【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于碳化硅制造，具体涉及一种基于激光退火的半导体欧姆接触加工系统及方法。
技术介绍
1、碳化硅(sic)作为一种宽禁带半导体材料，因其优异的热导率、高击穿电场强度和高电子饱和漂移速度等特性，被广泛应用于高功率和高频电子器件中。这些独特的特性使碳化硅成为大功率和高温电子设备的理想候选材料，尤其是在硅等传统半导体材料无法满足要求的应用场景下。
2、在碳化硅上形成低电阻和热稳定的欧姆触点对基于碳化硅的器件的性能和寿命至关重要。欧姆接触能确保电荷载流子从金属有效地注入半导体，而不会引入明显的能量障碍或过大的电阻，这种高效的电荷转移对于保持电子器件的整体功能和效率至关重要；而欧姆接触不良会导致接触电阻过高、功率损耗增加和器件可靠性降低，最终影响整个电子系统的性能。
3、目前制造碳化硅欧姆接触技术主要是快速热退火和激光热退火，而传统的快速热退火很难精确控制退火区域和深度以及接触区域的微观结构特性。要克服这些挑战，激光退火是一种很有前途的方法，它具有局部加热、基底损伤最小以及退火参数可精确控制等优点，而且激光退火不会影响晶圆正面的器件结构，因此可以先进行正面器件结构的制造，再进行晶圆减薄，最后在背面进行激光退火形成需要的欧姆接触，晶圆减薄对于减小功率器件的功率损耗至关重要。
4、在采用激光退火制造碳化硅欧姆接触时，除了需要保证欧姆接触质量之外，工艺效率也是该技术成功转移到实际工业应用的关键因素。目前激光退火技术大多采用小尺寸的光斑，小光斑虽然可以实现更精细的控制，但在大面积加工时，需要更多的扫描次
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于激光退火的半导体欧姆接触加工方法，至少可以解决现有技术中存在的部分缺陷，
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种基于激光退火的半导体欧姆接触加工方法，对半导体样品表面激光退火处理时，采用大尺寸平顶光作为退火光源发射到半导体样品表面，并对半导体样品表面进行单方向吹气，其吹气方向与半导体样品的步进方向相同。
4、进一步的，所述大尺寸平顶光发射到半导体样品表面时，以离焦方式扫描碳化硅样品表面。
5、进一步的，所述离焦方式扫描的离焦量为50～1000μm。
6、进一步的，所述激光退火处理的激光m2因子大于10。
7、进一步的，所述激光退火处理的激光中心波长为200～400nm，重复频率采用1～5khz，脉冲宽度为75～150ns，能量密度为3.3～5j/cm2。
8、进一步的，所述半导体样品为sic晶圆表面沉积金属层的金属-sic复合结构，所述金属层的材料为ni、ti、pt或w中至少一种，金属层厚度为60～140nm。
9、进一步的，所述大尺寸平顶光为矩形平顶光斑，其尺寸为长度1100μm～1300μm、宽度300～400μm。
10、另外，本专利技术还提供了一种基于激光退火的半导体欧姆接触加工系统，包括激光器，将激光整形为平顶光的光束整形组件，以及用于承载半导体样品的退火扫描组件；所述退火扫描组件包括位移平台和加工腔室，所述加工腔室内与进样口相对一侧设有若干吹气孔，所述吹气孔位于半导体样品的上方。
11、进一步的，所述吹气孔方向向下倾斜5～15°。
12、进一步的，所述加工腔室的进样口一侧设有吸气孔。
13、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
14、(1)本专利技术采用大尺寸平顶光作为激光退火光源，在进行大面积半导体材料退火时，大大减少光斑移动次数，从而缩短加工时间，提高加工效率；同时采用单方向吹气模式辅助进行激光退火加工，有效解决大光斑退火时产生的扫描区域局部不均匀现象，提高产品加工质量。
