JP2000106444A - Schottky electrode, formation thereof, semiconductor element and fabrication thereof - Google Patents

Schottky electrode, formation thereof, semiconductor element and fabrication thereof

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JP2000106444A
JP2000106444A JP25995198A JP25995198A JP2000106444A JP 2000106444 A JP2000106444 A JP 2000106444A JP 25995198 A JP25995198 A JP 25995198A JP 25995198 A JP25995198 A JP 25995198A JP 2000106444 A JP2000106444 A JP 2000106444A
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JP
Japan
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schottky electrode
substrate
sic
temperature
semiconductor
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Shinogi Masahara
鎬 昌原
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize excellent heat resistance by providing a semiconductor of SiC, and a Schottky electrode containing Ni formed thereon. SOLUTION: An n-type 4H-SiC substrate 1 is prepared and the surface thereof is subjected to cleaning where the surface of the substrate 1 is degreased, treated with mixture liquid of sulfuric acid and hydrogen peroxide water and then treated with HF solution in order to remove natural oxide from the surface. Subsequently, the n-type 4H-SiC substrate 1 is set on an Inconel substrate holder 4 placed in the chamber of a vacuum deposition system which is then evacuated. Thereafter, Schottky electrodes 3a-3d are formed of an Ni film on the n-type 4H-SiC substrate 1 through a metal mask by heating the substrate 1 by means of a heater 5 built in the substrate holder 4 keeping the high vacuum of 1×10-7 or below in the chamber. Temperature of the substrate 1 is measured by means of a thermocouple 6 buried in the substrate holder 4 on the surface side thereof.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ショットキー電
極、ショットキー電極の形成方法、半導体素子及び半導
体素子の製造方法に関する。
The present invention relates to a Schottky electrode, a method for forming a Schottky electrode, a semiconductor device, and a method for manufacturing a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、炭化ケイ素(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。特に、この半導体素子は、耐熱性に優
れた素子である点が注目される。
2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor devices made of silicon carbide (SiC) have been actively researched and developed as environment-resistant devices and power devices. In particular, it is noted that this semiconductor element is an element having excellent heat resistance.

【0003】斯る炭化ケイ素の半導体素子の代表例とし
ては、MESFET(金属−半導体電界効果型半導体素
子)がある。このMESFETもSiCからなることか
ら、高耐熱性が期待される。
A typical example of such a silicon carbide semiconductor device is a MESFET (metal-semiconductor field effect semiconductor device). Since this MESFET is also made of SiC, high heat resistance is expected.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、MES
FETの場合、ショットキー電極とこれが形成されるS
iCとの界面が熱に最も影響を受け、これが素子の耐熱
性の上限を決めてしまう。
SUMMARY OF THE INVENTION However, MES
In the case of an FET, the Schottky electrode and the S
The interface with iC is most affected by heat, and this determines the upper limit of the heat resistance of the device.

【0005】この結果、MESFETの耐熱性はSiC
本来のもつ耐熱性に比べて劣るといった問題が生じる。
例えば、Ptからなるショットキー電極での耐熱温度
は、約500℃程度であり、SiC本来がもつ耐熱温度
約1000℃に及ばない。
As a result, the heat resistance of MESFET is SiC
There is a problem that the heat resistance is inferior to the inherent heat resistance.
For example, the heat resistance temperature of a Schottky electrode made of Pt is about 500 ° C., which is lower than the heat resistance temperature of about 1000 ° C. which SiC originally has.

【0006】また、この問題は、MESFET以外のシ
ョットキー電極を備える他の半導体素子にも共通して生
じる。
This problem also occurs in common with other semiconductor devices having a Schottky electrode other than the MESFET.

