[發明專利]一種實現P型SiC材料低溫歐姆合金退火的方法

有效

• 申請號: 201210299142.3
• 申請日: 2012-08-21
• 公開（公告）號: CN102931054A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 湯益丹;劉可安;申華軍;白云;李博;王弋宇;劉新宇;李誠瞻;史晶晶
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所;株洲南車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H01L21/04
• 分類號: H01L21/04
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

1.一種實現P型SiC材料低溫歐姆合金退火的方法，其特征在于，針對TiAl基金屬化系統，該方法采用兩步退火方式實現P型SiC材料低溫歐姆接觸，第一步退火為預退火，第二步退火為高溫快速退火，其中：

第一步預退火是通過預退火方式形成Al的合金體系，促進TiAl基歐姆接觸金屬與P型SiC的界面反應，形成界面過渡層；

第二步高溫快速退火是利用預退火過程中形成的界面反應催化劑，在低于常規快速退火溫度下，實現Ti、Al與SiC的反應，形成低勢壘、高載流子密度的碳化物或者硅化物過渡層(ISL)。

2.根據權利要求1所述的實現P型SiC材料低溫歐姆合金退火的方法，其特征在于，所述Al的合金體系包括在預退火條件下形成的Al熔融態和催化劑金屬，該Al的合金體系用于作為界面反應催化劑，促使游離態的Si出現在Al層中，提高SiC中Si受主的濃度。

3.根據權利要求2所述的實現P型SiC材料低溫歐姆合金退火的方法，其特征在于，所述催化劑金屬用于在較低溫度下與熔融態Al形成Al的合金體系，促進歐姆接觸金屬與襯底材料的界面反應。

4.根據權利要求1所述的實現P型SiC材料低溫歐姆合金退火的方法，其特征在于，所述第一步預退火中，預退火溫度控制在400-660℃之間，并短時間預退火，其退火時間控制在60秒，并小于第二步高溫退火時間。

5.根據權利要求1所述的實現P型SiC材料低溫歐姆合金退火的方法，其特征在于，所述第二步高溫快速退火中，其退火溫度范圍為600-1000℃，退火時間范圍為2分鐘-30分鐘。

6.根據權利要求1所述的實現P型SiC材料低溫歐姆合金退火的方法，其特征在于，所述形成低勢壘、高載流子密度的碳化物或者硅化物過渡層是形成Al₄C₃，Ti₃SiC₂或Al₃Ti過渡層。

7.根據權利要求1所述的實現P型SiC材料低溫歐姆合金退火的方法，其特征在于，在所述兩步退火過程中，溫度的上升和下降都有一定的緩沖時間，上升階段為5秒-10秒，下降階段為20秒-120秒，其中，升溫速率為60-80℃/秒。

8.根據權利要求7所述的實現P型SiC材料低溫歐姆合金退火的方法，其特征在于，在下降階段，降溫過程呈現階段變化，設置階段性降溫溫度點，此溫度處保持10秒左右，且此溫度要高于預退火溫度，用于保護形成的Al的合金體系。

9.根據權利要求8所述的兩步退火方法，其特征在于，設置的階段性降溫溫度范圍為500-600℃之間，要求大于預退火溫度，小于高溫快速退火溫度。