(57)【要約】【課題】ＳｉＣ半導体装置におけるオーミック電極構造体では、高温で長期間放置するとコンタクトが劣化してコンタクト抵抗が徐々に上昇するという問題がある。本発明は高温に耐えられるオーミック電極構造体を提供する。【解決手段】電極素片８または加熱反応層９と配線Ａｌ素片１０との間に、Ａｌ拡散阻止層１１を設け、Ａｌ原子の拡散を防止する構成とする。この構成により、高温によって配線Ａｌ素片のＡｌ原子が電極膜素片および加熱反応層を緩慢に拡散し、下部の高不純物濃度ｎ型ＳｉＣ領域に取り込まれた結果、有効なドナー原子の濃度が減少するためにコンタクト抵抗が上昇する、という従来技術の問題を解決することが出来る。【選択図】　　　　図１
2004111596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＣ（炭化珪素）基板と、
前記ＳｉＣ基板の表面に選択的に形成された高不純物濃度ｎ型ＳｉＣ領域と、
前記ＳｉＣ基板の上に載置されたフィールド絶縁膜と、
前記フィールド絶縁膜中に前記ｎ型ＳｉＣ領域の表面を露出するように開口された開口部の内部において、前記フィールド絶縁膜から一定の間隙を隔て、前記ｎ型ＳｉＣ領域に接して形成された導電性の加熱反応層と、
前記開口部の内部において、前記フィールド絶縁膜から前記所定の間隙を隔て、かつ前記加熱反応層の表面に接して配置された電極膜素片と、
前記電極膜素片の表面上に載置された導電性のＡｌ拡散阻止層と、
前記開口部の内部で前記Ａｌ拡散阻止層の表面上に載置され、前記Ａｌ拡散阻止層を介して前記電極膜素片に導通し、かつ前記フィールド絶縁膜の表面上にまで伸延された配線Ａｌ素片と、
を備えたことを特徴とするオーミック電極構造体。
【請求項２】
ＳｉＣ（炭化珪素）基板と、
前記ＳｉＣ基板の表面に選択的に形成された高不純物濃度ｎ型ＳｉＣ領域と、
前記ＳｉＣ基板の上に載置されたフィールド絶縁膜と、
前記フィールド絶縁膜中に前記ｎ型ＳｉＣ領域の表面を露出するように開口された開口部の内部において、前記フィールド絶縁膜から一定の間隙を隔て、前記ｎ型ＳｉＣ領域に接して形成された導電性の加熱反応層と、
前記加熱反応層の表面上に載置された導電性のＡｌ拡散阻止層と、
前記開口部の内部で前記Ａｌ拡散阻止層の表面上に載置され、前記Ａｌ拡散阻止層を介して前記加熱反応層に導通し、かつ前記フィールド絶縁膜の表面上にまで伸延された配線Ａｌ素片と、
を備えたことを特徴とするオーミック電極構造体。
【請求項３】
前記Ａｌ拡散阻止層は、前記電極膜素片あるいは前記加熱反応層の表面上に載置され、かつ前記フィールド絶縁膜の表面上にまで伸延され、その伸延された部分の表面に前記配線Ａｌ素片の伸延された部分が載置されていること特徴とする請求項１または請求項２に記載のオーミック電極構造体。
【請求項４】
前記Ａｌ拡散阻止層は、前記電極膜素片あるいは前記加熱反応層の全表面を被覆すること特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のオーミック電極構造体。
【請求項５】
前記Ａｌ拡散阻止層が前記フィールド絶縁膜の表面にまで延伸されて配置される場合において、前記Ａｌ拡散阻止層と前記フィールド絶縁膜との間に両者の接着を促す接着促進層を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載のオーミック電極構造体。
【請求項６】
前記Ａｌ拡散阻止層は、ＺｒあるいはＴｉ、Ｈｆ、Ｔａの窒化物、ＰｔあるいはＩｒ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｒｈの金属から選ばれた１つ以上の材料の単層膜、積層膜あるいは複合膜からなることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載のオーミック電極構造体。
【請求項７】
ＳｉＣ（炭化珪素）基板の表面の少なくとも一部に高不純物濃度を有するｎ型ＳｉＣ領域を形成する工程と、
