JP2013084844A - 炭化珪素半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の炭化珪素半導体装置は、炭化珪素基板1と、基板1上に形成されたn型炭化珪素層2と、n型炭化珪素層2の表面近傍に形成された複数のp型不純物領域3と、p型不純物領域3上の一部に形成されたp型オーミック電極4と、p型不純物領域3上の一部に、p型オーミック電極4を覆うように形成された耐酸性のバリアメタル層5と、バリアメタル層5、p型不純物領域3、及びn型炭化珪素層2上に形成されたショットキー電極6と、ショットキー電極6上に形成された第1の電極と、炭化珪素基板1のn型炭化珪素層が形成されていない側に形成された第2の電極と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
p型炭化珪素に対してオーミック性の電極を形成する金属としては、チタン−アルミニウム(Ti−Al)合金やニッケル(Ni)が知られている。
しかしながら、このショットキー電極形成前の酸洗浄により、p型オーミック電極が酸に曝され、p型オーミック電極の表面が荒れ、その結果、この上に形成されるショットキー電極との電気的な接続性が損なわれることがある。また、p型オーミック電極が酸に曝された際、溶解し粒状になった電極材料がショットキー電極を形成する面に付着する可能性があり、その結果、SiC面上に形成されるショットキー電極との電気的なショットキー接続性が損なわれることがある。
(1)炭化珪素基板と、前記基板上に形成されたn型炭化珪素層と、前記n型炭化珪素層の表面近傍に形成された複数のp型不純物領域と、前記p型不純物領域上の一部に形成されたp型オーミック電極と、前記p型不純物領域上の一部に、前記p型オーミック電極を覆うように形成された耐酸性のバリアメタル層と、前記バリアメタル層、p型不純物領域、及び前記n型炭化珪素層上に形成されたショットキー電極と、前記ショットキー電極上に形成された第1の電極と、前記炭化珪素基板の前記n型炭化珪素層が形成されていない側に形成された第2の電極と、を備えたことを特徴とする炭化珪素半導体装置。
(2)前記p型不純物領域の各々は前記n型炭化珪素層の表面近傍に形成された窪み部の底面から下方に向けて形成されており、前記p型オーミック電極が前記底面上の一部に形成されていることを特徴とする前記(1)に記載の炭化珪素半導体装置。
(3)前記p型不純物領域の各々が凹部を有し、前記p型オーミック電極がその凹部内の一部に形成されていることを特徴とする前記(1)に記載の炭化珪素半導体装置。
(4)前記バリアメタル層がMo、WSi2及びTiNからなる群から選択されたいずれか一つからなることを特徴とする前記(1)から前記(3)のいずれか一つに記載の炭化珪素半導体装置。
(5)炭化珪素基板上にn型炭化珪素層を形成する工程と、前記n型炭化珪素層の表面近傍にドーパントを注入して複数のp型不純物領域を形成する工程と、前記p型不純物領域上の一部にp型オーミック電極を形成する工程と、前記p型不純物領域上の一部に、前記p型オーミック電極を覆うように耐酸性のバリアメタル層を形成する工程と、前記バリアメタル層、前記p型不純物領域、及び前記n型炭化珪素層上にショットキー電極を形成する工程と、を有することを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。
(6)炭化珪素基板上にn型炭化珪素層を形成する工程と、前記n型炭化珪素層の表面近傍に窪み部を形成する工程と、前記窪み部にドーパントを注入して複数のp型不純物領域を形成する工程と、前記p型不純物領域上の一部にp型オーミック電極を形成する工程と、前記窪み部内に、前記p型オーミック電極を覆うように耐酸性のバリアメタル層を形成する工程と、前記バリアメタル層、前記p型不純物領域、及び前記n型炭化珪素層上にショットキー電極を形成する工程と、を有することを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。
