(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ形炭化珪素からなる第一の半導体領域及びｐ形炭化珪素からなる第二の半導体領域と、
前記第一の半導体領域に電気的に接触するショットキ接合層と、
前記第二の半導体領域に電気的に接触するｐ形オーミック接合層を備え、
前記ショットキ接合層と前記ｐ形オーミック接合層とは同一の材料組成を持っていて、
少なくとも第一の成分および第二の成分からなり、
前記第一の成分はニッケル、前記第二の成分はアルミニウムであって、該アルミニウムは２０〜８０体積％の組成比を占め、
前記第一および第二の成分は均質な混合物を形成し、更に
前記ショットキ接合層と前記ｐ形オーミック接合層とは接触層を形成すべく形付けられ、前記第一の半導体領域とショットキ接合を、そして前記前記第二の半導体領域とオーミック接合を各々形成すべく少なくとも６００℃の温度で化成処理された
ことを特徴とする炭化珪素からなる半導体装置。
【請求項２】
前記第一の半導体領域が最高で１０17ｃｍ-3の不純物濃度を有することを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第二の半導体領域が１０17〜１０20ｃｍ-3の不純物濃度を有することを特徴とする請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第二の半導体領域が１０17〜１０20ｃｍ-3の不純物濃度を有することを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項５】
前記ショットキ接合層と前記ｐ形オーミック接合層とが前記接触層を形成すべく形付けられ、前記第一の半導体領域とショットキ接合を、そして前記第二の半導体領域とオーミック接合を各々形成すべく、少なくとも６００℃で化成処理されたことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項６】
ショットキ接合とｐ形オーミック接合とを備えた半導体装置の製造方法において、少なくとも次の工程を含む方法。
ｎ形炭化珪素からなる第一の半導体領域と、ｐ形炭化珪素からなる第二の半導体領域を形成する第一の工程、および
ニッケルを第一の成分とし、アルミニウムを第二の成分とし、該アルミニウムが２０〜８０体積％の組成比を占める少なくとも２つの成分からなる両接合層を、ショットキ接合層を前記第一の半導体領域に、ｐ形オーミック接合層を前記第２の半導体領域に、連続した共通の接合層として同一のプロセスで形成する第二の工程。
【請求項７】
前記第一の工程において、前記第一の半導体領域に対し、最高で１０17ｃｍ-3の不純物濃度を設定することを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記第一の工程において、前記第二の半導体領域に対し、１０17〜１０20ｃｍ-3の不純物濃度を設定することを特徴とする請求項６又は７記載の方法。
【請求項９】
前記第二の工程において、前記両接合層を同時に前記第一及び第二の半導体領域に設けることを特徴とする請求項６から８の１つに記載の方法。
【請求項１０】
前記第二の工程において、接合材を前記第一及び第二の成分からなる２つの材料源からの、同時の蒸発又は霧化で設けることを特徴とする請求項６から９の１つに記載の方法。
【請求項１１】
前記第二の工程において、材料源を予め前記第一及び第二の成分から作り、前記接合材をこの材料源の霧化により形成することを特徴とする請求項６から９の１つに記載の方法。
【請求項１２】
前記両半導体領域並びに前記両接合層を含む半導体装置を、少なくとも６００℃の処理温度に加熱して化成処理する第三の工程を更に含むことを特徴とする請求項６から１１の１つに記載の方法。
【請求項１３】
前記第三の工程において、前記処理温度を最高で２時間にわたり一定に保持することを特徴とする請求項１２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、炭化珪素（ＳｉＣ）の互いに逆導電形の半導体領域にショットキ接合とオーミック接合を設けた炭化珪素かなる半導体装置に関する。更に、本発明はこのような半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
