JPH0697107A - n型炭化ケイ素の電極形成方法 - Google Patents
n型炭化ケイ素の電極形成方法Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- 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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 オーミック特性、ワイヤーボンディング特
性、信頼性が優れたn型SiCの電極形成方法を提供す
ることを目的とする。 【構成】 n型SiC基板1上にNi層2を形成し、熱
処理してオーミック接触を得た後、上記熱処理したNi
層2上にTi層3、Pd層4、及びAu層5をこの順序
で形成し、熱処理する。
性、信頼性が優れたn型SiCの電極形成方法を提供す
ることを目的とする。 【構成】 n型SiC基板1上にNi層2を形成し、熱
処理してオーミック接触を得た後、上記熱処理したNi
層2上にTi層3、Pd層4、及びAu層5をこの順序
で形成し、熱処理する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はn型炭化ケイ素の電極形
成方法に関する。
成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】炭化ケイ素(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、容易にpn接合が形成できるこ
とから青色発光素子等の材料としても期待されている。
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等の材料としても期待されている。
【0003】例えば、n型SiC基板上にn型SiC
層、p型SiC層を形成してなるSiC発光ダイオード
素子のn型側電極にはNiが従来広く用いられていた
が、Ni電極にAuのワイヤをボンディングする場合、
Ni表面の酸化物、また熱処理した後のNi表面に出現
するシリコン、炭素、又これら化合物のため、NiとA
uとの接合力が弱いといった問題があった。
層、p型SiC層を形成してなるSiC発光ダイオード
素子のn型側電極にはNiが従来広く用いられていた
が、Ni電極にAuのワイヤをボンディングする場合、
Ni表面の酸化物、また熱処理した後のNi表面に出現
するシリコン、炭素、又これら化合物のため、NiとA
uとの接合力が弱いといった問題があった。
【0004】この接合力を高めるために、Niに代え
て、Au/Cr/Niや例えば雑誌「電子技術」、日刊
工業新聞発行、第26巻14号(1984)、128頁
〜130頁に記載のAu/Niを用いた電極形成方法が
知られている。
て、Au/Cr/Niや例えば雑誌「電子技術」、日刊
工業新聞発行、第26巻14号(1984)、128頁
〜130頁に記載のAu/Niを用いた電極形成方法が
知られている。
【0005】また、Ni層上に該Niの表面が酸化する
のを防止するためにPd層を形成する電極形成方法が知
られている。
のを防止するためにPd層を形成する電極形成方法が知
られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した如
き従来の方法では、ワイヤーボンディング特性、また層
間の付着力が十分でないといった問題があった。
き従来の方法では、ワイヤーボンディング特性、また層
間の付着力が十分でないといった問題があった。
【0007】本発明は上述の問題点を鑑み成されたもの
であり、オーミック特性、ワイヤーボンディング特性、
並びに信頼性ともに優れたn型炭化ケイ素の電極形成方
法を提供することを目的とする。
であり、オーミック特性、ワイヤーボンディング特性、
並びに信頼性ともに優れたn型炭化ケイ素の電極形成方
法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のn型炭化ケイ素
の電極形成方法は、n型SiC上にNi層を形成する工
程と、該Ni層の形成後熱処理する工程と、上記熱処理
したNi層上にTi層、Pd層、及びAu層をこの順序
で形成する工程と、該Au層を形成後、これら積層体を
熱処理する工程を含むことを特徴とする。
の電極形成方法は、n型SiC上にNi層を形成する工
程と、該Ni層の形成後熱処理する工程と、上記熱処理
したNi層上にTi層、Pd層、及びAu層をこの順序
で形成する工程と、該Au層を形成後、これら積層体を
熱処理する工程を含むことを特徴とする。
【0009】
【作用】熱処理した後のNi(ニッケル)層の表面に
は、シリコン、炭素、またこれら化合物、並びにNi酸
化物が出現しているが、この表面状態にあってもTi
(チタン)は該Ni層と十分に強固に結合できる。
は、シリコン、炭素、またこれら化合物、並びにNi酸
化物が出現しているが、この表面状態にあってもTi
(チタン)は該Ni層と十分に強固に結合できる。
【0010】
【実施例】以下に本発明のn型炭化ケイ素の電極形成方
法をn型の6H形SiC基板上にn型SiC層、及びp
型SiC層を積層してなる発光ダイオード素子に適用し
た場合につき、図面に基づいて説明する。図1は本発明
の方法によって得た電極の断面構造図であり、n型Si
C基板1上にNi層2からなるオーミック電極、及びに
Ti層3、Pd(パラジウム)層4、Au(金)層5か
らなるボンディング電極がこの順序に積層されてn型側
電極が形成されている。この電極は次のように作成され
る。
法をn型の6H形SiC基板上にn型SiC層、及びp
型SiC層を積層してなる発光ダイオード素子に適用し
た場合につき、図面に基づいて説明する。図1は本発明
の方法によって得た電極の断面構造図であり、n型Si
C基板1上にNi層2からなるオーミック電極、及びに
Ti層3、Pd(パラジウム)層4、Au(金)層5か
らなるボンディング電極がこの順序に積層されてn型側
電極が形成されている。この電極は次のように作成され
