JP3315541B2 - Method of forming electrode on SiC - Google Patents

Method of forming electrode on SiC

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    • H01L21/048Making electrodes
    • H01L21/0485Ohmic electrodes

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高温環境下でも動作可
能であるなどの利点を有するシリコンカーバイド(Si
C)半導体装置の製造に利用される電極の形成方法に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a silicon carbide (Si) having an advantage that it can operate even in a high temperature environment.
C) The present invention relates to a method for forming an electrode used for manufacturing a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来技術】半導体材料として知られているシリコンカ
ーバイド(SiC)の結晶に関する最新の情報が、「S
iC半導体材料、デバイスとコンタクト材料」と題する
松波弘之氏の論文に記載されている(社団法人 日本電
子工業振興協会 平成6年3月編集・発行の「超微細構
造電極材料調査研究報告書」)。この論文によれば、シ
リコンカーバイドの結晶は現在集積回路の素材として慣
用されてシリコン単結晶(Si)に比べて約3倍もの熱
伝導率(5W/cmo K)を有すると共に、約2倍もの
飽和電子ドリフト速度を有する。また、高安定なポリタ
イプとして通常利用される六方晶の6HーSiCでは、
禁制帯幅が 2.93 eVもの大きな値に達する。従って、絶
縁破壊電圧はSiに比べて10倍程度も高く、また、動
作可能温度は 773o K( 500o C ) にも達し、しかも、そ
の導電型をp型、n型のいずれにも容易に制御できる。
2. Description of the Related Art The latest information on silicon carbide (SiC) crystals, which are known as semiconductor materials, is described in "S.
This paper is described in a paper by Hiroyuki Matsunami entitled "iC Semiconductor Materials, Devices and Contact Materials"("Research Report on Ultrafine Structured Electrode Materials" edited and published in March 1994 by the Japan Electronic Industry Development Association) . According to this paper, silicon carbide crystals are now commonly used as materials for integrated circuits and have about three times the thermal conductivity (5 W / cm o K) and about twice that of silicon single crystal (Si). Have a saturated electron drift velocity. In addition, hexagonal 6H-SiC, which is usually used as a highly stable polytype,
The bandgap reaches a large value of 2.93 eV. Therefore, the dielectric breakdown voltage is about 10 times higher than that of Si, the operable temperature reaches 773 ° K (500 ° C.), and the conductivity type can be easily changed to either p-type or n-type. Can be controlled.

【0003】SiCは、上述したような種々の物性値に
関する利点を有するため、高温動作デバイスや、大電力
デバイス、あるいは耐放射線デバイスなど、厳しい環境
下で動作させようとする半導体デバイスの素材として期
待されてきた。実際には、SiCは、熱的、化学的安定
性のため大面積かつ高品質の結晶の成長が却って困難で
あったために、これを素材とする半導体装置は、バリス
タなどの特殊なものを除いてはほとんど利用されていな
い。しかしながら、ここ数年の結晶成長技術の著しい進
展に伴い、直径30mmもの大型のウエハが市販される状況
になっている。
[0003] SiC has the advantages of various physical properties as described above, and is therefore expected as a material for semiconductor devices that are to be operated under severe environments, such as high-temperature operating devices, high-power devices, and radiation-resistant devices. It has been. Actually, since SiC is rather difficult to grow a large area and high quality crystal due to thermal and chemical stability, semiconductor devices made of SiC except for special devices such as varistors are used. Hardly ever used. However, with the remarkable progress of crystal growth technology in recent years, large wafers as large as 30 mm in diameter have become commercially available.

