[發明專利]勢壘金屬結構及勢壘金屬結構的制造方法

在審

• 申請號: 201711451462.5
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN109979992A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 朱家從;甘新慧;蔣正勇;張偉民;楊萬青;齊從明
• 申請（專利權）人: 無錫華潤微電子有限公司
• 主分類號: H01L29/08
• 分類號: H01L29/08;H01L29/417;H01L21/04
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 吳平

本發明涉及一種勢壘金屬結構及勢壘金屬結構的制造方法，包括：第一金屬鈦層，設于所述襯底上；金屬氮化鈦層，設于所述第一金屬鈦層上；第二金屬鈦層，設于所述金屬氮化鈦層上；鋁金屬層，設于所述第二金屬鈦層上。上述勢壘金屬結構，由于在金屬氮化鈦層和鋁金屬層之間設有第二金屬鈦層，可阻止鋁金屬層和金屬氮化鈦層在常溫下反應生成氮化鋁(AlN)，采用濕法腐蝕時，能有效穩定金屬氮化鈦層的腐蝕速率，保證金屬氮化鈦層能被完全腐蝕掉，保證了SiC JBS器件最終的性能；該勢壘金屬結構支持使用濕法腐蝕，可有效解決干法刻蝕過程中帶來的過刻和刻蝕完成后金屬側壁形貌較為陡直，不利于后續的鈍化層覆蓋的問題。

技術領域

本發明涉及半導體器件，特別是涉及一種勢壘金屬結構及勢壘金屬結構的制造方法。

背景技術

鈦(Ti)是碳化硅(SiC)結勢壘肖特基二極管(JBS)器件中最常用的勢壘金屬，在勢壘合金時為防止鋁(Al)遷移到鈦(Ti)中還會增加一層氮化鈦(TiN)，這樣就形成了SiC JBS器件中常見的勢壘金屬結構：Ti+TiN+Al。勢壘金屬結構淀積后，緊接著就會對勢壘金屬結構進行光刻和腐蝕，腐蝕工藝有干法刻蝕工藝和濕法腐蝕工藝兩種，采用濕法腐蝕時，TiN層的腐蝕速率不穩定，有時甚至不能被腐蝕掉，SiC JBS器件最終的性能不能保證。因此現有的勢壘金屬結構的腐蝕不得不采用干法刻蝕，但是干法刻蝕只能采用定時刻蝕，無法精確控制刻蝕量，過刻時會損傷SiC晶圓的表面區域，并且干法刻蝕的金屬側壁形貌較為陡直，不利于后續的鈍化層覆蓋。

發明內容

基于此，有必要提供一種勢壘金屬結構及勢壘金屬結構的制造方法。

一種勢壘金屬結構，設于襯底上，包括：

第一金屬鈦層，設于所述襯底上；

金屬氮化鈦層，設于所述第一金屬鈦層上；

第二金屬鈦層，設于所述金屬氮化鈦層上；

鋁金屬層，設于所述第二金屬鈦層上。

在其中一個實施例中，所述襯底為碳化硅襯底。

在其中一個實施例中，所述第二金屬鈦層的厚度范圍為[20nm，500nm]。

在其中一個實施例中，所述第一金屬鈦層的厚度范圍為[100nm，500nm]，所述金屬氮化鈦層的厚度范圍為[20nm，300nm]，所述鋁金屬層的厚度范圍為[300nm，5000nm]。

在其中一個實施例中，所述鋁金屬層是純鋁金屬層或摻雜鋁金屬層。

在其中一個實施例中，所述摻雜鋁金屬層為摻雜硅和/或銅的摻雜鋁金屬層，所述摻雜鋁金屬層中鋁的摩爾分數大于95％。

另一方面，本發明還提出一種勢壘金屬結構的制造方法，包括：

形成第一金屬鈦層；

在所述第一金屬鈦層上形成金屬氮化鈦層；

在所述金屬氮化鈦層上形成第二金屬鈦層；

在所述第二金屬鈦層上形成鋁金屬層，所述第一金屬鈦層、金屬氮化鈦、第二金屬鈦層及鋁金屬層組成所述勢壘金屬結構；

濕法腐蝕所述勢壘金屬結構，形成所需的勢壘金屬結構圖案。

在其中一個實施例中，所述形成第一金屬鈦層的步驟之前還包括形成碳化硅襯底的步驟，所述第一金屬鈦層是形成在所述碳化硅襯底上。

在其中一個實施例中，所述在所述第一金屬鈦層上形成金屬氮化鈦層的步驟包括：通過通入氮氣并第一次磁控濺射鈦靶的方式，在所述第一金屬鈦層上淀積金屬氮化鈦層；所述在所述金屬氮化鈦層上形成第二金屬鈦層的步驟包括：

通過第二次磁控濺射鈦靶的方式，在所述金屬氮化鈦層上淀積第二金屬鈦層。