JP2002076022A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シート抵抗とコンタクト抵抗率の値を所定の
範囲で設定することによって、コンタクト抵抗の小さい
半導体装置を提供する。 【解決手段】 シリコンカーバイド単結晶上に、不純物
が添加された半導体領域と、該半導体領域とオーミック
接触する電極を備え、主電流が前記電極のオーミック接
触面と略平行に流れる半導体装置について、電極と半導
体領域とのコンタクト抵抗率をρｃ（Ω・ｃｍ2）、半
導体領域のシート抵抗をρｓｈ（Ω／□）とした場合、
主電流が流れるシリコンカーバイド単結晶の導電型がＮ
型の時は、ρｓｈ≦２．２５×１０-2／ρｃの関係を満
たし、主電流が流れるシリコンカーバイド単結晶の導電
型がＰ型の時は、ρｓｈ≦２．２５／ρｃの関係を満た
すように設定する。
範囲で設定することによって、コンタクト抵抗の小さい
半導体装置を提供する。 【解決手段】 シリコンカーバイド単結晶上に、不純物
が添加された半導体領域と、該半導体領域とオーミック
接触する電極を備え、主電流が前記電極のオーミック接
触面と略平行に流れる半導体装置について、電極と半導
体領域とのコンタクト抵抗率をρｃ（Ω・ｃｍ2）、半
導体領域のシート抵抗をρｓｈ（Ω／□）とした場合、
主電流が流れるシリコンカーバイド単結晶の導電型がＮ
型の時は、ρｓｈ≦２．２５×１０-2／ρｃの関係を満
たし、主電流が流れるシリコンカーバイド単結晶の導電
型がＰ型の時は、ρｓｈ≦２．２５／ρｃの関係を満た
すように設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はシリコンカーバイド
半導体を用いた半導体装置、特にシリコンカーバイド半
導体表面にオーミック接触する電極を備えた半導体装置
に関する。
半導体を用いた半導体装置、特にシリコンカーバイド半
導体表面にオーミック接触する電極を備えた半導体装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】これまで広く用いられてきたシリコン
（Ｓｉ）半導体では、オーミック電極金属との抵抗率
（コンタクト抵抗率ρｃ）は、Ｎ型半導体で１０-6〜１
０-7Ω・ｃｍ2と小さい。またオーミック接触が形成さ
れるシリコン半導体の不純物濃度は、１０21ａｔｏｍ／
ｃｍ3程度と高く、不純物準位も浅いため、添加された
不純物は全てイオン化し、十分なキャリア（電子）を供
給できる。そのため、そのシート抵抗ρｓｈも、数Ω／
□と小さい。
（Ｓｉ）半導体では、オーミック電極金属との抵抗率
（コンタクト抵抗率ρｃ）は、Ｎ型半導体で１０-6〜１
０-7Ω・ｃｍ2と小さい。またオーミック接触が形成さ
れるシリコン半導体の不純物濃度は、１０21ａｔｏｍ／
ｃｍ3程度と高く、不純物準位も浅いため、添加された
不純物は全てイオン化し、十分なキャリア（電子）を供
給できる。そのため、そのシート抵抗ρｓｈも、数Ω／
□と小さい。
【０００３】一般的にコンタクト抵抗Ｒｃ（Ω・ｃｍ）
は、 Ｒｃ＝（ρｃ・ρｓｈ）1/2・ｃｏｔｈ（ｓ／ｌｔ） で表される。ここで、ｓは主電流が流れる電流路の幅
（一例として、電界効果トランジスタのソース幅に相当
する）、ｌｔは遷移長（ｌｔ＝（ρｃ／ρｓｈ）1/ 2）
と呼ばれ、電流集中により電流密度がオーミック接触端
の値が１／ｅになる幅である。シリコンでは、遷移長は
数μｍから１０μｍとなり、電流路の幅ｓ（通常２μｍ
程度）と同等かそれ以上となる。このときｃｏｔｈ（ｓ
／ｌｔ）は、ｓ／ｌｔが１以下となるので、ｃｏｔｈ
（ｓ／ｌｔ）＝１／（ｓ／ｌｔ）と近似される。その結
果、 Ｒｃ＝ρｃ／ｓ・・・（式１） と近似することができる。
