JP2009545885A - ＳｉＣショットキーダイオード用モリブデンバリア金属および製造方法 - Google Patents

Abstract

ダイオードの製造方法を開示する。一実施形態では本方法は、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）のエピタキシャル層上にショットキーコンタクトを形成する工程と、前記ショットキーコンタクトを３００℃から７００℃の範囲の温度でアニールする工程とを含む。ショットキーコンタクトは、モリブデン（Ｍｏ）層はモリブデン層により形成される。

Description

本発明は、モリブデンショットキーバリアコンタクトを有するシリコンカーバイド（ＳｉＣ）ショットキーダイオードに関する。

本出願は２００６年７月３１日に出願された同時係属中の米国仮特許出願第６０／８２０，８０７号および２００７年７月に出願された米国仮特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号に基づく優先権を主張する。上記出願を参考のためここに援用する。

ダイオードは、電流の流れる方向を制限する電子部品である。より具体的にはダイオードは、電流が一方の方向に流れることを許容するが反対方向に流れることを阻止する。従ってダイオードは、機械的逆止弁の電子版と考えることができる。電流が一方向のみに流れることを必要とする回路は、典型的には１以上のダイオードを含む。

ショットキーダイオードはｐｎ接合ではなく、金属と半導体とのコンタクトから形成されるダイオードである。ショットキーダイオードは、標準的なｐｎ接合ダイオードよりも低い順方向電圧降下を有する。ショットキーダイオードの接合容量は概してｐｎ接合ダイオードのそれよりもはるかに低い。接合容量が低いために、ミキサおよび検出器などの高速回路および無線周波数（ＲＦ）デバイスに対する切り換え速度が速く安定性が高い。さらにショットキーダイオードは、高電圧用途にも用いることができる。

高電圧用途での使用のために、ショットキーダイオード製造者は、優れた電力損失低減特性を有するデバイスを提供しようとしている。このようなダイオードの性能を評価するために製造者が用いるパラメータは、順方向電流伝導特性および逆方向電圧遮断特性を含む。順方向電流伝導が優れており遮断電圧が高いデバイスは、高電圧低損失用途にとって理想的である。このようなデバイスを上手く製造することに対する問題点としては、デバイスの製造に用いる材料の固有の特性およびこれらの材料が有し得る物理的欠陥などがある。

シリコンカーバイド（ＳｉＣ）は、臨界電界が高いために、高電圧低損失パワー半導体デバイスにとって期待できる材料として出現した。さらにＳｉＣを用いるショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）が現在市販されている。しかしこれらのデバイスの性能は、ＳｉＣが有する可能性のある理想的な性能に比べて低い。より具体的には、現在入手可能なＳｉＣ−ＳＢＤは、ＳｉＣが有する可能性のある優れた性能（高電圧、高電流容量および低損失）を完全には実現しない。さらに現在入手可能なＳｉＣ−ＳＢＤは、高電圧デバイスのＳｉＣエピ層において性能を劣化させる欠点を有する。

従って向上した順方向電流伝導および逆方向電圧遮断容量を有するショットキーダイオードを提供する方法が必要である。本発明は、この必要性を満たす方法を提供する。

チタンおよびその他の使用可能なショットキーコンタクト材料に比べて、順方向電流伝導および逆方向電圧遮断性能を向上させるモリブデンショットキーコンタクトを開示する。さらにモリブデンショットキーコンタクトは、チタン（Ｔｉ）またはニッケル（Ｎｉ）のショットキーコンタクトを用いたＳｉＣショットキーダイオードに比べて、高温でより優れたデバイス動作安定性を提供し、より高いアニール温度の使用を可能にする。

さらに、ダイオードの製造方法を開示する。本方法は、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）のエピタキシャル層上にショットキーコンタクトを形成する工程と、ショットキーコンタクトを３００から７００℃の範囲の温度でアニールする工程とを含む。ショットキーコンタクトはモリブデン（Ｍｏ）層により形成される。

