(57)【要約】      （修正有）【課題】融点の高い半導体材料等にオーミック電極を形成する方法を提供する。【解決手段】融点の高い半導体材料にオーミック電極を形成するために、金属４を半導体材料にあらかじめ吸着させておいて、その後電極材料２を直接堆積、あるいは真空蒸着、ＣＶＤ等により形成して電極を形成させる方法。【選択図】図２
2013168524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体材料にオーミック電極用金属を堆積させる前に、当該電極用金属ないしは他の金属を予め電極堆積部に吸着させ、その上にオーミック電極材料を堆積させるオーミック電極の形成方法。
【請求項２】
前記金属を吸着させる際に、当該金属の温度を前記半導体材料の温度より低くする請求項１に記載のオーミック電極の形成方法。
【請求項３】
前記金属の温度を前記半導体材料の温度より低くして吸着させた後、当該金属の温度を半導体材料の温度より高くして、オーミック電極材料を堆積させる請求項１または２記載のオーミック電極の形成方法。
【請求項４】
ＳｉＣまたはカーボン系の半導体材料の上に電極を形成する請求項１〜３のいずれかに記載のオーミック電極の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光デバイス、電子デバイス、太陽電池などの半導体素子のためのオーミック電極を形成させる方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光デバイス、電子デバイス、太陽電池などの半導体素子を作製するためには、オーミック電極の形成が不可欠である。従来は、オーミック電極となる金属を真空蒸着、スパッタリングなどで、当該半導体材料上の電極部位に堆積させ、その後、この金属が下地半導体材料との拡散現象によって良い接合を作るために加熱処理してオーミック電極を得ようとていた（特許文献１，２参照）。
【０００３】
しかし、このような従来法では、融点が高い半導体材料、例えばＳｉＣやカーボン系の場合はかなり高温にしないと良好なオーミック電極形成ができかった。
【０００４】
またこのような高温に加熱すると、既に形成されていたエピ膜や他の素子構造が破壊され、良好なオーミック電極ができても他の構造に不具合が生じて、機能する素子ができないという問題があった。
【０００５】
さらには、このような高温加熱装置は高価であり、あるいは加熱温度が高いと装置そのものが製造できないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１６５８３８号公報
【特許文献２】特開２０１１−  ５４６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、他の素子構造に不具合が生じないようにさせるために、良好なオーミック電極を形成する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは上記課題を解決するため、鋭意検討を重ねた結果、加熱処理をしないでオーミック電極を形成できることを見出した。すなわち、本発明によれば、以下の製造方法が提供される。
【０００９】
[１] 半導体材料にオーミック電極用金属を堆積させる前に、当該電極用金属または他の金属を予め電極堆積部に吸着させ、その上にオーミック電極材料を堆積させるオーミック電極の形成方法。
【００１０】
[２] 前記金属を吸着させる際に、当該金属の温度を前記半導体材料の温度より低くする前記［１］に記載のオーミック電極の形成方法。
【００１１】
[３] 前記金属の温度を前記半導体材料の温度より低くして被着させた後、当該金属の温度を電極部の温度より高くして、オーミック電極材料を堆積させる前記［１］または［２］に記載のオーミック電極の形成方法。
【００１２】
[４] ＳｉＣまたはカーボン系の半導体材料の上に電極を形成する前記［１］〜[３]のいずれかに記載のオーミック電極の形成方法。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の吸着法を示す図である。
【図２】本発明によって得られたオーミック電極を示す模式図である。
【図３】従来のオーミック電極を示す模式図である
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、変更、修正、改良を加え得るものである。
