一種用紫外脈沖激光輻照制備SiC歐姆接觸的方法
【專利摘要】本發(fā)明一種用紫外脈沖激光輻照制備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；在SiC表面制備接觸層；以紫外脈沖激光聚焦后，在高真空或惰性氣體保護氛圍中對上述材料正面進行輻照，得到歐姆接觸。本發(fā)明以紫外脈沖激光輻照代替?zhèn)鹘y(tǒng)熱退火，能得到性能良好的SiC歐姆接觸。相比傳統(tǒng)熱退火，該方法處理時間短、反應(yīng)溫度高，并能精確控制處理區(qū)域范圍。
【專利說明】一種用紫外脈沖激光輻照制備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】，具體指一種用紫外脈沖激光輻照制備SiC歐姆接觸的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體材料的發(fā)展中，一般將Si與Ge稱為第一代電子材料，GaAs, GaP, InP等稱為第二代電子材料，而將寬禁帶半導(dǎo)體SiC、C-BN (立方氮化硼)、GaN、ZnSe以及金剛石薄膜等稱為第三代半導(dǎo)體材料。在半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，一個關(guān)鍵的工藝問題就是歐姆接觸的制備。
[0003]歐姆接觸在半導(dǎo)體與外部電路的信號傳輸上有很重要的作用，其質(zhì)量的好壞直接影響器件的效率、增益和開關(guān)速度等性能指標(biāo)，不良的歐姆接觸使器件的工作性能和穩(wěn)定性受到限制。
[0004]金屬/半導(dǎo)體接觸在金屬沉積之后，由于界面處的肖特基勢壘高度，一般呈整流特性質(zhì)。獲得好的歐姆接觸的方法之一是重摻雜，它可使勢壘變薄，增大隧穿電流。而對于新材料來說，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)體襯底之間的互擴散與化學(xué)反應(yīng)，從而降低勢壘高度或者厚度。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，利用半導(dǎo)體襯底或接觸層與激光相互作用時產(chǎn)生的巨大熱能使接觸界面附近區(qū)域迅速升溫，引發(fā)襯底與接觸層之間的互擴散與化學(xué)反應(yīng)，從而降低或減薄接觸勢壘，得到歐姆接觸。如涉及一種激光誘導(dǎo)下GaNP —型歐姆接觸制備方法的公開專利，但未見在SiC上應(yīng)用的報道。

【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)在SiC表面制備接觸層；
[0008](3)以波長小于365nm、單脈沖能量大于50mJ的脈沖激光聚焦后，在高真空或惰性氣體保護氛圍中對上述材料正面進行輻照，得到歐姆接觸。
[0009]本發(fā)明引入激光輻照技術(shù)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)熱退火過程，能在SiC表面獲得性能良好的歐姆接觸(如附圖2所示)。
[0010]本發(fā)明具有如下優(yōu)點:①處理時間短；②反應(yīng)溫度高；③可精確控制處理范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為用激光輻照接觸層/SiC正面的結(jié)構(gòu)示意圖；[0012]圖2為實施例1中Ni/SiC結(jié)構(gòu)激光輻照前后的1-V曲線對比圖。
具體實施方案
[0013]下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步描述
[0014]實施例1 (如附圖1所示)
[0015]采用η型4H_SiC為襯底，將襯底表面清洗干凈，并采用磁控濺射法濺射一層Ni金屬。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上述材料正面進行輻照，得到歐姆接觸。
[0016]實施例2
[0017]采用η型4H_SiC為襯底，將襯底表面清洗干凈，并采用磁控濺射法濺射一層Ti金屬。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上述材料正面進行輻照，得到歐姆接觸。
[0018]實施例3
[0019]采用η型4H_SiC為襯底，將襯底表面清洗干凈，并采用磁控濺射法濺射一層Ni金屬。使用波長248nm、單脈沖能量300mJ的脈沖激光聚焦后在氬氣氛圍中對上述材料正面進行輻照，得到歐姆接觸。
[0020]實施例4
[0021]采用η型4H_SiC為襯底，將襯底表面清洗干凈，并采用磁控濺射法濺射Si/Ti/Au復(fù)合層。使用波長248nm、單脈沖能量300mJ的脈沖激光聚焦后在5X 10_4Pa高真空氛圍中對上述材料正面進行輻照，得到歐姆接觸。
[0022]綜上所述，本發(fā)明利用半導(dǎo)體襯底SiC或接觸層與激光相互作用時產(chǎn)生的巨大熱能使接觸界面附近區(qū)域迅速升溫，引發(fā)襯底與接觸層之間的互擴散與化學(xué)反應(yīng)，從而降低或減薄接觸勢壘，得到歐姆接觸，具有處理時間短，反應(yīng)溫度高，可精確控制處理范圍等特點，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】
1.一種用紫外脈沖激光輻照制備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，其特征是，以紫外脈沖激光聚焦后，在高真空或惰性氣體保護氛圍中對上述材料正面進行輻照，得到歐姆接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用紫外脈沖激光輻照制備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。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用紫外脈沖激光輻照制備SiC歐姆接觸的方法，其特征是，所述高真空氣壓在IXKT3Pa以下，所述惰性氣體如氮氣、氬氣。
4.如權(quán)利要求1所述的一種用紫外脈沖激光輻照制備SiC歐姆接觸的方法，其特征是，所述紫外脈沖激光波長小于365nm、單脈沖能量大于50mJ。
【文檔編號】H01L21/268GK103700580SQ201310683365
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】盧吳越, 張永平, 程越, 談嘉慧, 趙高杰, 劉益宏, 孫玉俊, 陳之戰(zhàn), 石旺舟 申請人:上海師范大學(xué)