JPH01268121A - シリコン系半導体素子のオーミック電極形成方法 - Google Patents
シリコン系半導体素子のオーミック電極形成方法Info
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/0445—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising crystalline silicon carbide
- H01L21/048—Making electrodes
- H01L21/0485—Ohmic electrodes
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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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、シリコン系半導体素子のオーミック電極形成
方法に関する。
方法に関する。
（ロ） 従来の技術
炭化ケイ素（ＳｉＣ）は高温高圧下で前作可能な半導体
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。
所るＳｉＣ半導体素子には、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頁に示されている如く、Ｐ型ＳｉＣ上にＡｌ／
Ｓｉ、ｎ型ＳｉＣ上にＮｉが用らられている。
、１９８７年秋期応用物理学会予稿集、２９ａ−Ｗ−１
，５８６頁に示されている如く、Ｐ型ＳｉＣ上にＡｌ／
Ｓｉ、ｎ型ＳｉＣ上にＮｉが用らられている。
第２図に従来のＳｉＣ半導体素子を示す。所るＳｉＣ半
導体素子の製造方法は、例えばｎ型ＳｉＣ基板（１）の
−主面上に、ｎ型ＳｉＣ層（２）、Ｐ型ＳｉＣ層（３）
をＬＰＥ法を用いて順次成長する次いで祈る積層基板を
ウェットエツチング等の表面処理した後Ｐ型ＳｉＣ層（
３）上にＡ ｌ ／ Ｓ ｉ電＆暎（５）を、ｎ型Ｓｉ
Ｃ基板ｍの他主面上にＮｉｔ極膜（６）をそれぞれ真空
蒸着する。しかる後、断る積層基板に９００〜１０００
℃の高温で５程度度熱処理を施すことによって、各電極
はＳｊＣと合金化し、オ−ミック性金得るものである。
導体素子の製造方法は、例えばｎ型ＳｉＣ基板（１）の
−主面上に、ｎ型ＳｉＣ層（２）、Ｐ型ＳｉＣ層（３）
をＬＰＥ法を用いて順次成長する次いで祈る積層基板を
ウェットエツチング等の表面処理した後Ｐ型ＳｉＣ層（
３）上にＡ ｌ ／ Ｓ ｉ電＆暎（５）を、ｎ型Ｓｉ
Ｃ基板ｍの他主面上にＮｉｔ極膜（６）をそれぞれ真空
蒸着する。しかる後、断る積層基板に９００〜１０００
℃の高温で５程度度熱処理を施すことによって、各電極
はＳｊＣと合金化し、オ−ミック性金得るものである。
ヒＪ 発明が解決しようとする課粗
祈る従来方法を用いて、ｐ型ＳｉＣ上にＡｌ／Ｓｉ電極
膜全複数に分割して形成し、隣り合う電極間でそれぞれ
Ｖ−Ｉ特性を調べたところ、第３図に示す如く、オーミ
ック性が得られている部分（実線）と得られていない部
分（破線）が生じていることがわかった。Ｒ１ノち、従
来方法ではＳｌ−Ｃ上に形成したオーミック電極は場所
的にオーミック性が得られず、電極むらが生じるといっ
た問題を有している。
膜全複数に分割して形成し、隣り合う電極間でそれぞれ
Ｖ−Ｉ特性を調べたところ、第３図に示す如く、オーミ
ック性が得られている部分（実線）と得られていない部
分（破線）が生じていることがわかった。Ｒ１ノち、従
来方法ではＳｌ−Ｃ上に形成したオーミック電極は場所
的にオーミック性が得られず、電極むらが生じるといっ
た問題を有している。
祈る電極むらの発生は、しきい値電流全増加する原因と
なり、素子の特性は低下することになる。
なり、素子の特性は低下することになる。
さらに電極のオーミンク性全示す部分に電流が集中する
