WO2016013305A1 - 炭化珪素半導体装置の製造方法 - Google Patents

炭化珪素半導体装置の製造方法 Download PDF

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    • H10D8/00—Diodes
    • H10D8/60—Schottky-barrier diodes 

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device.
  • SiC silicon carbide
  • SiC silicon carbide
  • MOSFETs Metal Oxide Semiconductor Field Transistors
  • SiC semiconductors have the advantage of lower on-resistance than high breakdown voltage MOSFETs using silicon (Si) semiconductors.
  • Si silicon
  • the on-resistance and switching speed of a power device are in a trade-off relationship, but a power device using an SiC semiconductor may be able to achieve both low on-resistance and high switching speed at the same time.
  • the contact resistance of the ohmic contact is also a serious problem in increasing the switching speed of a power device using a SiC semiconductor.
  • One of the problems in the practical application of power devices using SiC semiconductors is that a technique for forming a practical low-resistance ohmic contact suitable for each device structure and manufacturing (manufacturing) process has not been established. Can be mentioned.
  • an ohmic electrode structure formed by depositing an electrode film on the n-type SiC semiconductor portion is 800 ° C. to 1200 ° C.
  • a method of heat treatment at a high temperature of about 0 ° C. has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 3 below).
  • Nickel (Ni), tungsten (W), titanium (Ti), and the like are known as electrode materials.
  • a practical contact resistance value of 10 ⁇ 6 ⁇ cm 2 is obtained, which makes a very promising ohmic contact.
  • the nickel film reacts with the SiC semiconductor portion by high-temperature heat treatment, and a conductive reaction layer in which nickel-silicon-carbon (C) is mixed as the electrode film (for example, nickel silicide (NiSi) ) Film) is formed.
  • C nickel-silicon-carbon
  • NiSi nickel silicide
  • many carbon atoms liberated (diffused) from the SiC semiconductor portion are deposited near the surface of the electrode film, and the surface of the electrode film is almost covered with a carbon layer formed by the deposition of carbon atoms.
  • the adhesion between the electrode film and, for example, an aluminum (Al) film (wiring layer) for wiring to be further laminated (formed) on the electrode film is deteriorated, and the wiring layer may be peeled off.
  • Patent Document 1 discloses that a carbon layer deposited on the surface of a nickel silicide film by the formation of a nickel silicide film serving as an electrode film is subjected to a heat treatment before a wiring layer is stacked on the nickel silicide film. It is described to be removed.
  • Patent Documents 2 and 3 the material composition ratio of the electrode film is adjusted, and the carbide is generated by reacting the carbon film liberated from the SiC semiconductor part and the electrode film when forming the ohmic contact between the electrode film and the SiC semiconductor part. By doing so, it is described that the deposition of carbon atoms on the electrode film surface is suppressed.
  • JP 2013-222823 A International Publication No. 2011/115294 JP 2013-219150 A
  • the present invention can ensure the adhesion between the electrode film forming an ohmic contact with the SiC semiconductor portion and the wiring layer laminated on the electrode film.
  • An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a silicon semiconductor device.
  • a silicon carbide semiconductor device manufacturing method includes an n-type silicon carbide semiconductor portion and a surface formed on the surface of the silicon carbide semiconductor portion.
  • a method of manufacturing a silicon carbide semiconductor device that forms an ohmic contact with an electrode film and has the following characteristics. First, a first formation step is performed in which a first electrode film made of nickel is formed on the surface of the silicon carbide semiconductor portion as the surface electrode film. Next, a second formation step is performed in which a second electrode film made of nickel silicide is formed on the surface of the first electrode film as the surface electrode film.
  • the silicon carbide semiconductor portion and the surface electrode film are silicided by reacting silicon atoms of the silicon carbide semiconductor portion with nickel atoms of the first electrode film by heat treatment.
  • a heat treatment step for forming the ohmic contact is performed.
  • carbon atoms that are liberated from the silicon carbide semiconductor portion and diffuse to the surface electrode film side are inside the second electrode film.
  • the first electrode film is formed in a thin thickness with a small content that can be incorporated into the film.
  • the surface electrode film of the carbon atoms taken into the second electrode film in the heat treatment step The second electrode film having a thickness capable of suppressing deposition on the surface is formed.
  • the second electrode film in the second formation step, has a composition capable of suppressing a reaction with the silicon carbide semiconductor portion in the heat treatment step. It is characterized by forming.
  • the second electrode film includes a nickel atom content of 60 atm% and a silicon atom content of 40 atm%, a nickel atom of 70 atm% and silicon. It is characterized in that the composition is in the range between 30 atom% content of atoms.
  • the second formation step in the above-described invention, has a composition substantially equal to the composition of the first electrode film silicided in the heat treatment step. An electrode film is formed.
  • the method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to the present invention is characterized in that, in the above-described invention, the thickness of the first electrode film is not less than 5 nm and not more than 10 nm.
  • the method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to the present invention is characterized in that, in the above-described invention, the thickness of the second electrode film is 80 nm or more.
  • the region of the surface electrode film that is silicided by the reaction with the silicon atoms in the silicon carbide semiconductor portion can be limited to the first electrode film, and the excess carbon atoms generated during the heat treatment are reduced. Can be made. In addition, the surplus carbon atoms can be taken into the second electrode film. For this reason, precipitation of carbon atoms on the outermost surface of the surface electrode film is suppressed.
  • the method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device when forming an ohmic contact by heat treatment, the deposition of carbon atoms on the surface of the electrode film is suppressed, and the adhesion with the wiring layer laminated on the electrode film is improved. There is an effect that it can be secured.
  • FIG. 1 is a flowchart showing an outline of a method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state during the manufacture of the silicon carbide semiconductor device according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a characteristic diagram showing the element distribution in the depth direction of the surface electrode film in Conventional Example 1.
  • FIG. 4 is a table showing the thickness (Ni film thickness) of the first electrode film and the surface composition of the first electrode film after heat treatment in Example 1.
  • FIG. 5 is a chart showing the thickness of the second electrode film (NiSi film thickness) and the surface composition of the second electrode film in Example 2.
  • 6 is a characteristic diagram showing element analysis in the depth direction of the surface electrode film in Example 2.
  • FIG. 1 is a flowchart showing an outline of a method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state during the manufacture of the silicon carbide semiconductor device according to the embodiment.
