[发明专利]一种碳化硅欧姆接触及其制备方法

说明书

本发明公开了一种碳化硅欧姆接触及其制备方法，属于半导体技术领域，解决了现有技术中碳化硅欧姆接触的金属或者合金层存在可重复性差、抗氧化能力弱、表面质量差等问题。本发明的方法在碳化硅衬底上形成碳化硅掺杂层；在碳化硅掺杂层表面通过磁控溅射或蒸发的方式依次沉积镍层、铝层和钛层，得到待处理碳化硅欧姆接触；对待处理碳化硅欧姆接触依次进行阶梯式的两次退火处理，得到碳化硅欧姆接触。本发明的碳化硅欧姆接触及其制备方法可用于碳化硅器件。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种碳化硅欧姆接触及其制备方法。

背景技术

在半导体器件与外部电路的信息传递过程中，SiC欧姆接触作为信号转换桥梁，直接决定了器件的功率耗散和开关速度。

由于碳化硅的化学物理稳定性较高，在欧姆接触的形成过程中，通常需要进行高温退火工艺。但是，高温退火会导致接触材料和氧化层发生反应，影响MOSFET的性能和可靠性。

目前，碳化硅欧姆接触的金属或者合金层存在可重复性差、抗氧化能力弱、硬度低、表面质量差等问题，导致其在空气中容易被氧化，容易被机械损伤，使得欧姆接触电极可靠性降低，严重限制其应用环境和范围，进而令碳化硅器件的应用范围与可靠性受到诸多影响与限制。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种碳化硅欧姆接触及其制备方法，解决了现有技术中碳化硅欧姆接触的金属或者合金层存在可重复性差、抗氧化能力弱、表面质量差等问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种碳化硅欧姆接触的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：提供一碳化硅衬底；

步骤2：在碳化硅衬底上形成碳化硅掺杂层，得到碳化硅外延片；

步骤3：在碳化硅掺杂层表面通过磁控溅射或蒸发的方式依次沉积镍层、铝层和钛层，镍层、铝层和钛层作为制备金属接触层的原料，得到待处理碳化硅欧姆接触；

步骤4：对待处理碳化硅欧姆接触依次进行阶梯式的两次退火处理，得到碳化硅欧姆接触。

进一步地，上述步骤2中，镍层的沉积速度为8～12nm/min(例如，8nm/min、9nm/min、11nm/min、12nm/min等)，铝层的沉积速度为8～12nm/min(例如，8nm/min、9nm/min、11nm/min、12nm/min等)，钛层的沉积速度为2.5～3.0nm/min(例如，2.5nm/min、2.7nm/min、2.85nm/min、3.0nm/min等)，磁控溅射腔体中真空度5E-6Torr。

进一步地，镍层厚度为20～40nm(例如，20nm、26nm、31nm、35nm、38nm、40nm等)，铝层厚度为90～110nm(例如，90nm、96nm、98nm、105nm、110nm等)，钛层厚度为100～110nm(例如，100nm、102nm、105nm、108nm、110nm等)。

进一步地，碳化硅掺杂层的厚度为0.8～1.2μm(例如，0.8μm、0.9μm、1.0μm、1.1μm、1.2μm等)。

进一步地，上述步骤4中，阶梯式的两次退火处理包括如下步骤：

在氮气或氩气气氛下，将待处理碳化硅欧姆接触以20～30℃/s的升温速率从室温升至400～500℃(例如，400℃、415℃、440℃、466℃、482℃、500℃等)，保温7～11s(例如，7s、9s、10s、11s等)，进行第一次退火处理；