開示するダイオード製造方法の一部として、基板を形成し、基板上にエピタキシャル層を形成し、エピタキシャル層の終端領域内にエッジ終端インプラントを形成する。さらに、エピタキシャル層上にショットキーコンタクトを形成し、ショットキーコンタクトを６００℃を超える温度でアニールする。その後、ショットキーコンタクト上方にアルミニウム（Ａｌ）コンタクトを形成する。ショットキーコンタクトはモリブデン（Ｍｏ）層により形成される。

さらに開示するのは、本明細書に記載するプロセスにより製造されるショットキーダイオードである。一実施形態において、ショットキーダイオードは、基板と、基板に隣接して且つ基板上方に設けられたエピタキシャル層と、エピタキシャル層の終端領域内に形成された電界リングと、エピタキシャル層上に形成されたショットキーコンタクトとを含む。ショットキーコンタクトは、モリブデン層により形成される。ショットキーコンタクト上方にアルミニウム層が形成される。

一実施形態では、高電圧ＳｉＣ−ＳＢＤでのパワー損失低減にとって優れた特性（例えば、ショットキーバリア高さ＝１．２〜１．３ｅＶおよび理想係数＜１．１）を有する、高温（＞６００℃）アニールされたモリブデン（Ｍｏ）ショットキーコンタクトが開示される。ショットキーバリア高さは、金属と半導体との界面における電位の差異を示す。このパラメータは、デバイスの順方向電圧および漏れ電流の判定にとって重要である。理想係数は、界面の質の測定値を表す。概して理想係数は１から２であり、本明細書に開示するモリブデンショットキーコンタクトなどの高質界面の場合、このパラメータは１．１未満である。

一実施形態では、本明細書に開示するようなショットキーコンタクトを含む４Ｈ−ＳｉＣ接合バリアショットキーダイオードなどの電子パワーデバイスを、直径３インチの４Ｈ−ＳｉＣウエハ上に製造してもよい。ショットキー金属コンタクトは、スパッタリングにより、或いはより好適にはＴｉ、ＭｏおよびＮｉの電子線および熱蒸発によって得られ得る。

一実施形態では、開示するショットキーダイオードは、室温で７７から４００°Ｋの範囲において１０００Ｖまでの遮断電圧を呈する。一実施形態では、ショットキーダイオードの特性を、電流−電圧測定値および容量−電圧測定値を参照して評価した。様々な設計におけるショットキーバリア高さ（ＳＢＨ）、理想係数、および逆方向漏れ電流を測定し、上手く動作しなかったデバイスの構造に関する形態学的研究を高解像度走査電子顕微鏡を用いて行った。

一実施形態では、ショットキーバリアとしてＭｏを有するショットキーバリアダイオードは、標準的なＴｉ金属処理で得られるものに似た遮断電圧を示すが、これよりも高さバリア値が低い。バリア値が低いと、図２Ａに示すように順方向伝導性能がよくなり、さらに図２Ｂに示すように逆方向または遮断電圧性能もよくなる。さらに、接合バリアショットキーダイオードは、ショットキーバリアに対する電界強度を制限し、従ってショットキーバリアの低下および逆方向電流をも制限する。

本発明の上記および他の利点は、図面に示す好ましい実施形態についての以下の詳細な説明を読むことにより当業者には確実に明らかになる。

図１Ａは、一実施形態により製造されたシリコンカーバイド（ＳｉＣ）ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）の一部分の断面を示すブロック図である。 図１Ｂは、一実施形態によって製造された完成したＳｉＣ−ＳＢＤの断面図である。 図２Ａは、一実施形態によるモリブデン（Ｍｏ）ショットキーコンタクトを有するショットキーダイオードの順方向伝導特性を、チタン（Ｔｉ）ショットキーコンタクトを有するショットキーダイオードと比べて示すグラフである。 図２Ｂは、一実施形態によるＭｏショットキーコンタクトを有するショットキーダイオードの逆バイアス特性を、Ｔｉショットキーコンタクトを有するショットキーダイオードと比べて示すグラフである。 図３は、一実施形態によってＳｉＣショットキーダイオードを製造するプロセスの一例において実施される工程を示すフローチャートである。