米国特許第４６４１１７４号明細書から、ショットキ接合とオーミック接合とを備えた半導体装置は公知である。ここには、複数のショットキダイオードと複数のｐｎ接合ダイオードを単一の半導体基板に交互に配置し、互いに並列に接続した所謂ピンチ整流ダイオードが記載されている。この装置は、ｐｎ形ダイオードの空乏層がショットキダイオードの通電領域を閉塞し、これによりショットキダイオードの阻止能力を改善するので阻止特性が優れている。ショットキダイオードとｐｎ形ダイオードを交互に同一の表面に配置しているから、一方では強ｐ形の半導体領域にオーミック特性を、他方では弱ｎ形半導体領域にショットキ特性を備えた接合が必要となる。珪素からなる半導体領域に対してアルミニウムがこの点に関する好適な接合材として挙げられている。これに対し、炭化珪素に対して好適な接合材は挙げられていない。
【０００３】
米国特許第５８９５２６０号明細書は、ｎ形ＳｉＣにショットキダイオードを作る方法を開示している。ＳｉＣ半導体領域の第一の表面は先ず誘電性フィルムで覆われる。次にＳｉＣ半導体領域の第二の表面に裏面電極がニッケル（Ｎｉ）層の形で設けられ、９５０℃の温度で化成処理される。次に露出した、第一の表面に達する接合窓の内部にショットキ金属膜が形成される。ショットキ接合用の金属として、詳しくは特定されていないＴｉ／ＡｌやＮｉ／Ａｌが使用される。上述の半導体装置はピンチダイオードではなく、単なるショットキダイオードなので、ｐ形のＳｉＣ半導体領域上のオーミック接合には触れていない。
【０００４】
更に、米国特許第５２７０２５２号並びに第５４７１０７２号明細書にも各々ｎ形のβ−ＳｉＣ上に形成したショットキダイオードが開示されている。このショットキ接合のベース金属として白金（Ｐｔ）が使われている。オーミック接合はチタン／金（Ｔｉ／Ａｕ）層構造で形成され、ショットキ接合を設ける前に約７５０℃で化成処理される。ショットキ接合とオーミック接合はその場合各々ｎ形ＳｉＣに接触している。
【０００５】
ヨーロッパ特許出願公開第０３８０３４０号明細書は、ｎ形α−ＳｉＣ内に形成したショットキダイオードを開示している。この場合も、ショットキ金属膜の主要な構成成分として白金（Ｐｔ）を使用している。ニッケル（Ｎｉ）層はオーミック金属膜として裏面に設けられ、ショットキ接合を形成する前に約１０００℃で化成処理される。この場合も、ショットキ接合とオーミック接合は各々ｎ形ＳｉＣに接触している。
【０００６】
米国特許第５９２９５２３号明細書からは、ｎ形炭化珪素上に設けた、オスミウム（Ｏｓ）からなるショットキ接合が公知である。ショットキ接合を形成する前に裏面にオーミック接合が作られる。ショットキ接合に対しては、先ず幾つかの珪素の単層を表面にスパッタにより形成するプロセス工程を含む特殊な製造方法が必要である。このようにして作ったショットキ接合は、非常に温度安定性がある。しかしながら、オスミウムは希土類元素に属する元素であり、入手が困難で、高価である。
【０００７】
更に、学術論文「高圧ＳｉＣショットキ・バリア・ダイオードのためのガードリング・ターミネーション（The Guard-Ring Termination for the High-Voltage SiC Schottky Barrier Diodes）」、ＩＥＥＣ電子デバイス・レターズ、第１６巻、７号、１９９５年７月から、ｎ形ＳｉＣドリフト領域にショットキ接合を備え、かつｐ形ＳｉＣからなる所謂ガードリングを備えた半導体装置が公知である。このｎ形ドリフト領域とｐ形ガードリングはＡｌ／Ｔｉからなる共通のコンタクト層を備えている。これによりガードリングはオーミック接触とされる。しかし、このガードリングは、通常のように、阻止方向に電界を導くだけのものであり、順方向には明らかに少数キャリアの注入、従ってガードリングとドリフト領域との間に形成されるｐｎ接合ダイオードの閉成を阻止しようとするものなので、ガードリングについては高度のオーミック接合を必要としない。ガードリングの低濃度のｐ形ドーピングからも、ガードリングに対するコンタクトが実際には真のオーミック特性を示していないと言うことを逆に推論できる。
