JP2007534143A - 金属−炭化珪素オーミックコンタクトの局所的アニーリングおよびそのようにして形成された素子 - Google Patents
金属−炭化珪素オーミックコンタクトの局所的アニーリングおよびそのようにして形成された素子 Download PDFInfo
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Abstract
Description
本出願は、「Laser Annealing of Ohmic Contacts to SiC」と題され、2003年8月14日出願の米国特許仮出願番号60/495,189、および「Laser Annealing of Ohmic Contacts to SiC」と題され、2003年8月15日出願の米国特許仮出願番号60/495,284の利益を主張する。また、上記の出願は、共に本出願と共通の譲受人を持ち、その全体をここに参照して組み込むものとする。
Claims (63)
- 半導体素子のオーミックコンタクトを形成する方法であって、
炭化珪素(SiC)層上に金属を形成すること、および
この金属と前記SiC層との界面部をアニーリングして、そこに金属−SiC材を形成し、かつ前記SiC層上のある箇所ではアニーリングが行われないようにして、そこでは前記金属−SiC材が形成されないようにすること
を備える前記方法。 - 前記SiC層は、SiC基板を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記アニーリングは、前記界面部でのアニーリング、および
前記箇所でのアニーリングが行われないようにするパターンに従ったアニーリングを備えたことを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 前記界面部は、第1の界面部を備え、かつ前記SiC基板上の前記箇所は、前記金属と前記SiC基板との第2の界面部を備え、さらに、
前記アニーリングは、マスク層の開口部を通して、前記第1の界面部で前記金属層にレーザ光を入射させること、および前記第2の界面部と向かい合った前記マスク層で前記レーザ光を遮蔽して、前記第2の界面部でアニーリングが行われないようにすることを備えたことを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 前記アニーリングは、前記界面部と向かい合ったレーザを起動して、その界面部で前記金属層にレーザ光を入射させること、および
前記箇所と向かい合った前記レーザを停止して、その箇所ではアニーリングが行われないようにすることを備えたこと
を特徴とする請求項1に記載の方法。 - 金属の形成は、前記SiC基板上に前記金属を形成して、前記箇所を形成することを備え、前記箇所は、前記SiC基板から間隔をおいたことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記金属は、前記SiC基板の一部を前記箇所で露出するパターンに形成され、
前記アニーリングは、前記界面部と向かい合ったレーザを起動し前記界面部で前記金属層にレーザ光を入射させること、および
前記箇所と向かい合った前記レーザの起動を維持すること
を備えたことを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 前記界面部の前記金属−SiC材は、エピタキシャル層をその上に有する前記基板の正面側とは反対側の前記基板の裏面側上の金属オーミックコンタクトを備えたことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記アニーリングは、前記界面部にレーザ光を入射させ、非オーミックコンタクト領域を間に有する対向したオーミックコンタクト境界部を含む少なくとも1つのオーミックコンタクトを形成することを備えたことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのオーミックコンタクトは、前記素子の側面に対して傾斜角をなすストライプパターンを画定する、対向したオーミックコンタクト境界部をそれぞれ含む複数のオーミックコンタクトを備えたことを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのオーミックコンタクトは、前記素子の側面と平行をなすストライプパターンを画定する、対向したオーミックコンタクト境界部をそれぞれ含む複数のオーミックコンタクトを備えたことを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのオーミックコンタクトは、円形パターンを画定する、対向したオーミックコンタクト境界部をそれぞれ含む複数のオーミックコンタクトを備えたことを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記界面部は、第1の界面部を備え、かつ前記SiC基板上の前記箇所は、前記金属と前記SiC基板との第2の界面部を備え、
前記アニーリングは、電子ビームを前記界面部に入射させること、およびこの電子ビームを遮蔽して前記第2の界面部には入射させないようにすることを備えたことを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 半導体素子のオーミックコンタクトを形成する方法であって、
炭化珪素(SiC)層上に金属を形成すること、および
この金属と前記SiC層との界面部をパターンに従ってレーザアニーリングし、そこに、このパターンに対応する金属−SiC材を形成すること
を備える前記方法。 - 前記SiC層は、SiC基板を含むことを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 金属の形成は、前記基板上にブランケット金属を形成することを備え、