【0007】本発明は上述の問題点を鑑み成されたもの
であり、耐熱性の優れたショットキー電極、耐熱性の優
れたショットキー電極の形成方法、耐熱性の優れたショ
ットキー電極を備えた半導体素子及びその製造方法を提
供することが目的である。
The present invention has been made in view of the above problems, and comprises a Schottky electrode having excellent heat resistance, a method of forming a Schottky electrode having excellent heat resistance, and a Schottky electrode having excellent heat resistance. It is an object to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明のショットキー電
極は、SiCからなる半導体と、該半導体上に形成され
たNiを含むショットキー電極と、を備えたことを特徴
とする。
According to the present invention, a Schottky electrode includes a semiconductor made of SiC and a Schottky electrode containing Ni formed on the semiconductor.

【0009】本発明のショットキー電極は、高耐熱性を
有するようにできる。この結果、この電極を用いた半導
体素子では、この電極の耐熱性が向上しているので、素
子の耐熱性が従来より高くできる。
The Schottky electrode of the present invention can have high heat resistance. As a result, in a semiconductor device using this electrode, the heat resistance of this electrode is improved, so that the heat resistance of the device can be higher than before.

【0010】Niを含むショットキー電極は、例えば金
属材料としてNi単体から実質的になる電極でよい他、
Niが主成分の電極が挙げられる。
The Schottky electrode containing Ni may be, for example, an electrode substantially composed of Ni alone as a metal material.
Examples of the electrode include Ni as a main component.

【0011】本発明のショットキー電極の形成方法は、
加熱された半導体上にショットキー電極となる金属膜を
気相成長法により形成することを特徴とする。
The method of forming a Schottky electrode according to the present invention comprises:
A metal film serving as a Schottky electrode is formed over a heated semiconductor by a vapor deposition method.

【0012】加熱された半導体上に気相成長法により形
成した金属膜は、その後に加熱された場合、金属膜の表
面性の劣化を抑制しつつ、オーミック特性を示すように
なる温度が高くなる。
When a metal film formed on a heated semiconductor by vapor phase epitaxy is subsequently heated, the temperature at which ohmic characteristics are exhibited while suppressing deterioration of the surface properties of the metal film increases. .

【0013】従って、この方法で形成したショットキー
電極を備えた半導体素子は、従来より耐熱温度が高くで
きる。
Therefore, a semiconductor device having a Schottky electrode formed by this method can have a higher heat-resistant temperature than conventional ones.

【0014】加熱された半導体上に気相成長法により形
成した金属膜とは、加熱された状態で半導体上に気相成
長法により形成した金属膜であってよい。
The metal film formed on a heated semiconductor by vapor phase growth may be a metal film formed on a semiconductor in a heated state by vapor phase growth.

【0015】特に、前記加熱は、高温加熱であることを
特徴とする。
Particularly, the heating is a high-temperature heating.

【0016】上記ショットキー電極は上記半導体の加熱
温度を高くするほど、その後の環境温度が高くなっても
ショットキー特性を保持でき、高耐熱性を有するので、
上記半導体特性が良好な範囲で高温加熱が好ましい。
The higher the heating temperature of the semiconductor is, the more the Schottky electrode can maintain the Schottky characteristics even if the subsequent environmental temperature increases, and has high heat resistance.
High-temperature heating is preferred as long as the semiconductor characteristics are good.

【0017】また、理由は不明であるが、上記半導体の
加熱温度を高くしても、環境温度が高くなった場合の表
面劣化が抑えられる。
Further, although the reason is unknown, even if the heating temperature of the semiconductor is increased, the surface deterioration when the environmental temperature is increased can be suppressed.

【0018】特に、ショットキー電極が所定の高環境温
度で良好なショットキー特性を有するためには、ショッ
トキー電極の作製時の加熱温度は所定の環境温度近傍以
上の温度がよく、好ましくは所定の環境温度以上にすれ
ばよい。
In particular, in order for the Schottky electrode to have good Schottky characteristics at a predetermined high environmental temperature, the heating temperature at the time of manufacturing the Schottky electrode is preferably a temperature close to or higher than a predetermined environmental temperature, preferably a predetermined temperature. The temperature may be higher than the ambient temperature.

