(57)【要約】【課題】  ＳｉＣ基板に対して電極を形成するときに、従来よりも低温の焼鈍により、良好なオーミック接触を得ることができるＳｉＣ半導体装置およびＳｉＣ半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】  ｎ型ＳｉＣ基板１の電極形成領域上に、合金層２を形成し、少なくとも該合金層２に対して焼鈍を施すことにより、該電極形成領域上に電極を形成するＳｉＣ半導体装置１０の製造方法であって、合金層２は、Ｎｉを該合金層２の代わりとして前記焼鈍したときにシリサイドが形成される該焼鈍の温度よりも低温で、前記焼鈍してもシリサイドを形成するものからなることを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ型ＳｉＣ基板の電極形成領域上に、合金層を形成し、少なくとも該合金層に対して焼鈍を施すことにより、該電極形成領域上に電極を形成するＳｉＣ半導体装置の製造方法であって、
前記合金層は、Ｎｉを該合金層の代わりとして前記焼鈍したときにシリサイドが形成される該焼鈍の温度よりも低温で、前記焼鈍してもシリサイドを形成するものからなることを特徴とするＳｉＣ半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記合金層は、Ｃｕを含む合金からなることを特徴とする請求項１に記載のＳｉＣ半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記合金層は、ＮｉとＣｕの合金、ＷとＣｕの合金、ＣｏとＣｕの合金、ＭｏとＣｕの合金、ＴａとＣｕの合金、ＴｉとＣｕの合金、ＰｂとＣｕの合金、のいずれの合金からなることを特徴とする請求項１に記載のＳｉＣ半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記ＮｉとＣｕの合金、ＷとＣｕの合金、ＣｏとＣｕの合金、ＭｏとＣｕの合金、ＴａとＣｕの合金、ＴｉとＣｕの合金、ＰｂとＣｕの合金、のそれぞれの組成は、Ｃｕが１から９９［Ｍｏｌ％］であることを特徴とする請求項３に記載のＳｉＣ半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記焼鈍は、前記ｎ型ＳｉＣ基板と合金層に含まれる物質とによってシリサイドが形成される温度以上の温度で行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のＳｉＣ半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記焼鈍は、８００℃から１０００℃未満の温度で行うことを特徴とする請求項５に記載のＳｉＣ半導体装置の製造方法。
【請求項７】
合金層の上に金属層を形成し、前記焼鈍を該合金層及び金属層に対して施すことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のＳｉＣ半導体装置の製造方法。
【請求項８】
ｎ型ＳｉＣ基板と、該ｎ型ＳｉＣ基板上に形成されたオーミック電極とを有するＳｉＣ半導体装置であって、
前記オーミック電極は、Ｃｕを含む合金からなる合金層を有してなることを特徴とするＳｉＣ半導体装置。
【請求項９】
前記合金層は、ＮｉとＣｕの合金、ＷとＣｕの合金、ＣｏとＣｕの合金、ＭｏとＣｕの合金、ＴａとＣｕの合金、ＴｉとＣｕの合金、ＰｂとＣｕの合金、のいずれかの合金からなることを特徴とする請求項８に記載のＳｉＣ半導体装置。
【請求項１０】
前記オーミック電極は、前記合金層と、該合金層上に形成された金属層とを有してなることを特徴とする請求項８又は９に記載のＳｉＣ半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳｉＣ半導体装置およびＳｉＣ半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
