[发明专利]一种n型低电阻率的4H-SiC欧姆接触制造方法

说明书

本发明公开了一种n型低电阻率的4H‑SiC欧姆接触制造方法，包括以下步骤：步骤1，将n型4H重掺杂SiC衬底进行清洗；步骤2，在n型4H重掺杂SiC衬底的背表面上淀积金属镍层；步骤3，使用LPCVD设备加热金属镍层，使得金属镍层渗入到n型4H重掺杂SiC衬底中，金属镍层中的镍金属和SiC发生化合反应，形成Ni_xSi_y和碳团簇层，完成欧姆接触。使用LPCVD设备形成SiC材料的欧姆接触，在退火过程中使得Ar气流量和腔室内真空压力值稳定可控，硅化镍/SiC系统能够在循序渐进的升温过程中从肖特基接触平稳过渡到欧姆接触，减少在复杂的硅化过程中诱生的结构缺陷，在较低的高掺杂浓度下，形成稳定、有效、均匀的Ni_xSi_y和碳团簇层硅化物，完成欧姆接触的制备过程。

技术领域

本发明属于微电子制造工艺领域，具体属于一种n型低电阻率的4H-SiC欧姆接触制造方法。

背景技术

SiC作为第三代新型宽禁带半导体材料的代表，由于其禁带宽、临界击穿电场大、高热导率和高电子饱和速度等优良的特性，SiC在高压大功率半导体功率器件具有重要地位和广阔前景。

然而，限制SiC电子器件的一个主要工艺技术就是欧姆接触。目前SiC芯片行业发展仍属起步阶段，产品参数的均匀性稳定性较差，芯片中测良率低，造成良率低的最主要原因就是欧姆接触问题。由于SiC的禁带宽度大，使得所有制作在4H-SiC上的金属形成的肖特基势垒高度大约为1eV，这对于在SiC上形成低电阻率的欧姆接触是一个严峻挑战。

实现低电阻欧姆接触工艺是SiC芯片发展的一大痛点，在实现低电阻率的欧姆接触的同时，很难兼顾产品稳定性高、均匀性好、成品率高的工艺制程要求。目前，n型4H-SiC欧姆接触制造工艺仍属于实验室科研探索阶段，学术争议性较大，从制作欧姆接触金属的选择到金属化退火过程控制还没有达成统一的标准，缺乏一种可工业化批产，工艺过程规范有效、易于实现、参数稳定性高、参数均匀性好、成品率高的n型4H-SiC欧姆接触工艺制造方法。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种有效的n型低电阻率的4H-SiC欧姆接触制造方法，在较低的高掺杂浓度下，制备低电阻率欧姆接触的同时，还保证了芯圆拥有较高的成品率，并在产品参数合格的基础上解决了出芯率低的困难，兼顾产品稳定性高、均匀性好，工艺过程规范有效且易于实现。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种n型低电阻率的4H-SiC欧姆接触制造方法，包括以下步骤：

步骤1，将n型4H重掺杂SiC衬底进行清洗；

步骤2，在n型4H重掺杂SiC衬底的背表面上淀积金属镍层；

步骤3，使用LPCVD设备加热金属镍层，使得金属镍层渗入到n型4H重掺杂SiC衬底中，金属镍层中的镍金属和SiC发生化合反应，形成Ni_xSi_y和碳团簇层，完成欧姆接触。

优选的，所述n型4H重掺杂SiC衬底的掺杂浓度范围为10¹⁷cm^-3～10¹⁸cm^-3。

优选的，所述n型4H重掺杂SiC衬底的厚度为50μm～400μm。

优选的，步骤1中，使用浓硫酸和双氧水的混合溶液对n型4H重掺杂SiC衬底的背表面进行清洗，用于去除颗粒物和污染物。

优选的，步骤1中，采用HF酸和水的混合溶液腐蚀n型4H重掺杂SiC衬底的表面，去除背表面的SiO₂。