[发明专利]欧姆接触结构制备工艺及结构

说明书

本发明涉及一种欧姆接触结构制备工艺，包括：(a)制备SiC衬底层和SiC外延层；(b)在所述SiC外延层上淀积多层金属形成金属层，所述多层材料依次包括第一Ni层、Ti层、Al层、第二Ni层、TaSi₂层和Pt层；(c)将所述金属层进行退火处理以完成所述欧姆接触结构的制备。本发明欧姆接触，制备的欧姆接触结构比接触电阻低，热稳定性良好，抗氧化。

技术领域

本发明属于碳化硅器件制造技术领域，具体涉及一种欧姆接触结构制备工艺及结构。

背景技术

相比于传统的锗、硅材料，第三代宽带隙半导体碳化硅的优势主要包括：电场承受能力约为硅材料十倍，禁带宽度约为硅材料的三倍，导热系数约为硅材料三倍等。以上材料特性使得它在极端温度(尤其是高温)与大电压、高频率和高功率以及强辐射等条件下展现了传统的硅基器件无法比拟的优势。

欧姆接触是碳化硅器件应用于高温、易氧化等极端环境中的关键影响因素之一，它的目的在于实现当电极处在施加正向电压时能承载尽可能小的压降，以此，来保证器件的性能。假设欧姆接触退化或者失效，势必影响器件的开启电阻，严重时会影响器件性能，乃至令器件失效。所以设计热稳定性良好，抗氧化的欧姆接触结构显得尤为必要。

目前，碳化硅欧姆接触金属或者合金层面临问题包括抗氧化能力弱，在空气中即被氧化；热稳定性差，高温下出现退化或者失效；硬度低，容易被机械损伤等缺点，这些缺点会使得欧姆接触结构可靠性降低，严重限制其应用环境与范围，进而令碳化硅器件的应用范围与可靠性受到诸多影响与限制。

因此，如何研制出一种抗氧化、耐高温的碳化硅欧姆接触结构至关重要。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种欧姆接触结构制备工艺。

本发明的一个实施例提供了一种欧姆接触结构制备工艺，包括：

(a)制备SiC衬底层和SiC外延层；

(b)在所述SiC外延层上淀积多层金属形成金属层，所述多层材料依次包括第一Ni层、Ti层、Al层、第二Ni层、TaSi₂层和Pt层；

(c)将所述金属层进行退火处理以完成所述欧姆接触结构的制备。

在本发明的一个实施例中，所述步骤(a)包括：

(a1)对所述SiC外延层进行标准RCA清洗；

(a2)利用PECVD工艺，在所述SiC外延层上形成SiO₂掩膜层；

(a3)刻蚀所述SiO₂掩膜层，对所述SiC外延层进行P⁺离子注入，形成高掺杂的P区，刻蚀掉剩余SiO₂掩膜层，并进行高温退火处理。

在本发明的一个实施例中，所述SiC衬底层和所述SiC外延层材料均为4H-SiC。

在本发明的一个实施例中，所述步骤(b)包括：

(b1)采用直流磁控溅射工艺，在所述SiC外延层上淀积所述第一Ni层；

(b2)采用直流磁控溅射工艺，在所述第一Ni层上淀积所述Ti层；

(b3)采用直流磁控溅射工艺，在所述Ti层上淀积所述Al层；

(b4)采用直流磁控溅射工艺，在所述Al层上淀积所述第二Ni层；

(b5)采用射频磁控溅射，在所述第二Ni层上淀积所述TaSi₂层；

(b6)采用直流磁控溅射工艺，在所述TaSi₂层上淀积所述Pt层。