一种SiC高温欧姆接触电极及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种SiC高温欧姆接触电极及其制作方法，首先对SiC衬底表面进行抛光处理，然后在SiC衬底表面进行光刻得到电极图像层，然后采用磁控溅射在SiC衬底电极图像层表面上依次沉积Ti层和W层，在W层上利用真空蒸发镀膜依次蒸镀NiCr层和Au层，然后通过退火处理得到欧姆接触电极，采用多层难熔金属Ti/W/NiCr/Au来制作光导开关的多层难熔金属电极，采用的金属熔点高，能够耐受更高的工作温度，金属电极退火后会和SiC基底形成Ti3SiC2合金化合物，提高金属接触电极的电导率，能够大大降低金属电极的接触电阻，因此该方法制作的欧姆接触电极能耐高温、接触电阻小。

SiC ohmic contact electrode at high temperature and its manufacturing method

The invention discloses a high temperature SiC ohmic contact electrode and its production method, first on the SiC substrate surface polishing treatment, and then obtain the electrode layer in SiC lithography image surface of the substrate, then by magnetron sputtering on SiC substrate electrode layer on the surface of the image are deposited Ti layer and the W layer on the W layer by vacuum evaporation coating followed by evaporation of NiCr layer and Au layer, and then obtain the ohmic contact electrode by annealing, using multilayer refractory metals to produce Ti/W/NiCr/Au photoconductive switch refractory metal electrode, metal with high melting point, can withstand higher working temperature, the metal electrode after annealing and SiC substrate to form Ti3SiC2 alloy compound, improve conductivity the metal contacts, which can greatly reduce the contact resistance of the metal electrode, so the method of making ohmic contact electrode has high temperature resistance and contact resistance Obstruction.

【技术实现步骤摘要】
一种SiC高温欧姆接触电极及其制作方法
本专利技术属于光导开关制备领域，具体涉及一种SiC高温欧姆接触电极及其制作方法。
技术介绍
光导开关由于响应快、功率容量大、重复频率高、抖动小、抗干扰能力强等优点，在脉冲功率系统具有十分广阔的应用前景，是当前超快大功率半导体开关领域的研究热点之一。SiC击穿场强大、热导率高，可满足更高电压、更大电流(功率)和高重频的应用需求，是当前最适合制备光导开关的材料。目前开关制备中还存在欧姆接触性能差、耐压值低和可靠性差的问题。因此，本专利技术提出一种SiC新型高温欧姆接触电极的制作方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种SiC高温欧姆接触电极及其制作方法，以克服下有技术的不足。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种SiC高温欧姆接触电极的制作方法，具体包括以下步骤：首先对SiC衬底表面进行抛光处理，然后在SiC衬底表面进行光刻得到电极图像层，采用磁控溅射在SiC衬底电极图像层表面上依次沉积Ti层和W层，在W层上利用真空蒸发镀膜依次蒸镀NiCr层和Au层，然后通过退火处理得到欧姆接触电极。进一步的，具体的，对SiC衬底做抛光处理，去除SiC衬底表面的氧化物。首先将SiC衬底依次通过丙酮、酒精、去离子水各超声清洗5-10min，然后用浓H2SO4浸泡5-10min，再依次通过丙酮、酒精和去离子水各超声清洗5-10min，然后通过氮气吹干，置于光学显微镜下观察，看表面是否洁净，采用这种处理方法可以除去表面一些未知的氧化物。进一步的，采用lift-off工艺在SiC衬底表面进行光刻得到电极图像层，具体的：将抛光后的SiC衬底安装在甩胶机上，在抛光后的SiC衬底表面滴入光刻胶，然后通过甩胶机匀速转动即得到均匀的、没有缺陷的光刻胶膜。进一步的，采用光刻胶为正性光刻胶SUN-110P；甩胶机甩胶机转速为2000转/min-3000转/min进一步的，将得到光刻胶膜的SiC衬底进行前烘，将样品置于90-110℃的加热台上，烘烤85-95s；然后用波长为360-370nm的紫外光曝光175-185s，结束后取下样品，避免发生二次曝光；将曝光后的SiC衬底置于正胶显影液不少于55s，用去离子水冲洗不少于30s，除掉显影液残留，再用氮气吹干即可得到光刻后带有电极图像的SiC衬底。进一步的，磁控溅射过程中在Ar气氛围下进行，功率为20-180W，溅射气压为1.1-1.3Pa。进一步的，将制作完接触电极的SiC衬底依次通过丙酮、酒精、去离子水各超声清洗3-5min，去除圆孔内的胶，同时胶上附着的金属也会脱落，完成去胶处理。进一步的，通过在惰性气体氛围下在700-800℃下退火50-70s完成退火处理，使金属与半导体间形成电阻较小的化合物来降低接触电阻。一种SiC高温欧姆接触电极，其特征在于，SiC衬底上依次为Ti层、W层、NiCr层和Au层；各层厚度分别为：Ti层：40nm、W层：100nm、NiCr层：20nm、Au层：150nm。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术一种SiC高温欧姆接触电极及其制作方法，首先对SiC衬底表面进行抛光处理，然后在SiC衬底表面进行光刻得到电极图像层，然后采用磁控溅射在SiC衬底电极图像层表面上依次沉积Ti层和W层，在W层上利用真空蒸发镀膜依次蒸镀NiCr层和Au层，然后通过退火处理得到欧姆接触电极，采用多层难熔金属Ti/W/NiCr/Au来制作光导开关的多层难熔金属电极，采用的金属熔点高，能够耐受更高的工作温度，金属电极退火后会和SiC基底形成Ti3SiC2合金化合物，提高金属接触电极的电导率，能够大大降低金属电极的接触电阻，因此该方法制作的欧姆接触电极能耐高温、接触电阻小。附图说明图1为本专利技术制得的欧姆接触电极结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：一种SiC高温欧姆接触电极的制作方法，具体包括以下步骤：首先对SiC衬底表面进行抛光处理，然后在SiC衬底表面进行光刻得到电极图像层，采用磁控溅射在SiC衬底电极图像层表面上依次沉积Ti层和W层，在W层上利用真空蒸发镀膜依次蒸镀NiCr层和Au层，然后通过退火处理得到欧姆接触电极。具体的，对SiC衬底做抛光处理，去除SiC衬底表面的氧化物。首先将SiC衬底依次通过丙酮、酒精、去离子水各超声清洗5-10min，然后用浓H2SO4浸泡5-10min，再依次通过丙酮、酒精和去离子水各超声清洗5-10min，然后通过氮气吹干，置于光学显微镜下观察，看表面是否洁净，采用这种处理方法可以除去表面一些未知的氧化物。采用lift-off工艺在SiC衬底表面进行光刻得到电极图像层，具体的：将抛光后的SiC衬底安装在甩胶机上，在抛光后的SiC衬底表面滴入光刻胶，然后通过甩胶机匀速转动即得到均匀的、没有缺陷的光刻胶膜；采用光刻胶为正性光刻胶SUN-110P；甩胶机甩胶机转速为2000转/min-3000转/min。将得到光刻胶膜的SiC衬底进行前烘，将样品置于90-110℃的加热台上，烘烤85-95s；通过前烘挥发光刻胶膜中的溶剂，减小灰尘对光刻胶膜的污染，同时由于光刻胶膜高速旋转而产生的应力，提高了光刻胶膜与衬底之间的黏附性；使用URE2000光刻机，用显微镜将前烘后的SiC衬底与掩模板上所选图形进行对准，然后用波长为360-370nm的紫外光曝光175-185s，结束后取下样品，要注意不能接触短波长光源以免发生二次曝光；将曝光后的SiC衬底置于正胶显影液不少于55s，用去离子水冲洗不少于30s，除掉显影液残留，再用氮气吹干即可得到光刻后带有电极图像的SiC衬底，在显微镜下观测光刻后的图形是否完整；在SiC衬底电极图像层上利用磁控溅射依次镀Ti金属层和W金属层，Ti金属层和W金属层厚度分别为40nm和100nm，利用真空蒸发镀膜依次蒸镀NiCr金属层和Au金属层，NiCr金属层和Au金属层的厚度均为150nm，完成欧姆接触电极的蒸镀。磁控溅射过程中在Ar气氛围下进行，功率为80W，溅射气压为1.2Pa。将将制作完接触电极的SiC衬底依次通过丙酮、酒精、去离子水各超声清洗3-5min，去除圆孔内的胶，同时胶上附着的金属也会脱落，去胶时需边超声清洗边观察剥离效果，以免时间过长导致电极图形不完整。通过在惰性气体氛围下在700-800℃下退火50-70s完成退火处理，使金属与半导体间形成电阻较小的化合物来降低接触电阻。如图1所示，一种SiC高温欧姆接触电极，SiC衬底上依次为Ti层、W层、NiCr层和Au层。各层厚度分别为：Ti层：40nm、W层：100nm、NiCr层：20nm、Au层：150nm。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种SiC高温欧姆接触电极的制作方法，其特征在于，具体包括以下步骤：首先对SiC衬底表面进行抛光处理，然后在SiC衬底表面进行光刻得到电极图像层，采用磁控溅射在SiC衬底电极图像层表面上依次沉积Ti层和W层，在W层上利用真空蒸发镀膜依次蒸镀NiCr层和Au层，然后通过退火处理得到欧姆接触电极。

【技术特征摘要】
1.一种SiC高温欧姆接触电极的制作方法，其特征在于，具体包括以下步骤：首先对SiC衬底表面进行抛光处理，然后在SiC衬底表面进行光刻得到电极图像层，采用磁控溅射在SiC衬底电极图像层表面上依次沉积Ti层和W层，在W层上利用真空蒸发镀膜依次蒸镀NiCr层和Au层，然后通过退火处理得到欧姆接触电极。2.根据权利要求1所述的一种SiC高温欧姆接触电极的制作方法，其特征在于，具体的，对SiC衬底做抛光处理，去除SiC衬底表面的氧化物。首先将SiC衬底依次通过丙酮、酒精、去离子水各超声清洗5-10min，然后用浓H2SO4浸泡5-10min，再依次通过丙酮、酒精和去离子水各超声清洗5-10min，然后通过氮气吹干，置于光学显微镜下观察，看表面是否洁净，采用这种处理方法可以除去表面一些未知的氧化物。3.根据权利要求1所述的一种SiC高温欧姆接触电极的制作方法，其特征在于，采用lift-off工艺在SiC衬底表面进行光刻得到电极图像层，具体的：将抛光后的SiC衬底安装在甩胶机上，在抛光后的SiC衬底表面滴入光刻胶，然后通过甩胶机匀速转动即得到均匀的、没有缺陷的光刻胶膜。4.根据权利要求3所述的一种SiC高温欧姆接触电极的制作方法，其特征在于，采用光刻胶为正性光刻胶SUN-110P；甩胶机甩胶机转速为2000转/min-3000转/min。5.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张景文，谢倩，陈旭东，王明海，卜忍安，王宏兴，侯洵，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61