る。
【0011】最初にn型SiC基板1上に層厚0.1〜
1μm、例えば4000ÅのNi層2を真空蒸着法また
はスパッタリング法等により被着形成する。このNi層
2の形成後Ar(アルゴン)ガス等の不活性ガス中また
は真空中、望ましくは還元雰囲気中、より望ましくはH
2(水素)ガスを用いた還元雰囲気(例えばH2ガスとA
rガスが3対7の分圧比である総圧1torrのガス雰
囲気)中にて、800℃〜1400℃、例えば1000
℃で、5〜10分間熱処理して前記基板1とNi層2の
オーミック接触を得る。
1μm、例えば4000ÅのNi層2を真空蒸着法また
はスパッタリング法等により被着形成する。このNi層
2の形成後Ar(アルゴン)ガス等の不活性ガス中また
は真空中、望ましくは還元雰囲気中、より望ましくはH
2(水素)ガスを用いた還元雰囲気(例えばH2ガスとA
rガスが3対7の分圧比である総圧1torrのガス雰
囲気)中にて、800℃〜1400℃、例えば1000
℃で、5〜10分間熱処理して前記基板1とNi層2の
オーミック接触を得る。
【0012】次に、前記熱処理したNi層2上に層厚1
000ÅのTi層3、層厚2000ÅのPd層4、及び
層厚10000ÅのAu層5をこの順序に真空蒸着法ま
たはスパッタリング法等により被着形成してAu/Pd
/Tiボンディング電極とする。その後、前記Ni層
2、Ti層3、Pd層4、Au層5の各層間のの各層間
の付着力を高めるために、このボンディング電極を形成
したSiC基板1を不活性ガス中、真空中、または還元
雰囲気中、例えばH2(水素)ガスとArガスが3対7
の分圧比である総圧1torrのガス雰囲気中にて、3
00〜500℃、例えば380℃で20分間熱処理す
る。
000ÅのTi層3、層厚2000ÅのPd層4、及び
層厚10000ÅのAu層5をこの順序に真空蒸着法ま
たはスパッタリング法等により被着形成してAu/Pd
/Tiボンディング電極とする。その後、前記Ni層
2、Ti層3、Pd層4、Au層5の各層間のの各層間
の付着力を高めるために、このボンディング電極を形成
したSiC基板1を不活性ガス中、真空中、または還元
雰囲気中、例えばH2(水素)ガスとArガスが3対7
の分圧比である総圧1torrのガス雰囲気中にて、3
00〜500℃、例えば380℃で20分間熱処理す
る。
【0013】上述のように作成した電極は、図2に示す
ような良好なオーミック特性をもち、加えてボンディン
グ特性にも優れている。また、Ni層2、Ti層3、P
d層4、及びAu層5の各層間で剥離する惧れがなく信
頼性にも優れている。
ような良好なオーミック特性をもち、加えてボンディン
グ特性にも優れている。また、Ni層2、Ti層3、P
d層4、及びAu層5の各層間で剥離する惧れがなく信
頼性にも優れている。
【0014】このような信頼性が優れるのは、熱処理し
た後のNi層2の表面には、シリコン、炭素、またこれ
ら化合物、並びにNi酸化物が出現しているが、この表
面状態にあってもTiは該Ni層と十分に強固に結合で
きるため、前記Ni層2からなるオーミック電極と前記
Ti層3、Pd層4、Au層5からなるボンディング電
極間には剥離等の惧れがなく、更に前記ボンディング電
極は前記Ti層3と結合力の弱いAu層5の間に付着力
を強めるPd層4を介しているため信頼性をもつためで
ある。
た後のNi層2の表面には、シリコン、炭素、またこれ
ら化合物、並びにNi酸化物が出現しているが、この表
面状態にあってもTiは該Ni層と十分に強固に結合で
きるため、前記Ni層2からなるオーミック電極と前記
Ti層3、Pd層4、Au層5からなるボンディング電
極間には剥離等の惧れがなく、更に前記ボンディング電
極は前記Ti層3と結合力の弱いAu層5の間に付着力
を強めるPd層4を介しているため信頼性をもつためで
ある。
【0015】また、ボンディング特性に優れるのは、高
融点のTi層3、Pd層4上にAu層5を積層している
ので、前記熱処理後にAu層5の表面に不純物が析出し
ないためである。
融点のTi層3、Pd層4上にAu層5を積層している
ので、前記熱処理後にAu層5の表面に不純物が析出し
ないためである。
【0016】尚、上述ではn型SiC基板上に電極を形
成した場合について述べたが、n型SiCエピタキシャ
ル層上に斯る構造の電極を形成しても同様の効果が得ら
れるのは勿論のことである。
成した場合について述べたが、n型SiCエピタキシャ
ル層上に斯る構造の電極を形成しても同様の効果が得ら
れるのは勿論のことである。
【0017】更に、上述ではn型の6H形SiC上にn
型側電極を形成したが、3C形等の他の結晶多形でも同
様の効果がある。
型側電極を形成したが、3C形等の他の結晶多形でも同
様の効果がある。
【0018】また、発光ダイオード素子の場合には、通
常p型SiC上にはAl、またはAl/Siからなるp
型側電極を形成すると共にn型SiC上にNi層を形成
した後、オーミック接触を得るため熱処理を行うが、こ
の熱処理はAlの蒸発を防止するため不活性ガス中また
は還元雰囲気中が望ましい。又特に、還元雰囲気中、よ
り望ましくはH2ガス雰囲気中で熱処理した場合、Ni
層2からなるオーミック電極とTi層3、Pd層4、A
u層5からなるボンディング電極間の付着強度が強かっ
た。
常p型SiC上にはAl、またはAl/Siからなるp
型側電極を形成すると共にn型SiC上にNi層を形成
した後、オーミック接触を得るため熱処理を行うが、こ
の熱処理はAlの蒸発を防止するため不活性ガス中また
は還元雰囲気中が望ましい。又特に、還元雰囲気中、よ
り望ましくはH2ガス雰囲気中で熱処理した場合、Ni
層2からなるオーミック電極とTi層3、Pd層4、A
u層5からなるボンディング電極間の付着強度が強かっ
た。
【0019】
【発明の効果】本発明のn型炭化ケイ素の電極形成方法
は、n型SiC上にNi層を形成し、熱処理した後、上
記熱処理したNi層上にTi層、Pd層、及びAu層を
この順序で形成し、熱処理するので、オーミック特性、
ワイヤーボンディング特性、信頼性ともに優れた電極を
