用于碳化硅装置中欧姆接触的系统和方法制造方法及图纸

本发明专利技术展示的碳化硅装置包括设置于碳化硅衬底的一部分上的栅电极，以及设置于该栅电极上的电介质膜。该装置具有设置于栅电极附近的接触区，并且具有设置于该电介质膜上以及设置于该接触区上的层。该层包括部分设置于电介质膜上的镍以及包括部分设置于接触区上的硅化镍。硅化镍层配置成提供至碳化硅装置的接触区的欧姆接触。

【技术实现步骤摘要】
用于碳化硅装置中欧姆接触的系统和方法
技术介绍
本文中公开的主题涉及碳化硅半导体装置，并且更具体地，涉及用于功率应用的碳化硅半导体装置。在例如场效应晶体管(FET)的半导体装置制造过程中，可以形成一个或者更多的接触(例如在FET装置的接触区中)。通常来说，当在例如碳化硅FET装置中构建接触通孔时，可能希望接触具有低电阻(例如，欧姆接触)。另外，在这些低电阻接触的构建期间，某些半导体装置制造技术(例如剥离技术)可能导致所得到的装置结构中的缺陷(例如，粗糙边缘、纵梁、破裂接触、不需要的多余金属、不良粘附、和/或其他形式的装置损伤)。此外，包括在硅装置构建中运作良好的方法的其他装置制造技术(例如，自对齐技术)对于碳化硅装置的构建经常不能被证实为是有效的。
技术实现思路
在实施例中，碳化硅装置包括设置在碳化硅衬底的一部分上的栅电极，以及设置在该栅电极上的电介质膜。该装置具有设置在该栅电极附近的接触区以及具有设置在该电介质膜上以及设置在该接触区上的层。该层包括部分设置在该电介质膜上的镍，以及包括部分设置在该接触区上的硅化镍。硅化镍层配置成提供至碳化硅装置的接触区的欧姆接触。在另一实施例中，碳化硅装置包括设置在碳化硅衬底的一部分上的栅电极，以及设置在栅电极上的电介质膜。该装置也包括设置在电介质膜上的镍层。该装置具有设置在栅电极附近的接触区，以及该装置包括设置在碳化硅装置的接触区上的一个或更多个层。该一个或更多层配置成提供至碳化硅装置的接触区的欧姆接触，并且该一个或更多层包括硅化镍层。在另一实施例中，方法包括在碳化硅装置的表面上沉积镍层，其中碳化硅装置的表面包括碳化硅装置的接触区以及电介质层。该方法进一步包括将碳化硅装置退火以将镍层的一部分转换为包含至少一个硅化镍种类的硅化镍层。此外，硅化镍层配置成提供至碳化硅装置的接触区的低电阻接触。提供一种碳化硅装置，其包括：设置于碳化硅衬底的一部分上的栅电极；设置于所述栅电极上的电介质膜；设置于所述栅电极附近的碳化硅装置的接触区；以及设置于所述电介质膜上和所述接触区上的层，其中所述层包括部分设置于所述电介质膜上的镍并且其中所述层包括部分设置于所述接触区上的硅化镍，以及其中硅化镍层配置成提供至所述碳化硅装置的所述接触区的欧姆接触。优选的，所述硅化镍层设置于栅电极附近并且通过电介质间隔与所述栅电极隔离。优选的，所述电介质间隔配置成将所述硅化镍层自对齐于所述接触区以及所述碳化硅装置的所述栅电极。优选的，所述硅化镍层包括Ni31Si12、Ni2Si、NiSi或者其的组合。优选的，所述欧姆接触具有小于10-3ohm·cm2的接触电阻率。优选的，所述欧姆接触具有小于10-6ohm·cm2的接触电阻率。优选的，所述碳化硅装置是碳化硅功率装置。优选的，所述碳化硅装置是碳化硅MOSFET或者JFET装置。提供一种碳化硅装置，其包括：设置于碳化硅衬底的一部分上的栅电极；设置于所述栅电极上的电介质膜；设置于所述电介质膜上的镍层；设置于所述栅电极附近的所述碳化硅装置的接触区；以及设置于所述碳化硅装置的所述接触区上的一个或更多层，其中所述一个或更多层配置成提供至所述碳化硅装置的所述接触区的欧姆接触，其中所述一个或更多层包括硅化镍层。优选的，所述一个或更多层包括设置于所述碳化硅装置的所述接触区的第一部分上的钛/铝层。优选的，所述装置包括设置于所述钛/铝层上的镍层。优选的，所述硅化镍层设置为在所述碳化硅装置的所述接触区的第二部分上相邻所述钛/铝层。优选的，所述装置包括栅电极，其中所述接触区配置成从远离所述栅电极间隔一定距离。