前記ＳｉＣ基板の表面をフィールド絶縁膜で被覆する工程と、
前記フィールド絶縁膜に前記ｎ型ＳｉＣ領域の表面が露出するように開口部を形成する工程と、
前記開口部の内部の前記ｎ型ＳｉＣ領域の表面に、電極膜素片を被着させる工程と、
非酸化性雰囲気中において、前記ＳｉＣ基板を熱処理し、前記電極膜素片と前記ｎ型ＳｉＣ領域との間に導電性の加熱反応層を生成する工程と、
前記加熱反応層を生成した後に、前記電極膜素片を被覆するように、Ａｌ拡散阻止層を載置する工程と、
前記Ａｌ拡散阻止層を載置した後に、Ａｌ拡散阻止層を被覆するように配線Ａｌ素片を載置する工程と、
を有することを特徴とするオーミック電極構造体の製造方法。
【請求項８】
炭化珪素（ＳｉＣ）基板の表面の少なくとも一部に高不純物濃度を有するｎ型ＳｉＣ領域を形成する工程と、
前記ＳｉＣ基板の表面をフィールド絶縁膜で被覆する工程と、
前記フィールド絶縁膜に前記ｎ型ＳｉＣ領域の表面が露出するように開口部を形成する工程と、
前記開口部の内部の前記ｎ型ＳｉＣ領域の表面に、電極膜素辺を被着させる工程と、
非酸化性雰囲気中において、前記ＳｉＣ基板を熱処理し、前記電極膜素片を加熱反応層に転化させる工程と、
前記加熱反応層を形成した後に、前記加熱反応層を被覆するように、Ａｌ拡散阻止層を載置する工程と、
前記Ａｌ拡散阻止属を載置した後に、Ａｌ拡散阻止層を被覆するように配線Ａｌ素片を載置する工程と、
を有することを特徴とするオーミック電極構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、炭化珪素（ＳｉＣ）基板を使用した半導体装置に利用されるｎ型ＳｉＣ領域に対するオーミック電極構造体およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平８−６４８０１号公報
【特許文献２】特開２００２−９３７４２号公報
ＳｉＣを用いたパワーデバイスの低オン抵抗化には、オーミック・コンタクトに対するコンタクト抵抗ρｃの低減が重要な要素である。特に、低オン抵抗化のためには、パワーデバイスの主電極領域を細分化し、高密度にＳｉＣ基板上に配列する方法も採用される。このような、微細寸法化されたパワーデバイスの低オン抵抗化には、微細な開口部（コンタクト・ウィンドウ）の内部において、低いコンタクト抵抗ρｃを得ることが極めて重要となってくる。また、パワーデバイスの高速スイッチング速度化のためにも、ＳｉＣ領域に対するオーミック・コンタクトのコンタクト抵抗ρｃは大きな問題である。
ｎ型ＳｉＣに低抵抗オーミック・コンタクトを形成する方法として広く活用されている従来技術は、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）のような電極膜をｎ型ＳｉＣに被着させて形成したオーミック電極構造体を８００℃〜１２００℃の高温で熱処理する方法である。なかでもＮｉを用いたオーミック・コンタクトでは１０−６Ω・ｃｍ２台の実用的なコンタクト抵抗値ρｃが得られており、極めて有望なオーミック・コンタクトである。
上記のようなＮｉ膜を用いたオーミック電極構造体としては、上記特許文献１および特許文献２に記載されたものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記のような従来技術のオーミック電極構造体にあっては、高温で長期間放置する（あるいは動作させる）とコンタクトが劣化し、コンタクト抵抗が徐々に上昇するという問題のあることが、本発明者らの最近の研究で明らかになった。ここで高温とはＳｉデバイスは到底動作できない十分高い温度（たとえば、３００℃以上）という意味である。
【０００４】
