JP2003086534A - 炭化珪素半導体のオーミック電極構造及び、炭化珪素半導体のオーミック電極製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】炭化珪素半導体にチタンとアルミの電極材料を
蒸着して熱処理を行うと、電極の表面に凹凸を生じ易
く、光学顕微鏡などで観察すると黒色化が観察出来る。
この黒色化して見える電極の表面では、オーミック電極
のコンタクト抵抗値のばらつきが大きい。 【解決手段】ｐ型炭化珪素半導体にオーミック電極を形
成する電極構造において、炭化珪素半導体上に成膜され
熱反応によって形成されたニッケルと炭素とシリコンと
アルミを含む第１の反応層１２０に電極を接続すること
でオーミック電極のコンタクト抵抗値のばらつきを低減
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ｐ型炭化珪素半導
体に対するオーミック電極構造及び、その製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、炭化珪素の熱的、化学的に非常に
安定な性質を利用した半導体素子の研究が盛んに行われ
ている。炭化珪素半導体の結晶は六方晶のα型と、立方
晶のβ型に大別され、これらには２Ｈ、３Ｃ、４Ｈ、６
Ｈ、１５Ｒ等多くの多形（Ｐｏｌｙｔｙｐｉｓｍ）が存
在する。４Ｈ−炭化珪素ではエネルギーバンドギャップ
が３．２６ｅＶでありシリコンの約３倍大きく、このた
め電気的な耐圧特性に優れ、電力制御用素子等への応用
が期待されている。特に炭化珪素を用いた高耐圧のＭＯ
ＳＦＥＴは、シリコンを用いたパワーデバイスよりもオ
ン抵抗が低いことが報告されている。

【０００３】オン抵抗は電流が流れる経路の抵抗値の総
和によって決定され、主に基板、ドリフト層、ソース・
ドレインなどの不純物層の抵抗値と、チャネル、ソース
・ドレイン電極のコンタクト抵抗値とによって構成され
る。特にコンタクト抵抗値に関しては、そもそも炭化珪
素のエネルギーバンドギャップが大きいために、電極と
なる金属と炭化珪素との界面のエネルギー障壁（ショッ
トキー障壁）が大きくなってしまう。その結果コンタク
ト抵抗値が高くなるため、炭化珪素の場合低抵抗値のオ
ーミック電極を実現することは容易ではない。

【０００４】加えて、ショットキー障の壁高さは理論的
には半導体の電子親和力χと接触する金属の仕事関数差
によって決まるので、エネルギーバンドギャップの大き
い炭化珪素のような半導体ではｎ型とｐ型でオーミック
電極の形成に適した金属材料が異なる。

【０００５】そこで従来、ｐ型炭化珪素半導体に対して
オーミック電極を形成する方法としては、例えばＣｒｏ
ｆｔｏｎ ｅｔ ａｌ．Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｖｏｌ．４１，Ｎｏ．１１，ｐ
ｐ．１７２５−１７２９，１９９７に開示されている技
術がある。

【０００６】オーミック電極を形成するための手法は金
属と半導体界面に生じるショットキー障壁の高さをでき
るだけ低くするために、適当な仕事関数を持つ金属材料
を選択することと、半導体側の不純物濃度をできるだけ
高くして、ショットキー障壁の幅を狭くし電荷のトンネ
リングを起きやすくすることにある。そこで、上記従来
技術では、１．３×１０^１９ｃｍ^−３の不純物濃度を持
つ高濃度ｐ型炭化珪素半導体基板に、アルミとチタンの
合金をターゲットとして用いたスパッタ法により電極金
属２００〜３００ｎｍを蒸着する。この時のアルミとチ
タンの混合割合はｗｔ％でそれぞれ９０％、１０％の時
に最も低い抵抗値になることが明らかにされている。続
いて真空中で１０００℃、２分間熱処理し高濃度ｐ型炭
化珪素半導体基板に対してオーミック電極を形成してい
る。このようにして形成したオーミック電極のコンタク
ト抵抗値は３×１０^−５Ωｃｍ^２以下が得られている。