优选的，所述装置包括设置于所述栅电极与所述接触通孔之间的电介质间隔，其中所述电介质间隔配置成相对于所述栅电极而自对齐所述接触通孔。优选的，所述电介质间隔配置成相对于所述碳化硅装置的所述接触区而自对齐所述接触通孔。优选的，所述硅化镍层的镍与硅的比包括在大约2.6与大约1.0之间。优选的，所述硅化镍层的镍与硅的比包括在大约2.6与大约2.0之间。优选的，所述硅化镍层的镍与硅的比包括在大约2.0与大约1.0之间。优选的，所述碳化硅装置是碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或者结栅场效应晶体管(JFET)功率装置。提供一种方法，其包括：在碳化硅装置的表面上沉积镍层，其中所述碳化硅装置的所述表面包括电介质膜和所述碳化硅装置的接触区；以及将所述碳化硅装置退火以将所述镍层的一部分转换为包括至少一个硅化镍种类的硅化镍层，其中所述硅化镍层配置成提供所述碳化硅装置的所述接触区的低电阻接触。优选的，所述低电阻接触包括小于10-5ohm·cm2的接触电阻率。优选的，所述低电阻接触包括比退火前的所述镍层低4至10倍的接触电阻率。优选的，所述方法包括在所述碳化硅装置的所述表面上沉积栅极电介质层以及栅电极。优选的，所述方法包括在所述栅极电介质层和所述栅电极上共形沉积电介质层；以及图案化和蚀刻所述电介质层和所述栅极电介质层以暴露所述碳化硅装置的所述接触区。优选的，所述方法包括在所述碳化硅装置的所述表面上的所述栅极电介质层和所述栅电极之上沉积第一电介质层；图案化和蚀刻所述第一电介质层以及所述栅电极层以形成重合边缘并暴露所述接触区；在所述碳化硅装置的所述表面上共形沉积第二电介质层；以及蚀刻所述第二电介质层以暴露所述碳化硅装置的所述接触区同时在所述碳化硅装置的所述接触区与所述栅电极之间提供电介质间隔。优选的，所述电介质间隔配置成相对于所述栅电极以及相对于所述碳化硅装置的所述接触区自对齐所述硅化镍层。优选的，退火所述碳化硅装置包括在大约300℃至大约1100℃将所述碳化硅装置退火。优选的，所述至少一个硅化镍种类包括Ni31Si12。优选的，所述方法包括从所述碳化硅装置的一个或更多电介质表面蚀刻未反应的镍。优选的，所述方法包括在蚀刻所述未反应的镍之后执行所述碳化硅装置的二次退火。优选的，所述二次退火包括在大约500℃至大约950℃退火所述碳化硅装置，以及其中，在执行所述二次退火之后，所述硅化镍层包括Ni2Si。优选的，所述二次退火包括在大约900℃至大约1100℃退火所述碳化硅装置，以及其中，在执行所述二次退火之后，所述硅化镍层包括NiSi。附图说明当阅读下述的详细说明时，参照附图将使得本专利技术的这些以及其他特征、方面以及优点变得更好理解，其中在全部附图中相近的附图标记代表相近的部件：图1是流程图，图解了根据本方式的一个实施例形成碳化硅装置中的非自对齐欧姆接触的方法；图2是作为在图1或8的方法执行之前的碳化硅装置结构示例的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的实施例；图3是按照图1提出的方法沉积电介质层之后的图2的碳化硅装置实施例；图4是按照图1提出的方法将所沉积的电介质层图案化和蚀刻以暴露碳化硅装置的接触区之后的图3的碳化硅装置实施例；图5是按照图1提出的方法沉积镍层之后的图4的碳化硅装置实施例；图6是按照图1提出的方法将碳化硅装置退火以形成硅化镍层之后的图5的碳化硅装置实施例；图7是按照图1提出的方法去除镍层的未反应部分之后的图6的碳化硅装置实施例；图8是流程图，图解了根据本方式的另一个实施例在碳化硅装置中形成自对齐欧姆接触的方法；图9是按照图8提出的方法沉积、图案化和蚀刻电介质层以及栅电极层以提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳化硅装置，包括：设置于碳化硅衬底的一部分上的栅电极；设置于所述栅电极上的电介质膜；设置于所述栅电极附近的碳化硅装置的接触区，所述接触区包括所述碳化硅衬底的阱基极以及位于所述阱基极的相对侧的两个区；以及设置于所述电介质膜上和所述接触区上的层，其中所述层包括部分设置于所述电介质膜上的镍并且其中所述层包括设置于所述接触区的所述阱基极的整个上表面的硅化镍，以及其中硅化镍层配置成提供至所述碳化硅装置的所述接触区的欧姆接触。