本発明およびそのさらなる利点は、添付の図面を参照し以下の記載を読むことにより、最もよく理解することができる。

図面において、同様のエレメントには同様の参照符号を付す。

本発明を、添付の図面に示す様々な実施形態に照らして詳細に説明する。以下の説明では、本発明の徹底的な理解を可能にするために具体的な詳細事項を述べる。しかし本発明は本明細書に記載する実施の詳細な点の一部がなくても実施可能であることは当業者には明らかである。さらに本発明を必要以上に不明瞭にしないために、周知の動作は詳細に記載しない。

（本発明の一実施形態によるＳｉＣショットキーダイオード用モリブデンバリア金属および製造方法）
図１Ａは、本発明の一実施形態によって製造されたシリコンカーバイド（ＳｉＣ）ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）１００の断面図である。一実施形態では、チタン（Ｔｉ）およびその他の材料よりも順方向電流伝導性能および逆方向電圧遮断性能を向上させるモリブデン（Ｍｏ）ショットキーコンタクトを用いる。さらにＭｏショットキーコンタクトは、チタン（Ｔｉ）またはニッケル（Ｎｉ）ショットキーコンタクトを用いたＳｉＣショットキーダイオードに比べて、高温でより優れた動作安定性を提供し、より高いアニール温度の使用を可能にする。

図１Ａに示す実施形態ではＳｉＣ−ＳＢＤ１００は、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）基板１０と、ＳｉＣエピタキシャル層１１と、エッジ終端インプラント１２と、パッシベーション層１３と、モリブデン（Ｍｏ）コンタクト１４と、オーミックコンタクト１５と、裏面オーミックコンタクト１６とを含む。一実施形態では、パッシベーション層１３は二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）で形成されてもよく、オーミックコンタクト１５はアルミニウム（Ａｌ）で形成されてもよく、オーミックコンタクト１６はニッケル（Ｎｉ）で形成されてもよい。他の実施形態では、本明細書に記載する以外の材料を用いてＳｉＣ ＳＢＤ１００の１以上の構造を形成してもよい。

図１Ａに示すように、ＳｉＣ基板１０上に高質ＳｉＣエピタキシャル堆積層（例えばＳｉＣエピタキシャル層１１）が形成されており、エッジ終端の拡散を用いてＳｉＣエピタキシャル層１１内にエッジ終端インプラント１２（例えば電界リング）が形成されている。一実施形態では、エッジ終端インプラント１２の一部分がパッシベーション層１３で覆われている。一実施形態では、Ｍｏコンタクト１４が高温で形成され、オーミックコンタクト１５に接する。裏面オーミックコンタクト１６は基板１０の裏面に形成される。

動作は以下の通りである。オーミック層１５および裏面オーミックコンタクト１６によって表される端子間に正電圧が印加されると、図１Ａに参照符号１７で示すように順方向電流伝導がトリガされる。逆に、オーミック層１５および裏面オーミックコンタクト１６によって表される端子間に逆電圧が印加されると、ＳｉＣ−ＳＢＤ１００には逆バイアスがかかり電流伝導は停止する。デバイスの動作中、本明細書に記載するＭｏコンタクトは、ＳｉＣ−ＳＢＤ１００の全寿命期間に亘ってＴｉよりも安定したショットキーバリアを提供するということが理解されるはずである。

（製造プロセス）
一実施形態ではまず、ＳｉＣ基板（例えば図１Ａに示す１０）とＳｉＣエピタキシャル層（例えば図１Ａに示す１１）とを含む調製ずみウエハを、Ｈ_２ＳＯ_４：Ｈ_２Ｏ_２：Ｈ_２Ｏの４：１．５：１．５（容量比）溶液を９０℃で１０分間用い、Ｈ_２ＯＤｌ．：ＨＣＬ：Ｈ_２Ｏ_２の４：１．５：１．５（容量比）溶液を７５℃で１０分間用いて予備クリーニングしてもよい。その後、ＳｉＣエピタキシャル層１１の表面に第１のフォトレジストマスクを適用する前に、低熱酸化（ＬＴＯ）テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）化合物を厚み１ミクロンまで堆積してもよい。その後、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により酸化物エッチングを行ってもよい。

