(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケル及びチタンからなる群より選択される少なくとも１つの金属を含む第１の金属層を炭化ケイ素基板の表面に形成する工程と、
鉄を含む第２の金属層を前記第１の金属層の表面に形成する工程と、
前記第１及び第２の金属層が形成された炭化ケイ素基板を熱処理する工程と、
熱処理された前記第２の金属層を除去する工程と
を含むことを特徴とする半導体素子の製造方法。
【請求項２】
熱処理された前記第２の金属層は、アルゴンプラズマ処理によって除去されることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項３】
前記熱処理は、非酸化性雰囲気下、６５０℃以上１，０００℃以下の温度で１５分以上９０分以下の時間、加熱することにより行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子及びその製造方法、並びに半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
省エネルギーの観点から次世代デバイスとして期待されている炭化ケイ素（ＳｉＣ）を基板とした半導体素子は、ＳｉＣ基板の表面に、ＳｉとＮｉやＴｉ等の金属とが合金化した金属シリサイド層及びＮｉやＡｕ等の金属から構成されるボンディングメタル層を順次形成し、半田やワイヤボンド等で回路基板や別の半導体基板の電極と接合することによって製造されている。この半導体素子は、電力ロス低減の観点から、動作温度が１７５℃以上とされており、将来的には３００℃程度になるとも言われている。このような高温下で長時間連続動作を行った場合、ＳｉＣ基板と金属シリサイド層との間及び金属シリサイド層とボンディングメタル層との間で相互拡散が生じ、ＳｉＣ基板中に含有される炭素（Ｃ）や金属シリサイド層及びボンディングメタル層中に含有される酸素（Ｏ）等の拡散に寄与しない不純物が濃化する。その結果、ＳｉＣ基板と金属シリサイド層との間及び金属シリサイド層とボンディングメタル層との間の接着強度が低くなり、半導体素子の電気的特性が低下する。
【０００３】
一方、ＳｉＣ基板と金属シリサイド層との間の接触界面の劣化を防止する技術としては、金属窒化物層又は金属酸化物層を含むバリア層を金属シリサイド層とボンディングメタル層との間に設ける方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２３７３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、窒化物層又は金属酸化物層を含むバリア層を金属シリサイド層とボンディングメタル層との間に設けた場合、電気抵抗が上昇し、半導体素子の電気的特性が低下するという問題がある。
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、高温動作の際の相互拡散によるＳｉＣ基板と金属シリサイド層との間及び金属シリサイド層とボンディングメタル層との間の接着強度の低下を防止し、高温下での連続動作性及び電気的特性に優れた信頼性の高い半導体素子及びその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、高温下での連続動作性及び電気的特性に優れた信頼性の高い半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、上記のような問題を解決すべく鋭意研究した結果、ニッケル及びチタンからなる群より選択される少なくとも１つの金属を含む第１の金属層上に、鉄を含む第２の金属層を形成してから熱処理を行うことにより、第１の金属層をシリサイド化する（すなわち、金属シリサイド層を形成する）と共に、第２の金属層が酸素や炭素等の不純物を第１の金属層から吸収して除去する（すなわち、不純物含有金属層を形成する）ことができ、この不純物の少ない金属シリサイド層が、高温下においてもＳｉＣ基板やボンディングメタル層に対して優れた接着強度を有することを見出した。
【０００７】
