JP2017076743A - Silicon carbide semiconductor device manufacturing method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a silicon carbide semiconductor device manufacturing method which allows a silicon carbide substrate and an electrode to form ohmic junction across a whole area of a silicon carbide substrate with low contact resistance.SOLUTION: A silicon carbide semiconductor device manufacturing method comprises: a process of forming a first conductive film 25 on a second principal surface of a silicon carbide substrate 10; a process of forming a second conductive film 27 on the first conductive film 25; and a process of irradiating laser beams on the first conductive film 25 and the second conductive film 27 to form a first electrode which forms ohmic junction with the silicon carbide substrate 10. The first electrode includes a material for composing the first conductive film 25 and a material for composing the second conductive film 27. The second conductive film 27 has reflectivity lower than that of the first conductive film 25 in a wavelength of the laser beams.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本開示は、炭化珪素半導体装置の製造方法に関する。   The present disclosure relates to a method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device.

特開２０１２−９９５９８号公報（特許文献１）には、炭化珪素基板と電極とをレーザアニールによってオーミック接合させる工程を備える炭化珪素（ＳｉＣ）半導体装置の製造方法が開示されている。   Japanese Patent Laying-Open No. 2012-99598 (Patent Document 1) discloses a method for manufacturing a silicon carbide (SiC) semiconductor device including a step of ohmic bonding a silicon carbide substrate and an electrode by laser annealing.

特開２０１２−９９５９８号公報JP 2012-99598 A

本開示の目的は、炭化珪素基板全体にわたって、炭化珪素基板と電極とを低い接触抵抗でオーミック接合させることができる炭化珪素半導体装置の製造方法を提供することである。   An object of the present disclosure is to provide a method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device capable of ohmic bonding a silicon carbide substrate and an electrode with low contact resistance over the entire silicon carbide substrate.

本開示に係る炭化珪素半導体装置の製造方法は、第１の主面と第１の主面と反対側の第２の主面とを有する炭化珪素基板の第２の主面上に第１導電膜を形成する工程と、第１導電膜上に第２導電膜を形成する工程と、第１導電膜及び第２導電膜にレーザ光を照射することにより、炭化珪素基板とオーミック接合する第１電極を形成する工程とを備える。第１電極は、第１導電膜を構成する材料と第２導電膜を構成する材料とを含む。第２導電膜は、レーザ光の波長において、第１導電膜よりも低い反射率を有する。   A method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to the present disclosure includes a first conductive surface formed on a second main surface of a silicon carbide substrate having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface. A step of forming a film, a step of forming a second conductive film on the first conductive film, and a first ohmic junction with the silicon carbide substrate by irradiating the first conductive film and the second conductive film with laser light. Forming an electrode. The first electrode includes a material constituting the first conductive film and a material constituting the second conductive film. The second conductive film has a lower reflectance than the first conductive film at the wavelength of the laser light.

本開示によれば、炭化珪素基板全体にわたって、炭化珪素基板と第１電極とを低い接触抵抗でオーミック接合させることができる炭化珪素半導体装置の製造方法を提供することができる。   According to the present disclosure, it is possible to provide a method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device capable of ohmic bonding the silicon carbide substrate and the first electrode with low contact resistance over the entire silicon carbide substrate.

実施の形態１及び２に係る炭化珪素半導体装置の製造方法を概略的に示すフローチャートである。3 is a flowchart schematically showing a method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to the first and second embodiments. 実施の形態１及び２に係る炭化珪素半導体装置の構造を示す概略断面図である。1 is a schematic cross sectional view showing a structure of a silicon carbide semiconductor device according to first and second embodiments. 実施の形態１及び２に係る炭化珪素半導体装置の製造方法における工程（Ｓ１０）を説明するための概略断面図である。FIG. 11 is a schematic cross sectional view for illustrating step (S10) in the method for manufacturing the silicon carbide semiconductor device according to the first and second embodiments. 実施の形態１及び２に係る炭化珪素半導体装置の製造方法における工程（Ｓ４０）を説明するための概略断面図である。FIG. 11 is a schematic cross sectional view for illustrating a step (S40) in the method for manufacturing the silicon carbide semiconductor device according to the first and second embodiments. 実施の形態１に係る炭化珪素半導体装置の製造方法における工程（Ｓ５０）を説明するための概略断面図である。FIG. 5 is a schematic cross sectional view for illustrating a step (S50) in the method for manufacturing the silicon carbide semiconductor device according to the first embodiment. 実施の形態１及び２に係る炭化珪素半導体装置の製造方法における工程（Ｓ６０）を説明するための概略部分断面図である。FIG. 11 is a schematic partial cross sectional view for illustrating step (S60) in the method for manufacturing the silicon carbide semiconductor device according to the first and second embodiments. 実施の形態１及び２に係る炭化珪素半導体装置の製造方法における工程（Ｓ７０）を説明するための概略断面図である。FIG. 11 is a schematic cross sectional view for illustrating a step (S70) in the method for manufacturing the silicon carbide semiconductor device according to the first and second embodiments. 実施の形態２に係る炭化珪素半導体装置の製造方法における工程（Ｓ５０）を説明するための概略断面図である。FIG. 11 is a schematic cross sectional view for illustrating a step (S50) in the method for manufacturing the silicon carbide semiconductor device according to the second embodiment.

[本開示の実施の形態の概要]
（１）本開示に係る炭化珪素半導体装置１の製造方法は以下の工程を備えている。第１の主面１１と第１の主面１１と反対側の第２の主面１２とを有する炭化珪素基板１０の第２の主面１２上に第１導電膜２５を形成する。第１導電膜２５上に第２導電膜２７を形成する。第１導電膜２５及び第２導電膜２７にレーザ光５２を照射することにより、炭化珪素基板１０とオーミック接合する第１電極３０を形成する。第１電極３０は、第１導電膜２５を構成する材料と第２導電膜２７を構成する材料とを含む。第２導電膜２７は、レーザ光５２の波長において、第１導電膜２５よりも低い反射率を有する。 [Outline of Embodiment of the Present Disclosure]
(1) The method for manufacturing the silicon carbide semiconductor device 1 according to the present disclosure includes the following steps. First conductive film 25 is formed on second main surface 12 of silicon carbide substrate 10 having first main surface 11 and second main surface 12 opposite to first main surface 11. A second conductive film 27 is formed on the first conductive film 25. By irradiating the first conductive film 25 and the second conductive film 27 with laser light 52, the first electrode 30 that is in ohmic contact with the silicon carbide substrate 10 is formed. The first electrode 30 includes a material constituting the first conductive film 25 and a material constituting the second conductive film 27. The second conductive film 27 has a lower reflectance than the first conductive film 25 at the wavelength of the laser light 52.

第２導電膜２７は、レーザ光５２の波長において、第１導電膜２５よりも低い反射率を有する。そのため、レーザ光源５１へ戻るレーザ光５２の強度を減少させることができる。炭化珪素基板１０と第１電極３０とをオーミック接合するためにレーザ光５２を炭化珪素基板１０全体にわたって照射する間、レーザ光５２の強度が低下することを抑制することができる。その結果、炭化珪素基板１０全体にわたって、炭化珪素基板１０と第１電極３０とを低い接触抵抗でオーミック接合させることができる。   The second conductive film 27 has a lower reflectance than the first conductive film 25 at the wavelength of the laser light 52. Therefore, the intensity of the laser beam 52 returning to the laser light source 51 can be reduced. While the silicon carbide substrate 10 and the first electrode 30 are ohmically joined to each other, the intensity of the laser beam 52 can be suppressed from being lowered while the laser beam 52 is irradiated over the entire silicon carbide substrate 10. As a result, the silicon carbide substrate 10 and the first electrode 30 can be ohmic-bonded with a low contact resistance over the entire silicon carbide substrate 10.

