CN111276395A - 一种碳化硅器件原料的制造方法及使用该原料制备的碳化硅器件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种碳化硅器件原料的制造方法及使用该原料制备的碳化硅器件。其中，碳化硅器件原料的制造方法为首先在n型SiC表面形成Ni层，第二层在Ni层表面形成NiO层，最后在非氧化环境(真空环境)中热处理。在热处理后形成Ni‑Si层。在热处理后，在HCl酸性环境中腐蚀掉NiO，然后在Ni‑Si层表面沉积铝层。因此在Ni‑Si层表面形成了Ni‑Al层。该方法的优点是低的接触电阻粘附在电极层和线性传输层之间，线性传输层在形成电极层中几乎不可分隔。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种碳化硅器件原料的制造方法及使用该原料制备的碳化硅器件。
背景技术
碳化硅(SiC)具有热稳定性、化学稳定性以及物理稳定性，被广泛应用于工业领域，包括光发射元件、高频器件和功率半导体器件。例如，与Si MOSFETs相比，SiC MOSFETs具有低的导通电阻；与Si肖特基二极管相比，SiC肖特基二极管具有低的正向压降。
功率器件的导通电阻和开关速率是两个相平衡的参数，然而SiC功率器件可以同时获得低的导通电阻和高的开关速率。为了获得低的导通电阻和高的开关速率，必然需要降低欧姆接触电阻。
最近，在n型SiC上形成一个低的欧姆接触电阻，通过沉积电极层形成欧姆电极，然后欧姆电极在800℃-1200℃的范围内退火。电极层，例如镍、钨、钛镍被用于电极材料，特别是镍作为电极材料，其欧姆接触电阻可以达到10-6Ωcm2。因此，镍作为欧姆接触材料可以获得好的欧姆接触。
为了形成欧姆接触，首先镍层通过溅射的方法沉积在SiC衬底上，然后在真空环境中1000℃热处理。在高温环境中热处理形成传导热的反应层，即Ni-Si-C混合层。在Ni-Si的表面区域，大量的C扩散到SiC衬底，表面几乎覆盖了一层C。
线导通成分例如铝层连接镍层，由于C层的加入，接触电阻会增加。因此，线导通电极需要被分离。阻值C急速沉积已经被日本专利提出，欧姆电极由镍和另一种金属材料(容易形成C)形成一种合金材料，在合金材料上形成镍层。另一种方法，欧姆电极由镍硅层组成，首先镍层、钛层、镍硅层和第二个镍薄层。然而这两个方法无法连接线导通材料如铝层和电极镍层。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种碳化硅器件原料的制造方法，以解决现有技术中存在的技术问题；本发明的另一目的在于提供一种使用本发明的制造方法制备的碳化硅器件原料制备的碳化硅器件。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种碳化硅器件原料的制造方法，包括：
S1、对n型SiC层行清洗；
S2、在所述SiC层上沉积一层Ni层；
S3、在所述Ni层上沉积一层NiO层；
S4、对步骤S3制得的产品进行热处理，将所述Ni层转化为Ni2Si层；
S5、通过湿法刻蚀去除所述NiO层；
S6、在所述Ni2Si层上沉积一层NiAl层；
S7、在所述NiAl层上沉积一层Al层，至此，完成碳化硅器件原料的制备。
作为一种进一步的技术方案，所述Ni层和所述NiO层均通过溅射的方法实现，其中，溅射过程的具体参数为：300W的直流功率及0.4pa压强；步骤S2中溅射时只使用氩气，而步骤S3中溅射气体用的是含20％氧气的氩气。
作为一种进一步的技术方案，所述Ni层的厚度为0.05-0.15um；所述NiO层的厚度为0.05-0.15um。
作为一种进一步的技术方案，步骤S4中热处理的参数为：1000℃、真空或氩气保护环境下、50*10-4pa以下进行2分钟，然后冷却到室温。
作为一种进一步的技术方案，步骤S5中湿法刻蚀的方法为：50℃的HCl溶液中，浸泡6分钟；然后，纯水清洗，最后甩干；所述HCl溶液的浓度为10-37％。
作为一种进一步的技术方案，所述NiAl层和所述Al层均通过溅射实现，溅射的具体参数为：300W的直流功率、0.4pa压强、150℃的衬底温度，并且整个溅射过程只使用氩气。
作为一种进一步的技术方案，步骤S6中使用的靶材为NiAl，其中Ni的含量为40-60％。
作为一种进一步的技术方案，所述NiAl层的厚度为5-20nm；所述Al层的厚度为2-4um。
