JP2708798B2 - 炭化ケイ素の電極形成方法 - Google Patents
炭化ケイ素の電極形成方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は炭化ケイ素の電極形成方法に関する。
（ロ）従来の技術 炭化ケイ素（SiC）は高温高圧下で動作可能な半導体
材料として注目されており、また光学的バンドギャップ
が広く容易にpn接合が形成できることから青色発光素子
材料としても期待されている。
材料として注目されており、また光学的バンドギャップ
が広く容易にpn接合が形成できることから青色発光素子
材料としても期待されている。
斯るSiCには、従来オーミック電極として、1987年秋
期応用物理学会予稿集、29a−Ｗ−１、586頁、まはた同
予稿集、27p−Ｄ−７、680頁等に示されている如く、ｐ
型SiC上に、Al、またはAl−Siが、ｎ型SiC上にNiが用い
られている。
期応用物理学会予稿集、29a−Ｗ−１、586頁、まはた同
予稿集、27p−Ｄ−７、680頁等に示されている如く、ｐ
型SiC上に、Al、またはAl−Siが、ｎ型SiC上にNiが用い
られている。
第２図（ａ）に従来のSiC半導体素子の一例を示す。
斯るSiC半導体素子の製造方法は、先ずｎ型SiC基板
（１）を用意し、該ｎ型SiC基板（１）の一主面上に、
ｎ型SiC層（２）、ｐ型SiC層（３）をLPE法等のエピタ
キシャル成長法を用いて順次積層する。次いで斯る積層
基板をウェットエッチング等で表面処理した後、ｐ型Si
C層（３）上にAl電極膜（４）を、ｎ型SiC基板（１）の
他主面上にNi電極膜（６）をそれぞれ真空蒸着する。し
かる後、斯る積層基板に900〜1000℃て５分程度の熱処
理を施すことによって、各電極膜はSiCと合金化し、オ
ーミック性を得るものである。
斯るSiC半導体素子の製造方法は、先ずｎ型SiC基板
（１）を用意し、該ｎ型SiC基板（１）の一主面上に、
ｎ型SiC層（２）、ｐ型SiC層（３）をLPE法等のエピタ
キシャル成長法を用いて順次積層する。次いで斯る積層
基板をウェットエッチング等で表面処理した後、ｐ型Si
C層（３）上にAl電極膜（４）を、ｎ型SiC基板（１）の
他主面上にNi電極膜（６）をそれぞれ真空蒸着する。し
かる後、斯る積層基板に900〜1000℃て５分程度の熱処
理を施すことによって、各電極膜はSiCと合金化し、オ
ーミック性を得るものである。
（ハ）発明が解決しようとする課題 ｐ型SiC上に形成するAl、又はAl−Si電極は、900〜10
00℃で熱処理されると、SiCとの合金化と共に第２図
（ｂ）に示すようなボールアップ現象、収縮、バンプ化
等の形状変化を起こす。これらの形状変化が起こると半
導体素子内の電界が不均一になり、半導体素子の一部で
電流の集中が生じる。この電流集中は半導体素子のリー
ク電流、発熱等を増大させ、素子特性を劣化させる原因
となる。また、上述の形状変化に伴う電極面積の縮小に
よって、組立工程時にワイヤボンド不良が生じ、製造歩
留り及び素子の信頼性が低下する。
00℃で熱処理されると、SiCとの合金化と共に第２図
（ｂ）に示すようなボールアップ現象、収縮、バンプ化
等の形状変化を起こす。これらの形状変化が起こると半
導体素子内の電界が不均一になり、半導体素子の一部で
電流の集中が生じる。この電流集中は半導体素子のリー
ク電流、発熱等を増大させ、素子特性を劣化させる原因
となる。また、上述の形状変化に伴う電極面積の縮小に
よって、組立工程時にワイヤボンド不良が生じ、製造歩
留り及び素子の信頼性が低下する。
したがって本発明は、熱処理による電極の形状変化を
抑制し、電流集中及びワイヤボンディング不良を抑止す
ることを技術的課題となる。
抑制し、電流集中及びワイヤボンディング不良を抑止す
ることを技術的課題となる。
（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、ｎ型の炭化ケイ素上にｐ型の炭化ケイ素の
層を形成し、該ｐ型の炭化ケイ素の層上にオーミック電
極用のAl電極膜を形成する炭化ケイ素の電極形成方法に
おいて、前記Al電極膜上にAlよりも高融点である高融点
金属膜を形成し、次いで前記Al電極膜は溶融状態となり
前記高融点金属膜は溶融しない温度で熱処理を施すこと
を特徴とする。
層を形成し、該ｐ型の炭化ケイ素の層上にオーミック電
極用のAl電極膜を形成する炭化ケイ素の電極形成方法に
おいて、前記Al電極膜上にAlよりも高融点である高融点
金属膜を形成し、次いで前記Al電極膜は溶融状態となり
前記高融点金属膜は溶融しない温度で熱処理を施すこと
を特徴とする。
（ホ）作用 上述した電極の形状変化は、熱処理温度が900〜1000
℃と高温であるため、熱処理中に、Al膜がSiC表面にお
いて溶融状態となり、SiCと合金化するよりも先に、表
面張力等によって収縮するものと考えられる。そこで、
本発明方法では、オーミック電極用金属膜の上に高融点
金属膜を積層することによって、熱処理中に生じるオー
ミック電極用金属膜の表面張力を溶融され難い高融点金
属膜が吸収する。
℃と高温であるため、熱処理中に、Al膜がSiC表面にお
いて溶融状態となり、SiCと合金化するよりも先に、表
面張力等によって収縮するものと考えられる。そこで、
本発明方法では、オーミック電極用金属膜の上に高融点
