RU2632173C1 - Способ изготовления диодов шоттки на основе карбида кремния - Google Patents

Способ изготовления диодов шоттки на основе карбида кремния Download PDF

Info

Publication number
RU2632173C1
RU2632173C1 RU2016125732A RU2016125732A RU2632173C1 RU 2632173 C1 RU2632173 C1 RU 2632173C1 RU 2016125732 A RU2016125732 A RU 2016125732A RU 2016125732 A RU2016125732 A RU 2016125732A RU 2632173 C1 RU2632173 C1 RU 2632173C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
schottky
contact
coefficient
height
schottky diode
Prior art date
Application number
RU2016125732A
Other languages
English (en)
Inventor
Николай Александрович Брюхно
Владимир Иванович Громов
Павел Анатольевич Иванов
Иван Владимирович Куфтов
Максим Витальевич Степанов
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "ГРУППА КРЕМНИЙ ЭЛ"
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "ГРУППА КРЕМНИЙ ЭЛ" filed Critical Закрытое акционерное общество "ГРУППА КРЕМНИЙ ЭЛ"
Priority to RU2016125732A priority Critical patent/RU2632173C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2632173C1 publication Critical patent/RU2632173C1/ru

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor 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
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/86Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
    • H01L29/861Diodes
    • H01L29/872Schottky diodes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