【0019】上記加熱は,金属膜を構成するソ−スが気
相成長法によって半導体上に形成される際の加熱に加
え、加熱手段によっての加熱を含み、金属膜を構成する
ソ−スが気相成長法によって半導体上に形成される際の
加熱のみは意味しない。
The above-mentioned heating includes heating by a heating means in addition to heating when the source constituting the metal film is formed on the semiconductor by the vapor phase growth method. It does not mean only heating when formed on a semiconductor by vapor deposition.

【0020】特に、前記半導体は、SiCからなること
を特徴とする。
In particular, the semiconductor is made of SiC.

【0021】SiCは、4H−SiCが電子移動度や異
方性などの素子特性の観点から好ましいが、他の結晶多
系である6H−SiCや3C−SiCであってもよい。
また、多結晶や非晶質であってもよい。
As SiC, 4H-SiC is preferable from the viewpoint of device characteristics such as electron mobility and anisotropy, but other polycrystalline systems such as 6H-SiC and 3C-SiC may be used.
Further, it may be polycrystalline or amorphous.

【0022】更に、前記金属膜は、Ni(ニッケル)を
含むことを特徴とする。
Further, the metal film contains Ni (nickel).

【0023】従来、NiはSiCに対してオーミック電
極の材料として使用されるが、本発明はこれに反してシ
ョットキー電極材料として用いる。
Conventionally, Ni is used as a material for an ohmic electrode with respect to SiC, but in the present invention, on the contrary, it is used as a Schottky electrode material.

【0024】以下の本発明の半導体素子は上記本発明の
ショットキー電極が用いられ、本発明の半導体素子の製
造方法は本発明のショットキー電極の形成方法が用いら
れる。
The following semiconductor device of the present invention uses the above-described Schottky electrode of the present invention, and the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention uses the method of forming a Schottky electrode of the present invention.

【0025】本発明の半導体素子は、半導体上に形成さ
れたショットキー電極を備える半導体素子であって、上
記半導体はSiCであると共に、上記ショットキー電極
はNiを含む電極であることを特徴とする。
The semiconductor device of the present invention is a semiconductor device having a Schottky electrode formed on a semiconductor, wherein the semiconductor is SiC and the Schottky electrode is an electrode containing Ni. I do.

【0026】本発明ではショットキー電極が高耐熱性を
有するようにできるので、素子の耐熱性が従来より高く
できる。
In the present invention, the Schottky electrode can be made to have high heat resistance, so that the heat resistance of the element can be made higher than before.

【0027】本発明の半導体素子の製造方法は、半導体
上に形成されたショットキー電極を備える半導体素子の
製造方法であって、前記ショットキー電極は、加熱され
た半導体上にショットキー電極となる金属膜を気相成長
法により形成することを特徴とする。
The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device having a Schottky electrode formed on a semiconductor, wherein the Schottky electrode becomes a Schottky electrode on a heated semiconductor. The method is characterized in that the metal film is formed by a vapor deposition method.

【0028】加熱された半導体上に気相成長法により形
成した金属膜は、その後に加熱された場合、金属膜の表
面性の劣化を抑制しつつ、オーミック特性を示す加熱温
度が高くなる。
When a metal film formed on a heated semiconductor by a vapor phase growth method is heated, the heating temperature at which ohmic characteristics are increased while suppressing deterioration of the surface properties of the metal film when heated.

【0029】従って、本発明の半導体素子は、従来より
耐熱温度が高くできる。
Therefore, the semiconductor device of the present invention can have a higher heat-resistant temperature than before.

【0030】本発明の半導体素子の製造方法では、オー
ミック電極が存在し、オーミック特性を得るためのアニ
ール処理や、不純物拡散領域が存在し、不純物を活性化
させるための活性化アニール処理の素子形成のためのア
ニール処理温度が、ショットキー電極の耐熱温度以上の
場合には、この耐熱温度以上の高い温度を有するアニー
ル処理後にショットキー電極を形成する。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, an element is formed by an annealing process for obtaining ohmic characteristics when an ohmic electrode is present or an activation annealing process for activating an impurity when an impurity diffusion region is present. If the annealing temperature for the annealing is equal to or higher than the heat-resistant temperature of the Schottky electrode, the Schottky electrode is formed after the annealing process having a temperature higher than the heat-resistant temperature.