ため、その部分の発熱機が増え、熱劣化が著しくなる。
ため、その部分の発熱機が増え、熱劣化が著しくなる。
即ち、素子の寿命が短くなり不都合である。
またｎ阜ＳｉＣ上に形成されるＮｉ電極も同様な問題が
生じる。
生じる。
に） 課題を解決するための手段
不発ＦＪＡはシリコン糸半導（イ・素子にオーミック性
市祿を形成する方法において、上記課題を解決するため
、先ずシリコン糸゛１′−導体素子」二に、当該シリコ
ン系半導体素子よりも酸素と強い反応を示す金属膜を形
成し、次いでその上にオーミック′イ極用舎属膜を積層
し１ヒ後、熱処理を施すことを特徴とする。
市祿を形成する方法において、上記課題を解決するため
、先ずシリコン糸゛１′−導体素子」二に、当該シリコ
ン系半導体素子よりも酸素と強い反応を示す金属膜を形
成し、次いでその上にオーミック′イ極用舎属膜を積層
し１ヒ後、熱処理を施すことを特徴とする。
（ホ）作 用
本発明は、シリコン糸２１′４不素子上にオーミック電
極を蒸着するｇｆｆに、当該シリコン系半導体素子より
も酸素と強い反応を示す金属膜全形成することによって
、当該金属ｊ（外は上記シリコン系半導体素子表面に生
成された自然酸化１１Ｑと反応し、当該自然酸化ｊ漠を
鑵元する。
極を蒸着するｇｆｆに、当該シリコン系半導体素子より
も酸素と強い反応を示す金属膜全形成することによって
、当該金属ｊ（外は上記シリコン系半導体素子表面に生
成された自然酸化１１Ｑと反応し、当該自然酸化ｊ漠を
鑵元する。
（へ）実施例
第１図は本発明方法の一実施例を示す工程別断面図であ
る。以下図を参照して本発明方法を説明する。
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＜、ｎｕＳｉＣ基板ｔ＋＋
を用意し、該ｎ型ＳｉＣ基板（１）の−主面上にｎ型５
ｉＣｆ２）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、ｎ
％ Ｓ ｉ Ｃ＠（２１上に、同様に、Ｐ型ＳｉＣ層（
３１をエピタキシャル成長させる。しかる後、ＳｉＣ表
面をウェットエツチング等により表面処理をする。
を用意し、該ｎ型ＳｉＣ基板（１）の−主面上にｎ型５
ｉＣｆ２）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、ｎ
％ Ｓ ｉ Ｃ＠（２１上に、同様に、Ｐ型ＳｉＣ層（
３１をエピタキシャル成長させる。しかる後、ＳｉＣ表
面をウェットエツチング等により表面処理をする。
表面処理後、本発明者が所るＳｉＣ表面を分析したとこ
ろ、その表面には故＋Ａ程度のＳｉＣ自然酸化膜が新た
に生成されていた。また、本発明者が検討した結果、従
来方法には所るＳｉＣ自然酸化膜がＳｉＣとオーミック
電極とのオーミック接触ｊ形成時に電極むらを生じさせ
る原因になることが判明した。したがって本実施例では
、所るＳｉＣ自然酸化膜の影響を避けるため次のような
手段を用いる。ＩＩＪち、同図（ｃ）Ｋ示す如く、Ｐ型
ＳｉＣ層（３）上に、ＳｉＣよりも強く酸素と反応する
金属、例えばＴｉ薄膜（４）を真空蒸着法を用いて、５
００Ａ程度積層する。このＴｉ４膜（４）は、Ｐ型Ｓｉ
Ｃ層（３）表面に生成されているＳｉＣ自然酸化膜中の
酸素と反応し、当該ＳｉＣ自然酸化ｆｌｌ還元する。
ろ、その表面には故＋Ａ程度のＳｉＣ自然酸化膜が新た
に生成されていた。また、本発明者が検討した結果、従
来方法には所るＳｉＣ自然酸化膜がＳｉＣとオーミック
電極とのオーミック接触ｊ形成時に電極むらを生じさせ
る原因になることが判明した。したがって本実施例では
、所るＳｉＣ自然酸化膜の影響を避けるため次のような
手段を用いる。ＩＩＪち、同図（ｃ）Ｋ示す如く、Ｐ型
ＳｉＣ層（３）上に、ＳｉＣよりも強く酸素と反応する
金属、例えばＴｉ薄膜（４）を真空蒸着法を用いて、５
００Ａ程度積層する。このＴｉ４膜（４）は、Ｐ型Ｓｉ