すなわち、本発明は、ニッケル及びチタンからなる群より選択される少なくとも１つの金属を含む第１の金属層を炭化ケイ素基板の表面に形成する工程と、鉄を含む第２の金属層を前記第１の金属層の表面に形成する工程と、前記第１及び第２の金属層が形成された炭化ケイ素基板を熱処理する工程と、熱処理された前記第２の金属層を除去する工程とを含むことを特徴とする半導体素子の製造方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高温動作の際の相互拡散によるＳｉＣ基板と金属シリサイド層との間及び金属シリサイド層とボンディングメタル層との間の接着強度の低下を防止し、高温下での連続動作性及び電気的特性に優れた信頼性の高い半導体素子及びその製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、高温下での連続動作性及び電気的特性に優れた信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１における半導体素子の製造方法を示す工程断面図である。
【図２】金属シリサイド層の表面にボンディングメタル層を形成した半導体素子の断面図である。
【図３】実施の形態２における半導体装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
本実施の形態の半導体素子の製造方法は、ニッケル及びチタンからなる群より選択される少なくとも１つの金属を含む第１の金属層を炭化ケイ素基板の表面に形成する工程と、鉄を含む第２の金属層を第１の金属層の表面に形成する工程と、第１及び第２の金属層が形成された炭化ケイ素基板を熱処理する工程と、熱処理された第２の金属層を除去する工程とを含む。
【００１１】
以下、本実施の形態における半導体素子の製造方法について図面を用いて説明する。
図１は、本実施の形態における半導体素子の製造方法を示す工程断面図である。
まず、ニッケル及びチタンからなる群より選択される少なくとも１つの金属を含む第１の金属層２を炭化ケイ素基板１の表面に形成する（Ｓ１）。
ここで、炭化ケイ素基板１としては、特に限定されることはなく、公知のものを用いることができる。また、所定の回路パターンが形成された炭化ケイ素基板１を用いてもよい。炭化ケイ素基板１の大きさは、特に限定されることはなく、製造する半導体素子の大きさにあわせて適宜調整すればよい。
第１の金属層２の形成方法は、特に限定されることはなく、スパッタリング法等の公知の方法によって形成することができる。また、形成される第１の金属層２の厚さは、特に限定されることはなく、製造する半導体素子の大きさにあわせて適宜調整すればよいが、一般的に５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。
【００１２】
次に、鉄を含む第２の金属層３を第１の金属層２の表面に形成する（Ｓ２）。
ここで、第２の金属層３の形成方法は、特に限定されることはなく、スパッタリング法等の公知の方法によって形成することができる。また、形成される第２の金属層３の厚さは、特に限定されることはなく、製造する半導体素子の大きさにあわせて適宜調整すればよいが、一般的に１０ｎｍ以上１，０００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。第２の金属層３の厚さが１０ｎｍ未満であると、第１の金属層２を熱処理によってシリサイド化する際に、第１の金属層２から炭素や酸素等の不純物を吸収して除去する能力が十分でない場合がある。一方、第２の金属層３の厚さが１，０００ｎｍを超えると、第２の金属層３の形成時間や第２の金属層３の除去時間が長くなり、実用的でない場合がある。
【００１３】
次に、第１の金属層２及び第２の金属層３が形成された炭化ケイ素基板１を熱処理する（Ｓ３）。
ここで、熱処理温度としては、第１の金属層２をシリサイド化し得る温度であれば特に限定されることはないが、好ましくは６５０℃以上１，０００℃以下である。熱処理温度が６５０℃未満であると、第１の金属層２のシリサイド化が十分でない場合がある。一方、熱処理温度が１，０００℃を超えると、熱処理温度が高すぎるために実用的でない場合がある。熱処理時間としては、特に限定されることはなく、製造する半導体素子の大きさにあわせて適宜調整すればよいが、好ましくは１５分以上９０分以下である。熱処理時間が１５分未満であると、第１の金属層２のシリサイド化が十分でない場合がある。一方、熱処理時間が９０分を超えると、熱処理時間が長すぎるために実用的でない場合がある。熱処理雰囲気としては、シリサイド化した第１の金属層２（すなわち、金属シリサイド層４）の酸化を防止する観点から、窒素雰囲気や真空等の非酸化性雰囲気であることが好ましい。