【0031】本発明に係る半導体素子としては、MES
FETやショットキーダイオードなどのショットキー電
極を備える半導体素子が挙げられる。
As the semiconductor device according to the present invention, MES
A semiconductor device having a Schottky electrode such as an FET or a Schottky diode can be used.

【0032】更に、ショットキー電極の作製時の加熱温
度は、500℃以上800℃以下が好ましい。
Further, the heating temperature at the time of producing the Schottky electrode is preferably from 500 ° C. to 800 ° C.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態に係るショッ
トキー電極を図を用いて詳細に説明する。図1は4H−
SiC上に形成されたNiからなるショットキー電極を
示す模式構成図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A Schottky electrode according to one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows 4H-
It is a schematic block diagram which shows the Schottky electrode which consists of Ni formed on SiC.

【0034】図1中、1はn型4H−SiC基板(ドー
パント:窒素、キャリア濃度:4×1019cm-3)、3
a〜3dはn型4H−SiC基板1上に形成されたNi
からなるショットキー電極である。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an n-type 4H-SiC substrate (dopant: nitrogen, carrier concentration: 4 × 10 19 cm −3 );
a to 3d represent Ni formed on the n-type 4H-SiC substrate 1.
A Schottky electrode composed of

【0035】斯るショットキー電極は以下のように形成
される。
Such a Schottky electrode is formed as follows.

【0036】まず最初に、n型4H−SiC基板1を準
備し、その表面である(0001)面を清浄化処理す
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。
First, an n-type 4H-SiC substrate 1 is prepared, and its surface (0001) is cleaned. In the cleaning treatment in the present embodiment, the surface of the substrate 1 is degreased using acetone and ethanol in this order, and then treated with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide (volume ratio 1: 1). Next, a natural oxide film on the surface is removed by treatment with an HF solution.

【0037】続いて、図2に示す真空蒸着装置のチャン
バー内のインコネル製基板フォルダー4上にn型4H−
SiC基板1を装着した後、真空にする。その後、基板
フォルダー4に内蔵されたヒータ5によって基板1を加
熱した状態で、金属マスクを介してn型4H−SiC基
板1上にNi膜からなるショットキー電極3a〜3dを
形成する。尚、この形成時には、上記チャンバ−内は1
×10-7Torr以下の高真空になっている。
Subsequently, the n-type 4H-type is placed on the Inconel substrate folder 4 in the chamber of the vacuum evaporation apparatus shown in FIG.
After mounting the SiC substrate 1, vacuum is applied. Thereafter, while the substrate 1 is heated by the heater 5 built in the substrate folder 4, the Schottky electrodes 3a to 3d made of a Ni film are formed on the n-type 4H-SiC substrate 1 via a metal mask. At the time of this formation, the inside of the chamber is 1
A high vacuum of × 10 −7 Torr or less has been achieved.

【0038】本実施形態の場合、基板1の温度として、
基板フォルダー4の表面側に埋め込まれた熱電対6によ
って測温した。
In the case of this embodiment, the temperature of the substrate 1 is
The temperature was measured by a thermocouple 6 embedded on the front side of the substrate folder 4.

【0039】図3〜図5にSiC基板1を加熱した状態
(基板温度:700℃)で形成したショットキー電極3
の成膜直後(as−deposition)、保持温度
700℃、保持温度800℃でアニール処理した試料の
電気特性(I−V特性)を3端子法により求めた結果を
それぞれ示す。ここで、アニール処理は流量2l/分の
Ar(アルゴン)ガス雰囲気中で上記保持温度を10分
間保持した。尚、図中、逆バイアス時の電流プロフィ−
ルは測定方法に依存したものであると考えられる。
3 to 5 show Schottky electrodes 3 formed while heating SiC substrate 1 (substrate temperature: 700 ° C.).
Immediately after film formation (as-deposition), electrical characteristics (IV characteristics) of samples annealed at a holding temperature of 700 ° C. and a holding temperature of 800 ° C. are shown by a three-terminal method. Here, in the annealing treatment, the above-mentioned holding temperature was held for 10 minutes in an Ar (argon) gas atmosphere at a flow rate of 2 l / min. In the figure, the current profile at the time of reverse bias is shown.
Is considered to be dependent on the measurement method.

