CN109979813A - 一种低温碳化硅欧姆接触的制备方法及金属结构 - Google Patents
一种低温碳化硅欧姆接触的制备方法及金属结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109979813A CN109979813A CN201910242482.4A CN201910242482A CN109979813A CN 109979813 A CN109979813 A CN 109979813A CN 201910242482 A CN201910242482 A CN 201910242482A CN 109979813 A CN109979813 A CN 109979813A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ohmic contact
- film layer
- metal
- thin film
- layer
- 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.)
- Granted
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 52
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 52
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 32
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 32
- 229910003978 SiClx Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 21
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 102
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 49
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 48
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 46
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 39
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 30
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 90
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 14
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 8
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 claims description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 2
- 229910017435 S2 In Inorganic materials 0.000 claims 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 30
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 11
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910005883 NiSi Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 3
- 229910005487 Ni2Si Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- 229910004217 TaSi2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002065 alloy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 235000006708 antioxidants Nutrition 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000005226 mechanical processes and functions Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000004899 motility Effects 0.000 description 1
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004151 rapid thermal annealing Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 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
- H01L21/0445—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 crystalline silicon carbide
- H01L21/048—Making electrodes
- H01L21/0485—Ohmic electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/45—Ohmic electrodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
本发明公开了一种低温碳化硅欧姆接触的制作方法，包括以下步骤：步骤S1：准备N型或P型的碳化硅衬底，并准备好需要制作欧姆接触的区域；步骤S2：在所述欧姆接触区域上沉积多层金属形成金属层，金属层从下至上依次包括以蒸发的方式制作的镍薄膜层、以溅射的方式制作的非晶硅薄膜层和以蒸发或者溅射方式制作的钛薄膜层，其中，在镍薄膜层中镍与非晶硅薄膜层中硅的原子比应大于0.25且不超过0.50；步骤S3：将所述金属层进行退火处理，退火温度为600‑780℃，以完成所述欧姆接触结构的制备。本发明不但能降低欧姆接触退火温度，而且还能有效的避免碳析出。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件制造领域，特指一种低温碳化硅欧姆接触的制备方法及金属结构。
背景技术
碳化硅（SiC）作为宽禁带半导体材料，因其高临界击穿场强、低导通电阻、高电子迁移率及高热导率等优势越发受到人们关注，尤其在功率器件市场，SiC器件应用前景非常广阔。
在SiC功率器件的制造工艺中，电极的制作由于金属-半导体势垒高、钉扎效应及复杂表面态等原因区别于传统硅工艺，一直是SiC工艺的重点和难点。对于制作N型碳化硅欧姆接触，可以选择金属Ni作为接触金属已成为业界常识，然而随着SiC芯片的产业化进程，Ni基SiC欧姆接触及其衍生工艺暴露出了一些无法忽视的短板。
为了制作N型碳化硅欧姆接触实质上的核心膜层NixSiy合金（主要成分包括NiSi2、NiSi、Ni2Si、Ni3Si等相态），通常需要进行800℃-1100℃的高温快速退火，使得Ni与SiC充分反应形成合金。然而，800℃以上的高温将不可逆地损伤部分前道工艺，比如栅氧工艺，高温退火会增大界面态，降低沟道迁移率。因此，出现了寻求低温制作欧姆接触的办法。如专利WO2003038877，先在背面制作高注入掺杂区，再沉积金属以隧穿效应直接形成欧姆接触，但实际操作过程中由于表面态问题该方法的重复性不佳。如专利WO2001084609采用先PECVD一层非晶硅再沉积欧姆接触金属的方法，将退火温度降到200-360℃之间，但该方法退火时间过长（12-18h），不具备产业化现实意义。如专利CN201710233397，其采用锗注入的方法来形成低温欧姆接触，但锗掺杂工艺工业上尚不成熟。因此，目前业界的常用办法仍然是基于Ni金属的高温退火。
Ni基SiC欧姆接触由于在退火过程中形成NixSiy合金，将不可避免地导致未反应的碳外扩散，在目标温度（800℃-1000℃）下碳会析出至合金表面，造成后续工艺如金属电极加厚出现粘附性问题，加厚金属与合金金属之间容易脱落，极大影响器件可靠性。通常，金属钛可以在欧姆接触形成过程中与碳反应抑制碳析出，但为了实现良好的欧姆接触，镍与钛的原子比（at.%）需控制在1.2以上，而满足该条件的钛薄层在欧姆接触退火后不足以完全抑制碳析出。对此，国内外提出了大量针对碳析出问题的解决办法，最常用的办法是在欧姆金属上沉积保护层，如采用TiN、TiW、Ti/Ni、NiSi、Ti/Pt、W或者TaSi2/Pt及其衍生薄层作为欧姆金属保护层，以防止退火过程中的碳析出，然而这些方法在需要图形化的欧姆接触时均存在保护层的图形化问题，另外，退火温度也普遍较高。
因此，本发明人对此做进一步研究，研发出一种低温碳化硅欧姆接触的制备方法及金属结构，本案由此产生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种低温碳化硅欧姆接触的制备方法及金属结构，不但能降低欧姆接触退火温度，而且还能有效的避免碳析出。
为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：
一种低温碳化硅欧姆接触的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1：准备N型或P型的碳化硅衬底，并准备好需要制作欧姆接触的区域；
步骤S2：在所述欧姆接触区域上沉积多层金属形成金属层，金属层从下至上依次包括以蒸发的方式制作的镍薄膜层、以溅射的方式制作的非晶硅薄膜层和以蒸发或者溅射方式制作的钛薄膜层，其中，在镍薄膜层中镍与非晶硅薄膜层中硅的原子比应大于0.25且不超过0.50；
步骤S3：将所述金属层进行退火处理，退火温度为600-780℃，以完成所述欧姆接触结构的制备。
优选的，在步骤S1中，首先，在碳化硅衬底的正面生长N型或P型碳化硅外延，接着，对碳化硅晶圆进行清洗。
优选的，在步骤S1中，首先，对碳化硅衬底进行清洗，接着，在碳化硅衬底表层形成N 型掺杂，其掺杂浓度覆盖1017-1020 cm-3，或者，在碳化硅衬底表层形成P型掺杂，其掺杂浓度覆盖1018-1020 cm-3。
优选的，在步骤S2中，镍薄膜层的厚度范围20-100nm。
优选的，在步骤S2中，钛薄膜层的厚度范围50-300nm。
优选的，在步骤S3中，退火时间范围是2-10min。
一种低温碳化硅欧姆接触金属结构，包括镍薄膜层、非晶硅薄膜层和钛薄膜层；其中，在镍薄膜层中镍与非晶硅薄膜层中硅的原子比应大于0.25且不超过0.50。
优选的，所述金属结构沉积在碳化硅晶圆正面或者背面。
优选的，镍薄膜层的厚度范围20-100nm，钛薄膜层的厚度范围50-300nm。
优选的，镍薄膜层的厚度为40nm，非晶硅薄膜层的厚度为25nm，钛薄膜层的厚度为100nm。