（２）上記（１）に係る炭化珪素半導体装置１の製造方法において、第１電極３０は、金、銀、銅、炭素、チタン、セリウム、亜鉛、インジウム、錫、酸素からなる群から選択される少なくとも１つの元素を含んでもよい。   (2) In the method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 according to (1), the first electrode 30 is selected from the group consisting of gold, silver, copper, carbon, titanium, cerium, zinc, indium, tin, and oxygen. May contain at least one element.

（３）上記（１）または（２）に係る炭化珪素半導体装置１の製造方法において、第１導電膜２５は、ニッケル、ニッケルシリサイドまたはチタンアルミニウムシリサイドのいずれかからなってもよい。そのため、炭化珪素基板１０と第１電極３０との間の接触抵抗を低減させることができる。   (3) In the method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 according to (1) or (2), the first conductive film 25 may be made of nickel, nickel silicide, or titanium aluminum silicide. Therefore, the contact resistance between silicon carbide substrate 10 and first electrode 30 can be reduced.

（４）上記（１）から（３）のいずれかに係る炭化珪素半導体装置１の製造方法において、第２導電膜２７は、金、銀、銅、グラファイト、ダイアモンドライクカーボン、酸化チタン、酸化セリウム、酸化亜鉛、酸化インジウム錫からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含んでもよい。   (4) In the method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 according to any one of (1) to (3), the second conductive film 27 is made of gold, silver, copper, graphite, diamond-like carbon, titanium oxide, cerium oxide. And at least one material selected from the group consisting of zinc oxide and indium tin oxide.

（５）上記（１）から（３）のいずれかに係る炭化珪素半導体装置１の製造方法において、第２導電膜２７は、多層膜（２８，２９）であってもよい。そのため、レーザ光源５１へ戻るレーザ光５２の強度を減少させることができる。その結果、炭化珪素基板１０全体にわたって、炭化珪素基板１０と第１電極３０とを低い接触抵抗でオーミック接合させることができる。   (5) In the method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 according to any one of (1) to (3), the second conductive film 27 may be a multilayer film (28, 29). Therefore, the intensity of the laser beam 52 returning to the laser light source 51 can be reduced. As a result, the silicon carbide substrate 10 and the first electrode 30 can be ohmic-bonded with a low contact resistance over the entire silicon carbide substrate 10.

（６）上記（５）に係る炭化珪素半導体装置１の製造方法において、多層膜（２８，２９）は、酸化チタンからなる第１の層２８と、酸化シリコンからなる第２の層２９とを含んでもよい。   (6) In the method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 according to (5), the multilayer films (28, 29) include a first layer 28 made of titanium oxide and a second layer 29 made of silicon oxide. May be included.

（７）上記（５）に係る炭化珪素半導体装置１の製造方法において、多層膜（２８，２９）は、酸化インジウム錫からなる第１の層２８と、銀及びニッケルの少なくとも１つからなる第２の層２９とを含んでもよい。   (7) In the method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 according to (5) above, the multilayer films (28, 29) are the first layer 28 made of indium tin oxide and the first layer made of at least one of silver and nickel. 2 layers 29 may be included.

（８）上記（１）から（７）のいずれかに係る炭化珪素半導体装置１の製造方法において、第２導電膜２７は、５０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下の厚さを有してもよい。第２導電膜２７は、１５０ｎｍ以下の厚さを有するため、レーザ光５２の強度が第２導電膜２７によって大きく減衰することなく、レーザ光５２が炭化珪素基板１０と第１導電膜２５との界面に達する。そのため、炭化珪素基板１０全体にわたって、炭化珪素基板１０と第１電極３０とを低い接触抵抗でオーミック接合させることができる。   (8) In the method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 according to any one of (1) to (7), second conductive film 27 may have a thickness of not less than 50 nm and not more than 150 nm. Since the second conductive film 27 has a thickness of 150 nm or less, the intensity of the laser light 52 is not greatly attenuated by the second conductive film 27, so that the laser light 52 is transmitted between the silicon carbide substrate 10 and the first conductive film 25. Reach the interface. Therefore, the silicon carbide substrate 10 and the first electrode 30 can be ohmic-bonded with a low contact resistance over the entire silicon carbide substrate 10.

（９）上記（１）から（８）のいずれかに係る炭化珪素半導体装置１の製造方法において、第２導電膜２７は、第１導電膜２５よりも低い電気抵抗率を有してもよい。第１導電膜２５を構成する材料と第２導電膜２７を構成する材料とが混ざり合って、炭化珪素基板１０とオーミック接合する第１電極３０が形成される。第２導電膜２７は第１導電膜２５よりも低い電気抵抗率を有するため、炭化珪素基板１０と第１電極３０との接触抵抗を低下させすることができる。   (9) In the method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 according to any one of (1) to (8), the second conductive film 27 may have a lower electrical resistivity than the first conductive film 25. . The material constituting first conductive film 25 and the material constituting second conductive film 27 are mixed to form first electrode 30 that is in ohmic contact with silicon carbide substrate 10. Since second conductive film 27 has a lower electrical resistivity than first conductive film 25, the contact resistance between silicon carbide substrate 10 and first electrode 30 can be reduced.

（１０）上記（１）から（９）のいずれかに係る炭化珪素半導体装置１の製造方法において、レーザ光５２は、１５０ｎｍから４００ｎｍの波長を有してもよい。レーザ光５２は、炭化珪素基板１０を構成する炭化珪素のバンドギャップエネルギー付近のエネルギーまたは炭化珪素のバンドギャップエネルギーより大きなエネルギーを有するため、短い時間で、第１導電膜２５及び第２導電膜２７をアニールして第１電極３０を形成することができる。   (10) In the method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 according to any one of (1) to (9) above, laser beam 52 may have a wavelength of 150 nm to 400 nm. Since the laser light 52 has energy in the vicinity of the band gap energy of silicon carbide constituting the silicon carbide substrate 10 or energy larger than the band gap energy of silicon carbide, the first conductive film 25 and the second conductive film 27 are formed in a short time. Can be annealed to form the first electrode 30.

（１１）上記（１）から（１０）のいずれかに係る炭化珪素半導体装置１の製造方法において、炭化珪素基板１０上に第１導電膜２５を形成する工程の前に、炭化珪素基板１０の第２の主面１２を研削する工程をさらに備えてもよい。炭化珪素基板１０の第２の主面１２側を研削して炭化珪素基板１０を薄くすることにより、炭化珪素基板１０の厚さ方向の電気抵抗を小さくすることができ、例えば、炭化珪素半導体装置１のオン抵抗を減少させることができる。   (11) In the method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 according to any one of (1) to (10) above, before the step of forming first conductive film 25 on silicon carbide substrate 10, You may further provide the process of grinding the 2nd main surface 12. FIG. By grinding the second main surface 12 side of the silicon carbide substrate 10 to make the silicon carbide substrate 10 thinner, the electrical resistance in the thickness direction of the silicon carbide substrate 10 can be reduced. For example, a silicon carbide semiconductor device 1 on-resistance can be reduced.

