徴とする。
【００１９】この場合、前記半導体の前記電極用膜側の
界面領域に所定の構成元素を供給しつつ、結晶性の劣化
も容易に行える。
界面領域に所定の構成元素を供給しつつ、結晶性の劣化
も容易に行える。
【００２０】特に、前記構成元素の供給は、前記電極用
膜を形成した後に行われることを特徴とする。
膜を形成した後に行われることを特徴とする。
【００２１】この場合、界面及びその近接領域に構成元
素の供給が容易に行える。特に、イオン注入法による場
合、前記電極用膜を形成する前に、イオン注入により構
成元素の供給を行うと、界面付近の浅い位置に構成元素
を供給するのが困難であるが、前記電極用膜を形成した
後に電極用膜を介してイオン注入する場合、界面及びそ
の近接領域に構成元素を供給することが容易である。
素の供給が容易に行える。特に、イオン注入法による場
合、前記電極用膜を形成する前に、イオン注入により構
成元素の供給を行うと、界面付近の浅い位置に構成元素
を供給するのが困難であるが、前記電極用膜を形成した
後に電極用膜を介してイオン注入する場合、界面及びそ
の近接領域に構成元素を供給することが容易である。
【００２２】また、この場合、電極用膜に構成元素が供
給されてもよい。
給されてもよい。
【００２３】更に、前記半導体の界面領域が前記構成元
素の供給により該構成元素が過剰な非結晶化の状態にな
った後、前記熱処理が行われることを特徴とする。
素の供給により該構成元素が過剰な非結晶化の状態にな
った後、前記熱処理が行われることを特徴とする。
【００２４】また、前記半導体はＳｉＣであり、前記構
成元素はＳｉであることを特徴とする。
成元素はＳｉであることを特徴とする。
【００２５】半導体がＳｉＣの場合、不所望な炭素が析
出し、高抵抗化を引き起こすが、供給する所定の構成元
素にＳｉを用いることにより、炭素の析出を抑制でき、
抵抗値の悪化を抑制できる。
出し、高抵抗化を引き起こすが、供給する所定の構成元
素にＳｉを用いることにより、炭素の析出を抑制でき、
抵抗値の悪化を抑制できる。
【００２６】また、本発明は、半導体上に電極用膜を形
成した後、熱処理する電極の製造方法であって、前記半
導体の前記電極用膜側の界面領域が非結晶化の状態にな
った後、前記熱処理をすることを特徴とする。
成した後、熱処理する電極の製造方法であって、前記半
導体の前記電極用膜側の界面領域が非結晶化の状態にな
った後、前記熱処理をすることを特徴とする。
【００２７】この場合、オーミック特性を得るために熱
処理し、合金化させる際に、より反応が良好に行えるの
で、良好なオーミック特性を得やすい。
処理し、合金化させる際に、より反応が良好に行えるの
で、良好なオーミック特性を得やすい。
【００２８】更に、前記非結晶化の状態は、非晶質の状
態であることを特徴とする。
態であることを特徴とする。
【００２９】また、本発明は、前記オーミック電極の製
造方法を用いたことを特徴とする半導体素子の製造方
法。
造方法を用いたことを特徴とする半導体素子の製造方
法。
【００３０】本発明の半導体素子としては、種々の素子
に適用可能であり、例えばショットキーダイオードやＭ
ＯＳＦＥＴなどがあげられる。
に適用可能であり、例えばショットキーダイオードやＭ
ＯＳＦＥＴなどがあげられる。
【００３１】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態に係るオーミ
ック電極の製造方法を図を用いて詳細に説明する。
ック電極の製造方法を図を用いて詳細に説明する。
【００３２】図１（ａ）のように、まず最初に、ｎ型４
Ｈ−ＳｉＣ基板（ドーパント：窒素）１を準備し、その
表面を清浄化処理した後、真空蒸着法（ここでは電子ビ
ーム蒸着法）により、成膜時の真空度を１×１０-7Ｔｏ
ｒｒ以下の条件下で前記基板１の表面上に４００ｎｍ厚
のＮｉ膜２を形成する。本実施形態での清浄化処理は、
基板１の上記表面をアセトン及びエタノールをこの順序
で用いて脱脂処理した後、硫酸と過酸化水素水の混合液
（体積比１：１）で処理し、次いでＨＦ溶液で処理して
該表面の自然酸化膜を除去する。
Ｈ−ＳｉＣ基板（ドーパント：窒素）１を準備し、その
表面を清浄化処理した後、真空蒸着法（ここでは電子ビ
ーム蒸着法）により、成膜時の真空度を１×１０-7Ｔｏ
ｒｒ以下の条件下で前記基板１の表面上に４００ｎｍ厚
のＮｉ膜２を形成する。本実施形態での清浄化処理は、
基板１の上記表面をアセトン及びエタノールをこの順序
で用いて脱脂処理した後、硫酸と過酸化水素水の混合液
（体積比１：１）で処理し、次いでＨＦ溶液で処理して
該表面の自然酸化膜を除去する。
【００３３】続いて、図１（ｂ）に示すように、Ｎｉ膜
２とＳｉＣ基板１の界面近傍の界面領域３にＳｉをイオ
ン注入法により注入し、基板１のうちの前記領域３をＳ
ｉが過剰な非晶質領域とする。このイオン注入条件は、
加速電圧３０ｋｅＶ、ドーズ量１×１０12ｃｍ-2であ
る。
２とＳｉＣ基板１の界面近傍の界面領域３にＳｉをイオ
ン注入法により注入し、基板１のうちの前記領域３をＳ
ｉが過剰な非晶質領域とする。このイオン注入条件は、
加速電圧３０ｋｅＶ、ドーズ量１×１０12ｃｍ-2であ
る。
【００３４】その後、図１（ｃ）に示すように、Ａｒガ
ス（不活性ガス）雰囲気中、８００℃で１０分間の熱処