【０００７】アルミは炭化珪素半導体に対してｐ型を形
成する不純物であるので、ｐ型炭化珪素半導体に対する
オーミック電極の材料として一般的に用いられ、低いコ
ンタクト抵抗値を得るのに有効である。アルミを用いた
電極構造としては、上記のようにアルミとチタンを合金
化した状態で蒸着形成する方法の他、アルミとチタンを
順に成膜して熱処理することにより同様に低いコンタク
ト抵抗値を得ることもできる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例のように炭素、珪素、アルミ、チタンを反応させるた
めの熱処理を行うと、反応層の表面に凹凸が生じてしま
うという問題がある。

【０００９】図１０は発明者らによる実験の結果であ
る。炭化珪素上にチタンとアルミを順に成膜し、電極パ
ターンを形成して、アルゴン雰囲気中で１０００℃、２
分の熱処理を行う事で形成した反応膜の表面を光学顕微
鏡で観察したものであり、図中右側中央部分に黒色に見
える部分が観察された。尚、図１０は複数形成した電極
のうちの一つであるが、他の電極もほぼ同じように部分
的或いは表面全体の黒色化が観察された。このような現
象が生じる要因としては、ｐ型炭化珪素半導体に対する
電極材料として有効なアルミの融点がおよそ６６０℃で
あって、オーミック電極の形成に必要な１０００℃前後
の熱処理では融解し、その一部が不均一に凝固する結
果、反応層の表面に無数の凹凸が生じるので、肉眼では
黒色化して見えると考えられる。

【００１０】すなわち、このように黒点あるいは黒色化
して見える反応層とアルミ配線との界面ではコンタクト
抵抗値のばらつきが懸念されるといった課題があった。
特に半導体素子の微細化が進み反応層とアルミ配線との
接触面積が縮小していくと、コンタクト抵抗値のばらつ
きの大きさが一層顕在化してくる。

【００１１】本発明は、ｐ型炭化珪素半導体に対するオ
ーミック電極において、平坦な反応層の表面を持つ電極
構造を実現することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１記載の炭化珪素半導体のオーミッ
ク電極構造では、ｐ型炭化珪素半導体基体に対するオー
ミック電極を形成する電極構造において、ｐ型炭化珪素
半導体基体上に成膜され熱処理によって形成された、シ
リコンと金属間化合物を形成する磁性体と炭素とシリコ
ンとアルミを含む第１の反応層を有し、第１の反応層に
電極を接続したことを特徴とする。

【００１３】上記課題を解決するために、本発明の請求
項２記載の炭化珪素半導体のオーミック電極構造では、
請求項１記載の炭化珪素半導体のオーミック電極構造に
おいて、シリコンと金属間化合物を形成する磁性体はニ
ッケルであることを特徴とする。

【００１４】上記課題を解決するために、本発明の請求
項３記載の炭化珪素半導体のオーミック電極構造では、
請求項２記載の炭化珪素半導体のオーミック電極構造に
おいて、第１の反応層はアルミ原子に対するニッケル原
子の割合を金属電極を接続する付近の領域で高くし、ｐ
型炭化珪素半導体基体付近の領域では低く構成した事を
特徴とする。

【００１５】上記課題を解決するために、本発明の請求
項４記載の炭化珪素半導体のオーミック電極構造では、
請求項１乃至請求項３記載の炭化珪素半導体のオーミッ
ク電極構造において、第１の反応層は、シリコン原子に
対する炭素原子の割合がｐ型炭化珪素半導体基体付近の
領域で高く、金属電極を接続する付近の領域で低く構成
した事を特徴とする。

【００１６】上記課題を解決するために、本発明の請求
項５記載の炭化珪素半導体のオーミック電極構造では、
請求項１乃至請求項４記載の炭化珪素半導体のオーミッ
ク電極構造において、第１の反応層は、含まれる炭素が
グラファイト状の炭素からなる層と、ニッケルとシリコ
ンと炭素の化合物からなる層とで構成されていることを
特徴とする。

【００１７】上記課題を解決するために、本発明の請求
項６記載の炭化珪素半導体のオーミック電極構造では、
請求項５記載の炭化珪素半導体のオーミック電極構造に
おいて、ニッケルとシリコンと炭素の化合物からなる層
は、グラファイト状の炭素からなる層よりもｐ型炭化珪
素半導体基体側に配置されていることを特徴とする。