次に、Ｈ_２ＳＯ_４：Ｈ_２Ｏ_２の１００：６溶液を１４０℃で１５分間用いてフォトレジストストリップを行ってもよい。その後、第２のフォトレジストマスクを適用してもよく、その後、６：１バッファ化学溶液を用いて、この構造物にバッファ酸化物エッチング（Ｂ．Ｏ．Ｅ．）を施してもよい。上記の操作により、エッジ終端インプラント（例えば図１Ａに示す１２）用の半導体構造物が調製される。従ってその後エッジ終端インプラントが形成され得る。

一実施形態では、エッジ終端インプラント（例えば図１Ａに示す１２）は、５Ｅ１３のドーズ量、８０＋１９０ＫｅＶの注入エネルギーおよび４度の傾斜角を用いて形成されたボロン（Ｂ）インプラントを含んでもよい。ボロン（Ｂ）インプラントが形成された後、１Ｅ１５のドーズ量、２５＋８０ＫｅＶの注入エネルギーおよび４度の傾斜角を用いて裏面リン（Ｐ）インプラントを形成してもよく、これによりカソード表面濃度（例えば図１Ａに示す１２）が上昇する。２次的イオン質量分析（ＳＩＭＳ）ツールを用いてインプラントの元素分析および同位体分析を行うことができる。

その後、Ｈ_２ＳＯ_４：Ｈ_２Ｏ_２の１００：６溶液を１４０℃の温度で１５分間用いてフォトレジストストリップを行ってもよい。その後、６：１溶液を用いてバッファ酸化物エッチング（Ｂ．Ｏ．Ｅ．）をもう一度施してもよい。得られた構造物を、Ｈ_２ＳＯ_４：Ｈ_２Ｏ_２：Ｈ_２Ｏの４：１．５：１．５（容量比）溶液を９０℃で１０分間用い、Ｈ_２ＯＤｌ．：ＨＣＬ：Ｈ_２Ｏ_２の４：１．５：１．５（容量比）溶液を７５℃で１０分間用いて予備クリーニングしてもよい。次に、エッジ終端インプラント（例えば図１Ａに示す１２）をアニールしてもよく、これにより１５５０℃よりも高い温度（ＳｉＣエピタキシャル層１１内に注入されたイオンを活性化するため）の高温急速終端アニール（ＨＴＲＴＡ）を用いて、注入されたドーパントが活性化される。一実施形態ではＨＴＲＴＡを用いることにより、ＳｉＣ材料の劣化が防止される。ＳｉＣ材料が劣化すると、完成したデバイスの性能も劣化し得る。

その後、Ｈ_２ＳＯ_４：Ｈ_２Ｏ_２：Ｈ_２Ｏの４：１．５：１．５（容量比）溶液を９０℃で１０分間用い、Ｈ_２ＯＤｌ．：ＨＣＬ：Ｈ_２Ｏ_２の４：１．５：１．５（容量比）溶液を７５℃で１０分間用いて、さらなる予備クリーニング操作を行ってもよい。光沢のある表面を提供するために、低熱酸化（ＬＴＯ）ＴＥＯＳを堆積してもよい。その後、犠牲酸化を行ってもよく、その後酸化物ストリップを行ってもよい。

その後、Ｈ_２ＳＯ_４：Ｈ_２Ｏ_２：Ｈ_２Ｏの４：１．５：１．５（容量比）溶液を９０℃で１０分間用い、Ｈ_２ＯＤｌ．：ＨＣＬ：Ｈ_２Ｏ_２の４：１．５：１．５（容量比）溶液を７５℃で１０分間用いて、予備クリーニング操作を行ってもよい。次に、低熱酸化（ＬＴＯ）ＴＥＯＳを厚み１ミクロンまで堆積してもよい（これにより、終端インプラントエリアにＴＥＯＳが形成されている状態でパッシベーションが行われる）。その後、ＴＥＯＳ酸化を行ってもよい。一実施形態ではＴＥＯＳ酸化の結果、電気特性が向上する。これらのプロセスにより酸化物界面が小さく維持されるからである。