(7)炭化珪素基板上にn型炭化珪素層を形成する工程と、前記n型炭化珪素層の表面近傍にドーパントを注入して複数のp型不純物領域を形成する工程と、前記p型不純物領域の表面近傍の一部に凹部を形成する工程と、前記凹部内の一部にp型オーミック電極を形成する工程と、前記凹部内に、前記p型オーミック電極を覆うように耐酸性のバリアメタル層を形成する工程と、前記バリアメタル層、前記p型不純物領域、及び前記n型炭化珪素層上にショットキー電極を形成する工程と、を有することを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。
図1(a)は、本実施形態の炭化珪素半導体装置の一部の一例を示す断面模式図であり、図1(b)は、図1(a)の矩形で囲んだp型オーミック電極4の周辺の拡大図であって、後述する合金化前のものである。
また、図1に示す炭化珪素半導体装置100はさらに、複数のp型不純物領域3を取り囲むように、p型不純物領域3よりも低濃度のp型不純物領域11を備えている。
炭化珪素半導体装置100を実際に使用する際には、第2の電極8上に裏面パッド電極を形成する等、公知の機能層を適宜加えることができる。
なお、第1合金層4aと第2合金層4bとの境界は、電子顕微鏡を用いて断面を観察した際にコントラストが異なる境界から定めることができる。
電極全体で前記ショットキー接合領域が占める面積の割合を大きくすることにより、順方向に電流を流したときの電圧降下を小さくして、電力損失を小さくすることができる
図1に示すように、ショットキー接合とpn接合とは交互に配置され、MPS構造を構成している。
図2(a)は、本実施形態の炭化珪素半導体装置の一部の一例を示す断面模式図であり、図2(b)は、p型オーミック電極24の周辺の拡大図であって、後述する合金化前のものである。
図3(a)は、本実施形態の炭化珪素半導体装置の一例を示す断面模式図であり、図3(b)は、p型オーミック電極34の周辺の拡大図であって、後述する合金化前のものである。
本発明の第1の実施形態である炭化珪素半導体装置100の製造方法について説明する。図4〜図11は、本実施形態のショットキーバリアダイオード100の製造方法の一例を説明するための断面模式図である。なお、図1で示した部材と同一の部材については同一の符号を付している。
本実施形態の炭化珪素半導体装置の製造方法は、炭化珪素基板1上にn型炭化珪素層2を形成する工程と、n型炭化珪素層2の表面近傍にドーパントを注入して複数のp型不純物領域3を形成する工程と、p型不純物領域3上の一部にp型オーミック電極4を形成する工程と、p型不純物領域3上の一部に、p型オーミック電極4を覆うように耐酸性のバリアメタル層5を形成する工程と、バリアメタル層5、p型不純物領域3、及びn型炭化珪素層2上にショットキー電極6を形成する工程と、を有する。
まず、図4に示すように、SiC単結晶基板(炭化珪素基板)1上にn型エピタキシャル層(n型炭化珪素層)2を形成する。
次に、n型エピタキシャル層(n型炭化珪素層)2上を清浄化するために、基板を洗浄するのが好ましい。洗浄としては例えば、硫酸+過酸化水素、水酸化アンモニウム+過酸化水素、塩酸+過酸化水素、フッ酸水溶液等を用いていわゆるRCA洗浄を行う。
次に、図4に示すように、例えばCVD法により、n型エピタキシャル層2上に酸化膜を形成する。
次に、酸化膜上にレジストを塗布した後、ステッパーにより、p型不純物領域3及びそのp型不純物領域3よりも低濃度のp型不純物領域11に対応する窓部を有するフォトレジストパターンを形成する。任意の好適な公知のフォトリソグラフィ法によるパターニングを行うことができるが、ステッパーを用いることにより微細パターンからなるフォトレジストパターンを形成できる。その後、酸化膜をドライエッチングしてp型不純物領域3及びp型不純物領域11に対応する窓部を形成する。
なお、炭化膜は、スパッタ法の代わりに、有機物を塗布した後、熱処理をして形成してもよい。
図5はp型不純物領域3及びp型不純物領域11を形成後の時点の状態を示す断面工程図である。
次に、p型不純物領域3及びp型不純物領域11を形成したn型エピタキシャル層2上に、例えば、CVD法により、シリコン酸化膜(SiO2)からなる表面保護膜7を形成する。
図6は、この時点の状態を示す断面工程図である。
次に、例えばスパッタ法または蒸着法で、p型不純物領域3、11を形成したSiC単結晶基板1の裏面に、例えば、Niからなる金属膜を形成する。