本発明は、上記のような従来のｎ型ＳｉＣ領域に対するオーミック電極構造体の問題点を解決するためになされたものであり、高温に耐えられるオーミック電極構造体を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らが上記問題を認知し、鋭意研究をつづけたところ、上記のコンタクト抵抗が上昇するという問題は、高温によって配線Ａｌ素片のＡｌ原子が電極膜素片および加熱反応層を緩慢に拡散し、下部のｎ＋領域（高不純物濃度ｎ型ＳｉＣ領域）に取り込まれた結果起こることが定性的に明らかになった。Ａｌ原子はＳｉＣにあってはｐ型のアクセプタとして作用するので、ｎ＋領域に取り込まれたＡｌ原子がｎ＋領域のドナーを補償して、有効なドナー原子の濃度が減少したため、コンタクト抵抗が上昇したものと考えられる。上記の知見に基づき、本発明においては、電極素片または加熱反応層と配線Ａｌ素片との間に、Ａｌ拡散阻止層を設け、Ａｌ原子の拡散を防止することによって上記の問題を解決するように構成している。なお、請求項においては、「配線Ａｌ素片」と記載しているが、後記実施の形態にも記載のように、配線材料としては、Ａｌ−Ｓｉ共晶合金等でも可能なので、上記の表現はＡｌを含む電極材料を意味している。
【０００６】
【発明の効果】
本発明によれば、電極膜素片または加熱反応層と配線Ａｌ素片との間にＡｌ拡散阻止層を配設しているので、高温における配線Ａｌ素片からのＡｌ原子の拡散がＡｌ拡散阻止層で遮断される。そのためＡｌ原子がｎ＋領域にアクセプタとして取り込まれ、有効ドナー濃度を減少させるという現象を解消することができる。したがって本発明は高温で長期間放置する（あるいは動作させる）とコンタクトが劣化し、コンタクト抵抗が徐々に上昇するという従来技術の問題を解決することができる、という効果を有する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
ＳｉＣは、ｐｎ接合の形成が可能で、珪素（Ｓｉ）や砒化ガリウム（ＧａＡｓ）等の他の半導体材料に比べて禁制帯幅Ｅｇが広く、また、熱的、化学的、機械的に安定で、耐放射線性にも優れているので、発光素子や高周波デバイスは勿論のこと、高温、大電力、放射線照射等の過酷な条件で、高い信頼性と安定性を示す電力用半導体装置（パワーデバイス）として様々な産業分野での適用が期待されている。本発明は、上記のごときＳｉＣ半導体装置における低抵抗オーミックコンタクトを実現するためのオーミック電極構造体およびその製造方法に関し、特にその耐高温特性を向上させる技術を提供するものである。
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【０００９】
（第１の実施の態様）
図１は、本発明に基づくＳｉＣオーミック電極構造体の第１の実施の態様を示す要部断面図である。図１において、１はＳｉＣ基板、２は所望のＳｉＣ基板１の表面に形成された高い表面電子濃度を有する接触部としてのｎ型ＳｉＣ領域である。ｎ型ＳｉＣ領域２の表面電子濃度は少なくとも１×１０−１８／ｃｍ３以上、好ましくは１×１０−１９／ｃｍ３以上であることが望ましい。なお、ＳｉＣ基板１の電導型はオーミック電極構造体を利用する半導体装置によって異なり、例えばＭＯＳＦＥＴならｐ型、ＭＥＳＦＥＴやショトキーバリヤダイオードならｎ型である。
【００１０】
ＳｉＣ基板１の上には、ＳｉＣの熱酸化膜３（ＳｉＯ２）とその他の方法で堆積された上部絶縁膜４との積層膜からなるフィールド絶縁膜５が形成されている。なお、上部絶縁膜４はたとえばＰＳＧ（りん珪酸ガラス）膜あるいはＳｉＯ２膜である。熱酸化膜４の厚みは５０ｎｍ未満、好ましくは５〜２０ｎｍの範囲であることが望ましく、また、フィールド絶縁膜５の総厚は１００ｎｍ〜３μｍであることが望ましく、特に、３００ｎｍ以上であることが望ましい。
【００１１】