【0004】シリコンカーバイドを素材とする半導体装
置を実現するうえで、大面積の結晶の供給と共に重要な
点は、そのような結晶上に安定なオーミック電極やショ
ットキー電極が形成できるか否かの点にある。シリコン
カーバイドは広い禁制帯幅と化学的安定性を有するた
め、これにオーミック接合(コンタクト)を形成するに
は、比較的高温下での合金化が必要になる。シリコンカ
ーバイド結晶へのアロイ・オーミックコンタクトの形成
材料として、n型結晶に対してはNi、Ti、Mo、C
r、W、AuTa、TaSi2 などが、また、p型結晶
に対してはAl、AlSi、AL/Ti、Al/TaS
2 などが知られている。合金形成温度は、最低のAl
の場合の1173 oK から最高のWの場合の2073o K までと
いう具合にかなりの高温範囲にわたっている。
In realizing a semiconductor device using silicon carbide as a material, it is important to supply a crystal having a large area and to determine whether a stable ohmic electrode or Schottky electrode can be formed on such a crystal. On the point. Since silicon carbide has a wide band gap and chemical stability, it is necessary to alloy at a relatively high temperature to form an ohmic junction (contact) therewith. As a material for forming an alloy ohmic contact to a silicon carbide crystal, Ni, Ti, Mo, C
r, W, AuTa, TaSi 2 and the like, and for p-type crystals, Al, AlSi, AL / Ti, Al / TaS
such as i 2 are known. The alloy formation temperature is the lowest Al
Over a fairly high temperature range, from 1173 ° K for the highest W to 2073 ° K for the highest W.

【0005】さらに、シリコンカーバイド結晶へのショ
ットキー接合の形成材料として、n型の結晶に対しては
Au、Pt、Ti、W、Pdなどが、またp型の結晶に
対してはAuとPtなどが知られている。これらの金属
は、スパッタリングなどの成膜形成手法によってシリコ
ンカーバイド結晶上に堆積したままの状態で使用した
り、PtやTiの場合のように、堆積後に 873 oK から
773 o K 程度の温度範囲で合金を形成してから使用した
りしている。
Further, Au, Pt, Ti, W, Pd and the like are used as materials for forming a Schottky junction with a silicon carbide crystal for an n-type crystal, and Au and Pt are used for a p-type crystal. Etc. are known. These metals can be used as deposited on silicon carbide crystals by a film forming technique such as sputtering, or after deposition from 873 o K, as in the case of Pt or Ti.
They are used after forming an alloy in a temperature range of about 773 o K.

【0006】上記論文によれば、金属としてNiを用い
た場合、高温での熱処理に伴い、金属の層とSiCとの
界面にグラファイト相の炭素が偏析することや、シリサ
イド化(珪化)反応の結果、Niの層内に珪化ニッケル
(NiSi)が形成されることなどが指摘されている。
また、同論文に掲載された実験データによれば、炭化反
応の結果Niの層内に炭化ニッケル(NiC)が形成さ
れていることも示されている。
According to the above-mentioned paper, when Ni is used as a metal, carbon of a graphite phase segregates at an interface between a metal layer and SiC due to heat treatment at a high temperature, and a silicidation (silicidation) reaction occurs. As a result, it is pointed out that nickel silicide (NiSi) is formed in the Ni layer.
According to the experimental data published in the same paper, it is also shown that nickel carbide (NiC) is formed in the Ni layer as a result of the carbonization reaction.

【0007】上述のように、シリコンカーバイド上に金
属の層を形成して高温の熱処理を行うと、金属の層との
界面近傍に存在するSiCの組成である珪素と炭素とが
共に金属の層内に侵入し、金属の珪化物と炭化物とが形
成される。金属の炭化物は、金属結晶中に炭素原子が最
稠密で入りこんだいわゆる侵入型構造を持ち、金属
(M)の原子半径に応じて化学式MCやMC2 で表され
る炭化物となる。この金属の炭化物は、結合エネルギー
が大きいため化学的に安定で、融点と硬度とがいずれも
高く、しかも電気伝導性を有するという点において、高
温環境下での動作を目的とするシリコンカーバイドへの
電極材料としては極めて好都合である。
As described above, when a metal layer is formed on silicon carbide and subjected to a high-temperature heat treatment, both silicon and carbon, which are SiC compositions existing near the interface with the metal layer, are mixed with the metal layer. And metal silicides and carbides are formed. Carbides of metals, has a so-called interstitial structure that carbon atoms penetrates in closest-packed in a metal crystal, a carbide of formula MC and MC 2 in accordance with the atomic radius of the metal (M). This metal carbide is chemically stable due to its high binding energy, has a high melting point and high hardness, and has electrical conductivity.It is suitable for silicon carbide intended for operation in a high temperature environment. It is very convenient as an electrode material.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電極の形成方法には以下のような問題がある。まず、上
記論文に記載されたNiの場合のように、金属によって
は炭化物よりも珪化物の方が多量に生成されるため、主
として炭化物が生成される場合に比べて上述した電極と
しての有利性が減殺されるという問題がある。
However, the conventional method for forming an electrode has the following problems. First, as in the case of Ni described in the above-mentioned article, since silicide is generated in a larger amount than carbide depending on the metal, the advantage as the above-described electrode as compared with the case where carbide is mainly generated is obtained. There is a problem that is reduced.