【００１４】
熱処理を行うと、第１の金属層２はシリサイド化して金属シリサイド層４となる。また、第２の金属層３は、酸素や炭素等の不純物を第１の金属層２から吸収して除去し、不純物含有金属層５となるため、金属シリサイド層４の酸素や炭素等の不純物を低減することができる。
【００１５】
次に、熱処理された第２の金属層３（すなわち、不純物含有金属層５）を除去する（Ｓ４）。
ここで、第２の金属層３の除去方法としては、特に限定されることはなく、ドライエッチングプロセス、ウエットエッチングプロセス、機械的除去プロセス等の公知の方法を用いることができる。その中でも、金属シリサイド層４の酸化を防止する観点から、アルゴンプラズマ処理を用いることが好ましい。処理時間等の条件は、特に限定されることはなく、形成した第２の金属層３の厚さ等にあわせて適宜調整すればよい。
【００１６】
不純物含有金属層５の除去によって露出した金属シリサイド層４の表面には、図２のように、ボンディングメタル層６を形成することができる。ボンディングメタル層６としては、特に限定されることはなく、ＮｉやＡｕ等の金属層が挙げられる。また、ボンディングメタル層６は、単層だけでなく、２つ以上の層とすることができ、例えば、図２のようなＮｉ層７及びＡｕ層８の２層とすることができる。
ボンディングメタル層６の形成方法としては、特に限定されることはなく、スパッタリング法等の公知の方法を用いることができる。
【００１７】
このようにして製造される半導体素子は、ニッケル及びチタンからなる群より選択される少なくとも１つの金属のシリサイド層（金属シリサイド層４）が炭化ケイ素基板１の表面に形成されており、且つ金属シリサイド層４中の不純物が少ない。特に、金属シリサイド層４の平均炭素濃度及び平均酸素濃度は５，０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。ここで、平均炭素濃度及び平均酸素濃度とは、オージェ電子分光法を用い、金属シリサイド層４の深さ方向の濃度分布を求め、その炭素濃度及び酸素濃度の値を平均した値のことを意味する。
【００１８】
金属シリサイド層４中の酸素や炭素等の不純物の量は、金属シリサイド層４と接する炭化ケイ素基板１及びボンディングメタル層６との接着強度と密接に関係している。すなわち、金属シリサイド層４中の酸素や炭素等の不純物の量が多いと、金属シリサイド層４と接する炭化ケイ素基板１及びボンディングメタル層６との接着強度が低くなる傾向にあり、金属シリサイド層４中の酸素や炭素等の不純物の量が少ないと、金属シリサイド層４と接する炭化ケイ素基板１及びボンディングメタル層６との接着強度が高くなる傾向にある。
本実施の形態の半導体素子は、金属シリサイド層４中の酸素や炭素等の不純物が少ないため、金属シリサイド層４と炭化ケイ素基板１及びボンディングメタル層６との接着強度が向上し、高温下においてもその接着強度を保持することができる。そのため、高温下での連続動作性及び電気的特性に優れ、信頼性の高い半導体素子となる。
【００１９】
実施の形態２．
本実施の形態の半導体装置は、上記の半導体素子を備える。
以下、本実施の形態における半導体装置の一例について図面を用いて説明する。
図３は、本実施の形態における半導体装置の断面図である。本実施の形態における半導体装置は、絶縁基板１１上に配置された電極１２と、電極１２上に半田１３を介して接合された半導体素子１０及び端子１４とから構成されており、金属ワイヤ１５によって半導体素子１０と電極１２とが接続されている。このような構成を有する半導体装置は一般的に公知であり、上記の半導体素子を用いること以外は公知の材料を用い、公知の方法に準じて製造することができる。
この半導体装置は、上記の半導体素子を備えているため、高温下での連続動作性及び電気的特性に優れ、信頼性が高い。
【実施例】
【００２０】
以下、実施例及び比較例により本発明の詳細を説明するが、これらによって本発明が限定されるものではない。