Ｃ層（３）表面に生成されているＳｉＣ自然酸化膜中の
酸素と反応し、当該ＳｉＣ自然酸化ｆｌｌ還元する。
次に、同図（ｄ）に示す如く、Ｔｌ薄１漢（４）上にＡ
ｌ／Ｓｉ電極膜（５）を、またｎ型ＳｉＣ基板（１１の
他主面にＮｉ電極膜（６）全真空蒸着法を用いて、それ
ぞれ形成する。しかる後、祈る積層基板を８００〜１０
００°Ｃ１例えば９５０°Ｃで５程度度熱処理する。
ｌ／Ｓｉ電極膜（５）を、またｎ型ＳｉＣ基板（１１の
他主面にＮｉ電極膜（６）全真空蒸着法を用いて、それ
ぞれ形成する。しかる後、祈る積層基板を８００〜１０
００°Ｃ１例えば９５０°Ｃで５程度度熱処理する。
ここで、基板温度が８００ ’Ｃ以上でＡｌ／Ｓ１電極
膜（５）は、酸素と反応したＴｉ薄膜（４）中を均一に
拡散していくことができる。そして、Ａｌ／Ｓｉ電極膜
（５）は従来のようにＳｉＣ自然酸化）換に妨げられる
ことなくＰ型ＳｉＣ層（３）に到達して均一なオーミン
ク接触を形成する。
膜（５）は、酸素と反応したＴｉ薄膜（４）中を均一に
拡散していくことができる。そして、Ａｌ／Ｓｉ電極膜
（５）は従来のようにＳｉＣ自然酸化）換に妨げられる
ことなくＰ型ＳｉＣ層（３）に到達して均一なオーミン
ク接触を形成する。
本実施例ではＴｉ薄膜（４）の膜厚を５００Ａとしたが
本発明はこれに限ることなく、数＋Ａ程度のＳｉＣ自然
酸化膜を還元する厚さがあればより０ただし、Ｔｉ薄膜
（４）が浮すざると、熱処理の間にＡｌ／Ｓｉ電極膜（
５）がＰ型ＳｉＣ層（３）に到達しなくなるので注意が
必要である。
本発明はこれに限ることなく、数＋Ａ程度のＳｉＣ自然
酸化膜を還元する厚さがあればより０ただし、Ｔｉ薄膜
（４）が浮すざると、熱処理の間にＡｌ／Ｓｉ電極膜（
５）がＰ型ＳｉＣ層（３）に到達しなくなるので注意が
必要である。
木発明者が本実施例において、Ａ７／Ｓｉ電極膜（５）
を複数に分割して形成し、隣り合う電極間でそれぞれＶ
−Ｉ特性を調べたところ、従来のようなオーミック性が
得られていない部分は測定されス、スべての電極でオー
ミック性が得られていることが確認された。
を複数に分割して形成し、隣り合う電極間でそれぞれＶ
−Ｉ特性を調べたところ、従来のようなオーミック性が
得られていない部分は測定されス、スべての電極でオー
ミック性が得られていることが確認された。
本実施例では、ＳｉＣよりも強く酸素と反応する金属膜
としてＴｉ薄膜（４）を用いたが、他に、Ｐｄ 、Ｃｒ
、Ｎｉ 、Ｍｇ等を用いても同様な効果が得られる。
としてＴｉ薄膜（４）を用いたが、他に、Ｐｄ 、Ｃｒ
、Ｎｉ 、Ｍｇ等を用いても同様な効果が得られる。
また、これらの金属膜は、Ｐ型ＳｉＣ上に積層するもの
に限らずｎ型ＳｉＣ上に積層する場合においても同様に
効果的であることは言うまでもない。さらに、本発明方
法における半導体素子はオーミック電極が上記Ｔｉ薄膜
（４）等の膜中金拡散できる温度、即ち８００°Ｃの熱
処理で結晶性を損うものでなければよく、例えばＳｉに
おいても有効である。
に限らずｎ型ＳｉＣ上に積層する場合においても同様に
効果的であることは言うまでもない。さらに、本発明方
法における半導体素子はオーミック電極が上記Ｔｉ薄膜
（４）等の膜中金拡散できる温度、即ち８００°Ｃの熱
処理で結晶性を損うものでなければよく、例えばＳｉに
おいても有効である。
（ト）発明の効果
本発明は、上述の説明からも明らかな如く、シリコン糸
半導体素子上にオーミック電極を形成する前に、当該シ
リコン系半導体素子よりも強く酸素と反応する金属＠を
積層することによって、上記シリコン系半導体素子上に
生成されてｆ自然酸化膜を還元するので、熱処理の際に
、オーミック電極は自然酸化膜に妨げられることなく、
上記シリコン系半導体素子とオーミック接触し、良好な
オーミック電極を形成することができる。
半導体素子上にオーミック電極を形成する前に、当該シ
リコン系半導体素子よりも強く酸素と反応する金属＠を
