[发明专利]P型碳化硅器件及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体技术，尤其涉及一种P型碳化硅器件及其制作方法。

背景技术

由于碳化硅材料具有宽的禁带、高的临界电场强度、较大的饱和电子速度和较高的热导率，使其成为制作高温、高压、高频、大功率和抗辐照等电子器件理想的材料。欧姆接触具有线性的电压-电流关系；相对于碳化硅器件尺寸来讲，可忽略电阻。制备良好的欧姆接触是制作半导体器件的重要工艺之一，尤其对需要制成大功率的碳化硅器件更是如此，如何提高其欧姆接触性能成为制约该种器件实用化的关键。

好的欧姆接触需要低的肖特基势垒高度。获得好的欧姆接触最常用的方法是重掺杂，它可使势垒变薄，而增大隧道电流，但对许多材料来说，很难做到高掺杂，而且使用高掺杂方法做出的最小接触电阻也受限于掺杂浓度；许多情况下，退火可以形成稳定的势垒高度和较低的漏电流，是形成欧姆接触的较好方法，但是这种方法不容易确定形成的接触是欧姆接触，还是肖特基整流接触。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有较好的欧姆接触性能的P型碳化硅器件及其制作方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的P型碳化硅器件，包括碳化硅层、铝电极层，所述碳化硅层与铝电极层之间设有金纳米颗粒层。

本发明的上述P型碳化硅器件的制作方法，包括

首先，在碳化硅层上淀积金纳米颗粒层，并进行退火处理；

然后，在金纳米颗粒层上制作铝电极层。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的P型碳化硅器件及其制作方法，由于在碳化硅层与铝电极层之间设有金纳米颗粒层，并进行退火处理，使P型碳化硅器件具有较好的欧姆接触性能。

附图说明

图1为测量P型碳化硅器件的欧姆接触性能的TLM结构版图；

图2为用TLM方法测量现有技术的P型碳化硅器件不同接触间距的I-V特性曲线；

图3为用TLM方法测量本发明的P型碳化硅器件不同接触间距的I-V特性曲线。

具体实施方式

本发明的P型碳化硅器件，其较佳的具体实施方式是，包括碳化硅层、铝电极层，在碳化硅层与铝电极层之间设有金纳米颗粒层。所述的金纳米颗粒层的厚度为90～110纳米，可以为90、100、110纳米。所述的铝电极层的厚度为2微米左右。

本发明的上述的P型碳化硅器件的制作方法，包括

首先，在碳化硅层上淀积金纳米颗粒层，并进行退火处理，在碳化硅层上淀积金纳米颗粒层时采用溅射法，金纳米颗粒层的厚度估计为100nm。退火处理的温度为450～710℃，退火时间为8～10分钟。退火处理过程中采用的保护气体为氮气。

退火处理的三个具体实施例：

一个是，退火处理的温度为450℃，退火时间为10分钟。

另一个是，退火处理的温度为600℃，退火时间为10分钟。

再一个是，退火处理的温度为710℃，退火时间为8分钟。

然后，在金纳米颗粒层上制作铝电极层。具体按照蒸镀Al—涂胶—光刻的步骤进行，Al电极的厚度为2μm。

在碳化硅层上淀积金纳米颗粒层之前首先对碳化硅层进行清洗，Hall测量碳化硅外延层载流子的浓度p大于等于1.33×1017cm^-3。

具体对碳化硅层进行清洗的方法包括以下步骤：

首先，将碳化硅层依次在无水乙醇—丙酮—三氯乙烯—丙酮—无水乙醇有机溶剂中煮沸，之后用水冲洗干净；

然后，在比例为NH40H:H202:H20＝1:1:5的溶液中煮沸5分钟，之后用水冲洗干净；

之后，在比例为HCL:H202:H20＝1:1:5的溶液中煮沸5分钟，用水冲洗干净，然后烘干。

下面通过实验的方法测量本发明的P型碳化硅器件和现有技术中的P型碳化硅器件的欧姆接触性能，二者进行比较，说明本发明的优点。

实验用TLM(transfer length measurement)方法测量P型碳化硅器件的欧姆接触电阻。

如图1所示，先制备成如图所示的TLM结构模板，接触电极的面积为100μm×150μm，接触电极的间距从左至右依次为5、10、15、20、25、30和35μm。

用TLM方法测量现有技术中的P型碳化硅器件和本发明的P型碳化硅器件不同接触间距的I-V(电流—电压)特性曲线，接触间距分别为5、10、15、20、25、30和35μm。

如图2所示，现有技术中的P型碳化硅器件的I-V曲线呈现出不规则变化。