[發明專利]適用于高溫的碳化硅歐姆接觸制作方法及碳化硅功率器件

在審

• 申請號: 201811377428.2
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109524456A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 譚永亮;張力江;默江輝;楊中月;李亮
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十三研究所
• 主分類號: H01L29/16
• 分類號: H01L29/16;H01L29/45;H01L21/324
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 趙寶琴

本發明提供了一種適用于高溫的碳化硅歐姆接觸制作方法及碳化硅功率器件，屬于半導體器件制作技術領域，包括以下步驟：清洗碳化硅圓片；光刻定義歐姆接觸區域；在碳化硅圓片表面沉積多層金屬，所述多層金屬依次為鎳、鎢，或者為，鎳、鈮；金屬剝離，制備金屬電極；歐姆接觸退火形成歐姆接觸電極。本發明提供的適用于高溫的碳化硅歐姆接觸制作方法，歐姆接觸電極的表面形貌平整，無碳顆粒析出，并且在高溫下歐姆接觸性能不發生退化。

技術領域

本發明屬于半導體器件制作技術領域，更具體地說，是涉及一種適用于高溫的碳化硅歐姆接觸制作方法及碳化硅功率器件。

背景技術

目前，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基半導體材料具有禁帶寬度大、熱導率高、擊穿場強高、電子飽和漂移速度高等優點，特別適合制作大功率、高頻、高溫半導體器件。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研究的熱點之一。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和抗退化能力，使其在后續工藝制作和使用過程中性能穩定可靠。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歐姆接觸，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，易形成碳聚集，高溫下歐姆接觸退化等問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種適用于高溫的碳化硅歐姆接觸制作方法，以解決現有技術中存在的接觸界面粗糙、易形成碳聚集及高溫下歐姆接觸退化等技術問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：提供一種適用于高溫的碳化硅歐姆接觸制作方法，包括以下步驟：

清洗碳化硅圓片；

光刻定義歐姆接觸區域；

在碳化硅圓片表面沉積多層金屬，所述多層金屬依次為鎳、鎢，或者為，鎳、鈮；

金屬剝離，制備金屬電極；

歐姆接觸退火形成歐姆接觸電極。

進一步地，所述清洗碳化硅圓片的過程為：

采用標準的RCA清洗方法，對碳化硅圓片進行清洗，去除碳化硅圓片表面沾污。

進一步地，所述光刻定義歐姆接觸區域的過程為：

在碳化硅圓片表面涂覆一層光刻膠，將需要制作歐姆接觸電極的區域進行曝光顯影，露出碳化硅表面。

進一步地，所述光刻膠厚度為0.3μm-5um。

進一步地，所述在碳化硅圓片表面沉積多層金屬的過程為：

采用蒸發或濺射的方法沉積多層金屬，所述鎳的厚度為30nm-200nm，所述鎢或鈮的厚度為20nm-100nm。

進一步地，所述鎳的厚度為50nm-150nm，所述鎢或鈮的厚度為40nm-80nm。

進一步地，所述金屬剝離，制備金屬電極的過程為：

金屬沉積后將碳化硅圓片在有機溶劑中浸泡，去除光刻膠和沉積在光刻膠上的多余金屬，只保留所需要的金屬電極部分，在有機溶劑中將金屬去除干凈后，使用去離子水對碳化硅圓片進行沖洗。

進一步地，所述歐姆接觸退火形成歐姆接觸電極的過程為：

使用快速退火爐對碳化硅圓片進行快速退火，氣體氛圍為氬氣或者氮氣，退火溫度為950℃-1050℃，恒溫時間為30秒-120秒。