（１２）上記（１）から（１１）のいずれかに係る炭化珪素半導体装置１の製造方法において、第１電極３０上に第２電極４０を形成する工程をさらに備えてもよい。レーザ光５２によって第１導電膜２５及び第２導電膜２７がアニールされるため、ランプアニールよりも短時間で第１導電膜２５及び第２導電膜２７がアニールされ得る。そのため、炭化珪素基板１０から炭素原子が第１電極３０の表面に析出することを抑制することができ、第１電極３０の表面における炭素の濃度を低くすることができる。その結果、第１電極３０の表面上に形成される第２電極４０が、第１電極３０と剥離しにくくなる。   (12) The method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 according to any one of (1) to (11) may further include a step of forming second electrode 40 on first electrode 30. Since the first conductive film 25 and the second conductive film 27 are annealed by the laser beam 52, the first conductive film 25 and the second conductive film 27 can be annealed in a shorter time than lamp annealing. Therefore, it can suppress that a carbon atom precipitates on the surface of the 1st electrode 30 from the silicon carbide substrate 10, and the density | concentration of the carbon in the surface of the 1st electrode 30 can be made low. As a result, the second electrode 40 formed on the surface of the first electrode 30 is difficult to peel off from the first electrode 30.

（１３）上記（１２）に係る炭化珪素半導体装置１の製造方法において、第２電極４０は、チタン、ニッケル、白金、金からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含んでもよい。   (13) In the method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 according to (12), second electrode 40 may include at least one material selected from the group consisting of titanium, nickel, platinum, and gold.

[実施の形態の詳細]
次に、図面を参照しながら、本開示の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。 [Details of the embodiment]
Next, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

（実施の形態１）
図１及び図２に示されるように、実施の形態１の炭化珪素半導体装置１の製造方法は、第１導電膜２５を形成する工程（Ｓ４０）と、第２導電膜２７を形成する工程（Ｓ５０）と、第１電極３０を形成する工程（Ｓ６０）とを主に備える。本実施の形態の炭化珪素半導体装置１の製造方法は、炭化珪素基板１０を準備する工程（Ｓ１０）と、炭化珪素基板１０の第２の主面１２を研削する工程（Ｓ２０）と、ダメージ層を除去する工程（Ｓ３０）と、第２電極４０を形成する工程（Ｓ７０）と、炭化珪素基板１０をダイシングする工程（Ｓ８０）とをさらに備えてもよい。以下、縦型ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を例に、本実施の形態に係る炭化珪素半導体装置１及びその製造方法を説明する。 (Embodiment 1)
As shown in FIGS. 1 and 2, the method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 of the first embodiment includes a step of forming first conductive film 25 (S <b> 40) and a step of forming second conductive film 27 ( S50) and a step of forming the first electrode 30 (S60) are mainly provided. The method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 of the present embodiment includes a step of preparing silicon carbide substrate 10 (S10), a step of grinding second main surface 12 of silicon carbide substrate 10 (S20), and a damage layer. A step of removing (S30), a step of forming the second electrode 40 (S70), and a step of dicing the silicon carbide substrate (S80) may be further included. Hereinafter, silicon carbide semiconductor device 1 according to the present embodiment and a method for manufacturing the same will be described by taking a vertical MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) as an example.

図２に示されるように、本実施の形態の炭化珪素半導体装置１はプレーナ構造を有する縦型ＭＯＳＦＥＴである。炭化珪素半導体装置１は、第１の主面１１と第１の主面１１の反対側の第２の主面１２とを有する炭化珪素基板１０を備えている。炭化珪素基板１０は、炭化珪素層１３とエピタキシャル層１４とを含む。炭化珪素層１３及びエピタキシャル層１４は、例えば、ｎ型の導電型を有する。   As shown in FIG. 2, silicon carbide semiconductor device 1 of the present embodiment is a vertical MOSFET having a planar structure. Silicon carbide semiconductor device 1 includes a silicon carbide substrate 10 having a first main surface 11 and a second main surface 12 opposite to the first main surface 11. Silicon carbide substrate 10 includes a silicon carbide layer 13 and an epitaxial layer 14. Silicon carbide layer 13 and epitaxial layer 14 have, for example, an n-type conductivity type.

エピタキシャル層１４は、炭化珪素層１３上にエピタキシャル成長された半導体層である。エピタキシャル層１４は、ボディ領域１５、ｎ+領域１６、コンタクト領域１８のような不純物領域を有している。エピタキシャル層１４上に、ゲート絶縁膜２０、ソース電極２１、ゲート電極２２及び表面側パッド電極２３が形成されている。 Epitaxial layer 14 is a semiconductor layer epitaxially grown on silicon carbide layer 13. Epitaxial layer 14 has impurity regions such as body region 15, n + region 16, and contact region 18. On the epitaxial layer 14, a gate insulating film 20, a source electrode 21, a gate electrode 22, and a surface side pad electrode 23 are formed.

第２の主面１２上に、第２の主面１２とオーミック接合する第１電極３０と、第１電極３０上に形成されかつ裏面側パッド電極として機能する第２電極４０とが形成されている。炭化珪素半導体装置１において、第１電極３０及び第２電極４０は、ドレイン電極として機能している。以下、第１電極３０の形成方法を中心に、本実施の形態に係る炭化珪素半導体装置１の製造方法を説明する。   A first electrode 30 that is in ohmic contact with the second main surface 12 and a second electrode 40 that is formed on the first electrode 30 and functions as a back-side pad electrode are formed on the second main surface 12. Yes. In the silicon carbide semiconductor device 1, the first electrode 30 and the second electrode 40 function as drain electrodes. Hereinafter, a method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 according to the present embodiment will be described focusing on a method for forming first electrode 30.

〔炭化珪素基板準備工程（Ｓ１０）〕
図３に示されるように、本実施の形態に係る炭化珪素半導体装置１の製造方法は、炭化珪素基板１０を準備する工程（Ｓ１０）を備えてもよい。炭化珪素基板１０は、炭化珪素ウエハであってもよい。炭化珪素基板１０は、第１の主面１１と第１の主面１１の反対側の第２の主面１２とを有する。第２の主面１２は、後に第１電極３０が形成される主面である。この工程では、第１の主面１１側に、ボディ領域１５、ｎ+領域１６、コンタクト領域１８のような不純物領域、ソース電極２１、ゲート電極２２及び表面側パッド電極２３のような電極、ゲート絶縁膜２０等が形成されてもよい。 [Silicon Carbide Substrate Preparation Step (S10)]
As shown in FIG. 3, the method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 according to the present embodiment may include a step (S 10) of preparing silicon carbide substrate 10. Silicon carbide substrate 10 may be a silicon carbide wafer. Silicon carbide substrate 10 has a first main surface 11 and a second main surface 12 opposite to first main surface 11. The second main surface 12 is a main surface on which the first electrode 30 is formed later. In this step, an impurity region such as the body region 15, the n + region 16 and the contact region 18, an electrode such as the source electrode 21, the gate electrode 22, and the surface side pad electrode 23, and the gate are formed on the first main surface 11 side. An insulating film 20 or the like may be formed.