【００１８】上記課題を解決するために、本発明の請求
項７記載の炭化珪素半導体のオーミック電極構造では、
ｐ型炭化珪素半導体基体に対するオーミック電極を形成
する製造方法において、ｐ型炭化珪素半導体基体の表面
にアルミ膜とニッケル膜を積層する第１の工程と、第１
の工程後に真空中で熱処理を施し第１の反応層を形成す
る工程と、第１の反応層に電極を接続する工程とを有す
ることを特徴とする。

【００１９】上記課題を解決するために、本発明の請求
項８記載の炭化珪素半導体のオーミック電極構造では、
ｐ型炭化珪素半導体基体に対するオーミック電極を形成
する製造方法において、ｐ型炭化珪素半導体基体の表面
にアルミ膜とニッケル膜を積層する第１の工程と、第１
の工程後に熱処理を施しニッケルと炭素とシリコンとア
ルミを含む第１の反応層と、第１の反応層の上部にアル
ミと酸素を含む第２の反応層を形成する工程と、第２の
反応層を除去する工程と、第１の反応層に電極を接続す
る工程とを有することを特徴とする。

【００２０】上記課題を解決するために、本発明の請求
項９記載の炭化珪素半導体のオーミック電極構造では、
請求項７乃至請求項８記載の炭化珪素半導体のオーミッ
ク電極製造方法において、第１の工程におけるアルミ膜
の膜厚をニッケル膜の膜厚より薄く形成することを特徴
とする。

【００２１】

【発明の効果】請求項１乃至請求項８の発明は、ｐ型炭
化珪素半導体にオーミック電極を形成する電極構造とそ
の製造方法において、ｐ型炭化珪素半導体基体上に成膜
され熱処理によって形成された、シリコンと金属間化合
物を形成する磁性体と炭素とシリコンとアルミを含む第
１の反応層を有し、第１の反応層に電極を接続した。従
って、従来のチタンとアルミ膜成膜後の熱処理によって
アルミが局所的に凝固し、反応層の表面に多数の凹凸が
発生するという問題を解決することができ、オーミック
電極のコンタクト抵抗値のばらつきを低減することがで
きるといった効果を有する。

【００２２】請求項９記載の発明は、ｐ型炭化珪素半導
体のオーミック電極製造方法において、第１の工程にお
けるアルミ膜の膜厚をニッケル膜の膜厚より薄く形成し
た。従って、請求項１乃至請求項８記載の効果に加え、
オーミック電極のコンタクト抵抗値が低減できると言っ
た効果を有する。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１を用いて本発明の実施の形態
の構成を説明する。図１に炭化珪素半導体基体にオーミ
ック電極を形成する電極構造について示す。炭化珪素半
導体基板１００の結晶構造は多くの多形のうちいずれの
多形でも構わない。炭化珪素半導体基板１００表面の所
望の位置には、ｐ型高濃度不純物領域１０１が形成され
ている。

【００２４】ここで、炭化珪素半導体基板１００のｎ、
ｐ電導型、不純物濃度は、オーミック電極構造を用いよ
うとする素子に適合したものを選択すればよい。ｎ型ｐ
型を問わず金属と半導体とのオーミック電極を形成する
には、ｐ型高濃度不純物領域１０１の不純物濃度を高く
しておく必要がある。

【００２５】ｐ型高濃度不純物領域１０１上には絶縁膜
としてシリコン酸化膜１１０が形成され、シリコン酸化
膜１１０はオーミック電極の形成のために一部が開口さ
れている。シリコン酸化膜１１０の開口で露出したｐ型
高濃度不純物領域１０１の表面には、ニッケルと炭素と
シリコンとアルミを含む第１の反応層１２０が形成され
ている。また、第１の反応層１２０上には開口部周囲の
シリコン酸化膜１１０上にかけて、第１の反応層１２０
と電気的に導通したアルミ膜１３０が形成されている。
ここで、シリコン酸化膜１１０と接しｐ型高濃度不純物
領域１０１とは熱反応しない部分には、主にアルミ及び
ニッケルからなる合金層１２３が形成されている。

