一种碳化硅半导体装置的制造方法，具有：工序(A)，准备第一导电型的碳化硅基板(1)；工序(B)，在上述第一导电型的碳化硅基板(1)的一个主面上形成第一导电型的外延层(2)；工序(C)，在上述第一导电型的碳化硅基板(1)的另一个主面上形成第一金属层；工序(D)，在上述工序(C)之后，对上述碳化硅基板进行热处理，在上述第一金属层与上述碳化硅基板的另一主面之间形成欧姆结，在上述第一金属层上形成与其他金属贴紧度良好的物质(10)的层；工序(E)，在上述工序(D)之后，将另一主面上的第一金属层(8)表面的杂质除去并进行清洗，在1100℃以上的温度下进行上述工序(D)的热处理。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】碳化硅半导体装置的制造方法以及由该方法制造的碳化硅半导体装置
本专利技术涉及一种碳化硅半导体装置的制造方法、特别涉及一种在具有金属/碳化硅半导体界面的碳化硅半导体装置的制造方法中提高金属沉积膜的贴紧度的方法、以及利用该方法制造的碳化硅半导体装置。
技术介绍
碳化硅(SiC)是化学性非常稳定的材料，带隙宽到3eV，即使在高温下也能够作为半导体极其稳定地使用。另外，最大电场强度也比硅(Si)大I位数以上，因此，从功率半导体元件的观点来考虑，作为代替性能界限相近的硅的材料备受瞩目(例如，参照下列非专利文献I)。 半导体装置在制造工序的最后阶段进行用于与外部装置连接的布线用金属膜的形成。对该布线用金属膜的要求包括:接触电阻小；切割时不产生剥离；能够经受住焊接或芯片焊接后的长时间使用并不产生剥离等，但特别要求的是不会产生剥离，贴紧度强。这在以碳化硅为材料的碳化硅半导体装置中也不例外。 在以碳化硅为材料的碳化硅半导体装置中，碳化硅含有碳，在半导体装置的制作(制造)工序中，大多使用用于与金属反应的高温处理，而且，在反应后需要通过很多工序，因此，很容易在表面形成引起石墨层等的剥离的层。因此，在引起石墨层等的剥离的层上沉积布线用等的金属膜，这就很容易引起布线用金属膜的剥离。 特别是，如果关注在碳化硅半导体装置中形成成为低电阻连接的欧姆电极的工序，则可知:可以在将镍(Ni)膜沉积在碳化硅基板上之后，进行热处理，并使Ni膜中的Ni与碳化硅基板中的硅发生反应，从而在碳化硅基板上形成例如Ni硅化物膜。但是，在对Ni进行热处理形成Ni硅化物膜的情况下，由于Ni不与碳化硅基板中的碳(C)发生反应，因此，剩余的碳会在Ni硅化物膜上形成石墨层。而且，由于之后要经过多个工序，因此，在欧姆电极表面上会沉积使贴紧度降低的污染物。如果在沉积了该污染物的面上制作与外部装置连接用的布线用金属膜，则贴紧度降低，成为引起布线用金属膜的剥离的主要原因。 因此，在现有技术中提出了利用以下方法来抑制布线用金属膜的剥离，即，在氧气 (O2)气氛或惰性气体(氩(Ar)等)气氛下，利用等离子体处理除去在Ni硅化物膜的表面上形成的石墨层，从而防止布线用金属膜的剥离的方法(例如，参照下列专利文献I);或者，在对沉积在碳化硅基板上的Ni膜进行热处理之前，事先在Ni膜上形成Ni硅化物膜，从而使石墨层不会露出到表面的方法(例如，参照下列专利文献2);或者，通过在Ni膜上沉积与碳反应的金属并进行热处理，从而在表面上形成金属碳化物层的方法(例如，参照下列专利文献3)。 现有技术文献 专利文献 专利文献I JP特开2003-243323号公报 专利文献2 JP特开2006-332358号公报 专利文献3 JP特开2006-344688号公报 非专利文献 非专利文献I:IEEE Transact1ns on Electron Devices (Vol.36,p.1811,1989)