次に、熱処理(例えば、950℃の熱処理)を不活性ガス雰囲気または真空中で行って、裏面オーミック電極8とする。これにより、裏面オーミック電極8は、SiC単結晶基板1の裏面と良好なオーミックコンタクトを形成する。
図7は、この時点の状態を示す断面工程図である。
次に、図8に示すように、表面保護膜7を除去する。なお、表面保護膜7を除去しないで、次の工程において形成するシリコン酸化膜(SiO2膜)12の替わりに用いたり、又は、表面保護膜7の上にシリコン酸化膜(SiO2膜)12を積層して、表面保護膜で用いたシリコン酸化膜とシリコン酸化膜(SiO2膜)12とからなるシリコン酸化膜マスクとして用いてもよい。
次に、p型不純物領域3上の一部に、リフトオフ法やエッチング法等の方法を用いて所望の大きさのp型オーミック電極4を形成する。
本工程について、図9〜図13を用いて説明する。図9〜図13は本実施形態の炭化珪素半導体装置の一例を示す断面模式図であって、一つのp型不純物領域3近傍の拡大図である。
p型オーミック電極4の形成は、p型不純物領域3、11を形成したn型エピタキシャル層2上にチタンを積層する工程(チタン積層工程)と、積層された前記チタンの上方にアルミニウムを積層する工程(アルミニウム積層工程)と、熱処理により合金化する工程(熱処理工程)とから概略構成されている。
なお、p型オーミック電極4は合金化前も合金化後も図面上は同様な模様で示している。
以下では、リフトオフ法を用いた場合について説明する。
まず、前処理として基板を洗浄する。洗浄としては、例えば硫酸+過酸化水素、アンモニア+過酸化水素、フッ酸水溶液、塩酸+過酸化水素、フッ酸水溶液等を用いていわゆるRCA洗浄する。
次に、図9に示すように、シリコン酸化膜(SiO2膜)12を例えば、CVD法により全面に堆積する。
次に、図10に示すように、シリコン酸化膜12上にレジストを塗布した後、そのレジスト層13にステッパーにより、p型オーミック電極4を形成する領域(p型不純物領域3の一部)に対応する部分に開口13aを有するレジストパターンを形成する。任意の好適な公知のフォトリソグラフィ法によるパターニングを行うことができるが、ステッパーを用いることにより微細パターンからなるレジストパターンを形成することができる。
このように、レジスト層13の開口13aよりもシリコン酸化膜12の開口12aを広く形成することにより、図12に示すように、チタン層4aとアルミニウム層4bの積層構造をシリコン酸化膜12から離間させることができる。これにより、その積層構造の合金化の際の加熱によって溶融した金属がシリコン酸化膜12上に飛散してしまうことが回避できる。シリコン酸化膜12の側面と積層構造との離間距離d1は、レジスト層13の開口13aの大きさ及びシリコン酸化膜12の開口12aの大きさを調整することにより、所望の距離に調整できる。
次に、図12に示すように、引き続いて、スパッタ法または蒸着法を用いて、チタン層14a上に全面にアルミニウム層14bを積層する。これにより、合金からなるp型オーミック電極4のうち、アルミニウム層4bがチタン層4a上に形成される。本実施形態では、図12に示すように、先に形成したレジストパターンを用いてセルフアラインにアルミニウム層4bをp型不純物領域3上の一部に形成することができる。
エッチング方法は、ウェットエッチングを用いても、ドライエッチングを用いてもよい。
次に、積層されたチタン層4aとアルミニウム層4bとを熱処理により合金化してp型オーミック電極4を形成することができる。熱処理には、赤外線ランプ加熱装置(RTA装置)等を用いることができる。装置の真空度は、低い方が好ましく、3×10−4Pa以下とすることがより好ましい。先ず、表面の水分を除去して膜の密着性を向上させるため室温から100℃に加熱し、その後熱処理温度まで昇温する。熱処理温度は、880〜930℃が好ましく、890〜910℃がより好ましい。熱処理温度が880℃未満であると合金化反応が充分に促進しないため好ましくなく、930℃を超えると拡散の制御が困難となって所望の合金組成を得られないために好ましくない。また、熱処理時間は、1〜5分が好ましく、1〜3分がより好ましい。熱処理時間が1分未満であると合金化反応が充分に促進しないため好ましくなく、5分を超えると基板との反応が進行しすぎてしまい電極の表面が荒れてしまうために好ましくない。なお、熱処理は、不活性ガス雰囲気で行うことが好ましく、アルゴン雰囲気で行うことがより好ましい。このようにして、チタン−アルミニウムからなるニ元系の合金膜を形成する。