【0040】図3から、成膜直後ではショットキー電極
3が良好なショットキー特性を有することが判る。
FIG. 3 shows that the Schottky electrode 3 has good Schottky characteristics immediately after film formation.

【0041】図4からは、ショットキー電極3は保持温
度700℃、10分間でアニール処理した後も良好なシ
ョットキー特性を有することが判る。
FIG. 4 shows that the Schottky electrode 3 has good Schottky characteristics even after annealing at a holding temperature of 700 ° C. for 10 minutes.

【0042】図5からは、ショットキー電極3は保持温
度800℃、10分間でアニール処理した後にはオーミ
ック特性に近い特性を有することが判る。
FIG. 5 shows that the Schottky electrode 3 has characteristics close to ohmic characteristics after annealing at a holding temperature of 800 ° C. for 10 minutes.

【0043】図6〜図8に基板1を加熱した状態(基板
温度:200℃)で形成したショットキー電極3の成膜
直後(as−deposition)、保持温度700
℃、保持温度800℃でアニール処理した場合の電気特
性(I−V特性)をそれぞれ示す。ここで、アニール処
理条件は、保持温度以外、図3〜図5と同じである。
6 to 8, immediately after the formation of the Schottky electrode 3 formed in a state where the substrate 1 is heated (substrate temperature: 200 ° C.) (as-deposition), a holding temperature 700
The electrical characteristics (IV characteristics) when annealing was performed at 800C and a holding temperature of 800C, respectively. Here, the annealing conditions are the same as in FIGS. 3 to 5 except for the holding temperature.

【0044】図6から、成膜直後ではショットキー電極
3が良好なショットキー特性を有することが判る。
FIG. 6 shows that the Schottky electrode 3 has good Schottky characteristics immediately after the film formation.

【0045】図7からは、ショットキー電極3は保持温
度700℃、10分間でアニール処理した後にはオーミ
ック特性に近い特性を有することが判る。
FIG. 7 shows that the Schottky electrode 3 has characteristics close to ohmic characteristics after annealing at a holding temperature of 700 ° C. for 10 minutes.

【0046】図8からは、ショットキー電極3は保持温
度800℃、10分間でアニール処理した後はショット
キー特性を有さず、良好なオーミック特性を有すること
が判る。
FIG. 8 shows that the Schottky electrode 3 does not have Schottky characteristics after annealing at a holding temperature of 800 ° C. for 10 minutes and has good ohmic characteristics.

【0047】上記図3〜図8から、ショットキー電極3
は上述のように成膜時の基板温度が高ければ、その後の
環境温度が高くなってもショットキー特性を保持でき、
高耐熱性を有する。
From FIG. 3 to FIG. 8, the Schottky electrode 3
As described above, if the substrate temperature at the time of film formation is high, the Schottky characteristics can be maintained even if the subsequent environmental temperature increases,
Has high heat resistance.

【0048】特に、図3〜図5からは、ショットキー電
極3が所定の高環境温度で良好なショットキー特性を有
するため、ショットキー電極3は少なくとも成膜時に所
定の環境温度及びその近傍以上の基板温度にすればよい
ことが判る。
In particular, from FIGS. 3 to 5, since the Schottky electrode 3 has good Schottky characteristics at a predetermined high environmental temperature, the Schottky electrode 3 is at least at a predetermined environmental temperature and its vicinity at the time of film formation. It can be seen that the substrate temperature should be set to the following.

【0049】しかも、基板温度が700℃の試料は70
0℃、800℃でアニール処理してもショットキー電極
3の表面の劣化は少なかった。
Further, a sample having a substrate temperature of 700 ° C.
Even when annealing was performed at 0 ° C. and 800 ° C., deterioration of the surface of the Schottky electrode 3 was small.

