[发明专利]一种具有MoC合金的肖特基势垒二极管

说明书

本发明公开了一种具有MoC合金的肖特基势垒二极管，包括N型4H‑SiC衬底，所述N型4H‑SiC衬底的正面由下到上依次设有SiO₂钝化层、肖特基金属层，所述N型4H‑SiC衬底的背面上设有欧姆接触层，所述肖特基金属层为MoC合金，其中C在MoC合金中的质量百分含量为20～40％；本发明使得肖特基势垒二极管的肖特基势垒得到改善，以及在高温退火条件下仍保持稳定，参数能力得到明显改善。

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，特别是涉及一种具有MoC合金的肖特基势垒二极管。

背景技术

碳化硅肖特基二极管因其制造工艺成熟及器件正向电流大，从而成为碳化硅基器件中最为普遍的器件。而碳化硅表面肖特基接触及电极选择是影响碳化硅肖特基二极管重要参数的关键，因此形成良好的肖特基和欧姆接触是很重要的。

肖特基接触通常要进行快速热退火(RTA)处理，在金属淀积后的退火处理可以消除金属/SiC接触界面的悬挂键和内应力。而在退火处理过程中，金属则与SiC材料发生化合反应。肖特基接触的界面特性对肖特基势垒二极管的电学性能有很大影响。

肖特基接触可以由如Ti，Ni，Pt，Mo等各种金属与碳化硅接触形成，近年有相关文献对金属钼用作碳化硅的肖特基接触金属进行研究。这些研究表明，Mo金属的肖特基接触存在势垒不均匀现象。势垒不均匀是因为金属和半导体没有形成良好的接触界面，如接触界面处原子的不规则排列、谷粒状边界、多种物相组成及缺陷等。而在进行退火处理时金属将与半导体在接触界面发生反应，界面处反应生成的产物则会对肖特基接触的电学特性有直接的影响。因此认为形成良好的肖特基接触界面需要保证避免金属与碳化硅界面过量反应。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过使用合金来改善肖特基势垒高度以及在高温退火下仍能保持稳定的肖特基势垒二极管，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：包括N型4H-SiC衬底，所述N型4H-SiC衬底的正面由下到上依次设有SiO₂钝化层、肖特基金属层，所述N型4H-SiC衬底的背面上设有欧姆接触层，所述肖特基金属层为MoC合金，其中C在MoC合金中的质量百分含量为20～40％。

优选地，所述肖特基金属层中的MoC合金膜厚度的范围为60-80nm。

优选地，所述肖特基金属层的表面上沉积有TiN层。

优选地，所述TiN层的厚度为50nm。

优选地，所述肖特基金属层的形成方法为，在真空条件下以射频溅射的方式进行，靶材为C的质量百分比为20～40％的MoC合金，合金沉积过程充氮气保护，形成肖特基金属层。

优选地，所述SiO₂钝化层的厚度为250nm。

本发明提供一种具有MoC合金的肖特基势垒二极管，

本发明公开了以下技术效果：使得肖特基势垒二极管的肖特基势垒得到改善，从低温的0.89eV小幅度增加到高温时的1.2eV左右。以及在高温退火条件下仍能保持稳定，参数能力得到明显改善。另外，这种MoC合金靶材易于制作，材料成本和制作成本均较低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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为本发明肖特基二极管结构示意图；

图2为本发明肖特基势垒高度与退火温度的关系曲线图。

具体实施方式