炭化珪素（以下「ＳｉＣ」と称する）は広いバンドギャップ及び高い最大電界強度を持つため、シリコン半導体に対してシリーズ抵抗分を下げられる特色を持つ。このため、大電力、高耐圧の電力用デバイスへの応用が展開されている。しかしながら、ＳｉＣについての適切なオーミック電極構造はまだなく、高電圧下で大電流での駆動が可能なＳｉＣからなる半導体素子の開発が期待されている。
【０００３】
そして、ＳｉＣ基板にオーミック電極を形成する方法としては、ＳｉＣ基板上にＮｉ（ニッケル）を堆積してＮｉ層を形成し、そのＮｉ層を１０００℃で焼鈍してＮｉシリサイドを形成する手法が知られている。すなわち、焼鈍によってＳｉＣ基板とＮｉ層との間に形成されたＮｉシリサイドにより、ＳｉＣ基板とＮｉ層間の接触抵抗が一定程度低減して比較的良好な電極が得られる。また、従来においては、ＳｉＣ半導体装置のｎ型表面にＮｉをイオン注入し、表面層にアモルファス層を形成した後、その表面上にＮｉをスパッタ蒸着し、８００℃で熱処理してオーミック電極を得ようとする製造方法も考えだされている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−８２６６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＳｉＣ基板上にＮｉを堆積して焼鈍する製造方法では、１０００℃以上に高温加熱する必要がある。このような高温に耐える素子構造は、ダイオードなどの簡単なものに限られる。そこで、かかる従来の製造方法は、ＳｉＣの特性を様々な機能の素子に活かすためには必ずしも好ましい選択とはいえない。
【０００５】
また、上記特許文献１に記載されている製造方法では、ＳｉＣ半導体装置のｎ型表面にアモルファス層を形成する必要がある。そのアモルファス層を形成するためには、ｎ型表面にＮｉイオンをイオン注入する、又はイオンを含んだガス中でのプラズマドーピングをする必要がある。したがって、特許文献１に記載されている製造方法では、アモルファス層を形成するために、多大かつ複雑な製造工程及び高価な製造装置が必要になるという問題点がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ＳｉＣ基板に対して電極を形成するときに、従来よりも低温の焼鈍により、良好なオーミック接触を得ることができるＳｉＣ半導体装置およびＳｉＣ半導体装置の製造方法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】
【０００７】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、ｎ型ＳｉＣ基板の電極形成領域上に、合金層を形成し、少なくとも該合金層に対して焼鈍を施すことにより、該電極形成領域上に電極を形成するＳｉＣ半導体装置の製造方法であって、前記合金層は、Ｎｉを該合金層の代わりとして前記焼鈍したときにシリサイドが形成される該焼鈍の温度よりも低温で、前記焼鈍してもシリサイドを形成するものからなることを特徴とするＳｉＣ半導体装置の製造方法である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＳｉＣ半導体装置の製造方法において、前記合金層が、Ｃｕを含む合金からなることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のＳｉＣ半導体装置の製造方法において、前記合金層が、ＮｉとＣｕの合金（モネルメタル）、ＷとＣｕの合金、ＣｏとＣｕの合金、ＭｏとＣｕの合金、ＴａとＣｕの合金、ＴｉとＣｕの合金、ＰｂとＣｕの合金、のいずれの合金からなることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のＳｉＣ半導体装置の製造方法において、前記ＮｉとＣｕの合金、ＷとＣｕの合金、ＣｏとＣｕの合金、ＭｏとＣｕの合金、ＴａとＣｕの合金、ＴｉとＣｕの合金、ＰｂとＣｕの合金、のそれぞれの組成は、Ｃｕが１から９９［Ｍｏｌ％］であることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載のＳｉＣ半導体装置の製造方法において、前記焼