[实用新型]耐高温碳化硅欧姆接触结构

说明书

技术领域

本实用新型属碳化硅器件制造领域，特别涉及一种耐高温碳化硅欧姆接触结构。

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。

实用新型内容

鉴于以上背景，本实用新型旨在实现一种耐高温碳化硅欧姆接触结构。

具体地，本实用新型一个实施例提出的一种耐高温碳化硅欧姆接触结构，包括SiC衬底10、SiC外延层20以及依次设置于所述SiC外延层20表面的Ni金属层30、W金属层40、TaSi₂金属层50、Pt金属层60。

在本实用新型的一个实施例中，所述SiC衬底10的材料为4H-SiC。

在本实用新型的一个实施例中，所述SiC外延层20中设置有N区或者P区。

在本实用新型的一个实施例中，所述N区的掺杂种类为Al，相应地，所述P区的掺杂种类为N。

在本实用新型的一个实施例中，所述Ni金属层30的厚度为

在本实用新型的一个实施例中，所述W金属层40的厚度为

在本实用新型的一个实施例中，所述TaSi₂金属层50的厚度为

在本实用新型的一个实施例中，所述Pt金属层60的厚度为

与现有技术相比，本实用新型提供了一种Pt/TaSi₂/W/Ni/SiC结构的碳化硅欧姆接触电极，该结构保证了欧姆接触电极良好的电学特性与热稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的一种碳化硅欧姆接触结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种CTLM结构版图；

图3为本实用新型实施例提供的一种金属剥离之后显微镜图片；

图4为本实用新型实施例提供的一种碳化硅欧姆接触结构退火后与老化300h后常温条件与高温条件下的I-V曲线图；

图5为本实用新型实施例提供的一种碳化硅欧姆接触结构比接触电阻随老化时间的变化曲线图；

图6为本实用新型实施例提供的一种碳化硅欧姆接触结构完成退火后表面扫描电子显微镜图像；

图7为本实用新型实施例提供的一种碳化硅欧姆接触结构在500℃温度下空气中进行300h老化条件后，表面扫描电子显微镜图像。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

请参见图1，图1为本实用新型实施例提供的一种碳化硅欧姆接触结构示意图，该电极结构包括：SiC衬底10、SiC外延层20以及依次设置于所述SiC外延层20表面的Ni金属层30、W金属层40、TaSi₂金属层50、Pt金属层60。

进一步地，所述SiC衬底10的材料为4H-SiC。

进一步地，所述SiC外延层20中设置有N区或者P区。