は、 Ｒｃ＝（ρｃ・ρｓｈ）1/2・ｃｏｔｈ（ｓ／ｌｔ） で表される。ここで、ｓは主電流が流れる電流路の幅
（一例として、電界効果トランジスタのソース幅に相当
する）、ｌｔは遷移長（ｌｔ＝（ρｃ／ρｓｈ）1/ 2）
と呼ばれ、電流集中により電流密度がオーミック接触端
の値が１／ｅになる幅である。シリコンでは、遷移長は
数μｍから１０μｍとなり、電流路の幅ｓ（通常２μｍ
程度）と同等かそれ以上となる。このときｃｏｔｈ（ｓ
／ｌｔ）は、ｓ／ｌｔが１以下となるので、ｃｏｔｈ
（ｓ／ｌｔ）＝１／（ｓ／ｌｔ）と近似される。その結
果、 Ｒｃ＝ρｃ／ｓ・・・（式１） と近似することができる。
【０００４】このようにシリコン半導体では、シート抵
抗ρｓｈの影響による電流集中効果は無視することがで
き、コンタクト抵抗Ｒｓを低減するためには、コンタク
ト抵抗率ρｃを低減すれば良かった。これは、シリコン
半導体に限らず、ガリウムヒ素半導体の場合も同様であ
った。
抗ρｓｈの影響による電流集中効果は無視することがで
き、コンタクト抵抗Ｒｓを低減するためには、コンタク
ト抵抗率ρｃを低減すれば良かった。これは、シリコン
半導体に限らず、ガリウムヒ素半導体の場合も同様であ
った。
【０００５】同様の発想から、シリコンカーバイド半導
体についても、コンタクト抵抗率ρｃを低減すること
で、コンタクト抵抗Ｒｃの低減が図られてきた。即ち、
コンタクト抵抗率の小さい金属の選定やコンタクト障壁
の効果の低減を図るため、シリコンカーバイド半導体表
面の不純物濃度を上げるなどの改善が行われていた。
体についても、コンタクト抵抗率ρｃを低減すること
で、コンタクト抵抗Ｒｃの低減が図られてきた。即ち、
コンタクト抵抗率の小さい金属の選定やコンタクト障壁
の効果の低減を図るため、シリコンカーバイド半導体表
面の不純物濃度を上げるなどの改善が行われていた。
【０００６】一例として図１に示す金属−半導体電界効
果トランジスタ（ＭＥＳＦＥＴ）の場合について説明す
る。図１に示すように、シリコンカーバイドからなる基
板１上に、Ｎ−チャネル層２が形成され、コンタクト抵
抗率を下げるため不純物濃度の高いＮ＋層３を介してソ
ース電極４及びドレイン電極５と接触している。ソース
電極４、ドレイン電極５間には、Ｎ−チャネル層２と接
触するゲート電極６が形成されている。Ｎ＋層３の不純
物濃度を１×１０19ａｔｏｍ／ｃｍ3、厚さを０．１５
μｍとし、オーミック電極金属としてニッケルを用いた
場合、コンタクト抵抗率ρｃが、６×１０-6Ω・ｃｍ2
となる。
果トランジスタ（ＭＥＳＦＥＴ）の場合について説明す
る。図１に示すように、シリコンカーバイドからなる基
板１上に、Ｎ−チャネル層２が形成され、コンタクト抵
抗率を下げるため不純物濃度の高いＮ＋層３を介してソ
ース電極４及びドレイン電極５と接触している。ソース
電極４、ドレイン電極５間には、Ｎ−チャネル層２と接
触するゲート電極６が形成されている。Ｎ＋層３の不純
物濃度を１×１０19ａｔｏｍ／ｃｍ3、厚さを０．１５
μｍとし、オーミック電極金属としてニッケルを用いた
場合、コンタクト抵抗率ρｃが、６×１０-6Ω・ｃｍ2
となる。
【０００７】シリコン半導体で用いられたコンタクト抵
抗Ｒｃの算出式Ｒｃ＝ρｃ／ｓに従えばソース幅２μｍ
とすると、コンタクト抵抗Ｒｃは、３×１０-2Ω・ｃｍ
と算出される。ところが、実際には、ソース−ゲート間
抵抗Ｒｓからチャネル層の抵抗を差し引いた値は、この
算出結果より大きい。即ち、実測されたＲｓは０．８０
Ω・ｃｍとなり、チャネル層の厚さを０．５μｍ、不純
物濃度が３×１０17ａｔｏｍ／ｃｍ3とすると、チャネ
ル層の抵抗は、０．１５Ω・ｃｍとなる。したがって、
コンタクト抵抗Ｒｃ＝０．８０−０．１５＝０．６５Ω
・ｃｍであり、算出された３×１０-2Ω・ｃｍより一桁
以上大きくなってしまう。