鈍を、前記ｎ型ＳｉＣ基板と合金層に含まれる物質とによってシリサイドが形成される温度以上の温度で行うことを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のＳｉＣ半導体装置の製造方法において、前記焼鈍を、８００℃から１０００℃未満の温度で行うことを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載のＳｉＣ半導体装置において、合金層の上に金属層（例えばＮｉ）を形成し、前記焼鈍を該合金層及び金属層に対して施すことを特徴とする。
【００１４】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、請求項８に記載の発明は、ｎ型ＳｉＣ基板と、該ｎ型ＳｉＣ基板上に形成されたオーミック電極とを有するＳｉＣ半導体装置であって、前記オーミック電極は、Ｃｕを含む合金からなる合金層を有してなることを特徴とするＳｉＣ半導体装置である。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のＳｉＣ半導体装置において、前記合金層が、ＮｉとＣｕの合金、ＷとＣｕの合金、ＣｏとＣｕの合金、ＭｏとＣｕの合金、ＴａとＣｕの合金、ＴｉとＣｕの合金、ＰｂとＣｕの合金、のいずれかの合金からなることを特徴とする。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、請求項８又は９に記載のＳｉＣ半導体装置において、前記オーミック電極が、前記合金層と、該合金層上に形成された金属層（例えばＮｉ層）とを有してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、Ｎｉと比較して、低温の焼鈍によりシリサイドを形成する合金層を、ｎ型ＳｉＣ基板上に形成する。これにより、本発明は、例えば８００℃程度の焼鈍で、低抵抗なオーミック電極をｎ型ＳｉＣ基板に形成することができる。したがって、本発明によれば、複雑な素子構造のＳｉＣ半導体装置を実現することができ、ダイオード以外の様々な機能のＳｉＣ半導体装置を実現することができる。
また、本発明によれば、ＳｉＣ基板にアモルファス層を形成する必要もなく、従来よりも低温の焼鈍で、低抵抗なオーミック電極をｎ型ＳｉＣ基板に形成することができる。したがって、本発明は、製造工程の複雑化及び製造コストの上昇を抑えながら、ダイオード以外の様々な機能のＳｉＣ半導体装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るＳｉＣ半導体装置の構造を示す断面図である。本ＳｉＣ半導体装置１０は、ｎ型ＳｉＣ基板１と、合金層２と、金属層３とを有して構成されている。合金層２及び金属層３は、オーミック電極をなしている。
合金層２は、ｎ型ＳｉＣ基板１の電極形成領域上に形成されている。合金層２は、従来のＳｉＣ半導体装置の電極をなすＮｉよりも、低温の焼成でシリサイドを形成するものである。すなわち、従来のＳｉＣ半導体装置では、ｎ型ＳｉＣ基板上にＮｉを形成し、そのＮｉを１０００℃程度で焼鈍して、オーミック電極を得ていた。そこで、合金層２は、例えば８００℃〜１０００℃未満の焼鈍で、シリサイドを形成する材料とする。
【００１９】
このような合金層２としては、Ｃｕを含む合金からなることとして、例えばＮｉ−Ｃｕ合金とする。また、合金層２としては、Ｗ−Ｃｕ合金、Ｃｏ−Ｃｕ合金、Ｍｏ−Ｃｕ合金、Ｔａ−Ｃｕ合金、Ｔｉ−Ｃｕ合金又はＰｂ−Ｃｕ合金などで構成してもよい。これらの場合、Ｎｉ−Ｃｕ合金、Ｗ−Ｃｕ合金、Ｃｏ−Ｃｕ合金などの組成としては、Ｃｕが１〜９９［Ｍｏｌ％］とする。
【００２０】
金属層３は、例えばＮｉで構成されているものとする。また、金属層３としては、Ｗ、Ｃｏなどで構成されているものとしてもよい。金属層３は、合金層２と共に電極をなしており、その電極としての厚さの確保、及び電極材料としての取り扱いし易さのために設けられたものである。そこで、ＳｉＣ半導体装置１０において金属層３は、無くてもよいが、構成要素とした方が好ましい。