采用上述方案后，本发明采用Ni/Si/Ti（镍/硅/钛）三层薄膜结构，第一层镍采用蒸发方式制作，并通过晶粒大小的控制寻找到一种易于进行碳化硅欧姆合金的镍薄膜状态。第二层非晶硅采用溅射方式制作，溅射时的DC能量足够高，同时，由于第一层的镍薄膜为蒸发金属，使得在溅射过程中非晶硅与镍薄膜就有一个混合的过程。如此，在相对低温（如600℃-780℃）的退火条件下，就可以形成碳化硅欧姆接触必须的NiSi2、NiSi、Ni2Si、Ni3Si各个相态，尤其是最关键的NiSi、Ni2Si两种合金，实现欧姆接触。本发明是通过合理的Ni与Si的成分比，以及相对低温退火的方式，形成比接触电阻率低、表面光洁无碳析出的欧姆接触。
本发明具有以下优点：
1．在欧姆接触金属结构的最外层进行Ti薄膜保护，由于本发明欧姆接触机理不是单纯的SiC与Ni相互扩散，而是SiC与非晶硅从镍层两边同时向内扩散，因此最外层的Ti足够厚，既可以保证游离碳不会析出至金属表面，又不会影响欧姆接触性能，从而完美解决碳析出问题，另外，采用Ti作为欧姆接触最外层，在电极加厚工艺中可以有效避免加厚金属起皮（Peeling）现象；
2．本发明采用的欧姆接触金属结构中Ni和Ti均是SiC产业中最常用金属，而非晶硅由于其绝缘性质可以不做图形化处理，充当钝化层，因此，本发明不存在背景技术中所述的图形化困难问题，避免了制作需图形化欧姆接触时的非常用膜层（如TiN、TiW、NiSi、W、TaSi2等）的使用；
3．本发明的退火条件是在相对低温600℃-780℃，克服了背景技术中高温退火产生的技术问题。
附图说明
图1是本发明的制备方法流程图；
图2是本发明金属结构的示意图；
图3是本发明实施例步骤S1的示意图；
图4是本发明实施例的结构示意图。
标号说明
碳化硅晶圆1 欧姆接触区域10 P+高掺杂区域11
N+高掺杂区域12 P阱13 镍薄膜层2
非晶硅薄膜层3 钛薄膜层4 栅极氧化硅5。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。在此需要说明的是，下面所描述的本发明各个实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合，所描述的实施例只是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。
本发明所揭示的是一种低温碳化硅欧姆接触的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：步骤S1：准备N型或P型的碳化硅衬底，并形成需要制作欧姆接触的区域10。该区域可以是碳化硅衬底背面，也可以是正面N型外延或P型外延区域，也可以是正面N型注入或P型注入区域。
步骤S2：在所述欧姆接触区域10上沉积多层金属形成金属层，金属层从下至上依次包括镍薄膜层2、非晶硅薄膜层3和钛薄膜层4。
镍薄膜层2以蒸发的方式制作，蒸发时调节蒸发速率与温度使得沉积的镍金属晶粒足够大，典型地，如40nm以上。在镍薄膜层2镀膜完毕后，如需制作图形化欧姆接触，其方法可以是湿法腐蚀、干法刻蚀或剥离法（Lift-off）。
在上述镍薄膜层2上以溅射的方式沉积非晶硅膜层3，硅与上述镍的原子比应大于0.25且不超过0.50。应注意需要采用溅射的方式沉积非晶硅薄膜，溅射时轰击靶材的能量应足够大，典型地，如采用直流磁控溅射其DC功率应大于8000W。由于非晶硅的绝缘性，如果欧姆接触需要图形化，本步骤的非晶硅薄膜可以留在非欧姆接触区域不做处理，也可以通过湿法腐蚀、干法刻蚀或剥离手段进行图形化。
在上述非晶硅膜层3上沉积钛薄膜层4，其方法可以是蒸发或者溅射，其作用是欧姆接触的保护层，防止碳析出。钛薄膜层4完毕后，如需制作图形化欧姆接触，其方法可以是湿法腐蚀、干法刻蚀或剥离法（Lift-off）。另外，也可以在上述镍薄膜层2、非晶硅薄膜层3和钛薄膜层4的膜层全部完成沉积后，再一并进行图形化。
步骤S3：将所述金属层进行退火处理，退火温度为600-800℃，以完成所述欧姆接触结构的制备。
所述碳化硅欧姆接触，具体指N型碳化硅欧姆接触以及P型碳化硅欧姆接触。对于需要形成N型欧姆接触的区域，需要至少在碳化硅表层形成N型掺杂，其掺杂浓度覆盖1017-1020 cm-3，其方法可以是衬底生长掺杂，如业界大多数碳化硅衬底为掺杂浓度约1018 cm-3的N型衬底，也可以是外延生长掺杂或者离子注入接激活退火。对于需要形成P型欧姆接触的区域，需要至少在碳化硅表层形成P型掺杂，其掺杂浓度覆盖1018-1020 cm-3，其方法同样可以是衬底生长掺杂、外延生长掺杂以及离子注入接激活退火。如果要求形成低比接触电阻率，典型地，N型掺杂需要在1018 cm-3以上，P型掺杂需要在1019 cm-3以上。并且掺杂区应保证足够高的电激活率（＞90%），在离子注入掺杂方式下这通常意味着要进行1600-1900℃的高温激活退火。
优选的，在步骤S1中，首先，在碳化硅衬底的正面生长N型或P型碳化硅外延，接着，对碳化硅晶圆1进行清洗。
优选的，在步骤S1中，首先，对碳化硅衬底进行清洗，接着，在碳化硅衬底表层形成N 型掺杂，其掺杂浓度覆盖1017-1020 cm-3，或者，在碳化硅衬底表层形成P型掺杂，其掺杂浓度覆盖1018-1020 cm-3。
优选的，在步骤S2中，镍薄膜层2的厚度范围20-100nm。
优选的，在步骤S2中，钛薄膜层4的厚度范围50-300nm。
优选的，在步骤S3中，退火时间范围是2-10min。
如图2所示，本申请另一实施例提供了一种低温碳化硅欧姆接触金属结构，包括镍薄膜层2、非晶硅薄膜层3和钛薄膜层4；其中，在镍薄膜层2中镍与非晶硅薄膜层3中硅的原子比应大于0.25且不超过0.50。
