一种以石墨烯为扩散阻挡层的SiC基欧姆接触制备方法技术

本发明专利技术公开了一种以石墨烯为扩散阻挡层的SiC基欧姆接触制备方法，包括：选取SiC衬底；对SiC衬底的背面进行预设深度的N离子注入；在SiC衬底的正面形成石墨烯/SiC结构；在石墨烯/SiC结构的石墨烯上淀积Au膜；在SiC衬底的背面形成背面电极；通过光刻，在Au膜上形成第一转移电极图形；刻蚀掉未被第一转移电极图形覆盖的Au膜；刻蚀掉未被Au膜覆盖的石墨烯；通过光刻，在SiC衬底上形成第二转移电极图形；在第二转移电极图形外的Au膜上淀积Au材料；剥离第二转移电极图形形成正面电极。本发明专利技术方法为一种切实可行的制备方案，且改善了接触电阻扩散和电迁移问题，提升了功率器件的稳定性和寿命，新结构的提出给欧姆接触技术的研究带来了启发。

【技术实现步骤摘要】
一种以石墨烯为扩散阻挡层的SiC基欧姆接触制备方法
本专利技术属于SiC基欧姆接触
，具体涉及一种以石墨烯为扩散阻挡层的SiC基欧姆接触制备方法。
技术介绍
SiC材料由于其宽禁带、高热导率、高击穿电场等优异特性，使其在高温、大功率、辐照等极端工作条件下具有不可替代的优势，在各项应用领域备受关注。目前，不断缩小的器件特征尺寸对欧姆接触提出了更高的要求，通过金属接触窗口比例缩小，接触处电流密度成倍增大，接触金属向半导体的扩散或电迁移是一个严重的问题。当扩散发生在浅结中时，容易导致泄露电流和短路，增加器件功耗，使信号漂移甚至导致器件失效。对于功率器件而言，器件内部有很高的电流密度，在大电流密度应力的作用下，接触电阻的电迁移会破坏原有的平整的接触形貌，产生尖峰、空洞等，使接触面积进一步缩小，加速了失效过程。在大功率器件工作中，接触金属的电迁移成为了器件失效的主要原因之一。同时，在充满高能粒子的空间环境中，高能粒子的撞击可能会破坏传统欧姆接触结构中形成的合金结构层，形成尖峰或空洞等，缩小有效接触面积，加速器件失效甚至直接导致器件失效。现有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以石墨烯为扩散阻挡层的SiC基欧姆接触制备方法，其特征在于，包括：/n选取SiC衬底；/n对所述SiC衬底的背面进行预设深度和预设浓度的N离子注入；/n在所述SiC衬底的正面转移石墨烯或是外延生长石墨烯形成石墨烯/SiC结构；/n在所述石墨烯/SiC结构的石墨烯上淀积Au膜；/n在所述SiC衬底的背面溅射Ni金属形成背面电极；/n通过第一次光刻胶光刻方法在所述Au膜上形成第一转移电极图形；/n采用湿法刻蚀法刻蚀掉未被所述第一转移电极图形覆盖的所述Au膜；/n采用等离子体刻蚀法刻蚀掉未被所述Au膜覆盖的所述石墨烯；/n通过第二次光刻胶光刻方法在所述SiC衬底上形成第二转移电极图形；/n在...

【技术特征摘要】
1.一种以石墨烯为扩散阻挡层的SiC基欧姆接触制备方法，其特征在于，包括：
选取SiC衬底；
对所述SiC衬底的背面进行预设深度和预设浓度的N离子注入；
在所述SiC衬底的正面转移石墨烯或是外延生长石墨烯形成石墨烯/SiC结构；
在所述石墨烯/SiC结构的石墨烯上淀积Au膜；
在所述SiC衬底的背面溅射Ni金属形成背面电极；
通过第一次光刻胶光刻方法在所述Au膜上形成第一转移电极图形；
采用湿法刻蚀法刻蚀掉未被所述第一转移电极图形覆盖的所述Au膜；
采用等离子体刻蚀法刻蚀掉未被所述Au膜覆盖的所述石墨烯；
通过第二次光刻胶光刻方法在所述SiC衬底上形成第二转移电极图形；
在所述第二转移电极图形外的所述Au膜上淀积Au材料；
剥离所述第二转移电极图形形成正面电极并进行退火处理，以完成以石墨烯为扩散阻挡层的SiC基欧姆接触的制备。


2.根据权利要求1所述的以石墨烯为扩散阻挡层的SiC基欧姆接触制备方法，其特征在于，选取所述SiC衬底包括：
对所述SiC衬底进行标准RCA清洗；
对所述SiC衬底表面进行氢刻蚀，工艺条件为：刻蚀温度1600℃，刻蚀时间90min，刻蚀压力96mbar，氢气流量90L/min；
去除所述SiC衬底表面衍生物，工艺条件为：将温度从1600℃缓慢降温到1000℃，通入2L/min氢气维持15min；降温到850℃，真空下通入0.5ml/minSiH4维持10min；升温至1000℃维持5min；保持真空下升温至1100℃维持5min；升温至1250℃维持10min。


3.根据权利要求1所述的以石墨烯为扩散阻挡层的SiC基欧姆接触制备方法，其特征在于，对所述SiC衬底的背面进行预设深度和预设浓度的N离子注入包括：
采用CVD设备在所述SiC衬底的背面生长80～120nm的掩蔽层；
通过所述掩蔽层对所述SiC衬底进行预设深度为300～350nm、预设浓度为0.99×1020～1.01×1020cm-3的N离子注入；
离子注入后，采用等离子体刻蚀法刻蚀掉所述掩蔽层。


4.根据权利要求1所述的以石墨烯为扩散阻挡层的SiC基欧姆接触制备方法，其特征在于，在所述SiC衬底的正面转移石墨烯或是外延生长石墨烯形成石墨烯/SiC结构包括：
在所述SiC衬底的Si面转移石墨烯或是外延生长石墨烯形成石墨烯/SiC结构。


5.根据权利要求1所述的以石墨烯为扩散阻挡层的SiC基欧姆接触制备方法，其特征在于，在所述SiC衬底的正面转移石墨烯形成石墨烯/SiC结构包括：
选取铜箔并采用CVD设备在所述铜箔上生长石墨烯，工艺条件为：在CVD设备中通入1000sccm氩气，以200℃/min升温至1000℃；关闭氩气，通入1000sccm氢气，维持5min；逐渐将通入气体改为960sccm氩气、40sccm氢气，再通入10sccm甲烷气体，维持10min；关闭甲烷气源，以200℃/min降温至300℃，温度自然降温至150℃，关闭所有气源，抽真空至0.1mbar；
在所述石墨烯表面旋涂PMMA溶液，并使用腐蚀溶液去除所述铜箔形成PMMA/石墨烯，所述PMMA/石...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡彦飞，纪宇婷，郭辉，梁佳博，何艳静，袁昊，王雨田，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61