一種碳化硅器件背面歐姆接觸的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于半導體器件技術領域，特別是涉及一種碳化硅器件背面歐姆接觸的制作方法。
【背景技術】
[0002]作為第三代半導體材料，碳化硅(SiC)可用于制作半導體器件和集成電路，具有禁帶寬度大、擊穿電場高、飽和電子漂移速率高、熱導率高以及化學性質(zhì)穩(wěn)定等特點，使碳化硅基功率器件在高壓、高溫、高頻、大功率和強輻射等領域都有廣泛的應用前景。其中，碳化硅器件背面歐姆接觸是影響器件正向性能的重要方面，歐姆接觸是指金屬與半導體(如碳化硅)的接觸，而其接觸面的電阻值遠小于半導體(碳化硅)本身的電阻，使得器件工作時，大部分的電壓降在半導體(碳化硅)內(nèi)而不在接觸面。
[0003]在背面歐姆接觸的制作中，目前的普遍做法是在離子注入并高溫退火激活后，進行背面鎳(Ni)濺射并在高溫下進行歐姆合金退火，形成SiC器件背面歐姆接觸。其中，離子注入過程是通過高能離子擠進碳化硅內(nèi)部，而高溫退火激活是利用高溫退火的方式，使離子注入的雜質(zhì)替位到碳化硅晶格中，發(fā)揮電作用。
[0004]然而，在現(xiàn)有的碳化硅器件制造過程中，上述高溫退火激活工藝的溫度范圍為1500至2000°C，會使碳化硅背面的S1-C懸掛鍵斷裂，導致Si原子升華，最終碳化硅背面形成高電阻率的富碳層，這種富碳層化學性質(zhì)非常穩(wěn)定，難以去除且難與金屬反應形成低電阻率的化合物，使得背面形成歐姆接觸的難度增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種碳化硅器件背面歐姆接觸的制作方法，能夠避免高溫退火激活工藝中在碳化硅器件背面形成高阻的富碳層，使器件背面具有活潑的化學性質(zhì)，有利于背面歐姆接觸的形成。
[0006]本發(fā)明提供的一種碳化硅器件背面歐姆接觸的制作方法，包括:
[0007]在碳化硅片的正面制作正面碳膜；
[0008]在所述碳化硅片的背面制作背面碳膜；
[0009]對所述碳化硅片進行高溫退火，激活所述碳化硅片中的注入雜質(zhì)；
[0010]去除所述正面碳膜和所述背面碳膜；
[0011 ]去除所述碳化硅片背面的氧化層；
[0012]在所述碳化硅片的背面生長背面金屬并進行退火，形成歐姆接觸。
[0013]優(yōu)選的，在上述碳化硅器件背面歐姆接觸的制作方法中，所述在所述碳化硅片的背面制作背面碳膜為:
[0014]將所述碳化硅片的正面與單晶硅片接觸，在所述碳化硅片的背面制作背面碳膜。
[0015]優(yōu)選的，在上述碳化硅器件背面歐姆接觸的制作方法中，所述在所述碳化硅片的背面制作背面碳膜為:
[0016]在所述碳化硅片的背面利用PECVD方式或濺射方式制作厚度范圍為0.01微米至1微米的背面碳膜。
[0017]優(yōu)選的，在上述碳化硅器件背面歐姆接觸的制作方法中，所述在碳化硅片的正面制作正面碳膜為:
[0018]在所述碳化硅片的正面旋涂厚度范圍為1微米至3微米的光敏有機物，并在惰性氣體的氣氛中進行溫度范圍為150°C至1000°C的碳化，形成所述正面碳膜，或者利用PECVD工藝或濺射工藝在所述碳化硅片的正面制作厚度范圍為0.01微米至1微米的正面碳膜。
[0019]優(yōu)選的，在上述碳化硅器件背面歐姆接觸的制作方法中，所述對所述碳化硅片進行高溫退火為:
[0020]將所述碳化硅片升溫至1500°C至2000°C進行高溫退火。
[0021]優(yōu)選的，在上述碳化硅器件背面歐姆接觸的制作方法中，所述去除所述正面碳膜和所述背面碳膜為:
[0022]在溫度范圍為800°C至1000°C的氧氣氛圍中，去除所述正面碳膜和所述背面碳膜，或者在射頻或微波頻率下進行輝光放電形成氧等離子體，去除所述正面碳膜和所述背面碳膜。
[0023]優(yōu)選的，在上述碳化硅器件背面歐姆接觸的制作方法中，所述去除所述碳化硅片背面的氧化層為:
[0024]利用氫氟酸溶液去除所述碳化硅片背面的氧化層。
[0025]優(yōu)選的，在上述碳化硅器件背面歐姆接觸的制作方法中，所述在所述碳化硅片的背面生長背面金屬為:
[0026]利用濺射工藝或蒸發(fā)工藝在所述碳化硅片的背面生長厚度范圍為100納米至500納米的金屬鎳。
[0027]優(yōu)選的，在上述碳化硅器件背面歐姆接觸的制作方法中，所述退火為:
[0028]將所述碳化硅片升溫至900°C至1050°C，并保持1分鐘至10分鐘。
