特許 7195086 炭化ケイ素半導体装置及び炭化ケイ素半導体装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-15

(45)【発行日】2022-12-23

(54)【発明の名称】炭化ケイ素半導体装置及び炭化ケイ素半導体装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 29/872 20060101AFI20221216BHJP

   H01L 21/329 20060101ALI20221216BHJP

   H01L 29/47 20060101ALI20221216BHJP

   H01L 21/28 20060101ALI20221216BHJP

   H01L 21/60 20060101ALI20221216BHJP

【ＦＩ】

H01L29/86 301M

H01L29/48 P

H01L29/48 M

H01L29/48 D

H01L29/48 Z

H01L29/86 301D

H01L29/86 301P

H01L29/86 301Z

H01L21/28 301B

H01L21/60 301P

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2018160055

(22)【出願日】2018-08-29

(65)【公開番号】P2020035846

(43)【公開日】2020-03-05

【審査請求日】2021-07-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000002037

【氏名又は名称】新電元工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】230104019

【弁護士】

【氏名又は名称】大野 聖二

(74)【代理人】

【識別番号】230117802

【弁護士】

【氏名又は名称】大野 浩之

(72)【発明者】

【氏名】前山 雄介

(72)【発明者】

【氏名】野間 真樹子

(72)【発明者】

【氏名】中村 俊一

【審査官】恩田 和彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１１５７００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１３８４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０８２３６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／１８３６７７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－１７６０１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１４６７５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０７０１９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２９／８７２

Ｈ０１Ｌ ２１／３２９

Ｈ０１Ｌ ２９／４７

Ｈ０１Ｌ ２１／２８

Ｈ０１Ｌ ２１／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

炭化ケイ素半導体層と、
前記炭化ケイ素半導体層に設けられた電極部と、
前記電極部に設けられた接続部と、
を備え、
前記電極部は、緩衝層として機能する平均粒径からなるモリブデン又はチタンの多結晶を含む第一多結晶層と、前記第一多結晶層の一方側に設けられ、前記接続部が設けられた接続電極と、を有し、
前記電極部は、前記第一多結晶層の一方側であって前記接続電極の他方側に、平均粒径が前記第一多結晶層における平均粒径よりも大きい多結晶を含む第二多結晶層を有し、
前記第一多結晶層における多結晶の平均粒径は２ｎｍ未満であり、
前記第二多結晶層における多結晶の平均粒径は２０ｎｍ以上である炭化ケイ素半導体装置。

【請求項2】

炭化ケイ素半導体層と、
前記炭化ケイ素半導体層に設けられた電極部と、
前記電極部に設けられた接続部と、
を備え、
前記電極部は、緩衝層として機能する平均粒径からなるモリブデン又はチタンの多結晶を含む第一多結晶層と、前記第一多結晶層の一方側に設けられ、前記接続部が設けられた接続電極と、を有し、
前記電極部は、前記第一多結晶層の一方側であって前記接続電極の他方側に、平均粒径が前記第一多結晶層における平均粒径よりも大きい多結晶を含む第二多結晶層を有し、
前記第二多結晶層の厚みは前記第一多結晶層の厚みの３倍以上５倍以下となる炭化ケイ素半導体装置。

【請求項3】

炭化ケイ素半導体層と、
前記炭化ケイ素半導体層に設けられた電極部と、
前記電極部に設けられた接続部と、
を備え、
前記電極部は、緩衝層として機能する平均粒径からなるモリブデン又はチタンの多結晶を含む第一多結晶層と、前記第一多結晶層の一方側に設けられ、前記接続部が設けられた接続電極と、を有し、
前記第一多結晶層の厚みは１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下である炭化ケイ素半導体装置。

【請求項4】

炭化ケイ素半導体層と、
前記炭化ケイ素半導体層に設けられた電極部と、
前記電極部に設けられた接続部と、
を備え、
前記電極部は、緩衝層として機能する平均粒径からなるモリブデン又はチタンの多結晶を含む第一多結晶層と、前記第一多結晶層の一方側に設けられ、前記接続部が設けられた接続電極と、を有し、
面内方向における前記接続部が設けられる領域で前記第一多結晶層が設けられ、前記電極部における前記第一多結晶層の周縁領域に前記第一多結晶層以外の多結晶層が設けられる炭化ケイ素半導体装置。