  • FIG. 1 is a flowchart showing an outline of a method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state during the manufacture of the silicon carbide semiconductor device according to the embodiment.
  • FIG. 2 shows a state immediately after the surface electrode film 4 formed by sequentially laminating the first and second electrode films 2 and 3 on the n-type SiC semiconductor portion 1 is shown.
  • the n-type SiC semiconductor unit 1 is, for example, an n-type semiconductor substrate made of an n-type SiC semiconductor (hereinafter referred to as an SiC substrate), an n-type SiC semiconductor layer stacked on the SiC substrate, or a surface layer of the SiC substrate. Is an n-type SiC region.
  • Surface electrode film 4 may be formed as a front surface electrode or a back surface electrode of a silicon carbide semiconductor element (silicon carbide semiconductor device) having n-type SiC semiconductor portion 1.
  • a predetermined element structure is formed by a general method (step S1). That is, in step S1, a silicon carbide semiconductor element (semiconductor chip) having n-type SiC semiconductor portion 1 is manufactured.
  • a silicon carbide semiconductor element semiconductor chip
  • Each component of the element structure is a semiconductor region or a semiconductor layer formed according to the element structure.
  • the element structure may be a configuration in which each component is formed inside and on the surface of the n-type SiC semiconductor unit 1 or may be a configuration including the n-type SiC semiconductor unit 1 as one component.
  • each component of the element structure constitutes a MOS gate (insulating gate made of metal-oxide film-semiconductor) structure that is a front element structure when, for example, a MOSFET is manufactured (manufactured).
  • MOS gate insulating gate made of metal-oxide film-semiconductor
  • These include a p-type base region, an n + -type source region, and an n + -type drain region constituting a back element structure.
  • the silicon carbide semiconductor element having n-type SiC semiconductor portion 1 is cleaned by a general method (step S2).
  • a first electrode film 2 made of nickel (Ni) is formed (formed) on (on the surface of) the n-type SiC semiconductor portion 1 (step S3).
  • the thickness of the first electrode film 2 reacts with silicon atoms in the n-type SiC semiconductor portion 1 by a heat treatment to be described later, and is almost entirely silicided (specifically, nickel silicide (Ni 2 Si: hereinafter, It is preferably as thin as, for example, 5 nm or more and 10 nm or less.
  • a second electrode film 3 made of nickel silicide NiSi: hereinafter referred to as a second solid phase state
  • step S4 the surface electrode film 4 formed by laminating the first and second electrode films 2 and 3 in order is formed.
  • the second electrode film 3 having a composition similar to that of the first solid-phase nickel silicide (Ni 2 Si) produced by the reaction between the nickel atoms and the silicon atoms in the SiC semiconductor by the heat treatment. It is preferable to form. That is, it is preferable that the composition of the second electrode film 3 is approximately the same as the composition of the first electrode film 2 after the heat treatment.
  • the thickness of the second electrode film 3 is preferably 80 nm or more, for example.
  • a direct current (DC) sputtering method may be used to form the first and second electrode films 2 and 3.
  • a DC power of 300 W is applied to an SiC semiconductor substrate (the entire portion composed of an SiC semiconductor including the n-type SiC semiconductor portion 1 of the silicon carbide semiconductor element) inserted in a processing furnace of a sputtering apparatus.
  • Sputtering is performed at room temperature (for example, 25 ° C.), that is, in an argon (Ar) gas atmosphere at a pressure of 1 Pa without heating the SiC semiconductor substrate.
  • the metal material of the sputtering target for forming the first electrode film 2 may be nickel having a purity of 99.99 wt%, for example.
  • the metal raw material of the sputtering target for forming the second electrode film 3 is, for example, 60Ni40Si (content of 60 atom% of nickel atoms and 40 atom% of silicon atoms) and 70Ni30Si (70 atom% of nickel atoms and 30 atom of silicon atoms). % Content) may be a metal having a composition in the range.
  • step S5 the SiC semiconductor substrate (entire element) on which the first and second electrode films 2 and 3 are laminated is heat-treated in a high-temperature vacuum atmosphere.
  • step S5 for example, high-temperature heat treatment is performed at a temperature of about 1000 ° C. for about 5 minutes in a vacuum atmosphere evacuated to 5 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less, and then cooled to room temperature.
  • the nickel atoms in the first electrode film 2 react with the silicon atoms in the n-type SiC semiconductor portion 1, and a conductive heating reaction product in which nickel atoms and silicon atoms are mixed in a predetermined atomic ratio is obtained.
  • a conductive heating reaction product in which nickel atoms and silicon atoms are mixed in a predetermined atomic ratio is obtained.
  • the first electrode film 2 is silicided, and a first solid phase nickel silicide (Ni 2 Si) is generated. At this time, almost the entire first electrode film 2 is silicided, and the first electrode film 2 becomes a first solid phase nickel silicide (Ni 2 Si) film.
  • the second electrode film 3 before the heat treatment is made of nickel silicide (NiSi) in the second solid phase state (or has the same composition as the first electrode film 2 after the heat treatment), so Almost the entire surface electrode film 4 (first and second electrode films 2 and 3) is a nickel silicide film.
  • first electrode film 2 since the thickness of the first electrode film 2 is thin, a small amount of carbon (C) atoms are left by the reaction between the first electrode film 2 and the n-type SiC semiconductor portion 1 in the heat treatment in step S5. Further, surplus carbon atoms generated by the reaction between the first electrode film 2 and the n-type SiC semiconductor portion 1 are taken into the second electrode film 3. Since second electrode film 3 is a metal film containing silicon, it does not react with silicon atoms in n-type SiC semiconductor portion 1. That is, of the surface electrode film 4 formed by laminating the first and second electrode films 2 and 3, only the first electrode film 2 reacts with the n-type SiC semiconductor part 1 to generate surplus carbon atoms. Carbon atoms are not diffused outside the surface electrode film 4.
  • a wiring layer (not shown) made of, for example, aluminum (Al) is formed on the second electrode film 3 (step S6). Thereafter, a general process performed after the formation of the wiring layer is performed, thereby completing a silicon carbide semiconductor element including the surface electrode film 4 that is in ohmic contact with the n-type SiC semiconductor portion 1.
  • FIG. 3 is a characteristic diagram showing the element distribution in the depth direction of the surface electrode film in Conventional Example 1.
