JPH0485972A - ｐ型ＳｉＣの電極形成方法 - Google Patents
ｐ型ＳｉＣの電極形成方法Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
本発明は、ｐ型ＳｉＣ上にオーミック性の電極を形成す
る方法に関する。
る方法に関する。
（ロ）従来の技術
炭化ケイＸ（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、且つ容易に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、且つ容易にｐｎ接合が形成できることから青色
発光素子材料として期待されている。
斯るＳｉＣ半導体素子のｐｍ！極として、例えば、雑誌
「月刊Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｗｏｒｌｄ １９
８６．１ＩＪ４０〜４８頁、１９８７年秋季応用物理学
会予稿集、 ２９ａ−Ｗ−１，５８６頁等に記載されて
いる如く、ｐ型ＳｉＣ上にＳｉ、Ａｌをこの順に積層形
成したＡｊ／Ｓｉ＄極が用いられている。
「月刊Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｗｏｒｌｄ １９
８６．１ＩＪ４０〜４８頁、１９８７年秋季応用物理学
会予稿集、 ２９ａ−Ｗ−１，５８６頁等に記載されて
いる如く、ｐ型ＳｉＣ上にＳｉ、Ａｌをこの順に積層形
成したＡｊ／Ｓｉ＄極が用いられている。
斯るＡｊ／Ｓｉ電極は、ｐ型ＳｉＣ上にＳｉ、 Ａｊを
この順に積層した後、これらを９００−１０００℃の高
温で５分程度熱処理を施すことによって、上記ｐ型Ｓｉ
Ｃとオーミック接触する。
この順に積層した後、これらを９００−１０００℃の高
温で５分程度熱処理を施すことによって、上記ｐ型Ｓｉ
Ｃとオーミック接触する。
しかし乍ら、斯るＡｊ／Ｓｉ電極の形成においては、Ａ
ｌ膜、Ｓｉ膜の積層前のｐ型ＳｉＣ上に自然酸化膜が存
在し、この自然酸化膜の存在によって、電極とｐ型Ｓｉ
Ｃとの間でオーミック性のむらが生じ、さらに自然酸化
膜のスルーホール部分で電極とＳｉＣとの激しい反応が
起こり、ＳｉＣ界面が荒れ、その結晶性が低下するとい
った問題が生じる。斯る電極のオーミック性のむらや結
晶性の低下は、例えば発光ダイオードに用いたとき、光
学特性の経時変化の原因となる。
ｌ膜、Ｓｉ膜の積層前のｐ型ＳｉＣ上に自然酸化膜が存
在し、この自然酸化膜の存在によって、電極とｐ型Ｓｉ
Ｃとの間でオーミック性のむらが生じ、さらに自然酸化
膜のスルーホール部分で電極とＳｉＣとの激しい反応が
起こり、ＳｉＣ界面が荒れ、その結晶性が低下するとい
った問題が生じる。斯る電極のオーミック性のむらや結
晶性の低下は、例えば発光ダイオードに用いたとき、光
学特性の経時変化の原因となる。
そこで、本出願人は、特開平１−２６８１２１号公報に
おいて、ｐ型ＳｉＣとＡ（／Ｓｉ電極の間に酸素と強く
反応する金属、例えばＴｉ膜を介在させることによって
、後の熱処理の際に斯るＴｉ膜でｐ型ＳｉＣ上の自然酸
化膜を還元してこれを除去し、ｐ型ＳｉＣとＡｊ／Ｓｉ
！極とで均一な反応をさせ、均一なオーミ／り性を得る
ことを提案した。
おいて、ｐ型ＳｉＣとＡ（／Ｓｉ電極の間に酸素と強く
反応する金属、例えばＴｉ膜を介在させることによって
、後の熱処理の際に斯るＴｉ膜でｐ型ＳｉＣ上の自然酸
化膜を還元してこれを除去し、ｐ型ＳｉＣとＡｊ／Ｓｉ
！極とで均一な反応をさせ、均一なオーミ／り性を得る
ことを提案した。
（ハ）発明が解決しようとする課組
然るに、ＳｉＣとＡｊ／Ｓｉ電極との間にＴｉ膜を介在
させた場合においても、−射的にｐ型ＳｉＣと電極との
接触抵抗が高く、ｐ型ＳｉＣの不純物濃度がＩ ＸＩＯ
”ｃｍ−”以下のとき、オーミック性が得られにくくな
るといった問題が生じる。
させた場合においても、−射的にｐ型ＳｉＣと電極との