次に、材料を除去して金属堆積用半導体構造物を調製する（コンタクト用開口を提供する）操作を行ってもよい。これらの操作は、フォトレジストマスク（第３）の形成と、Ｂ．Ｏ．Ｅ．酸化物エッチングを行うこと（６：１バッファ化学溶液を用いる）と、フォトレジストストリップを行うこと（Ｈ_２ＳＯ_４：Ｈ_２Ｏ_２の１００：６溶液を１４０℃で１５分間用いる）と、予備クリーニング操作を行うこと（Ｈ_２ＳＯ_４：Ｈ_２Ｏ_２：Ｈ_２Ｏの容量比４：１．５：１．５溶液を９０℃で１０分間用い、Ｈ_２ＯＤｌ．：ＨＣＬ：Ｈ_２Ｏ_２の容量比４：１．５：１．５溶液を７５℃で１０分間用いる）と、Ｂ．Ｏ．Ｅ．クリーニングを行うこととを含む。選択された薄膜金属層（例えばＮｉまたはＮｉ−Ａｌなど）を用いてカソードエリア上に裏面オーミックコンタクトを形成してもよく、その後８００〜１０００℃の範囲の温度でアニールを行ってもよい。これにより、コンタクト抵抗が低減する。

上記の操作を行った後、コンタクト開口にモリブデンショットキーバリア（例えば図１Ａに示すＭｏショットキーコンタクト１４）を形成してもよく、モリブデンショットキーバリア（例えばコンタクト）上方にオーミック（例えばニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）など）前面金属コンタクト（例えば図１Ａに示す１５）を形成してもよい。一実施形態では、モリブデンショットキーバリア（例えばコンタクト）を厚み５００オングストローム〜２０００オングストロームまで成長させてもよい。一実施形態では、前面オーミックコンタクト（例えば図１Ａに示す１５）を厚み４ミクロンまで成長させることができる。一実施形態では、標準的ワイヤボンディングプロセスを用いて、オーミック前面金属コンタクトを形成してもよい。他の実施形態では、他のプロセスを用いることができる。その後、３００℃〜７００℃の範囲の温度を用いて金属焼結（高温アニール）を行ってもよい。他の実施形態では、６００℃を越える（例えば８００℃）温度を用いて金属焼結を行ってもよい。

次に、フォトレジストマスク（第４）を適用してもよい。その後、金属エッチングを行ってもよく（デバイス規定のため）、フォトレジストストリップを行ってもよい。その後、コンタクト金属を予備クリーニングしてもよい。これらの操作の後に、アモルファスシリコン堆積（例えば１９００オングストローム）とポリイミドパッシベーション（電気特性の安定化および遮断能力の向上のため）とを行ってもよい。

その後、第５のフォトレジストマスクを適用し、続いてアモルファスシリコンエッチングと高温でのポリイミド硬化とを行ってもよい。最後に、コンタクト金属の予備クリーニングおよび裏面強化金属処理操作を行ってもよい（これにより、例えば裏面オーミックコンタクト１６を形成する）。一実施形態では、裏面オーミックコンタクト１６の形成に用いる材料は、チタン（Ｔｉ）（１０００オングストローム）、ニッケル（Ｎｉ）（４０００オングストローム）および銀（Ａｇ）（６０００オングストローム）を含むがこれらに限られない。他の実施形態では、他の金属および厚みを選択してもよい。

図１Ｂは、図１Ａに示すデバイスの実施形態として完成したデバイスの別の断面図であって、さらなる詳細な点を示す図である。図１Ｂに示されているが図１Ａには示されていないコンポーネントは、上記のように形成したアモルファスシリコン層１８およびポリイミド層１９を含む。