抗Ｒｃの算出式Ｒｃ＝ρｃ／ｓに従えばソース幅２μｍ
とすると、コンタクト抵抗Ｒｃは、３×１０-2Ω・ｃｍ
と算出される。ところが、実際には、ソース−ゲート間
抵抗Ｒｓからチャネル層の抵抗を差し引いた値は、この
算出結果より大きい。即ち、実測されたＲｓは０．８０
Ω・ｃｍとなり、チャネル層の厚さを０．５μｍ、不純
物濃度が３×１０17ａｔｏｍ／ｃｍ3とすると、チャネ
ル層の抵抗は、０．１５Ω・ｃｍとなる。したがって、
コンタクト抵抗Ｒｃ＝０．８０−０．１５＝０．６５Ω
・ｃｍであり、算出された３×１０-2Ω・ｃｍより一桁
以上大きくなってしまう。
【０００８】このように、シリコンカーバイド半導体の
場合、コンタクト抵抗Ｒｃの近似式（式１）Ｒｃ＝ρｃ
／ｓを用いることができないことがわかる。一般にシリ
コンカーバイド半導体は、不純物準位が深いため、室温
では添加された不純物の一部しかイオン化せず、不純物
濃度を高くすることができない。また、図３に不純物濃
度と抵抗率の関係を示すように、同じ不純物濃度でもシ
リコンの約１０倍も抵抗率が大きい。さらに、シート抵
抗ρｓｈも１ｋΩ、／□とシリコンに比べて約１００倍
以上も大きい。そのため、遷移長ｌｔが０．３μｍ程度
となり、主電流が流れる電流路の幅ｓより小さくなって
しまう。即ち、ｓ／ｌｔ＞１となり、ｃｏｔｈ（ｓ／ｌ
ｔ）＝１と近似されることになる。つまりシリコンカー
バイド半導体では、 Ｒｃ＝（ρｃ・ρｓｈ）1/2 ・・・（式２） で表される近似式を使わなければならないことになる。
場合、コンタクト抵抗Ｒｃの近似式（式１）Ｒｃ＝ρｃ
／ｓを用いることができないことがわかる。一般にシリ
コンカーバイド半導体は、不純物準位が深いため、室温
では添加された不純物の一部しかイオン化せず、不純物
濃度を高くすることができない。また、図３に不純物濃
度と抵抗率の関係を示すように、同じ不純物濃度でもシ
リコンの約１０倍も抵抗率が大きい。さらに、シート抵
抗ρｓｈも１ｋΩ、／□とシリコンに比べて約１００倍
以上も大きい。そのため、遷移長ｌｔが０．３μｍ程度
となり、主電流が流れる電流路の幅ｓより小さくなって
しまう。即ち、ｓ／ｌｔ＞１となり、ｃｏｔｈ（ｓ／ｌ
ｔ）＝１と近似されることになる。つまりシリコンカー
バイド半導体では、 Ｒｃ＝（ρｃ・ρｓｈ）1/2 ・・・（式２） で表される近似式を使わなければならないことになる。
【０００９】この近似式（式２）を使って再度、前述の
ＭＥＳＦＥＴのコンタクト抵抗Ｒｃを算出してみる。Ｎ
＋層の抵抗率は１．６×１０-2Ω・ｃｍ、厚さ０．１５
μｍであるから、シート抵抗ρｓｈ＝１．０７×１０3
Ω／□と算出される。コンタクト抵抗率ρｃ＝６×１０
-6Ω・ｃｍ2であるから、コンタクト抵抗Ｒｃ＝０．０
８Ω・ｃｍと算出されることなる。
ＭＥＳＦＥＴのコンタクト抵抗Ｒｃを算出してみる。Ｎ
＋層の抵抗率は１．６×１０-2Ω・ｃｍ、厚さ０．１５
μｍであるから、シート抵抗ρｓｈ＝１．０７×１０3
Ω／□と算出される。コンタクト抵抗率ρｃ＝６×１０
-6Ω・ｃｍ2であるから、コンタクト抵抗Ｒｃ＝０．０
８Ω・ｃｍと算出されることなる。
【００１０】前述の算出結果０．０３Ω・ｃｍと比較し
て、実測値０．８Ω・ｃｍにちかづいてはいるものの、
依然として実測値と算出結果との間に相違が見られる。
その原因として、オーミック電極を形成する際、電極金
属をシリコンカーバイド半導体表面に被着させた後、９
５０℃程度の高温で処理するため、オーミック電極金属
がシリコンカーバイド半導体結晶中に拡散し、反応層を
形成してしまい、結果的にＮ＋層のシート抵抗ρｓｈが
上述の設定値より増大しているためと考えられる。
て、実測値０．８Ω・ｃｍにちかづいてはいるものの、
依然として実測値と算出結果との間に相違が見られる。