【0009】次に、SiCの組成であるシリコンと炭素
原子とが互いに異なる比率で金属の層内に侵入するた
め、金属の層とSiC結晶との界面近傍においてSiと
Cとの1対1の元素比率が崩れ、Niの場合のように金
属の層との界面に炭素が偏析する。あるいは、他の金属
については、その金属の層との界面にSiが偏析したり
することも考えられる。換言すれば、電気特性に最も重
要な影響を与える金属の層との界面が、もはやSiCの
結晶とは言えない異常な状態にあることを意味する。
Next, since silicon and carbon atoms, which are compositions of SiC, penetrate into the metal layer at different ratios, a one-to-one ratio of Si and C near the interface between the metal layer and the SiC crystal. The element ratio collapses, and carbon segregates at the interface with the metal layer as in the case of Ni. Alternatively, for other metals, it is conceivable that Si segregates at the interface with the metal layer. In other words, it means that the interface with the metal layer that has the most significant effect on the electrical characteristics is in an abnormal state that can no longer be regarded as a crystal of SiC.

【0010】更に、上記論文には記載も示唆もされては
いないが、n型やp型などの制御された導電性を与える
ためにSiCの単結晶中に混在されている各種の不純物
元素が単体で、あるいは炭化物や珪化物の形態で金属の
電極層内に侵入することも考えられる。この結果、電極
との界面付近に不純物元素が欠乏した高抵抗層が形成さ
れてしまい、電極としての性能が著しく低下するという
懸念もある。従って、本発明の目的は、上述した各種の
問題を解決し、良好で高い信頼性の接合を形成できるS
iCへの電極の形成方法を提供することにある。
Further, although neither described nor suggested in the above-mentioned paper, various impurity elements mixed in a single crystal of SiC to provide controlled conductivity such as n-type and p-type are disclosed. It is also conceivable that they may penetrate into the metal electrode layer by itself or in the form of carbide or silicide. As a result, a high resistance layer deficient in an impurity element is formed near the interface with the electrode, and there is a concern that the performance as an electrode may be significantly reduced. Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned various problems and to form a S-bond which can form a good and highly reliable joint.
An object of the present invention is to provide a method for forming an electrode on iC.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明に係わるSiCへ
の電極の形成方法は、シリコンカーバイド結晶基板の表
面に金属の電極層を形成する工程と、この金属の電極層
にシリコンカーバイド結晶基板の外部から炭素を供給す
ることにより炭化金属の電極層に変換する炭化工程と、
この炭化金属の電極層が形成されたシリコンカーバイド
結晶基板を加熱する加熱工程とを含んでいる。
According to the present invention, there is provided a method of forming an electrode on SiC, comprising the steps of forming a metal electrode layer on the surface of a silicon carbide crystal substrate; A carbonization step of converting into a metal carbide electrode layer by supplying carbon from the outside,
A heating step of heating the silicon carbide crystal substrate on which the metal carbide electrode layer is formed.

【0012】[0012]

