[发明专利]势垒金属结构及势垒金属结构的制造方法

说明书

本发明涉及一种势垒金属结构及势垒金属结构的制造方法，包括：第一金属钛层，设于所述衬底上；金属氮化钛层，设于所述第一金属钛层上；第二金属钛层，设于所述金属氮化钛层上；铝金属层，设于所述第二金属钛层上。上述势垒金属结构，由于在金属氮化钛层和铝金属层之间设有第二金属钛层，可阻止铝金属层和金属氮化钛层在常温下反应生成氮化铝(AlN)，采用湿法腐蚀时，能有效稳定金属氮化钛层的腐蚀速率，保证金属氮化钛层能被完全腐蚀掉，保证了SiC JBS器件最终的性能；该势垒金属结构支持使用湿法腐蚀，可有效解决干法刻蚀过程中带来的过刻和刻蚀完成后金属侧壁形貌较为陡直，不利于后续的钝化层覆盖的问题。

技术领域

本发明涉及半导体器件，特别是涉及一种势垒金属结构及势垒金属结构的制造方法。

背景技术

钛(Ti)是碳化硅(SiC)结势垒肖特基二极管(JBS)器件中最常用的势垒金属，在势垒合金时为防止铝(Al)迁移到钛(Ti)中还会增加一层氮化钛(TiN)，这样就形成了SiC JBS器件中常见的势垒金属结构：Ti+TiN+Al。势垒金属结构淀积后，紧接着就会对势垒金属结构进行光刻和腐蚀，腐蚀工艺有干法刻蚀工艺和湿法腐蚀工艺两种，采用湿法腐蚀时，TiN层的腐蚀速率不稳定，有时甚至不能被腐蚀掉，SiC JBS器件最终的性能不能保证。因此现有的势垒金属结构的腐蚀不得不采用干法刻蚀，但是干法刻蚀只能采用定时刻蚀，无法精确控制刻蚀量，过刻时会损伤SiC晶圆的表面区域，并且干法刻蚀的金属侧壁形貌较为陡直，不利于后续的钝化层覆盖。

发明内容

基于此，有必要提供一种势垒金属结构及势垒金属结构的制造方法。

一种势垒金属结构，设于衬底上，包括：

第一金属钛层，设于所述衬底上；

金属氮化钛层，设于所述第一金属钛层上；

第二金属钛层，设于所述金属氮化钛层上；

铝金属层，设于所述第二金属钛层上。

在其中一个实施例中，所述衬底为碳化硅衬底。

在其中一个实施例中，所述第二金属钛层的厚度范围为[20nm，500nm]。

在其中一个实施例中，所述第一金属钛层的厚度范围为[100nm，500nm]，所述金属氮化钛层的厚度范围为[20nm，300nm]，所述铝金属层的厚度范围为[300nm，5000nm]。

在其中一个实施例中，所述铝金属层是纯铝金属层或掺杂铝金属层。

在其中一个实施例中，所述掺杂铝金属层为掺杂硅和/或铜的掺杂铝金属层，所述掺杂铝金属层中铝的摩尔分数大于95％。

另一方面，本发明还提出一种势垒金属结构的制造方法，包括：

形成第一金属钛层；

在所述第一金属钛层上形成金属氮化钛层；

在所述金属氮化钛层上形成第二金属钛层；

在所述第二金属钛层上形成铝金属层，所述第一金属钛层、金属氮化钛、第二金属钛层及铝金属层组成所述势垒金属结构；

湿法腐蚀所述势垒金属结构，形成所需的势垒金属结构图案。

在其中一个实施例中，所述形成第一金属钛层的步骤之前还包括形成碳化硅衬底的步骤，所述第一金属钛层是形成在所述碳化硅衬底上。

在其中一个实施例中，所述在所述第一金属钛层上形成金属氮化钛层的步骤包括：通过通入氮气并第一次磁控溅射钛靶的方式，在所述第一金属钛层上淀积金属氮化钛层；所述在所述金属氮化钛层上形成第二金属钛层的步骤包括：

通过第二次磁控溅射钛靶的方式，在所述金属氮化钛层上淀积第二金属钛层。