【００２６】次に図２（ａ）〜（ｆ）を用いて、図１に
示した電極構造の製造方法を説明する。図２（ａ）にお
いて、炭化珪素半導体基板１００表面には、アルミ、ボ
ロンなどのｐ型を形成する不純物元素をイオン注入法に
よって注入し、概ね１０００℃以上１８００℃以下の温
度範囲内で熱処理を行う事により、不純物を活性化させ
てｐ型高濃度不純物領域１０１を形成する。不純物濃度
は高い方が金属との接触におけるショットキー障壁の幅
を狭くできるので、概ね１×１０^１８〜１０^２０ｃｍ
^−３の不純物濃度が金属と炭化珪素半導体界面で形成さ
れるようにイオン注入のドーズ量を選択する。高濃度不
純物領域の形成方法としてはイオン注入の他、予めアル
ミやボロンを添加したエピタキシャル膜を用いるか、他
の不純物導入技術によっても可能である。

【００２７】図２（ｂ）において、ｐ型高濃度不純物領
域１０１表面にシリコン酸化膜１１０を形成する。更
に、シリコン酸化膜１１０上には、オーミック電極を形
成する所望の位置にコンタクト孔１１１を成形するため
のフォトレジストパターン１４０を成膜する。その後、
エッチングによってシリコン酸化膜１１０の一部と、フ
ォトレジストパターン１４０を除去し、ｐ型高濃度不純
物領域１０１表面の一部を露出させてコンタクト孔１１
１を形成する。エッチングの方法としては希フッ化水素
溶液によるウエットエッチングやガスプラズマを用いた
ドライエッチング法など、目的とする素子によって適宜
選択する。

【００２８】図２（ｂ）でコンタクト孔１１１を形成
後、一旦大気に晒すと露出したｐ型高濃度不純物領域１
０１表面に酸化物が生成されたり有機物などの汚染が生
じ易くなるので、図２（ｃ）に示すように速やかにアル
ミ膜１２１を電子ビーム蒸着法、抵抗加熱蒸着法、スパ
ッタリング法などの蒸着技術によって成膜し、更に可能
な限り真空中で連続してニッケル膜１２２を蒸着形成す
る。この時、ニッケルの膜厚に対してアルミの膜厚を薄
く形成している。

【００２９】図２（ｄ）においては、ＲＴＡ（Ｒａｐｉ
ｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）法によりア
ルミ膜１２１が酸化する程度の酸素雰囲気中で１０００
℃、２分間の熱処理を行い、ニッケルとシリコンと炭素
とアルミからなる第１の反応層１２０と、アルミ酸化物
からなる第２の反応層１２４と、アルミとニッケルから
なる合金層１２３を形成する。熱処理前は図２（Ｃ）に
示す様にｐ型高濃度不純物領域１０１に対してアルミ膜
１２１、ニッケル膜１２２の順に積層構造をなしている
が、熱処理によりアルミとニッケルが相互に拡散し、更
に炭化珪素との化学的な反応が進行することによって第
１の反応層１２０が形成される。ＲＴＡによる熱処理条
件は、実際の素子形成工程で熱的損傷を与えることのな
いように考慮し決める必要があり、これらを考慮した結
果、前述のように１０００℃、２分間とした。

【００３０】図２（ｅ）において図２（ｄ）で示した第
２の反応層１２４をスパッタリング法などによりこれを
選択的に除去し、続いて電極引き出し部としてのアルミ
膜１３０を蒸着形成する。

【００３１】図２（ｆ）においてはフォトリソグラフィ
およびエッチングによりコンタクト孔１１１上を含む所
望の位置を残して、アルミとニッケルからなる合金層１
２３とアルミ膜１３０を除去する。これで第１の反応層
１２０とアルミ膜１３０の積層膜からなる電極構造を形
成し、ｐ型炭化珪素半導体に対するオーミック電極が完
成する。

【００３２】次に図３、４を用いて、元素の深さ及び分
布について説明する。図３は電極引出し部のアルミ膜１
３０を形成せずに、熱処理直後の状態（図２（ｄ）の状
態）でのオージェ電子分光法の測定結果である。図中の
Ａ、Ｂ、Ｃの各領域毎に説明する。

【００３３】Ａ領域はｐ型高濃度不純物領域１０１であ
って、主に炭化珪素を構成する元素のシリコンと炭素で
構成する。

【００３４】Ｂ領域はニッケルと炭素とシリコンとアル
ミからなる第１の反応層１２０であり、ニッケルの強度
分布が最も高い。尚、Ａ領域とＢ領域の境界は明瞭では
なく、炭素とシリコンの強度分布からおよその位置を示
した。