一种使用本发明的制造方法制备的碳化硅器件原料制备的碳化硅器件，所述碳化硅器件包括衬底和漂移层；所述漂移层的上部形成2个隔开的区域；在漂移层中，分开的2个区域和中间夹杂的漂移层形成JFET区；在漂移层的上部隔开的每个区域中形成一个接触区；源接触区在漂移层的上部隔开的每个区域的表面，且靠近所述JFET区，紧挨所述接触区；栅电极沉积在所述JFET区；在所述接触区形成源电极以及源接触电极；所述源电极通过绝缘层与所述栅电极分离；在所述衬底的背面形成漏接触电极。
作为一种进一步的技术方案，所述衬底为n型SiC层，所述漏接触电极为Ni层。
采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
低的接触电阻粘附在电极层和线性传输层之间，线性传输层在形成电极层中几乎不可分隔。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的碳化硅器件原料的制造方法中制备碳化硅器件原料的最终产品结构示意图；
图2为本发明实施例提供的碳化硅器件原料的制造方法中制备碳化硅器件原料的中间产品结构示意图；
图3为本发明实施例提供的碳化硅器件原料的制造方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的碳化硅器件的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
结合图1-3所示，本实施例提供了一种碳化硅器件原料的制造方法，包括：S1、对n型SiC层1行清洗；
S2、在所述SiC层1上沉积一层Ni层2；
S3、在所述Ni层上沉积一层NiO层3；
S4、对步骤S3制得的产品进行热处理，将所述Ni层转化为Ni2Si层4；
S5、通过湿法刻蚀去除所述NiO层3；
S6、在所述Ni2Si层4上沉积一层NiAl层5；
S7、在所述NiAl层5上沉积一层Al层6，至此，完成碳化硅器件原料的制备。
在该实例中，作为一种进一步的技术方案，所述Ni层2和所述NiO层4均通过溅射的方法实现，其中，溅射过程的具体参数为：300W的直流功率、冷却的衬底温度及0.4pa压强；步骤S2中溅射时只使用氩气，而步骤S3中溅射气体用的是含20％氧气的氩气。
在该实例中，作为一种进一步的技术方案，如果NiO层3太薄，不能阻挡衬底中表面碳的扩散，如果太厚，NiO层3在刻蚀时，时间会太长。因此，NiO层3的厚度最好在0.05-0.15um。如果Ni层2太薄，溅射过程很难控制，同时欧姆接触会很难形成。因此Ni层2的厚度最好在0.05-0.15um。
在该实例中，作为一种进一步的技术方案，步骤S4中热处理的参数为：1000℃、真空或氩气保护环境下、50*10-4pa以下进行2分钟，然后冷却到室温。尽管热处理是在真空下进行，但是其他不氧化的环境下也是可以的，如氩气保护环境下也行，但氮气保护环境不行。
在该实例中，作为一种进一步的技术方案，步骤S5中湿法刻蚀的方法为：50℃的HCl溶液中，浸泡6分钟；然后，纯水清洗，最后甩干；该步骤中，HCl溶液要保证可以充分溶解掉NiO层3。如果HCl溶液浓度过低，则NiO层3的去除时间太长且会去除不干净。因此HCl溶液的浓度最好在10-37％。
在该实例中，作为一种进一步的技术方案，所述NiAl层5和所述Al层6均通过溅射实现，溅射的具体参数为：300W的直流功率、0.4pa压强、150℃的衬底温度，并且整个溅射过程只使用氩气。步骤S6中使用的靶材为NiAl，其中Ni的含量为40-60％。如果NiAl层5的厚度太薄，则此层的粘附作用就会降低，如果太厚，电阻会比Al层6还要大。所以，NiAl层5的厚度优选为5-20nm。如果Al层6太薄，NiAl层5的额电阻会比Al层6还要大。虽然Al层6越厚越好，但是越厚，制造时间约长。例如，4um厚的Al层大概要1个小时。因此，Al层6的厚度优选为2-4um。
为验证本发明突出的有益技术效果，申请人做了如下实验，实现结果如下表所示：
上表中第一个实验是，在n型SiC上沉积NiO层3。厚度为0.2um。实验2是，在n型SiC上沉积Ni层2，然后沉积NiO层3。所以，实验2和前文提到本发明的结构是一样的。Ni层2和NiO层3厚度都是0.1um。实验1和2个退火条件都是，1000℃，5*10-4帕以下进行5分钟。
在NiO层3表面形成的SiO2层是绝缘体。NiO层3是高电阻的半导体。因此，在形成Al层6前，SiO2层和NiO层要去掉。在实际器件中含有SiO2层，欧姆接触层伴生产生的除外。所以不能用HF来除去伴生的SiO2层。因此，在用HCl溶液除去NiO层3时，在NiO上的SiO2层也同时去掉了。本实验刻蚀采用37％HCl溶液50℃中浸泡6分钟。此时，NiO层3和SiO2层都被去掉了，Ni2Si层4就露在最外层。
