JP5522035B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
まず、実施の形態1におけるMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor;酸化膜電界効果トランジスタ)について説明する。図1を参照して、実施の形態1におけるMOSFET1は、炭化珪素(SiC)からなり、導電型がn型(第1導電型)の基板であるn+SiC基板11と、SiCからなり、導電型がn型(第1導電型)の半導体層としてのn−SiC層12と、導電型がp型(第2導電型)の第2導電型領域としての一対のpボディ13と、導電型がn型(第1導電型)の高濃度第1導電型領域としてのn+ソース領域14と、導電型がp型(第2導電型)の高濃度第2導電型領域としてのp+領域18とを備えている。pボディ13、n+ソース領域14およびp+領域18が形成されたn−SiC層12と、n+SiC基板11とは、炭化珪素からなるSiCウェハ10を構成する。n+SiC基板11は、高濃度のn型不純物(導電型がn型である不純物)、たとえばN(窒素)を含んでいる。
次に、本発明の他の実施の形態である実施の形態2について説明する。実施の形態2における半導体装置としてのMOSFET1は、基本的には上記実施の形態1におけるMOSFET1と同様の構成を有し、同様の効果を奏する。そして、実施の形態2におけるMOSFET1は、以下のような実施の形態1の場合とは異なる特徴を有している。
次に、本発明のさらに他の実施の形態である実施の形態3について説明する。実施の形態3における半導体装置としてのMOSFET1は、基本的には上記実施の形態1におけるMOSFET1と同様の構成を有し、同様の効果を奏する。そして、実施の形態3におけるMOSFET1は、以下のような実施の形態1の場合とは異なる特徴を有している。
次に、本発明のさらに他の実施の形態である実施の形態4について説明する。図10を参照して、実施の形態4における半導体装置としての接合型電界効果トランジスタ(Junction Field Effect Transistor;JFET)であるJFET3は、オーミックコンタクト電極の構成において、上記実施の形態1〜3におけるMOSFET1と同様の構成を有し、同様の効果を奏する。具体的には、JFET3は、SiCからなり、導電型がn型であるn型基板31と、n型基板31上に形成された第1のp型層32と、第1のp型層32上に形成されたn型層33と、n型層33上に形成された第2のp型層34とを備えている。また、n型基板31、p型層32、n型層33および第2のp型層34は、炭化珪素からなるSiCウェハ30を構成する。ここで、p型層およびn型層は、それぞれ導電型がp型およびn型であるSiCからなる層である。また、第1のp型層32は、たとえば厚み10μm程度、p型不純物の濃度7.5×1015cm−3程度、n型層33は、たとえば厚み0.45μm程度、n型不純物の濃度2×1017cm−3程度、第2のp型層34は、たとえば厚み0.25μm程度、p型不純物の濃度2×1017cm−3程度とすることができる。
以下、本発明の実施例1について説明する。SiC層との接触抵抗を、本発明の半導体装置に含まれるオーミックコンタクト電極(実施例)と、本発明の範囲外の従来のオーミックコンタクト電極であるNi電極(比較例A)およびTi/Al電極(比較例B)とについて比較する実験を行なった。実験の手順は以下のとおりである。
以下、本発明の実施例2について説明する。本発明の半導体装置に含まれるオーミックコンタクト電極に関して、p型SiC領域およびn型SiC領域との接触抵抗に及ぼすオーミックコンタクト電極の組成の影響を調査する実験を行なった。実験の手順は以下のとおりである。
以下、本発明の実施例3について説明する。本発明の半導体装置に含まれるオーミックコンタクト電極の形成状態を確認する実験を行なった。実験の手順は以下のとおりである。なお、本願において「オーミックコンタクト電極」とは、SiC層上に金属膜を形成し、さらに当該金属膜に対して熱処理を実施することによりSiC層との接触抵抗を低減するように形成される電極を意味する。
Claims (9)
- 炭化珪素からなるSiCウェハと、
前記SiCウェハに接触して配置され、チタン、アルミニウム、珪素および炭素を含有し、残部不可避的不純物からなるオーミックコンタクト電極とを備え、
前記SiCウェハは、
導電型がn型であるn型領域と、
導電型がp型であるp型領域とを含み、
前記n型領域および前記p型領域のそれぞれは、前記オーミックコンタクト電極と接触しており、
前記オーミックコンタクト電極の、前記SiCウェハとは反対側の表面を含む領域には珪素が含まれ、前記オーミックコンタクト電極においては、該オーミックコンタクト電極の厚み方向全体にわたって前記SiCウェハに近づくに従って珪素の含有量が単調に増加し、前記オーミックコンタクト電極は、原子数比でチタンの1.58倍以上6.33倍以下のアルミニウムを含む、半導体装置。 - 前記オーミックコンタクト電極においては、前記SiCウェハに近づくに従ってアルミニウムの含有量が単調に減少している、請求項1に記載の半導体装置。
- 前記オーミックコンタクト電極においては、チタンの含有量が、前記SiCウェハとは反対側の表面から前記SiCウェハに向けて単調に増加し、最大値を示した後、単調に減少している、請求項1に記載の半導体装置。
- 前記オーミックコンタクト電極は、前記n型領域に接触する領域から前記p型領域に接触する領域にまで延在するように配置されている、請求項1に記載の半導体装置。
- 複数の前記オーミックコンタクト電極を備え、
複数の前記オーミックコンタクト電極のうち、一の前記オーミックコンタクト電極は前記n型領域と接触しており、他の前記オーミックコンタクト電極は前記p型領域と接触している、請求項1に記載の半導体装置。 - 炭化珪素からなるSiCウェハと、
前記SiCウェハに接触して配置され、チタン、アルミニウム、珪素および炭素を含有し、残部不可避的不純物からなるオーミックコンタクト電極とを備え、
前記SiCウェハは、
導電型がn型であるn型領域と、
導電型がp型であるp型領域とを含み、
前記n型領域および前記p型領域のそれぞれは、前記オーミックコンタクト電極と接触しており、
前記オーミックコンタクト電極においては、該オーミックコンタクト電極の厚み方向全体にわたって、アルミニウムの含有量が前記オーミック電極の表面側から前記SiCウェハに近づくに従って単調に減少し、珪素の含有量が前記オーミック電極の表面側から前記SiCウェハに近づくに従って単調に増加し、前記オーミックコンタクト電極は、原子数比でチタンの1.58倍以上6.33倍以下のアルミニウムを含む、半導体装置。 - 前記オーミックコンタクト電極においては、チタンの含有量が、前記SiCウェハとは反対側の表面から前記SiCウェハに向けて単調に増加し、最大値を示した後、単調に減少している、請求項6に記載の半導体装置。
- 前記オーミックコンタクト電極は、前記n型領域に接触する領域から前記p型領域に接触する領域にまで延在するように配置されている、請求項6に記載の半導体装置。
- 複数の前記オーミックコンタクト電極を備え、
複数の前記オーミックコンタクト電極のうち、一の前記オーミックコンタクト電極は前記n型領域と接触しており、他の前記オーミックコンタクト電極は前記p型領域と接触している、請求項6に記載の半導体装置。
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