（特性）
図２Ａおよび図２Ｂは、１ｍｍ^２のモリブデン（Ｍｏ）ショットキーコンタクトエリアを有し４００℃でアニールされた、一実施形態によるＳｉＣ−ＳＢＤの電流−電圧特性を示す。重要なことであるが、これらのグラフは、モリブデン（Ｍｏ）ショットキーコンタクトを有するＳｉＣ−ＳＢＤが、チタン（Ｔｉ）ショットキーコンタクトを有するＳｉＣ−ＳＢＤに比べて、順方向電圧が低い状態でより優れた順方向電流伝導を提供するということを示している。図２Ａおよび図２Ｂの特性を有するＳＢＤは、１．５ｍΩｃｍ^２のオーダーであると計算されたＲＴで特定のオン抵抗（Ｒ_ｏｎ）を示し、６００Ｖを越える破壊電圧（Ｖ_ｂ）を示した。

図１Ａに示すような高温アニールされたＭｏ ＳｉＣ−ＳＢＤは、Ｖ_ｂ ^２／Ｒ_ｏｎを用いて評価することができる。この値は概して、ＳｉＣ−ＳＢＤ用の性能指数として用いられる。高性能ＳｉＣ−ＳＢＤは、より性能の低いＳｉＣ−ＳＢＤよりも高いＶ_ｂ ^２／Ｒ_ｏｎ値を有する。評価した本発明の実施形態のＶ_ｂ ^２／Ｒ_ｏｎ値は、１ｍｍ^２のショットキーコンタクトエリアを有するデバイスの場合で１８９８ＭＷ／ｃｍ^２であった。

以下の表１は、Ｍｏ、ＴｉおよびＮｉショットキーコンタクト層を異なる温度で用いた実験結果を示す。

例示的実施形態では、高電圧ＳｉＣ−ＳＢＤでの電力損失低減にとって優れた特性（ショットキーバリア高さ＝１．２〜１．３ｅＶおよび理想係数＜１．１）を有する、高温（＞６００℃）アニールされたモリブデン（Ｍｏ）ショットキーコンタクトが提供される。ショットキーバリア高さは、金属と半導体との界面における電位の差異を示す。このパラメータは、デバイスの順方向電圧および漏れ電流の判定にとって重要である。理想係数は、界面の質の測定値を表す。概して理想係数は１から２であり、高質界面の場合、このパラメータは１．１未満である。

一実施形態では、本明細書に開示するようなショットキーバリア（ＳＢ）を含む４Ｈ−ＳｉＣ接合バリアショットキー（ＪＢＳ）ダイオードなどの電子パワーデバイスを、直径３インチの４Ｈ−ＳｉＣウエハ上に製造してもよい。ショットキー金属コンタクトは、Ｔｉ、ＭｏおよびＮｉの熱および電子線蒸発によって得られ得る。

一実施形態では、開示するショットキーダイオードは、室温で７７から４００°Ｋの範囲において１０００Ｖまでの遮断電圧を示す。一実施形態では、ショットキーダイオードの特性を、電流−電圧測定値および容量−電圧測定値を参照して評価した。様々な設計におけるショットキーバリア高さ（ＳＢＨ）、理想係数、および逆方向漏れ電流を測定し、上手く動作しなかったデバイスの構造に関する形態学的研究を高解像度走査電子顕微鏡を用いて行った。

一実施形態では、ショットキーバリアとしてＭｏを有するショットキーバリアダイオードは、標準的なＴｉ金属処理で得られるものに似た遮断電圧を示すが、これよりも高さバリア値が低い。バリア値が低いと、図２Ａに示すように順方向伝導性能がよくなり、さらに図２Ｂに示すように逆方向または遮断電圧性能もよくなる。

接合バリアショットキー（ＪＢＳ）ダイオードは、ショットキーバリアに対する電界強度を制限し、従ってショットキーバリアの低下および逆方向電流をも制限する。

（一実施形態によるＳｉＣショットキーダイオードの製造方法）
図３は、本発明の一実施形態によりシリコンカーバイド（ＳｉＣ）ショットキーダイオードを製造するプロセスの一例において実施される工程のフローチャートである。フローチャートには具体的な工程を開示するが、これらの工程は一例である。他の様々な工程およびフローチャートに開示する工程の変形例を実施するに十分適した様々な実施形態がある。フローチャートに示す工程は、様々な実施形態の範囲内で様々な方法で実施可能であることが理解されるはずである。

