[发明专利]SiC欧姆接触结构及其制作方法

说明书

本发明涉及一种SiC欧姆接触结构及其制作方法，包括：制作SiC衬底；在所述衬底表面依次淀积第一Ni层、Ti层、第二Ni层、TaSi₂层和Pt层；退火处理以完成所述SiC欧姆接触结构的制作。本发明提供的SiC欧姆接触提高了欧姆接触的热稳定性和抗氧化性能。

技术领域

本发明属碳化硅器件制造领域，特别涉及一种SiC欧姆接触结构及其制作方法。

背景技术

相比于传统的锗、硅材料，第三代宽带隙半导体碳化硅的优势主要包括：电场承受能力约为硅材料十倍，禁带宽度约为硅材料的三倍，导热系数约为硅材料三倍等。以上材料特性使得它在极端温度(尤其是高温)与大电压、高频率和高功率以及强辐射等条件下展现了传统的硅基器件无法比拟的优势。

欧姆接触是碳化硅器件应用于高温、易氧化等极端环境中的关键影响因素之一，它的目的在于实现当电极处在施加正向电压时能承载尽可能小的压降，以此，来保证器件的性能。假设欧姆接触退化或者失效，势必影响器件的开启电阻，严重时会影响器件性能，乃至令器件失效。所以设计热稳定性良好，抗氧化的欧姆接触电极显得尤为必要。

目前，碳化硅欧姆接触金属或者合金层面临问题包括抗氧化能力弱，在空气中即被氧化；热稳定性差，高温下出现退化或者失效；硬度低，容易被机械损伤等缺点，这些缺点会使得欧姆接触电极可靠性降低，严重限制其应用环境与范围，进而令碳化硅器件的应用范围与可靠性受到诸多影响与限制。

发明内容

鉴于以上背景，本发明旨在实现一种耐高温、抗氧化的欧姆接触结构及其制作方法。

一方面，本发明提供了一种SiC欧姆接触结构的制作方法，包括：

(a)制作SiC衬底；

(b)在所述衬底表面依次淀积第一Ni层、Ti层、第二Ni层、TaSi₂层和Pt层；

(c)进行第一退火处理以完成所述SiC欧姆接触结构的制作。

在本发明的一个实施例中，步骤(a)可以包括：

(a1)选取4H-SiC衬底并对所述4H-SiC衬底进行标准RCA清洗；

(a2)利用等离子体增强化学的气相沉积法(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition，PECVD)工艺，在所述4H-SiC衬底表面淀积厚度为100nm的氧化层；

(a3)刻蚀所述氧化层形成离子注入窗口，利用离子注入工艺，对所述4H-SiC衬底表面进行N⁺、P⁺离子注入形成N型掺杂区和P型掺杂区；

(a4)刻蚀掉剩余的氧化层，并进行第二退火处理。

在本发明的一个实施例中，步骤(a3)中所述N型掺杂区的掺杂源为Al，掺杂浓度为1.0×10²⁰cm^-3；所述P型掺杂区的掺杂源为N，掺杂浓度为3.0×10²⁰cm^-3。

在本发明的一个实施例中，步骤(a4)中所述第二退火处理的温度为1700℃,退火时间为30min。

在本发明的一个实施例中，步骤(b)可以包括：

(b1)利用直流磁控溅射工艺，在所述衬底表面淀积所述第一Ni层；所述直流磁控溅射工艺的淀积功率为100W、淀积速率为9.8nm/min；

(b2)利用直流磁控溅射工艺，在所述第一Ni层表面淀积所述Ti层；所述直流磁控溅射工艺的淀积功率为100W、淀积速率为2.9nm/min；