  • FIG. 4 is a table showing the thickness (Ni film thickness) of the first electrode film and the surface composition of the first electrode film after heat treatment in Example 1.
  • FIG. 5 is a chart showing the thickness of the second electrode film (NiSi film thickness) and the surface composition of the second electrode film in Example 2.
  • 6 is a characteristic diagram showing element analysis in the depth direction of the surface electrode film in Example 2.
  • FIG. The element distributions in FIGS. 3 and 6 and the surface compositions in FIGS. 4 and 5 are both detected in the depth direction of the surface electrode film by performing detection and sputtering alternately by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS: X-ray Photoelectron Spectroscopy). The composition is measured.
  • XPS X-ray Photoelectron spectroscopy
  • a surface electrode film that forms an ohmic contact with an n-type SiC semiconductor portion was formed by a conventional general silicon carbide semiconductor device manufacturing method (hereinafter referred to as Conventional Example 1). Specifically, in Conventional Example 1, after a nickel film having a thickness of 100 nm was formed on the n-type SiC semiconductor portion, a surface electrode film formed by siliciding the nickel film by heat treatment was formed. The heat treatment conditions of Conventional Example 1 are the same as those of Example 1 described later. Then, the element distribution in the depth direction from the surface of the surface electrode film (surface opposite to the n-type SiC semiconductor portion side (hereinafter referred to as the outermost surface)) was measured by the XPS method. The result is shown in FIG.
  • Ni 2 Si nickel reacts with a SiC semiconductor to become a first solid phase nickel silicide (Ni 2 Si). From the results shown in FIG. 3, in Conventional Example 1, silicon atoms diffused from the n-type SiC semiconductor portion into the surface electrode film react with the nickel atoms in the surface electrode film, and the first solid-state nickel silicide (Ni 2 Si) was confirmed to be formed. It was also confirmed that carbon atoms diffused from the n-type SiC semiconductor portion into the surface electrode film were deposited on the outermost surface of the surface electrode film. The carbon layer deposited on the outermost surface of the surface electrode film has poor adhesion to the aluminum film.
  • the thickness of the first electrode film 2 was examined as a condition capable of suppressing the diffusion of carbon atoms in the n-type SiC semiconductor portion.
  • the some sample in which the surface electrode film 4 which makes ohmic contact with the n-type SiC semiconductor part 1 was formed was produced (henceforth, Example 1). And).
  • the first electrode film 2 made of nickel is formed on the n-type SiC semiconductor portion 1 with a different thickness for each sample, and the second electrode is formed on the first electrode film 2.
  • the second electrode film 3 of nickel silicide (NiSi) in a solid phase with a thickness of 80 nm heat treatment was performed under the above-described various conditions.
  • Nickel having a purity of 99.99 wt% was used as a metal material of a sputtering target for forming the first electrode film 2.
  • a metal material of a sputtering target for forming the second electrode film 67Ni33Si (a metal containing 67 atm% nickel and 33 atm% silicon) was used.
  • the element distribution of the depth direction from the outermost surface (surface of the 2nd electrode film 3) of the surface electrode film 4 which consists of the 1st, 2nd electrode films 2 and 3 was measured by XPS method. The result is shown in FIG.
  • the carbon composition (C composition) in FIG. 4 is the amount of carbon atoms deposited on the surface of the second electrode film 3 (the same applies to FIG. 5).
  • the thickness of the first electrode film 2 is excessively thin (for example, about 5 nm or less), nickel atoms in the first electrode film 2 and the n-type Since the reaction with the silicon atoms in the SiC semiconductor part 1 is too small, the ohmic characteristics are adversely affected. For this reason, it is desirable that the thickness of the first electrode film 2 be about 5 nm or more and 10 nm or less that can form a good ohmic contact with the n-type SiC semiconductor portion 1.
  • Example 2 a plurality of samples in which the surface electrode film 4 that forms ohmic contact with the n-type SiC semiconductor portion 1 was formed (hereinafter referred to as Example 2). And). Specifically, in Example 2, a first electrode film 2 made of nickel and having a thickness of 10 nm is formed on the n-type SiC semiconductor portion 1, and differs depending on the sample on the first electrode film 2.
  • Example 2 After forming the second electrode film 3 made of nickel silicide (NiSi) in the second solid phase by thickness, heat treatment was performed.
  • the conditions of the manufacturing method of Example 2 other than the thicknesses of the first and second electrode films 2 and 3 are the same as in Example 1.
  • the element distribution of the depth direction from the outermost surface (surface of the 2nd electrode film 3) of the surface electrode film 4 which consists of the 1st, 2nd electrode films 2 and 3 was measured by XPS method. The results are shown in FIGS.
  • the thickness of the first electrode film 2 is 10 nm, the content of carbon atoms deposited on the surface of the first electrode film 2 (the interface between the first electrode film 2 and the second electrode film 3) is 14 atm%. Yes (see FIG. 4).
  • the second electrode film 3 is formed with a thickness of 80 nm or more so that the content of carbon atoms deposited on the outermost surface of the surface electrode film 4 can be 14 atm% or less, diffusion into the surface electrode film 4 is achieved. It can be seen that the deposited carbon atoms can be suppressed from being deposited on the outermost surface of the surface electrode film 4 (see FIG. 5).
  • Example 3 a surface electrode film 4 formed by sequentially forming a first electrode film 2 having a thickness of 10 nm and a second electrode film 3 having a thickness of 80 nm on a 20 mm square SiC substrate (semiconductor chip) by sputtering. A sample that was formed and heat-treated was prepared (hereinafter referred to as Example 3). The manufacturing method of Example 3 is the same as that of Example 1. As a comparison, a nickel film (surface electrode film) having a thickness of 90 nm was formed and heat-treated (hereinafter referred to as Conventional Example 2).
  • Example 3 and Conventional Example 2 Conditions other than the thickness of the nickel film in the manufacturing method of Conventional Example 2 are the same as in Conventional Example 1. Then, for Example 3 and Conventional Example 2, an aluminum film (wiring layer) is formed on the outermost surface of the surface electrode film with a thickness of 5 ⁇ m, and the tape attached to the aluminum film is peeled off to peel off the aluminum film. The presence or absence of was observed. As a result, in Conventional Example 2, it was confirmed that the aluminum film was almost peeled off. On the other hand, in Example 3, it was confirmed that peeling of the aluminum film did not occur. As described above, in Example 3, the surface electrode film 4 is formed by setting the thickness of the first electrode film 2 to 10 nm or less and the thickness of the second electrode film 3 to 80 nm or more. It is presumed that the carbon atoms deposited on the outermost surface can be reduced.