接触抵抗が高く、ｐ型ＳｉＣの不純物濃度がＩ ＸＩＯ
”ｃｍ−”以下のとき、オーミック性が得られにくくな
るといった問題が生じる。
従って、本発明は、ｐ型ＳｉＣと電極との接触抵抗を低
くでき、且つ電極内で均一なオーミック性を得ることを
技術的課題とする。
くでき、且つ電極内で均一なオーミック性を得ることを
技術的課題とする。
（ニ）課題を解決するための手段
本発明は、ｐ型ＳｉＣ上にオーミック性の電極を形成す
る方法であって、上記課題を解決するため、上記ｐ型Ｓ
ｉＣの上に、Ｎ１膜、Ｔｉ膜を任意の順序で積層形成し
、この上にＡｌ膜を積層形成した後、これらの金属膜を
上記ｐ型ＳｉＣと共に熱処理することを特徴とする。
る方法であって、上記課題を解決するため、上記ｐ型Ｓ
ｉＣの上に、Ｎ１膜、Ｔｉ膜を任意の順序で積層形成し
、この上にＡｌ膜を積層形成した後、これらの金属膜を
上記ｐ型ＳｉＣと共に熱処理することを特徴とする。
（ホ）作用
本発明によれば、ｐ型ＳｉＣの上に形成されるＮｉ膜が
、熱処理の際にＳｉＣ及びＡ１のオーミック接触を促進
させる。
、熱処理の際にＳｉＣ及びＡ１のオーミック接触を促進
させる。
（へ）実施例
本発明方法をＳｉＣ発光ダイオードに用いる場合の一実
施例を第１図を参照して説明する。
施例を第１図を参照して説明する。
第１図（ａ）は第１の工程を示し、ｎ型ＳｉＣ基板（１
）の−主面（１ａ）上に周知のＬＰＥ法を用いて、ｎ型
ＳｉＣ層（２）、ｎ型ＳｉＣ層（３）を順次エピタキシ
ャル成長させる。
）の−主面（１ａ）上に周知のＬＰＥ法を用いて、ｎ型
ＳｉＣ層（２）、ｎ型ＳｉＣ層（３）を順次エピタキシ
ャル成長させる。
第１図（ｂ）は第２の工程を示し、ｎ型ＳｉＣ層（３）
上に電子ビーム蒸着法を用いて、Ｎｉ膜（４）、Ｔｉ膜
（５）、Ａｌ膜（６）を夫々０．２ｐｍ、０．０２ａｍ
、０゜５μｍの厚さで順次蒸着し、ｐ側電極（７）を形
成する。
上に電子ビーム蒸着法を用いて、Ｎｉ膜（４）、Ｔｉ膜
（５）、Ａｌ膜（６）を夫々０．２ｐｍ、０．０２ａｍ
、０゜５μｍの厚さで順次蒸着し、ｐ側電極（７）を形
成する。
第１図（Ｃ）は第３の工程を示し、ｎ型ＳｉＣ基板（１
）の他主面（１ｂ）上に電子ビーム蒸着法を用いて、Ｎ
ｉ膜（８）、Ａｕ膜（９）を夫々０．４４ｍ、１．０１
の厚さで順次蒸着し、ｎ側電極（１０）を形成する。
）の他主面（１ｂ）上に電子ビーム蒸着法を用いて、Ｎ
ｉ膜（８）、Ａｕ膜（９）を夫々０．４４ｍ、１．０１
の厚さで順次蒸着し、ｎ側電極（１０）を形成する。
しかる後、この積層体を９００〜１０００℃の不活性ガ
ス、例えば９５０℃のアルゴンガス中で５−１０分熱処
理を施すことによって、電極（７）（１０）は夫々接触
するＳｉＣとの間でオーミック性を得る。
ス、例えば９５０℃のアルゴンガス中で５−１０分熱処
理を施すことによって、電極（７）（１０）は夫々接触
するＳｉＣとの間でオーミック性を得る。
また、以上のようにして得られる発光ダイオードにおい
て、第２図に示すように、ｐｍｔ極（７）上にさらに電
子ビーム蒸着法を用いて、Ｔｉ膜（１１）、ｐｔ膜（１
２）、Ａｕ膜（１３）を夫々０．１ｐｍ、 ０．２μｍ
、１、０ｐｍの厚さで順次蒸着し、４００℃のアルゴン
ガス中で熱処理を施すことによって、ワイヤボンディン
グ等に用いるパッド電極（１４）を形成してもよい。
て、第２図に示すように、ｐｍｔ極（７）上にさらに電
子ビーム蒸着法を用いて、Ｔｉ膜（１１）、ｐｔ膜（１
２）、Ａｕ膜（１３）を夫々０．１ｐｍ、 ０．２μｍ
、１、０ｐｍの厚さで順次蒸着し、４００℃のアルゴン
ガス中で熱処理を施すことによって、ワイヤボンディン
グ等に用いるパッド電極（１４）を形成してもよい。
斯る実施例において得られるＳｉＣ発光ダイオードでは
、ｎ型ＳｉＣ層（３）の不純物濃度が５Ｘ１０１１ｃｍ
−１のときのｎ型ＳｉＣ層（３）とｐｍ電極（７）との
接触抵抗が１−５Ｘ１．Ｏ−８Ω・ｃｍ’となる。
、ｎ型ＳｉＣ層（３）の不純物濃度が５Ｘ１０１１ｃｍ