【請求項5】

前記接続部はワイヤであり、
前記ワイヤの横断面における大きさは、前記接続電極の面方向における大きさの１／４以上となっている請求項１乃至４のいずれか１項に記載の炭化ケイ素半導体装置。

【請求項6】

前記電極部は、前記第一多結晶層の一方側であって前記接続電極の他方側に、平均粒径が前記第一多結晶層における平均粒径よりも大きい多結晶を含む第二多結晶層を有する請求項３又は４に記載の炭化ケイ素半導体装置。

【請求項7】

前記第二多結晶層は前記第一多結晶層と同じ材料からなる請求項１、２又は６に記載の炭化ケイ素半導体装置。

【請求項8】

前記第一多結晶層における前記多結晶及び前記第二多結晶層における前記多結晶は共にモリブデンであり、
前記接続部はワイヤであり、
前記ワイヤの横断面における大きさは、前記接続電極の面方向における大きさの１／４以上となっている請求項１、２又は６に記載の炭化ケイ素半導体装置。

【請求項9】

真空状態において、モリブデン又はチタンを第一成膜レートで炭化ケイ素半導体層に蒸着させて、第一多結晶層を形成する工程と、
真空状態において、モリブデン又はチタンを第二成膜レートで前記第一多結晶層に蒸着させて、第二多結晶層を形成する工程と、
を備え、
前記第二成膜レートは前記第一成膜レートよりも速い、炭化ケイ素半導体装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、炭化ケイ素半導体装置及び炭化ケイ素半導体装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、炭化ケイ素半導体のショットキーバリアダイオード（ＳｉＣ‐ＳＢＤ）では、ショットキー電極としてはアルムニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）等が用いられている（例えば特許文献１参照）。特にショットキーバリアダイオードにおけるφＢを下げるためには、ショットキー電極としてＴｉやＭｏを用いられている。

【0003】

ショットキー電極の上層の接続電極としてはＡｌ膜等が用いられ、このＡｌ膜にはＡｌ等からなるワイヤが接続されることがある。ショットキー電極が多結晶から構成されることもあるが、このようにショットキー電極が多結晶から構成される場合には、ワイヤを接続する際の衝撃でショットキー電極の多結晶の粒が下方に移動し、炭化ケイ素半導体層にダメージを与えてしまうことがある。このように炭化ケイ素半導体層にダメージが加わり、そのダメージが大きい場合には、リーク電流が大きくなるという問題が発生してしまう。

【0004】

他方、リーク電流が大きくなることを防止するために、ワイヤを接続する際のボンディング荷重を弱くすることも考えられるが、ボンディング荷重を弱くすると接続電極とワイヤとの密着性が弱くなる別の問題が生じ得る。

【0005】

ちなみに、前述したようなワイヤ等の接続部をボンディングする時のダメージによってリーク電流が大きくなる問題はシリコン半導体装置では起こり難い。このようなダメージが問題となるのは、炭化ケイ素は硬さが硬いことから、衝撃が加わることで結晶に転移が生じやすいためである。また、このような問題は比較的硬いＴｉやＭｏをショットキー電極として用いる際に生じやすく、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ等の比較的柔らかい金属をショットキー電極として用いる場合には生じにくい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１６－２０７８８１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、ワイヤ等の接続部を電極部に接続する際に炭化ケイ素半導体層へのダメージを抑えることができる態様を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の炭化ケイ素半導体装置は、
炭化ケイ素半導体層と、
前記炭化ケイ素半導体層に設けられた電極部と、
前記電極部に設けられた接続部と、
を備え、
前記電極部が、緩衝層として機能する平均粒径からなるモリブデン又はチタンの多結晶を含む第一多結晶層と、前記第一多結晶層の一方側に設けられ、前記接続部が設けられた接続電極と、を有してもよい。

【0009】

本発明の炭化ケイ素半導体装置において、
前記接続部はワイヤであり、
前記ワイヤの横断面における大きさは、前記接続電極の面方向における大きさの１／４以上となってもよい。

