[发明专利]碳化硅衬底上制备欧姆接触电极的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种欧姆接触电极制作方法。

背景技术

碳化硅具有禁带宽度大、高饱和电子漂移速度、高击穿电场强度、高热导率和抗辐射能力强等优良的物理化学特性和电学特性，在高温、高频率、大功率、抗辐射、不挥发存储器件及短波长光电子器件和光电集成等应用场合是理想的半导体材料之一，特别适合在极端条件和恶劣环境下应用。

虽然碳化硅材料具有非常优异的性质，然而由于现有的工艺条件下金属电极与碳化硅半导体材料之间无法获得高质量的欧姆接触，制约了其大规模应用。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种碳化硅衬底上制备欧姆接触电极的方法，解决以上技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

碳化硅衬底上制备欧姆接触电极的方法，其中，包括以下步骤：

步骤1，准备一设定掺杂浓度的碳化硅衬底；

步骤2，于所述碳化硅衬底上光刻欧姆接触图形；

步骤3，沉积薄膜层，以形成复合结构；

步骤4，去除所述欧姆接触图形以外区域的薄膜层以得到欧姆接触电极。

本发明的碳化硅衬底上制备欧姆接触电极的方法，所述步骤3的具体步骤如下：

步骤31a，于一惰性气体气氛中在所述碳化硅衬底上沉积第一金属薄膜层；

步骤32a，于所述第一金属薄膜层上蒸镀第二金属薄膜层。

本发明的碳化硅衬底上制备欧姆接触电极的方法，所述步骤3的具体步骤如下：

步骤31b，于一惰性气体气氛中在所述碳化硅衬底上沉积第一金属薄膜层；

步骤32b，于所述第一金属薄膜层上沉积Si层；

步骤33b，于所述Si层上蒸镀第二金属薄膜层。

本发明的碳化硅衬底上制备欧姆接触电极的方法，还包括步骤5，于一设定温度条件下进行热处理。

本发明的碳化硅衬底上制备欧姆接触电极的方法，所述设定温度为400℃、500℃、600℃或700℃。

本发明的碳化硅衬底上制备欧姆接触电极的方法，所述碳化硅衬底的掺杂浓度为3.2×10 ¹⁸cm^-3。

本发明的碳化硅衬底上制备欧姆接触电极的方法，所述碳化硅衬底采用n-型4H-SiC衬底。

本发明的碳化硅衬底上制备欧姆接触电极的方法，所述第一金属薄膜层为Ti层。

本发明的碳化硅衬底上制备欧姆接触电极的方法，所述第二金属薄膜层为Au层。

本发明的碳化硅衬底上制备欧姆接触电极的方法，于所述碳化硅衬底上制备多个所述欧姆接触电极，所述欧姆接触电极之间的间距为50μm、100μm、150μm、200μm或250μm。

有益效果：由于采用以上技术方案，本发明可以制备出高质量的低阻欧姆接触，使得碳化硅材料大规模用于生产各种功率器件及各种新型传感器芯片成为可能。

附图说明

图1为本发明的方法流程示意图；

图2为本发明步骤3的一种实施例的流程示意图；

图3为本发明步骤3的另一种实施例的流程示意图；

图4为Au/Ti/SiC体系不退火情况下的I-V曲线；

图5为与图4相应的比接触处电阻率计算曲线；

图6为Au/Ti/SiC体系600℃退火处理的I-V曲线；

图7为与图6相应的比接触处电阻率计算曲线；

图8为Au/Si/Ti/SiC体系在不同热处理温度条件时的I-V曲线关系。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

由于在一些极端条件和恶劣环境下，碳化硅器件的性能远远超过硅(Si)器件和砷化镓(GaAs)，为了攻克碳化硅材料衬底与金属接触的技术难点，进行了大量的研究，并取得了很大的进展。然而申请人在研究过程中发现，虽然以往研究成果已能形成欧姆接触，但是都需要进行高温热处理，这与目前世界各国倡导的低耗能低污染要求不符，易造成资源浪费，环境污染和成本飙升。