金属膜を積層することによって、熱処理中に生じるオー
ミック電極用金属膜の表面張力を溶融され難い高融点金
属膜が吸収する。
（ヘ）実施例 第１図は本発明方法の一実施例を示し、SiC発光ダイ
オードの製造工程別断面図である。以下図を参照して本
発明方法を説明する。
オードの製造工程別断面図である。以下図を参照して本
発明方法を説明する。
先ず、第１図（ａ）に示す如く、ｎ型SiC基板（１）
を用意し、該ｎ型SiC基板（１）の一主面上にｎ型SiC層
（２）を周知のLPE法、CVD法等でエピタキシャル成長さ
せる。次いで、同図（ｂ）に示す如く、上記ｎ型SiC層
（２）上にｐ型SiC層（３）を同様にエピタキシャル成
長させる。しかる後、SiC表面をウェットエッチング等
により表面処理する。そして、同図（ｃ）に示す如く、
ｐ型SiC層（３）上にｐ型SiCのオーミック電極用金属
膜、例えば膜厚が1000ÅのAl電極膜（４）を真空蒸着法
等により形成する。続いて、同図（ｄ）に示す如く、Al
電極膜（４）の上に、高融点金属膜、例えば膜厚が3000
Å程度のTi金属膜（５）を真空蒸着法等により積層す
る。さらにｎ型SiC基板（１）の他主面上にNi電極
（６）を同様にして形成する。そして斯る積層基板を90
0〜1000℃で加熱処理することによって、各電極をSiCと
合金化させ、オーミック接触させる。この時、Al電極膜
（４）は溶融状態となるため表面張力が働き収縮しよう
とする。一方、Ti金属膜（５）は高融点を持つため上述
の温度では溶融しない。即ち、Ti金属膜（５）は形状を
変化することなくAl電極膜（４）の表面張力を吸収する
ことができる。したがって、Al電極膜（４）は形状を変
化することなく、SiCと合金化し、オーミック性を得
る。また、Tiとワイヤボンド細線に用いるAuは通常接着
性が悪いのでTi金属膜（５）の上にPd膜、Au膜をこの順
に積層したAu/Pd金属膜を積層することによってワイヤ
ボンドを良好なものとすればよい。
を用意し、該ｎ型SiC基板（１）の一主面上にｎ型SiC層
（２）を周知のLPE法、CVD法等でエピタキシャル成長さ
せる。次いで、同図（ｂ）に示す如く、上記ｎ型SiC層
（２）上にｐ型SiC層（３）を同様にエピタキシャル成
長させる。しかる後、SiC表面をウェットエッチング等
により表面処理する。そして、同図（ｃ）に示す如く、
ｐ型SiC層（３）上にｐ型SiCのオーミック電極用金属
膜、例えば膜厚が1000ÅのAl電極膜（４）を真空蒸着法
等により形成する。続いて、同図（ｄ）に示す如く、Al
電極膜（４）の上に、高融点金属膜、例えば膜厚が3000
Å程度のTi金属膜（５）を真空蒸着法等により積層す
る。さらにｎ型SiC基板（１）の他主面上にNi電極
（６）を同様にして形成する。そして斯る積層基板を90
0〜1000℃で加熱処理することによって、各電極をSiCと
合金化させ、オーミック接触させる。この時、Al電極膜
（４）は溶融状態となるため表面張力が働き収縮しよう
とする。一方、Ti金属膜（５）は高融点を持つため上述
の温度では溶融しない。即ち、Ti金属膜（５）は形状を
変化することなくAl電極膜（４）の表面張力を吸収する
ことができる。したがって、Al電極膜（４）は形状を変
化することなく、SiCと合金化し、オーミック性を得
る。また、Tiとワイヤボンド細線に用いるAuは通常接着
性が悪いのでTi金属膜（５）の上にPd膜、Au膜をこの順
に積層したAu/Pd金属膜を積層することによってワイヤ
ボンドを良好なものとすればよい。
本実施例では高融点金属としてTiを用いたが他に、P
d、Pt、Mo、Ta、Cr、Ｗを用いても同様な効果が得られ
る。
d、Pt、Mo、Ta、Cr、Ｗを用いても同様な効果が得られ
る。
一方、ｎ型SiC基板（１）の他主面上に形成するオー
ミック電極において、Ni電極（６）の上に、更に高融点
金属膜、例えばPd金属膜を積層してもよく、この場合
も、Al電極膜（４）、Ti金属膜（５）と共に加熱処理す
ることによって各電極は形状を変化することなく、各Si
Cと合金化し、オーミック性を得ることができる。
ミック電極において、Ni電極（６）の上に、更に高融点
金属膜、例えばPd金属膜を積層してもよく、この場合
も、Al電極膜（４）、Ti金属膜（５）と共に加熱処理す
ることによって各電極は形状を変化することなく、各Si
Cと合金化し、オーミック性を得ることができる。
また本実施例では、SiC発光ダイオードについて説明
したが、本発明方法はSiC発光ダイオードの電極の形成
に限ることなく、SiCを用いたバイポーラトランジス
タ、FET等他の半導体素子の電極形成にも適用できるこ
とはいうまでもない。
したが、本発明方法はSiC発光ダイオードの電極の形成
に限ることなく、SiCを用いたバイポーラトランジス
タ、FET等他の半導体素子の電極形成にも適用できるこ
とはいうまでもない。
さらに、本発明者が先に出願した特願昭63−97302号
に示されているように、SiCとオーミック電極用金属膜
の間に、Ti、Pd、Cr、Ni、Mg等の酸素と強い反応を示す
金属膜を設けてもよい。
に示されているように、SiCとオーミック電極用金属膜
の間に、Ti、Pd、Cr、Ni、Mg等の酸素と強い反応を示す
金属膜を設けてもよい。
（ト）発明の効果 本発明方法によれば、オーミック電極用金属膜の上に