【0010】

本発明の炭化ケイ素半導体装置において、
前記電極部は、前記第一多結晶層の一方側であって前記接続電極の他方側に、平均粒径が前記第一多結晶層における平均粒径よりも大きい多結晶を含む第二多結晶層を有してもよい。

【0011】

本発明の炭化ケイ素半導体装置において、
前記第一多結晶層における多結晶の平均粒径は２ｎｍ未満であり、
前記第二多結晶層における多結晶の平均粒径は２０ｎｍ以上であってもよい。

【0012】

本発明の炭化ケイ素半導体装置において、
前記第二多結晶層は前記第一多結晶層と同じ材料からなってもよい。

【0013】

本発明の炭化ケイ素半導体装置において、
前記第二多結晶層の厚みは前記第一多結晶層の厚みの３倍以上５倍以下となってもよい。

【0014】

本発明の炭化ケイ素半導体装置において、
前記第一多結晶層における前記多結晶及び前記第二多結晶層における前記多結晶は共にモリブデンであり、
前記接続部はワイヤであり、
前記ワイヤの横断面における大きさは、前記接続電極の面方向における大きさの１／４以上となってもよい。

【0015】

本発明の炭化ケイ素半導体装置において、
前記第一多結晶層の厚みは１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下であってもよい。

【0016】

本発明の炭化ケイ素半導体装置において、
面内方向における前記接続部が設けられる領域で前記第一多結晶層が設けられ、前記電極部における前記第一多結晶層の周縁領域に前記第一多結晶層以外の多結晶層が設けられてもよい。

【0017】

本発明の炭化ケイ素半導体装置の製造方法は、
真空状態において、モリブデン又はチタンを第一成膜レートで炭化ケイ素半導体層に蒸着させて、第一多結晶層を形成する工程と、
真空状態において、モリブデン又はチタンを第二成膜レートで前記第一多結晶層に蒸着させて、第二多結晶層を形成する工程と、
を備え、
前記第二成膜レートは前記第一成膜レートよりも速くてもよい。

【発明の効果】

【0018】

本発明において、第一多結晶層におけるモリブデン又はチタンの多結晶の平均粒径が緩衝層として機能するような粒径からなる態様を採用した場合には、ワイヤ等の接続部を電極部に接続する際に衝撃が加わっても、電極部から炭化ケイ素半導体層に加わる衝撃による炭化ケイ素半導体層へのダメージを抑えることできる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、本発明の第１の実施の形態で用いられうる炭化ケイ素半導体装置の側方断面図である。

【図2】図２は、本発明の第１の実施の形態で用いられうる炭化ケイ素半導体装置の製造方法を説明するための側方断面図である。

【図3】図３は、本発明の第２の実施の形態で用いられうる炭化ケイ素半導体装置の側方断面図である。

【図4】図４は、本発明の第３の実施の形態で用いられうる炭化ケイ素半導体装置の側方断面図である。

【図5】図５は、本発明の第３の実施の形態で用いられうる炭化ケイ素半導体装置の別の態様を示した側方断面図である。

【図6】図６は、本発明の第４の実施の形態で用いられうる炭化ケイ素半導体装置の側方断面図である。

【図7】図７は、本発明の第４の実施の形態で用いられうる炭化ケイ素半導体装置の別の態様を示した側方断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

第１の実施の形態
《構成》
本実施の形態で「一方側」とは図１の上方側を意味し、「他方側」とは図１の下方側を意味する。また、図１の上下方向（他方から一方に向かう方向及び一方から他方に向かう方向）を「第一方向」とし、第一方向に直交する面内方向を「面内方向」といい、図１の上方から見た場合を「平面視」という。

【0021】

図１に示すように、本実施の形態による炭化ケイ素半導体装置は、炭化ケイ素半導体層１０と、炭化ケイ素半導体層１０の一方面側（おもて面側）に設けられた第一電極部（電極部）２０と、第一電極部２０に設けられた接続部３０と、を有してもよい。第一電極部２０は、緩衝層として機能する平均粒径からなるモリブデン又はチタンの多結晶を含む第一多結晶層２１と、第一多結晶層２１の一方側に設けられ、接続部３０が設けられた接続電極４０と、を有してもよい。緩衝層として機能する平均粒径とは典型的には２ｎｍ未満であることを意味する。