〔基板研削工程（Ｓ２０）〕
本実施の形態に係る炭化珪素半導体装置１の製造方法は、炭化珪素基板１０の第２の主面１２を研削する工程（Ｓ２０）を備えてもよい。炭化珪素基板１０の第２の主面１２を研削して炭化珪素基板１０を薄くすることにより、炭化珪素基板１０の厚さ方向の電気抵抗を小さくすることができ、例えば、炭化珪素半導体装置１のオン抵抗を減少させることができる。グラインダのような研削装置を用いて、炭化珪素基板１０の第２の主面１２を研削してもよい。 [Substrate grinding step (S20)]
The method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 according to the present embodiment may include a step (S20) of grinding second main surface 12 of silicon carbide substrate 10. By grinding second main surface 12 of silicon carbide substrate 10 to make silicon carbide substrate 10 thinner, the electrical resistance in the thickness direction of silicon carbide substrate 10 can be reduced. For example, silicon carbide semiconductor device 1 The on-resistance can be reduced. The second main surface 12 of the silicon carbide substrate 10 may be ground using a grinding device such as a grinder.

〔ダメージ層除去工程（Ｓ３０）〕
第２の主面１２を研削すると、第２の主面１２から一定の深さにわたって結晶構造が変質したダメージ層（「加工変質層」ともいう。）が生成され得る。このダメージ層は、炭化珪素基板１０を構成する炭化珪素と異なる物性を有し、炭化珪素基板１０を構成する炭化珪素よりも第１電極３０とオーミック接合し難い層である。本実施の形態に係る炭化珪素半導体装置１の製造方法は、ダメージ層を除去する工程（Ｓ３０）を備えてもよい。ダメージ層は、例えば、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）等のドライエッチングによって除去され得る。 [Damage layer removal step (S30)]
When the second main surface 12 is ground, a damaged layer (also referred to as “processed layer”) whose crystal structure has been altered from the second main surface 12 over a certain depth can be generated. This damaged layer is a layer having physical properties different from that of silicon carbide constituting silicon carbide substrate 10 and is less likely to make ohmic contact with first electrode 30 than silicon carbide constituting silicon carbide substrate 10. The method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 according to the present embodiment may include a step (S30) of removing the damaged layer. The damaged layer can be removed by dry etching such as reactive ion etching (RIE).

〔第１導電膜形成工程（Ｓ４０）〕
図４に示されるように、本実施の形態に係る炭化珪素半導体装置１の製造方法は、第２の主面１２上に第１導電膜２５を形成する工程を備える。第１導電膜２５は、例えば、スパッタリング法あるいは真空蒸着法等により形成され得る。第１導電膜２５は、５０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下の厚さを有してもよい。 [First conductive film forming step (S40)]
As shown in FIG. 4, the method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 according to the present embodiment includes a step of forming first conductive film 25 on second main surface 12. The first conductive film 25 can be formed by, for example, a sputtering method or a vacuum deposition method. The first conductive film 25 may have a thickness of 50 nm to 150 nm.

第１導電膜２５を構成する元素として、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）及びモリブデン（Ｍｏ）等を例示することができる。第１導電膜２５は、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケルシリサイド（ＮｉＳｉ）またはチタンアルミニウムシリサイド（ＴｉＡｌＳｉ）のいずれかからなってもよい。第１導電膜２５がニッケルを含むと、第１導電膜２５の電気抵抗を低減させることができる。第１導電膜２５は、単一の元素から構成されていてもよいし、複数の元素から構成されていてもよい。第１導電膜２５は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）及び珪素（Ｓｉ）から構成されてもよい。第１導電膜２５が珪素を含むことにより、炭化珪素基板１０から炭素原子が拡散することが抑制され、炭化珪素基板１０と第１電極３０との間の接触抵抗を低減させることができる。第１導電膜２５において、ニッケル（Ｎｉ）及び珪素（Ｓｉ）は混合物の状態でもよいし、ニッケルシリサイド（ＮｉＳｉ）のような金属間化合物を形成していてもよい。なお、第１導電膜２５は、第１導電膜２５を形成する際に不可避的に混入する不純物を含んでもよい。   Examples of elements constituting the first conductive film 25 include nickel (Ni), titanium (Ti), tungsten (W), and molybdenum (Mo). The first conductive film 25 may be made of either nickel (Ni), nickel silicide (NiSi), or titanium aluminum silicide (TiAlSi). When the first conductive film 25 contains nickel, the electrical resistance of the first conductive film 25 can be reduced. The 1st electrically conductive film 25 may be comprised from the single element, and may be comprised from the some element. The first conductive film 25 may be made of, for example, nickel (Ni) and silicon (Si). When first conductive film 25 contains silicon, carbon atoms are prevented from diffusing from silicon carbide substrate 10, and the contact resistance between silicon carbide substrate 10 and first electrode 30 can be reduced. In the first conductive film 25, nickel (Ni) and silicon (Si) may be in a mixture state, or an intermetallic compound such as nickel silicide (NiSi) may be formed. Note that the first conductive film 25 may include impurities that are inevitably mixed when the first conductive film 25 is formed.

〔第２導電膜形成工程（Ｓ５０）〕
図５に示されるように、本実施の形態に係る炭化珪素半導体装置１の製造方法は、第１導電膜２５上に第２導電膜２７を形成する工程（Ｓ５０）を備える。第２導電膜２７は、例えば、スパッタリング法あるいは真空蒸着法等により形成されてもよい。第２導電膜２７は、第１電極３０を形成するために照射されるレーザ光５２（図６参照）の波長において、第１導電膜２５よりも低い反射率を有する。第２導電膜２７は、レーザ光５２の波長において、４０％以下、好ましくは３０％以下、さらに好ましくは２０％以下の反射率を有してもよい。本明細書においてある膜の反射率は、この膜に垂直に入射する光の強度に対する、この膜に垂直に反射される光の強度の比として定義される。第２導電膜２７は、金、銀、銅、グラファイト、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、酸化チタン、酸化セリウム、酸化亜鉛、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含んでもよい。なお、第２導電膜２７は、第２導電膜２７を形成する際に不可避的に混入する不純物を含んでもよい。 [Second conductive film forming step (S50)]
As shown in FIG. 5, the method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 according to the present embodiment includes a step (S <b> 50) of forming second conductive film 27 on first conductive film 25. The second conductive film 27 may be formed by, for example, a sputtering method or a vacuum deposition method. The second conductive film 27 has a lower reflectance than the first conductive film 25 at the wavelength of the laser light 52 (see FIG. 6) irradiated to form the first electrode 30. The second conductive film 27 may have a reflectance of 40% or less, preferably 30% or less, more preferably 20% or less, at the wavelength of the laser light 52. As used herein, the reflectivity of a film is defined as the ratio of the intensity of light reflected perpendicular to the film to the intensity of light incident normal to the film. The second conductive film 27 includes at least one material selected from the group consisting of gold, silver, copper, graphite, diamond-like carbon (DLC), titanium oxide, cerium oxide, zinc oxide, and indium tin oxide (ITO). But you can. Note that the second conductive film 27 may include impurities inevitably mixed when the second conductive film 27 is formed.

第２導電膜２７は、５０ｎｍ以上の厚さを有してもよい。第２導電膜２７は、１５０ｎｍ以下の厚さを有してもよい。第２導電膜２７は１５０ｎｍ以下の厚さを有するため、レーザ光５２の強度が第２導電膜２７によって大きく減衰されることなく、レーザ光５２が炭化珪素基板１０と第１導電膜２５との界面に達する。そのため、炭化珪素基板１０と第１電極３０とを低い接触抵抗でオーミック接合させることができる。   The second conductive film 27 may have a thickness of 50 nm or more. The second conductive film 27 may have a thickness of 150 nm or less. Since the second conductive film 27 has a thickness of 150 nm or less, the intensity of the laser light 52 is not greatly attenuated by the second conductive film 27, and the laser light 52 is emitted between the silicon carbide substrate 10 and the first conductive film 25. Reach the interface. Therefore, the silicon carbide substrate 10 and the first electrode 30 can be ohmic-bonded with a low contact resistance.

第２導電膜２７は、第１導電膜２５よりも低い電気抵抗率を有してもよい。第１電極形成工程（Ｓ６０）において記載されているように、第１導電膜２５を構成する材料と第２導電膜２７を構成する材料とが混ざり合って、炭化珪素基板１０とオーミック接合する第１電極３０が形成される。第２導電膜２７は第１導電膜２５よりも低い電気抵抗率を有するため、炭化珪素基板１０と第１電極３０との接触抵抗を低下させることができる。   The second conductive film 27 may have a lower electrical resistivity than the first conductive film 25. As described in the first electrode formation step (S60), the material forming the first conductive film 25 and the material forming the second conductive film 27 are mixed to form an ohmic contact with the silicon carbide substrate 10. One electrode 30 is formed. Since second conductive film 27 has a lower electrical resistivity than first conductive film 25, the contact resistance between silicon carbide substrate 10 and first electrode 30 can be reduced.

〔第１電極形成工程（Ｓ６０）〕
図６に示されるように、本実施の形態に係る炭化珪素半導体装置１の製造方法は、第１電極３０を形成する工程（Ｓ６０）を備える。第１電極３０を形成する工程（Ｓ６０）では、レーザ照射光学系５０に含まれるレーザ光源５１から放射されたレーザ光５２を、炭化珪素基板１０の第２の主面１２上の第１導電膜２５及び第２導電膜２７に照射することにより、第１導電膜２５及び第２導電膜２７がアニールされる。このレーザアニールによって、第１導電膜２５を構成する材料と第２導電膜２７を構成する材料とが混ざり合って、炭化珪素基板１０とオーミック接合する第１電極３０が形成される。第１電極３０は、第１導電膜２５を構成する材料と第２導電膜２７を構成する材料とを含む合金であってもよい。第１電極３０は、例えば、金、銀、銅、炭素、チタン、セリウム、亜鉛、インジウム、錫、酸素からなる群から選択される少なくとも１つの元素を含んでもよい。第１電極３０に含まれる元素の種類は、例えば、エネルギー分散型Ｘ線分析法（ＥＤＸ）、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）等によって測定することができる。なお、第１電極３０は、第１電極３０を形成する際に不可避的に混入する不純物を含んでもよい。 [First electrode forming step (S60)]
As shown in FIG. 6, the method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 according to the present embodiment includes a step (S 60) of forming first electrode 30. In the step of forming the first electrode 30 (S60), the first conductive film on the second main surface 12 of the silicon carbide substrate 10 is irradiated with the laser light 52 emitted from the laser light source 51 included in the laser irradiation optical system 50. By irradiating 25 and the second conductive film 27, the first conductive film 25 and the second conductive film 27 are annealed. By this laser annealing, the material constituting the first conductive film 25 and the material constituting the second conductive film 27 are mixed to form the first electrode 30 that is in ohmic contact with the silicon carbide substrate 10. The first electrode 30 may be an alloy including a material forming the first conductive film 25 and a material forming the second conductive film 27. For example, the first electrode 30 may include at least one element selected from the group consisting of gold, silver, copper, carbon, titanium, cerium, zinc, indium, tin, and oxygen. The type of element contained in the first electrode 30 can be measured by, for example, energy dispersive X-ray analysis (EDX), secondary ion mass spectrometry (SIMS), or the like. Note that the first electrode 30 may include impurities inevitably mixed when the first electrode 30 is formed.

第２導電膜２７は、レーザ光５２の波長において、第１導電膜２５よりも低い反射率を有する。レーザ光源５１へ戻るレーザ光５２の強度を減少させることができる。そのため、炭化珪素基板１０と第１電極３０とをオーミック接合するためにレーザ光５２を炭化珪素基板１０全体にわたって照射する間、レーザ光５２の強度が低下することを抑制することができる。その結果、炭化珪素基板１０全体にわたって、炭化珪素基板１０と第１電極３０とを低い接触抵抗でオーミック接合させることができる。また、レーザ光源５１を含むレーザ照射光学系５０に、光アイソレータのような光学素子を追加することなく、レーザ光源５１へ戻るレーザ光５２の強度を減少させることができる。本実施の形態に係る炭化珪素半導体装置１の製造方法によれば、コンパクトなレーザ照射光学系５０を用いて、炭化珪素基板１０全体にわたって、炭化珪素基板１０と第１電極３０とを低い接触抵抗でオーミック接合させることができる。   The second conductive film 27 has a lower reflectance than the first conductive film 25 at the wavelength of the laser light 52. The intensity of the laser light 52 returning to the laser light source 51 can be reduced. Therefore, it is possible to suppress the intensity of laser light 52 from being lowered while laser beam 52 is irradiated over the entire silicon carbide substrate 10 in order to make ohmic junction between silicon carbide substrate 10 and first electrode 30. As a result, the silicon carbide substrate 10 and the first electrode 30 can be ohmic-bonded with a low contact resistance over the entire silicon carbide substrate 10. Further, the intensity of the laser light 52 returning to the laser light source 51 can be reduced without adding an optical element such as an optical isolator to the laser irradiation optical system 50 including the laser light source 51. According to the method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 in accordance with the present embodiment, low contact resistance between silicon carbide substrate 10 and first electrode 30 is achieved over silicon carbide substrate 10 using compact laser irradiation optical system 50. Can be ohmic-bonded.

レーザ光５２は、１５０ｎｍから４００ｎｍの波長を有してもよい。レーザ光５２は、炭化珪素基板１０を構成する炭化珪素のバンドギャップエネルギー付近のエネルギーまたは炭化珪素のバンドギャップエネルギーより大きなエネルギーを有するため、短い時間で、第１導電膜２５及び第２導電膜２７をアニールして第１電極３０を形成することができる。レーザ光５２は、好ましくは、炭化珪素基板１０を構成する炭化珪素のバンドギャップエネルギーに対応する波長である３８０ｎｍ以下の波長を有する。レーザ光５２が炭化珪素基板１０に吸収されることにより、炭化珪素基板１０の温度を上昇させることができる。そのため、さらに短い時間で、第１導電膜２５及び第２導電膜２７をアニールして第１電極３０を形成することができる。レーザ光５２として、例えば、ＹＡＧレーザまたはＹＶＯ4レーザの第３高調波である波長３５５ｎｍのレーザ光を用いてもよい。 The laser light 52 may have a wavelength of 150 nm to 400 nm. Since the laser light 52 has energy in the vicinity of the band gap energy of silicon carbide constituting the silicon carbide substrate 10 or energy larger than the band gap energy of silicon carbide, the first conductive film 25 and the second conductive film 27 are formed in a short time. Can be annealed to form the first electrode 30. Laser beam 52 preferably has a wavelength of 380 nm or less, which is a wavelength corresponding to the band gap energy of silicon carbide constituting silicon carbide substrate 10. By absorption of laser beam 52 by silicon carbide substrate 10, the temperature of silicon carbide substrate 10 can be raised. Therefore, the first electrode 30 can be formed by annealing the first conductive film 25 and the second conductive film 27 in a shorter time. As the laser light 52, for example, laser light having a wavelength of 355 nm, which is the third harmonic of a YAG laser or a YVO 4 laser, may be used.