【００３５】Ｃ領域は第２の反応層１２４であって、第
１の反応層１２０上部に存在し主にアルミと酸素から構
成されている領域である。尚、アルミと酸素の強度分布
が急激に減少しているので、第２の反応層１２４と第１
の反応層１２０との境界は比較的明瞭である。

【００３６】Ａ領域とＢ領域はニッケルと炭素とシリコ
ンとアルミが熱反応することによって形成されている
為、各元素はほぼ連続して分布しているが位置によって
濃度に違いがある。具体的にはＢ領域では、ニッケル原
子はＣ領域に近い領域ではアルミ原子に対して多く存在
し、Ａ領域に近い領域では少ない状態になっている。ま
た、シリコン原子と炭素原子とに着目すると、Ａ領域に
近い領域ではシリコン原子に対し炭素原子が多く存在
し、逆のＣ領域に近い領域ではシリコン原子が多数存在
している。

【００３７】更に、第１の反応層１２０内の炭素につい
てオージェ分光法により状態分析した結果を図４に示
す。図４の横軸は深さを表し、図中左方向が図１の第１
の反応層１２０の上面、右方向が下面である。炭素はグ
ラファイト状態と、ニッケルとシリコンと炭素の化合物
である状態と、炭化珪素結晶中の状態とに分けることが
できるが、図４では説明を簡単にするためグラファイト
状態と、ニッケルとシリコンと炭素の化合物である状態
のみを表わす。ここでは、ニッケルとシリコンと炭素化
合物である状態の炭素の層のピークが、グラファイト状
態の炭素の層のピークよりもｐ型高濃度不純物領域１０
１（図中右端）に近い領域に形成されている。

【００３８】次に図５、図６を用いて本発明の効果を説
明する。図５は図２（ｄ）に示した電極構造の第２の反
応層１２４の表面の光学顕微鏡写真である。なお、熱処
理後の反応層の表面を図１０の従来例と比較観察するた
め、図１０と同様に電極引出しのためのアルミ膜１３０
は蒸着形成していない。図１０に示した従来のチタンと
アルミ膜電極構造では、部分的に黒色化して見えるのに
対して、図５のアルミとニッケル膜電極構造の表面では
黒色化している部分がほとんど無い、つまり平坦で良好
な第１の反応層１２０の表面を形成できていることが良
く判る。また、図６には本発明のアルミとニッケル膜電
極構造での電流−電圧特性を測定した結果を示す。図６
から直線性のよい良好なオーミック特性が得られること
が分かる。

【００３９】従って、金属電極と接触させる部分をニッ
ケルと炭素とシリコンとアルミを含む第１の反応層を有
する炭化珪素半導体のオーミック電極構造にする事によ
って、熱処理後にアルミが局所的に凝固し、反応層の表
面に多数の凹凸が発生するという問題を解決することが
でき、オーミック電極のコンタクト抵抗値のばらつきの
少ない電極を得ることができる。また、反応層の表面の
凹凸が少ない事から、反応層の下部にフォトリソグラフ
ィ工程用のアライメントマークが形成された場合であっ
ても、反応層上面からアライメントマークを識別し易い
と言った効果もある。

【００４０】次に図７を用いてアルミとニッケルの膜厚
比と、コンタクト抵抗値の関係について説明する。図７
は図２（ｃ）に示した電極構造のアルミ膜１２１、ニッ
ケル膜１２２の膜厚比を変化させた時のコンタクト抵抗
値である。アルミ膜厚を２０、５０、１００ｎｍのよう
に変えて蒸着し、続いてニッケル膜をアルミ膜上に５０
ｎｍ蒸着形成した後にＲＴＡ法によりアルゴン雰囲気中
で１０００℃、２分間の熱処理を行ったときのコンタク
ト抵抗値の変化を表す。ニッケル膜厚に対してアルミ膜
厚を薄く形成するに伴ないコンタクト抵抗値が減少する
事が観察出来る。また、図示しないが反応層の表面はニ
ッケル膜厚に対してアルミ膜厚が小さいほど表面の凹凸
が少ない。しかしながら、アルミ膜を蒸着せずニッケル
膜のみでは、コンタクト抵抗値は高くなる。

【００４１】従って、ニッケルを用いたｐ型炭化珪素半
導体に対するオーミック電極において、アルミの存在が
コンタクト抵抗値の低下に対して重要であり、熱処理前
に形成するアルミ膜１２１の膜厚をニッケル膜１２２の
膜厚よりも薄く形成しておくことで、電極のコンタクト
抵抗値が低減できる。