−１のときのｎ型ＳｉＣ層（３）とｐｍ電極（７）との
接触抵抗が１−５Ｘ１．Ｏ−８Ω・ｃｍ’となる。
これに対して、ｐ側電極をＡ１／Ｓｉｔ極、あるいは斯
るＡ！／Ｓｉ電極とｎ型ＳｉＣ層との間にＴｉ膜を介在
させたものとした従来のＳｉＣ発光ダイオードでは、ｎ
型ＳｉＣ層の不純物濃度が５Ｘ１０”ｃｍ ”’ ｌの
ときのｎ型ＳｉＣ層とｐ側電極との接触抵抗がいずれも
ｌＸｌ０−’Ω・ｃｍ’程度である。即ち、本実施例で
は従来例よりも接触抵抗の小さい、電気的特性に優れた
発光ダイオードが得られている。
るＡ！／Ｓｉ電極とｎ型ＳｉＣ層との間にＴｉ膜を介在
させたものとした従来のＳｉＣ発光ダイオードでは、ｎ
型ＳｉＣ層の不純物濃度が５Ｘ１０”ｃｍ ”’ ｌの
ときのｎ型ＳｉＣ層とｐ側電極との接触抵抗がいずれも
ｌＸｌ０−’Ω・ｃｍ’程度である。即ち、本実施例で
は従来例よりも接触抵抗の小さい、電気的特性に優れた
発光ダイオードが得られている。
これは、以下に示す理由によるものと考えられる。即ち
、本発明方法で用いられるｐ側電極（７）内のＮｉは、
Ｔｉ、Ａｊに比して拡散速度が大きいため、熱処理の際
にｎ型ＳｉＣ層（３）内に容易に拡散していき、ＳｉＣ
のＣと結合する。一方、ＮｉとＣとの反応によりＣと分
離したＳｉは、Ｎｉに代わりｐ側電極（７）内に拡散し
ていき、Ａｌと反応してアルミシリサイドを形成し、オ
ーミック接触をなす。即ち、本発明において、ｐ（ＩＩ
ｌｔ極（７）内のＮｉは、ｎ型ＳｉＣ層（３）中のＳｉ
をｐ側電極（７）中に拡散させ易くする作用をなすもの
である。そしてその結果、オーミック接触が増え、より
良好なオーミック性が得られるものである。
、本発明方法で用いられるｐ側電極（７）内のＮｉは、
Ｔｉ、Ａｊに比して拡散速度が大きいため、熱処理の際
にｎ型ＳｉＣ層（３）内に容易に拡散していき、ＳｉＣ
のＣと結合する。一方、ＮｉとＣとの反応によりＣと分
離したＳｉは、Ｎｉに代わりｐ側電極（７）内に拡散し
ていき、Ａｌと反応してアルミシリサイドを形成し、オ
ーミック接触をなす。即ち、本発明において、ｐ（ＩＩ
ｌｔ極（７）内のＮｉは、ｎ型ＳｉＣ層（３）中のＳｉ
をｐ側電極（７）中に拡散させ易くする作用をなすもの
である。そしてその結果、オーミック接触が増え、より
良好なオーミック性が得られるものである。
従って、本発明においては、ｎ型ＳｉＣ層（３）の不純
物濃度が低い場合、即ちｌＸｌ０１７ｃ＋ｎ−’以下の
時のみ効果があるものではなく、ｌＸｌ０” ｃｍ−”
以上においても従来より良好なオーミック接触が得られ
るものである。
物濃度が低い場合、即ちｌＸｌ０１７ｃ＋ｎ−’以下の
時のみ効果があるものではなく、ｌＸｌ０” ｃｍ−”
以上においても従来より良好なオーミック接触が得られ
るものである。
また、本実施例において、Ｔｉ膜（５）は、熱処理の際
にｐ型ＳｉＣ層（３）とｐ側電極（７）との界面に存在
するＣ Ｏ、Ｓ ＩＯｒ等の酸化物を還元し、ｐ型Ｓｉ
Ｃ層（３）とｐ側電極（７）とを均一に反応させる作用
をなすものである。
にｐ型ＳｉＣ層（３）とｐ側電極（７）との界面に存在
するＣ Ｏ、Ｓ ＩＯｒ等の酸化物を還元し、ｐ型Ｓｉ
Ｃ層（３）とｐ側電極（７）とを均一に反応させる作用
をなすものである。
以上、本実施例においてはｐ側電極（７）を、ｐ型Ｓｉ
Ｃ層（３）上に、Ｎｉ膜（４）、Ｔｉ膜（５）、Ａ１膜
（６）の順に積層して形成したが、Ｔｉ膜（５）、Ｎｉ
膜（４）、Ａ１膜（６）の順に積層しても、同様の効果
が得られる。また、本発明はＳｉＣ発光ダイオードに限
ることなく、ＳｉＣを用いたバイポーラトランジスタ、
ＦＥＴ等他の半導体素子にも適用できることは言うまで
もない。
Ｃ層（３）上に、Ｎｉ膜（４）、Ｔｉ膜（５）、Ａ１膜
（６）の順に積層して形成したが、Ｔｉ膜（５）、Ｎｉ
膜（４）、Ａ１膜（６）の順に積層しても、同様の効果
が得られる。また、本発明はＳｉＣ発光ダイオードに限