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题 如上所述，在碳化硅半导体装置的制造工序中，存在很多形成成为引起布线用金属膜的剥离的石墨层等的剥离原因物质的层的原因。在如上述专利文献I等所述利用氩(Ar)溅射等物理方法来除去该剥离原因物质的情况下，不仅除去了剥离原因物质，而且连低电阻连接所需要的Ni硅化物层也被除去。很难确立正确地只将剥离原因物质除去的方法。另外，虽然如上述专利文献3等所示，通过沉积与碳形成化合物的金属并进行热处理来除去析出石墨的方法能够简化工序，但不能够避免除去析出石墨之后的工序中的污染物质导致的布线用金属膜的剥离。 鉴于上述课题，本专利技术的目的是提供一种在如下所述的半导体装置的制造方法中能够抑制布线用金属膜的剥离的方法，该制造方法为:在将金属膜沉积在碳化硅基板上之后，通过退火而在金属膜与碳化硅基板之间形成欧姆结，在表面上形成与其他金属膜贴紧度良好并且针对Ar溅射等物理方法耐抗性高的层，利用Ar溅射优先地将在形成欧姆电极等的过程中产生的剥离原因物质除去，并露出与其他金属膜的贴紧度良好的表面，由此，提高所露出的用于连接的布线用金属膜与外部装置的贴紧度。 解决技术课题的方法 本专利技术的专利技术人为了达到上述目的而进行了不懈研究，其结果发现:当在与碳化硅基板之间的用于获得欧姆结的第一金属层上使用Ni等与碳不发生反应的元素时，通过形成与碳发生反应而生成化合物的第IV族、第V族或第VI族的金属并且形成第一金属层，由此，在1100°C以上的温度下进行热处理之后，使在第一金属层上引起剥离的石墨减少，并且形成贴紧度良好的物质。而且，还发现:即使在第IV族、第V族或第VI族的金属中，特别是钛(Ti)也会形成娃化钛、碳化钛以及钛、娃和碳的三元化合物(TixSiyCz),这些化合物对物理方法具有耐抗性，因此，具有抑制布线用金属膜剥离的效果。 本专利技术就是基于这些发现而完成的，本专利技术提供了以下的技术方案。 为了解决上述课题而达到本专利技术的目的，涉及本专利技术的碳化硅半导体装置的制造方法具有:(A)准备第一导电型的碳化娃基板，(B)在上述碳化娃基板的一个主面上形成第一导电型的外延层。(C)在上述碳化硅基板的另一个主面上形成由镍(Ni)与第IV族、第V族和第VI族的金属中的任意一者以上构成的第一金属层。(D)接下来，对上述碳化硅基板进行热处理，在上述第一金属层与上述碳化硅基板的另一主面之间形成欧姆结，在上述第一金属层上形成与其他金属贴紧度良好的物质的层。(E)接下来，将上述碳化硅基板的另一主面上的第一金属层的表面的杂质除去并进行清洗。而且，在1100°C以上的温度下进行形成与上述其他金属贴紧度良好的物质的层的工序(D)的热处理。 本专利技术涉及的碳化硅半导体装置的制造方法的特征为，在上述专利技术中，上述第一金属层是由镍(Ni)和钛(Ti)构成的层。 本专利技术涉及的碳化硅半导体装置的制造方法的特征为，在上述专利技术中，形成与上述其他金属贴紧度良好的物质的层的工序(D)的热处理的最高温度为1100°C以上且1350°C 以下。 本专利技术涉及的碳化硅半导体装置的制造方法的特征为，在上述专利技术中，形成与上述其他金属贴紧度良好的物质的层的工序(D)的热处理的保持时间为I秒以上且I小时以下。 本专利技术涉及的碳化硅半导体装置的制造方法的特征为，在上述专利技术中，形成与上述其他金属贴紧度良好的物质的层的工序(D)的热处理的升温速度为0.5°C/秒以上且20°C /秒以下。 本专利技术涉及的碳化硅半导体装置的制造方法的特征为，在上述专利技术中，上述与其他金属贴紧度良好的物质的层是由在上述第一金属层上部分残留的层形成的。 本专利技术涉及的碳化硅半导体装置的制造方法的特征为，在上述专利技术中，上述与其他金属贴紧度良好的物质的层是由碳化钛或钛、硅和碳的三元化合物(TixSiyCz)形成的。 本专利技术涉及的碳化硅半导体装置的制造方法的特征为，在上述专利技术中的除去上述第一金属层的表面的杂质并进行清洗的工序(E)中，采用使离子冲撞来除去杂质并进行清洗的逆向溅射法。 本专利技术涉及的碳化硅半导体装置的制造方法的特征为，在上述专利技术中，上述离子是离子化后的氩(Ar)。 