【００４２】次に図８を用いて図２（ｃ）で説明した構
造の変形例について説明する。図２（ｃ）ではアルミ膜
１２１、ニッケル膜１２２を１層づつ形成したが、図８
に示すように交互に複数積層しても反応層の表面の平坦
なオーミック電極を得ることができる。また、ｐ型高濃
度不純物領域１０１上にニッケル膜１２２、アルミ膜１
２１の順に複数積層しても良いが、最表面にニッケル膜
１２２が来る様にすれば反応層の表面の平坦化に一層効
果的である。

【００４３】更に、ｐ型高濃度不純物領域１０１表面に
蒸着するアルミ膜１２１を形成する前には、清浄なｐ型
高濃度不純物領域１０１表面が露出できるよう、事前に
表面を有機溶剤、酸あるいはアルカリ溶液による洗浄を
施しておくと良い。これによって、熱処理後のコンタク
ト抵抗値を低減させることができる。また上記洗浄に犠
牲酸化膜の形成と除去を組み合わせ、ｐ型高濃度不純物
領域１０１表面を清浄にすることも熱処理後のコンタク
ト抵抗値を低減させることができる。

【００４４】次に図９を用いて図１で説明した構造の変
形例について説明する。図１ではシリコン酸化膜１１０
とアルミ膜１３０との間には、主にアルミ及びニッケル
からなる合金層１２３が形成されている構造を示した
が、図２（ｃ）において予めアルミ膜１２１とニッケル
膜１２２をシリコン酸化膜１１０の開口部のみにパター
ニングして図９に示すようにコンタクト孔１１１内部に
第１の反応層１２０とアルミ膜１３０のみ存在する構造
としてもよい。

【００４５】尚、本実施の形態で図２（ｃ）に示すよう
に、アルミ膜１２１上にニッケル膜１２２を形成する例
を説明したが、ニッケルの代わりにコバルトなどのシリ
コンと金属間化合物を形成する磁性体を用いても同様の
効果を得ることができる。

【００４６】また、本実施の形態では図２（ｄ）のよう
に、アルミ膜１２１が酸化する程度の酸素雰囲気中で熱
処理を行った例を示したが、更に真空中或いは水素、窒
素、ヘリウム、アルゴン、ネオン，キセノン，クリプト
ンのいずれかの気体中或いはこれらの混合ガス雰囲気中
で熱処理を行ってもよい。上記雰囲気でもニッケルとシ
リコンと炭素とアルミからなる第１の反応層１２０を形
成する事ができる。

【００４７】以上説明したように、金属電極と接触させ
る部分をニッケルとシリコンと炭素とアルミを含む第１
の反応層を有する炭化珪素半導体のオーミック電極構造
にする事によって、熱処理後にアルミが局所的に凝固
し、反応層の表面に多数の凹凸が発生するという問題を
解決することができ、オーミック電極のコンタクト抵抗
値のばらつきの少ない電極を得ることができるといった
効果を有する。

【００４８】また、熱処理前に形成するアルミ膜１２１
の膜厚をニッケル膜１２２の膜厚よりも薄く形成するこ
とで、電極のコンタクト抵抗値が低減できるといった効
果を有する。

【００４９】更に、図２（ａ）〜（ｆ）記載の工程を用
いてオーミック電極を製造する事ができ、実際の炭化珪
素半導体素子形成プロセスに容易に適用でき、安定した
歩留まりを得る事ができるといった効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】：本発明の実施の形態を表す図である。

【図２】：本発明の実施の形態の製造方法を表す図であ
る。

【図３】：オージェ分析による第１の反応層部分の深さ
プロファイルを表す図である。

【図４】：オージェ分析による炭素の深さプロファイル
を表す図である。

【図５】：本発明による熱処理後の反応層の表面を表す
図である。

【図６】：本発明により形成したオーミック電極の電圧
−電流特性例を表す図である。

【図７】：本発明に関わるアルミとニッケル膜厚比とコ
ンタクト抵抗値の関係を表す図である。

【図８】：本発明の別の実施の形態の製造方法を表す図
である。

【図９】：本発明の別の実施の形態を表す図である。

【図１０】：チタンとアルミ構造電極の熱処理後の表面
を表す図である。

【符号の説明】

１００…炭化珪素半導体基板 １０１…ｐ型高濃度不純物領域 １１０…シリコン酸化膜 １１１…コンタクト孔 １２０…第１の反応層 １２１…アルミ膜 １２２…ニッケル膜 １２３…主にアルミ及びニッケルからなる合金層 １２４…第２の反応層 １３０…アルミ膜 １４０…フォトレジストパターン