【作用】シリコンカーバイド結晶基板上の電極層を形成
する金属は、炭化されてSiCの電極材料として好適な
炭化物となる。この炭化は、従来技術とは異なりSiC
の結晶からの炭素の侵入によって行われるのではなく、
CVD法などを利用してSiC結晶基板の外部から電極
層に炭素を供給することによって行われる。この金属の
炭化物は、金属結晶中に炭素原子が最稠密で入りこんだ
いわゆる侵入型構造を持つ。従って、この炭化を十分に
行うことにより電極層内を炭素により飽和させておく
と、その後に合金化などを目的として高温の熱処理を行
っても、SiCの結晶からは、もはや炭素も珪素も不純
物も電極層内には侵入できない状態となる。
The metal forming the electrode layer on the silicon carbide crystal substrate is carbonized to become a carbide suitable as an electrode material of SiC. This carbonization differs from the prior art in that SiC
Rather than by the intrusion of carbon from the crystals of
This is performed by supplying carbon to the electrode layer from outside the SiC crystal substrate using a CVD method or the like. This metal carbide has a so-called interstitial structure in which carbon atoms are inserted in the metal crystal at the closest density. Therefore, if the inside of the electrode layer is saturated with carbon by sufficiently performing this carbonization, even if a high-temperature heat treatment is performed thereafter for the purpose of alloying or the like, both carbon and silicon are no longer impurities from the SiC crystal. Also cannot enter the electrode layer.

【0013】この結果、炭化金属の電極層との界面近傍
のSiCは、そこに含まれる不純物も含めて熱処理前の
状態に保たれ、極めて良好で信頼の高いショットキー接
合やオーミック接合が形成される。そして、電極自体は
金属の炭化物から形成されるため、化学的に安定で、融
点と硬度とがいずれも高いという高温環境下での動作に
適したものとなる。以下、本発明を実施例によって更に
詳細に説明する。
As a result, SiC in the vicinity of the interface between the metal carbide and the electrode layer is kept in a state before the heat treatment, including impurities contained therein, and an extremely good and highly reliable Schottky junction or ohmic junction is formed. You. Since the electrode itself is formed of a metal carbide, it is chemically stable and suitable for operation in a high-temperature environment in which both the melting point and the hardness are high. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

【0014】[0014]

【実施例】本発明の一実施例に係わるSiCへの電極の
形成方法を図1の断面図を参照しながら説明する。ま
ず、図1(A)に示すように、SiC単結晶の基板10
の表面の電極形成領域11上に、周知の写真触刻法(フ
ォトリゾグラフィ)を用いてマスクmを形成する。この
状態で全表面に酸素イオンを注入することにより、基板
10の電極形成領域11以外の表面上に酸素イオンが注
入された高抵抗層12を形成する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method for forming an electrode on SiC according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the sectional view of FIG. First, as shown in FIG.
A mask m is formed on the electrode forming region 11 on the surface of the substrate by using a known photolithography method (photolithography). By implanting oxygen ions into the entire surface in this state, a high-resistance layer 12 into which oxygen ions have been implanted is formed on the surface of the substrate 10 other than the electrode formation region 11.

【0015】次に、図1(B)に示すように、慣用の成
膜手法と写真触刻法との組合せによって基板10の電極
形成領域11を除く表面上に窒化アルミニュウム(Al
N)の絶縁層13を形成する。次に、図1(C)に示す
ように、絶縁層13上にレジスト層Rを形成したのち、
蒸着、スパッタリグ、CVD、化合物の還元などの適宜
な成膜手法を用いて、高融点金属を主体とする金属層M
を堆積させる。
Next, as shown in FIG. 1B, aluminum nitride (Al) is formed on the surface of the substrate 10 excluding the electrode formation region 11 by a combination of a conventional film forming technique and photolithography.
N) The insulating layer 13 is formed. Next, as shown in FIG. 1C, after forming a resist layer R on the insulating layer 13,
The metal layer M mainly composed of a high melting point metal is formed by using an appropriate film forming technique such as vapor deposition, sputter rig, CVD, and compound reduction.
Is deposited.

【0016】続いて、図1(C)に示すように、金属層
M上にマイクロ波プラズマCVD法を用いて炭素を供給
する。このマイクロ波プラズマCVDは次のような条件
のもとに行われる。 反応ガス:CH4 +H2 , 反応ガス混合比:1.0 vol
%,反応圧力: 40 Torr, ガス流量 : 100 ccm , マイ
クロ波出力 : 380 W,基板温度: 850o C ,供給時間:
2 時間
Subsequently, as shown in FIG. 1C, carbon is supplied onto the metal layer M by using a microwave plasma CVD method. This microwave plasma CVD is performed under the following conditions. Reaction gas: CH 4 + H 2 , reaction gas mixture ratio: 1.0 vol
%, Reaction pressure: 40 Torr, gas flow rate: 100 ccm, microwave power: 380 W, substrate temperature: 850 oC , supply time:
2 hours