【０００８】
「ソリッド・ステート・エレクトロニクス（Solid-State Electronics）」、第３９巻、１０号、１４０９〜１４２２頁のＪ．Ｂ．カサディ及びＲ．Ｗ．ジョンソンのＳｉＣの記事に、ＳｉＣのショットキ接合を主題とする一節がある。これによれば、従来、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケルクロム（ＮｉＣｒ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、コバルト（Ｃｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、ハフニウム（Ｈｆ）及びパラジウム（Ｐｄ）がＳｉＣ上のショットキ接合用に使用されてきた。これにより得られるショットキ障壁の高さは、使用する金属による他に、炭化珪素の表面品質、析出方法、ＳｉＣの多結晶型、導電形（ｎ又はｐ形）及びＳｉＣ表面の方位（Ｓｉ又はＣ側）に関係する。しかし、ショットキ接合に隣接して配置され、このショットキ接合と接触しているＳｉＣ半導体領域とは逆の形を持ったＳｉＣ半導体領域に設けられた付加的なオーミック接合に関しては何ら言及していない。
【０００９】
本発明は、ｎ形のＳｉＣ半導体領域に良好なショットキ接合、ｐ形のＳｉＣ半導体領域に良好なｐ形オーミック接合を備えた半導体装置を提供することを目的とする。ショットキ接合とオーミック接合とは、その場合、特に互いに直接隣接して配置する。更にこの種半導体装置を容易・安価に製造する方法を提供する。
【００１０】
半導体装置に関する課題を解決するために、請求項１の特徴を備えた半導体装置を提供する。
【００１１】
ショットキ接合とｐ形オーミック接合とを備えた炭化珪素からなる本発明の半導体装置は、
・ｎ形炭化珪素からなる第一の半導体領域及びｐ形炭化珪素からなる第二の半導
体領域と、
・この第一及び第二の半導体領域に各々電気的に接触するショットキ接合とｐ形
オーミック接合とを備え、
・これら両コンタクト層がニッケルを第一の成分、アルミニウムを第二の成分と
する少なくとも２つの成分を備えた接合材からなる
半導体装置である。
【００１２】
方法に関する課題の解決のため、請求項８の特徴を備えた方法を提案する。
【００１３】
ショットキ接合とｐ形オーミック接合とを備えた炭化珪素からなる半導体装置の本発明による製造方法では、
・ショットキ接合層をｎ形炭化珪素からなる第一の半導体領域に、ｐ形オーミッ
ク接合層をｐ形炭化珪素からなる第二の半導体領域に形成し、
・これらの両接合層に対してニッケルを第一の成分とし、アルミニウムを第二の
成分とする少なくとも２つの成分を備えた接合材を使用する。
【００１４】
本発明は、その場合、特に好適なニッケル・アルミニウム材を選択することにより、ｐ形オーミック接合をｐ形ＳｉＣに、ショットキ接合をｎ形ＳｉＣに設けた半導体装置の製造を著しく簡単化できると言う認識に基づいている。このことは、両接合を互いに直接隣接して配置する場合に、特に当て嵌まる。ニッケル・アルミニウム材は、その他に、非常によい接合特性をもたらすので、この接合材で作った半導体装置は特に有効である。この接合材は、その場合、少なくともニッケルとアルミニウム成分の雑然とした混合物、整然とした混合物、合金又は化合物の形であってよい。
【００１５】
従来、ｐ形オーミック接合とショットキ接合とは別々の作業工程で、特にまた異なる接合材から作られた。ｐ形オーミック接合のコンタクト化成処理のために少なくとも９００℃の温度において行う熱処理プロセスは、一緒に熱処理されるショットキ接合の電気的特性の低下を常にもたらすので、ショットキ接合は、現在、オーミック接合の化成処理の後に初めて形成するのが普通である。
【００１６】
しかし、このようにオーミック接合とショットキ接合とを順に作るには、かなりの製造経費が必要となる。特にこれら接合が隣接している場合、両接合層を順次かつ隣り合って形成するには種々のマスク工程が必要である。その際場合によっては、ショットキ接合を形成する表面にも付加的な前処理を要する。
【００１７】