その原因として、オーミック電極を形成する際、電極金
属をシリコンカーバイド半導体表面に被着させた後、９
５０℃程度の高温で処理するため、オーミック電極金属
がシリコンカーバイド半導体結晶中に拡散し、反応層を
形成してしまい、結果的にＮ＋層のシート抵抗ρｓｈが
上述の設定値より増大しているためと考えられる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の半
導体装置は、シート抵抗ρｓｈが増大することによっ
て、コンタクト抵抗Ｒｃが所定の設定値より増大してし
まい、所望の特性の半導体装置を得ることができないと
いう問題があった。本発明は、シート抵抗の値を所定の
範囲で設定することによって、コンタクト抵抗の小さい
半導体装置を提供することを目的とする。
導体装置は、シート抵抗ρｓｈが増大することによっ
て、コンタクト抵抗Ｒｃが所定の設定値より増大してし
まい、所望の特性の半導体装置を得ることができないと
いう問題があった。本発明は、シート抵抗の値を所定の
範囲で設定することによって、コンタクト抵抗の小さい
半導体装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願請求項１にかかる発明は、シリコンカーバイド
単結晶表面に、不純物が添加された半導体領域と、該半
導体領域とオーミック接触する電極を備え、主電流が前
記シリコンカーバイド単結晶表面と略平行に流れる半導
体装置において、前記電極と前記半導体領域とのコンタ
クト抵抗率をρｃ（Ω・ｃｍ2）、前記半導体領域のシ
ート抵抗をρｓｈ（Ω／□）とした場合、前記主電流が
流れるシリコンカーバイド単結晶の導電型がＮ型の時、
ρｓｈ≦２．３×１０-2／ρｃを満たし、前記主電流が
流れるシリコンカーバイド単結晶の導電型がＰ型の時、
ρｓｈ≦２．３／ρｃを満たすことを特徴とするもので
ある。
め、本願請求項１にかかる発明は、シリコンカーバイド
単結晶表面に、不純物が添加された半導体領域と、該半
導体領域とオーミック接触する電極を備え、主電流が前
記シリコンカーバイド単結晶表面と略平行に流れる半導
体装置において、前記電極と前記半導体領域とのコンタ
クト抵抗率をρｃ（Ω・ｃｍ2）、前記半導体領域のシ
ート抵抗をρｓｈ（Ω／□）とした場合、前記主電流が
流れるシリコンカーバイド単結晶の導電型がＮ型の時、
ρｓｈ≦２．３×１０-2／ρｃを満たし、前記主電流が
流れるシリコンカーバイド単結晶の導電型がＰ型の時、
ρｓｈ≦２．３／ρｃを満たすことを特徴とするもので
ある。
【００１３】請求項２にかかる発明は、請求項１記載の
半導体装置において、前記電極の少なくとも前記半導体
領域に接触する金属が、クロム、ニオブ、オスミウム、
金属シリサイド、金属炭化物のいずれかからなることを
特徴とするものである。
半導体装置において、前記電極の少なくとも前記半導体
領域に接触する金属が、クロム、ニオブ、オスミウム、
金属シリサイド、金属炭化物のいずれかからなることを
特徴とするものである。
【００１４】請求項３にかかる発明は、請求項１記載の
半導体装置において、前記電極が形成される前記シリコ
ンカーバイド単結晶の主表面の結晶方位が、
半導体装置において、前記電極が形成される前記シリコ
ンカーバイド単結晶の主表面の結晶方位が、
【数３】 あるいは
【数４】 のいずれかで構成されたことを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１に示す構造のＭＥＳＦＥＴを例にとり説明す
る。本発明のＭＥＳＦＥＴは、ソース電極のコンタクト
抵抗がチャネル層の抵抗以下となるように、ソース電極
が形成されるＮ＋層３（不純物が添加された半導体領
域）のシート抵抗ρｓｈを所定の範囲に設定するもので
ある。チャネル層がＮ型の場合、おおよそその抵抗は
１．５×１０-1Ω・ｃｍとなるので、コンタクト抵抗Ｒ
ｃが１．５×１０-1Ω・ｃｍ以下となるようにコンタク
ト抵抗率ρｃ及びシート抵抗ρｓｈを設定する。
て、図１に示す構造のＭＥＳＦＥＴを例にとり説明す
る。本発明のＭＥＳＦＥＴは、ソース電極のコンタクト
抵抗がチャネル層の抵抗以下となるように、ソース電極
が形成されるＮ＋層３（不純物が添加された半導体領
域）のシート抵抗ρｓｈを所定の範囲に設定するもので
ある。チャネル層がＮ型の場合、おおよそその抵抗は
１．５×１０-1Ω・ｃｍとなるので、コンタクト抵抗Ｒ
ｃが１．５×１０-1Ω・ｃｍ以下となるようにコンタク
ト抵抗率ρｃ及びシート抵抗ρｓｈを設定する。
【００１６】具体的には、 （１．５×１０-1Ω・ｃｍ）2≧ρｃ・ρｓｈ の関係、即ち、 ρｓｈ≦２．２５×１０-2／ρｃ の関係を満たすように設定する（図２に斜線部で示
す）。
す）。
【００１７】このような関係を満たすため、従来の製造
方法で問題とされるオーミック電極のシリコンカーバイ
ド半導体層中への拡散が少ない金属、あるいは拡散のな
い金属を使用してオーミック電極を形成すればよい。
方法で問題とされるオーミック電極のシリコンカーバイ
ド半導体層中への拡散が少ない金属、あるいは拡散のな
い金属を使用してオーミック電極を形成すればよい。
【００１８】拡散を少なくする場合、オーミック電極金
属膜を薄く形成した後、熱処理することによって、シリ
コンカーバイド半導体中に形成される拡散領域をできる
だけ少なくすることができる。その後、厚いオーミック
電極が必要であれば、オーミック電極上に金属膜を形成
すればよい。
属膜を薄く形成した後、熱処理することによって、シリ
コンカーバイド半導体中に形成される拡散領域をできる
だけ少なくすることができる。その後、厚いオーミック
電極が必要であれば、オーミック電極上に金属膜を形成
すればよい。
【００１９】拡散をなくす方法としては、金属膜として
クロム、ニオブ、オスミウム、ニッケル等の金属シリサ
イド（ＮｉＳｉ2等）、チタン、タンタル等の金属炭化
物（ＴｉＣ、ＴａＣ等）のいずれかが、少なくともシリ
コンカーバイド半導体と接触するように形成すればよ
い。
クロム、ニオブ、オスミウム、ニッケル等の金属シリサ
イド（ＮｉＳｉ2等）、チタン、タンタル等の金属炭化
物（ＴｉＣ、ＴａＣ等）のいずれかが、少なくともシリ
コンカーバイド半導体と接触するように形成すればよ
い。
【００２０】さらにコンタクト抵抗率を小さくするた
め、シリコンカーバイド表面に薄い不純物注入層を形成
し、表面の不純物濃度を高くすることで、上述の関係を
満たすように構成することも可能である。
め、シリコンカーバイド表面に薄い不純物注入層を形成
し、表面の不純物濃度を高くすることで、上述の関係を
満たすように構成することも可能である。
【００２１】シリコンカーバイド半導体中に拡散領域が
形成される場合、拡散領域を均一に形成するシリコンカ
ーバイドのオーミック電極が形成される表面の面方位を
形成される場合、拡散領域を均一に形成するシリコンカ
ーバイドのオーミック電極が形成される表面の面方位を
【数５】 あるいは
【数６】 とすることで、拡散を均一に進めることができる。
【００２２】具体的には、図１に示すＭＥＳＦＥＴのＮ
＋層３の不純物濃度を４×１０19ａｔｏｍ／ｃｍ3、厚
さ０．１５μｍとし、ソース電極４を金属シリサイドと
した場合、金属シリサイドはＮ＋層３への拡散はない。
その結果、この不純物濃度での抵抗率は、７×１０-3Ω
・ｃｍとなるので、シート抵抗は７×１０-3Ω・ｃｍ／
０．１５μｍ＝４．７×１０2Ω／□と設定され、実測
値もこの設定値とほぼ一致することを確認した。コンタ
クト抵抗率は、ＴＬＭ法による測定から２×１０-6Ω・
ｃｍ２であり、これまで報告されている０．５〜１×１
０-6Ω・ｃｍ2と比べて大きいが、前述のρｓｈ≦２．
２５×１０-2／ρｃの関係を満たしている。コンタクト
抵抗の実測値は、３．０×１０-2Ω・ｃｍとなり、前述
の近似式（式２）に従い算出された結果と一致し、良好
なコンタクト抵抗を得ることができた。
＋層３の不純物濃度を４×１０19ａｔｏｍ／ｃｍ3、厚
さ０．１５μｍとし、ソース電極４を金属シリサイドと
した場合、金属シリサイドはＮ＋層３への拡散はない。
その結果、この不純物濃度での抵抗率は、７×１０-3Ω
・ｃｍとなるので、シート抵抗は７×１０-3Ω・ｃｍ／
０．１５μｍ＝４．７×１０2Ω／□と設定され、実測
値もこの設定値とほぼ一致することを確認した。コンタ
クト抵抗率は、ＴＬＭ法による測定から２×１０-6Ω・
ｃｍ２であり、これまで報告されている０．５〜１×１
０-6Ω・ｃｍ2と比べて大きいが、前述のρｓｈ≦２．
２５×１０-2／ρｃの関係を満たしている。コンタクト
抵抗の実測値は、３．０×１０-2Ω・ｃｍとなり、前述
の近似式（式２）に従い算出された結果と一致し、良好
なコンタクト抵抗を得ることができた。
【００２３】また、前述のρｓｈ≦２．２５×１０-2／
ρｃの関係を満たすためには、シート抵抗を下げる代わ
りに、コンタクト抵抗を下げても同様の効果を奏するこ
とができる。たとえば、図１に示すＭＥＳＦＥＴの不純
物濃度４×１０19ａｔｏｍ／ｃｍ3、厚さ０．１５μｍ
のＮ＋層表面３に、１０ｎｍの深さまで均一に１０20ａ
ｔｏｍ／ｃｍ3の濃度のリンをイオン注入し活性化させ
る。その結果コンタクト抵抗の実測値が、４×１０-7Ω
・ｃｍ２となった。リンのイオン注入層の厚さは非常に
薄いので、Ｎ＋層のシート抵抗はほとんど変化しない。
コンタクト抵抗の実測値は、２．０×１０-2Ω・ｃｍと
なり、前述の近似式（式２）に従い算出された結果と一
致し、良好なコンタクト抵抗を得ることができた。
ρｃの関係を満たすためには、シート抵抗を下げる代わ
りに、コンタクト抵抗を下げても同様の効果を奏するこ
とができる。たとえば、図１に示すＭＥＳＦＥＴの不純
物濃度４×１０19ａｔｏｍ／ｃｍ3、厚さ０．１５μｍ
のＮ＋層表面３に、１０ｎｍの深さまで均一に１０20ａ
ｔｏｍ／ｃｍ3の濃度のリンをイオン注入し活性化させ
る。その結果コンタクト抵抗の実測値が、４×１０-7Ω
・ｃｍ２となった。リンのイオン注入層の厚さは非常に
薄いので、Ｎ＋層のシート抵抗はほとんど変化しない。
コンタクト抵抗の実測値は、２．０×１０-2Ω・ｃｍと
なり、前述の近似式（式２）に従い算出された結果と一
致し、良好なコンタクト抵抗を得ることができた。
【００２４】このように、シート抵抗とコンタクト抵抗
率が所定の関係を満たすように設定することで、コンタ
クト抵抗値の低い半導体装置がえられることがわかっ
た。
率が所定の関係を満たすように設定することで、コンタ
クト抵抗値の低い半導体装置がえられることがわかっ
た。
【００２５】同様にＰ型シリコンカーバイドの場合、チ
ャネル層の抵抗は１．５Ω・ｃｍとなるので、 （１．５Ω・ｃｍ）1/2≦ρｃ・ρｓｈ の関係、即ち、 ρｓｈ≦２．２５／ρｃ の関係を満たすように設定することで、コンタクト抵抗
の小さいＭＥＳＦＥＴを形成することができる。
ャネル層の抵抗は１．５Ω・ｃｍとなるので、 （１．５Ω・ｃｍ）1/2≦ρｃ・ρｓｈ の関係、即ち、 ρｓｈ≦２．２５／ρｃ の関係を満たすように設定することで、コンタクト抵抗
の小さいＭＥＳＦＥＴを形成することができる。
【００２６】ｐ型シリコンカーバイドの場合も、Ｎ型シ
リコンカーバイド同様、オーミック電極金属の拡散をな
くす方法としては、電極金属膜としてクロム、ニオブ、
オスミウム、ニッケル等の金属シリサイド、チタン、タ