  • the surface electrode film made of the thin first electrode film and the second electrode film made of nickel silicide is formed on the n-type SiC semiconductor portion.
  • the region of the surface electrode film that is silicided by the reaction with the silicon atoms in the n-type SiC semiconductor portion can be limited to the thin first electrode film. That is, since the region that is silicided by the reaction with silicon atoms in the n-type SiC semiconductor portion can be reduced as compared with the conventional case, surplus carbon atoms generated during the heat treatment can be reduced as compared with the conventional case.
  • surplus carbon atoms generated by this heat treatment can be taken into the second electrode film, and precipitation of carbon atoms on the outermost surface of the surface electrode film (the surface of the second electrode film) can be suppressed.
  • the adhesiveness between the surface electrode film and the wiring layer formed on the outermost surface of the surface electrode film can be increased, and the wiring layer is less likely to be peeled off.
  • the portion (first electrode film) of the surface electrode film that is in contact with the n-type SiC semiconductor portion is almost all the first. Since it is nickel silicide (Ni 2 Si) in a single solid state, the adhesion force between the surface electrode film and the n-type SiC semiconductor portion can be maintained at the same level as in the past. Thereby, it can suppress that a surface electrode film peels from an n-type SiC semiconductor part.
  • the method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to the present invention is useful for silicon carbide semiconductor devices used in various industrial machines, automobiles, and the like, and in particular, provides ohmic contact with an n-type SiC semiconductor portion. It is suitable for a silicon carbide semiconductor device provided with a surface electrode film to be formed.
  • first electrode film nickel film
  • Second electrode film second solid phase nickel silicide (NiSi) film

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Abstract

　炭化珪素半導体部（１）の表面に、ニッケルからなる第１電極膜（２）と、ニッケルシリサイド（ＮｉＳｉ）からなる第２電極膜（３）とを順に積層してなる表面電極膜（４）を形成する。その後、熱処理により、炭化珪素半導体部（１）のシリコン原子と第１電極膜（２）のニッケル原子とを反応させて第１電極膜（２）のほぼすべてをニッケルシリサイド（Ｎｉ2Ｓｉ）にすることで、炭化珪素半導体部（１）と表面電極膜（４）とのオーミックコンタクトを形成する。第２電極膜（３）はシリコンを含有するため、熱処理時に炭化珪素半導体部（１）のシリコン原子と反応しない。第１電極膜（２）の厚さは、５ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。第２電極膜（３）の厚さは、８０ｎｍ以上である。このようにすることで、炭化珪素半導体部（１）とのオーミックコンタクトを形成する電極膜と、電極膜上に積層される配線層との密着性を確保することができる。

Description

炭化珪素半導体装置の製造方法
　この発明は、炭化珪素半導体装置の製造方法に関する。
　従来、炭化珪素（以下、ＳｉＣとする）半導体は、熱的、化学的、機械的に安定であり、発光素子や高周波デバイス、電力用半導体装置（パワーデバイス）として様々な産業分野への適用が期待されている。特に、ＳｉＣ半導体を用いた高耐圧のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲート型電界効果トランジスタ）は、シリコン（Ｓｉ）半導体を用いた高耐圧のＭＯＳＦＥＴよりもオン抵抗が低いという利点を有する。また、ＳｉＣ半導体を用いたショットキーダイオードは、シリコン半導体を用いたショットキーダイオードよりも順方向の降下電圧が低くなることが報告されている。