（実施例１）
φ２インチ（５．０８ｃｍ）、厚さ５００μｍのＳｉＣ基板の片面に、スパッタリング法を用いて、厚さ１００ｎｍのＮｉ層及び厚さ１００ｎｍのＦｅ層を順次形成した。次に、このＳｉＣ基板を炉の中に入れ、窒素雰囲気下、８００℃の温度で３０分間、熱処理を行なった。
得られたＳｉＣ基板を、ＦＩＢ（集束イオンビーム）を用いて分析用サンプル（２ｍｍ×２ｍｍ、Ｆｅ層側からの厚さ１μｍ）に加工した。この分析用サンプルについて透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて調査したところ、多層構造が確認された。また、この分析用サンプルについてエネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＥＤＸ）を用いて調査したところ、Ｆｅ層には酸素及び炭素が多く検出される一方、Ｎｉ層には酸素及び炭素がほとんど検出されなかった。また、Ｎｉ層は、シリサイド化していることが確認された。
【００２１】
（実施例２）
φ２インチ（５．０８ｃｍ）、厚さ５００μｍのＳｉＣ基板の片面に、スパッタリング法を用いて、厚さ１００ｎｍのＮｉ層及び厚さ１００ｎｍのＦｅ層を順次形成した。次に、このＳｉＣ基板を炉の中に入れ、窒素雰囲気下、８００℃の温度で３０分間、熱処理を行ない、Ｎｉ層をシリサイド化させた。その後、アルゴンプラズマ処理によってＦｅ層を除去した。
ＳｉＣ基板に形成されたＮｉシリサイド層について、その表面側からオージェ電子分光法により、Ｎｉシリサイド層中の平均酸素濃度および平均炭素濃度を測定した。その結果、平均酸素濃度及び平均炭素濃度はいずれも、５，０００ｐｐｍ以下であり、不純物が少ないことを確認した。
比較として、Ｆｅ層を形成しなかったこと以外は上記と同様にしてＳｉＣ基板にＮｉシリサイド層を形成し、その平均酸素濃度及び平均炭素濃度を測定した。その結果、ＳｉＣ面が露出するまで平均酸素濃度及び平均炭素濃度が５，０００ｐｐｍ以下になることはなかった。
【００２２】
（実施例３）
φ２インチ（５．０８ｃｍ）、厚さ５００μｍのＳｉＣ基板の片面に、スパッタリング法を用いて、厚さ１００ｎｍのＮｉ層及び所定の厚さのＦｅ層を順次形成した。次に、このＳｉＣ基板を炉の中に入れ、窒素雰囲気下、８００℃の温度で３０分間、熱処理を行ない、Ｎｉ層をシリサイド化させた。その後、アルゴンプラズマ処理によってＦｅ層を除去し、半導体素子サンプルを得た。この基板を３ｍｍ×３ｍｍの大きさにダイサーを用いて切断し、そのサンプルを３００℃で１０００時間の間、高温保持した。次に、サンプルの表面を＃１２００のサンドペーパで軽く研磨し、接着剤を用いてＮｉシリサイド層側にジグ、ＳｉＣ基板側にＣｕ板ステージを取り付けた後、引張試験機を用いてＮｉシリサイド層とＳｉＣ基板との間の破断強度（シェア強度）を調べた。なお、シェア強度は、１０つのサンプルを作製してサンプルごとに測定し、その平均値を求めた。また、Ｎｉシリサイド層中の平均酸素濃度及び平均炭素濃度について実施例２と同様にして測定した。
また、比較として、Ｆｅ層を形成せずに作製した半導体素子サンプルについても上記と同様にして作製し、各測定を行った。
これらの結果を表１に示す。表１において、Ｎｉシリサイド層中の平均酸素濃度及び平均炭素濃度については、５，０００ｐｐｍ以下であるものを○、５，０００ｐｐｍを超えるものを×として表す（本実施例以外においても同様の指標を用いた）。また、シェア強度については、５００Ｎ以上となると基板が割れてしまうため、＞５００Ｎと表す（本実施例以外においても同様の指標を用いた）。
【００２３】
【表１】
0005436085.tif 000002
【００２４】
表１の結果からわかるように、Ｆｅ層を形成してから熱処理を行ったサンプル２〜６は、Ｆｅ層を形成しないで熱処理を行ったサンプル１に比べて、シェア強度が大きかった。また、Ｆｅ層の厚さを１５０〜１，０００ｎｍとしたサンプル４〜６は、Ｎｉシリサイド層中の平均酸素濃度及び平均炭素濃度が５，０００ｐｐｍ以下となり、Ｆｅ層の厚さを１０〜５０ｎｍとしたサンプル２〜３と比べて、シェア強度が大幅に向上した。