【0017】金属層Mの表面に供給された炭素は、金属
層Mの表面から内部に侵入してゆき金属結晶内に炭素原
子が最稠密で入りこんだいわゆる侵入型構造を形成す
る。この金属の炭化が十分に行われて金属層M内が炭素
によって飽和すると、炭化金属層MCの表面にダイヤモ
ンドの層Cが堆積される。
The carbon supplied to the surface of the metal layer M penetrates from the surface of the metal layer M to form a so-called interstitial structure in which carbon atoms enter the metal crystal at the closest density. When the carbonization of the metal is sufficiently performed and the inside of the metal layer M is saturated with carbon, a diamond layer C is deposited on the surface of the metal carbide layer MC.

【0018】次に、酸素プラズマや酸素イオンビームな
どによるアッシング手法を適用してダイヤモンドの層C
を除去したのち、レジスト層Rとその上に形成さている
炭化金属の層MCとダイヤモンドの層C共々薬品で溶解
除去する。この結果、図1の(E)に示すように、炭化
金属を素材とする電極14がSiC結晶の基板表面に形
成される。最後に、炭化金属の電極14の組成とこの電
極14をオーミック接合にするかショットキー接合にす
るかに応じて決定される熱処理温度に基板を保って合金
化し、処理を完了する。
Next, a diamond layer C is formed by applying an ashing technique using oxygen plasma or oxygen ion beam.
Is removed, the resist layer R, the metal carbide layer MC and the diamond layer C formed thereon are dissolved and removed together with a chemical. As a result, as shown in FIG. 1E, an electrode 14 made of a metal carbide is formed on the surface of the SiC crystal substrate. Finally, the substrate is alloyed while maintaining the substrate at a heat treatment temperature determined according to the composition of the metal carbide electrode 14 and whether the electrode 14 is to be formed into an ohmic junction or a Schottky junction, thereby completing the process.

【0019】金属電極14の形成に使用する高融点金属
は、SiC結晶の基板10の表面の導電型がp型とn型
のどちらであるかと、オーミック接合とショットキー接
合のどちらを形成しようとしているかに応じて、例えば
以下のように選択される。
The refractory metal used to form the metal electrode 14 is determined whether the conductivity type of the surface of the substrate 10 of the SiC crystal is p-type or n-type, and whether the ohmic junction or the Schottky junction is to be formed. For example, the selection is made as follows depending on whether or not there is an error.

【0020】SiC基板表面の導電型を問わずショット
キー接合を形成する場合には、高融点金属として、Au
又は白金族に属するPt,Ir,Os,Re,Ru,R
h,Pdの群から少なくとも一つの金属を選択すればよ
い。また、n型のSiC基板の表面にショットキー接合
を形成する場合、高融点金属として、IVa族、Va族又は
VIa族に属する少なくとも一つの金属を選択すればよ
い。
When forming a Schottky junction irrespective of the conductivity type of the SiC substrate surface, Au is used as the high melting point metal.
Or Pt, Ir, Os, Re, Ru, R belonging to the platinum group
At least one metal may be selected from the group of h and Pd. Further, when a Schottky junction is formed on the surface of an n-type SiC substrate, a group IVa, group Va, or
At least one metal belonging to Group VIa may be selected.

【0021】n型のSiC結晶基板上にオーミック接合
を形成する場合には、Ni,Ti,Mo,Cr,W,A
uTa,TaSi2 の群から少なくとも一つの金属を選
択すればよい。p型のSiC結晶基板上にオーミック接
合を形成する場合には、Al,AlSi,Al/Ti,
Al/TaSi2 の群から少なくとも一つの金属を選択
すればよい。
When an ohmic junction is formed on an n-type SiC crystal substrate, Ni, Ti, Mo, Cr, W, A
At least one metal may be selected from the group consisting of uTa and TaSi 2 . When an ohmic junction is formed on a p-type SiC crystal substrate, Al, AlSi, Al / Ti,
At least one metal may be selected from the group of Al / TaSi 2 .