好適なニッケル・アルミニウム材を使用することで前述のプロセス工程を省略でき、その結果製造プロセスを著しく短縮できる。即ち、ショットキ接合層は、ｐ形オーミック接合層と一緒に化成処理でき、その場合、ショットキ接合特性が特に低下することがない。この好ましい特性は、材料がニッケル並びにアルミニウム成分を含むときしか得られない。純ニッケルも、又純アルミニウムもこの特長を備えていない。ショットキ接合を設ける表面は最終的なショットキ接合層で直接覆われるので、付加的な前処理も不要である。このことは、一方では、プロセス経済に役立ち、他方では、ショットキ接合の質の改善にも貢献する。
【００１８】
同じ材料を第一及び第二の半導体領域に設けるときも、場合によっては、選択したＳｉＣのドーピングや使用する材料の組成に応じ、両半導体領域と両接合層との間に各々互いに僅かに異なる材料組成を備えた境界範囲を設定できる。この僅かな偏差は、設けた材料と第一または第二の半導体領域との間の異なる交換現象により生ずる。
【００１９】
アルミニウムを含む接合材は、炭化珪素に対しアクセプタとして働く材料成分を含んでいる。アルミニウムは、それ故、ある程度第一及び第二の半導体領域に侵入し、そこでアクセプタとして対応の格子位置に拘束される。この混合現象は第一又は第二の半導体領域の本来のドーピングにより決定的に影響を受け、それ故各境界範囲で異なる経過を示す。この結果、アルミニウム成分は、各境界範囲において、たとえ非常に僅かであっても、互いに異なる程度に変化する。
【００２０】
珪化物を形成するニッケルも各々の境界範囲において材料組成のある程度のずれをもたらす。この場合、第一及び第二の半導体領域に由来する珪素は両接合層のニッケルと混合する。この結果、その場合、両境界範囲においてニッケル珪化物が形成される。このプロセスにおいても不純物濃度及び形が決定的な影響因子なので、この効果も同様に境界範囲で互いに僅かに異なる材料組成を招く。
【００２１】
両接合層の、境界面から離れて位置する範囲では、上述の境界面効果が影響しないので、この材料はその元々形成された組成に保持されており、それ故、各々の接合層のこの範囲で一定している。
【００２２】
本発明による考え方では、上述の又は同様な境界面効果に基づくような、両コンタクト層の材料組成の僅かな差は、全て、決定的なものとは見なされず、「少なくともほぼ同じ材料組成」及び「殆ど同質」という概念の下で包括される。
【００２３】
更に、通常の、場合によっては異なる不純物に帰せられるべき材料組成の違いは、ここでは同様に決定的なものとは見なされない。
【００２４】
本発明の半導体装置並びに方法の特別な構成は、各々の主なる請求項に従属する請求項に記載してある。
【００２５】
良好なショットキ接合を形成するには、ｎ形の第一の半導体領域が弱くドープされているのが好ましい。好ましくは、この不純物濃度は、それ故、最高でも１０17ｃｍ-3、特に最高で３×１０16ｃｍ-3である。不純物濃度の高さにより、その場合、半導体装置の阻止電圧強度が決定的に決まる。例えば、１２００Ｖ迄の阻止電圧に対し１．２×１０16ｃｍ-3の不純物濃度が、３０００Ｖ迄の阻止電圧に対し３．６×１０15ｃｍ-3の不純物濃度が選ばれる。
【００２６】
良好なｐ形のオーミック接合については、これに対し、ｐ形の第二の半導体領域が少なくともｐ形オーミック接合との境界範囲で充分に高い不純物濃度を示すのがよい。特にこの不純物濃度は１０17〜１０20ｃｍ-3である。特に良好なｐ形オーミック接合は、不純物濃度が少なくとも１０19ｃｍ-3であるときに生ずる。上記の不純物濃度は、例えばそのためのドーピング物質をエピタキシー成長時又は後でイオン注入により与えることで問題なく作ることができる。
【００２７】
好適な実施例では、アルミニウムは接合材中に少なくとも２０体積％含まれている。好ましい上限として、８０体積％のアルミニウムが実証されている。アルミニウムの体積比は４０〜５０％の範囲が特によい。体積比は、この接合材が（金属間）化合物として存在する際にも確定される。かかる確定に対し決定的なのは、関係するニッケルとアルミニウム原子の原子半径並びに単位セルに関するそれらの濃度である。場合によっては付加的に、金属間化合物における原子間距離の減少を一緒に考慮する。ｐ形オーミック接合とショットキ接合をできるだけ効率的に作るべく、両接合層に対し同一の材料組成を使用するのが好ましいが、基本的にはそれから逸脱してもよい。例えば、ショットキ接合層には５０体積％、ｐ形オーミック接合には２０体積％のアルミニウムを使用できる。
