[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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1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1)。

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1)；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1：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1：IEEE Transactions on Electron Devices(Vol.36，p.1811，1989)

发明内容

发明要解决的技术课题

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1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，本发明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