[0029]通過上述描述可知，本發(fā)明提供的上述碳化硅器件背面歐姆接觸的制作方法，由于在對所述碳化硅片進行高溫退火之前，在所述碳化硅片的背面制作背面碳膜，所述背面碳膜與碳化硅背面的S1-C懸掛鍵形成C-S1-C鍵從而固定了 Si原子，這就抑制了 Si原子的升華，增加了碳化硅背面的Si原子濃度，使得金屬易與碳化硅背面反應形成低阻化合物，能夠避免高溫退火激活工藝中在碳化硅器件背面形成高阻的富碳層，使器件背面具有活潑的化學性質(zhì)，有利于背面歐姆接觸的形成。
【附圖說明】
[0030]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0031]圖1為本申請實施例提供的第一種碳化硅器件背面歐姆接觸的制作方法的示意圖；
[0032]圖2為本申請實施例提供的第二種碳化硅器件背面歐姆接觸的制作方法的示意圖。
【具體實施方式】
[0033]本發(fā)明的核心思想在于提供一種碳化硅器件背面歐姆接觸的制作方法，能夠避免高溫退火激活工藝中在碳化硅器件背面形成高阻的富碳層，使器件背面具有活潑的化學性質(zhì)，有利于背面歐姆接觸的形成。
[0034]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0035]本申請實施例提供的第一種碳化硅器件背面歐姆接觸的制作方法如圖1所示，圖1為本申請實施例提供的第一種碳化硅器件背面歐姆接觸的制作方法的示意圖。該方法包括如下步驟:
[0036]S1:在碳化硅片的正面制作正面碳膜；
[0037]在該步驟中，通過在碳化硅片的正面形成碳膜，達到對正面進行保護的目的。
[0038]S2:在所述碳化硅片的背面制作背面碳膜；
[0039]在該步驟中，形成背面碳膜的目的是對碳化硅片的背面形成保護，在后續(xù)的高溫退火過程中抑制Si原子的升華，增加碳化硅背面的Si原子濃度。
[0040]S3:對所述碳化硅片進行高溫退火，激活所述碳化硅片中的注入雜質(zhì)；
[0041]在該步驟中，利用高溫退火工藝實現(xiàn)對注入雜質(zhì)的激活，需要重點指出的是，由于上述步驟S2形成了背面碳膜，因此，在碳化硅片的背面，S1-C懸掛鍵與碳膜中的C原子形成C-S1-C鍵，固定了 Si原子，從而抑制了 Si的升華，保證后續(xù)過程中碳化硅片背面的活潑的硅原子數(shù)量較多，較易與金屬形成歐姆接觸。
[0042]S4:去除所述正面碳膜和所述背面碳膜；
[0043]在該步驟中，由于高溫退火過程已結(jié)束，因此碳化硅片不再需要正面碳膜和背面碳膜發(fā)揮保護作用，從而可以利用氧化或灰化的方式對其進行去除。
[0044]S5:去除所述碳化硅片背面的氧化層；
[0045]由于在去除正面碳膜和背面碳膜的過程中有氧氣參與，因此會使碳化硅片表面不可避免的形成Si02，因此在背面生長金屬之前需要去除該Si02，具體的，可以采用氫氟酸溶液對該氧化層進行去除。
[0046]S6:在所述碳化硅片的背面生長背面金屬并進行退火，形成歐姆接觸。
[0047]在該步驟中，可以在所述碳化硅片的背面利用濺射或蒸發(fā)的方式生長具有一定厚度的背面金屬，并利用退火工藝，使碳化硅片背面與金屬進行熱反應，形成低阻化合物，形成歐姆接觸。
[0048]通過上述描述可知，本申請實施例提供的上述碳化硅器件背面歐姆接觸的制作方法，由于在對所述碳化硅片進行高溫退火之前，在所述碳化硅片的背面制作背面碳膜，所述背面碳膜與碳化硅背面的S1-C懸掛鍵形成C-S1-C鍵從而固定了 Si原子，這就抑制了 Si原子的升華，增加了碳化硅背面的Si原子濃度，使得金屬易與碳化硅背面反應形成低阻層化合物，能夠避免高溫退火激活工藝中在碳化硅器件背面形成高阻的富碳層，使器件背面具有活潑的化學性質(zhì)，有利于背面歐姆接觸的形成。
[0049]作為一個優(yōu)選實施例，在上述第一種碳化硅器件背面歐姆接觸的制作方法中，步驟S2可以具體為:
[0050]將所述碳化硅片的正面與單晶硅片接觸，在所述碳化硅片的背面制作背面碳膜。
[0051]也就是說，在制作背面碳膜的過程中，以單晶硅片作為基座，而單晶硅中除了硅元素之外不含其它任何元素，因此能夠有效保護碳化硅正面的潔凈度。需要說明的是，此步驟僅僅是上述方法的一個優(yōu)選方案，具有一定的優(yōu)勢，但如果不采用該步驟，也并不會影響上述方法的具體實現(xiàn)。
[0052]進一步的，作為第二個優(yōu)選實施例，其中步驟S2可以具體為:
[0053]在所述碳化硅片