[发明专利]一种碳化硅功率芯片背面减薄和制备欧姆接触的方法及产品

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，具体涉及一种碳化硅功率芯片背面减薄和制备欧姆接触的方法及产品。

背景技术

SiC作为近十几年来迅速发展的宽禁带半导体材料，与其它半导体材料，比如Si，GaN及GaAs相比，SiC材料具有宽禁带、高热导率、高载流子饱和迁移率、高功率密度等优点。SiC可以热氧化生成二氧化硅，使得SiC MOSFET及SBD等功率器件和电路的实现成为可能。自20世纪90年代以来，SiC MOSFET和SBD等功率器件已在开关稳压电源、高频加热、汽车电子以及功率放大器等方面取得了广泛的应用。

在SiC功率SBD及功率MOSFET器件中，衬底部分的电阻是整个器件导通阻抗中比重较大的一部分，特别是对于900V以下耐压的器件，衬底部分的电阻可达整个器件导通阻抗的20％以上。降低衬底部分电阻对于降低器件导通电阻，对优化芯片面积，降低器件成本，减小器件功率损耗有极其重要的意义。现有的主流技术是在正面器件工艺完成之后贴膜保护，然后使用DISCO，冈本等厂家的金刚石砂轮的减薄机对SiC晶圆衬底进行背面研磨减薄，需要将350um的SiC晶圆减薄到150um甚至更薄，能使衬底部分的电阻降低60％以上，同时降低了芯片的热阻，增强器件的高温可靠性。然而，由于SiC晶圆硬度和化学稳定性极高，使用金刚石砂轮减薄200um的SiC衬底层砂轮消耗成本高昂。同时，减薄到150um以下时，SiC晶圆的应力和损伤较高，wafer的Bow很大，工艺的可靠性和成品率降低，进一步减薄难度很大。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种碳化硅功率芯片背面减薄和制备欧姆接触的方法，该方法通过结合背面研磨、背面深孔刻蚀和RTA或紫外激光退火工艺,可以减少金刚石砂轮的耗量，降低工艺成本。本发明的另一目的在于提供一种通过本发明的方法制备的产品。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种碳化硅功率芯片背面减薄和制备欧姆接触的方法，所述方法为：假设原来设计需要减薄掉目标值为A，首先采用金刚石砂轮研磨减薄掉厚度C，然后采用深孔刻蚀在背面蚀刻出均匀间隔的深孔阵列，孔的深度约为B；其中，A＝B+C；在完成背面减薄和深孔刻蚀后制备欧姆接触，其方法为：先背面高浓度离子注入，表面注入浓度在5E18cm^-3以上，然后通过紫外激光激活退火激活所注入离子，再蒸发或溅射金属形成欧姆接触；或者不做背面离子注入，直接蒸发或溅射一层金属Ni或Ni与其他金属的合金，然后通过RTA或紫外激光退火使金属与背面的SiC间直接形成欧姆接触。

进一步，所述深孔阵列由ICP，RIE或激光烧孔刻蚀工艺制作。

进一步，所述紫外激光退火的波长为200nm-400nm。

一种通过碳化硅功率芯片背面减薄和制备欧姆接触的方法所获得的产品，所述产品的背面设置有均匀间隔的深孔阵列；所述深孔阵列的深孔中填充有金属Ni或Ni与其他金属的合金。

进一步，所述深孔阵列中深孔的深度为1um-100um。

进一步，所述深孔阵列中深孔的直径为5um-50um。

进一步，所述深孔阵列中深孔的密度为50-16000个/cm²。

本发明具有以下有益技术效果：

本申请通过结合背面研磨、背面深孔刻蚀和RTA或紫外激光退火工艺,可以减少金刚石砂轮的耗量，降低工艺成本；另一方面，传统的减薄方法在减薄到150um以后工艺难度增加，成品率下降，本发明所申请的新方案能继续有效降低衬底的导通电阻。

附图说明

图1为通过本发明的碳化硅功率芯片背面减薄和制备欧姆接触的方法制备的产品的结构示意图。

具体实施方式

下面，参考附图，对本发明进行更全面的说明，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本发明全面和完整，并将本发明的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。