【0050】更に、図9は基板1を基板温度800℃で
加熱した状態で形成したショットキー電極3の成膜直後
(as−deposition)の電気特性(I−V特
性)である。
FIG. 9 shows the electrical characteristics (IV characteristics) of the Schottky electrode 3 formed in a state where the substrate 1 is heated at a substrate temperature of 800 ° C. immediately after the film formation (as-deposition).

【0051】この図9から、基板温度800℃の場合、
成膜直後にオーミック特性に比較的近い特性を有するの
で、基板温度は800℃以下が好ましいことが判る。
From FIG. 9, when the substrate temperature is 800 ° C.,
Since the film has characteristics relatively close to the ohmic characteristics immediately after film formation, it is understood that the substrate temperature is preferably 800 ° C. or less.

【0052】また、基板温度500℃の場合は、電極3
の表面状態が基板温度200℃の場合と基板温度700
℃の間にあり、ショットキ−特性の観点から従来以上の
耐熱性をもつためには500℃以上の基板温度が好まし
い。
When the substrate temperature is 500 ° C., the electrode 3
When the surface condition of the substrate is 200 ° C. and 700 ° C.
C., and a substrate temperature of 500.degree. C. or more is preferable in order to have higher heat resistance from the viewpoint of Schottky characteristics.

【0053】本発明の一実施形態に係るMESFETを
図を用いて詳細に説明する。図9は本実施形態のMES
FETの概略模式構成図である。
A MESFET according to one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 9 shows the MES of this embodiment.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an FET.

【0054】図10中、11はn型4H−SiC基板
(ドーパント:窒素、キャリア濃度:2×1018
-3)、12はn型SiC基板1上に形成された5μm
厚のp型4H−SiCエピタキシャル層(ドーパント:
Al、キャリア濃度:7×1015cm-3)、13はp型
SiCエピタキシャル層12上に形成された0.5μm
厚のn型4H−SiCエピタキシャル層(ドーパント:
窒素、キャリア濃度:2×1017cm-3)、14a、1
4bはn型SiCエピタキシャル層13内に互いに離間
して形成された100nm厚のコンタクト領域としての
+型不純物注入領域(キャリア濃度:1019cm-3
後)である。
In FIG. 10, reference numeral 11 denotes an n-type 4H—SiC substrate (dopant: nitrogen, carrier concentration: 2 × 10 18 c).
m −3 ), 12 is 5 μm formed on the n-type SiC substrate 1
Thick p-type 4H-SiC epitaxial layer (dopant:
Al, carrier concentration: 7 × 10 15 cm −3 ), 13 is 0.5 μm formed on the p-type SiC epitaxial layer 12.
Thick n-type 4H-SiC epitaxial layer (dopant:
Nitrogen, carrier concentration: 2 × 10 17 cm −3 ), 14a, 1
Reference numeral 4b denotes an n + -type impurity-implanted region (carrier concentration: about 10 19 cm −3 ) formed as a 100-nm-thick contact region formed in the n-type SiC epitaxial layer 13 so as to be separated from each other.

【0055】15a、15bはn+型不純物注入領域1
4a、14b上にそれぞれ形成された800nm厚のN
i膜からなるオーミック電極、16はn型SiCエピタ
キシャル層13上に形成された400nm厚のNi膜か
らなるショットキー電極である。
Reference numerals 15a and 15b denote n + -type impurity implanted regions 1
800 nm thick N formed on each of 4a and 14b
An ohmic electrode 16 made of an i film and a Schottky electrode 16 made of a 400 nm thick Ni film formed on the n-type SiC epitaxial layer 13 are shown.

【0056】斯るMESFETの製造方法を図11を用
いて説明する。
A method for manufacturing such a MESFET will be described with reference to FIG.

【0057】まず、図11(a)に示すように、n型4
H−SiC基板11上に、p型4H−SiCエピタキシ
ャル層12及びn型4H−SiCエピタキシャル層13
がCVD法(化学蒸着法)によりこの順序でエピタキャ
ル成長される。
First, as shown in FIG.
On a H-SiC substrate 11, a p-type 4H-SiC epitaxial layer 12 and an n-type 4H-SiC epitaxial layer 13
Are epitaxially grown in this order by CVD (chemical vapor deposition).

