[发明专利]一种SiC高温欧姆接触电极及其制作方法

说明书

本发明公开了一种SiC高温欧姆接触电极及其制作方法，首先对SiC衬底表面进行抛光处理，然后在SiC衬底表面进行光刻得到电极图像层，然后采用磁控溅射在SiC衬底电极图像层表面上依次沉积Ti层和W层，在W层上利用真空蒸发镀膜依次蒸镀NiCr层和Au层，然后通过退火处理得到欧姆接触电极，采用多层难熔金属Ti/W/NiCr/Au来制作光导开关的多层难熔金属电极，采用的金属熔点高，能够耐受更高的工作温度，金属电极退火后会和SiC基底形成Ti₃SiC₂合金化合物，提高金属接触电极的电导率，能够大大降低金属电极的接触电阻，因此该方法制作的欧姆接触电极能耐高温、接触电阻小。

技术领域

本发明属于光导开关制备领域，具体涉及一种SiC高温欧姆接触电极及其制作方法。

背景技术

光导开关由于响应快、功率容量大、重复频率高、抖动小、抗干扰能力强等优点，在脉冲功率系统具有十分广阔的应用前景，是当前超快大功率半导体开关领域的研究热点之一。SiC击穿场强大、热导率高，可满足更高电压、更大电流(功率)和高重频的应用需求，是当前最适合制备光导开关的材料。目前开关制备中还存在欧姆接触性能差、耐压值低和可靠性差的问题。因此，本发明提出一种SiC新型高温欧姆接触电极的制作方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种SiC高温欧姆接触电极及其制作方法，以克服下有技术的不足。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种SiC高温欧姆接触电极的制作方法，具体包括以下步骤：

首先对SiC衬底表面进行抛光处理，然后在SiC衬底表面进行光刻得到电极图像层，采用磁控溅射在SiC衬底电极图像层表面上依次沉积Ti层和W层，在W层上利用真空蒸发镀膜依次蒸镀NiCr层和Au层，然后通过退火处理得到欧姆接触电极。

进一步的，具体的，对SiC衬底做抛光处理，去除SiC衬底表面的氧化物。首先将SiC衬底依次通过丙酮、酒精、去离子水各超声清洗5-10min，然后用浓H₂SO₄浸泡5-10min，再依次通过丙酮、酒精和去离子水各超声清洗5-10min，然后通过氮气吹干，置于光学显微镜下观察，看表面是否洁净，采用这种处理方法可以除去表面一些未知的氧化物。

进一步的，采用lift-off工艺在SiC衬底表面进行光刻得到电极图像层，具体的：将抛光后的SiC衬底安装在甩胶机上，在抛光后的SiC衬底表面滴入光刻胶，然后通过甩胶机匀速转动即得到均匀的、没有缺陷的光刻胶膜。

进一步的，采用光刻胶为正性光刻胶SUN-110P；甩胶机甩胶机转速为2000转/min-3000转/min

进一步的，将得到光刻胶膜的SiC衬底进行前烘，将样品置于90-110℃的加热台上，烘烤85-95s；然后用波长为360-370nm的紫外光曝光175-185s，结束后取下样品，避免发生二次曝光；将曝光后的SiC衬底置于正胶显影液不少于55s，用去离子水冲洗不少于30s，除掉显影液残留，再用氮气吹干即可得到光刻后带有电极图像的SiC衬底。

进一步的，磁控溅射过程中在Ar气氛围下进行，功率为20-180W，溅射气压为1.1-1.3Pa。

进一步的，将制作完接触电极的SiC衬底依次通过丙酮、酒精、去离子水各超声清洗3-5min，去除圆孔内的胶，同时胶上附着的金属也会脱落，完成去胶处理。

进一步的，通过在惰性气体氛围下在700-800℃下退火50-70s完成退火处理，使金属与半导体间形成电阻较小的化合物来降低接触电阻。

一种SiC高温欧姆接触电极，其特征在于，SiC衬底上依次为Ti层、W层、NiCr层和Au层；各层厚度分别为：Ti层：40nm、W层：100nm、NiCr层：20nm、Au层：150nm。