15、(2)本专利技术采用激光离焦加工方式，离焦状态下，光束的相位和幅度在焦点附近的空间分布更加扩散，使得光束在不同位置的相位差异减小，干涉和衍射效应变得更为均匀，每个子光束在重组时减少了高强度点和低强度点的对比度，进一步提高大尺寸平顶光的光斑均匀性，从而获得表面形貌均匀的欧姆接触结构。
16、以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于激光退火的半导体欧姆接触加工方法，其特征在于：对半导体样品表面激光退火处理时，采用大尺寸平顶光作为退火光源发射到半导体样品表面，并对半导体样品表面进行单方向吹气，其吹气方向与半导体样品的步进方向相同。
2.如权利要求1所述的基于激光退火的半导体欧姆接触加工方法，其特征在于：所述大尺寸平顶光发射到半导体样品表面时，以离焦方式扫描碳化硅样品表面。
3.如权利要求2所述的基于激光退火的半导体欧姆接触加工方法，其特征在于：所述离焦方式扫描的离焦量为50～1000μm。
4.如权利要求1～3任一项所述的基于激光退火的半导体欧姆接触加工方法，其特征在于：所述激光退火处理的激光M2因子大于10。
5.如权利要求1～3任一项所述的基于激光退火的半导体欧姆接触加工方法，其特征在于：所述激光退火处理的激光中心波长为200～400nm，重复频率采用1～5kHz，脉冲宽度为75～150ns，能量密度为3.3～5J/cm2。
6.如权利要求1～3任一项所述的基于激光退火的半导体欧姆接触加工方法，其特征在于：所述半导体样品为SiC晶圆表
7.如权利要求1～3任一项所述的基于激光退火的半导体欧姆接触加工方法，其特征在于：所述大尺寸平顶光为矩形平顶光斑，其尺寸为长度1100μm～1300μm、宽度300～400μm。
8.一种基于激光退火的半导体欧姆接触加工系统，其特征在于：用于权利要求1～7任一项所述的半导体欧姆接触加工方法中，包括激光器，将激光整形为平顶光的光束整形组件，以及用于承载半导体样品的退火扫描组件；所述退火扫描组件包括位移平台和加工腔室，所述加工腔室内与进样口相对一侧设有若干吹气孔，所述吹气孔位于半导体样品的上方。
9.如权利要求8所述的基于激光退火的半导体欧姆接触加工系统，其特征在于：所述吹气孔方向向下倾斜5～15°。
10.如权利要求8所述的基于激光退火的半导体欧姆接触加工系统，其特征在于：所述加工腔室的进样口一侧设有吸气孔。
...【技术特征摘要】
1.一种基于激光退火的半导体欧姆接触加工方法，其特征在于：对半导体样品表面激光退火处理时，采用大尺寸平顶光作为退火光源发射到半导体样品表面，并对半导体样品表面进行单方向吹气，其吹气方向与半导体样品的步进方向相同。
2.如权利要求1所述的基于激光退火的半导体欧姆接触加工方法，其特征在于：所述大尺寸平顶光发射到半导体样品表面时，以离焦方式扫描碳化硅样品表面。
3.如权利要求2所述的基于激光退火的半导体欧姆接触加工方法，其特征在于：所述离焦方式扫描的离焦量为50～1000μm。
4.如权利要求1～3任一项所述的基于激光退火的半导体欧姆接触加工方法，其特征在于：所述激光退火处理的激光m2因子大于10。
5.如权利要求1～3任一项所述的基于激光退火的半导体欧姆接触加工方法，其特征在于：所述激光退火处理的激光中心波长为200～400nm，重复频率采用1～5khz，脉冲宽度为75～150ns，能量密度为3.3～5j/cm2。
6.如权利要求1～3任一项所述的基于激光退火的半导体欧...
【专利技术属性】
技术研发人员：张家豪，李家文，黄伟，张摇，胡雪娇，库东峰，王建刚，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
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