ることなく、ＳｉＣを用いたバイポーラトランジスタ、
ＦＥＴ等他の半導体素子にも適用できることは言うまで
もない。
（ト）発明の効果
本発明方法によれば、ｐ型ＳｉＣ上に、Ｎｉ膜、Ｔｉ膜
を積層形成し、この上にＡｌ膜を積層形成した後、これ
らの膜を熱処理することによって、ｐ型ＳｉＣの上に形
成されたＮｉ膜が、熱処理の際にＳｉＣ中のＳｉの電極
内における拡散を促進させるので、ＡｌとＳｉによるオ
ーミック接触が増え、素子の電気的特性が改善される。
を積層形成し、この上にＡｌ膜を積層形成した後、これ
らの膜を熱処理することによって、ｐ型ＳｉＣの上に形
成されたＮｉ膜が、熱処理の際にＳｉＣ中のＳｉの電極
内における拡散を促進させるので、ＡｌとＳｉによるオ
ーミック接触が増え、素子の電気的特性が改善される。
第１図は本発明方法の一実施例を説明するための工程別
断面図、第２図は本実施例装置のｐ側電極上にパッド電
極を設けた例を示す断面図である。
断面図、第２図は本実施例装置のｐ側電極上にパッド電
極を設けた例を示す断面図である。
Claims (1)
- （１）ｐ型ＳｉＣ上にオーミック性の電極を形成する方
法において、上記ｐ型ＳｉＣの上に、Ｎｉ膜、Ｔｉ膜を
任意の順序で積層形成し、この上にＡｌ膜を積層形成し
た後、これらの金属膜を上記ｐ型ＳｉＣと共に熱処理す
ることを特徴とするｐ型ＳｉＣの電極形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2202030A JP2940699B2 (ja) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | ｐ型ＳｉＣの電極形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2202030A JP2940699B2 (ja) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | ｐ型ＳｉＣの電極形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0485972A true JPH0485972A (ja) | 1992-03-18 |
| JP2940699B2 JP2940699B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=16450764
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2202030A Expired - Fee Related JP2940699B2 (ja) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | ｐ型ＳｉＣの電極形成方法 |
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|---|---|
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| JP2008227174A (ja) * | 2007-03-13 | 2008-09-25 | Osaka Univ | Ｐ型４Ｈ−ＳｉＣ基板上のオーミック電極の形成方法 |
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| CN108550523B (zh) * | 2018-03-23 | 2020-10-27 | 西安理工大学 | 一种用光刻胶制备碳化硅欧姆电极的方法 |
-
1990
- 1990-07-30 JP JP2202030A patent/JP2940699B2/ja not_active Expired - Fee Related
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