【技术实现步骤摘要】
本公开通常涉及在碳化硅半导体衬底上制造接触的方法，以及具有欧姆接触的碳化硅半导体器件，所述欧姆接触尤其可通过本文中描述的方法获得。
技术介绍
1、例如在恶劣环境中或电力电子领域中的应用中，基于宽带隙半导体的半导体器件(诸如基于碳化硅(sic)的二极管或功率mosfet)被认为是下一代电子器件。在这种半导体器件的开发中，一方面是在半导体材料与半导体衬底表面上方的金属接触或金属层堆叠之间创建欧姆接触。特别是，为sic衬底创建良好、可重复且均质的后侧欧姆接触是关键课题。
2、鉴于上述情况，存在如下需要：提供具有良好且均质的欧姆接触(特别是在半导体衬底的后侧)的基于sic的半导体器件，并且提供方法以提供大的工艺窗口以及简单的制造方式。
技术实现思路
1、一些实施例涉及一种用于在碳化硅半导体衬底上制造接触的方法，其中所述方法可以包括：提供晶体碳化硅半导体衬底；将金属接触材料层沉积到晶体碳化硅半导体衬底上；以及利用至少一个热退火激光束在碳化硅半导体衬底和金属接触材料层的界面处辐照碳化硅半导体衬底的至少一部分和金属接触材料层的至少一部分，由此在界面处生成接触相部分。接触相部分可以金属、硅和碳。通常，所述金属与金属接触材料层中使用的金属相同。
2、碳化硅半导体衬底可以是单晶衬底。例如，可以使用六边形多型体，诸如4h-sic和/或6h-sic晶体多型体。然而，所述衬底还可以包括不同多型体(例如3c-sic)的区域。在下面的描述中，使用4h-sic来解释实施例的技术效果，但它不
3、在本说明书中，术语“在……上”确实意味着层或元件可以直接在另一层或元件上或直接延伸到另一层或元件上，或者意味着中间层或元件可以存在于该层或元件与所述另一层或元件之间。相比而言，当一个元件被称为“直接在另一个元件上”或“直接延伸到另一个元件上”时，不存在中间元件。
4、本文中描述的方法可以允许在碳化硅半导体衬底上外延生长反应产物，该反应产物包括来自金属接触材料层的金属和来自sic半导体衬底的硅以及碳。反应产物可以生长，而在金属材料层和sic半导体衬底的、靠近这两个层之间的界面的至少部分中没有任何晶格失配。辐照区域可以取决于用于辐照的激光发射(shot)的横向尺寸或几何形状。通过选择特定辐照方案来调整辐照区域允许在界面的离散部分或全部在界面的整个延伸上提供接触相部分。
5、接触相部分允许提供金属接触材料与碳化硅的良好欧姆接触。通过正确选择金属，可以取代当前基于镍的系统，在基于镍的系统中通过激光热退火(lta)来形成硅化镍层。与硅化镍的形成(在硅化镍的形成中可能形成作为副产物的碳并且削弱接触材料层的粘附)不同，包括至少三元组分系统的接触相部分的形成允许生成具有良好机械鲁棒性的欧姆接触。此外，与基于硅化镍的接触方法相比，不需要附加的清洁步骤，因此增加了所得产物的总产量。
6、通常，本文中描述的方法提供大的工艺窗口以及简单的制造方式，如本文中稍后将参考一些另外的实施例和示例描述的。
7、另外的实施例涉及一种碳化硅半导体器件，所述碳化硅半导体器件包括晶体碳化硅半导体衬底和与碳化硅半导体衬底表面直接接触的接触层。所述接触层在与半导体衬底的界面处具有至少包括金属、硅和碳的接触相部分。所述接触相部分可以根据本文中描述的方法至少在接触层与半导体相之间的界面的大部分处获得。在一些实施例中，接触层可以生长，而在金属材料层和sic半导体衬底的、靠近这两个层之间的界面的至少部分中没有任何晶格失配。因此，半导体器件可以通过本文中描述的方法之一获得，并且由于所提供的特定接触相部分而可以具有良好且均质的欧姆接触。
8、当然，本公开不限于上述特征和优点。事实上，本领域技术人员在阅读以下详细描述时并在查看附图时将认识到附加的特征和优点。
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1.一种用于在碳化硅半导体衬底上制造接触的方法，其中所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述接触相部分包括金属、硅和碳的三元相。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述金属是选自由以下各项构成的组的过渡金属：钛、钼、锆、铌、铪、钽、钒、铬、钨及其混合物。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述界面处的所述接触相部分包括晶粒，其中这些晶粒的至少一部分包括具有与所述碳化硅半导体衬底的晶格常数类似或相同的晶格常数的晶体结构。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述接触相部分包括一层晶粒，其中大多数晶粒具有六边形晶体结构并且它们的至少一部分在所述接触相部分与所述半导体衬底之间的界面处具有与所述晶体碳化硅半导体衬底的晶格常数类似或相同的晶格常数。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述接触相部分包括至少另外一层晶粒，所述至少另外一层晶粒主要具有六边形晶体结构，至少包括以与所述界面处的所述一层晶粒不同的化学计量比率的金属、硅和碳。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中利用至少一个热退火激光束进行的辐照被调整以熔化所述金属接触材料层并且使得金属原子能够至少部分地在所述碳化硅半导体衬底和所述金属接触材料层的所述界面处与所述碳化硅半导体衬底扩散。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中提供晶体硅半导体衬底包括碳化硅半导体晶片的减薄或研磨步骤。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中至少一个另外的金属层沉积在所述金属接触材料层上。
11.一种碳化硅半导体器件，包括
12.根据权利要求11所述的碳化硅半导体器件，其中在与所述碳化硅半导体衬底的所述界面处的所述接触相部分包括晶粒，其中这些晶粒的至少一部分包括具有与所述碳化硅半导体衬底的晶格常数类似或相同的晶格常数的晶体结构。
13.根据权利要求11至12中任一项所述的碳化硅半导体器件，其中所述接触相部分包括一层晶粒，其中大多数晶粒具有六边形晶体结构并且它们的至少一部分在所述接触相部分与所述半导体衬底之间的所述界面处具有与所述晶体碳化硅半导体衬底的晶格常数类似或相同的晶格常数。
14.根据权利要求13所述的碳化硅半导体器件，其中所述接触相部分还包括至少另外一层晶粒，所述至少另外一层晶粒主要具有六边形晶体结构，至少包括以与所述界面处的所述一层晶粒不同的化学计量比率的所述金属接触材料、硅和碳。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的碳化硅半导体器件，其中所述晶粒的至少部分包括插入有0至25％硅的过渡金属碳化物晶体结构。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的碳化硅半导体器件，其中至少一个另外的金属层沉积在所述金属接触材料层上。
17.根据权利要求11至16中任一项所述的碳化硅半导体器件，其中所述接触层被提供作为后侧接触。
18.根据权利要求17所述的碳化硅半导体器件，其中所述半导体衬底在前侧表面处包括几个器件结构。
...【技术特征摘要】
1.一种用于在碳化硅半导体衬底上制造接触的方法，其中所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述接触相部分包括金属、硅和碳的三元相。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述金属是选自由以下各项构成的组的过渡金属：钛、钼、锆、铌、铪、钽、钒、铬、钨及其混合物。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述界面处的所述接触相部分包括晶粒，其中这些晶粒的至少一部分包括具有与所述碳化硅半导体衬底的晶格常数类似或相同的晶格常数的晶体结构。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述接触相部分包括一层晶粒，其中大多数晶粒具有六边形晶体结构并且它们的至少一部分在所述接触相部分与所述半导体衬底之间的界面处具有与所述晶体碳化硅半导体衬底的晶格常数类似或相同的晶格常数。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述接触相部分包括至少另外一层晶粒，所述至少另外一层晶粒主要具有六边形晶体结构，至少包括以与所述界面处的所述一层晶粒不同的化学计量比率的金属、硅和碳。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其中所述晶粒的至少部分包括插入有0至25％硅的过渡金属碳化物晶体结构。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中利用至少一个热退火激光束进行的辐照被调整以熔化所述金属接触材料层并且使得金属原子能够至少部分地在所述碳化硅半导体衬底和所述金属接触材料层的所述界面处与所述碳化硅半导体衬底扩散。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中提供晶体硅半导体衬底包括碳化硅半...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·K·乔希，K·L·姆莱奇尼，A·柯尼格，G·朗格，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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