本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制備相關(guān)，具體地說(shuō)，涉及一種sic器件歐姆接觸的制備方法及sic器件。

背景技術(shù)：

1、碳化硅(silicon?carbide，簡(jiǎn)稱sic)相比于硅，具有更寬的禁帶寬度、更高的導(dǎo)熱系數(shù)、更高的擊穿電壓、更高的載流子飽和漂移速度、等溫條件下具有極低的本征載流子等優(yōu)異性能，從而適合在更高電壓、大電流和高溫狀態(tài)下工作。綜合各個(gè)優(yōu)異性能，碳化硅晶圓在各個(gè)領(lǐng)域均具有極大的價(jià)值和極大的潛力。

2、為提高sic功率器件的漏源電壓和降低通態(tài)電阻，功率器件的設(shè)計(jì)一般采用縱向結(jié)構(gòu)，在晶圓表面制作柵源元胞結(jié)構(gòu)，晶圓背面淀積金屬形成漏極。背面金屬與半導(dǎo)體接觸要求形成歐姆接觸以降低導(dǎo)通電阻并且還要有良好的粘附性以保證封裝的可靠性。

3、為保證碳化硅晶圓正面工藝不受影響，當(dāng)前n型sic功率器件晶圓背面的歐姆接觸的制造通常先使用磁控濺射在晶圓背面淀積ni金屬薄膜，再利用激光脈沖進(jìn)行快速熱退火形成nisi合金，其中nisi合金被認(rèn)為是形成歐姆接觸的關(guān)鍵。雖然上述方式形成的歐姆接觸電阻率可以達(dá)到10-6ω·cm2，但是nisi合金中碳的占比會(huì)隨激光能量的增大而增大，到一定程度將會(huì)在nisi中形成碳層，該碳層無(wú)法通過(guò)表面處理工藝完全去除，nisi合金中碳層的存在會(huì)使背面金屬的粘附性降低，影響背面金屬的可靠性。如果降低激光能量，雖然可以避免nisi合金中碳層的形成，但是又會(huì)大大增加歐姆接觸電阻率，甚至不形成歐姆接觸。綜上，需要保持激光退火能量足夠且穩(wěn)定，才能保證sic功率器件的背面金屬的歐姆接觸的可靠性。

4、需要說(shuō)明的是，在上述背景技術(shù)部分公開(kāi)的信息僅用于加強(qiáng)對(duì)本發(fā)明的背景的理解，因此可以包括不構(gòu)成對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種sic器件歐姆接觸的制備方法及sic器件,該制備方法由于在sic襯底中大幅增加碳空位的密度，減少導(dǎo)電金屬層與sic勢(shì)壘寬度，降低了歐姆接觸電阻率的同時(shí)提高背面導(dǎo)電金屬層的粘附性，提高n型sic功率器件背面歐姆接觸的可靠性。

2、本發(fā)明的第一方面提供了一種sic器件歐姆接觸的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

3、提供n型sic襯底，在所述n型sic襯底形成歐姆接觸的表面沉積ni膜層；

4、利用激光脈沖對(duì)所述ni膜層進(jìn)行退火形成nisi膜層；

5、采用濕法腐蝕工藝去除nisi膜層；

6、沉積導(dǎo)電金屬層。

7、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，所述激光脈沖的能量密度為3.0-7.0j/cm2。

8、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，所述激光脈沖的脈寬為20-120ns。

9、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，采用濺射沉積工藝沉積所述ni膜層；和或采用濺射沉積工藝沉積所述導(dǎo)電金屬層。

10、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，所述ni膜層的厚度在80-100nm。

11、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，所述導(dǎo)電金屬層為tiniag膜層。

12、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，所述沉積導(dǎo)電金屬層的步驟包括：

13、分別沉積ti層、ni層和ag層；

14、熱處理ti層、ni層和ag層。

15、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，ti層的厚度、ni層的厚度和ag層的厚度分別為100±20nm、400±50nm和1000±100nm。

16、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，所述n型sic襯底的摻雜濃度大于或者等于1×1019cm-3。

17、本發(fā)明的第二方面提供了一種sic器件，所述sic器件包括n型sic襯底，所述sic襯底的一表面設(shè)置有采用所述的sic器件歐姆接觸的制備方法獲得的歐姆接觸。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的sic器件歐姆接觸的制備方法通過(guò)先沉積ni膜層，再通過(guò)激光脈沖退火工藝使得sic襯底中的碳空位的密度大幅增加，接觸界面sic的能帶向下彎曲幅度加大，從而大幅減少導(dǎo)電金屬層與sic勢(shì)壘寬度，使的電子隧穿的概率大幅增加，降低了歐姆接觸電阻率，同時(shí)，通過(guò)去除nisi膜層從而提高背面導(dǎo)電金屬層的粘附性，提高n型sic功率器件背面歐姆接觸的可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種sic器件歐姆接觸的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的sic器件歐姆接觸的制備方法，其特征在于，所述激光脈沖的能量密度為3.0-7.0j/cm2。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的sic器件歐姆接觸的制備方法，其特征在于，所述激光脈沖的脈寬為20-100ns。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的sic器件歐姆接觸的制備方法，其特征在于，采用濺射沉積工藝沉積所述ni膜層；和/或

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的sic器件歐姆接觸的制備方法，其特征在于，所述ni膜層的厚度在80-120nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的sic器件歐姆接觸的制備方法，其特征在于，所述導(dǎo)電金屬層為tiniag膜層。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的sic器件歐姆接觸的制備方法，其特征在于，所述沉積導(dǎo)電金屬層的步驟包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的sic器件歐姆接觸的制備方法，其特征在于，ti層的厚度、ni層的厚度和ag層的厚度分別為100±20nm、400±50nm和1000±100nm。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的sic器件歐姆接觸的制備方法，其特征在于，所述n型sic襯底的摻雜濃度大于或者等于1×1019cm-3。

10.一種sic器件，其特征在于，所述sic器件包括n型sic襯底，所述sic襯底的一表面設(shè)置有采用權(quán)利要求1至權(quán)利要求9中任意一項(xiàng)所述的sic器件歐姆接觸的制備方法獲得的歐姆接觸。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種SiC器件歐姆接觸的制備方法及SiC器件，所述制備方法包括如下步驟：提供n型SiC襯底，在所述n型SiC襯底形成歐姆接觸的表面沉積Ni膜層；利用激光脈沖對(duì)所述Ni膜層進(jìn)行退火形成NiSi膜層；采用濕法腐蝕工藝去除NiSi膜層；沉積導(dǎo)電金屬層。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的SiC器件歐姆接觸的制備方法通過(guò)先沉積Ni膜層，再通過(guò)激光脈沖退火工藝使得SiC襯底中的碳空位的密度大幅增加，接觸界面SiC的能帶向下彎曲幅度加大，從而大幅減少導(dǎo)電金屬層與SiC勢(shì)壘寬度，使的電子隧穿的概率大幅增加，降低了歐姆接觸電阻率，同時(shí)，通過(guò)去除NiSi膜層從而提高背面導(dǎo)電金屬層的粘附性，提高n型SiC功率器件背面歐姆接觸的可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：朱海平,席韡,詹祖日
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海積塔半導(dǎo)體有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9