Использование: для изготовления карбид кремниевых приборов, а именно высоковольтных диодов Шоттки. Сущность изобретения заключается в том, что способ содержит окисление поверхности эпитаксиальной структуры, формирование в оксиде кремния контактных окон методом фотолитографии, формирование контакта Шоттки методом напыления металла и взрывной фотолитографии, термообработки контакта Шоттки, формирование контактной металлизации, проверки электрических параметров, дополнительно определяют высоту барьера и коэффициент неидеальности ВАХ диода Шоттки после взрывной фотолитографии, причем высота барьера должна быть не менее чем 75%, а коэффициент неидеальности не более 130% от значений годного диода Шоттки. Технический результат: обеспечение возможности повышения выхода годных диодов Шоттки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к технологии изготовления карбид кремниевых приборов, а именно высоковольтных диодов Шоттки.
Известен способ изготовления диодов Шоттки на основе карбида кремния, включающий окисление поверхности эпитаксиальной структуры, формирование в оксиде кремния контактных окон методом фотолитографии, формирование контакта Шоттки методом напыления металла (см., например, патент США US 5221638, класс H01L 21/283 от 22 января 1993 г.).
Карбид кремния оказался более стойкий к термическому окислению материалом по сравнению с кремнием, поэтому толщина пленки оксида кремния на поверхности кремниевой стороны карбида кремния составляет не более 80 нм.
После изготовления диода Шоттки производится измерение электрических параметров, основными из которых являются обратный ток диода Iобр, максимальное обратное напряжение Uобр, прямое падение напряжения Unp. Значения обратных токов и падения прямого напряжения зависят от качества контакта Шоттки.
Одним из основных факторов, влияющих на качество контакта Шоттки, является наличие тонкой пленки оксида кремния в области формирования контакта.
Недостатком является то, что контакт Шоттки формируется фотолитографией, поэтому невозможно провести ионную очистку аргоном непосредственно перед нанесением контакта, т.к. удалится не только тонкая пленка оксида кремния в области формирования контакта Шоттки, но и сформированный защитный слой оксида кремния.
Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является способ изготовления диодов Шоттки на основе карбида кремния, включающий окисление поверхности эпитаксиальной структуры, формирование в оксиде кремния контактных окон методом фотолитографии, формирование контакта Шоттки методом напыления металла и взрывной фотолитографии, термообработки контакта Шоттки, формирование контактной металлизации, проверки электрических параметров (см., например, патент США 20060006394, класс H01L 29/15 от 12 января 2006 г.).
Контакт Шоттки формируется взрывной фотолитографией. Защитный слой оксида кремния защищен фоторезистом, поэтому при очистке перед напылением металла глубина подтрава поверхности ионами аргона в области контакта Шоттки никак не влияет на защитный слой оксида кремния.
Для повышения качества контакта Шоттки очистка ионами аргона производится в той же камере, что и напыление металла.
Замер электрических параметров производится на готовых кристаллах диода Шоттки, при отклонении параметров производится дополнительный анализ и корректировка технологических процессов. В частности, корректировка режима зачистки аргоном.
Недостатком этого способа является пониженный выход годных кристаллов и неоперативный контроль.
Техническим результатом изобретения является повышение выхода годных диодов Шоттки за счет повышения оперативности контроля напыления контакта Шоттки.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления диода Шоттки на основе карбида кремния, включающего окисление поверхности эпитаксиальной структуры, формирование в оксиде кремния контактных окон методом фотолитографии, формирование контакта Шоттки методом напыления металла и взрывной фотолитографии, термообработки контакта Шоттки, формирование контактной металлизации, проверки электрических параметров, дополнительно определяют высоту барьера и коэффициент неидеальности ВАХ диода Шоттки после взрывной фотолитографии, причем высота барьера должна быть не менее чем 75%, а коэффициент неидеальности не более 130% от значений годного диода Шоттки. Если высота барьера менее чем 75% или коэффициент неидеальности более 130% от значений годного диода Шоттки, то диод Шоттки подвергается реставрации путем удаления напыленных слоев металла, после чего проводится повторная взрывная фотолитография с повторным определением высоты барьера и коэффициента неидеальности ВАХ диода Шоттки.
На высоту барьера Шоттки и коэффициента неидеальности до операции вжигания (термообработки) контакта Шоттки влияет наличие оксида кремния между контактом Шоттки и карбидом кремния, который понижает высоту барьера Шоттки и увеличивает коэффициент неидеальности. Экспериментально определено для большинства металлов, что высота барьера Шоттки до операции вжигания контакта Шоттки должна быть не менее 75% от значения после вжигания, а коэффициент не более 130% от значения коэффициента неидеальности после вжигания. После вжигания металл восстанавливает оксид кремния и высота барьера должна увеличиться, а коэффициент неидеальности уменьшиться.
Если высота барьера Шоттки или коэффициент неидеальности после вжигания не попадают в эти значения, это значит, что оксид кремния между металлом и карбидом кремния имеет большую толщину и не восстанавливается, также возможны другие загрязнения. В этом случае необходимо корректировать режимы зачистки карбида кремния и режимы откачки установки напыления.
После вжигания металл (контакта Шоттки) реставрации не подлежит, так как после вжигания в области контакта образуются силициды, вследствие чего изменяются электрические свойства эпитаксиального слоя, также после отжига отреставрированная поверхность эпитаксиального слоя будет рельефной.
Сущность изобретения поясняется чертежом.
На фиг. 1 приведена блок-схема части технологических операций формирования карбидокремниевого диода Шоттки.
Позициями на фиг. 1 обозначены технологические операции:
1 - «взрывная» фотолитография «Контакты Шоттки»;
2 - Очистка в плазме аргона;
3 - Напыление титана в качестве контакта Шоттки;
4 - Удаление фоторезиста («взрыв»);
5 - измерение высоты барьера и коэффициента неидеальности;
6 - вжигание титана;
7 - измерение высоты барьера и коэффициента неидеальности;
8 - последующие технологические операции (формирование омического контакта, формирования защитного слоя);
9 - удаление металла (Ti).
Пример
Первое измерение высоты барьера и коэффициента неидеальности до вжигания 5 проводят на малых токах от 1 мкА до 1 мА, так как толщина металла (Ti) составляет лишь 0,1-0,2 мкм. Если значения не лежат в допустимых пределах, то есть высота барьера менее чем 0.89 эВ от значения необходимой высоты барьера диода Шоттки (1.19 эВ и более), а коэффициент неидеальности более 1,38 значения коэффициента неидеальности годного диода Шоттки (1,06 и менее), то необходимо отреставрировать пластину, удалив металл контакта Шоттки (Ti) 9, повторно нанести фоторезестивную маску для формирования контакта Шоттки 1, после проявления фоторезиста. Очистить область контакта Шоттки в плазме аргона 2 со скоректрованным режимом и повторно напылить металл в качестве контакта Шоттки 3. После напыления 3 образец погружается в органический растворитель, растворяющий фоторезист и обеспечивающий его удаление с поверхности полупроводника 4. При этом вместе с фоторезистом удаляются ненужные слои осажденного металла («взрыв»). Затем повторно определить высоту барьера и коэффициент неидеальности ВАХ диода Шоттки 5. Если при повторном замере значения высоты барьера и коэффициента неидеальности не соответствуют необходимым, кристалл бракуется.
Если после замера 5 высота барьера больше 0.89эВ, а коэффициента неидеальности меньше 1,38 это говорит о правильности выбора режима. В области контакта отсутствует оксид кремния или его наличие минимально и не влияет на качество контакта Шоттки.
Далее вжигают контакт Шоттки (Ti) 6, после чего производят замер 7. При этом по сравнению с замером до отжига высота барьера увеличивается до значения 1,19 эВ и более, коэффициент неидеальности уменьшается до значения 1,06 и менее. По результатам последнего измерения высоты барьера и коэффициента неидеальности 7 диоды Шоттки на пластине бракуются или отправляются на заключительные технологические операции 8 (напыление металла на обратную сторону (Ti-Ni-Ag), формирование защитного покрытия).
Ниже приведены значения высоты барьера и коэффициента неидельности для основных металлов до и после отжига для оперативности контроля качества контакта Шоттки к карбиду кремния.
Figure 00000001

Claims (2)

1. Способ изготовления диодов Шоттки на основе карбида кремния, включающий окисление поверхности эпитаксиальной структуры, формирование в оксиде кремния контактных окон методом фотолитографии, формирование контакта Шоттки методом напыления металла и взрывной фотолитографии, термообработки контакта Шоттки, формирование контактной металлизации, проверки электрических параметров, отличающийся тем, что дополнительно определяют высоту барьера и коэффициент неидеальности ΒΑΧ диода Шоттки после взрывной фотолитографии, причем высота барьера должна быть не менее чем 75%, а коэффициент неидеальности не более 130% от значений годного диода Шоттки.
2. Способ изготовления диодов Шоттки на основе карбида кремния по п. 1, в котором диод Шоттки с высотой барьера менее чем 75% или коэффициентом неидеальности более 130% от значений годного диода Шоттки подвергается реставрации путем удаления напыленных слоев металла, после чего проводится повторная взрывная фотолитография с повторным определением высоты барьера и коэффициента неидеальности ΒΑΧ диода Шоттки.
RU2016125732A 2016-06-27 2016-06-27 Способ изготовления диодов шоттки на основе карбида кремния RU2632173C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016125732A RU2632173C1 (ru) 2016-06-27 2016-06-27 Способ изготовления диодов шоттки на основе карбида кремния

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016125732A RU2632173C1 (ru) 2016-06-27 2016-06-27 Способ изготовления диодов шоттки на основе карбида кремния

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2632173C1 true RU2632173C1 (ru) 2017-10-02

Family

ID=60040556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016125732A RU2632173C1 (ru) 2016-06-27 2016-06-27 Способ изготовления диодов шоттки на основе карбида кремния

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2632173C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1041643A1 (en) * 1998-10-08 2000-10-04 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device, a method of manufacturing the same, and a semiconductor device protective circuit
RU2395868C1 (ru) * 2009-06-05 2010-07-27 Учреждение Российской академии наук, Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНТЕГРИРОВАННЫХ ШОТТКИ-pn ДИОДОВ НА ОСНОВЕ КАРБИДА КРЕМНИЯ
CN102800587B (zh) * 2012-09-07 2015-01-14 中国电子科技集团公司第五十八研究所 一种肖特基二极管的制备工艺
RU157852U1 (ru) * 2015-07-10 2015-12-20 Зао "Группа Кремний Эл" Силовой диод шоттки на карбиде кремния

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1041643A1 (en) * 1998-10-08 2000-10-04 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device, a method of manufacturing the same, and a semiconductor device protective circuit
RU2395868C1 (ru) * 2009-06-05 2010-07-27 Учреждение Российской академии наук, Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНТЕГРИРОВАННЫХ ШОТТКИ-pn ДИОДОВ НА ОСНОВЕ КАРБИДА КРЕМНИЯ
CN102800587B (zh) * 2012-09-07 2015-01-14 中国电子科技集团公司第五十八研究所 一种肖特基二极管的制备工艺
RU157852U1 (ru) * 2015-07-10 2015-12-20 Зао "Группа Кремний Эл" Силовой диод шоттки на карбиде кремния

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4718425B2 (ja) 複合基板の作製方法
KR100806433B1 (ko) 박막층의 제거를 위한 프리-에치 주입 손상
KR100689916B1 (ko) 반도체 집적 회로 장치의 제조 방법
JP2011171551A (ja) 半導体装置の製造方法
US7564100B2 (en) Silicon on sapphire wafer
US20130203239A1 (en) Methods for scribing of semiconductor devices with improved sidewall passivation
JP2010109950A (ja) 圧電デバイスの製造方法
US9887101B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US9087793B2 (en) Method for etching target layer of semiconductor device in etching apparatus
JP2008072032A (ja) 半導体装置の製造方法
US7092235B2 (en) Method for adjusting capacitance of an on-chip capacitor
RU2632173C1 (ru) Способ изготовления диодов шоттки на основе карбида кремния
JP5975627B2 (ja) 炭化珪素半導体装置の製造方法及びその検査方法、並びに、炭化珪素半導体ウェハの製造方法及びその検査方法
JP6014321B2 (ja) 炭化珪素半導体装置及びその製造方法
KR102049806B1 (ko) 특정 파장의 광원 및 반응성 가스를 이용하여 대상물의 표면을 평탄화하는 방법 및 장치
US20170170005A1 (en) Method of manufacturing semiconductor device
KR100922834B1 (ko) 전기 절연 재료의 표면 상에 안착하는 반도체층의 두께감소 및 균일화 방법
US10937662B2 (en) Method of isotropic etching of silicon oxide utilizing fluorocarbon chemistry
JP2003179022A (ja) 半導体ウェハ反り量の低減方法
KR101258609B1 (ko) Goi평가용 반도체 소자의 제조 방법
US20160336388A1 (en) METHOD FOR FORMING Ti/TiN STACKED FILM AND METHOD FOR PRODUCING SEMICONDUCTOR DEVICE
US20170294345A1 (en) Method and apparatus for manufacturing semiconductor device
US9099578B2 (en) Structure for creating ohmic contact in semiconductor devices and methods for manufacture
Wu et al. Study of Ti/TiN bump defect formation mechanism and elimination by etch process optimization
US10811268B2 (en) Substrate processing apparatus, substrate processing method, and semiconductor device fabrication method