提供できる。
は、n型SiC上にNi層を形成し、熱処理した後、上
記熱処理したNi層上にTi層、Pd層、及びAu層を
この順序で形成し、熱処理するので、オーミック特性、
ワイヤーボンディング特性、信頼性ともに優れた電極を
提供できる。
【図1】本発明のn型SiC電極の形成方法を用いた炭
化ケイ素ダイオード素子の断面図である。
化ケイ素ダイオード素子の断面図である。
【図2】上記n型SiC電極のオーミック特性示す図で
ある。
ある。
1 n型SiC基板 2 Ni層 3 Ti層 4 Pd層 5 Au層
Claims (1)
- 【請求項1】 n型SiC上にNi層を形成する工程
と、該Ni層の形成後熱処理する工程と、上記熱処理し
たNi層上にTi層、Pd層、及びAu層をこの順序で
形成する工程と、該Au層を形成後、これら積層体を熱
処理する工程を含むことを特徴とするn型炭化ケイ素の
電極形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24195192A JP3128344B2 (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | n型炭化ケイ素の電極形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24195192A JP3128344B2 (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | n型炭化ケイ素の電極形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0697107A true JPH0697107A (ja) | 1994-04-08 |
JP3128344B2 JP3128344B2 (ja) | 2001-01-29 |
Family
ID=17082001
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24195192A Expired - Fee Related JP3128344B2 (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | n型炭化ケイ素の電極形成方法 |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP3128344B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6770912B2 (en) | 2001-02-22 | 2004-08-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor device and method for producing the same |
JP2006202883A (ja) * | 2005-01-19 | 2006-08-03 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
WO2007102281A1 (ja) * | 2006-03-07 | 2007-09-13 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | 炭化ケイ素半導体装置の製造方法および炭化ケイ素半導体装置 |
JP2009049130A (ja) * | 2007-08-17 | 2009-03-05 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | 炭化珪素半導体装置、その製造方法および炭化珪素デバイス |
JP2009182217A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2013520014A (ja) * | 2010-02-11 | 2013-05-30 | クリー インコーポレイテッド | 金属及びシリコンの交互層を含むコンタクト構造体並びに関連デバイスの形成方法 |
-
1992
- 1992-09-10 JP JP24195192A patent/JP3128344B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|---|---|---|
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US6974751B2 (en) | 2001-02-22 | 2005-12-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor device and method for producing the same |
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US9117681B2 (en) | 2007-08-17 | 2015-08-25 | Fuji Electric Co., Ltd. | Silicon carbide semiconductor element, method of manufacturing the same, and silicon carbide device |
JP2009182217A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2013520014A (ja) * | 2010-02-11 | 2013-05-30 | クリー インコーポレイテッド | 金属及びシリコンの交互層を含むコンタクト構造体並びに関連デバイスの形成方法 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3128344B2 (ja) | 2001-01-29 |
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