【0058】その後、n型4H−SiCエピタキシャル
層13内であって互いに離間する領域にN+イオンを高
温イオン注入法により注入した後、ドーパントの活性化
処理としてAr雰囲気中、1150℃、30分アニール
処理する。尚、注入条件は、基板温度が400〜100
0℃、加速電圧30keV、ドーズ量5×1015cm -2
である。
Thereafter, the n-type 4H-SiC epitaxial
The area within layer 13 that is spaced apart from N+High ion
Activation of dopant after implantation by hot ion implantation
Annealing in Ar atmosphere at 1150 ° C for 30 minutes
To process. In addition, the implantation conditions are such that the substrate temperature is 400 to 100.
0 ° C., acceleration voltage 30 keV, dose 5 × 10Fifteencm -2
It is.

【0059】次に、図11(b)に示すように、n+
不純物注入領域14a、14b上に基板加熱しない状態
(成膜前の基板温度は25℃程度)で800nm厚のN
i膜を真空蒸着法により形成し、その後、1000℃で
5分間アニール処理してNi膜からなるオーミック電極
15a、15bを形成する。
Next, as shown in FIG. 11B, 800 nm thick N is deposited on the n + -type impurity implanted regions 14a and 14b in a state where the substrate is not heated (the substrate temperature before film formation is about 25 ° C.).
An i film is formed by a vacuum deposition method, and thereafter, annealing is performed at 1000 ° C. for 5 minutes to form ohmic electrodes 15a and 15b made of a Ni film.

【0060】続いて、図11(c)に示すように、n型
4H−SiCエピタキシャル層13上に基板温度を70
0℃とした状態でNi膜を真空蒸着法により形成し、N
iからなるショットキー電極16を形成して完成する。
Subsequently, as shown in FIG. 11 (c), the substrate temperature is set to 70 on the n-type 4H-SiC epitaxial layer 13.
At a temperature of 0 ° C., a Ni film is formed by a vacuum evaporation method.
The Schottky electrode 16 made of i is formed and completed.

【0061】斯るMESFETは、耐熱性の上限温度を
規定するショットキー電極16がNiからなるので、高
耐熱特性が得られる。
In such a MESFET, since the Schottky electrode 16 for defining the upper limit temperature of heat resistance is made of Ni, high heat resistance is obtained.

【0062】特に、ショットキー電極16は基板温度7
00℃で成膜されるので、素子環境温度700℃で十分
なショットキー特性を保持でき、この結果、素子自体も
従来より高温で動作可能となる。
In particular, the Schottky electrode 16 has a substrate temperature of 7
Since the film is formed at 00 ° C., sufficient Schottky characteristics can be maintained at an element environment temperature of 700 ° C. As a result, the element itself can operate at a higher temperature than before.

【0063】なお、上述のMESFETは導伝型を逆導
伝型とした構成でもよい。
The above-mentioned MESFET may be configured so that the conduction type is the reverse conduction type.

【0064】また、本発明はMESFET以外にショッ
トキーダイオード等の半導体素子にも適用できる。
The present invention can be applied to a semiconductor device such as a Schottky diode other than the MESFET.

【0065】[0065]

【発明の効果】本発明では、耐熱性の優れたショットキ
ー電極、耐熱性の優れたショットキー電極の形成方法、
耐熱性の優れたショットキー電極を備えた半導体素子及
びその製造方法を提供することができる。
According to the present invention, a Schottky electrode having excellent heat resistance, a method for forming a Schottky electrode having excellent heat resistance,
A semiconductor element having a Schottky electrode having excellent heat resistance and a method for manufacturing the same can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係るショットキー電極の
概略模式構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a Schottky electrode according to an embodiment of the present invention.

【図2】上記実施形態に係るショットキー電極を形成す
る真空蒸着装置の基板ホルダーの概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a substrate holder of a vacuum evaporation apparatus for forming a Schottky electrode according to the embodiment.

【図3】上記実施形態に係るショットキー電極の電気特
性を示す図である。
FIG. 3 is a view showing electric characteristics of the Schottky electrode according to the embodiment.

【図4】上記実施形態に係るショットキー電極の電気特
性を示す図である。
FIG. 4 is a view showing electric characteristics of the Schottky electrode according to the embodiment.

【図5】上記実施形態に係るショットキー電極の電気特
性を示す図である。
FIG. 5 is a view showing electric characteristics of the Schottky electrode according to the embodiment.

【図6】上記実施形態に係るショットキー電極の電気特
性を示す図である。
FIG. 6 is a view showing electric characteristics of the Schottky electrode according to the embodiment.

【図7】上記実施形態に係るショットキー電極の電気特
性を示す図である。
FIG. 7 is a view showing electric characteristics of the Schottky electrode according to the embodiment.

【図8】上記実施形態に係るショットキー電極の電気特
性を示す図である。
FIG. 8 is a view showing electric characteristics of the Schottky electrode according to the embodiment.

【図9】上記実施形態に係るショットキー電極の電気特
性を示す図である。
FIG. 9 is a view showing electric characteristics of the Schottky electrode according to the embodiment.

【図10】本発明の一実施形態に係るMESFETの概
略模式構成図である。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a MESFET according to an embodiment of the present invention.

【図11】上記MESFETの製造工程図である。FIG. 11 is a manufacturing process diagram of the MESFET.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 n型SiC基板 3a〜3d ショットキー電極 13 n型SiCエピタキャル層 16 ショットキー電極 REFERENCE SIGNS LIST 1 n-type SiC substrate 3 a to 3 d Schottky electrode 13 n-type SiC epitaxy layer 16 Schottky electrode

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 SiCからなる半導体と、該半導体上に
形成されたNiを含むショットキー電極と、を備えたこ
とを特徴とするショットキー電極。
1. A Schottky electrode comprising: a semiconductor made of SiC; and a Schottky electrode containing Ni formed on the semiconductor.
【請求項2】 加熱された半導体上にショットキー電極
となる金属膜を気相成長法により形成することを特徴と
するショットキー電極の形成方法。
2. A method for forming a Schottky electrode, comprising forming a metal film to be a Schottky electrode on a heated semiconductor by a vapor deposition method.
【請求項3】 前記加熱は、高温加熱であることを特徴
とする請求項2記載のショットキー電極の形成方法。
3. The method according to claim 2, wherein the heating is high-temperature heating.
【請求項4】 前記半導体は、SiCからなることを特
徴とする請求項2又は3記載のショットキー電極の形成
方法。
4. The method according to claim 2, wherein the semiconductor is made of SiC.
【請求項5】 前記金属膜は、Niを含むことを特徴と
する請求項4記載のショットキー電極の形成方法。
5. The method according to claim 4, wherein the metal film contains Ni.
【請求項6】 半導体上に形成されたショットキー電極
を備える半導体素子であって、上記半導体はSiCであ
ると共に、上記ショットキー電極はNiを含む電極であ
ることを特徴とする半導体素子。
6. A semiconductor device comprising a Schottky electrode formed on a semiconductor, wherein the semiconductor is SiC, and the Schottky electrode is an electrode containing Ni.
【請求項7】 半導体上に形成されたショットキー電極
を備える半導体素子の製造方法であって、前記ショット
キー電極は、加熱された半導体上にショットキー電極と
なる金属膜を気相成長法により形成することを特徴とす
る半導体素子の製造方法。
7. A method for manufacturing a semiconductor device having a Schottky electrode formed on a semiconductor, wherein the Schottky electrode is formed by forming a metal film to be a Schottky electrode on a heated semiconductor by a vapor deposition method. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7012332B2 (en) 2002-10-11 2006-03-14 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device having sealing structure for wide gap type semiconductor chip
WO2006043346A1 (en) * 2004-10-20 2006-04-27 Kansai Technology Licensing Organization Co., Ltd. Method for fabricating semiconductor device

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