【００２８】
更に、コンタクト材は、ニッケルとアルミニウムだけからなると好ましい。その場合、境界範囲には不可避な不純物及びドーピング材原子を除いて、ＳｉＣ半導体領域に由来する珪素及び炭素並びに接合層の材料に由来するニッケル及びアルミニウムの単一成分のほぼ純粋な４元材料系が存在する。付加的に境界範囲に存在し、４元材料系における交換現象に影響するかも知れない異物原子によって起こり得る接合特性への影響はその場合殆ど回避される。
【００２９】
好適な構成例では、両接合層を連続した共通の接合層として形成する。しかし基本的には、ショットキ及びｐ形接合層を互いに別々にする構成も可能である。
【００３０】
更に、両コンタクト層を６００℃以上で化成処理する形態も好適である。このように化成処理した接合層は、その場合、第一の半導体領域に対し特に良いショットキ接合、第二の半導体領域に対し特に良いオーミック接合を各々形成する。
【００３１】
請求項９以下に挙げた本発明の方法の好ましい実施の形態は、主として、半導体装置の各々対応する構成例と同様な利点を備えている。
【００３２】
この方法の他の実施形態は、第一及び第二の半導体領域に接合材を設ける方法に関する。
【００３３】
両接合層を同時に作れる方法は特に有効である。これにより、順次形成するのと較べて、必要なプロセス工程の数が著しく減少する。その結果、より短い製造サイクルが達成できる。さもなければ必要なマスク工程は、両コンタクト層を別々に化成処理するのと同様に省略できる。両接合層は正に同じ温度で化成処理することができて好ましい。しかもショットキ接合の質が、これにより大きく損なわれることがない。
【００３４】
このことは、両接合層を連続した共通の接合層として形成する構成例においても好ましく影響する。接合材の特別な材料特性により可能な共通のプロセス、特にショットキ接合とオーミック接合の共通の化成処理により、この構成例も特に容易に製造できる。
【００３５】
更にまた、ｎ形ＳｉＣに良いショットキ接合そしてｐ形ＳｉＣに良いオーミック接合を形成するためにも、接合層が殆ど同質の、即ち各コンタクト層内部に少なくともほぼ同じ材料組成が各半導体領域に存在するのが好ましい。これは、特にこの接合材を層構造の形ではなく、むしろ両主成分であるニッケル及びアルミニウムの最終的混合比で半導体領域に直接に設けることで達成される。複数の材料成分から接合材を構成する際には、かかる均一な材料塗着により、両半導体領域に対する境界面に各々全材料成分が直接存在し、両半導体領域の炭化珪素と交換作用が発生する。これに対して層構造の場合は、先ず別々に、例えば数ｎｍの単位の厚さに塗着したニッケルとアルミニウム層を混合する必要がある。この混合、即ち均質化は、特に接合材の塗着に続く熱処理プロセスの始めに行う。この熱処理プロセスは接合の化成処理となる。ｐ形オーミック接合とショットキ接合の質に対しては、この熱処理プロセス時に既に、初めに全ての関係する材料成分が直接半導体領域との境界面に存在するのが決定的な利点である。
【００３６】
この方法のさらなる改良案では、両半導体領域に設ける接合材を少なくとも２つの源から取り出す。この材料源は、その場合、各々少なくとも１つの成分、特にニッケルとアルミニウムを含む。この取り出しは同時的な気化又は霧化（スパッタ）によって行う。両コンタクト層は、これに続いて両材料成分を第一及び第二の半導体領域に析出することで形成する。両接合層に対する接合材は、その場合、気相で個々の材料成分からか、析出工程の経過において生ずる。例えばプラズマ又は電子線の照射量のようなプロセスパラメータにより、特定の意図した混合比を維持できる。
【００３７】
これに対し、別法として、第一及び第二の材料成分から先ず源材料を作り、これを第二の工程で霧化することもできる。この材料の溶出した粒子は、前述の場合のように、両コンタクト層をｎ及びｐ形の炭化珪素上に形成する。
【００３８】