【0022】なお、SiC結晶基板の表面の導電性を制
御するためにドープされている不純物元素を上記高融点
金属に添加すれば一層好適である。何故ならば、金属電
極を合金化しようとして基板全体を高温にした際に、金
属電極層との界面の近傍の不純物が電極層内に侵入した
ために欠乏状態となり、この結果、界面近傍に高抵抗層
が形成されてしまい、電極としての性能が著しく低下し
てしまう懸念があるからである。
It is more preferable to add a doped impurity element to the refractory metal in order to control the conductivity of the surface of the SiC crystal substrate. This is because when the entire substrate is heated to a high temperature in an attempt to alloy the metal electrode, impurities near the interface with the metal electrode layer enter the electrode layer and become depleted, resulting in a high resistance near the interface. This is because a layer may be formed and the performance as an electrode may be significantly reduced.

【0023】従って、高融点金属に予め不純物元素を添
加しておくことにより、界面近傍における不純物元素の
欠乏状態を電極層内から熱拡散してくる不純物元素で相
殺し、高抵抗層の形成を回避できる。同様の理由で、高
融点金属に予めSiを添加しておくことにより、電極と
の界面近傍のSiの欠乏を回避する構成を採用すること
もできる。
Therefore, by adding an impurity element to the high melting point metal in advance, the deficiency state of the impurity element in the vicinity of the interface is offset by the impurity element thermally diffused from the inside of the electrode layer, thereby forming a high resistance layer. Can be avoided. For the same reason, it is also possible to adopt a configuration in which Si is added to the refractory metal in advance to avoid deficiency of Si near the interface with the electrode.

【0024】以上、本発明の一実施例を説明したが、細
部においてこれとは異なる種々の実施例や変形例を採用
することができる。例えば、炭化金属の電極が硬すぎて
熱圧着による接合などに不向きであれば、電極上に適宜
な硬度の金属の層を形成するという変形例を採用すれば
よい。逆に、後発的な機械的研磨に備えて金属電極の硬
度を暫定的に一層高めておく場合などには、電極の炭化
の終了後も炭素の供給を継続させることにより炭化金属
の電極上にダイヤモンドの層を形成するという変形例を
採用すればよい。
Although the embodiment of the present invention has been described above, various embodiments and modifications different from the above can be adopted in detail. For example, if the metal carbide electrode is too hard to be suitable for bonding by thermocompression bonding, a modified example of forming a metal layer of appropriate hardness on the electrode may be adopted. Conversely, when temporarily increasing the hardness of the metal electrode in preparation for subsequent mechanical polishing, the supply of carbon is continued even after the carbonization of the electrode is completed, so that the metal A modified example of forming a diamond layer may be employed.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
わるSiCへの電極の形成方法は、金属電極層を炭化す
る工程を含む構成であるから、その後に合金化のために
高温の熱処理を行っても、SiCの結晶からは、もはや
炭素も珪素も不純物も電極層内には侵入できない状態と
なる。この結果、炭化金属の電極層との界面近傍のSi
Cは、そこに含まれる不純物も含めて熱処理前の状態に
保たれ、極めて良好で信頼の高いショットキー接合やオ
ーミック接合が形成される。
As described in detail above, the method of forming an electrode on SiC according to the present invention includes a step of carbonizing a metal electrode layer. However, no carbon, silicon, or impurities can enter the electrode layer from the SiC crystal. As a result, Si near the interface with the metal carbide electrode layer
C is kept in a state before the heat treatment including the impurities contained therein, and a very good and highly reliable Schottky junction or ohmic junction is formed.

【0026】更に、電極自体は金属の炭化物から形成さ
れるため、化学的に安定で、融点と硬度とがいずれも高
いという高温環境下での動作に適したものとなる。
Further, since the electrode itself is formed from a metal carbide, it is chemically stable and suitable for operation in a high-temperature environment where both the melting point and the hardness are high.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例の電極の形成方法を説明する
ための断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a method of forming an electrode according to one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 SiC結晶の基板 11 電極形成領域 12 高抵抗層 13 AlNの絶縁層 14 炭化金属の電極層 R レジストの層 M 金属の層 MC 炭化金属の層 C ダイヤモンドの層 10 SiC crystal substrate 11 Electrode formation area 12 High resistance layer 13 AlN insulating layer 14 Metal carbide electrode layer R Resist layer M Metal layer MC Metal carbide layer C Diamond layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/28 H01L 29/40 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/28 H01L 29/40