次に、p型不純物領域3上の一部に、p型オーミック電極4を覆うように耐酸性のバリアメタル層5を形成する。
本工程について、図14〜図18を用いて説明する。図14〜図18は本実施形態の炭化珪素半導体装置の一例を示す断面模式図であって、一つのp型不純物領域3近傍の拡大図である。
さらに、図18に示すように、シリコン酸化膜12を除去することにより、p型不純物領域3上の一部に、p型オーミック電極4を覆うように耐酸性のバリアメタル層5を形成することができる。
図19はp型オーミック電極4を形成後の状態を示す断面工程図である。
上記工程までに形成した構造体(p型オーミック電極周辺にシリコン酸化膜12が残っているもの)について、続くショットキー電極形成工程の前に、表面酸処理(酸洗浄)を行うことにより、半導体表面を清浄な状態にすることができる。
表面酸処理(酸洗浄)は例えば、バッファードフッ酸又は希フッ酸に浸漬して行うことができる。
次に、バリアメタル層5、p型不純物領域3、及びn型炭化珪素層2上に形成されたショットキー電極6を形成する。
また、この工程は、レジストを塗布した後、フォトレジストパターンを形成し、次に、スパッタ法または蒸着法で、窓部を形成したレジスト上に、例えば、チタンまたはモリブデンなどからなる金属膜を形成し、上記レジストを除去(リフトオフ)することにより、窓部に形成された金属膜のみをバリアメタル層5、p型不純物領域3、及びn型炭化珪素層2を覆うように残してもよい。
図20は、この時点の状態を示す断面工程図である。
次に、ショットキー電極6を形成したn型エピタキシャル層2上にレジストを塗布した後、露光・現像により、フォトレジストパターンを形成する。
次に、蒸着法により、窓部を形成したレジスト上に、例えば、アルミニウムからなる金属膜を形成する。スパッタ法又はメッキ等によって形成してもよい。
次に、上記レジストを除去(リフトオフ)することにより、窓部に形成された金属膜のみをショットキー電極6を覆うように残すことができる。
これにより、ショットキー電極6に接続された表面パッド電極7を形成する。
図21は、この時点の状態を示す断面工程図である。
次に、表面パッド電極7を形成したN型エピタキシャル層2上に、パッシベーション膜を塗布する。パッシベーション膜としては例えば、感光性ポリイミド膜を用いる。
次に、露光・現像により、パターン化されたパッシベーション膜12を形成する。図11は、この時点の状態を示す断面工程図であって、表面パッド電極7の表面の一部が露出され、表面パッド電極7の端部7cのみを覆うようにパッシベーション膜12が形成する。
最後に、スパッタ法で、裏面オーミック電極(第2の電極)8上に、裏面パッド電極として、例えば、Ni/Agなどからなる2層の金属膜を形成する。
図22は、この時点の状態を示す断面工程図である。
以上の工程を行って、図1に示すショットキーバリアダイオード100を作製することができる。
上述したp型オーミック電極形成を以下の工程で行うことができる。上述した工程のうち、相違する工程について以下に説明する。この工程では図10〜図12で示した工程に替えて、図23〜図27で示した工程を行う。
次に、図25に示すように、レジスト層を除去する。
レジストパターンで逆テーパを形成するには、いわゆる反転露光を行う。具体的には、市販されているネガ型レジストを塗布し、露光、ベーキング、全面露光、現像する。露光・全面露光条件と、ベーキング条件、全面露光条件を調整することで好適な逆テーパ形状を得ることができる。
このチタン層4aとアルミニウム層4bの積層構造は、その平面視した大きさは、レジスト層16のSiC単結晶基板1から遠い側の開口16aの大きさに対応しており、図27に示すように、チタン層4aとアルミニウム層4bの積層構造をシリコン酸化膜12から離間させることができる。これにより、その積層構造の合金化の際の加熱によって溶融した金属がシリコン酸化膜12上に飛散してしまうことが回避できる。シリコン酸化膜12の側面と積層構造との離間距離d2は、レジスト層16の開口16aの大きさ及びシリコン酸化膜12の開口12aの大きさを調整することにより、所望の距離に調整できる。
本発明の第2の実施形態である炭化珪素半導体装置200の製造方法について説明する。図28〜図31は、本実施形態のショットキーバリアダイオード200の製造方法の一例を説明するための断面模式図であって、一つのp型不純物領域23近傍の拡大図である。なお、図1〜図27で示した部材と同一の部材については同一の符号を付している。
まず、SiC単結晶基板(炭化珪素基板)1上にn型エピタキシャル層(n型炭化珪素層)2を形成する。
次に、n型エピタキシャル層2の表面近傍に窪み部21を形成する。
この工程は以下ように行うことができる。
図28に示すように、例えばCVD法により、n型エピタキシャル層2上に酸化膜22を形成する。
次に、その酸化膜22上にレジストを塗布した後、そのレジスト層に窪み部21に対応する窓部を有するフォトレジストパターンを形成する。
その後、酸化膜22をドライエッチングしてp型不純物領域23及びp型不純物領域11を形成するための窓部22aを形成する。
ドライエッチングの条件としては例えば、エッチングガスにSF6、希釈ガスにAr、圧力は1Pa、RF出力は500W程度で行うことができる。
SiO2等の酸化膜マスクや、SiN等の窒化膜マスクを用いてドライエッチングを行ってもよい。
次に、図29に示すように、窓部22aが形成された酸化膜22をマスクとして用いて、p型不純物となるアルミニウムまたはボロンをn型エピタキシャル層2の窪み部21の底部にイオン注入してp型不純物領域23及びp型不純物領域11を形成する。
次に、酸化膜22を除去した後、注入したイオンの活性化を行うために熱処理を行う。
次に、第1実施形態及びその変形例と同様な工程により、p型不純物領域23及びp型不純物領域11を形成したn型エピタキシャル層2上に、例えば、CVD法により、シリコン酸化膜(SiO2)からなる表面保護膜(図示せず)を形成する。
次に、第1の実施形態と同様に、例えばスパッタ法または蒸着法で、p型不純物領域23、11を形成したSiC単結晶基板1の裏面に、例えば、Niからなる金属膜(図示せず)を形成する。
次に、熱処理(例えば、950℃の熱処理)を不活性ガス雰囲気または真空中で行って、裏面オーミック電極(図示せず)とする。これにより、裏面オーミック電極は、SiC単結晶基板1の裏面と良好なオーミックコンタクトを形成する。
次に、図30に示すように、n型エピタキシャル層2の窪み部21内のp型不純物領域23上に、p型オーミック電極24を形成する。
p型オーミック電極形成工程は、第1実施形態及びその変形例と同様な工程で行うことができる。
次に、図30に示すように、窪み部21内のp型不純物領域23上の一部に、p型オーミック電極24を覆うように耐酸性のバリアメタル層25を形成する。
バリアメタル形成工程は、第1実施形態と同様な工程で行うことができる。
バリアメタル層25を形成することによって、ショットキー電極形成前に酸洗浄を行ってもp型オーミック電極4がその酸に曝されないので、p型オーミック電極とショットキー電極との良好な電気的接続を形成することができる。
上記工程までに形成した構造体(p型オーミック電極周辺にシリコン酸化膜22が残っているもの)について、続くショットキー電極形成工程の前に、表面酸処理(酸洗浄)を行うことにより、半導体表面を極めて清浄な状態にすることができる。
表面酸処理(酸洗浄)は例えば、バッファードフッ酸又は希フッ酸に浸漬して行うことができる。
次に、図31に示すように、バリアメタル層25、p型不純物領域23、及びn型炭化珪素層22上に形成されたショットキー電極26を形成する。
ショットキー電極形成工程は、第1実施形態と同様な工程で行うことができる。
次に、ショットキー電極26上に表面パッド電極を形成する。
表面パッド電極形成工程は、第1実施形態と同様な工程で行うことができる。
次に、第1実施形態と同様に、表面パッド電極7の表面の一部が露出され、表面パッド電極の端部のみを覆うようにパッシベーション膜を形成する。
パッシベーション膜形成工程は、第1実施形態と同様な工程で行うことができる。
最後に、スパッタ法で、裏面オーミック電極上に、裏面パッド電極として、例えば、Ni/Agなどからなる2層の金属膜を形成する。
裏面パッド電極形成工程は、第1実施形態と同様な工程で行うことができる。
以上の工程を行って、図2に示すショットキーバリアダイオード200を作製することができる。
本発明の第3の実施形態である炭化珪素半導体装置300の製造方法について説明する。図32〜図37は、本実施形態のショットキーバリアダイオード300の製造方法の一例を断面模式図であって、一つのp型不純物領域33近傍の拡大図である。なお、図1〜図22で示した部材と同一の部材については同一の符号を付している。
次に、SiC単結晶基板(炭化珪素基板)1上にn型エピタキシャル層(n型炭化珪素層)2を形成する。
次に、図33に示すように、n型エピタキシャル層2の表面近傍に複数のp型不純物領域33及びp型不純物領域11を形成する。
この工程は以下のように行うことができる。
まず、図32に示すように、例えば、フォトリソグラフィ法及びエッチング法を用いて、窓部32aを有する酸化膜からなるマスク32を形成する。このマスク32を用いて、p型不純物となるアルミニウムまたはボロンをn型エピタキシャル層2の窓部32aによって露出された部分にイオン注入して複数のp型不純物領域33及びp型不純物領域11を形成する。
次に、酸化膜32を除去した後、注入したイオンの活性化を行うために熱処理を行う。
次に、p型不純物領域33の表面近傍の一部にp型オーミック電極を形成するための凹部31を形成する。
この工程は以下のように行うことができる。
ドライエッチングの条件としては例えば、エッチングガスにSF6、希釈ガスにAr、圧力は1Pa、RF出力は500W程度で行うことができる。
SiO2等の酸化膜マスクや、SiN等の窒化膜マスクを用いてドライエッチングを行ってもよい。
次に、第1実施形態及びその変形例と同様な工程により、p型不純物領域33及びp型不純物領域11を形成したn型エピタキシャル層2上に、例えば、CVD法により、シリコン酸化膜(SiO2)からなる表面保護膜(図示せず)を形成する。
次に、第1の実施形態と同様に、例えばスパッタ法または蒸着法で、p型不純物領域33、11を形成したSiC単結晶基板1の裏面に、例えば、Niからなる金属膜(図示せず)を形成する。
次に、熱処理(例えば、950℃の熱処理)を不活性ガス雰囲気または真空中で行って、裏面オーミック電極(図示せず)とする。これにより、裏面オーミック電極は、SiC単結晶基板1の裏面と良好なオーミックコンタクトを形成する。
次に、図36に示すように、n型エピタキシャル層2の凹部31内のp型不純物領域33上に、p型オーミック電極34を形成する。
p型オーミック電極形成工程は、第1実施形態及びその変形例と同様な工程で行うことができる。
次に、図36に示すように、凹部31内のp型不純物領域33上の一部に、p型オーミック電極34を覆うように耐酸性のバリアメタル層35を形成する。
バリアメタル形成工程は、第1実施形態と同様な工程で行うことができる。
バリアメタル層35を形成することによって、ショットキー電極形成前に酸洗浄を行ってもp型オーミック電極34がその酸に曝されないので、p型オーミック電極とショットキー電極との良好な電気的接続を形成することができる。
上記工程までに形成した構造体(p型オーミック電極周辺にシリコン酸化膜12が残っているもの)について、続くショットキー電極形成工程の前に、表面酸処理(酸洗浄)を行うことにより、半導体表面を極めて清浄な状態にすることができる。
表面酸処理(酸洗浄)は例えば、バッファードフッ酸又は希フッ酸に浸漬して行うことができる。
次に、図37に示すように、バリアメタル層35、p型不純物領域33、及びn型炭化珪素層2上に形成されたショットキー電極36を形成する。
ショットキー電極形成工程は、第1実施形態と同様な工程で行うことができる。
次に、第1実施形態と同様に、ショットキー電極36上に表面パッド電極を形成する。
表面パッド電極形成工程は、第1実施形態と同様な工程で行うことができる。
次に、第1実施形態と同様に、表面パッド電極の表面の一部が露出され、表面パッド電極の端部のみを覆うようにパッシベーション膜を形成する。
パッシベーション膜形成工程は、第1実施形態と同様な工程で行うことができる。
最後に、スパッタ法で、裏面オーミック電極上に、裏面パッド電極として、例えば、Ni/Agなどからなる2層の金属膜を形成する。
裏面パッド電極形成工程は、第1実施形態と同様な工程で行うことができる。
以上の工程を行って、図3に示すショットキーバリアダイオード200を作製することができる。
2 n型炭化珪素層
3、23、33 p型不純物領域
4、24、34 p型オーミック電極
5、25、35 バリアメタル層
6、26、36 ショットキー電極
7 第1の電極(表面パッド電極)
8 第2の電極(裏面オーミック電極)
31 凹部
32 窪み部
100、200、300 炭化珪素半導体装置
Claims (7)
- 炭化珪素基板と、前記基板上に形成されたn型炭化珪素層と、前記n型炭化珪素層の表面近傍に形成された複数のp型不純物領域と、前記p型不純物領域上の一部に形成されたp型オーミック電極と、前記p型不純物領域上の一部に、前記p型オーミック電極を覆うように形成された耐酸性のバリアメタル層と、前記バリアメタル層、p型不純物領域、及び前記n型炭化珪素層上に形成されたショットキー電極と、前記ショットキー電極上に形成された第1の電極と、前記炭化珪素基板の前記n型炭化珪素層が形成されていない側に形成された第2の電極と、を備えたことを特徴とする炭化珪素半導体装置。
- 前記p型不純物領域の各々は前記n型炭化珪素層の表面近傍に形成された窪み部の底面から下方に向けて形成されており、前記p型オーミック電極が前記底面上の一部に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の炭化珪素半導体装置。
- 前記p型不純物領域の各々が凹部を有し、前記p型オーミック電極がその凹部内の一部に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の炭化珪素半導体装置。
- 前記バリアメタル層がMo、WSi2及びTiNからなる群から選択されたいずれか一つからなることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の炭化珪素半導体装置。
- 炭化珪素基板上にn型炭化珪素層を形成する工程と、前記n型炭化珪素層の表面近傍にドーパントを注入して複数のp型不純物領域を形成する工程と、前記p型不純物領域上の一部にp型オーミック電極を形成する工程と、前記p型不純物領域上の一部に、前記p型オーミック電極を覆うように耐酸性のバリアメタル層を形成する工程と、前記バリアメタル層、前記p型不純物領域、及び前記n型炭化珪素層上にショットキー電極を形成する工程と、を有することを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。
- 炭化珪素基板上にn型炭化珪素層を形成する工程と、前記n型炭化珪素層の表面近傍に窪み部を形成する工程と、前記窪み部にドーパントを注入して複数のp型不純物領域を形成する工程と、前記p型不純物領域上の一部にp型オーミック電極を形成する工程と、前記窪み部内に、前記p型オーミック電極を覆うように耐酸性のバリアメタル層を形成する工程と、前記バリアメタル層、前記p型不純物領域、及び前記n型炭化珪素層上にショットキー電極を形成する工程と、を有することを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。
- 炭化珪素基板上にn型炭化珪素層を形成する工程と、前記n型炭化珪素層の表面近傍にドーパントを注入して複数のp型不純物領域を形成する工程と、前記p型不純物領域の表面近傍の一部に凹部を形成する工程と、前記凹部内の一部にp型オーミック電極を形成する工程と、前記凹部内に、前記p型オーミック電極を覆うように耐酸性のバリアメタル層を形成する工程と、前記バリアメタル層、前記p型不純物領域、及び前記n型炭化珪素層上にショットキー電極を形成する工程と、を有することを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。
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