CN103700580A - 一种用紫外脉冲激光辐照制备SiC欧姆接触的方法 - Google Patents

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孙玉俊
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Abstract

本发明一种用紫外脉冲激光辐照制备SiC欧姆接触的方法，涉及半导体器件制备技术领域。本发明包括步骤：清洁SiC衬底表面；在SiC表面制备接触层；以紫外脉冲激光聚焦后，在高真空或惰性气体保护氛围中对上述材料正面进行辐照，得到欧姆接触。本发明以紫外脉冲激光辐照代替传统热退火，能得到性能良好的SiC欧姆接触。相比传统热退火，该方法处理时间短、反应温度高，并能精确控制处理区域范围。

Description

一种用紫外脉冲激光辐照制备SiC欧姆接触的方法
技术领域
本发明涉及半导体器件制备技术领域，具体指一种用紫外脉冲激光辐照制备SiC欧姆接触的方法。
背景技术
在半导体材料的发展中，一般将Si与Ge称为第一代电子材料，GaAs、GaP、InP等称为第二代电子材料，而将宽禁带半导体SiC、C-BN（立方氮化硼）、GaN、ZnSe以及金刚石薄膜等称为第三代半导体材料。在半导体器件领域，一个关键的工艺问题就是欧姆接触的制备。
欧姆接触在半导体与外部电路的信号传输上有很重要的作用，其质量的好坏直接影响器件的效率、增益和开关速度等性能指标，不良的欧姆接触使器件的工作性能和稳定性受到限制。
金属/半导体接触在金属沉积之后，由于界面处的肖特基势垒高度，一般呈整流特性质。获得好的欧姆接触的方法之一是重掺杂，它可使势垒变薄，增大隧穿电流。而对于新材料来说，很难做到高掺杂，而且这种方法做出的最小接触电阻也受限于掺杂浓度。所以，除了利用高掺杂材料制备隧穿欧姆接触之外，在宽禁带半导体上制备欧姆接触最普遍的方法是沉积金属之后退火，以引起沉积金属层与半导体衬底之间的互扩散与化学反应，从而降低势垒高度或者厚度。关于利用激光辐照制备半导体欧姆接触从上世纪70年代开始已有报道，利用半导体衬底或接触层与激光相互作用时产生的巨大热能使接触界面附近区域迅速升温，引发衬底与接触层之间的互扩散与化学反应，从而降低或减薄接触势垒，得到欧姆接触。如涉及一种激光诱导下GaNP－型欧姆接触制备方法的公开专利，但未见在SiC上应用的报道。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺失和不足，提出一种在SiC上制备欧姆接触的方法，其步骤如下：
（1）清洁SiC衬底表面；
（2）在SiC表面制备接触层；
（3）以波长小于365nm、单脉冲能量大于50mJ的脉冲激光聚焦后，在高真空或惰性气体保护氛围中对上述材料正面进行辐照，得到欧姆接触。
本发明引入激光辐照技术来代替传统热退火过程，能在SiC表面获得性能良好的欧姆接触（如附图2所示）。
本发明具有如下优点：①处理时间短；②反应温度高；③可精确控制处理范围。
附图说明
图1为用激光辐照接触层/SiC正面的结构示意图；
图2为实施例1中Ni/SiC结构激光辐照前后的I-V曲线对比图。
具体实施方案
下面结合附图与实施例对本发明作进一步描述
实施例1（如附图1所示）
采用n型4H-SiC为衬底，将衬底表面清洗干净，并采用磁控溅射法溅射一层Ni金属。使用波长248nm、单脉冲能量250mJ的脉冲激光聚焦后在氩气氛围中对上述材料正面进行辐照，得到欧姆接触。
实施例2
采用n型4H-SiC为衬底，将衬底表面清洗干净，并采用磁控溅射法溅射一层Ti金属。使用波长248nm、单脉冲能量250mJ的脉冲激光聚焦后在氩气氛围中对上述材料正面进行辐照，得到欧姆接触。
实施例3
采用n型4H-SiC为衬底，将衬底表面清洗干净，并采用磁控溅射法溅射一层Ni金属。使用波长248nm、单脉冲能量300mJ的脉冲激光聚焦后在氩气氛围中对上述材料正面进行辐照，得到欧姆接触。
实施例4
采用n型4H-SiC为衬底，将衬底表面清洗干净，并采用磁控溅射法溅射Si/Ti/Au复合层。使用波长248nm、单脉冲能量300mJ的脉冲激光聚焦后在5×10-4Pa高真空氛围中对上述材料正面进行辐照，得到欧姆接触。
综上所述，本发明利用半导体衬底SiC或接触层与激光相互作用时产生的巨大热能使接触界面附近区域迅速升温，引发衬底与接触层之间的互扩散与化学反应，从而降低或减薄接触势垒，得到欧姆接触，具有处理时间短，反应温度高，可精确控制处理范围等特点，为提高以SiC为衬底的半导体器件的质量提供技术支持。

Claims (4)

1.一种用紫外脉冲激光辐照制备SiC欧姆接触的方法，包括清洁SiC衬底表面，在SiC表面制备接触层，其特征是，以紫外脉冲激光聚焦后，在高真空或惰性气体保护氛围中对上述材料正面进行辐照，得到欧姆接触。
2.如权利要求1所述的一种用紫外脉冲激光辐照制备SiC欧姆接触的方法，其特征是：所述SiC为单晶，如4H-SiC、6H-SiC、3C-SiC晶型或多晶。
3.如权利要求1所述的一种用紫外脉冲激光辐照制备SiC欧姆接触的方法，其特征是，所述高真空气压在1×10-3Pa以下，所述惰性气体如氮气、氩气。
4.如权利要求1所述的一种用紫外脉冲激光辐照制备SiC欧姆接触的方法，其特征是，所述紫外脉冲激光波长小于365nm、单脉冲能量大于50mJ。
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