[发明专利]一种碳化硅器件原料的制造方法及使用该原料制备的碳化硅器件

说明书

本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种碳化硅器件原料的制造方法及使用该原料制备的碳化硅器件。其中，碳化硅器件原料的制造方法为首先在n型SiC表面形成Ni层，第二层在Ni层表面形成NiO层，最后在非氧化环境(真空环境)中热处理。在热处理后形成Ni‑Si层。在热处理后，在HCl酸性环境中腐蚀掉NiO，然后在Ni‑Si层表面沉积铝层。因此在Ni‑Si层表面形成了Ni‑Al层。该方法的优点是低的接触电阻粘附在电极层和线性传输层之间，线性传输层在形成电极层中几乎不可分隔。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种碳化硅器件原料的制造方法及使用该原料制备的碳化硅器件。

背景技术

碳化硅(SiC)具有热稳定性、化学稳定性以及物理稳定性，被广泛应用于工业领域，包括光发射元件、高频器件和功率半导体器件。例如，与Si MOSFETs相比，SiC MOSFETs具有低的导通电阻；与Si肖特基二极管相比，SiC肖特基二极管具有低的正向压降。

功率器件的导通电阻和开关速率是两个相平衡的参数，然而SiC功率器件可以同时获得低的导通电阻和高的开关速率。为了获得低的导通电阻和高的开关速率，必然需要降低欧姆接触电阻。

最近，在n型SiC上形成一个低的欧姆接触电阻，通过沉积电极层形成欧姆电极，然后欧姆电极在800℃-1200℃的范围内退火。电极层，例如镍、钨、钛镍被用于电极材料，特别是镍作为电极材料，其欧姆接触电阻可以达到10^-6Ωcm²。因此，镍作为欧姆接触材料可以获得好的欧姆接触。

为了形成欧姆接触，首先镍层通过溅射的方法沉积在SiC衬底上，然后在真空环境中1000℃热处理。在高温环境中热处理形成传导热的反应层，即Ni-Si-C混合层。在Ni-Si的表面区域，大量的C扩散到SiC衬底，表面几乎覆盖了一层C。

线导通成分例如铝层连接镍层，由于C层的加入，接触电阻会增加。因此，线导通电极需要被分离。阻值C急速沉积已经被日本专利提出，欧姆电极由镍和另一种金属材料(容易形成C)形成一种合金材料，在合金材料上形成镍层。另一种方法，欧姆电极由镍硅层组成，首先镍层、钛层、镍硅层和第二个镍薄层。然而这两个方法无法连接线导通材料如铝层和电极镍层。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳化硅器件原料的制造方法，以解决现有技术中存在的技术问题；本发明的另一目的在于提供一种使用本发明的制造方法制备的碳化硅器件原料制备的碳化硅器件。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种碳化硅器件原料的制造方法，包括：

S1、对n型SiC层行清洗；

S2、在所述SiC层上沉积一层Ni层；

S3、在所述Ni层上沉积一层NiO层；

S4、对步骤S3制得的产品进行热处理，将所述Ni层转化为Ni₂Si层；

S5、通过湿法刻蚀去除所述NiO层；

S6、在所述Ni₂Si层上沉积一层NiAl层；

S7、在所述NiAl层上沉积一层Al层，至此，完成碳化硅器件原料的制备。

作为一种进一步的技术方案，所述Ni层和所述NiO层均通过溅射的方法实现，其中，溅射过程的具体参数为：300W的直流功率及0.4pa压强；步骤S2中溅射时只使用氩气，而步骤S3中溅射气体用的是含20％氧气的氩气。