[發明專利]一種高溫環境下工作的碳化硅裝置及其制造方法

在審

• 申請號: 202010218933.3
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111509032A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 李昀佶;何佳;陳彤
• 申請（專利權）人: 泰科天潤半導體科技（北京）有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/16;H01L21/02;H01L29/45;H01L29/47
• 代理公司: 福州市鼓樓區京華專利事務所(普通合伙) 35212
• 代理人: 林云嬌

本發明提供一種高溫環境下工作的碳化硅裝置及其制造方法，方法包括：選取一SiC襯底片；采用現有技術進行正面金屬淀積及退火，形成肖特基接觸；背面金屬淀積及退火工藝：對SiC襯底片進行金屬淀積之后退火，形成第一金屬層；之后在第一金屬層上再進行金屬淀積，之后形成第二金屬層，形成歐姆接觸，第二金屬層不需要進行退火，減少了退火后的生成物，提高了SiC歐姆接觸的可靠性。

技術領域

本發明涉及計算機技術領域，特別涉及一種高溫環境下工作的碳化硅裝置及其制造方法。

背景技術

SiC基電力電子器件能夠在無散熱設備的條件下，正常工作在較高的溫度環境中，這將簡化電力系統的散熱系統，減少整機重量、降低系統成本，并且大大地提高電力系統的集成度。雖然當前最先進、最成熟應用的SiC功率器件是SBD和MOSFET，但其大規模產業化進程仍然相對緩慢，而制約SiC功率器件發展的最主要瓶頸為高材料成本和較為嚴苛的工藝技術。尤其是SiC電力電子器件制備過程中的關鍵核心工藝技術，如高效穩定的SiC表面歐姆接觸技術。

由于4H-SiC的功函數很高，所以金屬與4H-SiC襯底之間，一般均會形成肖特基接觸，必須設法去除金屬與4H-SiC襯底之間的肖特基勢壘，才能形成良好的歐姆接觸。歐姆接觸由于關系到器件的導通損耗，是SiC電力電子器件制備過程中的一項關鍵工藝。一般采取的方法是采用高溫快速熱退火形成金屬與半導體的合金來降低肖特基勢壘，因此，研究退火溫度、退火氣氛等實驗條件對歐姆接觸形成的作用機理是最為重要的。

通常采用各種不同的金屬方案來制備SiC的歐姆接觸，如TaC，Ni，Co以及Ti等。其中Ni金屬與n型高摻SiC表面通過快速熱退火(RTA)形成歐姆接觸是最普遍應用的一個方案，退火溫度為800℃-1100℃。常用于SiC p型歐姆接觸的金屬如Al/Ti、Al/Ni/Ti等；但退火后過多的生成物會造成SiC歐姆接觸可靠性的降低。

發明內容

本發明要解決的技術問題，在于提供一種高溫環境下工作的碳化硅裝置及其制造方法，第二金屬層不需要進行退火，減少了退火后的生成物，提高了SiC歐姆接觸的可靠性。

第一方面，本發明提供了一種高溫環境下工作的碳化硅裝置的制造方法，包括：

步驟1、選取一SiC襯底片；

步驟2、采用現有技術進行正面金屬淀積及退火，形成肖特基接觸；

步驟3、背面金屬淀積及退火工藝：對SiC襯底片進行金屬淀積之后退火，形成第一金屬層；之后在第一金屬層上再進行金屬淀積，之后形成第二金屬層，形成歐姆接觸。

進一步地，所述步驟3進一步具體為：

若SiC襯底片中的襯底是n型SiC襯底：對其進行金屬淀積之后退火，退火溫度大于400度，形成第一金屬層；之后在第一金屬層上再進行金屬淀積，之后形成第二金屬層，形成歐姆接觸；

若SiC襯底片中的襯底是p型SiC襯底：對其進行金屬淀積之后退火，退火溫度大于600度，形成第一金屬層；之后在第一金屬層上再進行金屬淀積，之后形成第二金屬層，形成歐姆接觸。

進一步地，所述n型SiC襯底中的第一金屬層厚度為20nm～500nm。

進一步地，所述p型SiC襯底中的第一金屬層厚度為厚度20nm～800nm。

進一步地，所述n型SiC襯底中的第二金屬層厚度為200nm～2000nm。

進一步地，所述p型SiC襯底中的第二金屬層厚度為200nm～2000nm。

進一步地，所述n型SiC襯底中的第二金屬層的金屬采用W或Au或Pt或NiW或鈀或銠。

進一步地，所述p型SiC襯底中的第二金屬層的金屬采用W或Au或Pt或NiW或鈀或銠。