６はｎ型ＳｉＣ領域２の一部に貫通するように設けられたフィールド絶縁膜５の開口部（いわゆるコンタクトホール）であり、この開口部６の底面（すなわち、ｎ型ＳｉＣ領域２が露出している部分）にはＳｉＣ基板１に接し、かつ、フィールド絶縁膜５の開口部側壁に接しないように、一定の間隙７を挟んで電極膜素片８が形成され、さらに電極膜素片８とＳｉＣ基板１との間には、ＳｉＣ基板１と電極膜素片８との加熱反応によって形成された加熱反応層９が埋設されている。電極膜素片８はＮｉのほかＴｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｏなどの一つ、または一つ以上から選ばれた、金属膜、合金膜、化合物膜、あるいはこれらの複合膜や積層膜から構成されている。この電極膜素片８の厚みはｎ型ＳｉＣ領域２の深さの概ね１／２未満の値であることが望ましい。
【００１２】
１０はコンタクトを他の部位と結線するための配線Ａｌ素片である。前記電極膜素片８に電気的に接続され、かつ、前記フィールド絶縁膜５の開口部を被覆するように配設される。その材料としては、周知のＡｌあるいはＡｌ−Ｓｉ共晶合金等の材料が選ばれる。配線Ａｌ素片１０の下部にはこれと重なり、かつ、配線Ａｌ素片１０と電極膜素片８との直接的に接触を遮断するように導電性のＡｌ拡散阻止層１１が敷設されている。ただし、配線Ａｌ素片１０と電極膜素片８とは導電性のＡｌ拡散阻止層１１を介して電気的には導通している。Ａｌ拡散阻止層１１としては、ＺｒあるいはＴｉ、Ｈｆ、Ｔａの窒化物、ＰｔあるいはＩｒ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｒｈ等の金属から選ばれた一つ以上の材料の単層膜、積層膜あるいは複合膜を用いることができる。
また、これらのＡｌ拡散阻止層１１が前記フィールド絶縁膜５に対して接着性に乏しいときは、これを補うためにＡｌ拡散阻止層１１はその一部として接着面に非常に薄い導電性の接着促進層（図示なし）を備えることが出来る。この接着層としては、金属Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙから選ばれた一つ以上の材料の単層膜、積層膜あるいは複合膜を用いることができる。
【００１３】
（第２の実施の形態）
図２は、本発明に基づくＳｉＣオーミック電極構造体の第２の実施の態様を示す要部断面図である。図２の構造は、図１における電極膜素片８がなく、配線Ａｌ素片１０と加熱反応層９の間にＡｌ拡散阻止層１１が配設される構成をしている。この点を除けば、図１と全く同じ構成なので詳しい説明を省略する。
【００１４】
（製造工程）
次に、図３と図４を参照しながら図１と図２に示したオーミック電極構造体の製造工程を説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、厚み約１．５μｍのＳｉＯ２のイオン注入マスク膜１００をＣＶＤ法でＳｉＣ基板１の表面全面に堆積する。次に、ｎ型ＳｉＣ領域の予定領域に対応する部分１０１を周知のフォトリソグラフィとウエットエッチングで開口し、再びＣＶＤ法で薄いＳｉＯ２のイオン注入スルー膜１０２を全面に堆積する。この１０２は後述のイオン注入の飛程（深さ）を調節するためのいわゆるスルー膜である。後述のＰ（りん）イオン条件ではイオン注入スルー膜１０２の厚みは２０〜２５ｎｍである。
【００１５】
イオン注入スルー膜１０２を堆積したあと、基板全面に、Ｐ、Ｎ（窒素）、Ａｓ（ヒ素）などのｎ型不純物を、少なくとも基板表面の不純物濃度が１×１０−２０／ｃｍ３以上になり、かつ、ＳｉＣの結晶性を損なわないようにイオン注入する。１０３がイオン注入不純物である。
上記のイオン注入において、Ｐをイオン注入する場合の条件の一例を示すと、５００℃に加熱したＳｉＣ基板に下記の「ドーズ量／加速エネルギー」で多段注入するのがよい。
５×１０１４ｃｍ−２／４０ＫｅＶ
５×１０１４ｃｍ−２／７０ＫｅＶ
１×１０１５ｃｍ−２／１００ＫｅＶ
１×１０１５ｃｍ−２／１５０ＫｅＶ
２×１０１５ｃｍ−２／２００ＫｅＶ
２×１０１５ｃｍ−２／２５０ＫｅＶ