理を行って、ＮｉとＳｉを合金化させたＮｉシリサイド
を形成し、オーミック電極４を形成する。
ス（不活性ガス）雰囲気中、８００℃で１０分間の熱処
理を行って、ＮｉとＳｉを合金化させたＮｉシリサイド
を形成し、オーミック電極４を形成する。
【００３５】本実施形態のオーミック電極４は、整流性
のない電流電圧特性を示し、従来に比べて小さいオーミ
ック抵抗である。
のない電流電圧特性を示し、従来に比べて小さいオーミ
ック抵抗である。
【００３６】この理由としては、前記界面領域３にＳｉ
を過剰に供給しているので、従来、高抵抗化の原因とな
っていた、炭素の析出が抑制されるためと考えられる。
を過剰に供給しているので、従来、高抵抗化の原因とな
っていた、炭素の析出が抑制されるためと考えられる。
【００３７】また、本実施形態では、基板１のうちの前
記界面領域３を非晶質化しているので、熱処理の際の合
金化反応が良好に行われる。従って、上記熱処理の温度
を従来より低くしつつ、オーミック特性が得られる。
記界面領域３を非晶質化しているので、熱処理の際の合
金化反応が良好に行われる。従って、上記熱処理の温度
を従来より低くしつつ、オーミック特性が得られる。
【００３８】本実施形態では、４Ｈ−ＳｉＣについて説
明したが、３Ｃ−ＳｉＣ、６Ｈ−ＳｉＣなど他の結晶多
形のＳｉＣについても適用でき、他の半導体材料にも適
宜適用可能である。
明したが、３Ｃ−ＳｉＣ、６Ｈ−ＳｉＣなど他の結晶多
形のＳｉＣについても適用でき、他の半導体材料にも適
宜適用可能である。
【００３９】また、上述では、オーミック電極用材料と
してＮｉを用いたが、従来利用されてきた材料など適宜
利用可能である。
してＮｉを用いたが、従来利用されてきた材料など適宜
利用可能である。
【００４０】本発明の一実施形態に係るショットキーダ
イオードの製造方法を図を用いて説明する。
イオードの製造方法を図を用いて説明する。
【００４１】まず、図２（ａ）に示すように、表面清浄
化したｎ型６Ｈ−ＳｉＣ基板１１を準備し、この基板１
１上面上に５μｍ厚のｎ型６Ｈ−ＳｉＣエピタキシャル
層１２をＣＶＤ法（化学蒸着法）によりエピタキャル成
長する。
化したｎ型６Ｈ−ＳｉＣ基板１１を準備し、この基板１
１上面上に５μｍ厚のｎ型６Ｈ−ＳｉＣエピタキシャル
層１２をＣＶＤ法（化学蒸着法）によりエピタキャル成
長する。
【００４２】次に、図２（ｂ）に示すように、ｎ型６Ｈ
−ＳｉＣエピタキシャル層１２上の一部に４００ｎｍ厚
のＮｉ膜１３を真空蒸着法により形成した後、Ｎｉ膜１
３とエピタキシャル層１２の界面近傍の界面領域１４に
Ｓｉをイオン注入法により注入し、層１２の領域１４を
Ｓｉが過剰な非晶質領域とする。続いて、Ａｒガス（不
活性ガス）雰囲気中、８００℃で１０分間の熱処理を行
って、ＮｉとＳｉを合金化させたＮｉシリサイドを形成
し、オーミック電極１５を形成する。
−ＳｉＣエピタキシャル層１２上の一部に４００ｎｍ厚
のＮｉ膜１３を真空蒸着法により形成した後、Ｎｉ膜１
３とエピタキシャル層１２の界面近傍の界面領域１４に
Ｓｉをイオン注入法により注入し、層１２の領域１４を
Ｓｉが過剰な非晶質領域とする。続いて、Ａｒガス（不
活性ガス）雰囲気中、８００℃で１０分間の熱処理を行
って、ＮｉとＳｉを合金化させたＮｉシリサイドを形成
し、オーミック電極１５を形成する。
【００４３】その後、図２（ｃ）に示すように、上記基
板１１下面上にＡｕ膜を室温下で真空蒸着法により成膜
し、ショットキー電極１６を形成する。
板１１下面上にＡｕ膜を室温下で真空蒸着法により成膜
し、ショットキー電極１６を形成する。
【００４４】斯る半導体素子は良好なオーミック電極を
有する。
有する。
【００４５】また、本発明のオーミック電極の形成方法
はショットキーダイオード以外のＭＯＳＦＥＴ等の半導
体素子にも適用できる。
はショットキーダイオード以外のＭＯＳＦＥＴ等の半導
体素子にも適用できる。
【００４６】
【発明の効果】本発明は、良好なオーミック電極の製造
方法及び良好なオーミック電極をもつ半導体素子の製造
方法を提供することができる。
方法及び良好なオーミック電極をもつ半導体素子の製造
方法を提供することができる。
【図１】本発明の一実施形態に係るオーミック電極の製
造工程図である。
造工程図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る半導体素子の製造工
程図である。
程図である。
１ ｎ型ＳｉＣ基板 ２ Ｎｉ膜（オーミック電極用材料から
なる膜） ３ 界面領域 ４ オーミック電極 １２ ｎ型ＳｉＣエピタキシャル層 １３ Ｎｉ膜 １４ 界面領域 １５ オーミック電極
なる膜） ３ 界面領域 ４ オーミック電極 １２ ｎ型ＳｉＣエピタキシャル層 １３ Ｎｉ膜 １４ 界面領域 １５ オーミック電極
Claims (7)
- 【請求項１】 半導体上に電極用膜を形成した後、熱処
理するオーミック電極の製造方法であって、 前記半導体の前記電極用膜側の界面領域に該半導体のう
ちの所定の構成元素を供給した後、前記熱処理をするこ
とを特徴とするオーミック電極の製造方法。 - 【請求項２】 前記所定の構成元素の供給は、イオン注
入法によって行われることを特徴とする請求項１記載の
オーミック電極の製造方法。 - 【請求項３】 前記構成元素の供給は、前記電極用膜を
