一种制作碳化硅SBD器件的方法及其正面保护方法技术

本申请公开了一种制作碳化硅SBD器件的方法及其正面保护方法，包括：在碳化硅晶圆正面的氧化层上设置类金刚石膜；去除所述碳化硅晶圆的背面的氧化层；在所述碳化硅晶圆的背面制作欧姆接触；在所述碳化硅晶圆的正面刻蚀窗口；在所述碳化硅晶圆的正面制作肖特基接触。在该方法中，由于类金刚石膜具有良好的抗蚀性和较高的硬度，从而能够保护正面不受腐蚀或划伤，而成膜过程中，成膜物质不会留在晶圆的背面，从而能够提高欧姆接触的可靠性及器件成品率，另外该类金刚石膜可直接作为器件的钝化层，无需去除，从而减少了工序。

【技术实现步骤摘要】
一种制作碳化硅SBD器件的方法及其正面保护方法
本专利技术涉及大功率器件制造
，特别是涉及一种制作碳化硅SBD器件的方法及其正面保护方法。
技术介绍
碳化硅器件具有较高的耐压容量、较低的导通电阻和较好的导热性能，在航空、航天和舰艇的功率电子系统领域以及高频、高速工作领域具有广泛的应用。其中，由于欧姆接触的低比接触电阻是决定器件性能的重要因素之一，因此制作欧姆接触是碳化硅器件生产的一个重要工序。碳化硅SBD(肖特基势垒二极管)器件的工艺流程中，会通过碳化硅自身牺牲氧化在晶圆正面形成一层氧化层，作为钝化层，来提高器件耐压。由于该氧化层会同时在晶圆正面(Si面)和背面(C面)形成，并且由于碳化硅晶圆正面与背面的氧化速率存在差异，导致晶圆背面的氧化层厚度约为正面氧化层厚度的10倍。而溅射欧姆接触金属之前，需要将背面的氧化层完全去除，以保证欧姆接触的质量，得到较小的比接触电阻，同时又要保证晶圆正面的氧化层不受损伤,此时就需要对晶圆正面的氧化层进行保护。目前的一种比较常用的正面保护方法是：在晶圆正面的氧化层表面旋涂一层光刻胶，再进行烘烤固化，形成一层膜层。固化的光刻胶对于氢氟酸具有较好的抗蚀性，在氢氟酸对背面氧化层的处理过程中，能够保护正面的氧化层不受损伤，完成背面氧化层的处理之后，可以通过湿法或干法去除光刻胶。然而，由于光刻胶保护膜硬度较低，因此该方法无法保证正面氧化层不被划伤，保护效果有限，而且光刻胶旋涂过程中易被溅到晶圆背面，严重影响金属溅射前晶圆背面表面处理的效果，从而影响比接触电阻，也降低了欧姆接触的可靠性及器件成品率，另外，光刻胶在表面处理之后如果去除不完全会影响器件性能，因此对于光刻胶的去除也增加了工艺的复杂性。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种制作碳化硅SBD器件的正面保护方法和一种制作碳化硅SBD器件的方法，能够保证正面氧化层不被腐蚀和划伤，提高欧姆接触的可靠性及器件成品率，还能减少工序。本专利技术提供的一种制作碳化硅SBD器件的正面保护方法，包括：在碳化硅晶圆正面的氧化层上设置类金刚石膜；去除所述碳化硅晶圆的背面的氧化层；在所述碳化硅晶圆的背面制作欧姆接触；在所述碳化硅晶圆的正面刻蚀窗口；在所述碳化硅晶圆的正面制作肖特基接触。优选的，在上述正面保护方法中，利用溅射或化学气相沉积方法在碳化硅晶圆正面的氧化层上设置类金刚石膜。优选的，在上述正面保护方法中，利用氢氟酸去除所述碳化硅晶圆的背面的氧化层。优选的，在上述正面保护方法中，在所述碳化硅晶圆的背面制作欧姆接触的方法为：溅射欧姆接触金属并进行快速退火。优选的，在上述正面保护方法中，在所述碳化硅晶圆的正面刻蚀窗口的方法为：利用所述类金刚石膜和所述氧化层作为钝化层，对所述碳化硅晶圆的正面进行光刻、刻蚀和去胶清洗，形成正面刻蚀窗口。优选的，在上述正面保护方法中，在所述碳化硅晶圆的正面制作肖特基接触的方法为：在所述碳化硅晶圆的正面溅射肖特基接触金属并快速退火，形成肖特基接触。本专利技术提供的一种制作碳化硅SBD器件的方法，利用如上所述的任一种正面保护方法，对所述碳化硅晶圆的正面进行保护。通过上述描述可知，本专利技术提供的一种制作碳化硅SBD器件的正面保护方法和制作碳化硅SBD器件的方法中，在碳化硅晶圆正面的氧化层上设置类金刚石膜，这种类金刚石膜具有良好的抗蚀性和较高的硬度，从而能够保护晶圆正面氧化层不受腐蚀或划伤，而成膜过程中，成膜物质不会留在晶圆的背面，保证了金属溅射前晶圆背面表面处理的效果，同时也提高了欧姆接触的可靠性及器件成品率，另外该类金刚石膜可直接作为器件的钝化层，无需去除，从而减少了工序。