【0022】

炭化ケイ素半導体層１０の他方面側（裏面側）には炭化ケイ素半導体基板１１が設けられてもよい。炭化ケイ素半導体基板１１の他方面側（裏面側）には第二電極部２５が設けられてもよい。炭化ケイ素半導体層１０の一方面側（おもて面側）であって、第一電極部２０が設けられていない領域には酸化物等から構成される絶縁層８０が設けられてもよい。炭化ケイ素半導体基板１１及び炭化ケイ素半導体層１０が全体基板１００に含まれる。

【0023】

接続部３０はワイヤ３１であってもよいし、接続体であってもよい。但し、本実施の形態を採用することによる緩衝効果（後述する）は、細い横断面からなる接続部３０の場合に大きなものとなることから、ワイヤ３１を用いる態様において特に大きな効果を発揮する。接続部３０としてワイヤ３１を用いる場合には、ワイヤ３１の横断面における大きさは接続電極４０の面方向における大きさの１／４以上となってもよく、１／３以上となってもよく、１／２以上となってもよい。

【0024】

第一電極部２０は、第一多結晶層２１の一方側であって接続電極４０の他方側に、平均粒径が第一多結晶層２１における平均粒径よりも大きい多結晶を含む第二多結晶層２２を有してもよい。

【0025】

第二多結晶層２２における多結晶の平均粒径は２０ｎｍ以上となってもよく、例えば３０ｎｍ以上となってもよいし、４０ｎｍ以上となってもよい。

【0026】

第二多結晶層２２は第一多結晶層２１と同じ材料からなってもよい。同じ材料から構成される場合としては、第一多結晶層２１と第二多結晶層２２とが同じチタンから構成されてもよいし、同じモリブデンから構成されてもよいし、同じ金属比率からなるモリブデン又はチタンを含有する金属から構成されてもよい。第二多結晶層２２と第一多結晶層２１とは必ずしも同じ材料から構成されていなくてよい。一例としては、第一多結晶層２１がモリブデンから構成されて第二多結晶層２２がチタンから構成されてもよいし、第一多結晶層２１がチタンから構成されて第二多結晶層２２がモリブデンから構成されてもよい。また第一多結晶層２１がモリブデンから構成されて第二多結晶層２２がアルムニウム、銅、金及びニッケルのいずれか１つ以上の材料から構成されてもよいし、これらの２つ以上から構成されてもよい。

【0027】

第二多結晶層２２の厚みは第一多結晶層２１の厚みの３倍以上５倍以下となってもよい。第一多結晶層２１の厚みを薄くした場合であっても、このように第二多結晶層２２を厚くすることで、第一電極部２０としては十分な厚みを確保することができる点で有益である。

【0028】

第一多結晶層２１における多結晶及び第二多結晶層２２における多結晶は共にモリブデンを主成分として含んでもよいし、共にモリブデンから構成されてもよい。また第一多結晶層２１における多結晶及び第二多結晶層２２における多結晶は共にチタンを主成分として含んでもよいし、共にチタンから構成されてもよい。「主成分」というのは、重量％において過半数を占めることを意味しており、多結晶がモリブデンを主成分にするというのは、多結晶の５０重量％を超過してモリブデンが含有されていることを意味している。また同様に、多結晶がチタンを主成分にするというのは、多結晶の５０重量％を超過してチタンが含有されていることを意味している。

【0029】

接続電極４０は、アルミニウム、チタン等からなってもよいし、アルミニウム及びチタンの積層膜から構成されてもよい。また、これに限られることはなく、接続電極４０は、その他の金属、例えば銅、金、ニッケル等から構成されてもよい。

【0030】

第一多結晶層２１の厚みは１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下であってもよい。また、第一多結晶層２１の厚みの下限値は１２０ｎｍであってもよいし、１３０ｎｍであってもよい。第一多結晶層２１の厚みの上限値は１８０ｎｍであってもよいし、１７０ｎｍであってもよい。

【0031】

次に製造方法の一例について図２を用いつつ説明する。

【0032】

真空状態になった筐体２００内にモリブデン又はチタンを含む金属片、金属塊等からなる金属体３００を配置する。当該筐体２００内に炭化ケイ素半導体層１０を有する全体基板１００を配置する。この金属片は９９％重量％以上の純度を有するモリブデンであってもよいし、９９％重量％以上の純度を有するチタンであってもよい。また、９９％重量％以上の純度を有するモリブデンと９９％重量％以上の純度を有するチタンの両方であってもよい。

