一種用激光輻照處理制備SiC歐姆接觸的方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種用激光輻照處理制備SiC歐姆接觸的方法，涉及半導(dǎo)體器件制備【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明包括步驟：清潔SiC襯底表面，以激光在高真空、惰性氣體或惰性液體保護(hù)氛圍中，從襯底正面進(jìn)行輻照或從襯底背面進(jìn)行輻照，在SiC表面制備接觸層，得到歐姆接觸。本發(fā)明利用襯底SiC與激光相互作用后性能的改變，使電極材料沉積在襯底表面之后無需進(jìn)一步熱處理就可直接得到歐姆接觸，簡化了工藝流程，避免了熱處理過程對接觸層性能的影響，為提高以SiC為襯底的半導(dǎo)體器件的質(zhì)量提供技術(shù)支持。
【專利說明】一種用激光輻照處理制備SiC歐姆接觸的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體指一種用激光輻照制備SiC歐姆接觸的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]碳化娃(Silicon Carbide, SiC),是第三代半導(dǎo)體材料中的核心材料之一。要使SiC材料在高溫、大功率和高頻半導(dǎo)體器件領(lǐng)域的潛力得到開發(fā)，需解決的一個關(guān)鍵工藝問題就是制備高穩(wěn)定性和低電阻的歐姆接觸。到目前為止，良好的歐姆接觸制備對SiC材料的工藝來說仍然是最重要和活躍的幾個研究方面之一。
[0003]金屬與半導(dǎo)體形成歐姆接觸是指在接觸處是一個純電阻，且該電阻越小越好。當(dāng)金屬在半導(dǎo)體表面沉積時，由于接觸勢壘的存在，其1-V曲線將呈現(xiàn)整流特性，即形成肖特基接觸。獲得好的歐姆接觸的方法之一是重?fù)诫s，它可使勢壘變薄，增大隧穿電流。而對于SiC材料來說，很難做到高摻雜，而且這種方法做出的最小接觸電阻也受限于摻雜濃度。所以，除了利用高摻雜材料制備隧穿歐姆接觸之外，在寬禁帶半導(dǎo)體上制備歐姆接觸最普遍的方法是沉積金屬之后退火，以引起沉積金屬層與半導(dǎo)體襯底之間的互擴(kuò)散與化學(xué)反應(yīng)，從而降低勢壘高度或者厚度。但要在SiC表面制作比接觸電阻低的歐姆接觸比其他半導(dǎo)體要困難，且比接觸電阻的值高度依賴于晶片表面載流子濃度、接觸金屬的選擇、晶片表面的預(yù)處理、合金化熱退火的條件等。
[0004]關(guān)于利用激光輻照制備半導(dǎo)體歐姆接觸從上世紀(jì)70年代開始已有報道，而針對SiC歐姆接觸制備方面的報導(dǎo)還比較少。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺失和不足，提出一種在SiC上制備歐姆接觸的方法，其步驟如下:
[0006](I)清潔SiC襯底表面；
[0007](2)以波長小于500nm的激光在高真空、惰性氣體或惰性液體保護(hù)氛圍中對上述材料表面需要制備歐姆接觸的部位進(jìn)行輻照；
[0008](3)在經(jīng)過激光輻照處理的襯底表面制備接觸層，形成歐姆接觸。
[0009]本發(fā)明引入激光輻照技術(shù)對SiC襯底進(jìn)行處理，能使電極材料在SiC表面附著之后無需后續(xù)熱處理直接獲得性能良好的歐姆接觸。
[0010]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):①適用于多種類型的SiC材料，尤其是對于半絕緣型SiC，可省去傳統(tǒng)制作工藝中的摻雜或外延等步驟，大大簡化工藝流程；②可避免熱處理過程對接觸層的組分、表面形貌等的影響；③可精確控制處理范圍。

【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述
[0012]實(shí)施例1
[0013]采用η型4H-SiC為襯底，將襯底表面清洗干凈，使用波長248nm、單脈沖能量250mJ的脈沖激光聚焦后在氬氣氛圍中對襯底表面需要制備歐姆接觸的區(qū)域進(jìn)行輻照，再采用磁控濺射法在上述襯底表面濺射一層Ni金屬，得到歐姆接觸。
[0014]實(shí)施例2
[0015]采用η型4H-SiC為襯底，將襯底表面清洗干凈，使用波長248nm的脈沖激光聚焦后在5X KT4Pa高真空氛圍中對襯底表面需要制備歐姆接觸的區(qū)域進(jìn)行輻照，再采用磁控濺射法在上述襯底表面濺射一層Ti金屬，得到歐姆接觸。
[0016]實(shí)施例3
[0017]采用半絕緣型4H_SiC為襯底，將襯底表面清洗干凈，使用波長248nm的脈沖激光聚焦后在氬氣氛圍中對襯底表面需要制備歐姆接觸的區(qū)域進(jìn)行輻照，再采用磁控濺射法在上述襯底表面濺射一層Ni金屬，得到歐姆接觸。
[0018]實(shí)施例4
[0019]采用半絕緣型4H_SiC為襯底，將襯底表面清洗干凈，使用波長310nm的脈沖激光聚焦后在5X KT4Pa高真空氛圍中對襯底表面需要制備歐姆接觸的區(qū)域進(jìn)行掃描輻照，再采用磁控濺射法在上述襯底表面濺射Si/Ti/Au復(fù)合層，得到歐姆接觸。
[0020]如所周知，對于導(dǎo)電型的SiC，傳統(tǒng)的方法是先制備接觸層再進(jìn)行熱處理，因此接觸層的表面形貌、組分等等都將受到熱處理的影響。而對于半絕緣型SiC，要在其表面制備歐姆接觸是比較麻煩的，按照傳統(tǒng)方法需要先在半絕緣SiC表面制備一層重?fù)诫s層，再在重?fù)诫s層上制備接觸層，最后進(jìn)行熱處理。而使用本發(fā)明中的方法，不僅對于導(dǎo)電型的SiC工藝變得簡單，同樣可以使半絕緣型SiC在經(jīng)過激光輻照后直接與接觸層形成歐姆接觸，省去中間制備重?fù)诫s層的步驟，大大簡化了工藝流程。
[0021]綜上所述，本發(fā)明利用襯底SiC與激光相互作用后性能的改變，使電極材料沉積在襯底表面之后無需進(jìn)一步熱處理就可直接得到歐姆接觸，簡化了工藝流程，避免了熱處理過程對接觸層性能的影響，為提高以SiC為襯底的半導(dǎo)體器件的質(zhì)量提供技術(shù)支持。
【權(quán)利要求】
1.一種用激光輻照處理制備SiC歐姆接觸的方法，包括清潔SiC襯底表面，在SiC表面制備接觸層，得到歐姆接觸，其特征是，以激光在高真空、惰性氣體或惰性液體保護(hù)氛圍中對襯底表面進(jìn)行輻照。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用激光輻照處理制備SiC歐姆接觸的方法，其特征是:所述SiC，為單晶，如4H-SiC、6H-SiC、3C-SiC晶型或多晶，是導(dǎo)電型或者半絕緣型。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用激光輻照處理制備SiC歐姆接觸的方法，其特征是:所述激光波長小于500nm。
4.如權(quán)利要求1所述的一種用激光輻照處理制備SiC歐姆接觸的方法，其特征是:所述激光處理過程，激光從襯底正面進(jìn)行輻照或從襯底背面進(jìn)行輻照。
【文檔編號】H01L21/28GK104134610SQ201410341931
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】盧吳越, 陳之戰(zhàn), 程越, 談嘉慧 申請人:上海師范大學(xué)