优选的，所述金属结构沉积在碳化硅晶圆1正面或者背面。本发明涉及的碳化硅欧姆接触金属结构，除衬底欧姆接触外（在SiC晶圆背面整面制作欧姆接触），还包括需图形化的欧姆接触，这通常会在碳化硅晶圆正面制作场氧或其它钝化层，以光刻的方式刻蚀出欧姆接触窗口，再在窗口中沉积欧姆接触金属；另外，也有不制作场氧或钝化层，直接在目标区域制作图形化欧姆接触金属的做法。以上做法均不脱离本发明所述的欧姆接触制作方法。
优选的，镍薄膜层2的厚度范围20-100nm，钛薄膜层4的厚度范围50-300nm。
如图3和图4所示，以SiC MOSFET的源极欧姆接触为例，对本发明作进一步详述。
首先，MOSFET器件需要在源极区域形成欧姆接触。先在源极P-Base区域（P阱）13形成N+高掺杂区域12与P+高掺杂区域11并完成栅极（Gate）氧化硅5。其中N+注入浓度8×1018cm-3，P+注入浓度2×1019cm-3，均通过离子注入方式掺杂，激活退火条件为1700℃ 激活退火的时间为30min。栅极氧化硅5以PECVD方式生长，并通过光刻与ICP刻蚀SiO2打开源极接触窗口（即欧姆接触区域10），如图3所示。
接着，短暂DHF清洗以保证源极接触窗口清洁，随即在碳化硅晶圆1正面首先以蒸镀的方式沉积一层金属镍，形成镍薄膜层2，厚度40nm，镍薄膜晶粒尺寸大于40nm。
在碳化硅晶圆1正面以直流磁控溅射的方式沉积一层非晶硅，在镍薄膜层2上形成非晶硅薄膜层3，其厚度25nm，溅射直流功率10kW。
在碳化硅晶圆1正面以直流磁控溅射的方式沉积一层金属钛，在非晶硅薄膜层3上形成钛薄膜层4，其厚度100nm。
采用金属刻蚀方式去除非源极区域薄膜，形成源极金属图形。
对晶圆进行700℃ 5min的快速退火处理（RTA），形成源极区域的P型与N型欧姆接触。其中，N+区欧姆接触的比接触电阻率可达到10-6 Ω·cm-2，P+区欧姆接触的比接触电阻率约10-3 Ω·cm-2。制备的欧姆接触结构比接触电阻低，热稳定性良好，抗氧化。
本发明保护范围不限于以上SiC MOSFET源极欧姆接触，还应包括所有可以达成本发明增益效果的SiC欧姆接触，理论上适用于所有N/P型碳化硅衬底欧姆接触、N/P型碳化硅外延欧姆接触以及离子注入形成的N/P型碳化硅欧姆接触。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (11)
1.一种低温碳化硅欧姆接触的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1：准备N型或P型的碳化硅衬底，并准备好需要制作欧姆接触的区域；
步骤S2：在所述欧姆接触区域上沉积多层金属形成金属层，金属层从下至上依次包括以蒸发的方式制作的镍薄膜层、以溅射的方式制作的非晶硅薄膜层和以蒸发或者溅射方式制作的钛薄膜层，其中，在镍薄膜层中镍与非晶硅薄膜层中硅的原子比应大于0.25且不超过0.50；
步骤S3：将所述金属层进行退火处理，退火温度为600-780℃，以完成所述欧姆接触结构的制备。
2.根据权利要求1所述的一种低温碳化硅欧姆接触的制备方法，其特征在于：在步骤S1中，首先，在碳化硅衬底的正面生长N型或P型碳化硅外延，接着，对碳化硅晶圆进行清洗。
3.根据权利要求1所述的一种低温碳化硅欧姆接触的制备方法，其特征在于：在步骤S1中，首先，对碳化硅衬底进行清洗，接着，在碳化硅衬底表层形成N 型掺杂，其掺杂浓度覆盖1017-1020 cm-3，或者，在碳化硅衬底表层形成P型掺杂，其掺杂浓度覆盖1018-1020 cm-3。
4.根据权利要求1所述的一种低温碳化硅欧姆接触的制备方法，其特征在于：在步骤S2中，镍薄膜层的厚度范围20-100nm。
5.根据权利要求1所述的一种低温碳化硅欧姆接触的制备方法，其特征在于：在步骤S2中，钛薄膜层的厚度范围50-300nm。
6.根据权利要求1所述的一种低温碳化硅欧姆接触的制备方法，其特征在于：在步骤S3中，退火时间范围是2-10min。
7.一种低温碳化硅欧姆接触金属结构，其特征在于：包括镍薄膜层、非晶硅薄膜层和钛薄膜层；其中，在镍薄膜层中镍与非晶硅薄膜层中硅的原子比应大于0.25且不超过0.50。
8.根据权利要求7所述的一种低温碳化硅欧姆接触金属结构，其特征在于：所述金属结构沉积在碳化硅晶圆正面或者背面。
9.根据权利要求7所述的一种低温碳化硅欧姆接触金属结构，其特征在于：镍薄膜层的厚度范围20-100nm，钛薄膜层的厚度范围50-300nm。
10.根据权利要求7所述的一种低温碳化硅欧姆接触金属结构，其特征在于：镍薄膜层的厚度为40nm，非晶硅薄膜层的厚度为25nm，钛薄膜层的厚度为100nm。
11.根据权利要求7所述的一种低温碳化硅欧姆接触金属结构，其特征在于：所述金属结构按照如权利要求1-6所述制备方法制备。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910242482.4A CN109979813B (zh) | 2019-03-28 | 2019-03-28 | 一种低温碳化硅欧姆接触的制备方法及金属结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910242482.4A CN109979813B (zh) | 2019-03-28 | 2019-03-28 | 一种低温碳化硅欧姆接触的制备方法及金属结构 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109979813A true CN109979813A (zh) | 2019-07-05 |
| CN109979813B CN109979813B (zh) | 2020-12-11 |
Family