工程３０１で、基板を形成する。一実施形態では、基板はＳｉＣで形成される。工程３３０３で、基板上にエピタキシャル層を形成する。一実施形態では、エピタキシャル層はＳｉＣ（高質）で形成される。

工程３０５で、エピタキシャル層の終端領域内に終端インプラントを形成する。一実施形態では、エッジ終端拡散によって電界リングが形成される。その後、選択された薄膜金属層（例えばＮｉまたはＮｉ−Ａｌなど）を用いてカソードエリア上に裏面オーミックコンタクトを形成してもよく、その後８００〜１０００℃の範囲の温度でアニールを行ってもよい。これにより、コンタクト抵抗が低減する。

工程３０７で、エピタキシャル層上にショットキーコンタクトを形成する。一実施形態では、ショットキーコンタクトはモリブデン層を含む。

工程３０９で、ショットキーコンタクトを３００から７００℃の範囲の温度でアニールする。工程３１１で、ショットキーコンタクト上方にオーミックコンタクトを形成する。一実施形態では、オーミックコンタクトはアルミニウム、銅または金を含んでもよいがこれらに限られない。工程３１３で、基板の裏面にオーミックコンタクトを形成する。

例示的実施形態に照らしてダイオードの製造方法を開示する。一実施形態では本方法は、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）のエピタキシャル層上にショットキーコンタクトを形成することと、ショットキーコンタクトを３００から７００℃の範囲の温度でアニールすることとを含む。ショットキーコンタクトはモリブデン層により形成される。

上記ではコンポーネントおよびプロセスの多くを簡便のため単数で記載したが、当業者であれば、本発明の技術は複数のコンポーネントおよびプロセスの反復を用いても実施可能であることを理解する。さらに特定の実施形態に照らして本発明を示し説明してきたが、当業者であれば、本発明の思想および範囲から逸脱することなく、開示した実施形態の形態および詳細な点が変更可能であることを理解する。例えば、本発明の実施形態には様々なコンポーネントが採用可能であり、上記に記載したものに限られない。従って、本発明はその真の思想および範囲内に含まれるすべての変形および均等物を含むと解釈すべきである。

Claims (24)