高融点金属膜を形成しているので、オーミック電極用金
属膜は加熱処理の際に収縮による形状変化をすることな
くオーミック性を得ることができる。したがって、半導
体素子内の電界が均一となるため、電流の集中がなくな
り、素子特性は向上する。また、電極面積が減小するこ
ともなくなるので、組立工程のワイヤボンド不良はなく
なり、製造歩留り及び素子の信頼性も向上する。
高融点金属膜を形成しているので、オーミック電極用金
属膜は加熱処理の際に収縮による形状変化をすることな
くオーミック性を得ることができる。したがって、半導
体素子内の電界が均一となるため、電流の集中がなくな
り、素子特性は向上する。また、電極面積が減小するこ
ともなくなるので、組立工程のワイヤボンド不良はなく
なり、製造歩留り及び素子の信頼性も向上する。
第１図は本発明方法の一実施例を示す工程別断面図、第
２図は従来方法によるSiC半導体素子を示し、同図
（ａ）は熱処理前の断面図、同図（ｂ）は熱処理後の断
面図である。 （１）…ｎ型SiC基板、（２）…ｎ型SiC層、（３）…ｐ
型SiC層、（４）…オーミック電極用金属膜、（５）…
高融点金属膜。
２図は従来方法によるSiC半導体素子を示し、同図
（ａ）は熱処理前の断面図、同図（ｂ）は熱処理後の断
面図である。 （１）…ｎ型SiC基板、（２）…ｎ型SiC層、（３）…ｐ
型SiC層、（４）…オーミック電極用金属膜、（５）…
高融点金属膜。
Claims (1)
- 【請求項１】ｎ型の炭化ケイ素上にｐ型の炭化ケイ素の
層を形成し、該ｐ型の炭化ケイ素の層上にオーミック電
極用のAl電極膜を形成する炭化ケイ素の電極形成方法に
おいて、前記Al電極膜上にAlよりも高融点である高融点
金属膜を形成し、次いで前記Al電極膜は溶融状態となり
前記高融点金属膜は溶融しない温度で熱処理を施すこと
を特徴とする炭化ケイ素の電極形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63196911A JP2708798B2 (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 炭化ケイ素の電極形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63196911A JP2708798B2 (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 炭化ケイ素の電極形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0245976A JPH0245976A (ja) | 1990-02-15 |
| JP2708798B2 true JP2708798B2 (ja) | 1998-02-04 |
Family
ID=16365707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63196911A Expired - Fee Related JP2708798B2 (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 炭化ケイ素の電極形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2708798B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002076022A (ja) * | 2000-09-01 | 2002-03-15 | New Japan Radio Co Ltd | 半導体装置 |
| US6955978B1 (en) * | 2001-12-20 | 2005-10-18 | Fairchild Semiconductor Corporation | Uniform contact |
| US9711633B2 (en) | 2008-05-09 | 2017-07-18 | Cree, Inc. | Methods of forming group III-nitride semiconductor devices including implanting ions directly into source and drain regions and annealing to activate the implanted ions |
| CN102931224A (zh) * | 2012-08-21 | 2013-02-13 | 中国科学院微电子研究所 | 用于P-SiC欧姆接触的界面过渡层复合结构及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0670981B2 (ja) * | 1986-07-08 | 1994-09-07 | 三洋電機株式会社 | 電極形成方法 |
-
1988
- 1988-08-05 JP JP63196911A patent/JP2708798B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0245976A (ja) | 1990-02-15 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |