[发明专利]一种高温环境下工作的碳化硅装置及其制造方法

说明书

本发明提供一种高温环境下工作的碳化硅装置及其制造方法，方法包括：选取一SiC衬底片；采用现有技术进行正面金属淀积及退火，形成肖特基接触；背面金属淀积及退火工艺：对SiC衬底片进行金属淀积之后退火，形成第一金属层；之后在第一金属层上再进行金属淀积，之后形成第二金属层，形成欧姆接触，第二金属层不需要进行退火，减少了退火后的生成物，提高了SiC欧姆接触的可靠性。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种高温环境下工作的碳化硅装置及其制造方法。

背景技术

SiC基电力电子器件能够在无散热设备的条件下，正常工作在较高的温度环境中，这将简化电力系统的散热系统，减少整机重量、降低系统成本，并且大大地提高电力系统的集成度。虽然当前最先进、最成熟应用的SiC功率器件是SBD和MOSFET，但其大规模产业化进程仍然相对缓慢，而制约SiC功率器件发展的最主要瓶颈为高材料成本和较为严苛的工艺技术。尤其是SiC电力电子器件制备过程中的关键核心工艺技术，如高效稳定的SiC表面欧姆接触技术。

由于4H-SiC的功函数很高，所以金属与4H-SiC衬底之间，一般均会形成肖特基接触，必须设法去除金属与4H-SiC衬底之间的肖特基势垒，才能形成良好的欧姆接触。欧姆接触由于关系到器件的导通损耗，是SiC电力电子器件制备过程中的一项关键工艺。一般采取的方法是采用高温快速热退火形成金属与半导体的合金来降低肖特基势垒，因此，研究退火温度、退火气氛等实验条件对欧姆接触形成的作用机理是最为重要的。

通常采用各种不同的金属方案来制备SiC的欧姆接触，如TaC，Ni，Co以及Ti等。其中Ni金属与n型高掺SiC表面通过快速热退火(RTA)形成欧姆接触是最普遍应用的一个方案，退火温度为800℃-1100℃。常用于SiC p型欧姆接触的金属如Al/Ti、Al/Ni/Ti等；但退火后过多的生成物会造成SiC欧姆接触可靠性的降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种高温环境下工作的碳化硅装置及其制造方法，第二金属层不需要进行退火，减少了退火后的生成物，提高了SiC欧姆接触的可靠性。

第一方面，本发明提供了一种高温环境下工作的碳化硅装置的制造方法，包括：

步骤1、选取一SiC衬底片；

步骤2、采用现有技术进行正面金属淀积及退火，形成肖特基接触；

步骤3、背面金属淀积及退火工艺：对SiC衬底片进行金属淀积之后退火，形成第一金属层；之后在第一金属层上再进行金属淀积，之后形成第二金属层，形成欧姆接触。

进一步地，所述步骤3进一步具体为：

若SiC衬底片中的衬底是n型SiC衬底：对其进行金属淀积之后退火，退火温度大于400度，形成第一金属层；之后在第一金属层上再进行金属淀积，之后形成第二金属层，形成欧姆接触；

若SiC衬底片中的衬底是p型SiC衬底：对其进行金属淀积之后退火，退火温度大于600度，形成第一金属层；之后在第一金属层上再进行金属淀积，之后形成第二金属层，形成欧姆接触。

进一步地，所述n型SiC衬底中的第一金属层厚度为20nm～500nm。

进一步地，所述p型SiC衬底中的第一金属层厚度为厚度20nm～800nm。

进一步地，所述n型SiC衬底中的第二金属层厚度为200nm～2000nm。

进一步地，所述p型SiC衬底中的第二金属层厚度为200nm～2000nm。

进一步地，所述n型SiC衬底中的第二金属层的金属采用W或Au或Pt或NiW或钯或铑。

进一步地，所述p型SiC衬底中的第二金属层的金属采用W或Au或Pt或NiW或钯或铑。