CN108231566A - 一种SiC器件欧姆接触的形成方法 - Google Patents
一种SiC器件欧姆接触的形成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108231566A CN108231566A CN201711262250.2A CN201711262250A CN108231566A CN 108231566 A CN108231566 A CN 108231566A CN 201711262250 A CN201711262250 A CN 201711262250A CN 108231566 A CN108231566 A CN 108231566A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ohmic contact
- forming method
- sic device
- metal layer
- sic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 238000001994 activation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000004151 rapid thermal annealing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
- H01L21/285—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
- H01L21/28506—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
本发明公开一种SiC器件欧姆接触的形成方法，其特征在于，包括：通过刻蚀对衬底的N型区域和P型区域表面同时进行活化处理；形成反应金属层并对反应金属层图案化，以确定需要进行欧姆合金的区域；以及通过快速热退火形成欧姆合金。
Description
技术领域
本发明涉及半导体工艺领域。更具体地，涉及一种SiC器件欧姆接触的形成方法。
背景技术
在SiC MOS器件中元胞尺寸较小，其中需要形成欧姆接触的有源区尺寸更小(一般小于5μm)，在不同导电类型的衬底上分多次形成不同的欧姆接触工艺难度大，器件可靠性低，因此，同时形成两种材料的欧姆接触是必要的。
国内外已经对再SiC材料上同时形成N型和P型欧姆接触产开了一系列研究。如图1所示，在衬底中不同类型的有源区上一次性沉积一种反应金属层，并且在图案化后通过高温退火，已经可以同时形成两种材料的欧姆接触区，但由于在不同材料表面一次形成欧姆接触区，对退火要求更苛刻，且界面微结构差异性使得对质量的重复性不易控制，因此，实际器件制作过程中，重复性不好，稳定性也不高。
因此，需要提供一种能够同时在N型和P型材料上形成器件稳定性好，工艺上易于重复的SiC器件欧姆接触形成方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够同时形成N型和P型SiC器件欧姆接触的方法。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种SiC器件欧姆接触的形成方法，其特征在于，包括：通过刻蚀对衬底的N型区域和P型区域表面同时进行活化处理；形成反应金属层并对所述反应金属层进行图案化，以确定需要进行欧姆合金的区域；以及通过快速热退火形成欧姆合金。
优选地，在活化处理步骤中，采用ICP刻蚀。
优选地，在形成欧姆合金的步骤中，退火温度为1050-1150℃且退火时间为2-5min。
优选地，在形成反应金属层的步骤中，反应金属为钼。
优选地，活化处理步骤与形成反应金属层的步骤之间的间隔时间小于或等于15分钟。
本发明的有益效果如下：
本发明所述技术方案提供了一种工艺步骤简单、可重复性强的同时形成N型和P型SiC器件欧姆接触的方法。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明；
图1示例性地示出典型SiC MOSFET器件欧姆接触的结构示意图。
图2为根据本公开的在N型和P型SiC材料上同时形成欧姆接触的方法的流程图；
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
术语“具有”、“含有”、“包括”、“包含”等是开放性的，它们表示所描述的结构，元件或者特征的存在，但并不排除额外元件或特征。
本发明的实施例以SiC MOSFET器件10为例描述本公开的方法的详细过程。
下面结合图1和图2详细描述本公开的SiC器件欧姆接触的形成方法。
图1示例性地示出一种典型SiC MOSFET器件10的不同材料有源区上形成的欧姆接触区的结构示意图，图2为根据本公开的在N型和P型SiC材料上同时形成欧姆接触的方法20的流程图。
如图1中所示，在图中示例性地示出了一种典型SiC MOSFET器件1的有源区及欧姆接触区的结构，在该SiC MOSFET器件10中，包括N型SiC衬底101、通过P型离子注入形成的P阱区103、在P阱区103中通过离子注入而形成的N+区105和P+区107、以及接触金属109。其中，P阱区103、N+区105和P+区107共同构成该SiC MOSFET器件10的一个元胞有源区，其特征尺寸大约为10μm。接触金属109沉积在N+区105和P+区107上。
应理解，该结构示意图是示例性地，仅是为了示出通过本公开的方法同时在SiCMOSFET器件的N型和P型材料上形成的欧姆接触的结构。应理解，任何SiC MOSFET器件中均可以通过本公开的方法同时形成与N型和P型材料的欧姆接触，即，也可以是N阱中的有源区。