更に異なる有利な実施形態では、半導体装置に、両接合層の形成後、接合の化成処理のための熱処理プロセスを施す。この場合、半導体装置を少なくとも６００℃、特に約１０００℃の温度に加熱し、それから約２時間以下、特に２分間この化成処理温度に保持する。この化成処理は、加熱相とその直後の冷却相のみとし、それら相間に化成処理温度に滞留する時間は設けないようにしてもよい。
【００３９】
ここに使用したニッケル・アルミニウム材以外の場合、約５００℃以上の高温の化成処理温度でショットキ接合の品質低下、場合により完全な破壊に至ることもある。それ故、現在、普通のショットキ接合は最高でも４００℃の温度でしか化成処理できない。このような低い温度では、勿論、ｐ形オーミック接合の充分な化成処理が行えない。従って、両接合の同時化成処理は不可能である。
【００４０】
ニッケル・アルミニウム材を使用する場合には、これに対し、前述の同時化成処理後、ｎ形ＳｉＣとｐ形ＳｉＣに、各々温度的に安定した良好なショットキ接合及びオーミックｐ形接合が生ずる。
【００４１】
接合を形成する両半導体領域は、種々の多結晶型のα−ＳｉＣとすることができる。特に６Ｈ、４Ｈ、又は１５Ｒ−ＳｉＣが使用できる。中でも、４Ｈ多結晶型が好ましい。しかしα−ＳｉＣ多結晶型以外も同様に使用可能である。使用するα−ＳｉＣ単結晶のＳｉ側も、またＣ側も接合層に対する接触面として使用できる。しかしながら、Ｓｉ側が特に好ましい。例えば１０°迄の誤差角をもつ通常の方位誤差は、この方位表示に共に含まれている。
【００４２】
この半導体装置は、高速・高圧ダイオードとして使用するのに特に適する。特に、この半導体装置により３ｋＶ以上の阻止電圧が実現できる。これは使用した特別なニッケル・アルミニウム材で得られた、１．５ｅＶ以上の高いショットキ障壁によるものである。高い阻止電圧への適用に対し、特にショットキ障壁が阻止状態の際に、ショットキ接合として他の接合材を使用した半導体装置よりも高い電界にも耐えることが良好に作用する。
【００４３】
本発明の実施例を、図面に基づき詳細に説明する。なお図面は分かり易くするために尺度に忠実でなく作成し、いくつかの特徴は概略的に示している。各図において、一致する部分は同一の符号を付してある。
【００４４】
図１の半導体装置は、４Ｈ−ＳｉＣに形成したピンチダイオード５を示す。基材を、１０19ｃｍ-3の不純物濃度を持つｎ+形の４Ｈ−ＳｉＣ基板１０が形成し、その上に１０16ｃｍ-3の不純物濃度を持つｎ-形の４Ｈ−ＳｉＣエピタキシー層１１を設けてある。ｎ形ＳｉＣのためのドープ材として各々窒素が使用されている。エピタキシー層１１の低ドーピングは高い阻止特性を保証し、基板１０の高ドーピングはピンチダイオード５の低い順方向抵抗を保証する。図示のピンチダイオード５は、１２００Ｖ迄の阻止電圧用に設計されている。
【００４５】
基板１０に対し反対側のエピタキシー層１１の表面２１上で、このエピタキシー層１１によって形成された第一の半導体領域１０１が各々ショットキ接合層１１０と接触している。この表面２１にはその他に複数のｐ++形の第二の半導体領域２０１が配置され、これらは第一の半導体領域１０１と交互になっている。第二の半導体領域２０１に対するアクセプタとしてアルミニウムが使用され、その不純物濃度は１０19ｃｍ-3である。第二の半導体領域２０１は各々ｐ形オーミック接合層１２０と接触している。
【００４６】
弱ｎ形の第一の半導体領域１０１とｐ++形の第二の半導体領域２０１とを交互に配置した図１の構造は、ピンチダイオードとして代表的なものである。ｐ形の第二の半導体領域２０１は、阻止の場合、順方向動作において通電のために設けられた第一の半導体領域１０１を完全に閉塞するように作用し、これにより阻止能力が向上する。
【００４７】
エピタキシー層１１の表面２１には、従って、直近に異なる形の第一の半導体領域１０１と第二の半導体領域２０１とが配置され、各々ショットキ接合及びオーミック接合を介して接触している。このような直接隣接配置により、コンタクト層１１０と１２０は連続した共通の接合層１００として形成される。この共通の接合層１００は、アルミニウムとニッケルをそれぞれ５０体積％含む材料からなる。即ち、この特別な接合材がｎ形ＳｉＣ上にショットキ接合を、ｐ形ＳｉＣの上にオーミック接合を形成する。