本专利技术涉及的碳化硅半导体装置的制造方法的特征为，在上述专利技术中本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种碳化硅半导体装置的制造方法，具有：工序(A)，准备第一导电型的碳化硅基板；工序(B)，在上述碳化硅基板的一个主面上形成第一导电型的外延层；工序(C)，在上述碳化硅基板的另一个主面上形成由镍(Ni)与第IV族、第V族和第VI族的金属中的任意一者以上构成的第一金属层；工序(D)，在上述工序(C)之后，对上述碳化硅基板进行热处理，在上述第一金属层与上述碳化硅基板的另一主面之间形成欧姆结，在上述第一金属层上形成与其他金属贴紧度良好的物质的层；以及工序(E)，在上述工序(D)之后，将上述碳化硅基板的另一主面上的第一金属层表面的杂质除去并进行清洗，在1100℃以上的温度下进行上述工序(D)的热处理。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.30 JP 2012-0820411.一种碳化娃半导体装置的制造方法， 具有: 工序(A)，准备第一导电型的碳化硅基板； 工序(B),在上述碳化娃基板的一个主面上形成第一导电型的外延层； 工序(C)，在上述碳化硅基板的另一个主面上形成由镍(Ni)与第IV族、第V族和第VI族的金属中的任意一者以上构成的第一金属层； 工序(D)，在上述工序(C)之后，对上述碳化硅基板进行热处理，在上述第一金属层与上述碳化硅基板的另一主面之间形成欧姆结，在上述第一金属层上形成与其他金属贴紧度良好的物质的层；以及 工序(E),在上述工序(D)之后,将上述碳化娃基板的另一主面上的第一金属层表面的杂质除去并进行清洗， 在1100°C以上的温度下进行上述工序(D)的热处理。2.根据权利要求1所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其特征为， 上述第一金属层是由镍(Ni)和钛(Ti)构成的层。3.根据权利要求1所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其特征为， 上述工序(D)的热处理的最高温度为1100°C以上且1350°C以下。4.根据权利要求1所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其特征为， 上述工序⑶的热处理的保持时间为I秒以上且I小时以下。5.根据权利要求1所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其特征为， 上述工序(D)的热处理的升温速度为0.5°C /秒以上且20°C /秒以下。6.根据权利要求1所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其特征为， 上述与其他金属贴紧度良好的物质的层是由在上述第一金属层上部分残留的层形成的。7.根据权利要求1所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其特征为， 上述与其他金属贴紧度良好的物质的层是由碳化钛或钛、硅和碳的三元化合物(TixSiyCz)形成的。8.根据权利要求1所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其特征为， 在上述工序(E)中，采用使离子冲撞来除去杂质并进行清洗的逆向溅射法。9.根据权利要求8所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：木下明将，辻崇，福田宪司，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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