ID=67081224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910242482.4A Active CN109979813B (zh) | 2019-03-28 | 2019-03-28 | 一种低温碳化硅欧姆接触的制备方法及金属结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109979813B (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110854188A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-02-28 | 杭州电子科技大学 | 一种低温形成P型SiC欧姆接触结构及制造方法 |
| CN111739937A (zh) * | 2020-06-17 | 2020-10-02 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种基于高k栅介质与低温欧姆接触工艺的SiC MOSFET的制备 |
| CN113539800A (zh) * | 2021-06-10 | 2021-10-22 | 上海积塔半导体有限公司 | 半导体结构的制备方法 |
| CN117438297A (zh) * | 2023-12-18 | 2024-01-23 | 合肥晶合集成电路股份有限公司 | 一种半导体器件及其制备方法 |
| CN117497404A (zh) * | 2023-12-15 | 2024-02-02 | 江苏昕感科技有限责任公司 | 一种SiC器件欧姆接触的制备方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001084609A1 (en) * | 2000-05-02 | 2001-11-08 | Case Western Reserve University | Method for low temperature formation of stable ohmic contacts to silicon carbide |
| US7247550B2 (en) * | 2005-02-08 | 2007-07-24 | Teledyne Licensing, Llc | Silicon carbide-based device contact and contact fabrication method |
| CN100517574C (zh) * | 2004-07-06 | 2009-07-22 | 克里公司 | 用于SiC半导体器件的富硅的镍-硅化物欧姆接触 |
| CN103872103A (zh) * | 2012-12-18 | 2014-06-18 | 通用电气公司 | 用于碳化硅装置中欧姆接触的系统和方法 |
| CN102859661B (zh) * | 2010-04-14 | 2015-12-16 | 住友电气工业株式会社 | 碳化硅半导体器件及其制造方法 |
| CN105244267A (zh) * | 2015-11-05 | 2016-01-13 | 株洲南车时代电气股份有限公司 | 一种碳化硅PiN器件的欧姆接触方法 |
| CN109087850A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-12-25 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | SiC表面欧姆接触优化方法 |
-
2019
- 2019-03-28 CN CN201910242482.4A patent/CN109979813B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001084609A1 (en) * | 2000-05-02 | 2001-11-08 | Case Western Reserve University | Method for low temperature formation of stable ohmic contacts to silicon carbide |
| CN100517574C (zh) * | 2004-07-06 | 2009-07-22 | 克里公司 | 用于SiC半导体器件的富硅的镍-硅化物欧姆接触 |
| US7247550B2 (en) * | 2005-02-08 | 2007-07-24 | Teledyne Licensing, Llc | Silicon carbide-based device contact and contact fabrication method |
| CN102859661B (zh) * | 2010-04-14 | 2015-12-16 | 住友电气工业株式会社 | 碳化硅半导体器件及其制造方法 |
| CN103872103A (zh) * | 2012-12-18 | 2014-06-18 | 通用电气公司 | 用于碳化硅装置中欧姆接触的系统和方法 |
| CN105244267A (zh) * | 2015-11-05 | 2016-01-13 | 株洲南车时代电气股份有限公司 | 一种碳化硅PiN器件的欧姆接触方法 |
| CN109087850A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-12-25 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | SiC表面欧姆接触优化方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| NAM-IHN CHO ET AL.: "《Improved ohmic contact to the n-type 4H-SiC semiconductor using cobalt silicides》", 《SEMICOND. SCI. TECHNOL. 》 * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110854188A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-02-28 | 杭州电子科技大学 | 一种低温形成P型SiC欧姆接触结构及制造方法 |