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的一种制作碳化硅SBD器件的正面保护方法的示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本申请实施例提供的一种制作碳化硅SBD器件的正面保护方法如图1所示，图1为本申请实施例提供的一种制作碳化硅SBD器件的正面保护方法的示意图。该方法包括如下步骤：S1：在碳化硅晶圆正面的氧化层上设置类金刚石膜；在该步骤中，由于所述类金刚石膜具有良好的化学稳定性，因此能够在晶圆背面处理过程中，对晶圆正面的氧化层形成良好的保护作用，使正面氧化层不被去除。另外，所述类金刚石膜具有较高的硬度，能够保护正面氧化层不被划伤。S2：去除所述碳化硅晶圆的背面的氧化层；在该步骤中，由于步骤S1中的类金刚石膜的制作过程中，成膜均匀，且不会将类金刚石膜留在晶圆的背面，从而能够避免背面的表面处理过程中受到影响，使晶圆背面氧化层的去除更高效。S3：在所述碳化硅晶圆的背面制作欧姆接触；在该步骤中，由于晶圆背面氧化层的去除更完全，在制作欧姆接触时不再受到其他物质的不良影响，因此能够使得金属与碳化硅晶圆背面形成良好的欧姆接触，能够提高欧姆接触的可靠性及器件成品率。S4：在所述碳化硅晶圆的正面刻蚀窗口；在该步骤中，由于本申请实施例在晶圆正面制作的是类金刚石膜，该膜具有较高的电阻率和较高的击穿场强，电绝缘性能好，因此可以在该步骤中，这种类金刚石膜可以不进行去除，与所述氧化层一起作为器件的钝化层，直接在晶圆的正面刻蚀窗口，这样就减少了去除类金刚石膜的工序，大大提高了工作效率。S5：在所述碳化硅晶圆的正面制作肖特基接触。在该步骤中，向步骤S4中刻蚀出的窗口内溅射肖特基接触金属，从而形成肖特基接触，类金刚石膜和氧化层对窗口之外的正面其他部分形成有效的保护，这种保护膜更厚，从而使保护效果更好。通过上述描述可知，本申请实施例提供的一种制作碳化硅SBD器件的正面保护方法中，在碳化硅晶圆正面的氧化层上设置类金刚石膜，能够保护正面不受腐蚀或划伤，而成膜过程中，成膜物质不会留在晶圆的背面，从而能够提高欧姆接触的可靠性及器件成品率，另外该类金刚石膜无需去除，从而减少了工序。在上述正面保护方法中，可以优选的利用溅射或化学气相沉积方法在碳化硅晶圆正面的氧化层上设置类金刚石膜。相对于旋涂光刻胶的方法，溅射和化学气相沉积方法能够使成膜更为均匀，且不会使膜物质留在背面，从而能够形成理想的欧姆接触。在上述正面保护方法中，可以优选的利用氢氟酸去除所述碳化硅晶圆的背面的氧化层。所述氢氟酸能够溶解背面氧化层，不会对晶圆本身产生腐蚀，且所述类金刚石膜也不受氢氟酸的影响，从而对正面氧化层形成有效的保护。在上述正面保护方法中，在所述碳化硅晶圆的背面制作欧姆接触的方法可以优选为：溅射欧姆接触金属并进行快速退火。由于氧化层的去除更为完全，保证了金属及SiC晶圆的良好接触，因此在溅射欧姆接触金属并进行快速退火后，形成具有低比接触电阻的欧姆接触。在上述正面保护方法中，在所述碳化硅晶圆的正面刻蚀窗口的方法可以优选为：利用所述类金刚石膜和所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制作碳化硅SBD器件的正面保护方法，其特征在于，包括：在碳化硅晶圆正面的氧化层上设置类金刚石膜；去除所述碳化硅晶圆的背面的氧化层；在所述碳化硅晶圆的背面制作欧姆接触；在所述碳化硅晶圆的正面刻蚀窗口；在所述碳化硅晶圆的正面制作肖特基接触。

【技术特征摘要】
1.一种制作碳化硅SBD器件的正面保护方法，其特征在于，包括：在碳化硅晶圆正面的氧化层上设置类金刚石膜；利用氢氟酸去除所述碳化硅晶圆的背面的氧化层；溅射欧姆接触金属并进行快速退火，在所述碳化硅晶圆的背面制作欧姆接触；利用所述类金刚石膜和所述氧化层作为钝化层，对所述碳化硅晶圆的正面进行光刻、刻蚀和去胶清洗，在所述碳化硅晶圆的正面形成刻蚀窗口；在所述碳化硅晶圆的正面制作肖特基接触。2.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：史晶晶，李诚瞻，刘国友，赵艳黎，周正东，高云斌，吴佳，杨勇雄，刘可安，
申请(专利权)人：株洲南车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43