形成した後に行われることを特徴とする請求項１又は２
記載のオーミック電極の製造方法。 - 【請求項４】 前記半導体の界面領域が前記構成元素の
供給により該構成元素が過剰な非結晶化の状態になった
後、前記熱処理が行われることを特徴とする請求項１、
２又は３記載のオーミック電極の製造方法。 - 【請求項５】 前記半導体はＳｉＣであり、前記構成元
素はＳｉであることを特徴とする請求項１、２、３又は
４記載のオーミック電極の製造方法。 - 【請求項６】 前記非結晶化の状態は、非晶質の状態で
あることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載
のオーミック電極の製造方法。 - 【請求項７】 請求項１〜請求項６のいずれかに記載の
オーミック電極の製造方法を用いたことを特徴とする半
導体素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10273904A JP2000106350A (ja) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | オーミック電極の製造方法及び半導体素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10273904A JP2000106350A (ja) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | オーミック電極の製造方法及び半導体素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000106350A true JP2000106350A (ja) | 2000-04-11 |
Family
ID=17534202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10273904A Pending JP2000106350A (ja) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | オーミック電極の製造方法及び半導体素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000106350A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005277413A (ja) * | 2004-03-23 | 2005-10-06 | Fairchild Semiconductor Corp | ニッケルコンタクトの低温かつ長時間アニーリングによる低界面抵抗化 |
| WO2008053627A1 (en) * | 2006-11-02 | 2008-05-08 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | OHMIC ELECTRODE FOR SiC SEMICONDUCTOR, METHOD FOR MANUFACTURE OF OHMIC ELECTRODE FOR SiC SEMICONDUCTOR, SEMICONDUCTOR DEVICE, AND METHOD FOR MANUFACTURE OF SEMICONDUCTOR DEVICE |
| JP2009200326A (ja) * | 2008-02-22 | 2009-09-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 炭化珪素半導体装置の製造方法および炭化珪素半導体装置 |
| WO2011115294A1 (ja) * | 2010-03-16 | 2011-09-22 | 合同会社先端配線材料研究所 | 炭化珪素用電極、炭化珪素半導体素子、炭化珪素半導体装置および炭化珪素用電極の形成方法 |
| CN113808923A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-12-17 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | 一种SiC器件的欧姆接触制备方法 |
-
1998
- 1998-09-28 JP JP10273904A patent/JP2000106350A/ja active Pending
Cited By (7)
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| JPWO2011115294A1 (ja) * | 2010-03-16 | 2013-07-04 | 合同会社先端配線材料研究所 | 炭化珪素用電極、炭化珪素半導体素子、炭化珪素半導体装置および炭化珪素用電極の形成方法 |
| CN113808923A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-12-17 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | 一种SiC器件的欧姆接触制备方法 |
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