【００４９】
接合層１１０、１２０は、共に唯一の作業工程で表面２１に形成され、次いで共に約１０００℃の温度で化成処理される。ニッケル・アルミニウム材の特別な特性により、この化成処理に際し、他の可能性のある接合材とは異なり、ショットキ接合特性の質の低下はない。図１に示すピンチダイオード５は、それ故、特に容易かつ安価に製造できる。特にショットキ接合の範囲の表面２１に対し、別々な保護又は清浄化手段を必要としない。
【００５０】
縁部領域で、第一及び第二の半導体領域１０１、２０１はＰ-にドープされた半導体領域３００で囲まれている。この第三の半導体領域３００は縁部閉塞層として作用し、特に両半導体領域１０１、２０１に過大な電界が発生するのを防ぐ。この種縁部閉塞層は、国際出願ＷＯ９６／０３７７４に示されている。
【００５１】
接合層１１０、１２０は代表的には約２００ｎｍの厚さを持つ。そのエピタキシー層１１の反対側の表面に、アルミニウムからなる付加的な接合補強層１３０が配置されている。基板１０の、エピタキシー層１１の反対側には、ニッケルからなる裏面電極１４０が配置されている。裏面電極１４０として設けたニッケル金属膜は、特に接合層１１０、１２０と共に化成処理されている。従って、唯一の化成処理工程で付加的にオーミック裏面接合も得られる。裏面電極１４０には、ニッケルに代わって、ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）合金も使用できる。
【００５２】
図２は、別の半導体装置として耐サージ電流ショットキダイオード６を示す。ピンチダイオード５と異なり、耐サージ電流ショットキダイオード６は、表面２１に異なる形の半導体領域を交互に配置した構造を持っていない。その代わり、エピタキシー層１１により形成された、弱ｎ形の第一の半導体領域１０２が強ｐ形の第二の半導体領域２０２で囲まれている。この場合、図２に示すショットキダイオード６の構造は、回転対称であることを前提としている。
【００５３】
ピンチダイオード５と異なり、このショットキダイオード６は、電流を担う半導体領域を閉塞することによる阻止能力の向上ではなく、サージ耐量の向上を図るものである。このため第二の半導体領域２０２と基板１０により形成されたｐｎ接合ダイオードが、全てショットキ接合を介して流れて場合によりこれを過負荷に曝すことにもなるサージ電流の一部を引き受ける。特別な設計により、このｐｎ接合ダイオードは過負荷時のみ、即ち高い電流パルスが流れるときに閉じ、これに対し通常の順方向運転の際には無電流であり、その結果全電流がこの通常運転時ショットキ接合を介して流れる。
【００５４】
ショットキダイオード６の機能のためには、第一の半導体領域１０２に対するショットキ接合と、第二の半導体領域２０２に対するｐ形のオーミック接合とを必要とする。更に両接合は互いに直接隣接している。図１の実施例と同様に、ショットキ接合層１１及びｐ形のオーミック接合層１２０の接合材としてニッケル・アルミニウム材が使用される。この場合も連続した共通の接合層１００になる。アルミニウムの体積比はこの実施例では４０％であり、ニッケルのそれは従って６０％である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるＳｉＣ半導体装置の第一の実施例を示す。
【図２】  本発明によるＳｉＣ半導体装置の第二の実施例を示す。
【符号の説明】
５              ピンチダイオード
６              ショットキダイオード
１０            基板
１１            エピタキシー層
２１            表面
１００          共通の接合層
１０１、１０２  第一の半導体領域
１１０、１２０  接合層
１３０          接合補強層
１４０          裏面電極
２０１、２０２  第二の半導体領域
３０３          第三の半導体領域
【図１】
0004160752.tif 000002
【図２】
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