【0033】

筐体２００内において、モリブデン又はチタンを含む金属体３００を第一成膜レートで蒸発させ、全体基板１００の炭化ケイ素半導体層１０の一方面側に蒸着させる。このように炭化ケイ素半導体層１０の一方面に金属を蒸着させることで、第一多結晶層２１が形成される。

【0034】

次に、真空状態において、モリブデン又はチタンを含む金属体３００を第二成膜レートで蒸発させ、第一多結晶層２１の一方面側に蒸着させる。このように第二多結晶層２２の一方面に金属を蒸着させることで、第二多結晶層２２が形成される。この際の第二成膜レートは第一成膜レートよりも速くなってもよく、第一多結晶層２１における第一成膜レートＲ１に対して第二成膜レートＲ２は、３≦Ｒ２≦１０となってもよい。

【0035】

なお、第一成膜レートＲ１は例えば１～３Å／ｓであることが好ましい。第一成膜レートＲ１の上限値を３Å／ｓとすることで第一多結晶層２１を構成する結晶の平均粒径が２ｎｍよりも大きくなることを防止できる。他方、第一成膜レートＲ１の下限値を１Å／ｓとすることで成膜中に炭化ケイ素半導体層１０の表面に酸素が到達してしまい、第一多結晶層２１中に酸素が含まれることを抑止できる。炭化ケイ素半導体層１０の表面に酸素成分が入ってしまうとφＢの値を所望の値に制御することが困難となることから、このように成膜中に炭化ケイ素半導体層１０の表面に酸素が到達することを抑止することは有益である。

【0036】

《効果》
次に、上述した構成からなる本実施の形態による作用・効果の一例について説明する。なお、「効果」で説明するあらゆる態様を、上記構成で採用することができる。

【0037】

第一多結晶層２１におけるモリブデン又はチタンの多結晶の平均粒径が２ｎｍ以上となっている態様を採用した場合にはリーク電流が大きくなってしまうことから、本実施の形態において、第一多結晶層２１におけるモリブデン又はチタンの多結晶の平均粒径が２ｎｍ未満となっている態様を採用した場合には、ワイヤ３１等の接続部３０を第一電極部２０に接続する際に衝撃が加わっても、第一電極部２０から炭化ケイ素半導体層１０に加わる衝撃による炭化ケイ素半導体層１０へのダメージを抑えることできる。

【0038】

なお、ショットキーバリアダイオードにおけるφＢを下げるためには、ショットキー電極としてチタンやモリブデンを用いることが行われているが、φＢを下げるという観点からするとモリブデンを用いることが有益である。モリブデンは非常に硬い金属であることから、本実施の形態の態様を採用することは極めて有益である。

【0039】

接続部３０としてワイヤ３１を採用した場合には、ワイヤ３１の横断面における大きさが、接続電極４０の面方向における大きさの１／４以上となっている態様を採用した場合には、ワイヤ３１から加えられる衝撃を抑えることができる点で有益である。ワイヤ３１の断面積が小さい場合には、硬いモリブデン又はチタンの多結晶の平均粒径が２ｎｍ未満となっているときであっても、ワイヤ３１から加えられる衝撃によって炭化ケイ素半導体層１０へのダメージが与えられる可能性がある。この点、ワイヤ３１の横断面における大きさが接続電極４０の面方向における大きさの１／４以上となっている態様を採用した場合には、このようなダメージが発生する可能性をかなり低減することができる点で有益である。このようなダメージが発生する可能性を低減する観点からすると、ワイヤ３１の横断面における大きさが接続電極４０の面方向における大きさの１／３以上となることが好ましく、１／２以上となることがより好ましい。