　本来、パワーデバイスのオン抵抗とスイッチング速度とはトレードオフ関係にあるが、ＳｉＣ半導体を用いたパワーデバイスは、低オン抵抗化と高速スイッチング速度化とを同時に達成することができる可能性がある。ＳｉＣ半導体を用いたパワーデバイスの低オン抵抗化には、電極膜とＳｉＣ半導体部との間に形成されるオーミックコンタクト（電気的接触部）のコンタクト抵抗の低減が重要である。また、ＳｉＣ半導体を用いたパワーデバイスの高速スイッチング速度化においても、オーミックコンタクトのコンタクト抵抗は大きな問題である。ＳｉＣ半導体を用いたパワーデバイスの実用化における問題の１つとして、各デバイス構造および作製（製造）プロセスに適合した実用的な低抵抗のオーミックコンタクトを形成するための技術が確立されていないことが挙げられる。
　ｎ型ＳｉＣ半導体部との低抵抗なオーミックコンタクトを形成する方法として広く活用されている技術として、電極膜をｎ型ＳｉＣ半導体部上に被着させて形成したオーミック電極構造体を８００℃～１２００℃程度の高温で熱処理する方法が提案されている（例えば、下記特許文献１～３参照。）。電極材料としては、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）およびチタン（Ｔｉ）などが公知である。特に電極材料としてニッケルを用いたオーミックコンタクトでは１０-6Ωｃｍ2台の実用的なコンタクト抵抗値が得られ、極めて有望なオーミックコンタクトとなる。
　しかしながら、電極材料としてニッケルを用いた場合、高温熱処理によりニッケル膜とＳｉＣ半導体部とが反応し、電極膜としてニッケル－シリコン－炭素（Ｃ）が混合した導電性の反応層（例えばニッケルシリサイド（ＮｉＳｉ）膜）が形成される。このとき、電極膜の表面付近にはＳｉＣ半導体部から遊離（拡散）した炭素原子が多く析出し、電極膜表面は炭素原子が析出してなる炭素層でほぼ覆われる。このため、電極膜と、電極膜上にさらに積層（形成）する配線のための例えばアルミニウム（Ａｌ）膜（配線層）との密着性が悪くなり、配線層が剥離する虞がある。
　この問題を解消する方法として、下記特許文献１には、電極膜となるニッケルシリサイド膜の生成によりニッケルシリサイド膜表面に析出した炭素層を、ニッケルシリサイド膜上に配線層を積層する前に熱処理により除去することが記載されている。下記特許文献２，３には、電極膜の材料組成比を調整し、電極膜とＳｉＣ半導体部とのオーミックコンタクト形成時にＳｉＣ半導体部から遊離した炭素原子と電極膜とを反応させて炭化物を生成することで、電極膜表面への炭素原子の析出を抑制することが記載されている。
特開２０１３－２２２８２３号公報 国際公開第２０１１／１１５２９４号 特開２０１３－２１９１５０号公報
　上述したように、電極材料となるニッケル膜をＳｉＣ半導体部上に形成し、高温熱処理により電極膜とＳｉＣ半導体部とのオーミックコンタクトを形成する場合、ＳｉＣ半導体部から遊離した炭素原子が電極膜表面に析出し、電極膜上に積層するアルミニウム膜などが剥離しやすいという問題がある。
　この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、ＳｉＣ半導体部とのオーミックコンタクトを形成する電極膜と、電極膜上に積層される配線層との密着性を確保す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を目的とする。
　上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、この発明にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法は、ｎ型の炭化珪素半導体部と、前記炭化珪素半導体部の表面に形成された表面電極膜とのオーミックコンタクトを形成する炭化珪素半導体装置の製造方法であって、次の特徴を有する。まず、前記炭化珪素半導体部の表面に、前記表面電極膜としてニッケルからなる第１電極膜を形成する第１形成工程を行う。次に、前記第１電極膜の表面に、前記表面電極膜としてニッケルシリサイドからなる第２電極膜を形成する第２形成工程を行う。次に、熱処理により前記炭化珪素半導体部のシリコン原子と前記第１電極膜のニッケル原子とを反応させて前記第１電極膜をシリサイド化することで、前記炭化珪素半導体部と前記表面電極膜とのオーミックコンタクトを形成する熱処理工程を行う。そして、前記第１形成工程では、前記熱処理工程で前記第１電極膜をシリサイド化する際に前記炭化珪素半導体部から遊離し前記表面電極膜側に拡散する炭素原子が前記第２電極膜の内部に取り込み可能な少ない含有率となる薄厚に前記第１電極膜を形成する。
　また、この発明にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記第２形成工程では、前記熱処理工程で前記第２電極膜の内部に取り込まれる前記炭素原子の、前記表面電極膜の表面への析出を抑制可能な厚さの前記第２電極膜を形成することを特徴とする。
　また、この発明にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記第２形成工程では、前記熱処理工程で前記炭化珪素半導体部との反応を抑制可能な組成で前記第２電極膜を形成することを特徴とする。
　また、この発明にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記第２電極膜は、ニッケル原子を６０ａｔｍ％およびシリコン原子を４０ａｔｍ％の含有率と、ニッケル原子を７０ａｔｍ％およびシリコン原子を３０ａｔｍ％の含有率との間の範囲の組成であることを特徴とする。
　また、この発明にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記第２形成工程では、前記熱処理工程でシリサイド化された前記第１電極膜の組成とほぼ等しい組成で前記第２電極膜を形成することを特徴とする。
　また、この発明にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記第１電極膜の厚さは、５ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることを特徴とする。
　また、この発明にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記第２電極膜の厚さは、８０ｎｍ以上であることを特徴とする。
　上述した発明によれば、表面電極膜の、炭化珪素半導体部中のシリコン原子との反応によりシリサイド化される領域を第１電極膜のみとすることができ、熱処理時に生じる余剰の炭素原子を減少させることができる。また、この余剰の炭素原子を第２電極膜に取り込むことができる。このため、表面電極膜の最表面への炭素原子の析出が抑制される。
　本発明にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法によれば、熱処理によりオーミックコンタクトを形成するにあたって、電極膜表面への炭素原子の析出を抑制し、電極膜上に積層する配線層との密着性を確保することができるという効果を奏する。
図１は、実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法の概要を示すフローチャートである。 図２は、実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。 図３は、従来例１における表面電極膜の深さ方向の元素分布を示す特性図である。 図４は、実施例１における第１電極膜の厚さ（Ｎｉ膜厚）と熱処理後の第１電極膜の表面組成を示す図表である。 図５は、実施例２における第２電極膜の厚さ（ＮｉＳｉ膜厚）と第２電極膜の表面組成を示す図表である。 図６は、実施例２における表面電極膜の深さ方向元素分析を示す特性図である。
　以下に添付図面を参照して、この発明にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。本明細書および添付図面においては、ｎまたはｐを冠記した層や領域では、それぞれ電子または正孔が多数キャリアであることを意味する。また、ｎやｐに付す＋および－は、それぞれそれが付されていない層や領域よりも高不純物濃度および低不純物濃度であることを意味する。なお、以下の実施の形態の説明および添付図面において、同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
（実施の形態）
　実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法について、炭化珪素（ＳｉＣ）半導体からなる半導体部（ＳｉＣ半導体部）と表面電極膜とのオーミックコンタクトを形成する方法を説明する。図１は、実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法の概要を示すフローチャートである。図２は、実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。図２には、ｎ型ＳｉＣ半導体部１上に第１，２電極膜２，３を順に積層してなる表面電極膜４を形成した直後の状態を示す。ｎ型ＳｉＣ半導体部１とは、例えば、ｎ型ＳｉＣ半導体からなるｎ型の半導体基板（以下、ＳｉＣ基板とする）、ＳｉＣ基板上に積層されたｎ型ＳｉＣ半導体層、またはＳｉＣ基板の表面層に設けられたｎ型ＳｉＣ領域である。表面電極膜４は、ｎ型ＳｉＣ半導体部１を有する炭化珪素半導体素子（炭化珪素半導体装置）のおもて面電極として形成してもよいし、裏面電極として形成してもよい。
　まず、一般的な方法により所定の素子構造（デバイス構造）を形成する（ステップＳ１）。すなわち、ステップＳ１において、ｎ型ＳｉＣ半導体部１を有する炭化珪素半導体素子（半導体チップ）を作製する。素子構造の各構成部とは、素子構造に応じて形成される半導体領域や半導体層である。素子構造は、ｎ型ＳｉＣ半導体部１の内部および表面に各構成部が形成された構成であってもよいし、ｎ型ＳｉＣ半導体部１を１つの構成部として含む構成であってもよい。具体的には、素子構造の各構成部とは、例えばＭＯＳＦＥＴを作製（製造）する場合、おもて面素子構造であるＭＯＳゲート（金属－酸化膜－半導体からなる絶縁ゲート）構造を構成するｐ型ベース領域やｎ+型ソース領域や、裏面素子構造を構成するｎ+型ドレイン領域などである。次に、このｎ型ＳｉＣ半導体部１を有する炭化珪素半導体素子を一般的な方法により洗浄する（ステップＳ２）。
　次に、図２に示すように、ｎ型ＳｉＣ半導体部１の上（表面）に、ニッケル（Ｎｉ）からなる第１電極膜２を成膜（形成）する（ステップＳ３）。第１電極膜２の厚さは、後述する熱処理によりｎ型ＳｉＣ半導体部１中のシリコン原子と反応してほぼすべてがシリサイド化される（具体的には、ニッケルシリサイド（Ｎｉ2Ｓｉ：以下、第１固相状態とする）膜となる）程度に薄く、例えば５ｎｍ以上１０ｎｍ以下であるのが好ましい。次に、例えば第１電極膜２の成膜に連続して、第１電極膜２の上に、ニッケルシリサイド（ＮｉＳｉ：以下、第２固相状態とする）からなる第２電極膜３を成膜する（ステップＳ４）。これにより、第１，２電極膜２，３を順に積層してなる表面電極膜４が形成される。ステップＳ４においては、ニッケル原子とＳｉＣ半導体中のシリコン原子とが熱処理により反応して生成される第１固相状態のニッケルシリサイド（Ｎｉ2Ｓｉ）と同程度の組成を有する第２電極膜３を形成することが好ましい。すなわち、第２電極膜３の組成は、熱処理後の第１電極膜２の組成と同程度とすることが好ましい。第２電極膜３の厚さは、例えば８０ｎｍ以上であることが好ましい。
　また、ステップＳ３，Ｓ４において、第１，２電極膜２，３の成膜には、例えば、直流（ＤＣ：Ｄｉｒｅｃｔ　Ｃｕｒｒｅｎｔ）スパッタリング法を用いてもよい。具体的には、例えば、スパッタリング装置の処理炉に挿入したＳｉＣ半導体基体（炭化珪素半導体素子の、ｎ型ＳｉＣ半導体部１を含むＳｉＣ半導体で構成される部分全体）に３００Ｗの直流電力を印加し、室温（例えば２５℃）、すなわちＳｉＣ半導体基体を加熱せずに、圧力１Ｐａのアルゴン（Ａｒ）ガス雰囲気中でスパッタリングを行う。第１電極膜２を成膜するためのスパッタリングターゲットの金属原料は、例えば純度９９．９９ｗｔ％のニッケルであってもよい。第２電極膜３を成膜するためのスパッタリングターゲットの金属原料は、例えば６０Ｎｉ４０Ｓｉ（ニッケル原子を６０ａｔｍ％およびシリコン原子を４０ａｔｍ％の含有率）と、７０Ｎｉ３０Ｓｉ（ニッケル原子を７０ａｔｍ％およびシリコン原子を３０ａｔｍ％の含有率）との間の範囲の組成を有する金属であってもよい。
　次に、第１，２電極膜２，３が積層された状態のＳｉＣ半導体基体（素子全体）を高温の真空雰囲気中で熱処理する（ステップＳ５）。具体的には、ステップＳ５においては、例えば、５×１０-4Ｐａ以下に排気した真空雰囲気中で１０００℃程度の温度で５分間程度の高温熱処理を行い、その後室温まで冷却する。この熱処理によって、第１電極膜２中のニッケル原子とｎ型ＳｉＣ半導体部１中のシリコン原子とが反応し、ニッケル原子とシリコン原子とが所定の原子比が混合した導電性の加熱反応物が生成される。具体的には、第１電極膜２がシリサイド化され、第１固相状態のニッケルシリサイド（Ｎｉ2Ｓｉ）が生成される。このとき、第１電極膜２全体がほぼすべてシリサイド化され、第１電極膜２は第１固相状態のニッケルシリサイド（Ｎｉ2Ｓｉ）膜となる。また、上述したように熱処理前の第２電極膜３は第２固相状態のニッケルシリサイド（ＮｉＳｉ）からなる（または熱処理後の第１電極膜２と同程度の組成を有する）ため、熱処理後の表面電極膜４（第１，２電極膜２，３）のほぼ全体がニッケルシリサイド膜となる。