【００１５】
本発明では、オーミック電極となる金属材料を堆積させる前に、電極材料の金属を一原子層あるいは数原子層レベルで半導体表面に整合性よく吸着させ、その上に電極材料を真空蒸着、スパッタリング、あるいはＣＶＤなどの方法で堆積させる。
【００１６】
電極材料の金属を整合性よく半導体表面に吸着させるためには、当該金属を加熱する温度を半導体表面よりΔＴ低くする。このような条件では、Langmuirの吸着等温線の条件が満足されるため、一原子層レベルで半導体表面に整合性よく当該金属を吸着させることができる（図２参照）。ΔＴとして２〜１０℃が好ましい。
【００１７】
上記の吸着が進んでから、当該金属の温度を半導体表面よりΔＴ高くすると、今度は当該金属元素を半導体表面に堆積させることができる。ΔＴとして５〜５０℃ が好ましい。
【００１８】
本発明の方法を用いれば、半導体表面に一原子層レベルで当該金属を整合性よく吸着でき、その上に当該金属を堆積させることができるので、当該金属が堆積後、従来のように改めて加熱処理しなくても良好なオーミック電極が形成できる。
【００１９】
なお、吸着させる金属はその後堆積させる金属と同一である必要は必ずしもなく、吸着させる金属をＺｎ、堆積させる金属をＮｉやＴｉのようにすることもできる。
【００２０】
また、本発明による吸着、堆積を行う温度は比較的低く、ＳｉＣやカーボン系の融点が高い半導体材料に、従来の熱処理と比べ極めて低い温度で、容易にオーミック電極が形成できる。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００２２】
以下実施例および比較例には半導体材料１としてはカーボン材料を用いた。サファイア基板上にＣＶＤ法によりアモルファスカーボンを１μｍ堆積させた。
【００２３】
（実施例１）（Ｚｎ 吸着層のみの評価）
図１に示す装置にこの半導体材料１を設置し、吸着剤７としてＺｎを図１に示す位置に設置し、雰囲気ガスとして窒素ガスを流しながら加熱した。吸着剤７の温度は３５０℃とし、半導体材料１の温度は３５０℃＋ΔＴ、ΔＴは５℃とした。この状態で１０分経過後急冷し、表面のＡｕｇｅｒ分析をしたところ、一原子層のＺｎが吸着されていることがわかった。
【００２４】
（実施例２）（Ｚｎ吸着層およびＺｎ堆積層の接触抵抗評価）
実施例１と同じく、半導体材料１、および吸着剤７を図１に示す位置に設置し、雰囲気ガスとして窒素ガスを流しながら加熱した。吸着剤７の温度は３５０℃とし、当初半導体材料１の温度は３５０℃＋ΔＴ（ΔＴ：５℃）としてこの状態で１０分経過後、半導体材料１の温度を３５０℃−ΔＴ（ΔＴ：１０℃）とした。当初は吸着層が形成されるが、その後半導体材料１の温度が吸着剤であるＺｎの温度よりも低いので、今度はＺｎが半導体材料１の表面に堆積した（堆積層１μｍ）。３０分経過後急冷して、オーミック電極を評価するため、ＴＬＭ（Transmission Line Model）構造となるように試料表面をパターニングし、不要な部分はエッチングで除去した。その結果、接触比抵抗値は１０−３Ωｃｍ２と良好な結果が得られた。
【００２５】
（比較例１）
本比較例としては、従来のようにＺｎを真空蒸着法で半導体試料に堆積させた。堆積させたＺｎの厚さは実施例２と同じ１μｍとした。実施例２と同様にＴＬＭ構造となるように資料表面をパターニングし、不要な部分はエッチングで除去した。このままではオーミック接触が取れなく、３５０℃で１０分間ランプによる熱処理を施したが、それでもオーミック接触は得られてなかった。同様に作製した試料を、５００℃で１時間、抵抗加熱炉で熱処理したところ、接触比抵抗値は１．２Ωｃｍ２と非常に大きい値であった。
【００２６】
以上により、電極材料を半導体材料表面に吸着させ、さらに低温で電極材料を堆積させることにより、熱処理を施さなくても接触比抵抗の小さい電極を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の電極形成法は、高融点の半導体材料等へのオーミック電極の形成に利用できる。
【符号の説明】
【００２８】
１：半導体材料  ２：電極材料  ３：拡散領域  ４：吸着層  ５：吸着剤ヒーター  
６：基板ヒーター  ７：吸着剤  ８：インレット  ９：アウトレット
【図１】
2013168524.tif 000003
【図２】
2013168524.tif 000004
【図３】
2013168524.tif 000005