【0040】

第一電極部２０が、第一多結晶層２１の一方側であって接続電極４０の他方側に、平均粒径が第一多結晶層２１における平均粒径よりも大きい多結晶を含む第二多結晶層２２を有する態様を採用した場合には、製造にかかる時間及び費用を抑えつつ、ワイヤ３１から加えられる衝撃を抑えることができる効果を有する第一電極部２０を提供できる。結晶の平均粒径を小さくするためには成膜レートを遅くする必要がある。このため、全ての第一電極部２０の結晶の平均粒径を小さくする態様では、第一電極部２０の生成に時間がかかる。この点、第二多結晶層２２では結晶の平均粒径を大きくすることで、少なくとも第二多結晶層２２を生成する際に要する時間を短くすることができる点で有益である。また、このように成膜レートの速い第二多結晶層２２を採用することで、第二多結晶層２２に含まれる酸素量を抑制できる。このように第二多結晶層２２内に含まれる酸素量を抑制することで、接続電極４０と第二多結晶層２２との密着性を確保しやすくすることができる点で有益である。

【0041】

第二多結晶層２２における多結晶の平均粒径が２０ｎｍ以上である場合には、第二多結晶層２２を生成する際の成膜レートを、第一多結晶層２１を生成する際の成膜レートと比較してかなり速くすることができる点で有益である。なお、第一多結晶層２１における平均粒径が２ｎｍ未満となっている態様で、第二多結晶層２２における多結晶の平均粒径を２０ｎｍ以上とする場合には、第二多結晶層２２における平均粒径を第一多結晶層２１における平均粒径の１０倍以上とし、結果としては成膜に必要な時間を短くすることができ、また第二多結晶層２２内に酸素が入ることをかなり抑制できる点で有益である。

【0042】

第二多結晶層２２が第一多結晶層２１と同じ材料からなる態様を採用した場合には、同じ材料を用いつつ、成膜レートを変えるだけで、第一多結晶層２１及び第二多結晶層２２を有する態様を生成できる点で有益である。前述する製造方法を採用した場合において、本態様を採用したときには、真空状態で筐体２００内に載置された金属体３００を交換することなく、成膜レートを調整するだけで第一多結晶層２１及び第二多結晶層２２を形成できる点で有益である。

【0043】

第二多結晶層２２の厚みが第一多結晶層２１の厚みの３倍以上５倍以下となっている態様を採用した場合には、第一電極部２０の大部分を第二多結晶層２２で構成することができ、第一電極部２０の生成にかかる時間を短くすることができる。

【0044】

第一多結晶層２１の厚みは１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下となってもよい。第一多結晶層２１の厚みが１００ｎｍ未満の場合では第一多結晶層２１による緩衝効果が十分ではなく、ワイヤ３１等の接続部３０を第一電極部２０に接続する際に衝撃によって、炭化ケイ素半導体層１０へのダメージを十分に抑えることできない場合があるためである。他方、第一多結晶層２１の厚みが２００ｎｍある場合には、炭化ケイ素半導体層１０へのダメージを抑えるという点で十分な効果を得ることができている。このため、第一多結晶層２１の厚みを２００ｎｍよりも大きくするメリットがそこまで大きくないことから、第一多結晶層２１の厚みの上限を２００ｎｍとすることができる。なお、前述したように、第二多結晶層２２の厚みが第一多結晶層２１の厚みの３倍以上５倍以下となる態様を採用する場合であって第一多結晶層２１の厚みが１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下となるときには、第二多結晶層２２の厚みは３００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下となる。

【0045】

第２の実施の形態
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

【0046】

第１の実施の形態では第二多結晶層２２を設ける態様としたが、図３に示すように、本実施の形態では第二多結晶層２２は設けられておらず、多結晶の平均粒径が２ｎｍ未満となっている第一多結晶層２１のみから第一電極部２０が形成されている。第１の実施の形態で採用したあらゆる構成を第２の実施の形態でも採用することができる。第１の実施の形態で説明した部材に対しては同じ符号を付して説明する。

【0047】

本実施の形態によれば、第二多結晶層２２を設けずに第一多結晶層２１のみから第一電極部２０が形成されることから、成膜レートを変えることもなく、単純な製造レシピによって第一電極部２０を生成できる。また、製造に時間を要するものの、第一電極部２０全体によって緩衝効果をもたらすことができる点でも有益である。