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】シリコンカーバイド結晶基板の表面に金属
の電極層を形成する工程と、 前記金属の電極層に前記シリコンカーバイド結晶基板の
外部から炭素を供給することにより前記金属の電極層を
炭化金属の電極層に変換する炭化工程と、 前記炭化金属の電極層が形成されたシリコンカーバイド
結晶基板を加熱する加熱工程とを含むことを特徴とする
SiCへの電極の形成方法。
A step of forming a metal electrode layer on the surface of a silicon carbide crystal substrate; and supplying carbon to the metal electrode layer from outside of the silicon carbide crystal substrate. And a heating step of heating the silicon carbide crystal substrate on which the metal carbide electrode layer has been formed.
【請求項2】 請求項1において、 前記金属は、 Pt,Ir,Os,Re,Ru,Rh,Pdの群、IVa
族、Va族又はVIa族に属する少なくとも一つの金属又は
その金属若しくはそれらの金属の合金を含むことを特徴
とするSiCへの電極の形成方法。
2. The method according to claim 1, wherein the metal is a group of Pt, Ir, Os, Re, Ru, Rh, and Pd, and IVa.
A method for forming an electrode on SiC, comprising at least one metal belonging to Group Va, Group Va or Group VIa, or a metal thereof or an alloy of these metals.
【請求項3】 請求項1において、 前記金属は、 Ni,Ti,Mo,Cr,W,AuTa,TaSi2
群又はAl,AlSi,Al/Ti,Al/TaSi2
の群に属する少なくとも一つを含むことを特徴とするS
iCへの電極の形成方法。
3. The method according to claim 1, wherein the metal is a group of Ni, Ti, Mo, Cr, W, AuTa, TaSi 2 or Al, AlSi, Al / Ti, Al / TaSi 2.
S comprising at least one member belonging to the group of
A method for forming an electrode on iC.
【請求項4】 請求項1乃至3のそれぞれにおいて、 前記金属は、 Siを含むことを特徴とするSiCへの電極の形成方
法。
4. The method according to claim 1, wherein the metal includes Si.
【請求項5】 請求項1乃至4のそれぞれにおいて、 前記金属は、 前記シリコンカーバイド結晶基板に含まれる不純物元素
を含むことを特徴とするSiCへの電極の形成方法。
5. The method according to claim 1, wherein the metal includes an impurity element contained in the silicon carbide crystal substrate.
【請求項6】 請求項1乃至5のそれぞれにおいて、 前記金属の電極層は、 蒸着、スパッタリング、CVD又は化合物の還元によっ
て形成されることを特徴とするSiCへの電極の形成方
法。
6. The method according to claim 1, wherein the metal electrode layer is formed by vapor deposition, sputtering, CVD, or reduction of a compound.
【請求項7】 請求項1乃至6のそれぞれにおいて、 前記炭化工程は、 有機炭素化合物を前記金属の電極層に供給しながらマイ
クロ波プラズマ法又は熱電子プラズマ法で分解する工程
を含むことを特徴とするSiCへの電極の形成方法。
7. The method according to claim 1, wherein the carbonizing step includes a step of decomposing the organic carbon compound by a microwave plasma method or a thermionic plasma method while supplying the organic carbon compound to the metal electrode layer. A method for forming an electrode on SiC.
【請求項8】 請求項1乃至7のそれぞれにおいて、 前記炭化金属の電極層上に金属の電極層を形成する工程
を更に含むことを特徴とするSiCへの電極の形成方
法。
8. The method for forming an electrode on SiC according to claim 1, further comprising a step of forming a metal electrode layer on the metal carbide electrode layer.
【請求項9】 請求項1乃至7のそれぞれにおいて、 前記炭化金属の電極層上にダイヤモンドの層を形成する
工程を更に含むことを特徴とするSiCへの電極の形成
方法。
9. The method for forming an electrode on SiC according to claim 1, further comprising the step of forming a diamond layer on the metal carbide electrode layer.
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