ンタル等の金属炭化物のいずれかが、少なくともシリコ
ンカーバイド半導体と接触するように形成すればよい。
さらにコンタクト抵抗率を小さくするため、シリコンカ
ーバイド表面に薄い不純物注入層を形成し、表面の不純
物濃度を高くすることも可能である。さらに、シリコン
カーバイド半導体中に拡散領域が形成される場合、拡散
領域を均一に形成するシリコンカーバイドのオーミック
電極が形成される表面の面方位を
リコンカーバイド同様、オーミック電極金属の拡散をな
くす方法としては、電極金属膜としてクロム、ニオブ、
オスミウム、ニッケル等の金属シリサイド、チタン、タ
ンタル等の金属炭化物のいずれかが、少なくともシリコ
ンカーバイド半導体と接触するように形成すればよい。
さらにコンタクト抵抗率を小さくするため、シリコンカ
ーバイド表面に薄い不純物注入層を形成し、表面の不純
物濃度を高くすることも可能である。さらに、シリコン
カーバイド半導体中に拡散領域が形成される場合、拡散
領域を均一に形成するシリコンカーバイドのオーミック
電極が形成される表面の面方位を
【数７】 あるいは
【数８】 とすることで、拡散を均一に進めることができる。
【００２７】以上本発明の実施の形態についてＭＥＳＦ
ＥＴを例にとり説明を行ったが、本発明はＭＥＳＦＥＴ
に限定されるものではなく、シリコンカーバイド単結晶
表面に、不純物が添加された半導体領域と、半導体領域
とオーミック接触する電極を備え、主電流がシリコンカ
ーバイド単結晶表面とほぼ平行に流れる半導体装置であ
れば、同様の効果を奏することが可能となる。
ＥＴを例にとり説明を行ったが、本発明はＭＥＳＦＥＴ
に限定されるものではなく、シリコンカーバイド単結晶
表面に、不純物が添加された半導体領域と、半導体領域
とオーミック接触する電極を備え、主電流がシリコンカ
ーバイド単結晶表面とほぼ平行に流れる半導体装置であ
れば、同様の効果を奏することが可能となる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、オ
ーミック電極のコンタクト抵抗率と、主電流が流れる電
流路のシート抵抗の値を所定の関係に保つことで、コン
タクト抵抗の小さい半導体装置を得ることが可能とな
る。
ーミック電極のコンタクト抵抗率と、主電流が流れる電
流路のシート抵抗の値を所定の関係に保つことで、コン
タクト抵抗の小さい半導体装置を得ることが可能とな
る。
【００２９】本発明によりＭＥＳＦＥＴを形成した場
合、相互コンダクタンス（ｇｍ）の増大、高遮断周波数
化を図ることができ、高性能化、低損失化を図ったＭＥ
ＳＦＥＴを得ることができる。
合、相互コンダクタンス（ｇｍ）の増大、高遮断周波数
化を図ることができ、高性能化、低損失化を図ったＭＥ
ＳＦＥＴを得ることができる。
【図１】本発明の実施の形態のＭＥＳＦＥＴを説明する
図である。
図である。
【図２】本発明の実施の形態のシート抵抗ρｓｈとコン
タクト抵抗率ρｃの関係を示すグラフである。
タクト抵抗率ρｃの関係を示すグラフである。
【図３】シリコン半導体とシリコンカーバイド半導体の
抵抗率と不純物濃度の関係を示すグラフである。
抵抗率と不純物濃度の関係を示すグラフである。
１ 基板 ２ Ｎ−チャネル層 ３ Ｎ＋層 ４ ソース電極 ５ ドレイン電極 ６ ゲート電極
Claims (3)
- 【請求項１】 シリコンカーバイド単結晶表面に、不純
物が添加された半導体領域と、該半導体領域とオーミッ
ク接触する電極を備え、主電流が前記シリコンカーバイ
ド単結晶表面と略平行に流れる半導体装置において、 前記電極と前記半導体領域とのコンタクト抵抗率をρｃ
（Ω・ｃｍ2）、前記半導体領域のシート抵抗をρｓｈ
（Ω／□）とした場合、 前記主電流が流れるシリコンカーバイド単結晶の導電型