レーザ光５２は、好ましくは、１０ナノ秒以上１０マイクロ秒以下、より好ましくは５０ナノ秒以上１マイクロ秒以下のパルス幅を有する。これにより、実用的なパルス幅を有するレーザ光源５１を用いつつ、短い時間で第１導電膜２５及び第２導電膜２７をアニールして第１電極３０を形成することができる。レーザ光５２は、好ましくは１．５Ｊ／ｃｍ2以上２．４Ｊ／ｃｍ2以下の出力密度を有してもよい。これにより、第１導電膜２５及び第２導電膜２７をアニールすることができるとともに、レーザ光５２が炭化珪素基板１０にダメージを与えることを防止することができる。 The laser beam 52 preferably has a pulse width of 10 nanoseconds to 10 microseconds, more preferably 50 nanoseconds to 1 microsecond. Accordingly, the first electrode 30 can be formed by annealing the first conductive film 25 and the second conductive film 27 in a short time while using the laser light source 51 having a practical pulse width. The laser beam 52 may preferably have a power density of 1.5 J / cm 2 or more and 2.4 J / cm 2 or less. Thereby, first conductive film 25 and second conductive film 27 can be annealed, and laser beam 52 can be prevented from damaging silicon carbide substrate 10.

レーザ照射光学系５０は、反射鏡５５と、レンズ５６とをさらに含んでもよい。反射鏡５５は、ガルバノミラーのような走査ミラーであってもよい。走査ミラーである反射鏡５５を用いて、レーザ光５２を炭化珪素基板１０全体にわたって照射してもよい。レンズ５６は、レーザ光５２を集光してもよく、レンズ５６によって集光されたレーザ光５２が第１導電膜２５及び第２導電膜２７に照射されてもよい。レーザ光５２を照射する際の雰囲気は、不活性ガス（例えば、アルゴン）雰囲気が好ましい。   The laser irradiation optical system 50 may further include a reflecting mirror 55 and a lens 56. The reflecting mirror 55 may be a scanning mirror such as a galvanometer mirror. The laser beam 52 may be irradiated over the entire silicon carbide substrate 10 using the reflecting mirror 55 that is a scanning mirror. The lens 56 may collect the laser light 52, and the laser light 52 collected by the lens 56 may be applied to the first conductive film 25 and the second conductive film 27. The atmosphere when irradiating the laser beam 52 is preferably an inert gas (for example, argon) atmosphere.

〔第２電極形成工程（Ｓ７０）〕
図７に示されるように、本実施の形態に係る炭化珪素半導体装置１の製造方法は、第１電極３０上に、第２電極４０を形成する工程（Ｓ７０）を備えてもよい。第２電極４０は、裏面側パッド電極として機能してもよい。第２電極４０は、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法等により形成されてもよい。第２電極４０は、例えば３００〜９００ｎｍの厚さを有してもよい。 [Second Electrode Formation Step (S70)]
As shown in FIG. 7, the method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 according to the present embodiment may include a step (S <b> 70) of forming second electrode 40 on first electrode 30. The second electrode 40 may function as a back side pad electrode. For example, the second electrode 40 may be formed by a sputtering method, a vacuum deposition method, or the like. The second electrode 40 may have a thickness of 300 to 900 nm, for example.

第２電極４０は、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含んでもよい。第２電極４０は、単一の元素から構成されてもよいし、複数の元素から構成されてもよい。第２電極４０は、複数の層を含んでもよい。第２電極４０は、例えば、第１電極３０上のＴｉ層と、Ｔｉ層上のＮｉ層と、Ｎｉ層上のＡｕ層とを含んでもよい。このような積層構造を採用することにより、第２電極４０の電気抵抗を減少させることができる。各層の厚さは特に制限されないが、例えば、１００〜３００ｎｍ程度である。なお、第２電極４０は、第２電極４０を形成する際に不可避的に混入する不純物を含んでもよい。   The second electrode 40 may include at least one material selected from the group consisting of titanium (Ti), nickel (Ni), platinum (Pt), and gold (Au). The second electrode 40 may be composed of a single element or a plurality of elements. The second electrode 40 may include a plurality of layers. The second electrode 40 may include, for example, a Ti layer on the first electrode 30, a Ni layer on the Ti layer, and an Au layer on the Ni layer. By adopting such a laminated structure, the electrical resistance of the second electrode 40 can be reduced. The thickness of each layer is not particularly limited, but is about 100 to 300 nm, for example. Note that the second electrode 40 may include impurities inevitably mixed when the second electrode 40 is formed.

レーザ光５２によって第１導電膜２５及び第２導電膜２７がアニールされるため、ランプアニールよりも短時間で第１導電膜２５及び第２導電膜２７がアニールされ得る。そのため、炭化珪素基板１０から炭素原子が第１電極３０の表面に析出することを抑制することができ、第１電極３０の表面における炭素の濃度を低くすることができる。その結果、第１電極３０の表面上に形成される第２電極４０が、第１電極３０と剥離しにくくなる。   Since the first conductive film 25 and the second conductive film 27 are annealed by the laser beam 52, the first conductive film 25 and the second conductive film 27 can be annealed in a shorter time than lamp annealing. Therefore, it can suppress that a carbon atom precipitates on the surface of the 1st electrode 30 from the silicon carbide substrate 10, and the density | concentration of the carbon in the surface of the 1st electrode 30 can be made low. As a result, the second electrode 40 formed on the surface of the first electrode 30 is difficult to peel off from the first electrode 30.

〔ダイシング工程（Ｓ８０）〕
本実施の形態に係る炭化珪素半導体装置１の製造方法は、炭化珪素基板１０をダイシングする工程（Ｓ８０）を備えてもよい。炭化珪素基板１０の厚さ方向に炭化珪素基板１０をダンシングすることによって、複数の炭化珪素半導体装置１が一括して製造され得る。 [Dicing process (S80)]
The method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 according to the present embodiment may include a step of dicing silicon carbide substrate 10 (S80). By dancing silicon carbide substrate 10 in the thickness direction of silicon carbide substrate 10, a plurality of silicon carbide semiconductor devices 1 can be manufactured collectively.

