JP6459894B2 - 炭化珪素半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、炭化珪素半導体装置の製造方法に関する。

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。

特開２０１２−９９５９８号公報

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。

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。

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。

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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。

[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。

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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

[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。

（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。

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。

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。

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。

〔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。

〔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。

〔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。

〔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。

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。

〔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。

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。

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。

〔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。

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。

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。

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。

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。

〔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。

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。

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。

〔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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (13)

1. 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し、
   前記第２導電膜は、多層膜であり、
   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、炭化珪素半導体装置の製造方法。
2. 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し、
   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、炭化珪素半導体装置の製造方法。
3. 前記第２導電膜は、多層膜である、請求項２に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
4. 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３に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
5. 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３に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
6. 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から請求項５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。
7. 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から請求項６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。
8. 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。
9. 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。
10. 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。
11. 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。
12. 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。
13. 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。

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