接着，申请人做了在Ni2Si层4上制造Al层6的实验，具体结果如下表所示：
上表中粘附力是通过胶带粘附来判断衡量的。Al层6和NiAl层5是通过溅射来完成的，溅射条件为：300W的直流功率、0.4pa压强、氩气环境、150℃的衬底温度。制造NiAl层5的溅射靶材的组成是50％Ni和50％Al。NiAl层5厚度为10nm，Al层6的厚度是3um。
为了保证Ni2Si层4和Al层6的粘附性，及防止NiAl层5电阻高，必须注意NiAl层5的组分平衡。至于NiAl层5的厚度，太薄会导致粘附性降低。当然膜层薄的话，有利于电阻降低。所以，NiAl层5的厚度优选为10nm左右。
上表中的实验3是目前常用的技术，Al层6直接在没有NiO层3的衬底上制造出来，并且粘附性也用前面的胶带方法检测。实验3样品，Al层6直接形成在含有丰富C元素Ni层2的表面上。此实验中，Al层6在用胶带测试时，一次性的完全剥离下来。说明含有丰富C元素的表面和Al粘附力非常弱。为了提高粘附力，可以提高基体温度，但是同时，Al层6会出来开裂。
在实验4中，Al层6和Ni层2中加了一层NiO层3。此实验中，仅仅一次胶带测试中，Al层6基本上都剥离下来。这说明NiO层3和Al层6之间粘附力仍然很弱，即使表面没有C元素集聚。
在实验5中，NiO层3沉积在Ni层2上，然后通过HCl溶液除去NiO层3，最后沉积Al层6。此实验中，通过几次的胶带测试，只有部分Al层6剥离下来。所以，Al层6的粘附力提高了。这是因为，C元素析出别抑制，NiO层3被除去，Al层6沉积在Ni2Si层4上。
在实验6中，NiO层3沉积在Ni层2上，然后通过HCl溶液除去NiO层3，接着沉积一层10nm NiAl层5，的最后沉积Al层6。因此，Al层6沉积在NiAl层5上，NiAl层5沉积在Ni2Si层4上。此实验中，通过十几次的胶带测试，Al层6没有被剥离下来。说明Al层6和Ni2Si层4之间的粘附性非常好。
综上，本发明中为了在n型SiC层用Ni形成接触电极，为了用Al在接触电极当作布线材料，首先NiO层3沉积在Ni层2上。然后，通过热处理，将Ni层2变成Ni2Si层4。接着，通过HCl溶液除去NiO层3，最后沉积膜层NiAl层5和Al层6。通过上述实验可知，实验6(即本发明的方法)可以形成一个可靠的、粘附力强的欧姆接触。
结合图4所示，本发明还提供了一种使用本发明的制造方法制备的碳化硅器件原料制备的碳化硅器件，所述碳化硅器件包括衬底10和漂移层11；所述漂移层11的上部形成2个隔开的区域12；在漂移层中，分开的2个区域12和中间夹杂的漂移层形成JFET区14；在漂移层11的上部隔开的每个区域中形成一个接触区15；源接触区在漂移层的上部隔开的每个区域的表面，且靠近所述JFET区14，紧挨所述接触区15；栅电极17沉积在所述JFET区14；在所述接触区15形成源电极19以及源接触电极16；所述源电极19通过绝缘层20与所述栅电极17分离；在所述衬底10的背面形成漏接触电极21。
在该实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述衬底10为n型SiC层，所述漏接触电极21为Ni层。
综上所述，本发明提供的碳化硅器件原料的制造方法可以形成一个可靠的、粘附力强的欧姆接触，特别适用于形成欧姆接触电极。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种碳化硅器件原料的制造方法，其特征在于，包括：
S1、对n型SiC层行清洗；
S2、在所述SiC层上沉积一层Ni层；
S3、在所述Ni层上沉积一层NiO层；
S4、对步骤S3制得的产品进行热处理，将所述Ni层转化为Ni2Si层；
S5、通过湿法刻蚀去除所述NiO层；
S6、在所述Ni2Si层上沉积一层NiAl层；
S7、在所述NiAl层上沉积一层Al层，至此，完成碳化硅器件原料的制备。
2.根据权利要求1所述的碳化硅器件原料的制造方法，其特征在于，所述Ni层和所述NiO层均通过溅射的方法实现，其中，溅射过程的具体参数为：300W的直流功率及0.4pa压强；步骤S2中溅射时只使用氩气，而步骤S3中溅射气体用的是含20％氧气的氩气。
3.根据权利要求1所述的碳化硅器件原料的制造方法，其特征在于，所述Ni层的厚度为0.05-0.15um；所述NiO层的厚度为0.05-0.15um。
4.根据权利要求1所述的碳化硅器件原料的制造方法，其特征在于，步骤S4中热处理的参数为：1000℃、真空或氩气保护环境下、5*10-4pa以下进行2分钟，然后冷却到室温。