（実施の形態２）
実施の形態２に係る炭化珪素半導体装置１の製造方法について説明する。本実施の形態の炭化珪素半導体装置１の製造方法は、基本的には、図１から図７に示す実施の形態１の炭化珪素半導体装置１の製造方法と同様の工程を備えるが、主に以下の点で異なる。実施の形態１に係る炭化珪素半導体装置１の製造方法では、第１導電膜２５上に、単一の層からなる第２導電膜２７が形成されていた。これに対し、本実施の形態に係る炭化珪素半導体装置１の製造方法では、第２導電膜２７は、多層膜（２８，２９）であってもよい。本実施の形態に係る炭化珪素半導体装置１の製造方法は、第１導電膜２５上に、多層膜（２８，２９）である第２導電膜２７を形成する工程（Ｓ５０）を備えてもよい。多層膜（２８，２９）である第２導電膜２７は、レーザ光５２に対して反射防止膜として機能してもよい。 (Embodiment 2)
A method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 according to the second embodiment will be described. The method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 of the present embodiment basically includes the same steps as the method of manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 of the first embodiment shown in FIGS. It differs in the following points. In the method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 according to the first embodiment, second conductive film 27 made of a single layer is formed on first conductive film 25. On the other hand, in the method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 according to the present embodiment, second conductive film 27 may be a multilayer film (28, 29). The method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 according to the present embodiment may include a step (S50) of forming second conductive film 27 that is a multilayer film (28, 29) on first conductive film 25. . The second conductive film 27, which is a multilayer film (28, 29), may function as an antireflection film for the laser beam 52.

図１、図３、図４及び図６から図８を参照して、本実施の形態の炭化珪素半導体装置１の製造方法の一例について以下説明する。   An example of a method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 of the present embodiment will be described below with reference to FIGS. 1, 3, 4 and 6 to 8.

図３及び図４に示す工程によって、第２の主面１２上に第１導電膜２５を形成する。
図８に示されるように、第１導電膜２５上に、多層膜（２８，２９）である第２導電膜２７を形成する。第２導電膜２７は、第１の層２８と第２の層２９とを含んでもよい。第１の層２８及び第２の層２９の少なくとも１つは、導電性を有する層である。第１の層２８は、例えば、酸化チタン層であり、第２の層２９は、例えば、酸化珪素層であってもよい。酸化チタン層である第１の層２８は、例えば、８５ｎｍの厚さを有してもよい。酸化珪素層である第２の層２９は、６０ｎｍの厚さを有してもよい。第１の層２８は、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）層であり、第２の層２９は、例えば、銀及びニッケルの少なくとも１つからなる層であってもよい。図８では、第２の層２９は第１の層２８上に形成されているが、第１の層２８は第２の層２９上に形成されてもよい。第１の層２８が導電性を有する層であり、第２の層２９が導電性を有しない層であってもよい。第１の層２８は第２の層２９よりも厚くてもよい。第１の層２８が第２の層２９よりも厚いため、導電性を有する層の体積を導電性を有しない層の体積よりも大きくすることができる。そのため、第１電極３０と炭化珪素基板１０との接触抵抗を小さくすることができる。第２導電膜２７は、３層以上の層を含んでもよい。第２導電膜２７は、互いに異なる材料または組成を有する３層以上の層を含んでもよい。第２導電膜２７は、ＩＴＯ／Ａｇ／Ｎｉ層であってもよいし、ＩＴＯ／Ｎｉ／Ａｇ層であってもよいし、ＩＴＯ／Ｎｉ／Ａｇ／Ｎｉ層であってもよい。 The first conductive film 25 is formed on the second major surface 12 by the steps shown in FIGS.
As shown in FIG. 8, a second conductive film 27 that is a multilayer film (28, 29) is formed on the first conductive film 25. The second conductive film 27 may include a first layer 28 and a second layer 29. At least one of the first layer 28 and the second layer 29 is a conductive layer. The first layer 28 may be, for example, a titanium oxide layer, and the second layer 29 may be, for example, a silicon oxide layer. The first layer 28 that is a titanium oxide layer may have a thickness of 85 nm, for example. The second layer 29, which is a silicon oxide layer, may have a thickness of 60 nm. For example, the first layer 28 may be an indium tin oxide (ITO) layer, and the second layer 29 may be a layer made of at least one of silver and nickel, for example. In FIG. 8, the second layer 29 is formed on the first layer 28, but the first layer 28 may be formed on the second layer 29. The first layer 28 may be a conductive layer, and the second layer 29 may be a non-conductive layer. The first layer 28 may be thicker than the second layer 29. Since the first layer 28 is thicker than the second layer 29, the volume of the conductive layer can be made larger than the volume of the non-conductive layer. Therefore, the contact resistance between first electrode 30 and silicon carbide substrate 10 can be reduced. The second conductive film 27 may include three or more layers. The second conductive film 27 may include three or more layers having different materials or compositions. The second conductive film 27 may be an ITO / Ag / Ni layer, an ITO / Ni / Ag layer, or an ITO / Ni / Ag / Ni layer.

図６に示されるように、本実施の形態に係る炭化珪素半導体装置１の製造方法は、第１電極３０を形成する工程（Ｓ６０）を備える。第１電極３０を形成する工程（Ｓ６０）では、レーザ光源５１から放射されたレーザ光５２を、炭化珪素基板１０の第２の主面１２上の第１導電膜２５と多層膜（２８，２９）である第２導電膜２７とに照射することにより、第１導電膜２５と多層膜（２８，２９）である第２導電膜２７とがアニールされる。このレーザアニールによって、第１導電膜２５を構成する材料と、第１の層２８を構成する材料と、第２の層２９を構成する材料とが混ざり合って、炭化珪素基板１０とオーミック接合する第１電極３０が形成される。第１電極３０は、第１導電膜２５を構成する材料と、第１の層２８を構成する材料と、第２の層２９を構成する材料とを含む合金であってもよい。第１電極３０は、例えば、銀、チタン、インジウム、錫、酸素からなる群から選択される少なくとも１つの元素を含んでもよい。   As shown in FIG. 6, the method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 according to the present embodiment includes a step (S 60) of forming first electrode 30. In the step of forming the first electrode 30 (S60), the laser light 52 emitted from the laser light source 51 is applied to the first conductive film 25 and the multilayer films (28, 29) on the second main surface 12 of the silicon carbide substrate 10. ), The first conductive film 25 and the second conductive film 27, which is the multilayer film (28, 29), are annealed. By this laser annealing, the material constituting the first conductive film 25, the material constituting the first layer 28, and the material constituting the second layer 29 are mixed to form ohmic contact with the silicon carbide substrate 10. A first electrode 30 is formed. The first electrode 30 may be an alloy including a material constituting the first conductive film 25, a material constituting the first layer 28, and a material constituting the second layer 29. The first electrode 30 may include at least one element selected from the group consisting of silver, titanium, indium, tin, and oxygen, for example.

続いて、図７に示されるように、本実施の形態に係る炭化珪素半導体装置１の製造方法は、第１電極３０上に、第２電極４０を形成する工程（Ｓ７０）を備えてもよい。本実施の形態に係る炭化珪素半導体装置１の製造方法は、炭化珪素基板１０をダイシングする工程（Ｓ８０）をさらに備えてもよい。   Subsequently, as shown in FIG. 7, the method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 according to the present embodiment may include a step of forming second electrode 40 on first electrode 30 (S <b> 70). . The method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 according to the present embodiment may further include a step of dicing silicon carbide substrate 10 (S80).