　また、第１電極膜２の厚さが薄いため、ステップＳ５の熱処理において第１電極膜２とｎ型ＳｉＣ半導体部１との反応により余る炭素（Ｃ）原子は微量である。また、第１電極膜２とｎ型ＳｉＣ半導体部１との反応によって生じた余剰の炭素原子は、第２電極膜３に取り込まれる。第２電極膜３は、シリコンを含む金属膜であるため、ｎ型ＳｉＣ半導体部１中のシリコン原子と反応しない。すなわち、第１，２電極膜２、３を積層してなる表面電極膜４のうち、第１電極膜２のみがｎ型ＳｉＣ半導体部１と反応して余剰の炭素原子が生じ、この余剰の炭素原子は表面電極膜４の外部に拡散されない。すなわち、第２電極膜３の表面（後述する配線層との界面）への炭素原子の析出が抑制される。次に、第２電極膜３の上に、例えばアルミニウム（Ａｌ）からなる配線層（不図示）を形成する（ステップＳ６）。その後、配線層の形成後に行う一般的な工程を行うことで、ｎ型ＳｉＣ半導体部１とオーミックコンタクトをなす表面電極膜４を備えた炭化珪素半導体素子が完成する。
　次に、表面電極膜４からの炭素原子の析出量について検証した。図３は、従来例１における表面電極膜の深さ方向の元素分布を示す特性図である。図４は、実施例１における第１電極膜の厚さ（Ｎｉ膜厚）と熱処理後の第１電極膜の表面組成を示す図表である。図５は、実施例２における第２電極膜の厚さ（ＮｉＳｉ膜厚）と第２電極膜の表面組成を示す図表である。図６は、実施例２における表面電極膜の深さ方向元素分析を示す特性図である。図３，６の元素分布および図４，５の表面組成は、ともにＸ線光電子分光法（ＸＰＳ：Ｘ－ｒａｙ　Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）によって検出とスパッタリングとを交互に行うことで表面電極膜の深さ方向の組成を測定している。
　まず、従来の一般的な炭化珪素半導体装置の製造方法によって、ｎ型ＳｉＣ半導体部とのオーミックコンタクトをなす表面電極膜を形成した（以下、従来例１とする）。具体的には、従来例１では、ｎ型ＳｉＣ半導体部の上に１００ｎｍの厚さのニッケル膜を成膜した後、熱処理によりニッケル膜がシリサイド化されてなる表面電極膜を形成した。従来例１の熱処理条件は、後述する実施例１と同様である。そして、ＸＰＳ法により、表面電極膜の表面（ｎ型ＳｉＣ半導体部側に対して反対側の表面（以下、最表面とする））からの深さ方向の元素分布を測定した。その結果を図３に示す。図３に示す結果より、従来例１では、ｎ型ＳｉＣ半導体部（ニッケル原子＝０ａｔｍ％よりも深い部分（スパッタリング時間が長い部分：図３の右側部分））中のシリコン原子および炭素原子が表面電極膜中に拡散し、表面電極膜の最表面（スパッタリング時間＝０分の部分（図３の左側部分））に炭素原子が多量に析出していることが確認された。
　一般的に、ニッケルはＳｉＣ半導体と反応して第１固相状態のニッケルシリサイド（Ｎｉ2Ｓｉ）になることが知られている。図３に示す結果より、従来例１では、ｎ型ＳｉＣ半導体部中から表面電極膜中に拡散したシリコン原子は表面電極膜中のニッケル原子と反応し、第１固相状態のニッケルシリサイド（Ｎｉ2Ｓｉ）が形成されることが確認された。また、ｎ型ＳｉＣ半導体部中から表面電極膜中に拡散した炭素原子は表面電極膜の最表面に析出することが確認された。表面電極膜の最表面に析出した炭素層は、アルミニウム膜との密着性が悪い。このため、この状態で表面電極膜の最表面にアルミニウムからなる配線層を成膜する場合、配線層が剥離しやすくなる。配線層との密着性を向上させるには、ｎ型ＳｉＣ半導体部中の炭素原子を表面電極膜の最表面にまで拡散させないか、表面電極膜とｎ型ＳｉＣ半導体部との反応により余った炭素原子を除去する必要があることがわかる。
　次に、ｎ型ＳｉＣ半導体部中の炭素原子の拡散を抑制可能な条件として、第１電極膜２の厚さについて検討した。まず、上述した実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法にしたがい、ｎ型ＳｉＣ半導体部１とのオーミックコンタクトをなす表面電極膜４を形成した複数の試料を作製した（以下、実施例１とする）。具体的には、実施例１においては、ｎ型ＳｉＣ半導体部１の上に試料ごとに異なる厚さでニッケルからなる第１電極膜２を成膜し、第１電極膜２の上に第２固相状態のニッケルシリサイド（ＮｉＳｉ）からなる８０ｎｍの厚さの第２電極膜３を成膜した後、例示した上記諸条件で熱処理を行った。第１電極膜２を成膜するためのスパッタリングターゲットの金属原料として、純度９９．９９ｗｔ％のニッケルを用いた。第２電極膜３を成膜するためのスパッタリングターゲットの金属原料として、６７Ｎｉ３３Ｓｉ（ニッケルを６７ａｔｍ％およびシリコンを３３ａｔｍ％含む金属）を用いた。そして、ＸＰＳ法により、第１，２電極膜２，３からなる表面電極膜４の最表面（第２電極膜３の表面）からの深さ方向の元素分布を測定した。その結果を図４に示す。図４の炭素組成（Ｃ組成）は、第２電極膜３の表面への炭素原子の析出量である（図５においても同様）。
　図４に示す結果より、第１電極膜２の厚さが厚くなるほど第１電極膜２の表面（第１電極膜２と第２電極膜３との界面）に析出する炭素原子が多くなることがわかる。この理由は、第１電極膜２中のニッケル原子とｎ型ＳｉＣ半導体部１中のシリコン原子との反応量が多くなり、余剰の炭素原子が出やすくなるからである。したがって、第１電極膜２の厚さは薄いことが望ましいが、第１電極膜２の厚さを薄くしすぎた場合（例えば５ｎｍ以下程度）、第１電極膜２中のニッケル原子とｎ型ＳｉＣ半導体部１中のシリコン原子との反応が少なすぎることでオーミック特性に悪影響が及ぶ。このため、第１電極膜２の厚さは、ｎ型ＳｉＣ半導体部１との良好なオーミックコンタクトを形成可能な５ｎｍ以上１０ｎｍ以下程度であることが望ましい。
　次に、ｎ型ＳｉＣ半導体部中の炭素原子の拡散を抑制可能な条件として、第２電極膜３の厚さについて検討した。まず、上述した実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法にしたがい、ｎ型ＳｉＣ半導体部１とのオーミックコンタクトをなす表面電極膜４を形成した複数の試料を作製した（以下、実施例２とする）。具体的には、実施例２においては、ｎ型ＳｉＣ半導体部１の上にニッケルからなる１０ｎｍの厚さの第１電極膜２を成膜し、第１電極膜２の上に試料ごとに異なる厚さで第２固相状態のニッケルシリサイド（ＮｉＳｉ）からなる第２電極膜３を成膜した後に熱処理を行った。実施例２の製造方法の、第１，２電極膜２，３の厚さ以外の条件は、実施例１と同様である。そして、ＸＰＳ法により、第１，２電極膜２，３からなる表面電極膜４の最表面（第２電極膜３の表面）からの深さ方向の元素分布を測定した。その結果を図５，６に示す。
　図６に示すように、実施例２においては、ｎ型ＳｉＣ半導体部１と表面電極膜４との境界から（ニッケル原子＝０ａｔｍ％の部分（図６の右側部分））から、表面電極膜４の最表面（スパッタリング時間＝０分の部分（図６の左側部分））に向って炭素原子の含有率が減少していることが確認された。すなわち、ｎ型ＳｉＣ半導体部１中から表面電極膜４中への炭素原子の拡散が抑制されている。第１電極膜２の厚さが１０ｎｍであるときに、第１電極膜２の表面（第１電極膜２と第２電極膜３との界面）に析出する炭素原子の含有率は１４ａｔｍ％である（図４参照）。このため、表面電極膜４の最表面に析出する炭素原子の含有率を１４ａｔｍ％以下とすることができる８０ｎｍ以上の厚さで第２電極膜３を形成すれば、表面電極膜４中に拡散した炭素原子が表面電極膜４の最表面に析出することを抑制することができることがわかる（図５参照）。
