本发明专利技术公开了一种碳化硅欧姆接触电极及其制作方法。所述制作方法包括：提供SiC晶圆材料，并对所述SiC晶圆表面进行清洁；在所述SiC晶圆表面上淀积欧姆接触金属Ni；在所述欧姆接触金属Ni上面淀积TiW合金；对欧姆接触进行高温退火，完成SiC欧姆接触结构的制作。本发明专利技术中由于TiW合金具有一定的抗氧化性能，可以防止欧姆接触退火以及后续的工艺的过程中欧姆接触部分氧化失效；且TiW/Ni/SiC结构相对于Ni/SiC结构的欧姆接触具有更好的可靠性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术适用于碳化硅器件制造领域，尤其是一种碳化硅欧姆接触电极及其制作方 法。
技术介绍
碳化硅（SiC)作为第三代半导体材料，具有高的禁带宽度（2. 4-3. 3eV)、高的热导 率（5-7W?cmH、高的临界击穿电场（> 2X105V?cnT1)、与硅（Si)相当的电子迀移率、 化学性能稳定、高硬度、耐摩擦、以及抗辐射等一系列的优点，在高温、高频、大功率等方面 有着广泛的应用。 欧姆接触作为半导体制造中的一种关键工艺技术，它的目的是使得半导体材料施 加电压时接触处的压降足够小以至于不影响器件的性能。如果欧姆接触电阻的可靠性差， 会使得器件的开态电阻升高，严重时会引起器件的性能。SiC欧姆接触制备，由于需要高的 退火温度，在器件的制备过程中，需要提前制备，以防止高温退火工艺对后续工艺的影响。 但是后续工艺中的一些化学、物理作用，也会形成对SiC欧姆接触的破坏，所以要对欧姆接 触处进行保护，防止后续工艺以及器件使用中对于欧姆接触的损伤。 由于SiC材料具有良好的高温特性，所以欧姆接触的热稳定性成为限制碳化硅发 挥其性能的关键因素。 目前，SiC上欧姆接触层通常为金属或者合金。但是这些物质通常面临着硬度低， 易被机械损伤；耐腐蚀性差，容易被后续工艺腐蚀污染；抗氧化能力弱，高温工艺中易被氧 化；热稳定性差等缺点。这些缺点都会引起欧姆接触的损伤，造成欧姆接触电阻升高，甚至 失效，使器件的可靠性降低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提供。 为了实现上述性能，本专利技术提供了一种碳化硅欧姆接触电极制作方法，其包括以 下步骤： 步骤一：提供SiC晶圆材料，并对所述SiC晶圆表面进彳丁清洁； 步骤二：在所述SiC晶圆表面上淀积欧姆接触金属Ni; 步骤三：在所述欧姆接触金属Ni上面淀积TiW合金； 步骤四：对欧姆接触进行高温退火，完成SiC欧姆接触结构的制作。 本专利技术还提供了一种碳化硅欧姆接触电极，其包括： 半导体晶圆； 形成于所述半导体晶圆上的Ni金属； 形成于所述Ni金属层上的TiW合金。 本专利技术利用TiW/Ni/SiC结构制作SiC欧姆接触。首先，由于TiW合金具有一定的 抗氧化性能，可以防止欧姆接触退火以及后续的工艺的过程中欧姆接触部分氧化失效。其 次，在400°C，N2气氛下老化试验发现，TiW/Ni/SiC结构相对于Ni. /SiC结构的欧姆接触具 有更好的可靠性，如图1所示，TiW/Ni/SiC结构在老化试验100小时后才出现了欧姆特性 的退化，而Ni/SiC结构则在20小时老化后就完全失效。这是由于欧姆接触退火及老化过 程中，Ti、W分别与碳（C)反应，形成C化物，延迟了C聚集成石墨。如图2Ni/SiC结构XRD 曲线所示，Ni/SiC结构在老化20小时后，出现了很强的石墨峰。而TiW/Ni/SiC结构在老 化100小时后才出现了较弱的石墨峰，如图3所示。TiW/Ni/SiC结构除了增强了欧姆接触 的高温可靠性，还使得欧姆接触的表面保持了平滑的状态。如附3所示，欧姆接触退火及老 化过程中，TiW/Ni/SiC结构始终保持了光滑的表面，而Ni/SiC结构，表面则逐步变粗糙。【附图说明】 图1 (a)为Ni/SiC结构在欧姆接触形成后及400°C，N2气氛下老化10小时与20 小时的IV曲线； 图1(b)为TiW/Ni/SiC结构在欧姆接触形成后及400°C，N2气氛下老化60小时与 100小时的IV曲线； 图2为Ni/SiC结构在Ni金属淀积后-SampleA，欧姆接触退火后-SampleB，及 400°C，N2气氛下老化20小时后-SampleC的XRD曲线； 图3为TiW/Ni/SiC结构在Ni金属淀积后-SampleD，欧姆接触退火后-SampleE， 及400°C，N2气氛下老化60小时后-SampleF，N2气氛下老化60小时后-SampleG的XRD 曲线； 图4Ni/SiC结构与TiW/Ni/SiC结构的表面显微镜照片； 图5是本专利技术中TiW/Ni/SiC结构的欧姆接触结构的剖面示意图； 图6是本专利技术实施实例中原始的N型4H-SiC晶圆以及上面的绝缘层Si02的剖面 示意图。 图7是本专利技术实施实例中N型4H-SiC在光刻并刻蚀掉欧姆接触部分SiC上的Si02 后的剖面不意图； 图8是本专利技术实施实例中N型4H-SiC上溅射完欧姆接触金属Ni和TiW合金后的 剖面示意图。【具体实施方式】 为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照 附图，对本专利技术作进一步的详细说明。 本专利技术提供了一种利用TiW/Ni/SiC结构制作SiC欧姆接触的方法，用于提高器件 可靠性。本方法主要是在清洁的SiC表面上，首先淀积欧姆接触金属Ni，然后在已经淀积的 欧姆接触层上淀积TiW合金，最后对半导体进行高温退火。 为进一步说明本专利技术的特征和技术方案，以下结合附图通过具体实施例的描述， 进一步详细说明本专利技术的结构、优点和性能。 本专利技术提出的一种利用TiW/Ni/SiC结构制作SiC欧姆接触的方法，其包括： 步骤一：提供SiC晶圆材料，并对所述SIC晶圆表面进彳丁清洁； 步骤二：在SiC表面上淀积欧姆接触金属Ni; 步骤三：在欧姆接触金属Ni上面淀积TiW合金； 步骤四：对欧姆接触进行高温退火。 其中步骤一中所提供的SiC表面既可以为N型掺杂也可以为P型掺杂，其上制作 欧姆接触的位置的掺杂浓度至少为1X1015cm-3。 其中步骤一中的SiC可以是各种类型的SiC，如4H-SiC，6H-SiC，3C-SiC等。 其中步骤二中的欧姆接触金属Ni所采用的淀积方法可以采用蒸发、直流磁控溅 射、反应磁控溅射、射当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种碳化硅欧姆接触电极制作方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：提供SiC晶圆材料，并对所述SiC晶圆表面进行清洁；步骤二：在所述SiC晶圆表面上淀积欧姆接触金属Ni；步骤三：在所述欧姆接触金属Ni上面淀积TiW合金；步骤四：对欧姆接触进行高温退火，完成SiC欧姆接触结构的制作。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘胜北，何志，刘斌，杨香，刘兴昉，张峰，王雷，田丽欣，刘敏，申占伟，赵万顺，樊中朝，王晓峰，王晓东，赵永梅，杨富华，孙国胜，曾一平，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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