Brevet FR2814856A1 — publié le 20020405

PROCÉDÉ DE RÉALISATION D'UN CONTACT SUR DU CARBURE DE SILICIUM La présente invention concerne la fabrication de composants semiconducteurs dans des substrats de carbure de silicium. Elle vise plus particulièrement la réalisation d'un contact présentant un comportement aussi proche que possible d'un comportement ohmique sur un substrat de carbure de silicium. De façon classique, il est connu dans le domaine des semiconducteurs que, pour réaliser un contact ohmique entre une région semiconductrice et une métallisation, il faut que la concentration en dopants en surface de la région semiconductrice soit relativement élevée (supérieure à 1019 atomes/cm3 dans le cas du silicium). Toutefois, dans le cas où le semiconducteur est du carbure de silicium, même pour des niveaux de dopage relativement élevés, le contact s'avère généralement ne pas être ohmique. De plus, dans les composants à base de carbure de silicium, il n'est actuellement pas possible en pratique de réaliser des implantations et diffusions de dopants de type P dans des carbures de silicium de type N. Le dopant de type P couramment utilisé pour le carbure de silicium est de l'aluminium, et le dopant de type N est de l'azote. En effet, un recuit pour diffusion et implantation de dopant de type P nécessiterait une température de l'ordre de 1700oC, ce qui pose des problèmes technologiques aigus. La demanderesse a proposé, dans le brevet français 2 764 117 du 30 mai 1997 (B3485), une structure de prise de contact ohmique sur un substrat de silicium faiblement dopé de type P. Cette structure est constituée d'une diode Schottky à très faible hauteur en direct, utilisée en inverse. Ce brevet préconise l'utilisation d'une couche de siliciure de platine formée par dépôt et recuit. On notera que ce brevet écarte explicitement l'utilisation d'un siliciure de titane. Un objet de la présente invention est de réaliser une structure de contact utilisant une couche à faible barrière de Schottky comme contact ohmique ou quasi-ohmique sur un substrat de carbure de silicium. Pour atteindre cet objet, la présente invention prévoit un procédé de réalisation d'un contact ohmique sur un substrat de carbure de silicium, comprenant les étapes suivantes : déposer sur le substrat une couche de siliciure de titane (TiSi2), recuire à une température de 500 à 800 C. Selon un mode de réalisation de la présente invention, la couche de TiSi2 est obtenue par pulvérisation à partir d'une cible de Tis2. La présente invention vise aussi un procédé de réalisation d'une diode Schottky, consistant à : déposer sur une première face du substrat une couche propre à former avec ce substrat une jonction Schottky, déposer sur une deuxième face de substrat une couche de TiSi2, recuire à une température de 500 à 800OC. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le procédé comprend une étape préliminaire de formation d'un oxyde et d'une ouverture dans cet oxyde. Selon un mode de réalisation de la présente invention, la couche propre à former avec le substrat une diode Schottky est une couche de TiN. Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 représente une vue en coupe schématique d'un contact quasi-ohmique selon la présente invention ; la figure 2 représente une structure comprenant d'une part un contact quasi-ohmique, d'autre part un contact Schottky et la figure 3 représente un exemple de structure de diode Schottky à contact ohmique en face arrière selon la présente invention. Comme l'illustre la figure 1, la présente invention propose, pour réaliser un contact quasi-ohmique sur un substrat de carbure de silicium 1, de déposer sur ce substrat une couche 2 de siliciure de titane (TiSi2). La zone de contact correspond éventuellement à une ouverture formée dans une couche d'oxyde de silicium 3. Selon la présente invention, la couche 2 de TiSi2 n'est pas une couche de siliciure formée à partir d'un dépôt de titane et d'un recuit, mais résulte d'un dépôt direct de siliciure de titane. Ce dépôt direct peut par exemple être réalisé par pulvérisation d'une cible de TiSi2. Après ce dépôt, pour stabiliser la jonction, on procédera à un recuit, de préférence à une température de l'ordre de 500 à 8000C. Ainsi, on constate que l'interface entre le TiSi2 et le substrat de SiC constitue une barrière de Schottky de très faible hauteur en direct ( La figure 2 représente de façon très schématique la réalisation d'une diode Schottky