前記レーザアニーリングは、前記パターンを画定するマスクの開口部を通して、前記界面部にレーザ光を入射させ、そこに前記金属−SiC材を形成すること、および
前記金属と前記SiC基板との他の界面部では、向かい合った前記マスクで前記レーザ光を遮蔽することを備えたことを特徴とする請求項15に記載の方法。 - 金属の形成は、前記基板上にブランケット金属を形成することを備え、
前記レーザアニーリングは、前記界面部と向かい合ったレーザを前記パターンに従って起動し、前記界面部で前記ブランケット金属層にレーザ光を入射させること、および
他の界面部と向かい合った前記レーザを停止して、他の界面部でアニーリングが行われないようにすることを備えたことを特徴とする請求項14に記載の方法。 - 前記金属は、ニッケル、白金、またはチタンを含むことを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記レーザアニーリングは、前記金属と前記SiC基板とのシリサイドを形成するのに十分なエネルギーと波長とで、前記界面部にレーザ光を入射させることを備えたことを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 前記SiC基板は、6H SiCを含み、レーザアニーリングは、約248ナノメートルから約308ナノメートルの波長を有するレーザ光を、約30ナノ秒のパルス幅を有する単一パルスを用いて約2.8ジュール/cm2のエネルギーで入射させることを備えたことを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 前記SiC基板は、4H SiCを含み、前記レーザアニーリングは、約248ナノメートルから約308ナノメートルの波長を有するレーザ光を、約30ナノ秒のパルス幅を有する単一パルスを約5パルス用いて約4.2ジュール/cm2のエネルギーで入射させることを備えたことを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 前記レーザ光は、前記SiC基板のバンドギャップを超える光子エネルギーを有することを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 前記レーザ光は、パルスレーザ光、または連続波レーザ光を含むことを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 半導体素子のオーミックコンタクトを形成する方法であって、
炭化珪素(SiC)層の一部が露出するように、パターンに従ってこの炭化珪素層上に金属を形成すること、および
前記SiC層の前記露出した一部と、前記金属と前記SiC層との界面部とにレーザ光を入射させて、そこに前記パターンに対応した金属−SiC材を形成すること
を備える前記方法。 - 前記SiC層は、SiC基板を含むことを特徴とする請求項24に記載の方法。
- 前記金属は、ニッケル、白金、またはチタンを含むことを特徴とする請求項24に記載の方法。
- 前記レーザアニーリングは、前記金属と前記SiC基板とのシリサイドを形成するのに十分なエネルギーと波長とで、前記界面部にレーザ光を入射させることを備えたことを特徴とする請求項25に記載の方法。
- 前記SiC基板は、6H SiCを含み、前記レーザアニーリングは、約248ナノメートルから約308ナノメートルの波長を有するレーザ光を、約30ナノ秒のパルス幅を有する単一パルスを用いて約2.8ジュール/cm2のエネルギーで入射させることを備えたことを特徴とする請求項25に記載の方法。
- 前記SiC基板は、4H SiCを含み、前記レーザアニーリングは、約248ナノメートルから約308ナノメートルの波長を有するレーザ光を、約30ナノ秒のパルス幅を有するパルスを約5パルス用いて約4.2ジュール/cm2のエネルギーで入射させることを備えたことを特徴とする請求項25に記載の方法。
- 前記レーザ光は、前記SiC基板のバンドギャップを超える光子エネルギーを有することを特徴とする請求項25に記載の方法。
- 前記レーザ光は、パルスレーザ光、または連続波レーザ光を含むことを特徴とする請求項25に記載の方法。
- 半導体素子のオーミックコンタクトを形成する方法であって、
SiC層の第1の部分を露出し、かつこの基板の第2の部分を被覆するパターンに従って、SiC層上にフォトレジストを形成すること、
前記第1の部分の上、および前記フォトレジストの上にブランケット金属を形成すること、
前記第1の部分に対応する前記ブランケット金属と前記SiC層との界面部にレーザ光を入射させて、そこに金属−SiC材を形成すること、および前記第2の部分に対応する前記ブランケット金属にレーザ光を入射させないようにして、そこでは前記金属−SiC材が形成されないようにすること
を備える前記方法。 - 前記SiC層は、SiC基板を含むことを特徴とする請求項32に記載の方法。
- 前記フォトレジストから金属を除去して、金属−SiC材を残すこと、
前記金属−SiC材上にオーバーレイを形成すること、および
前記SiC基板から前記フォトレジストを除去すること
をさらに備えたことを特徴とする請求項32に記載の方法。 - 前記金属−SiC材上および前記フォトレジスト上にオーバーレイを形成すること、および
前記SiC層から前記フォトレジストを除去すること
をさらに備えたことを特徴とする請求項32に記載の方法。 - 前記フォトレジストと、その上の前記金属とをリフトオフして、前記金属−SiC材を残すこと、および
前記金属−SiC材上にオーバーレイを形成すること
をさらに備えたことを特徴とする請求項32に記載の方法。 - 前記金属は、ニッケル、白金、またはチタンを含むことを特徴とする請求項32に記載の方法。