次に、図３（ｂ）に示すように、イオン注入が終了したところで、ＳｉＯ２のイオン注入マスク膜１００とイオン注入スルー膜１０２をフッ酸（ＨＦ）で全面除去し、常圧Ａｒ雰囲気で１７００℃１分の急速加熱処理を行うとイオン注入されたＰが充分に活性化されて、ＳｉＣの所定の領域に高い電子濃度を有するｎ型ＳｉＣ領域２が形成される。上記イオン注入条件と上記活性化熱処理条件で生成されるｎ型ＳｉＣ領域の深さは、およそ３５０ｎｍである。
【００１６】
次に、図３（ｃ）に示すように、周知のＲＣＡ洗浄（Ｈ２Ｏ２＋ＮＨ４ＯＨ混合液、ＳＣ−１とＨ２Ｏ２＋ＨＣｌ混合液、ＳＣ−２による浸漬処理を組み合わせて行う伝統的な半導体基板の洗浄法）などで十分洗浄したＳｉＣ基板１を酸素雰囲気でドライ酸化し、表面に１０ｎｍの熱酸化膜３を成長し、さらにその上に常圧ＣＶＤ法で４００ｎｍのＰＳＧからなる上部絶縁膜４を堆積することにより、２層からなるフィールド絶縁膜５を形成する。
【００１７】
次にフィールド絶縁膜５の表面に、厚み１〜２μｍのフォトレジスト１０４を塗布し、つづいて、露光し、現像することによって開口部６に対応する表面のフォトレジストを除去し、つづいてＳｉＣ基板１を緩衝フッ酸溶液（ＮＨ４Ｆ＋ＨＦ混合液）に浸漬し、ウエットエッチングすることで、フィールド絶縁膜に開口部６を形成する。微細な開口部６を形成するときは、ＣＦ４ガスプラズマなどを用いた反応性イオンエッチング等のドライエッチングを併用することができるが、この場合、最初にドライ・エッチングを行い、フィールド絶縁膜５を数１００ｎｍ残したところで、上記ウエット・エッチングに切り換えるようにする。
【００１８】
次に、図３（ｄ）に示すように、開口に用いた緩衝フッ酸溶液を超純水で完全にすすぎ落とした後、乾燥して、フォトレジスト１０４が付着した状態のＳｉＣ基板１を高真空に維持された蒸着装置の中に直ちに据え付け、基板全面に電極膜１０６、たとえば１００ｎｍ厚のＮｉを蒸着する。開口部６はフォトレジスト開口部１０５より大きくなるように形成されているため、開口部６底部に蒸着される電極膜素片はこの若干小さいフォトレジスト開口部１０５の形状に正確に転写される。こうして、電極膜素片の周縁部とフィールド絶縁膜５の開口部側壁との間には距離が一定の微細間隙７が形成される。
【００１９】
開口エッチングと電極膜の蒸着との間の放置時間と雰囲気は、コンタクト抵抗の大小を左右する極めて重要な因子である。この時間が長いと、開口部のＳｉＣ表面に自然酸化膜が生成されたり、ハイドロ・カーボンが再付着したりして、これが原因となって、後述の加熱反応層の均一な形成が妨げられ、コンタクト抵抗を劇的に増加させる。したがって、開口部６形成後は可能な限り早く電極膜１０６を被着させる必要がある。
【００２０】
次に、図４（ｅ）に示すように、ＳｉＣ基板１をアセトンなどの有機溶剤あるいは専用のフォトレジスト剥離液に浸漬させ、基板表面に残されているフォトレジストを完全に除去する。このとき、フォトレジストの上に被着した電極膜１０６はフォトレジストとともに除かれ、開口部６底面の電極膜１０６のみが被着した基板構造ができあがる。
【００２１】
次に、図４（ｆ）に示すように、ＳｉＣ基板１を非酸化雰囲気で短時間加熱すると、開口部底部の電極膜１０６は、一部はＳｉＣ基板１と固層反応して加熱反応層９となり、未反応部分は電極膜素片８として残る。このような加熱反応層９の生成に適した雰囲気として、酸素または酸素含有ガス（水蒸気や二酸化炭素など）の分圧を１×１０−５Ｔｏｒｒ未満に、好ましくは１×１０−７Ｔｏｒｒ未満まで下げた不活性ガス（たとえばＡｒガス）雰囲気あるいは真空を使用することができる。ここで電極膜１０６（電極膜素片８）の厚みが薄い場合には加熱処理で電極膜１０６は消失し、加熱反応層９に完全に転化して、図２に示した構造となる。
【００２２】
次に、図４（ｇ）に示すように、ＳｉＣ基板１全面にＡｌ拡散阻止層１０７を被着させる。Ａｌ拡散阻止層１０７としては、たとえば、Ｔｉ／ＴｉＮ積層膜がよい。これを形成するには、接着促進層としてのＴｉをまず２０ｎｍ厚だけスパッタ蒸着し、つづいてＴｉＮ膜を反応性スパッタで１５０ｎｍ厚蒸着する。