【００２１】
次に、本実施形態に係るＳｉＣ半導体装置１０の製造方法について図１を参照して説明する。先ず、ｎ型ＳｉＣ基板１を用意する。このｎ型ＳｉＣ基板１の電極形成領域側の面は、ｎ型ＳｉＣ基板１の反りを低減するために、鏡面加工されていることとしてもよい。
【００２２】
次いで、ｎ型ＳｉＣ基板１の電極形成領域に、合金層２を形成する。例えば、ｎ型ＳｉＣ基板１の電極形成領域に、Ｎｉ−Ｃｕ合金膜を蒸着することで、合金層２を形成する。この蒸着には、スパッタリング法、電子ビーム（ＥＢ）蒸着法、イオンプレーティング法などを用いることができる。また、合金層２の形成は、蒸着以外の方法を用いてもよい。すなわち、化学気相成長法（ＣＶＤ法）、塗布・コーティング法、又は電気メッキ法などを用いて、合金層２を形成してもよい。
【００２３】
次いで、合金層２上に、金属層３（例えばＮｉ）を形成する。この金属層３の形成は、上記合金層２の形成と同様に蒸着などで行う。また、上記のように、金属層３の形成は行わなくてもよい。
【００２４】
次いで、合金層２及び金属層３（合金層２のみ形成した場合は合金層２）に対して、アニール（焼鈍）を施す。ここで、アニール温度は、ｎ型ＳｉＣ基板１と合金層２とからシリサイドが形成される温度以上の温度とする。このアニール温度としては、例えば８００℃とする。これらのアニールにより、ｎ型ＳｉＣ基板１と合金層２との間に、シリサイド層（図示せず）が形成される。そして、シリサイド層、合金層２及び金属層３は、ｎ型ＳｉＣ基板１にオーミック接触した電極となり、ＳｉＣ半導体装置１０が完成する。
【００２５】
これらにより、本実施形態のＳｉＣ半導体装置１０及びその製造方法によれば、従来よりも低温の焼鈍を用いて、低抵抗なオーミック電極をｎ型ＳｉＣ基板１に形成することができる。したがって、本実施形態によれば、ＳｉＣ半導体装置１０を構成要素として、ダイオード以外の様々な機能のＳｉＣ半導体装置を実現することができる。また、本実施形態によれば、ｎ型ＳｉＣ基板１にアモルファス層を形成することなく、従来よりも低温の焼鈍で、低抵抗なオーミック電極をｎ型ＳｉＣ基板１に形成できる。したがって、本実施形態は、製造工程の複雑化及び製造コストの上昇を抑えながら、ダイオード以外の様々な機能のＳｉＣ半導体装置を実現することができる。
【００２６】
図２は、本実施形態のＳｉＣ半導体装置１０における電極とｎ型ＳｉＣ基板１間のＩ−Ｖ特性（電流電圧特性）を示している。図２において、曲線Ａが本実施形態のＳｉＣ半導体装置１０の特性を示している。曲線Ｂは、従来のＳｉＣ半導体装置の特性を示している。
【００２７】
この曲線Ａの特性に係るＳｉＣ半導体装置１０では、合金層２としてＮｉ−Ｃｕ合金膜を適用している。金属層３は有していない。そして、このＳｉＣ半導体装置１０の合金層２に対するアニール温度は、８００℃としたものである。曲線Ｂの特性に係る従来のＳｉＣ半導体装置は、ｎ型ＳｉＣ基板上にＮｉ膜を形成し、そのＮｉ膜を８００℃でアニールしたものである。
【００２８】
図２に示されているように、本実施形態に係るＳｉＣ半導体装置１０は、低温（８００℃）でアニールしたときに、従来のＳｉＣ半導体装置と比べて、低抵抗で良好なオーミック電極を構成することができた。これは、合金層２に含まれるＣｕが、８００℃程度の低温でもＳｉＣと反応してシリサイドを形成できる性質による、と考えられる。
【００２９】
（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態に係るＳｉＣ半導体装置の構造を示す断面図である。図３において、図１に示すＳｉＣ半導体装置の構成要素と同一のものには同一符号を付している。本実施形態のＳｉＣ半導体装置２０Ａと第１実施形態のＳｉＣ半導体装置１０との相違点は、ｎ型ＳｉＣ基板１と合金層２との間に、高濃度層（ｎ＋＋型ＳｉＣ）１１が設けられている点である。したがって、合金層２及び金属層３からなるオーミック電極は、その高濃度層１１上に設けられている。本ＳｉＣ半導体装置２０Ａは、ｎ型ＳｉＣ基板１と、高濃度層１１と、合金層２と、金属層３とを有する。
【００３０】