【技术特征摘要】
2012.12.18 US 13/7180311.一种碳化硅装置，包括：设置于碳化硅衬底的一部分上的栅电极；设置于所述栅电极上的电介质膜；设置于所述栅电极附近的碳化硅装置的接触区，所述接触区包括所述碳化硅衬底的阱基极以及位于所述阱基极的相对侧的两个区；以及设置于所述电介质膜上和所述接触区上的层，其中所述层包括部分设置于所述电介质膜上的镍并且其中所述层包括设置于所述接触区的所述阱基极的整个上表面的硅化镍，以及其中硅化镍层配置成提供至所述碳化硅装置的所述接触区的欧姆接触。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述硅化镍层设置于栅电极附近并且通过电介质间隔与所述栅电极隔离。3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述电介质间隔配置成将所述硅化镍层自对齐于所述接触区以及所述碳化硅装置的所述栅电极。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述硅化镍层包括Ni31Si12、Ni2Si、NiSi或者其的组合。5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述欧姆接触具有小于10-3ohm·cm2的接触电阻率。6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述欧姆接触具有小于10-6ohm·cm2的接触电阻率。7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述碳化硅装置是碳化硅功率装置。8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述碳化硅装置是碳化硅MOSFET或者JFET装置。9.一种碳化硅装置，包括：设置于碳化硅衬底的一部分上的栅电极；设置于所述栅电极上的电介质膜；设置于所述电介质膜上的镍层；设置于所述栅电极附近的所述碳化硅装置的接触区，所述接触区包括所述碳化硅衬底的阱基极以及位于所述阱基极的相对侧的两个区；以及设置于所述碳化硅装置的所述接触区上的一个或更多层，其中，所述一个或更多层配置成提供至所述碳化硅装置的所述接触区的欧姆接触，其中所述一个或更多层包括硅化镍层；其中，所述硅化镍层在所述阱基极的整个上表面上延伸。10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述一个或更多层包括设置于所述碳化硅装置的所述接触区的第一部分上的钛/铝层。11.根据权利要求10所述的装置，包括设置于所述钛/铝层上的镍层。12.根据权利要求10所述的装置，其中，所述硅化镍层设置为在所述碳化硅装置的所述接触区的第二部分上相邻所述钛/铝层。13.根据权利要求9所述的装置，包括栅电极，其中所述接触区配置成从远离所述栅电极间隔一定距离。14.根据权利要求13所述的装置，包括设置于所述栅电极与接触通孔之间的电介质间隔，其中所述电介质间隔配置成相对于所述栅电极而自对齐所述接触通孔。15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述电介质间隔配置成相对于所述碳化硅装置的所述接触区而自对齐所述接触通孔。16.根据权利要求9所述的装置，其中，所述硅化镍层的镍与硅的比包括在2.6与1.0之间。17.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：Z·M·斯塔姆，R·甘地，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US