[發明專利]N型SiC歐姆接觸電極的制作方法

有效

• 申請號: 201710823143.6
• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN107578989B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 譚永亮;劉佳佳;梁東升;劉相伍;張力江;崔玉興
• 申請（專利權）人: 北京國聯萬眾半導體科技有限公司
• 主分類號: H01L21/04
• 分類號: H01L21/04
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 柳萌

本發明公開了一種N型SiC歐姆接觸電極的制作方法，涉及歐姆電極的制作方法技術領域。所述方法包括如下步驟：在N型SiC圓片的上表面歐姆接觸電極區進行光刻，制作歐姆接觸電極的掩膜；在具有掩膜的SiC圓片的上表面依次沉積Ni層、Ti層以及Pt層，沉積結束后進行剝離工藝，去除多余的金屬；在惰性氣氛中進行快速熱退火處理，在所述N型SiC圓片的上表面形成歐姆接觸電極。所述方法使用Ni/Ti/Pt多層金屬并經過退火后形成歐姆接觸電極，形成的歐姆接觸電極的表面形貌平整，無C顆粒析出，并且能夠與N型SiC形成較好的歐姆接觸。

技術領域

本發明涉及歐姆電極的制作方法技術領域，尤其涉及一種N型SiC歐姆接觸電極的制作方法。

背景技術

近二十年來，以碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）為代表的寬禁帶半導體材料，是繼以硅（Si）和砷化鎵（GaAs）為代表的第一代、第二代半導體材料之后，迅速發展起來的新型半導體材料。SiC基半導體材料具有寬帶隙、高電子飽和漂移速度、高熱導率、耐高壓、耐高溫、抗輻射等突出優點，特別適合制作大功率、高頻、高溫半導體器件。寬禁帶半導體SiC功率器件技術是一項戰略性的高新技術，具有極其重要的價值，因此得到國內外眾多半導體公司和研究機構的廣泛關注和深入研究，成為國際上新材料、微電子和電力電子領域的研究熱點之一。

SiC材料在高溫、大功率和高頻半導體器件領域應用的關鍵工藝之一是需要制備高穩定性和低電阻的歐姆接觸，并且接觸要具有良好的力學性質，使在制作過程和后續工藝或使用過程中必須粘附堅固、性能穩定可靠。對于SiC器件來說，歐姆接觸的穩定性對決定大功率和高溫電子器件運行的最大電流密度、溫度和頻率方面起著重要作用，用于歐姆接觸合金的組分和厚度以及退火溫度在國際上還沒達成一致，研究SiC上不同金屬和工藝條件如合金體系、退火溫度、時間、氣氛等對歐姆接觸電阻率的影響從而實現低歐姆接觸電阻率非常重要。目前，SiC材料與金屬形成的歐姆接觸都將形成阻擋載流子進入的勢壘，也就是說SiC材料的歐姆接觸的機理是隧道模型，因此可以通過兩種方法得到良好的歐姆接觸：降低勢壘高度和減薄勢壘區寬度。常見雜質在 SiC中的擴散系數極低,在合金化的過程中幾乎不可能像 Si、GaAs等半導體那樣靠合金中的摻雜劑摻入來提高界面的摻雜濃度，這為歐姆接觸的形成帶來了很大的困難。

對于n型SiC普遍選取的是以Ni為基礎的合金體系淀積在重摻雜的SiC上高溫快速退火實現，合金溫度一般超過900℃，Ni用于歐姆接觸雖然得到了比較理想的比接觸電阻率，但仍然存在接觸界面粗糙粘附性差，易形成碳聚集，表層金屬易被氧化等問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是如何提供一種歐姆接觸電極的表面形貌平整，無C顆粒析出，并且能夠與N型SiC形成較好的歐姆接觸的N型SiC歐姆接觸電極的制作方法。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種N型SiC歐姆接觸電極的制作方法，其特征在于包括如下步驟：

在N型SiC圓片的上表面歐姆接觸電極區進行光刻，制作歐姆接觸電極的掩膜；

在具有掩膜的SiC圓片的上表面依次沉積Ni層、Ti層以及Pt層，沉積結束后進行剝離工藝，去除多余的金屬；

在惰性氣氛中進行快速熱退火處理，在所述N型SiC圓片的上表面形成歐姆接觸電極。

進一步的技術方案在于，所述方法還包括：在N型SiC圓片的上表面歐姆接觸電極區進行光刻之前還包括對所述N型SiC圓片進行標準RCA清洗的步驟。

進一步的技術方案在于，所述方法還包括：對形成所述掩膜后的N型SiC圓片的歐姆電極區進行清洗的步驟。

進一步的技術方案在于，所述的在N型SiC圓片的上表面歐姆接觸電極區進行光刻，制作歐姆接觸電極的掩膜的方法如下：

將N型SiC圓片進行烘片，溫度為90℃~130℃，時間2min~30min；