[發(fā)明專(zhuān)利]碳化硅基肖特基接觸制作方法及肖特基二極管制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610785226.6
• 申請(qǐng)日: 2016-08-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107785250B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周正東;李誠(chéng)瞻;劉可安;吳煜東;饒偉;史晶晶;楊程;吳佳
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 株洲中車(chē)時(shí)代半導(dǎo)體有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/285
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/285;H01L21/329
• 代理公司: 北京聿華聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11611
• 代理人: 劉烽;朱繪

本發(fā)明提供了一種碳化硅肖特基接觸制作方法，包括以下步驟：a.在碳化硅基體表面濺射肖特基接觸金屬材料；b.將步驟a處理后的碳化硅基體進(jìn)行加熱處理；c.使步驟b處理后的碳化硅基體在惰性氣氛下冷卻；d.在冷卻后的碳化硅基體表面進(jìn)一步濺射陽(yáng)極金屬材料；e.先后刻蝕除去非肖特基接觸區(qū)的陽(yáng)極金屬材料和肖特基接觸材料，形成肖特基接觸區(qū)。本發(fā)明還提供了一種碳化硅肖特基二極管的制造方法。本發(fā)明在形成肖特基接觸圖形中只需進(jìn)行一次光刻，簡(jiǎn)化了肖特基接觸的形成步驟。本發(fā)明提供的肖特基接觸制作方法可有效防止肖特基接觸金屬被自然氧化，同時(shí)防止肖特基接觸金屬表面的有機(jī)物及顆粒的污染，從而提高肖特基接觸和相應(yīng)二極管的品質(zhì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功率器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種碳化硅肖特基接觸制作方法和一種碳化硅肖特基二極管制造方法。

背景技術(shù)

作為第三代半導(dǎo)體材料，碳化硅(SiC)材料具有禁帶寬度大、擊穿電場(chǎng)高、飽和電子漂移速率高、熱導(dǎo)率高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)；這使得碳化硅基功率器件在高壓、高溫、高頻、大功率、強(qiáng)輻射等方面都有極大的應(yīng)用前景。

碳化硅肖特基二極管因其制造工藝成熟及器件正向電流大，從而成為碳化硅基器件中最為普遍的器件。而形成碳化硅表面肖特基接觸及電極是碳化硅肖特基二極管的關(guān)鍵技術(shù)。

目前的普遍做法是在室溫濺射肖特基接觸金屬鈦(Ti)，并通過(guò)光刻方法刻蝕去除非肖特基區(qū)的鈦后，進(jìn)行高溫快速退火形成良好的碳化硅表面肖特基接觸；然后在碳化硅表面通過(guò)濺射或蒸發(fā)的方法生長(zhǎng)肖特基陽(yáng)極金屬鋁(Al)，并最后通過(guò)光刻方法刻蝕去除非肖特基區(qū)的鋁，形成肖特基電極。

現(xiàn)有技術(shù)在形成肖特基接觸工藝中，在碳化硅表面進(jìn)行室溫濺射鈦后，通過(guò)光刻工藝進(jìn)行鈦刻蝕后，再進(jìn)行高溫快速退火得到碳化硅表面肖特基接觸。此做法使肖特基接觸金屬鈦暴露在了空氣中而可能被自然氧化，從而增加鈦表面的電阻率。再者，此做法在從鈦濺射到鋁濺射的過(guò)程中，需要施行旋涂光刻膠、在鈦腐蝕液中刻蝕鈦、在去膠液中去除光刻膠以及有機(jī)清洗等工藝；在這系列工藝步驟中，鈦表面直接與溶液接觸，因而導(dǎo)致鈦表面可能存在有機(jī)物及顆粒殘留。鈦表面自然氧化、有機(jī)物和顆粒污染不僅增加鈦表面的電阻率，而且會(huì)降低鈦層與鋁層的粘附力，使鋁層易于從鈦表面脫落，嚴(yán)重影響碳化硅肖特基二極管的使用性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種碳化硅肖特基接觸制作方法，在該方法中使用的濺射工藝方法達(dá)到了肖特基退火作用，得到良好的碳化硅表面肖特基接觸。此方法中還設(shè)計(jì)了一次完成濺射肖特基接觸金屬材料及陽(yáng)極金屬材料(或稱(chēng)為“加厚金屬材料”)，并通過(guò)一次光刻完成肖特基接觸金屬材料刻蝕及陽(yáng)極金屬材料刻蝕的工藝步驟，防止了肖特基接觸金屬被自然氧化和表面顆粒和有機(jī)物污染，達(dá)到了降低開(kāi)啟電壓及增加肖特基接觸金屬材料和陽(yáng)極金屬材料的粘附力的目的。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種碳化硅肖特基二極管的制造方法，首先制備碳化硅基體，然后在此基礎(chǔ)上采用了如上所述的碳化硅肖特基接觸制作方法來(lái)構(gòu)造具有肖特基特性的結(jié)構(gòu)。

因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種碳化硅肖特基接觸制作方法，包括以下步驟：

a.在碳化硅基體表面濺射肖特基接觸金屬材料；

b.將步驟a處理后的碳化硅基體進(jìn)行加熱處理；

c.使步驟b處理后的碳化硅基體在惰性氣氛下冷卻；

d.在冷卻后的碳化硅基體表面進(jìn)一步濺射陽(yáng)極金屬材料；和

e.先后刻蝕除去非肖特基接觸區(qū)的陽(yáng)極金屬材料和肖特基接觸材料，形成肖特基接觸區(qū)。

根據(jù)本發(fā)明，所述肖特基接觸金屬材料可以為本領(lǐng)域的常規(guī)選擇，優(yōu)選選自鈦、鎳、金和銀中的至少一種，更優(yōu)選為鈦。

根據(jù)本發(fā)明，所述陽(yáng)極金屬材料可以為本領(lǐng)域的常規(guī)選擇，優(yōu)選選自鋁、鎳、銅、金和銀中的至少一種，更優(yōu)選為鋁。