多層膜（２８，２９）である第２導電膜２７は、レーザ光５２の波長において、第１導電膜２５よりも低い反射率を有する。そのため、レーザ光源５１へ戻るレーザ光５２の強度を減少させることができる。炭化珪素基板１０と第１電極３０とをオーミック接合するためにレーザ光５２を炭化珪素基板１０全体にわたって照射する間、レーザ光５２の強度が低下することを抑制することができる。その結果、炭化珪素基板１０全体にわたって、炭化珪素基板１０と第１電極３０とを低い接触抵抗でオーミック接合させることができる。また、レーザ光源５１を含むレーザ照射光学系５０に、光アイソレータのような光学素子を追加することなく、レーザ光源５１へ戻るレーザ光５２の強度を減少させることができる。本実施の形態に係る炭化珪素半導体装置１の製造方法によれば、コンパクトなレーザ照射光学系５０を用いて、炭化珪素基板１０全体にわたって、炭化珪素基板１０と第１電極３０とを低い接触抵抗でオーミック接合させることができる。   The second conductive film 27, which is a multilayer film (28, 29), has a lower reflectance than the first conductive film 25 at the wavelength of the laser light 52. Therefore, the intensity of the laser beam 52 returning to the laser light source 51 can be reduced. While the silicon carbide substrate 10 and the first electrode 30 are ohmically joined to each other, the intensity of the laser beam 52 can be suppressed from being lowered while the laser beam 52 is irradiated over the entire silicon carbide substrate 10. As a result, the silicon carbide substrate 10 and the first electrode 30 can be ohmic-bonded with a low contact resistance over the entire silicon carbide substrate 10. Further, the intensity of the laser light 52 returning to the laser light source 51 can be reduced without adding an optical element such as an optical isolator to the laser irradiation optical system 50 including the laser light source 51. According to the method for manufacturing silicon carbide semiconductor device 1 in accordance with the present embodiment, low contact resistance between silicon carbide substrate 10 and first electrode 30 is achieved over silicon carbide substrate 10 using compact laser irradiation optical system 50. Can be ohmic-bonded.

実施の形態１及び２の炭化珪素半導体装置１はＭＯＳＦＥＴに限定されず、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）等の炭化珪素半導体装置に広く適用され得る。また炭化珪素半導体装置１はプレーナ構造のみならず、トレンチ構造を有するものであってもよい。   Silicon carbide semiconductor device 1 in the first and second embodiments is not limited to a MOSFET, and can be widely applied to silicon carbide semiconductor devices such as an insulated gate bipolar transistor (IGBT) and a Schottky barrier diode (SBD). Silicon carbide semiconductor device 1 may have a trench structure as well as a planar structure.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

１ 炭化珪素半導体装置
１０ 炭化珪素基板
１１ 第１の主面
１２ 第２の主面
１３ 炭化珪素層
１４ エピタキシャル層
１５ ボディ領域
１６ ｎ+領域
１８ コンタクト領域
２０ ゲート絶縁膜
２１ ソース電極
２２ ゲート電極
２３ 表面側パッド電極
２５ 第１導電膜
２７ 第２導電膜
２８ 第１の層
２９ 第２の層
３０ 第１電極
４０ 第２電極
５０ レーザ照射光学系
５１ レーザ光源
５２ レーザ光
５５ 反射鏡
５６ レンズ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon carbide semiconductor device 10 Silicon carbide substrate 11 1st main surface 12 2nd main surface 13 Silicon carbide layer 14 Epitaxial layer 15 Body region 16 n + region 18 Contact region 20 Gate insulating film 21 Source electrode 22 Gate electrode 23 Surface Side pad electrode 25 First conductive film 27 Second conductive film 28 First layer 29 Second layer 30 First electrode 40 Second electrode 50 Laser irradiation optical system 51 Laser light source 52 Laser light 55 Reflective mirror 56 Lens

Claims (13)

第１の主面と前記第１の主面と反対側の第２の主面とを有する炭化珪素基板の前記第２の主面上に第１導電膜を形成する工程と、
前記第１導電膜上に第２導電膜を形成する工程と、
前記第１導電膜及び前記第２導電膜にレーザ光を照射することにより、前記炭化珪素基板とオーミック接合する第１電極を形成する工程とを備え、
前記第１電極は、前記第１導電膜を構成する材料と前記第２導電膜を構成する材料とを含み、
前記第２導電膜は、前記レーザ光の波長において、前記第１導電膜よりも低い反射率を有する、炭化珪素半導体装置の製造方法。 Forming a first conductive film on the second main surface of the silicon carbide substrate having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface;
Forming a second conductive film on the first conductive film;
Irradiating the first conductive film and the second conductive film with laser light to form a first electrode that is in ohmic contact with the silicon carbide substrate,
The first electrode includes a material constituting the first conductive film and a material constituting the second conductive film,
The method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device, wherein the second conductive film has a lower reflectance than the first conductive film at a wavelength of the laser light. 前記第１電極は、金、銀、銅、炭素、チタン、セリウム、亜鉛、インジウム、錫、酸素からなる群から選択される少なくとも１つの元素を含む、請求項１に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。   2. The silicon carbide semiconductor device according to claim 1, wherein the first electrode includes at least one element selected from the group consisting of gold, silver, copper, carbon, titanium, cerium, zinc, indium, tin, and oxygen. Production method. 前記第１導電膜は、ニッケル、ニッケルシリサイドまたはチタンアルミニウムシリサイドのいずれかからなる、請求項１または請求項２に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to claim 1, wherein the first conductive film is made of any one of nickel, nickel silicide, or titanium aluminum silicide. 前記第２導電膜は、金、銀、銅、グラファイト、ダイアモンドライクカーボン、酸化チタン、酸化セリウム、酸化亜鉛、酸化インジウム錫からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。   The second conductive film includes at least one material selected from the group consisting of gold, silver, copper, graphite, diamond-like carbon, titanium oxide, cerium oxide, zinc oxide, and indium tin oxide. Item 4. A method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to any one of Items 3 to 3. 前記第２導電膜は、多層膜である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to any one of claims 1 to 3, wherein the second conductive film is a multilayer film. 前記多層膜は、酸化チタンからなる第１の層と、酸化珪素からなる第２の層とを含む、請求項５に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to claim 5, wherein the multilayer film includes a first layer made of titanium oxide and a second layer made of silicon oxide. 前記多層膜は、酸化インジウム錫からなる第１の層と、銀及びニッケルの少なくとも１つからなる第２の層とを含む、請求項５に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to claim 5, wherein the multilayer film includes a first layer made of indium tin oxide and a second layer made of at least one of silver and nickel. 前記第２導電膜は、５０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下の厚さを有する、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to claim 1, wherein said second conductive film has a thickness of not less than 50 nm and not more than 150 nm. 前記第２導電膜は、前記第１導電膜よりも低い電気抵抗率を有する、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。   9. The method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to claim 1, wherein said second conductive film has a lower electrical resistivity than said first conductive film. 前記レーザ光は、１５０ｎｍから４００ｎｍの波長を有する、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to claim 1, wherein the laser beam has a wavelength of 150 nm to 400 nm. 前記炭化珪素基板上に前記第１導電膜を形成する前記工程の前に、前記炭化珪素基板の前記第２の主面を研削する工程をさらに備える、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。   11. The method according to claim 1, further comprising a step of grinding the second main surface of the silicon carbide substrate before the step of forming the first conductive film on the silicon carbide substrate. A method for manufacturing the silicon carbide semiconductor device according to the item. 前記第１電極上に第２電極を形成する工程をさらに備える、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to any one of claims 1 to 11, further comprising a step of forming a second electrode on the first electrode. 前記第２電極は、チタン、ニッケル、白金、金からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む、請求項１２に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to claim 12, wherein the second electrode includes at least one material selected from the group consisting of titanium, nickel, platinum, and gold.
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