Ａｌ拡散阻止層１０７の全面被着につづいて配線Ａｌ膜１０８を基板全面に１０００ｎｍ厚にスパッタ蒸着する。
【００２３】
次に、図４（ｈ）に示すように、Ａｌ拡散阻止層１０７と配線ＡＩ膜１０８の成膜が終ったら、フォトリソグラフィと塩素系の反応ガスを用いたドライエッチングでＡｌ拡散阻止層１０７と配線Ａｌ膜１０８を連続してエッチングして、Ａｌ拡散阻止層１１と配線Ａｌ素片１０を必要な形状にパターニングする。この際、Ａｌ拡散阻止層１１と配線Ａｌ素片１０は開口部６を被覆するような形状に残す。これにより、図１に示したｎ型ＳｉＣオーミック電極構造体が完成する。　なお、電極膜１０６として、たとえぱ５０ｎｍのＮｉ膜を用いた場合には、図４（ｆ）で説明した加熱処理で電極膜１０６（電極膜素片８）が完全に消失し、全て加熱反応層９に変わるので、この場合には図２に示した構造ができ上がる。
【００２４】
このような構成で作製したｎ型ＳｉＣオーミック電極構造体の耐熱性の向上を確認するために、上記Ｔｉ／ＴｉＮ積層構造Ａｌ拡散阻止層を有する２つの試料を不活性雰囲気中、５００℃の環境に延べ１００時間まで放置し、コンタクト抵抗の変化を観察した。この２つの試料は図４（ｆ）の加熱前にそれぞれ１００ｎｍと５０ｎｍの厚みのＮｉ電極膜素片を持ち、前者は加熱後、数１０ｎｍの電極膜素片８を残したが、後者は消失させ、すべて加熱反応層９に転化させた。すなわち、１００ｎｍ厚Ｎｉ試料は図１の構成、５０ｎｍ厚Ｎｉ試料は図２の構成をしている。試験前のコンタクト抵抗ρｃ０はどちらも１０−７Ωｃｍ２台の極めて低抵抗であった。
【００２５】
図７は、上記の耐熱性試験の結果を示す特性図である。図７において、黒菱印（ｂ）は１００ｎｍ厚Ｎｉ試料（図１の構造）、白丸印（ｃ）は５０ｎｍ厚Ｎｉ試料（図２の構造）のコンタクト抵抗の変化を示している。また、比較のため、Ａｌ拡散阻止層を有しない従来構造の特性を黒四角印（ａ）で示した。
図７から判るように、黒四角印（ａ）で示した従来構造では、放置の時間経過とともにコンタクト抵抗ρｃが増大し、３２時間経過時点でコンタクト抵抗が初期の約４倍に増加している。これに対して、本発明の黒菱印（ｂ）および白丸印（ｃ）では、両試料とも初期のコンタクト抵抗に対して増大することなく推移していることが分る。すなわち、本発明の実施の態様は、高温に長時間放置するとｎ型ＳｉＣオーミック電極構造体が劣化し、コンタクト抵抗が上昇するという従来技術の問題を解決していると言うことができる。
なお、５０ｎｍ厚Ｎｉはコンタクト抵抗が一定である極めて安定である。１００ｎｍ厚Ｎｉは試験の初期にコンタクト抵抗が下がり、やがて安定する挙動が観察された。このような振る舞いをする原因は現時点では明確でないが、未反応で残ったＮｉ電極膜素片８が試験の高温でＳｉＣと反応を続けていることに関係していると予想される。
【００２６】
（第３の実施の態様）
図５は、本発明に基づくＳｉＣオーミック電極構造体の第３の実施の態様を示す要部断面図である。この第３の実施の態様は、Ａｌ拡散阻止層１１’が配線Ａｌ素片１０の全体と重なっておらず、開口部６の周辺にのみ設けられていることだけが前記２つの実施の態様と異なるところであり、他の部分は同じなので構造の説明は省略する。
【００２７】
（製造工程）
次に、図５の構成のｎ型ＳｉＣオーミック電極構造体の製造方法を図６（ｇ）〜（ｉ）を用いて説明する。なお、電極膜素片８と加熱反応層９を形成するところまでは、前記図３（ａ）〜図４（ｆ）を用いて説明した工程と異なるところがないので、説明を省略する。
前記図４（ｆ）までの工程の後、図６（ｇ）に示すように、ＳｉＣ基板１全面にＡｌ拡散阻止層１０７を被着させる。Ａｌ拡散阻止層１０７としては、前記と同じＴｉ／ＴｉＮ積層膜でもよいが、このほかにＺｒ／Ｐｔ積層膜を使ってもよい。たとえば、膜厚はＺｒ＝２０ｎｍ、Ｐｔ＝１５０ｎｍである。これを形成するには、接着促進層としてのＺｒをまずスパッタ蒸着し、つづいてＰｔ膜を同様にスパッタ蒸着で被着する。