下面结合图2中所示的流程图，通过具体一个实施例详细描述本公开的同时在N型和P型材料上形成SiC器件欧姆接触的方法20。
在步骤201中，对已经完成有源区结构的SiC衬底101进行RCA清洗。首先用3#液(硫酸和双氧水混合液)120℃下清洗10min，去离子水冲洗10次后，随后用1#液(铵水和双氧水混合液)60℃下清洗5min，去离子水冲洗10次后,稀释氢氟酸(HF:H2O 1:100)腐蚀15s，之后再用去离子水冲洗10次并在N2氛围下甩干。
在步骤203中，对SiC衬底101进行表面活化处理。采用ICP刻蚀工艺对衬底表面进行大面积处理，即，对SiC衬底101的整个表面进行ICP刻蚀反应气体为Ar，RF功率20-30w，ICP功率200-500w，刻蚀时间2-5min，以形成精度高均匀度好的表面形貌。
在步骤205中，在SiC衬底上沉积反应金属层109。优选地，本公开中，该反应金属层109为钼(Mo)金属材料，厚度为80nm。采用钼金属材料可以保证反映金属与衬底101的N+区105和P+区107均可以形成良好的欧姆接触效果，形成的欧姆接触电阻小。
在步骤205中，沉积工艺可以采用溅射或是蒸发。该步工艺与步骤203间的间隔时间应尽量缩短，该时间间隔不要超过15min。当时间间隔过长时，活化处理后的表面微结构被破坏，需重复步骤203。
在步骤207中，对已沉积的反应金属层109进行图图案化处理。根据需要制备的器件要求，在需合金反应的反应金属层109上涂覆光刻胶(未示出)，利用掩模版，通过光刻、显影定义出合金区域，优选地，所采用的光刻胶为9920(任意正性光刻胶均可)。对显影后的光刻胶进行打底和坚膜处理，优选地，坚膜温度140℃，时间30min。合金区域的特征尺寸大约为5um。在用磷酸、硫酸、硝酸和水的混合液腐蚀非合金区的金属，混合液配比180:11:11:150，腐蚀时间约1min。当非合金区金属层去除完全后，用丙酮或正性去胶液去除剩余部分的光刻胶，之后再用异丙醇、去离子水将SiC衬底清洗干净，并在N2氛围下甩干。
本领域技术人员应理解，这仅是示例性的，本公开的方法并不限于这样的形式，在图案化处理中，涂覆的光刻胶也可以为负性光刻胶，即图案化后在沉积反应金属109的区域没有光刻胶覆盖，非合金区域覆盖有光刻胶。
在步骤209中，对欧姆合金109进行高温退火处理。采用快速热退火方式对衬底101进行合金处理，优选地，退火温度1050-1150℃，退火时间2-5min，整个退火在真空氛围下进行，真空度10-4mbar量级。选择该退火温度和退火时间，可以将反应金属层109与N+区105和P+区107的比接触电阻率分别稳定控制在10-4量级和10-3量级，更重要地，采用该退火温度和退火时间，欧姆接触区的性能更稳定，增强了重复性。
在步骤211中，对退火后衬底101进行表面处理及清洗。采用RIE刻蚀工艺对已退火衬底101进行大面积处理，反应气体为O2，RF功率60-80w，刻蚀时间10-15min。这将去除经上步工艺合金109反应后在衬底101表面合金区析出的反应残留物。随后分别用丙酮、乙醇、去离子水对衬底进行清洗，并在N2氛围下甩干。
本领域技术人员应理解，针对SiC MOSFET器件10的实施例仅是示意性地，本公开的方法还可以应用到其他SiC材料的器件中以在N型区域与P型区域上同时形成具有优良比欧姆接触电阻率的欧姆接触区。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (5)
1.一种SiC器件欧姆接触的形成方法，其特征在于，包括：
通过刻蚀对衬底中的N型区域和P型区域表面同时进行活化处理；形成反应金属层并对所述反应金属层进行图案化，以确定需要进行欧姆合金的区域；以及
通过快速热退火形成欧姆合金。
2.如权利要求1所述的SiC器件欧姆接触的形成方法，其特征在于，在所述活化处理步骤中，采用ICP刻蚀。
3.如权利要求1所述的SiC器件欧姆接触的形成方法，其特征在于，在所述形成欧姆合金的步骤中，退火温度为1050-1150℃且退火时间为2-5min。
4.如权利要求1-3中的任意一项所述的SiC器件欧姆接触的形成方法，其特征在于，在所述形成反应金属层的步骤中，所述反应金属为钼。
5.如权利要求4所述的SiC器件欧姆接触的形成方法，其特征在于，所述活化处理步骤与所述形成反应金属层的步骤之间的间隔时间小于或等于15分钟。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711262250.2A CN108231566A (zh) | 2017-12-04 | 2017-12-04 | 一种SiC器件欧姆接触的形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711262250.2A CN108231566A (zh) | 2017-12-04 | 2017-12-04 | 一种SiC器件欧姆接触的形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108231566A true CN108231566A (zh) | 2018-06-29 |
Family
ID=62653135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711262250.2A Pending CN108231566A (zh) | 2017-12-04 | 2017-12-04 | 一种SiC器件欧姆接触的形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108231566A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007066959A (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Mitsubishi Electric Corp | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |
| US20140042462A1 (en) * | 2011-09-08 | 2014-02-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
| CN105702712A (zh) * | 2016-01-29 | 2016-06-22 | 大连理工大学 | 一种提高碳化硅半导体欧姆接触特性的方法 |
| CN106024597A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-10-12 | 北京世纪金光半导体有限公司 | 一种碳化硅欧姆接触形成方法 |
| CN106683994A (zh) * | 2017-01-11 | 2017-05-17 | 电子科技大学 | 一种p型碳化硅欧姆接触的制作方法 |
-
2017
- 2017-12-04 CN CN201711262250.2A patent/CN108231566A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007066959A (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Mitsubishi Electric Corp | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |
| US20140042462A1 (en) * | 2011-09-08 | 2014-02-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
| CN105702712A (zh) * | 2016-01-29 | 2016-06-22 | 大连理工大学 | 一种提高碳化硅半导体欧姆接触特性的方法 |
| CN106024597A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-10-12 | 北京世纪金光半导体有限公司 | 一种碳化硅欧姆接触形成方法 |
| CN106683994A (zh) * | 2017-01-11 | 2017-05-17 | 电子科技大学 | 一种p型碳化硅欧姆接触的制作方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101433899B1 (ko) | 기판 식각부의 금속층 형성방법 및 이를 이용하여 형성된금속층을 갖는 기판 및 구조물 | |
| JPS6140035A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| CN109103242A (zh) | 一种穿通结构的可控硅芯片及其生产方法 | |
| CN111640797A (zh) | 半导体器件的制作方法 | |
| CN104851788B (zh) | 一种砷化镓基晶体管的t型栅的制作方法 | |
| CN104393031A (zh) | 一种插入层复合结构及其制作方法 | |
| CN108231566A (zh) | 一种SiC器件欧姆接触的形成方法 | |
| CN111430513A (zh) | 纳米柱的制备方法和纳米柱led器件的制备方法 | |
| CN208706655U (zh) | 一种穿通结构的可控硅芯片 | |
| JP2021531415A (ja) | 合金化すること及びプラチナ合金をエッチングすることによるプラチナのパターン化 | |
| CN107045975A (zh) | 基于自停止刻蚀的氮化镓基材料开槽欧姆接触的制备方法 | |
| CN112687826B (zh) | 量子点器件的制备方法及量子点器件 | |
| JPH0281426A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| CN104078413B (zh) | 接触孔的制造方法 | |
| CN111952156A (zh) | 一种向硅衬底扩散铂或金的方法及快恢复二极管制备方法 | |
| CN110429028A (zh) | 一种晶体管器件增强型和耗尽型栅极集成制作方法及器件 | |
| JP3439593B2 (ja) | ＳｉＣ製ショットキーバリアダイオードの製造方法 | |
| US20240203746A1 (en) | Chemical etching method using a metal catalyst | |
| CN114914291A (zh) | 一种介电结构的制备方法、介电结构 | |
| KR20240097552A (ko) | 금속촉매를 이용한 화학적 식각 방법 | |
| CN102931224A (zh) | 用于P-SiC欧姆接触的界面过渡层复合结构及其制备方法 | |
| CN116453952A (zh) | 一种应用在激光模拟单粒子效应的器件制备方法 | |
| JPH01238013A (ja) | 半導体集積回路の製造方法 | |
| JPS61154046A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH04275430A (ja) | 半導体装置の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180629 |