高濃度層１１は、例えばエピタキシャル法で形成されたものとする。なお、イオン注入などで形成することも可能である。そして、高濃度層１１は、ｎ型ＳｉＣ基板１よりも高濃度に不純物を含んだｎ型の低抵抗ＳｉＣである。これにより、高濃度層１１の比抵抗［Ω−ｃｍ］は、ｎ型ＳｉＣ基板１の比抵抗［Ω−ｃｍ］よりも小さい。高濃度層１１の不純物濃度は、例えば８×１０１８〜７×１０２０［ｃｍ―３］の範囲とする。これは、良好なオーミック接触の形成と製造上の制限とによるものである。
【００３１】
高濃度層１１の不純物（固溶限）としては、例えば、Ｎ（窒素）、Ｐ（燐）、Ａｓ（砒素）、Ｓｂ（アンチモン）などが挙げられる。これらのＮ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂを合わせてエピタキシャル法を行うことで、非常に高い不純物濃度を得ることができ、高濃度層１１の比抵抗をより低減することができる。これは、ＳｉＣの不純物濃度を上げるほど、そのＳｉＣの比抵抗［Ω−ｃｍ］が低くなるからである。高濃度層１１の不純物濃度は、例えばＮ：６．５×１０２０［ｃｍ―３］と、Ｐ：４．８×１０１８［ｃｍ―３］と、Ａｓ：５×１０１６［ｃｍ―３］と、Ｓｂ：８．０×１０１６［ｃｍ―３］とを合わせたものとする。
【００３２】
さらに、高濃度層１１は、高濃度層１１自身及びｎ型ＳｉＣ基板１などで「反り」が生じることを回避するために、なるべく薄いことが好ましい。高濃度層１１の厚みは、例えば０．０１μｍ〜５０μｍまでの範囲とする。また、製造容易性の観点などから、高濃度層１１の厚みは０．１μｍ〜１μｍまでの範囲としてもよい。
【００３３】
次に、ＳｉＣ半導体装置２０Ａの製造方法の一例について説明する。先ず、ｎ型ＳｉＣ基板１の電極形成面に、高濃度層１１をエピタキシャル法で形成する。次いで、高濃度層１１の電極形成領域に、例えばＮｉ−Ｃｕ合金膜を蒸着することで合金層２を形成する。次いで、合金層２上に、金属層３（例えばＮｉ）を形成する。合金層２及び金属膜３の形成は、第１実施形態の製造方法と同様に蒸着などで行う。
【００３４】
次いで、合金層２及び金属膜３に対して、第１実施形態と同様に低温（例えば８００℃）でアニールを施す。これにより、高濃度層１１と合金層２との間に、シリサイド層（図示せず）が形成される。そして、シリサイド層、合金層２及び金属層３は、高濃度層１１にオーミック接触した電極となり、ＳｉＣ半導体装置２０Ａが完成する。
【００３５】
これらにより、本実施形態のＳｉＣ半導体装置２０Ａ及びその製造方法によれば、ｎ型ＳｉＣ基板１上に、不純物濃度の高く比抵抗の小さい高濃度層１１を形成し、この高濃度層１１上にオーミック電極（合金層２及び金属層３）を形成している。したがって、本実施形態は、従来よりも低温のアニールによりながら、ｎ型ＳｉＣ基板１の反りを発生させることなく、ｎ型ＳｉＣ基板１とオーミック電極との間でより低抵抗なオーミック接触を得ることができる。そこで、本実施形態によれば、ダイオード以外の様々な機能のＳｉＣ半導体装置を高性能に実現することができる。
【００３６】
（第３実施形態）
図４は、本発明の第３実施形態に係るＳｉＣ半導体装置の構造を示す断面図である。図４において、図１に示すＳｉＣ半導体装置の構成要素と同一のものには同一符号を付している。本実施形態のＳｉＣ半導体装置２０Ｂと第１実施形態のＳｉＣ半導体装置１０との相違点は、ｎ型ＳｉＣ基板１’の電極形成領域が凸凹Ｇに荒らされている点である。したがって、合金層２及び金属層３からなるオーミック電極は、凸凹Ｇに荒らされたｎ型ＳｉＣ基板１’の電極形成領域上に設けられている。本ＳｉＣ半導体装置２０Ｂは、ｎ型ＳｉＣ基板１’と、合金層２と、金属層３とを有する。
【００３７】
次に、ＳｉＣ半導体装置２０Ｂの製造方法について説明する。先ず、ｎ型ＳｉＣ基板１’を用意する。次いで、ｎ型ＳｉＣ基板１’の電極形成領域側の面について、所定の粗さに荒らし、凸凹Ｇを形成する。この荒らす工程は、サンドブラスト、グラインディング、ラッピング、レーザー照射のいずれかを用いて行う。また、荒らす工程は、ｎ型ＳｉＣ基板１’の電極形成領域側の面に熱酸化膜を形成し、その後、熱酸化膜を除去することで、行ってもよい。