| CN111739937A (zh) * | 2020-06-17 | 2020-10-02 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种基于高k栅介质与低温欧姆接触工艺的SiC MOSFET的制备 |
| CN113539800A (zh) * | 2021-06-10 | 2021-10-22 | 上海积塔半导体有限公司 | 半导体结构的制备方法 |
| CN113539800B (zh) * | 2021-06-10 | 2024-05-31 | 上海积塔半导体有限公司 | 半导体结构的制备方法 |
| CN117497404A (zh) * | 2023-12-15 | 2024-02-02 | 江苏昕感科技有限责任公司 | 一种SiC器件欧姆接触的制备方法 |
| CN117497404B (zh) * | 2023-12-15 | 2024-06-21 | 江苏昕感科技有限责任公司 | 一种SiC器件欧姆接触的制备方法 |
| CN117438297A (zh) * | 2023-12-18 | 2024-01-23 | 合肥晶合集成电路股份有限公司 | 一种半导体器件及其制备方法 |
| CN117438297B (zh) * | 2023-12-18 | 2024-02-27 | 合肥晶合集成电路股份有限公司 | 一种半导体器件及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109979813B (zh) | 2020-12-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109979813A (zh) | 一种低温碳化硅欧姆接触的制备方法及金属结构 | |
| CN100576471C (zh) | 金属氧化物半导体器件的制造方法 | |
| CN100449784C (zh) | 半导体器件及其制造方法 | |
| CN1979888A (zh) | 碳化硅半导体装置及其制造方法 | |
| JPH0897441A (ja) | 炭化けい素ショットキーダイオードの製造方法 | |
| CN104126219B (zh) | SiC半导体器件及其制造方法 | |
| CN108122749B (zh) | 一种基于图形化载片的SiC基GaN_HEMT背面工艺 | |
| CN101303978A (zh) | 适用于氮化镓器件n型欧姆接触的制作方法 | |
| CN109148614A (zh) | 硅异质结太阳电池及其制备方法 | |
| CN109037050A (zh) | 基于TiN的GaN基HEMT无金欧姆接触电极的制备方法 | |
| CN107578989A (zh) | N型SiC欧姆接触电极的制作方法 | |
| CN109659363A (zh) | 一种氮化镓hemt结构低欧姆接触结构的制备方法 | |
| CN104393031B (zh) | 一种插入层复合结构及其制作方法 | |
| JP2004327601A (ja) | 炭化珪素半導体装置の製造方法 | |
| CN206907738U (zh) | 一种基于离子注入的GaN功率器件 | |
| CN105448673B (zh) | 一种碳化硅器件背面欧姆接触的制作方法 | |
| CN114335236A (zh) | 钝化接触电池及其制备方法和钝化接触结构及其制备装置 | |
| CN107993926A (zh) | 碳化硅欧姆接触的制备方法 | |
| WO2019154222A1 (zh) | 一种氮化物半导体器件的欧姆接触结构及其制作方法 | |
| CN109216190A (zh) | 半导体装置中的肖特基位障的控制方法 | |
| WO2020192303A1 (zh) | 半导体器件及制作方法 | |
| CN109786447A (zh) | 一种P型SiC欧姆接触材料及其制备方法 | |
| CN111312811A (zh) | 碳化硅欧姆接触结构及其制备方法 | |
| CN107546115A (zh) | 一种SiC高压功率器件欧姆接触的制备方法 | |
| CN108807163A (zh) | 一种半导体器件结构及其制备方法 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230414 Address after: 410000 No. 399, Changxing Road, high tech Development Zone, Changsha, Hunan Province Patentee after: Hunan San'an Semiconductor Co.,Ltd. Address before: No.753-799 Min'an Avenue, Hongtang Town, Tong'an District, Xiamen City, Fujian Province Patentee before: XIAMEN SANAN INTEGRATED CIRCUIT Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |