[发明专利]采用离子注入增强激光退火制备碳化硅欧姆接触的方法

说明书

技术领域

本发明涉及碳化硅器件制造领域，具体涉及采用离子注入增强激光退火制备碳化硅欧姆接触的方法。

背景技术

作为第三代半导体材料，碳化硅(SiC)具有高的禁带宽度(2.4-3.3eV)、高的热导率(5-7W·cm-1K-1)、高的临界击穿电场(＞2×106V·cm-1)、与硅(Si)相当的电子迁移率、化学性质稳定、高硬度、耐摩擦以及抗辐射等一系列的优点，在高温、高频、大功率等方面有着广泛的应用。

欧姆接触是半导体器件制备过程中的一项关键工艺，它的目的是制备在金半接触部位形成线性的电流与电压关系，并且保证接触电阻足够小以至于不影响器件的导通特性。碳化硅材料上的欧姆接触一般在金属淀积完成后，采用高温退火方法制备。由于碳化硅器件上欧姆接触制备需要高温退火过程，而高温退火过程会对半导体器件其他部位的材料产生消极影响(如：肖特基金属，金属电极等)，因此为了降低高温退火的影响，欧姆接触工艺需要再一些工艺进行之前完成。如在SiC肖特基器件制备过程中，需要先在背部欧姆接触工艺完成后，才能进行正面的肖特基金属工艺。

由于欧姆接触工艺会引入了金属离子，并伴随着高温退火过程，因此存在着金属离子污染器件，降低器件性能的隐患。另一方面，传统的SiC器件制备过程中，由于背部欧姆接触工艺完成后由于正面还需进行光刻、刻蚀等过程，因此需要保证一定的晶圆平整度。而为了降低器件的导通电阻，通常需要对晶圆进行衬底减薄处理，而磨片后由于应力的原因通常会导致器件的翘度升高，因此传统的热退火制备欧姆接触工艺所制备的SiC器件通常不能进行衬底减薄工艺。

激光退火形成欧姆接触工艺对器件影响则成功的避免了上述问题。这是由于激光对材料进行处理时为局部加热过程，对欧姆接触部位进行退火时对其他部位的影响很小，因此，可以在其它工艺完成之后进行欧姆接触工艺，避免了金属离子对器件的污染，也可以通过衬底减薄工艺降低器件的导通电阻。

然而，由于激光光斑的均匀性问题，激光退火在SiC上形成欧姆接触面临着工艺控制性差、欧姆接触电阻率高、欧姆接触电阻率不均匀的问题。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种采用离子注入增强激光退火效果制备碳化硅欧姆接触的方法。采用离子注入增加SiC欧姆接触区域的掺杂浓度，通过激光退火在激活注入离子的同时在SiC上形成欧姆接触。通过该方法降低了激光退火工艺形成欧姆接触的工艺控制问题，降低了欧姆接触电阻率，从而提高了SiC器件的性能，可以有效解决背景技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：采用离子注入增强激光退火制备碳化硅欧姆接触的方法，包括如下步骤：

步骤一：在SiC所需形成欧姆接触的部位进行离子注入；

步骤二：在所述SiC晶圆表面淀积欧姆接触金属；

步骤三：采用激光对欧姆接触金属进行辐照以制备欧姆接触。

其中，步骤一所述的SiC材料，晶型可以是4H-SiC，也可以是6H-SiC。

其中，步骤一种所需形成欧姆接触的部位掺杂类型可以是n型掺杂，也可以是P型掺杂。

其中，步骤一所注入离子形成的掺杂类型与原有的掺杂类型相同。如：若欧姆接触部位原为N型掺杂，注入离子则为N、P、As等中的一种或者几种共同注入；若欧姆接触部位原为P型掺杂，注入离子则为B、Al等中的一种或者几种共同注入；离子注入可以是单能量离子注入也可以是多重能量的离子注入。

其中，步骤一所述离子注入后形成的重掺杂区深度范围为0.01-1μm，重掺杂区浓度范围为1E17cm-3-5E21cm-3。

其中，步骤二中所述的欧姆接触金属可以是Ti、Ni、Pt、TiW、Si、TiN、Al、Ag、Cu、W等金属中的一种或者几种，其生长方法可以是溅射、蒸发、淀积等。

其中，步骤三中所述的激光辐照方法中所采用的激光器可以是激光器脉宽范围可以是微妙、纳、皮秒、飞秒激光器，激光的波长范围为100nm-1mm。

其中，步骤三中激光扫描方式可以是单脉冲扫描，也可以是多脉冲扫描。

本发明的有益效果：

本发明采用离子注入增加SiC欧姆接触区域的掺杂浓度，通过激光退火在激活注入离子的同时在SiC上形成欧姆接触。通过该方法降低了激光退火工艺形成欧姆接触的工艺控制问题，降低了欧姆接触电阻率，从而提高了SiC器件的性能。

附图说明

图1为本发明实施例中的一种示意图。

图2为本发明实施例中的一种示意图。