なお、この実施例では、シェア強度は、Ｆｅ層の厚さに依存しているとも思われるが、実際にはＦｅ層の厚さだけでなく熱処理条件とも密接に関係しており、Ｆｅ層の厚さのみには依存しない。実際には、シェア強度は、Ｎｉシリサイド中の不純物の量（すなわち、平均酸素濃度及び平均炭素濃度）に依存する。
【００２５】
（実施例４）
厚さ１００ｎｍのＮｉ層の代わりに厚さ１２ｎｍのＴｉ層を形成したこと以外は、実施例３と同様にしてシェア強度及びＴｉシリサイド層中の平均酸素濃度及び平均炭素濃度を測定した。
【００２６】
【表２】
0005436085.tif 000003
【００２７】
表２の結果からわかるように、Ｔｉ層を形成した場合であっても同様の結果が得られた。すなわち、Ｆｅ層を形成してから熱処理を行ったサンプル７〜１１は、Ｆｅ層を形成しないで熱処理を行ったサンプル１に比べて、シェア強度が大きかった。また、Ｆｅ層の厚さを１５０〜１，０００ｎｍとしたサンプル９〜１１は、Ｔｉシリサイド層中の平均酸素濃度及び平均炭素濃度が５，０００ｐｐｍ以下となり、Ｆｅ層の厚さを１０〜５０ｎｍとしたサンプル７〜８と比べて、シェア強度が大幅に向上した。
【００２８】
（実施例５）
φ２インチ（５．０８ｃｍ）、厚さ５００μｍのＳｉＣ基板の片面に、スパッタリング法を用いて、厚さ１００ｎｍのＮｉ層及び所定の厚さのＦｅ層を順次形成した。次に、このＳｉＣ基板を炉の中に入れ、窒素雰囲気下、８００℃の温度で３０分間、熱処理を行ない、Ｎｉ層をシリサイド化させた。その後、アルゴンプラズマ処理によってＦｅ層を除去した。この基板のＮｉシリサイド層の表面に、スパッタリング法を用いて、厚さ３００ｎｍのＮｉ層及び厚さ１００ｎｍのＡｕ層を順次形成し、図２のような構成を有する半導体素子サンプルを得た。次に、この半導体素子を５ｍｍ×５ｍｍの大きさにダイサーを用いて切断した。
【００２９】
次に、厚さ１ｍｍの無酸素銅板に、電解めっき法を用いて、厚さ５μｍのＮｉ及び厚さ１μｍのＡｕを順次形成した後、１０ｍｍ×１０ｍｍに切断したＣｕブロックを用意した。また、厚さ２００μｍのステンレス板に７ｍｍ×７ｍｍの開口部を有するメタルマスクを用意した。Ｃｕブロック表面の中央部にメタルマスクの開口部を配置し、メタルスキージを用いてＡｇ接着剤（ＭＡＸ１０２：日本データマテリアル株式会社製）を印刷した後、メタルマスクを外し、Ａｇ接着剤の印刷面に半導体素子サンプルを配置した。これをホットプレートに載せ、２００℃で２時間加熱し、接合体サンプルを得た。なお、この接合体サンプルは、１０個ずつ作製した。
次に、接合体サンプルを３５０℃で１０００時間の間、高温保持した後、実施例３と同様のジグ及びステージに取り付け、接合体サンプルの破断強度（シェア強度）を調べた。
また、比較として、Ｆｅ層を形成せずに作製した半導体素子サンプルを用いた接合体サンプルについても上記と同様にして作製し、各測定を行った。
これらの結果を表３に示す。
【００３０】
【表３】
0005436085.tif 000004
【００３１】
表３の結果からわかるように、Ｆｅ層を形成して作製した半導体素子サンプルを用いた接合体サンプル１３〜１７は、Ｆｅ層を形成しないで作製した半導体素子サンプルを用いた接合体サンプル１２に比べて、シェア強度が大きかった。また、Ｆｅ層の厚さを１２０〜３００ｎｍとした半導体素子サンプルを用いた接合体サンプル１５〜１６は、Ｎｉシリサイド層中の平均酸素濃度及び平均炭素濃度が５，０００ｐｐｍ以下となり、Ｆｅ層の厚さを１０〜９０ｎｍとした半導体素子サンプルを用いた接合体サンプル１２〜１４と比べて、シェア強度が大幅に向上した。
【００３２】
（実施例６）
Ａｇ接着剤の代わりにＳｎ−Ｓｂ半田ペースト（Ｓｎ：９０質量％、Ｓｂ：１０質量％、９０１５−５ＭＣ、住友金属工業株式会社製）を用い、Ｓｎ−Ｓｂ半田ペーストの印刷面に半導体素子サンプルを配置した後、これをホットプレートに載せ、１８０℃で４０秒加熱し、さらに２９５℃で４０秒加熱したこと以外は実施例５と同様にして接合体サンプルを得た。なお、この接合体サンプルは、１０個ずつ作製した。
得られた接合体サンプルについて耐ヒートサイクル性評価を行った。耐ヒートサイクル性評価は、−５０℃〜２２０℃の間で温度変化するヒートサイクル槽の中に接合体サンプルを入れ、２０サイクル毎に超音波顕微鏡により半田接合部を観察し、半田接合部が白くなった部分を剥離又はクラックと判断し、剥離又はクラックが始まるサイクル数を記録した。なお、サイクル数は、各サンプルの平均値とした。その結果を表４に示す。