フロントページの続き (72)発明者 大串 秀世 茨城県つくば市東１−１−１ 独立行政法 人産業技術 総合研究所つくばセンター内 Ｆターム(参考） 4M104 AA03 BB01 BB02 BB04 BB05 BB36 CC01 DD16 DD34 DD35 DD37 DD79 DD80 DD83 FF23 GG18 HH12 HH15

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ｐ型炭化珪素半導体基体に対するオーミッ
   ク電極を形成する電極構造において、 該ｐ型炭化珪素半導体基体上に成膜され熱処理によって
   形成された、シリコンと金属間化合物を形成する磁性体
   と炭素とシリコンとアルミを含む第１の反応層を有し、
   該第１の反応層に電極を接続したことを特徴とする炭化
   珪素半導体のオーミック電極構造。
2. 【請求項２】請求項１記載の炭化珪素半導体のオーミッ
   ク電極構造において、前記シリコンと金属間化合物を形
   成する磁性体はニッケルであることを特徴とする炭化珪
   素半導体のオーミック電極構造。
3. 【請求項３】請求項２記載の炭化珪素半導体のオーミッ
   ク電極構造において、 前記第１の反応層はアルミ原子に対するニッケル原子の
   割合を前記金属電極を接続する付近の領域で高くし、前
   記ｐ型炭化珪素半導体基体付近の領域では低く構成した
   事を特徴とする炭化珪素半導体のオーミック電極構造。
4. 【請求項４】請求項１乃至請求項３記載の炭化珪素半導
   体のオーミック電極構造において、 前記第１の反応層は、シリコン原子に対する炭素原子の
   割合が前記ｐ型炭化珪素半導体基体付近の領域で高く、
   前記金属電極を接続する付近の領域で低く構成した事を
   特徴とする炭化珪素半導体のオーミック電極構造。
5. 【請求項５】請求項１乃至請求項４記載の炭化珪素半導
   体のオーミック電極構造において、 前記第１の反応層は、含まれる炭素がグラファイト状の
   炭素からなる層と、ニッケルとシリコンと炭素の化合物
   からなる層とで構成されていることを特徴とする炭化珪
   素半導体のオーミック電極構造。
6. 【請求項６】 請求項５記載の炭化珪素半導体のオーミ
   ック電極構造において、 前記ニッケルとシリコンと炭素の化合物からなる層は、
   前記グラファイト状の炭素からなる層よりも前記ｐ型炭
   化珪素半導体基体側に配置されていることを特徴とする
   炭化珪素半導体のオーミック電極構造。
7. 【請求項７】ｐ型炭化珪素半導体基体に対するオーミッ
   ク電極を形成する製造方法において、 該ｐ型炭化珪素半導体基体の表面にアルミ膜とニッケル
   膜を積層する第１の工程と、 該第１の工程後に真空中で熱処理を施し第１の反応層を
   形成する工程と、 該第１の反応層に電極を接続する工程と、 を有することを特徴とする炭化珪素半導体のオーミック
   電極製造方法。
8. 【請求項８】ｐ型炭化珪素半導体基体に対するオーミッ
   ク電極を形成する製造方法において、 該ｐ型炭化珪素半導体基体の表面にアルミ膜とニッケル
   膜を積層する第１の工程と、 該第１の工程後に熱処理を施しニッケルと炭素とシリコ
   ンとアルミを含む第１の反応層と、該第１の反応層の上
   部にアルミと酸素を含む第２の反応層を形成する工程
   と、 該第２の反応層を除去する工程と、 前記第１の反応層に電極を接続する工程と、 を有することを特徴とする炭化珪素半導体のオーミック
   電極製造方法。
9. 【請求項９】請求項７乃至請求項８記載の炭化珪素半導
   体のオーミック電極製造方法において、 前記第１の工程におけるアルミ膜の膜厚をニッケル膜の
   膜厚より薄く形成することを特徴とする炭化珪素半導体
   のオーミック電極製造方法。