積層することによって、上記シリコン系半導体素子上に
生成されてｆ自然酸化膜を還元するので、熱処理の際に
、オーミック電極は自然酸化膜に妨げられることなく、
上記シリコン系半導体素子とオーミック接触し、良好な
オーミック電極を形成することができる。
第１図（ａ）乃至同図（ｄ）は本発明方法の一実施例を
示す工程別断面図、第２図は従来のＳｉＣ半導体素子の
構造を示す断面図、第３図は従来方法で作製したＳｉＣ
半導体素子のオーミックｉａｃ極の特性を示すＶ−Ｉ特
性図である。 （１！ ・・ｎ型ＳｉＣ基板、［２１−・ｎ型ＳｉＣ層
、＋３１ ・・・ｐ型ＳｉＣ層、（４）・・・Ｔｉ薄膜
、（５）・・・Ａ／／Ｓｉ電極膜、（６）・・・Ｎｉ電
極膜。
示す工程別断面図、第２図は従来のＳｉＣ半導体素子の
構造を示す断面図、第３図は従来方法で作製したＳｉＣ
半導体素子のオーミックｉａｃ極の特性を示すＶ−Ｉ特
性図である。 （１！ ・・ｎ型ＳｉＣ基板、［２１−・ｎ型ＳｉＣ層
、＋３１ ・・・ｐ型ＳｉＣ層、（４）・・・Ｔｉ薄膜
、（５）・・・Ａ／／Ｓｉ電極膜、（６）・・・Ｎｉ電
極膜。
Claims (2)
- （１）シリコン系半導体素子にオーミック性電極を形成
する方法において、先ずシリコン系半導体素子上に当該
シリコン系半導体素子よりも酸素と強い反応を示す金属
膜を形成し、次いでその上にオーミック電極用金属膜を
積層した後、熱処理を施すことを特徴としたシリコン系
半導体素子のオーミック電極形成方法。 - （２）上記酸素と強い反応を示す金属が、Ｔｉ、Ｃｄ、
Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｇの中から選ばれた１つであることを特
徴とする請求項１記載のシリコン系半導体素子のオーミ
ック電極形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9730288A JP2911122B2 (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 炭化ケイ素半導体素子のオーミック電極形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9730288A JP2911122B2 (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 炭化ケイ素半導体素子のオーミック電極形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01268121A true JPH01268121A (ja) | 1989-10-25 |
| JP2911122B2 JP2911122B2 (ja) | 1999-06-23 |
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ID=14188693
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9730288A Expired - Fee Related JP2911122B2 (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 炭化ケイ素半導体素子のオーミック電極形成方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2911122B2 (ja) |
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-
1988
- 1988-04-20 JP JP9730288A patent/JP2911122B2/ja not_active Expired - Fee Related
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