[發明專利]一種改進型CTLM法測量SiC芯片歐姆接觸電阻率的方法

在審

• 申請號: 202110696255.6
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113571440A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 錢志成;孫西龍;徐俊;栗銳
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十五研究所
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66;H01L23/544
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 施昊

本發明提供了一種改進型CTLM法測量SiC芯片歐姆接觸電阻率的方法，包括以下步驟：在SiC芯片的背面生長歐姆金屬層；在歐姆金屬層上進行刻蝕形成第一CTLM圖形層；對第一CTLM圖形層進行退火；在退火后的第一CTLM圖形層上生長導電金屬層；對導電金屬層進行刻蝕形成與第一CTLM圖形層中測試圖形形狀相同的第二CTLM圖形層；采用四探針法測量第二CTLM圖形層的電壓和電流，結合第一CTLM圖形層中測試圖形的尺寸計算歐姆接觸電阻率。本發明通過對原有CTLM法制造工藝的改進，在已退火的歐姆金屬上增加一層加厚的高導電金屬，再進行測試時使用四探針法避免加厚高導電金屬電阻的影響，可以得出更準確的歐姆接觸電阻率，且工藝流程簡單，所需成本低。

技術領域

本發明涉及半導體器件技術領域，特別是涉及一種改進型CTLM法測量SiC芯片歐姆接觸電阻率的方法。

背景技術

SiC是一種具有出色的物理、化學和電性能特性的第三代新型寬禁帶半導體材料，在功率半導體器件領域，特別是大功率、高電壓條件下，具有很好的應用前景。SiC肖特基勢壘二極管(SBD)和SiC MOSFET都已經成功商業化。

SiC二極管的陰極電極為歐姆接觸電極，因此SiC芯片背面的歐姆接觸的質量會對器件電學性能有重大影響，特別是對于開啟電壓值和正向工作電阻值。當歐姆接觸電阻越小、接觸質量越高時，器件的工作電流越大、器件性能越優。歐姆接觸電阻率是用來表征歐姆接觸的一種重要物理量，歐姆接觸電阻率越低，表明歐姆接觸性能越好。目前用于測試歐姆接觸電阻率的方法主要用TLM法，但由于這種方法需要對器件進行注入隔離，對于SiC器件成本較高，工藝較復雜。而無需注入隔離的CTLM法由于歐姆金屬較薄，測試時針尖容易扎透金屬，導致測量效果較差，測量結果不準確。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種改進型CTLM法測量SiC芯片歐姆接觸電阻率的方法。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種改進型CTLM法測量SiC芯片歐姆接觸電阻率的方法，包括以下步驟：

在SiC芯片的背面生長歐姆金屬層；

在歐姆金屬層上進行刻蝕形成第一CTLM圖形層；

對第一CTLM圖形層進行退火；

在退火后的第一CTLM圖形層上生長導電金屬層；

對導電金屬層進行刻蝕形成與第一CTLM圖形層中測試圖形形狀相同的第二CTLM圖形層；

采用四探針法測量第二CTLM圖形層的電壓和電流，結合第一CTLM圖形層中測試圖形的尺寸計算歐姆接觸電阻率。

進一步的，所述在SiC芯片的背面生長歐姆金屬層包括：在SiC芯片的襯底上摻雜離子，且摻雜的離子為N⁺，摻雜濃度為1x10¹⁸cm^-3～1x10²⁰ cm^-3。

進一步的，所述歐姆金屬層的材料為Ni、Ti、Al以及Ni/Al合金中的一種，所述歐姆金屬層的厚度為50nm～200nm。

進一步的，所述第一CTLM圖形層與第二CTLM圖形層中測試圖形數量為4～8個，每個測試圖形的內徑相同，且測試圖形的內徑r為200μm～600μm，外徑R_i＝r+80μm，其中，R_i+1＝R_i+r/10，i≥1，R_i+1為R_i相鄰測試圖形的外徑。

進一步的，所述退火的方式為激光退火或快速熱退火，其中激光退火的能量密度為2J/cm²～8J/cm²，快速熱退火溫度為750℃～1000℃。