【００３３】
【表４】
0005436085.tif 000005
【００３４】
表４の結果からわかるように、Ｆｅ層を形成して作製した半導体素子サンプルを用いた接合体サンプル１９〜２３は、剥離又はクラックが始まるサイクル数が４００以上と多かったのに対し、Ｆｅ層を形成しないで作製した半導体素子サンプルを用いた接合体サンプル１８は、剥離又はクラックが始まるサイクル数が５０以下と少なかった。
また、各接合体サンプルについて断面観察を行ったところ、接合体サンプル１９〜２３では、半田内で剥離又はクラックが生じており、Ｎｉシリサイド層とＳｉＣ基板やＮｉ層との間で剥離又はクラックは生じなかったのに対し、接合体サンプル１８では、Ｎｉシリサイド層とＮｉ層との間で剥離又はクラックが生じていた。
【００３５】
（実施例７）
電気をＯＮ／ＯＦＦできる機能を有するφ２インチ（５．０８ｃｍ）のＳｉＣデバイスウエハ（日立超ＬＳＩ株式会社製）の両面に、厚さ１００ｎｍのＮｉ層及び厚さ１００ｎｍのＦｅ層を順次形成した。このＳｉＣデバイスウエハを真空中、７００℃で１分間加熱した後、アルゴンプラズマ処理によってＦｅ層を除去した。次に、ＳｉＣデバイスウエハ上に形成されたＮｉシリサイド層の表面に、スパッタリング法を用いて、厚さ１，０００ｎｍのＮｉ層及び厚さ１００ｎｍのＡｕ層を順次形成し、４ｍｍ×４ｍｍの大きさにダイサーを用いて切断して半導体素子サンプルを得た。なお、この半導体素子サンプルは、各１０個ずつ作製し、サンプルごとに下記のダイボンドサンプル及び半導体装置サンプルを作製した。また、比較として、Ｆｅ層を形成せずに作製した半導体素子サンプルを用いたダイボンドサンプル及び半導体装置サンプルについても同様にして作製して評価を行った。
【００３６】
次に、実施例５で用いたＣｕブロックを用意し、Ｃｕブロックの表面に適量のフラックス（デルタラックス５２３Ｈ、住金属工業株式会社製）を塗布した後、その上に５ｍｍ×５ｍｍ×１００μｍのＳｎ−Ｓｂ−Ｃｕ−Ｉｎ−Ｎｉ半田ペレット（Ｓｎ：８４．９質量％、Ｓｂ：１０質量％、Ｃｕ：５質量％、Ｉｎ：１質量％、Ｎｉ：０．１質量％）を載せ、その上に適量の上記フラックスを塗布してから半導体素子サンプルを配置した。これをホットプレートに載せ、１８５℃で４０秒加熱し、さらに３００℃で４０秒加熱してダイボンドサンプルを得た。
次に、所定の回路パターンを有する絶縁基板上に電極を配置し、その上に上記のフラックス及び半田ペレットを用いてダイボンドサンプル及び端子を半田接合させた。そして、ダイボンドサンプルと電極とをＡｕワイヤを用いて接合することにより、図３のような構成を有する半導体装置サンプルを得た。
【００３７】
この半導体装置サンプルを扇風機と電源との間に配置し、２００℃に設定したホットプレート上に配置することにより、半導体装置の高温動作性を評価した。
その結果、Ｆｅ層を形成して作製した半導体素子サンプルを用いた半導体装置サンプルでは、１，０００時間経過しても特に問題はなかったのに対し、Ｆｅ層を形成しないで作製した半導体素子サンプルを用いた半導体装置サンプルでは、５００時間程度で扇風機が回らなくなった。
【００３８】
以上のように、本発明によれば、高温動作の際の相互拡散によるＳｉＣ基板と金属シリサイド層との間及び金属シリサイド層とボンディングメタル層との間の接着強度の低下を防止し、高温下での連続動作性及び電気的特性に優れた信頼性の高い半導体素子及びその製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、高温下での連続動作性及び電気的特性に優れた信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  炭化ケイ素基板、２  第１の金属層、３  第２の金属層、４  金属シリサイド層、５  不純物含有金属層、６  ボンディングメタル層、７  Ｎｉ層、８  Ａｕ層、１０  半導体素子、１１  絶縁基板、１２  電極、１３  半田、１４  端子、１５  金属ワイヤ。
【図１】
0005436085.tif 000006
【図２】
0005436085.tif 000007
【図３】
0005436085.tif 000008