がＮ型の時、 ρｓｈ≦２．２５×１０-2／ρｃ を満たし、前記主電流が流れるシリコンカーバイド単結
晶の導電型がＰ型の時、 ρｓｈ≦２．２５／ρｃ を満たすことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体装置において、前
記電極の少なくとも前記半導体領域に接触する金属が、
クロム、ニオブ、オスミウム、金属シリサイド、金属炭
化物のいずれかからなることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の半導体装置において、前
記電極が形成される前記シリコンカーバイド単結晶の主
表面の結晶方位が、 【数１】 あるいは 【数２】 のいずれかで構成されたことを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000265087A JP2002076022A (ja) | 2000-09-01 | 2000-09-01 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000265087A JP2002076022A (ja) | 2000-09-01 | 2000-09-01 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002076022A true JP2002076022A (ja) | 2002-03-15 |
Family
ID=18752408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000265087A Pending JP2002076022A (ja) | 2000-09-01 | 2000-09-01 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002076022A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008118096A (ja) * | 2006-11-03 | 2008-05-22 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co Ltd | 画像センサー半導体装置 |
| CN107111233A (zh) * | 2014-12-16 | 2017-08-29 | 埃托特克德国有限公司 | 用于细线制造的方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0245976A (ja) * | 1988-08-05 | 1990-02-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 炭化ケイ素の電極形成方法 |
| JPH07131016A (ja) * | 1993-09-10 | 1995-05-19 | Hitachi Ltd | 電界効果トランジスタ及びその製造方法 |
| JPH0864800A (ja) * | 1994-08-25 | 1996-03-08 | Hitachi Ltd | 炭化珪素半導体素子 |
| JP2000507043A (ja) * | 1996-03-07 | 2000-06-06 | スリーシー・セミコンダクタ・コーポレーション | ＳｉＣにおけるＯｓ整流ショットキーおよびオーミック接合並びにＷ／ＷＣ／ＴｉＣオーミックコンタクト |
-
2000
- 2000-09-01 JP JP2000265087A patent/JP2002076022A/ja active Pending
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