【００３８】
次いで、凸凹Ｇに荒らされたｎ型ＳｉＣ基板１’の電極形成領域に合金層２を形成し、合金層２上に金属膜３を形成する。これらの合金層２及び金属膜３の形成は、第１実施形態の製造方法と同様に、蒸着などで行う。次いで、合金層２及び金属膜３に対して、第１実施形態と同様に低温（例えば８００℃）でアニールを施す。これにより、ｎ型ＳｉＣ基板１’と合金層２との間に、シリサイド層（図示せず）が形成される。そして、シリサイド層、合金層２及び金属層３は、ｎ型ＳｉＣ基板１’にオーミック接触した電極となり、ＳｉＣ半導体装置２０Ｂが完成する。
【００３９】
これらにより、本実施形態のＳｉＣ半導体装置２０Ｂ及びその製造方法によれば、従来よりも低温のアニールを用いると共に、ｎ型ＳｉＣ基板１’の凸凹Ｇな面に電極（合金層２及び金属層３）を形成している。したがって、本実施形態によれば、ＳｉＣ基板に対してさらに低抵抗で良好なオーミック接触を得ることができ、ダイオード以外の様々な機能のＳｉＣ半導体装置を高性能に実現することができる。
【００４０】
また、ＳｉＣ半導体装置２０Ｂの製造方法においては、上記「荒らす工程」の前に、ｎ型ＳｉＣ基板１’にデバイスを形成する工程を行うことが好ましい。このようにすると、荒らす工程又は電極を形成する工程によって汚染が発生する前に、ｎ型ＳｉＣ基板１’にデバイスを形成でき、デバイス形成時の汚染防止及び素子へのダメージ付与の回避とＳｉＣ基板に対する電極のオーミック接触向上とを図ることが容易にできる。
【００４１】
（応用例）
次に、上記実施形態の応用例について図５及び図６を参照して説明する。
図５は、上記実施形態のＳｉＣ半導体装置１０，２０Ａ，２０Ｂを構成要素としたＳｉＣショットキーダイオードの基本的な構造を示す断面図である。本ＳｉＣショットキーダイオード３０は、ｎ＋型ＳｉＣ層３１と、ｎ−型ＳｉＣ層３２と、ｐ型ＳｉＣ層３３と、裏面オーミック電極３４と、半田接合用金属３５と、絶縁物３６と、ショットキー電極３７と、引出し電極３８とを有して構成されている。
【００４２】
ここで、裏面オーミック電極３４は、第１から第３実施形態の合金層２と金属層３とシリサイド層とで構成されているものとする。ｎ＋型ＳｉＣ層３１は、第１から第３実施形態のｎ型ＳｉＣ基板１に相当するものである。すなわち、ｎ＋型ＳｉＣ層３１は、高濃度に不純物を含んだｎ型の低抵抗ＳｉＣである。ｎ−型ＳｉＣ層３２は、ｎ＋型ＳｉＣ層３１の表面に形成されており、低濃度に不純物を含んだｎ型の高抵抗ＳｉＣである。ｐ型ＳｉＣ層３３は、ｎ−型ＳｉＣ層３２の表面にリング形状に形成されており、Ａｌ又はＢをイオン注入した後、１５００℃以上に加熱して形成することができる。
【００４３】
裏面オーミック電極３４は、ｎ＋型ＳｉＣ層３１の裏面に形成されており、上記第１から第３実施形態のいずれかの電極で構成されている。例えば、ｎ＋型ＳｉＣ層３１の裏面に、Ｎｉ−Ｃｕ合金からなる合金層２と金属層３とを積層し、これを８００℃で焼鈍したものを、裏面オーミック電極３４とする。半田接合用金属３５は、裏面オーミック電極３４の裏面に形成されており、例えば３層膜とする。この３層膜は、例えば、ｎ＋型ＳｉＣ層３１側から順に、Ｔｉ又はＣｒ、Ｎｉ又はＮｉ−Ｃｕ合金、Ａｇ又はＡｕとする。
【００４４】
絶縁物３６は、ｎ−型ＳｉＣ層３２の表面の一部上及びｐ型ＳｉＣ層３３の表面の一部上にリング形状に形成されており、リング形状のｐ型ＳｉＣ層３３の外周縁上に配置されている。そして、絶縁物３６は、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化膜又はポリイミドなどからなる。ショットキー電極３７は、ｎ−型ＳｉＣ層３２の表面の一部上、ｐ型ＳｉＣ層３３の表面の一部上及び絶縁物３６上に渡って形成されている。そして、ショットキー電極３７は、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｎｉなどからなる。引出し電極３８は、ショットキー電極３８上に形成されており、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｕなどからなる。
【００４５】
図６は、上記実施形態のＳｉＣ半導体装置１０，２０Ａ，２０Ｂを構成要素としたＳｉＣショットキーダイオードの他の例を示す断面図である。本ＳｉＣショットキーダイオード４０は、ｎ＋型ＳｉＣ層４１と、ｎ−型ＳｉＣ層４２と、ｐ型ＳｉＣ層４３と、裏面オーミック電極４４と、半田接合用金属４５と、絶縁物４６と、ショットキー電極４７と、引出し電極４８とを有して構成されている。
【００４６】
本ＳｉＣショットキーダイオード４０では、絶縁物４６、ショットキー電極４７及び引出し電極４８の形状・配置が図５に示すＳｉＣショットキーダイオード３０の絶縁物３６、ショットキー電極３７及び引出し電極３８の形状・配置と異なっている。ＳｉＣショットキーダイオード４０におけるその他の構成は、ＳｉＣショットキーダイオード３０と同一とすることができる。すなわち、ｎ＋型ＳｉＣ層４１がｎ＋型ＳｉＣ層３１に対応し、ｎ−型ＳｉＣ層４２がｎ−型ＳｉＣ層３２に対応し、ｐ型ＳｉＣ層４３がｐ型ＳｉＣ層３３に対応し、裏面オーミック電極４４が裏面オーミック電極３４に対応し、半田接合用金属４５が半田接合金属３５に対応し、絶縁物４６が絶縁膜３６に対応し、ショットキー電極４７がショットキー電極３７に対応し、引出し電極４８が引出し電極３８に対応する。そして、裏面オーミック電極４４は、裏面オーミック電極３４と同様に、上記第１から第３実施形態のいずれかの電極で構成されている。
【００４７】
次に、ＳｉＣショットキーダイオード４０の製造方法について、図７から図１１を参照して説明する。図７から図１１はＳｉＣショットキーダイオード４０の製造工程を示す断面図である。先ず、図７に示すように、先ず、シリーズ抵抗を下げる低抵抗のｎ＋型ＳｉＣ層４１の表面に、耐圧を確保するのに必要な不純物濃度と厚さとを持つ高抵抗のｎ−型ＳｉＣ層４２を形成する。
【００４８】
次いで、図８に示すように、ｎ−型ＳｉＣ層４２にＡｌ（又はＢなど）をイオン注入し、その後１５００℃以上の熱処理を施すことで、ｐ型ＳｉＣ４３を形成する。このｐ型ＳｉＣ４３の形成は、具体的には次のように行う。先ず、ｎ−型ＳｉＣ層４２の表面に、ＳｉＯ２をＣＶＤによって堆積する。次いで、写真工程により、ＳｉＯ２上にフォトレジストを形成し、そのフォトレジストにおけるｐ型ＳｉＣ４３の形成位置に対応する部分を除去する。この状態でＳｉＯ２をエッチングすることにより、ＳｉＯ２におけるｐ型ＳｉＣ４３の形成位置に対応する部分を除去し、その部分のｎ−型ＳｉＣ層４２を露出させる。その後、残りのフォトレジストを除去する。その後、ｎ−型ＳｉＣ層４２の露出部位からそのｎ−型ＳｉＣ層４２の中に、例えばＡｌをイオン注入する。その後、注入された不純物を活性化するために、１５００℃以上の熱処理を施す。この熱処理により、ｐ型ＳｉＣ４３が完成する。
【００４９】
次いで、図９に示すように、ｎ＋型ＳｉＣ層４１の裏面に、裏面オーミック電極４４を形成する。この裏面オーミック電極４４が第１から第３実施形態の電極（すなわち、合金層２及び金属層３の積層構造とシリサイド層）に該当するものである。裏面オーミック電極４４の形成は、具体的には次のように行う。
【００５０】
先ず、全体的に酸化し、表面、裏面及び側面に酸化膜４３ｂを設ける。その後、ｎ＋型ＳｉＣ層４１の裏面の酸化膜だけ除去する。その後、例えば図１に示す第１実施形態の製造方法を用いて、ｎ＋型ＳｉＣ層４１の裏面に、Ｎｉ−Ｃｕ合金膜（合金層２）を蒸着により堆積し、そのＮｉ−Ｃｕ合金膜上にＮｉ膜（金属膜３）を蒸着により堆積する。その後、真空中において８００℃で加熱処理する。これにより、比較的に低温な加熱処理を用いて、ｎ＋型ＳｉＣ層４１の裏面に対して確実に且つ良好にオーミック接触する裏面オーミック電極４４が完成する。
【００５１】