　そこで、表面電極膜４と配線層との密着性について検証した。まず、２０ｍｍ角のＳｉＣ基板（半導体チップ）に、スパッタリングにより１０ｎｍの厚さの第１電極膜２と、８０ｎｍの厚さの第２電極膜３とを順に成膜してなる表面電極膜４を形成して熱処理した試料を作製した（以下、実施例３とする）。実施例３の製造方法は、実施例１と同様である。比較として、ニッケル膜（表面電極膜）を９０ｎｍの厚さで成膜して熱処理した試料を作製した（以下、従来例２とする）。従来例２の製造方法の、ニッケル膜の厚さ以外の条件は従来例１と同様である。そして、実施例３および従来例２について、表面電極膜の最表面にアルミニウム膜（配線層）を５μｍの厚さで形成し、アルミニウム膜に貼り付けたテープを引き剥がすことで、アルミニウム膜の剥離の有無を観測した。その結果、従来例２では、アルミニウム膜はほぼ全面剥離したことが確認された。一方、実施例３においては、アルミニウム膜の剥離は生じないことが確認された。上述したように、実施例３においては、第１電極膜２の厚さを１０ｎｍ以下とし、第２電極膜３の厚さを８０ｎｍ以上として表面電極膜４を形成することで、表面電極膜４の最表面に析出する炭素原子を減少させることができると推測される。
　以上、説明したように、実施の形態によれば、ｎ型ＳｉＣ半導体部の上に、厚さの薄い第１電極膜と、ニッケルシリサイドからなる第２電極膜とからなる表面電極膜を形成することで、その後の熱処理において、表面電極膜の、ｎ型ＳｉＣ半導体部中のシリコン原子との反応によりシリサイド化される領域を、薄厚の第１電極膜のみとすることができる。すなわち、ｎ型ＳｉＣ半導体部中のシリコン原子との反応によりシリサイド化される領域を従来よりも少なくすることができるため、熱処理時に生じる余剰の炭素原子を従来よりも減少させることができる。また、この熱処理によって生じた余剰の炭素原子を第２電極膜に取り込むことができ、表面電極膜の最表面（第２電極膜の表面）への炭素原子の析出を抑制することができる。これにより、表面電極膜と、表面電極膜の最表面に形成される配線層との密着性を高くすることができ、配線層の剥離が生じにくくなる。
　また、実施の形態によれば、表面電極膜のシリサイド化される領域を従来よりも少なくしたとしても、表面電極膜の、ｎ型ＳｉＣ半導体部に接する部分（第１電極膜）がほぼすべて第１固相状態のニッケルシリサイド（Ｎｉ2Ｓｉ）となるため、表面電極膜とｎ型ＳｉＣ半導体部との付着力を従来と同程度に維持することができる。これにより、ｎ型ＳｉＣ半導体部から表面電極膜が剥離することを抑制することができる。また、表面電極膜の、ｎ型ＳｉＣ半導体部に接する部分がほぼすべて第１固相状態のニッケルシリサイド（Ｎｉ2Ｓｉ）となることにより、従来と同程度にｎ型ＳｉＣ半導体部とのオーミックコンタクトを形成することができる。このため、第１電極膜とｎ型ＳｉＣ半導体部とのコンタクト抵抗を低減させることができる。したがって、膜中および最表面への余剰の炭素原子の析出を抑制して配線層との密着性を確保した、良好なオーミック性を示す表面電極膜を形成することができる。
　以上において本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
　以上のように、本発明にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法は、種々の産業用機械や自動車などに使用される炭化珪素半導体装置に有用であり、特にｎ型ＳｉＣ半導体部とのオーミックコンタクトを形成する表面電極膜を備えた炭化珪素半導体装置に適している。
　１　ｎ型ＳｉＣ半導体部
　２　第１電極膜（ニッケル膜）
　３　第２電極膜（第２固相状態のニッケルシリサイド（ＮｉＳｉ）膜）

Claims (7)

  1. 　ｎ型の炭化珪素半導体部と、前記炭化珪素半導体部の表面に形成された表面電極膜とのオーミックコンタクトを形成する炭化珪素半導体装置の製造方法であって、
    　前記炭化珪素半導体部の表面に、前記表面電極膜としてニッケルからなる第１電極膜を形成する第１形成工程と、
    　前記第１電極膜の表面に、前記表面電極膜としてニッケルシリサイドからなる第２電極膜を形成する第２形成工程と、
    　熱処理により前記炭化珪素半導体部のシリコン原子と前記第１電極膜のニッケル原子とを反応させて前記第１電極膜をシリサイド化することで、前記炭化珪素半導体部と前記表面電極膜とのオーミックコンタクトを形成する熱処理工程と、
    　を含み、
    　前記第１形成工程では、前記熱処理工程で前記第１電極膜をシリサイド化する際に前記炭化珪素半導体部から遊離し前記表面電極膜側に拡散する炭素原子が前記第２電極膜の内部に取り込み可能な少ない含有率となる薄厚に前記第１電極膜を形成することを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。
  2. 　前記第２形成工程では、前記熱処理工程で前記第２電極膜の内部に取り込まれる前記炭素原子の、前記表面電極膜の表面への析出を抑制可能な厚さの前記第２電極膜を形成することを特徴とする請求項１に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
  3. 　前記第２形成工程では、前記熱処理工程で前記炭化珪素半導体部との反応を抑制可能な組成で前記第２電極膜を形成することを特徴とする請求項１に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
  4. 　前記第２電極膜は、ニッケル原子を６０ａｔｍ％およびシリコン原子を４０ａｔｍ％の含有率と、ニッケル原子を７０ａｔｍ％およびシリコン原子を３０ａｔｍ％の含有率との間の範囲の組成であることを特徴とする請求項１に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
  5. 　前記第２形成工程では、前記熱処理工程でシリサイド化された前記第１電極膜の組成とほぼ等しい組成で前記第２電極膜を形成することを特徴とする請求項１に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
  6. 　前記第１電極膜の厚さは、５ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
  7. 　前記第２電極膜の厚さは、８０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１～６のいずれか一つに記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
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