- 前記レーザアニーリングは、前記金属と前記SiC層とのシリサイドを形成するのに十分なエネルギーと波長とで、前記界面部にレーザ光を入射させることを備えたことを特徴とする請求項32に記載の方法。
- 前記SiC基板は、6H SiCを含み、前記レーザアニーリングは、約248ナノメートルから約308ナノメートルの波長を有するレーザ光を、約30ナノ秒のパルス幅を有する単一パルスを用いて約2.8ジュール/cm2のエネルギーで入射させることを備えたことを特徴とする請求項33に記載の方法。
- 前記SiC基板は、4H SiCを含み、前記レーザアニーリングは、約248ナノメートルから約308ナノメートルの波長を有するレーザ光を、約30ナノ秒のパルス幅を有するパルスを約5パルス用いて約4.2ジュール/cm2のエネルギーで入射させることを備えたことを特徴とする請求項33に記載の方法。
- 前記レーザ光は、前記SiC基板のバンドギャップを超える光子エネルギーを有することを特徴とする請求項33に記載の方法。
- 前記レーザ光は、パルスレーザ光、または連続波レーザ光を含むことを特徴とする請求項32に記載の方法。
- 発光素子(LED)のコンタクトを形成する方法であって、
金属と炭化珪素(SiC)層との間の界面部にレーザ光を入射させて金属−SiC材を形成し、非オーミックコンタクト領域を間に有する対向したオーミックコンタクト境界部を含む、前記LED上に少なくとも1つのオーミックコンタクトを設けること
を備える前記方法。 - 前記SiC層は、SiC基板を含むことを特徴とする請求項43に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのオーミックコンタクトは、前記素子の側面に対して傾斜角をなすストライプパターンを画定する、対向したオーミックコンタクト境界部をそれぞれ含む複数のオーミックコンタクトを備えたことを特徴とする請求項43に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのオーミックコンタクトは、前記素子の側面と平行をなすストライプパターンを画定する、対向したオーミックコンタクト境界部をそれぞれ含む複数のオーミックコンタクトを備えたことを特徴とする請求項43に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのオーミックコンタクトは、円形パターンを画定する、対向したオーミックコンタクト境界部をそれぞれ含む複数のオーミックコンタクトを備えたことを特徴とする請求項43に記載の方法。
- 前記SiC基板は、6H SiCを含み、前記レーザ光は、約30ナノ秒のパルス幅を有する単一パルスを用いて約2.8ジュール/cm2のエネルギーで、約248ナノメートルから約308ナノメートルの波長を有することを特徴とする請求項44に記載の方法。
- 前記SiC基板は、4H SiCを含み、前記レーザ光は、約30ナノ秒のパルス幅を有するパルスを約5パルス用いて約4.2ジュール/cm2のエネルギーで、約248ナノメートルから約308ナノメートルの波長を有することを特徴とする請求項44に記載の方法。
- 前記レーザ光は、前記SiC基板のバンドギャップを超える光子エネルギーを有することを特徴とする請求項44に記載の方法。
- 前記レーザ光は、パルスレーザ光、または連続波レーザ光を含むことを特徴とする請求項43に記載の方法。
- 半導体素子のオーミックコンタクトを形成する方法であって、
炭化珪素(SiC)層上に金属を形成すること、
前記金属と前記SiC層とをレーザアニーリングして、前記金属と前記SiC層との界面部で金属−SiC材を形成すること、および
前記金属−SiC材の一部を除去し、パターンに従って前記SiC層を露出して、前記半導体素子上に少なくとも1つのオーミックコンタクトを設けること
を備える前記方法。 - 前記SiC層は、SiC基板を含むことを特徴とする請求項52に記載の方法。
- 炭化珪素(SiC)層上に少なくとも1つの金属−SiCオーミックコンタクトを備え、この少なくとも1つの金属−SiCオーミックコンタクトは、非オーミックコンタクト領域を間に有する対向したオーミックコンタクト境界部を含む半導体素子におけるコンタクト。
- 前記SiC層は、SiC基板を含むことを特徴とする請求項54に記載のコンタクト。
- 前記対向したオーミックコンタクト境界部は、約10μmの間隔を有することを特徴とする請求項54に記載のコンタクト。
- 前記少なくとも1つのオーミックコンタクトは、前記素子の側面に対して傾斜角をなすストライプパターンでストライプを画定する、対向したオーミックコンタクト境界部をそれぞれ含む複数のオーミックコンタクトを備えたことを特徴とする請求項54に記載のコンタクト。
- 前記ストライプは、約106μmの間隔を有することを特徴とする請求項54に記載のコンタクト。
- 前記少なくとも1つのオーミックコンタクトは、前記素子の側面と平行をなすストライプパターンでストライプを画定する、対向したオーミックコンタクト境界部をそれぞれ含む複数のオーミックコンタクトを備えたことを特徴とする請求項54に記載のコンタクト。
- 前記ストライプパターンは、約95μmの直径を有する実質的に丸い形状を画定し、前記ストライプは、約4.0μmから約5.0μmの間隔を有することを特徴とする請求項54に記載のコンタクト。
- 前記少なくとも1つのオーミックコンタクトは、同心円パターンのリングを画定する、対向したオーミックコンタクト境界部をそれぞれ含む複数のオーミックコンタクトを備えたことを特徴とする請求項54に記載のコンタクト。
- 前記リングは、約4.0μmから約5.0μmの間隔を有することを特徴とする請求項54に記載のコンタクト。
- 前記素子は、発光ダイオードを含むことを特徴とする請求項54に記載のコンタクト。
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