1. ダイオードの製造方法であって、
   シリコンカーバイド（ＳｉＣ）のエピタキシャル層上にショットキーコンタクトを形成する工程であって、前記ショットキーコンタクトがモリブデン（Ｍｏ）層を含む工程と、
   前記ショットキーコンタクトを３００℃から７００℃の範囲の温度でアニールする工程と、
   を含む方法。
2. 前記Ｍｏを含むショットキーコンタクトを形成する工程が、前記ダイオードに、チタン（Ｔｉ）を含むショットキーコンタクトを有する類似のダイオードに比べて、低い順方向電圧が印加された状態でより優れた順方向電流伝導を提供する、請求項１に記載の方法。
3. 前記モリブデン層上方にオーミックコンタクトを形成する工程をさらに含み、前記オーミックコンタクトの形成に用いられる材料が、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｏ）および金（Ａｕ）からなる群より選択される、請求項１に記載の方法。
4. 前記ＳｉＣのエピタキシャル層内にボロン終端インプラントを形成する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記ＳｉＣのエピタキシャル層内に裏面リン終端インプラントを形成する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記ボロン終端インプラントが、１５５０℃を超える温度で高温急速熱アニール（ＨＴＲＴＡ）を用いて形成される、請求項４に記載の方法。
7. 前記モリブデン（Ｍｏ）層が５００オングストロームと２０００オングストロームとの間の厚みを有する、請求項１に記載の方法。
8. 前記オーミックコンタクトがワイヤボンディングプロセスを用いて形成され、モリブデンバリア金属上に形成されたアルミニウム上層を含み、前記モリブデンバリア金属と前記アルミニウム上層が共に、ショットキーコンタクトアニール工程中に３００から７００℃の範囲の温度を用いてアニールされる、請求項３に記載の方法。
9. ダイオードの製造方法であって、
   基板を形成する工程と、
   前記基板上にエピタキシャル層を形成する工程と、
   前記エピタキシャル層のエッジ終端領域内にエッジ終端インプラントを形成する工程と、
   前記エピタキシャル層上にショットキーコンタクトを形成する工程であって、前記ショットキーコンタクトがモリブデン（Ｍｏ）層を含む工程と、
   前記ショットキーコンタクトを３００℃から７００℃の範囲の温度でアニールする工程と、
   前記ショットキーコンタクト上方にオーミックコンタクト層を形成する工程と、
   前記基板の裏面に裏面オーミックコンタクトを形成する工程と、
   を含む方法。
10. 前記Ｍｏを含むショットキーコンタクトを形成する工程が、前記ダイオードに、チタン（Ｔｉ）を含むショットキーコンタクトを有する類似のダイオードに比べて、低い順方向電圧が印加された状態でより優れた順方向電流伝導を提供する、請求項９に記載の方法。
11. 前記オーミックコンタクトの形成に用いられる材料が、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｏ）および金（Ａｕ）からなる群より選択される、請求項９に記載の方法。
12. ＳｉＣの前記エピタキシャル層内にボロン（Ｂ）終端インプラントを形成する工程をさらに含む、請求項９に記載の方法。
13. ＳｉＣの前記エピタキシャル層内に裏面リン（Ｐ）インプラントを形成する工程をさらに含む、請求項９に記載の方法。
14. 前記ボロン（Ｂ）終端インプラントが、高温急速熱アニール活性化（ＨＴＲＴＡ）により形成される、請求項１２に記載の方法。
15. 前記モリブデン（Ｍｏ）層が５００オングストロームと２０００オングストロームとの間の厚みを有する、請求項９に記載の方法。
16. 前記オーミックコンタクトがワイヤボンディングプロセスを用いて形成され、モリブデンバリア金属上に形成されたアルミニウム上層を含み、前記モリブデンバリア金属と前記アルミニウム上層が共に、ショットキーコンタクトアニール工程中に３００から７００℃の範囲の温度を用いてアニールされる、請求項１１に記載の方法。
17. ショットキーダイオードであって、
    基板と、
    前記基板に隣接して且つ前記基板上方に設けられたエピタキシャル層と、
    前記エピタキシャル層の終端領域内に形成されたエッジ終端インプラントと、
    前記エピタキシャル層上に形成されたショットキーコンタクトであって、モリブデン層を含むショットキーコンタクトと、
    前記ショットキーコンタクト上方に形成されたオーミックコンタクトと、
    前記基板の裏面に形成された裏面オーミックコンタクトと、
    を含むショットキーダイオード。
18. チタンにより形成されたショットキーコンタクトを含む類似のダイオードに比べて、低い順方向電圧が印加された状態でより優れた順方向電流伝導を提供する、請求項１７に記載のダイオード。
19. 前記モリブデン層上方に設けられたオーミックコンタクトをさらに含み、前記オーミックコンタクトの形成に用いられる材料が、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｏ）および金（Ａｕ）からなる群より選択される、請求項１７に記載のダイオード。
20. ＳｉＣの前記エピタキシャル層内にボロン（Ｂ）終端インプラントをさらに含む、請求項１７に記載のダイオード。
21. ＳｉＣの前記エピタキシャル層内に裏面リン（Ｐ）終端インプラントをさらに含む、請求項１７に記載のダイオード。
22. 前記ボロン（Ｂ）終端インプラントが、１５５０℃を超える温度で高温急速熱アニール（ＨＴＲＴＡ）を用いて形成された、請求項２０に記載のダイオード。
23. 前記モリブデン（Ｍｏ）層が５００オングストロームと２０００オングストロームとの間の厚みを有する、請求項１７に記載のダイオード。
24. 前記オーミックコンタクトがワイヤボンディングプロセスを用いて形成され、モリブデンバリア金属上に形成されたアルミニウム上層を含み、前記モリブデンバリア金属と前記アルミニウム上層が共に、ショットキーコンタクトアニール工程中に３００から７００℃の範囲の温度を用いてアニールされた、請求項１９に記載のダイオード。