5.根据权利要求1所述的碳化硅器件原料的制造方法，其特征在于，步骤S5中湿法刻蚀的方法为：50℃的HCl溶液中，浸泡6分钟；然后，纯水清洗，最后甩干；所述HCl溶液的浓度为10-37％。
6.根据权利要求1所述的碳化硅器件原料的制造方法，其特征在于，所述NiAl层和所述Al层均通过溅射实现，溅射的具体参数为：300W的直流功率、0.4pa压强、150℃的衬底温度，并且整个溅射过程只使用氩气。
7.根据权利要求1所述的碳化硅器件原料的制造方法，其特征在于，步骤S6中使用的靶材为NiAl，其中Ni的含量为40-60％。
8.根据权利要求1所述的碳化硅器件原料的制造方法，其特征在于，所述NiAl层的厚度为5-20nm；所述Al层的厚度为2-4um。
9.一种使用权利要求1-8任一制造方法制备的碳化硅器件原料制备的碳化硅器件，其特征在于，所述碳化硅器件包括衬底和漂移层；所述漂移层的上部形成2个隔开的区域；在漂移层中，分开的2个区域和中间夹杂的漂移层形成JFET区；在漂移层的上部隔开的每个区域中形成一个接触区；源接触区在漂移层的上部隔开的每个区域的表面，且靠近所述JFET区，紧挨所述接触区；栅电极沉积在所述JFET区；在所述接触区形成源电极以及源接触电极；所述源电极通过绝缘层与所述栅电极分离；在所述衬底的背面形成漏接触电极。
10.根据权利要求9所述的碳化硅器件，其特征在于，所述衬底为n型SiC层，所述漏接触电极为Ni层。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090045414A1 (en) * | 2007-08-17 | 2009-02-19 | Fuji Electric Device Technology Co., Ltd. | Silicon carbide semiconductor element, method of manufacturing the same, and silicon carbide device |
| CN103140916A (zh) * | 2011-04-11 | 2013-06-05 | 新电元工业株式会社 | 碳化硅半导体装置的制造方法 |
| CN105453228A (zh) * | 2013-08-08 | 2016-03-30 | 富士电机株式会社 | 碳化硅半导体装置的制造方法 |
| CN105518830A (zh) * | 2014-04-18 | 2016-04-20 | 富士电机株式会社 | 半导体装置的制造方法 |
| CN105518829A (zh) * | 2014-04-18 | 2016-04-20 | 富士电机株式会社 | 半导体装置的制造方法 |
| CN105874566A (zh) * | 2014-07-24 | 2016-08-17 | 富士电机株式会社 | 碳化硅半导体装置的制造方法 |
-
2020
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090045414A1 (en) * | 2007-08-17 | 2009-02-19 | Fuji Electric Device Technology Co., Ltd. | Silicon carbide semiconductor element, method of manufacturing the same, and silicon carbide device |
| CN103140916A (zh) * | 2011-04-11 | 2013-06-05 | 新电元工业株式会社 | 碳化硅半导体装置的制造方法 |
| CN105453228A (zh) * | 2013-08-08 | 2016-03-30 | 富士电机株式会社 | 碳化硅半导体装置的制造方法 |
| CN105518830A (zh) * | 2014-04-18 | 2016-04-20 | 富士电机株式会社 | 半导体装置的制造方法 |
| CN105518829A (zh) * | 2014-04-18 | 2016-04-20 | 富士电机株式会社 | 半导体装置的制造方法 |
| CN105874566A (zh) * | 2014-07-24 | 2016-08-17 | 富士电机株式会社 | 碳化硅半导体装置的制造方法 |
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