【００２８】
次に、図６（ｈ）に示すように、フォトリソグラフィーとＡｒガスを用いたスパッタエッチングでＡｌ拡散阻止層１０７をエッチングしてパターニングし、Ａｌ拡散阻止層１１’を形成する。
次に、図６（ｉ）に示すように、配線Ａｌ膜１０８を基板全面に１０００ｎｍ厚にスパッタ蒸着し、フォトリソグラフィと塩素系の反応ガスを用いたドライエッチングで配線Ａｌ膜１０８をエッチングして、配線Ａｌ素片１０をパターニングすれば、図５に示したｎ型ＳｉＣオーミック電極構造体が完成する。
なお、前記図４（ｆ）の加熱処理で電極膜素片８を全て加熱反応層９に変えた場合は、図２において図５のＡｌ拡散阻止層１１’を備えた構造となる。
【００２９】
上記のような構成で作製したｎ型ＳｉＣオーミック電極構造体の耐熱性の向上を確認するために、前記と同様にＺｒ／Ｐｔ積層構造Ａｌ拡散阻止層をもつ試料を不活性雰囲気中、５００℃の環境に延べ１００時間まで放置し、コンタクト抵抗の変化を観察した。結果は図示しないが、ほぼ図７の特性（ｂ）と同様の特性であった。これから明らかなように、本実施の態様もまた、高温に長時間放置するとｎ型ＳｉＣオーミック電極構造体が劣化し、コンタクト抵抗が上昇するという従来技術の問題を解決していると言うことができる。
【００３０】
上記のように、第１、第２、第３の実施の形態においては、配線Ａｌ素片と加熱反応層との間にＡｌ拡散阻止層を配設しているので、高温における配線Ａｌ素片のＡｌ原子の拡散がＡｌ拡散阻止層で遮断される。そのためＡｌ原子がｎ＋領域（ｎ型ＳｉＣ領域）にアクセプタとして取り込まれ、有効ドナー濃度を減少させるという現象を解消することができる。したがって高温で長期間放置する（あるいは動作させる）とコンタクトが劣化し、コンタクト抵抗が徐々に上昇するという従来技術の問題を解決することができる。
【００３１】
また、Ａｌ拡散阻止層がフィールド絶縁膜の表面にまで延伸されて配置される場合において、Ａｌ拡散阻止層とフィールド絶縁膜との間に両者の接着を促す接着促進層を備えることにより、フィールド絶縁膜との接着力の乏しいＡｌ拡散阻止層を用いた場合に、Ａｌ拡散阻止層および配線Ａｌ素片が剥離するという問題を未然に防止することができる。
【００３２】
また、Ａｌ拡散阻止層が、電極膜素片あるいは加熱反応層の全表面を被覆するように構成すれば、高温における配線Ａｌ素片からのＡｌ原子の拡散をＡｌ拡散阻止層で遮断するという作用をコンタクトの全面内において等しく発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づくＳｉＣオーミック電極構造体の第１の実施の態様を示す要部断面図。
【図２】本発明に基づくＳｉＣオーミック電極構造体の第２の実施の態様を示す要部断面図。
【図３】第１および第２の実施の形態の構造を製造する方法の工程図の一部。
【図４】第１および第２の実施の形態の構造を製造する方法の工程図の他の一部。
【図５】本発明に基づくＳｉＣオーミック電極構造体の第３の実施の態様を示す要部断面図。
【図６】第１および第２の実施の形態の構造を製造する方法の工程図の一部。
【図７】耐熱性試験の結果を示す特性図。
【符号の説明】
１…ＳｉＣ基板　　　　　　　　　　　２…ｎ型ＳｉＣ領域
３…熱酸化膜　　　　　　　　　　　　４…上部絶縁膜
５…フィールド絶縁膜　　　　　　　　６…開口部
７…間隙　　　　　　　　　　　　　　８…電極膜素片
９…加熱反応層　　　　　　　　　　１０…配線Ａｌ素片
１１…Ａｌ拡散阻止層
【図１】
2004111596.tif 000003
【図２】
2004111596.tif 000004
【図３】
2004111596.tif 000005
【図４】
2004111596.tif 000006
【図５】
2004111596.tif 000007
【図６】
2004111596.tif 000008
【図７】
2004111596.tif 000009