en utilisant la présente invention. Le substrat 1 est un substrat de SiC. Sur la face infé- rieure de ce substrat, on a formé une couche 2 de TiSi2 de la façon décrite précédemment en relation avec la figure 1. Sur la face supérieure du substrat 1, on a formé une couche 5 destinée à former avec ce substrat un contact Schottky. Le substrat 1 est dopé de type N, par exemple à l'azote. La couche 5 est par exemple une couche de nitrure de titane (TiN) formant avec le substrat un contact Schottky ayant une tenue en tension inverse très élevée et présentant une barrière de tension en direct de l'ordre de 0,8 à 1 volt. Une telle barrière peut par exemple résulter du dépôt d'une couche d'un nitrure métallique tel que du TiN. De préférence, un recuit unique est effectué à une température de 500 à 800OC pendant quelques minutes pour stabiliser les jonctions entre le carbure de silicium et, d'une part, le TiN, d'autre part, le TiSi2. Une telle diode Schottky peut être polarisée en direct ou en inverse. Quand elle est polarisée en direct, la jonction entre les régions 5 et 1 présente une chute de tension de l'ordre du volt, et la jonction entre la région 1 et la couche de TiSi2 est polarisée en inverse et présente une chute de tension pratiquement nulle. Quand la diode Schottky est polarisée en inverse, elle n'est normalement pas passante, la tension étant bloquée par la jonction entre les couches 5 et 1, jusqu'à des valeurs pouvant être supérieures à 1000 volts. En ce cas, peu importe la chute de tension ( Et, si jamais la diode est passante, cette chute de tension est totalement négligeable devant la chute de tension de l'autre jonction. La figure 3 représente un exemple de réalisation pratique d'une diode Schottky. On retrouve le substrat de carbure de silicium 1, la couche de prise de contact 2 en TiSi2 et le contact Schottky 5 en TiN déjà décrits en relation avec la figure 2. Pour assurer une tenue en tension élevée en inverse de la jonction Schottky du côté de la face supérieure du substrat, on utilise par exemple une structure telle que représentée, qui comprend une couche épitaxiée 11 de carbure de silicium dopé de type P, revêtue d'une couche isolante 12, couramment un oxyde de silicium. Ces deux couches sont ouvertes à l'emplacement où l'on veut établir un contact entre le substrat et la couche de TiN 5. La périphérie supérieure du dispositif est creusée et revêtue d'une couche isolante 13, par exemple également en oxyde de silicium. Sur la face supérieure, au-dessus de la couche de TiN, est déposée une métallisation 15, par exemple en aluminium, et, du côté de la face inférieure, sur la couche de TiSi2, est déposée une métallisation 16, résultant par exemple de dépôts successifs de Ti, Ni, Au. Bien entendu, la présente invention est susceptible de diverses variantes et le contact ohmique à base de TiSi2 peut être utilisé dans de nombreuses structures sur carbure de silicium autres que celle qui a été représentée. Comme cela est représenté en figure 1, ce contact peut être localisé et n'être effectué qu'à l'intérieur d'une fenêtre formée dans une couche isolante. Dans le cas où l'on utilise une structure de diode Schottky du type de celle représentée en figures 2 et 3, un avantage du contact en TiSi2 selon la présente invention est qu'il nécessite un recuit du même ordre de grandeur (500 à 800oC) que la couche de TiN formant le contact de Schottky. Les deux recuits pourront donc être réalisés en une seule et même étape. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'un contact ohmique sur un substrat de carbure de silicium, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : déposer sur le substrat (1) une couche (2) de siliciure de titane (TiSi2), recuire à une température de 500 à 8000C. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de TiSi2 est obtenue par pulvérisation à partir d'une cible de TiSi2. 3. Procédé de réalisation d'une diode Schottky, caractérisé en ce qu'il consiste à : déposer sur une première face du substrat une couche (5) propre à former avec ce substrat une jonction Schottky, déposer sur une deuxième face de substrat une couche (2) de TiSi2, recuire à une température de 500 à 800OC. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend une étape préliminaire de formation d'un oxyde et d'une ouverture dans cet oxyde. 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la couche propre à former avec le substrat une diode Schottky est une couche de TiN.