[發明專利]一種插入層復合結構及其制作方法

在審

• 申請號: 201410671215.6
• 申請日: 2014-11-21
• 公開（公告）號: CN104393031A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 湯益丹;申華軍;白云;周靜濤;楊成樾;劉新宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L29/45
• 分類號: H01L29/45;H01L21/04
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 張瑾

1.一種插入層復合結構，其特征在于，所述插入層復合結構位于SiC襯底與金屬蓋層之間，包括采用特殊材料形成的電流輸運層和特定元素組分配比的歐姆接觸金屬層；所述電流輸運層位于SiC襯底之上，所述歐姆接觸金屬層位于電流輸運層之上；所述插入層復合結構由所述歐姆接觸金屬層通過合金退火方式形成的特定化學成分配比的碳化物和硅化物擴散進入所述電流輸運層混合而成。

2.根據權利要求1所述的插入層復合結構，其特征在于，所述電流輸運層采用合金退火過程中金屬合金在其中易于擴散的材料。

3.根據權利要求2所述的插入層復合結構，其特征在于，所述電流輸運層采用的材料的禁帶寬度大于或等于SiC的禁帶寬度。

4.根據權利要求2所述的插入層復合結構，其特征在于，所述電流輸運層采用電阻率低至10^-5Ω?cm²、禁帶寬度大于或等于3.54eV的ITO薄膜形成。

5.根據權利要求4所述的插入層復合結構，其特征在于，所述電流輸運層通過電子束蒸發或者濺射的方式形成，形成溫度為350℃~400℃。

6.根據權利要求5所述的插入層復合結構，其特征在于，所述ITO薄膜為通過氧空位和Sn摻雜取代形成的高度簡并的半導體材料。

7.根據權利要求6所述的插入層復合結構，其特征在于，所述ITO薄膜的厚度范圍為80nm~100nm。

8.根據權利要求1所述的插入層復合結構，其特征在于，所述特定元素組分配比的歐姆接觸金屬層包括Ti、Al、Ni和Pt元素；其中，Ti/Al體系中Al原子百分比為70%~80%，Ni/Ti/Al體系中Ni和Al原子百分比均為40%~50%。

9.根據權利要求1所述的插入層復合結構，其特征在于，所述通過合金退火方式形成的特定化學成分配比的碳化物和硅化物為Ti、Si、C三元化合物，Al、C二元化合物和Ni、Si二元化合物的混合層結構。

10.根據權利要求9所述的插入層復合結構，其特征在于，所述Ti、Si、C三元化合物中，Ti原子的分數大于等于3且小于等于4，Si原子的分數為1，C原子的分數為2；所述Al、C二元化合物中Al原子的分數為4，C原子的分數為3；所述Ni、Si二元化合物中Ni原子的分數為大于等于2，Ni原子的分數為1。

11.一種制作如權利要求1至10中任一項所述的插入層復合結構的方法，其特征在于，包括：

清洗P型和N型SiC襯底；

干燥SiC襯底；

在SiC襯底上制備用于臺面刻蝕的掩膜；

對SiC襯底進行臺面刻蝕；

對SiC襯底進行表面處理，活化表面性能；

制作電流輸運層；

在經過氮氣氛圍退火的ITO薄膜上，進行勻膠光刻，形成金屬剝離圖形；

在經過氮氣氛圍退火的ITO薄膜上，制作歐姆接觸金屬；

剝離沉積在光刻膠上的歐姆接觸金屬；

在蒸發歐姆接觸金屬層的SiC襯底上濺射Pt/Ni蓋層金屬；

對所有淀積膜進行加溫；

高溫合金退火，形成插入層復合結構。

12.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，所述清洗P型和N型SiC襯底包括：

使用丙酮、乙醇、去離子水依次沖洗SiC襯底表面，并用氮氣吹干；其中所述P型SiC襯底從上到下有三個區域，從上到下依次為N+區、N-區和P+區；所述N型SiC襯底從上到下有兩個區域，從上到下依次為N-區和N+區。

13.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，所述干燥SiC襯底包括：

將SiC襯底放入120℃的烘箱中，在氮氣氛圍下烘10分鐘。

14.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，所述在SiC襯底上制備用于臺面刻蝕的掩膜包括：

在SiC襯底表面涂敷厚度3μm的9920光刻膠作為臺面刻蝕的掩膜，然后對光刻膠進行光刻形成臺面隔離的圖形。