JP2011151428A - 裏面オーミックコンタクトを備えた縦型の半導体デバイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体デバイス10は、半導体基板12と、該半導体基板の表面上にあり、半導体基板の解離温度未満の解離温度を有するエピタキシャル層14と、半導体基板内に形成された漸増キャリヤー濃度帯16と、金属層18とから構成される。漸増キャリヤー濃度帯は、約1000Åの厚さを有し、エピタキシャル層と反対の半導体基板の表面から該表面と反対側の表面に向かって伸びており、該反対側の表面に向かってドーパントの濃度が漸次低下している。金属層は、漸増キャリヤー濃度帯との境界20においてオーミックコンタクトを形成する。
【選択図】図1
Description
したがって、本発明の目的は、上記したニーズを満たす半導体デバイスを提供することである。
また、炭化珪素とオーミックコンタクトとを含む半導体デバイスを提供することは本発明の更なる目的である。さらに、経済的に製造されるオーミックコンタクトを組込んでいる半導体デバイスを提供することは本発明の更に別の目的である。さらにまた、オーミックコンタクトを組込んでいる半導体デバイスを形成する方法を提供することは本発明の更にもう一つ別の目的である。
n型又はp型の炭化珪素("SiC")を用いて半導体デバイス及びオーミックコンタクトを作る場合、本発明が最も有用であることは、例えばSiCのようなバンドギャップの広い半導体及びそれらから形成される半導体デバイスに精通している当業者には理解されるだろう。而して、本発明と実施例とに関する以下の説明により、SiCを用いる本発明の態様は容易に説明される。しかしながら、当業者は、例えば珪素、窒化ガリウム、窒化アルミニウムガリム、及び窒化インジウムガリウムのような他の半導体材料と共に用いるために、本発明が難なく適合されることを容易に認識するだろう。本明細書で用いているように、窒化アルミニウムガリム及び窒化インジウムガリウムは、アルミニウム及びガリウム又はインジウム及びガリウムのモル%が1に等しい化合物を含む。
本発明は、例えば光検出器、発光ダイオード(LED)、レーザーのような縦型デバイスに関して、例えば金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)、絶縁ゲートバイポーラートランジスタ(IGBT)、pn接合及びショットキー整流器のような電力デバイスに関して、及び例えばSIT(静電誘導トランジスタ)のようなマイクロ波デバイスに関して実質的な利点を提供する。検出器、LED及びレーザーの場合では、エピタキシャル成長させた窒化ガリウム層及び窒化インジウムガリウム層は、当該層を極度に損傷すると考えられる温度でアニールすべきではない。窒化インジウムガリウムの場合では、高温での時間は、合金のインジウム組成が増加するので更に重要となる。裏面コンタクトアニール温度を低下させると、SiC基板上に成長させた歪ヘテロエピタキシャル膜におけるインジウム成分又はガリウム成分が亀裂又は解離する確率も低下する。
Claims (13)
- 半導体デバイス(10)であって、
第1表面及び第2表面を有し、第1導電型を有する半導体基板(12)と、
該半導体基板の第1表面上にある少なくとも1つのエピタキシャル層であって、半導体基板の解離温度未満の解離温度を有する材料で形成されるエピタキシャル層(14)と、
半導体基板の第2表面から第1表面に向かって伸びており、第2の表面から第1の表面に向かってドーパントの濃度が漸次低下している漸増キャリヤー濃度帯であって、約1000Åの厚さを有する漸増キャリヤー濃度帯(16)と、
半導体基板の第2表面上に堆積された金属層であって、該金属層と漸増キャリヤー濃度帯との境界(20)においてオーミックコンタクトを形成する、金属層(18)と
からなることを特徴とする半導体デバイス。 - 請求項1記載の半導体デバイスにおいて、半導体基板は、炭化珪素であることを特徴とする半導体デバイス。
- 請求項1又は2記載の半導体デバイスにおいて、注入されるドーパント材料は、窒素、アルミニウム、砒素、燐、硼素及びガリウムから成る群より選択されることを特徴とする半導体デバイス。
- 請求項2記載の半導体デバイスにおいて、炭化珪素における初期キャリヤー濃度が、1×1015cm-3〜1×1019cm-3であることを特徴とする半導体デバイス。
- 請求項4記載の半導体デバイスにおいて、漸増キャリヤー濃度帯におけるキャリヤー濃度が、1×1018cm-3〜1×1020cm-3であり、炭化珪素における初期キャリヤー濃度に比べて高いことを特徴とする半導体デバイス。
- 請求項1〜5いずれかに記載の半導体デバイスにおいて、エピタキシャル層は、窒化ガリウム、窒化アルミニウムガリウム、窒化インジウムガリウム、並びに、珪素、ガリウム、アルミニウム及びインジウムの酸化物から成る群より選択されることを特徴とする半導体デバイス。
- 請求項1〜6いずれかに記載の半導体デバイスにおいて、堆積された金属層は、ニッケル、パラジウム、白金、アルミニウム及びチタンから成る群より選択されることを特徴とする半導体デバイス。
- 半導体デバイス(10)であって、
第1表面及び第2表面を有し、初期導電型を付与する初期濃度のドーパントを有する半導体基板(12)と、
該半導体基板の第1表面上にある少なくとも1つのエピタキシャル層(14)と、
半導体基板の第2表面から第1表面に向かって伸びている漸増キャリヤー濃度帯であって、第2表面から第1表面に向かってドーパント濃度が漸次低下しており、1000Åの厚さを有する漸増キャリヤー濃度帯(16)と、
半導体基板の第2表面上のニッケルからなるオーミックコンタクト(18)と
からなることを特徴とする半導体デバイス。 - 請求項8記載の半導体デバイスにおいて、注入されるドーパント材料は、窒素、アルミニウム、砒素、燐、硼素及びガリウムから成る群より選択されることを特徴とする半導体デバイス。
- 請求項8又は9記載の半導体デバイスにおいて、炭化珪素における初期キャリヤー濃度が、1×1015cm-3〜1×1019cm-3であることを特徴とする半導体デバイス。
- 請求項10記載の半導体デバイスにおいて、漸増キャリヤー濃度帯におけるキャリヤー濃度が、1×1018cm-3〜1×1020cm-3であり、炭化珪素における初期キャリヤー濃度に比べて高いことを特徴とする半導体デバイス。
- 請求項8〜11いずれかに記載の半導体デバイスにおいて、エピタキシャル層は、窒化ガリウム、窒化アルミニウムガリウム、窒化インジウムガリウム、並びに、珪素、ガリウム、アルミニウム及びインジウムの酸化物から成る群より選択されることを特徴とする半導体デバイス。
- 請求項8〜12いずれかに記載の半導体デバイスにおいて、該半導体デバイスは縦型デバイスであることを特徴とする半導体デバイス。
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