[发明专利]碳化硅半导体器件及其制造方法

说明书

本发明涉及碳化硅半导体器件和用于制造碳化硅半导体器件的方法。从n⁺型SiC衬底(1)的背面(1b)的表面，即背面(1b)与漏电极(11)之间的界面开始的漏电极(11)的不平高度(H1)小于1.0μm。具体而言，使用顶帽型激光进行漏电极(11)的激光退火，将漏电极(11)的不平高度(H1)设定为小于1.0μm。因此，弯曲强度为1000MPa以上，并且可以抑制元件强度的下降，可以提供可靠性提高的SiC半导体器件。

技术领域

本公开涉及一种碳化硅(下文中称为SiC)半导体器件及其制造方法，该半导体器件能够减小由SiC制成的半导体元件包括的欧姆电极的接触电阻。

背景技术

当使用SiC衬底形成诸如垂直功率器件之类的半导体元件时，具有减小的接触电阻的欧姆电极被用作将该器件连接到电路等的电极。特别地，欧姆电极用于衬底背面上的漏电极。

SiC中的欧姆接触需要在SiC与金属(例如金属硅化物或金属碳化物)之间形成合金层。具体而言，高温处理对其形成至关重要。例如，当形成硅化镍(NiSi)时，需要在900℃或更高温度下进行高温处理。

在SiC半导体器件的情况下，在正面侧上形成器件结构之后形成背面电极。当通过在高温炉等中高温处理对形成有器件结构的整个晶片进行加工时，会影响正面侧器件结构和特性。因此，通过激光对背面电极进行局部加热。通过利用激光进行该局部加热形成NiSi来提供欧姆电极(例如，参照专利文献1)。

然而，当通过激光局部加热形成合金层时，合金层被局部形成。此外，SiC衬底被损坏，并且一部分SiC衬底被蒸发。因此，在激光加工后在SiC衬底上形成不平，由于不平导致应力集中，因此元件强度降低，可靠性降低。

[专利文献1]日本专利No.04924690

发明内容

鉴于以上几点，本公开的目的是提供一种具有优异的欧姆特性并且抑制元件强度下降以提高可靠性的SiC半导体器件，并且提供一种用于制造该SiC半导体器件的方法。

为了实现上述目的，根据本公开的SiC半导体器件包括：具有正面和背面的SiC半导体衬底，和在SiC半导体衬底的正面侧和背面侧的至少一侧上的欧姆电极。欧姆电极与SiC的一个表面的一部分进行欧姆接触，并且在SiC的一个表面上散布(即，点缀)以具有不平/凹凸，并且由于该欧姆电极而导致的不平的高度小于1.0μm。

因此，从SiC的所述一个表面和欧姆电极之间的边界开始的欧姆电极的不规则高度小于1.0μm。因此，弯曲强度为1000MPa以上，可以抑制元件强度的下降，并且提供可靠性提高的SiC半导体器件。

根据本公开的用于制造SiC半导体器件的方法包括：在SiC上形成金属薄膜用于欧姆接触，其由提供硅化物和碳化物中至少一种的金属材料制成；通过在金属薄膜上照射激光束以执行激光退火以使金属薄膜与SiC中的Si或C反应并形成金属硅化物和金属碳化物中的至少一种，形成欧姆电极。激光退火是使用顶帽/高帽型激光进行的。

如上所述，由于通过顶帽型激光进行激光退火，因此抑制了激光退火时的激光强度以免等于或高于用于升华SiC的能量，并且SiC表面的不平被最小化。因此，SiC的表面变得基本平坦，并且从SiC的所述一个表面和欧姆电极之间的边界开始的欧姆电极的不规则高度小于1.0μm。因此，可以制造弯曲强度为1000MPa以上的SiC半导体器件。

附于部件等的括号中的附图标记表示这些部件等与在以下描述的实施例中的特定部件等之间的对应关系的示例。

附图说明

根据以下参考附图进行的详细描述，本公开的以上和其它目的、特征和优点将变得更加明显。在附图中：

图1是根据第一实施例的SiC半导体器件的截面图；