[發明專利]碳化硅半導體裝置的制造方法

有效

• 申請號: 201380018024.3
• 申請日: 2013-03-18
• 公開（公告）號: CN104303269B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 呂民雅;仲俁伸一;木下明將;福田憲司
• 申請（專利權）人: 富士電機株式會社
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L21/285;H01L21/336;H01L29/12;H01L29/78
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 李逸雪

技術領域

本發明涉及碳化硅半導體裝置的制造方法，特別涉及碳化硅半導體裝置的歐姆電極的制造方法。

背景技術

過去，以高頻、大功率的控制為目的，使用硅(Si)基板的功率器件(以下稱作硅功率器件)的高性能化不斷進展。但是，由于硅功率器件不能在高溫下使用，因此，應對要求更高性能的功率器件的呼聲，研究了新的半導體材料的運用。

碳化硅(SiC)由于具有硅的約3倍這樣寬的禁帶寬度，因而在高溫下的電導率的控制性卓越，由于具有比硅大約一個數量級的絕緣擊穿電壓，因此能作為高耐壓元件用的基板材料運用。進而，碳化硅由于具有硅的約2倍的電子飽和漂移速度，因此還能運用在高頻且大功率的控制用的元件中。

關于形成使用碳化硅基板的功率器件的背面電極的技術，已知通過使碳化硅基板中的硅與鎳(Ni)膜中的鎳反應來形成由硅化鎳構成的反應層從而得到碳化硅基板和鎳膜的歐姆特性的方法。但是，在通過該方法形成的歐姆電極中，由于偏析在歐姆電極表面的游離碳(C)而使得與形成在歐姆電極上的布線金屬層的密接性降低，有布線金屬層變得易于剝離這樣的問題。為了解決該問題，提出以下的手法。

例如，在下述專利文獻1中，公開了如下方法：在碳化硅基板的表面，在由鎳或鎳合金構成的第1金屬膜上形成由鈦(Ti)、鉭(Ta)或鎢(W)的任一者構成的第2金屬膜，并進行熱處理。記載了根據該方法，由于通過硅化鎳的生成而游離的碳與第2金屬膜反應而生成碳化物，因此能防止碳成分在金屬膜表面偏析，能防止歐姆電極和布線金屬層的剝離。

先行技術文獻

專利文獻

專利文獻1：JP特開2006-344688號公報

發明的概要

發明要解決的課題

但是，在上述專利文獻1記載的制造方法中，為了同時防止成為剝離的原因的游離碳的偏析、和第2金屬膜的過剩殘留所引起的接觸電阻的增大，需要高精度地控制鎳膜和第2金屬膜的膜厚比率。在金屬膜的成膜一般所用的磁控濺射法中，已知通過反復進行強磁性體的鎳的成膜來減少靶外周部的泄漏磁力線，從而侵蝕會集中到靶中心部，膜厚均勻性變差。另外，由于在靶外周部的堆積速度減少，另一方面偏向靶中央而堆積速度增加，因此還發生靶壽命變短，靶的使用效率變差這樣的問題。

發明內容

本發明目的在于，為了消除上述的現有技術中的問題點，提供一種在形成歐姆電極時膜厚均勻、無剝離且能提升靶的使用效率的碳化硅半導體裝置的制造方法。

用于解決課題的手段

為了解決上述課題，達成本發明的目的，本發明所涉及的碳化硅半導體裝置的制造方法具有如下特征。通過濺射由將鎳、和使鎳的磁導率降低并且生成碳化物的金屬調整為給定的組成比而得到的混合體或合金構成的靶，來在碳化硅基板上形成歐姆金屬膜。并且，對所述歐姆金屬膜實施熱處理來進行燒成。

為了解決上述課題、達成本發明的目的，本發明所涉及的碳化硅半導體裝置的制造方法具有如下特征。在碳化硅基板的第1主面使外延層生長。然后，通過在所述碳化硅基板的第2主面濺射由將鎳、和使鎳的磁導率降低并且生成碳化物的金屬調整為給定的組成比而得到的混合體或合金構成的靶，來在所述碳化硅基板上形成歐姆金屬膜。進而，對所述歐姆金屬膜實施熱處理來進行燒成。

本發明所涉及的碳化硅半導體裝置的制造方法在上述的發明的基礎上，其特征在于，使所述鎳的磁導率降低并且生成碳化物的金屬是從鉬、鎢、鉭、釩、鋯、鈦、鉻、鋁選定的1種或2種以上的金屬。

本發明所涉及的碳化硅半導體裝置的制造方法在上述的發明的基礎上，其特征在于，使所述鎳的磁導率降低并且生成碳化物的金屬是鈦，所述靶中的鈦比率為8at％以上50at％以下。

本發明所涉及的碳化硅半導體裝置的制造方法在上述的發明的基礎上，其特征在于，實施所述熱處理的溫度為1050℃以上。

根據上述的本發明，能在碳化硅基板上形成膜厚均勻、無剝離的歐姆電極。另外，能提升靶的使用效率。進而，根據上述的本發明，能精度良好地控制歐姆電極材料的鎳：鈦組成比，能在抑制成為電極的剝離的原因的歐姆電極層表面的碳析出的同時抑制成為接觸電阻增大的原因的鈦的過剩殘留。

發明的效果

根據本發明所涉及的碳化硅半導體裝置的制造方法，能實現在形成歐姆電極時膜厚均勻、無剝離且使靶的使用效率提高這樣的效果。

附圖說明

圖1是用于說明本發明的實施方式所涉及的碳化硅肖特基勢壘二極管的制造工序的截面示意圖。