次いで、図１０に示すように、絶縁物４６、ショットキー電極４７及び引出電極４８を形成する。具体的には先ず、前工程により形成され、ｎ−型ＳｉＣ層４２の表面及び側面などにまだ残っている酸化膜４３ｂを除去する。その後、ｎ−型ＳｉＣ層４２及びｐ型ＳｉＣ層４３の表面全体に、ショットキー電極４７としてＴｉをスパッタリング法にて堆積する。そして、ショットキー電極４７をパターニングして、ｎ−型ＳｉＣ層４２及びｐ型ＳｉＣ層４３の表面における外縁近傍の一部を露出させる。その後、ショットキー電極４７上と、ｎ−型ＳｉＣ層４２及びｐ型ＳｉＣ層４３の表面における露出部上とに、全体的にＡｌを堆積する。そのＡｌの外縁近傍を除去するようにパターニングして引出し電極４８とする。その後、ｎ−型ＳｉＣ層４２、ｐ型ＳｉＣ層４３及び引出し電極４８の表面全体に、ポリイミドなどの絶縁物を堆積し、その絶縁物の中央領域について除去するパターニングをすることで絶縁物４６を形成する。このパターニングで引出し電極４８が露出する。
【００５２】
次いで、図１１に示すように、半田接合用金属４５を形成する。例えば、裏面オーミック電極４４の裏面全体に、その裏面オーミック電極４４側からみてＴｉ膜４５ａ、Ｎｉ膜４５ｂ、Ａｇ膜４５ｃの順に積層された３層膜を形成することで、半田接合用金属４５とする。これらにより、ＳｉＣショットキーダイオード４０が完成する。
【００５３】
これらにより、ＳｉＣショットキーダイオード３０，４０によれば、裏面オーミック電極３４，４４に、第１から第３実施形態のいずれかの電極を適用しているので、８００℃程度の焼鈍により、裏面オーミック電極３４，４４とｎ＋型ＳｉＣ層３１，４１とが確実にかつ良好にオーミック接触する構造とすることができる。そこで、ＳｉＣショットキーダイオード３０，４０は、従来のＳｉＣショットーダイオードと比較して、高温に耐える素子構造とする必要がないので、容易に高性能化及び製造容易化を図ることができる。ここで、高性能化としては、オン抵抗の低減及び高速動作化などが挙げられる。
【００５４】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能であり、実施形態で挙げた具体的な材料や層構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
【００５５】
本発明に係るＳｉＣ半導体装置及びその製造方法は、ＳｉＣショットキーダイオードのみならず、ＭＯＳＦＥＴ、バイポーラトランジスタ、ＳＩＴ、サイリスタ、ＩＧＢＴなどの各種半導体装置のオーミック電極に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るＳｉＣ半導体装置の構造を示す断面図である。
【図２】同上のＳｉＣ半導体装置のＩ−Ｖ特性を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るＳｉＣ半導体装置の構造を示す断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係るＳｉＣ半導体装置の構造を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るＳｉＣショットキーダイオードを示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係るＳｉＣショットキーダイオードを示す断面図である。
【図７】同上のＳｉＣショットキーダイオードの製造工程を示す断面図である。
【図８】同上のＳｉＣショットキーダイオードの製造工程を示す断面図である。
【図９】同上のＳｉＣショットキーダイオードの製造工程を示す断面図である。
【図１０】同上のＳｉＣショットキーダイオードの製造工程を示す断面図である。
【図１１】同上のＳｉＣショットキーダイオードの製造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１，１’…ｎ型ＳｉＣ基板、２…合金層、３…金属層、１０，２０Ａ，２０Ｂ…ＳｉＣ半導体装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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