【0048】

第３の実施の形態
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。

【0049】

図４及び図５に示すように、本実施の形態では、第一電極部２０が３層以上から構成され、第１実施の形態における第一多結晶層２１及び第二多結晶層２２に加えて第ｎ多結晶層１２３（「ｎ」は３以上の整数である。）が設けられている。上記各実施の形態で採用したあらゆる構成を本実施の形態でも採用することができる。上記各実施の形態で説明した部材に対しては同じ符号を付して説明する。

【0050】

第ｎ多結晶層１２３はチタン又はモリブデンから構成されてもよいが、これに限られることはなく、第ｎ多結晶層１２３がアルムニウム、銅、金及びニッケルのいずれか１つ以上の材料から構成されてもよいし、これらの２つ以上から構成されてもよい。

【0051】

本態様によれば、φＢに影響の高い第一多結晶層２１ではチタン又はモリブデンを用いるものの、それ以外の第二多結晶層２２及び第ｎ多結晶層１２３においてはチタン又はモリブデン以外の金属を用いることができる。チタン又はモリブデン以外の金属、例えばアルムニウム、銅、金及びニッケルのいずれか１つ以上を用いた場合には、これらの金属がチタンやモリブデンと比較して柔らかいことから、それ自身の性能として緩衝効果を期待できる点でも有益である。

【0052】

また本態様においても、第一多結晶層２１、第二多結晶層２２及び第ｎ多結晶層１２３の各々が同じ金属から構成されてもよい。一例としては、第ｎ多結晶層１２３における結晶の平均粒径が第二多結晶層２２における結晶の平均粒径よりも大きくなり、緩衝効果が第一多結晶層２１＞第二多結晶層２２＞第ｎ多結晶層１２３となってもよい。また、図５に示すように、４層以上の構成となり、第ｍ－１多結晶層における結晶の平均粒径が第ｍ多結晶層における結晶の平均粒径よりも小さくなり、緩衝効果が第ｍ－１多結晶層１２４＞第ｍ多結晶層１２５となってもよい（「ｍ」は４以上の整数である。）。

【0053】

第４の実施の形態
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。

【0054】

図６及び図７に示すように、本実施の形態では、電極部２０において、面内方向でワイヤ３１等の接続部３０が設けられる領域で第一多結晶層２１が設けられ、第一多結晶層２１の周縁領域に第一多結晶層２１以外の多結晶層が設けられている。上記各実施の形態で採用したあらゆる構成を本実施の形態でも採用することができる。上記各実施の形態で説明した部材に対しては同じ符号を付して説明する。

【0055】

前述したように、ワイヤ３１等の接続部３０を第一電極部２０に接続する際に衝撃が加わる。このため、ワイヤ３１等の接続部３０を設ける領域（面内方向における領域）に第一多結晶層２１が設けられていれば、第一電極部２０から炭化ケイ素半導体層１０に加わる衝撃によって炭化ケイ素半導体層１０へのダメージを抑えることできる。このため、本実施の形態では、面内方向においてワイヤ３１等の接続部３０が設けられる領域で第一多結晶層２１が設けられる態様となっている。

【0056】

また、第一多結晶層２１以外の面内方向の領域では例えば第二多結晶層２２によって構成されてもよい（図６及び図７参照）。第一多結晶層２１は電極部２０の一方側面まで延びて設けられてもよいし（図７参照）、第一多結晶層２１の一方側に第一多結晶層２１以外の多結晶層（図６では第二多結晶層２２）が設けられてもよい。このような態様を採用した場合には、面内方向における小さな領域に第一多結晶層２１を設けることができる。

【0057】

前述したように、上記各実施の形態で採用したあらゆる構成を本実施の形態でも採用することができ、例えば第３実施の形態のように第ｎ多結晶層が設けられる態様を採用することもできる。

【0058】

上述した各実施の形態の記載及び図面の開示は、請求の範囲に記載された発明を説明するための一例に過ぎず、上述した実施の形態の記載又は図面の開示によって請求の範囲に記載された発明が限定されることはない。また、出願当初の請求項の記載はあくまでも一例であり、明細書、図面等の記載に基づき、請求項の記載を適宜変更することもできる。

【符号の説明】

【0059】

１０ 炭化ケイ素半導体層
２０ 第一電極部（電極部）
２１ 第一多結晶層
２２ 第二多結晶層
３０ 接続部
４０ 接続電極

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】