一种降低Ni/Au与p-GaN欧姆接触的比接触电阻率的方法，包括如下步骤：步骤1：在p-GaN层上生长重掺杂的p-GaN薄层；步骤2：对p-GaN层和p-GaN薄层进行Mg激活退火；步骤3：在p-GaN薄层上生长重掺杂的p-InGaN薄层；步骤4：对p-InGaN薄层进行Mg激活退火，形成样品；步骤5：将样品表面进行处理，在样品表面光刻，形成图形；步骤6：在样品的表面通过电子束蒸发来蒸发Ni/Au金属层；步骤7：将多余的Ni/Au金属层剥离；步骤8：退火形成Ni/Au合金，形成欧姆接触，完成制备。本发明专利技术可以进一步提高p-GaN欧姆接触的性能，以更好的将宽禁带半导体材料应用于高频、大功率器件。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微电子
，涉及半导体材料器件制造技术，具体地说是一种。
技术介绍
以GaN为代表的III族氮化物因具有一系列优越的性质，而成为近年来化合物半导体研究的热点之一。其禁带宽度大、电子饱和漂移速度高、导热性能良好等特点适合于制作高频、大功率电子器件；利用其宽的直接带隙可以制作蓝、绿光和紫外光的光电子器件。但是GaN基器件的研制要求金属与半导体之间形成高质量的欧姆接触，对于n-GaN来说，其上的电极制备通过Ti/Al体系可获得比接触电阻率在1(Γ6-1(Γ8Ω.αιι2范围的欧姆接触。而对于P-GaN来说，很难实现低比接触电阻率的欧姆接触，一方面由于很难获得高空穴浓度的p-GaN，另一方面是由于缺少合适的金属体系。Ni/Au是目前欧姆接触研究选用较多的金属之一，而受到Mg受主较高激活能的限制，P-GaN掺杂水平很难进一步提高，因此如何提高P-GaN欧姆接触的性能、降低比接触电阻率成为氮化物研究的重点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种降低Ni/Au与p-GaN欧姆接触的比接触电阻率的制备方法，从而进一步提高P-GaN欧姆接触的性能，以更好的将宽禁带半导体材料应用于高频、大功率器件。 本专利技术提供一种，包括如下步骤: 步骤1:在p-GaN层上生长重掺杂的p_GaN薄层； 步骤2:对p-GaN层和ρ-GaN薄层进行Mg激活退火； 步骤3:在p-GaN薄层上生长重掺杂的p_InGaN薄层； 步骤4:对p-1nGaN薄层进行Mg激活退火,形成样品； 步骤5:将样品表面进行处理，在样品表面光刻，形成图形； 步骤6:在样品的表面通过电子束蒸发来蒸发Ni/Au金属层； 步骤7:将多余的Ni/Au金属层剥离； 步骤8:退火形成Ni/Au合金，形成欧姆接触，完成制备。 本专利技术的有益效果是，通过采用本专利技术提出的将重掺ρ-GaN薄层和重掺p-1nGaN薄层分别采用不同温度退火的方法，可以将Ni/Au与p-GaN欧姆接触的比接触电阻率降低到3.07Χ10_ΤΩ.αιι2，此效果的p-GaN欧姆接触可以很好地应用于制作高质量的高频、大功率器件。 【附图说明】 为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下参照附图，并结合具体实验结果，对本专利技术作进一步的详细说明，其中: 图1为本专利技术生长结构示意图； 图2为本专利技术提出的低比接触电阻率的欧姆接触的制备流程图； 图3为本专利技术提出重掺杂的P-GaN薄层和p_InGaN薄层生长及两次退火过程示意图； 图4为本专利技术制备的欧姆接触通过CTLM方法测得的1-V曲线； 图5为本专利技术制备的欧姆接触通过CTLM方法拟合得到的直线及算得的比接触电阻率。 【具体实施方式】 请参阅图1及图2所示，本专利技术生长结构依次为中度掺杂的ρ-GaN层01、重掺杂的p-GaN薄层02、重掺杂的p-1nGaN薄层03、Ni/Au金属层04,具体来说一种降低Ni/Au与P-GaN欧姆接触的比接触电阻率的方法，包括如下步骤: 步骤1:在p-GaN层01上生长重掺杂的p_GaN薄层02，该ρ-GaN薄层02的生长温度为800-1100°C，厚度为10-50nm，该生长条件可以通过MOCVD生长设备精确控制； 步骤2:对p-GaN薄层02进行Mg激活退火，所述ρ-GaN薄层02的Mg激活退火是在纯氮气条件下采用700-900°C的高温退火，退火的时间为2-20min，本次退火过程是在MOCVD生长设备中完成的； 步骤3:在p-GaN薄层02上生长p-1nGaN薄层03,所述p-1nGaN薄层03的生长温度为600-800°C，厚度约为2-20nm ； 步骤4:对p-1nGaN薄层03进行Mg激活退火,所述对p_InGaN薄层03的Mg激活退火是在纯氮气条件下采用550-750°C的低温退火，时间为2-20min，形成样品；以上四个步骤都是在MOCVD设备中进行的，具体过程如图3所示，中途不需要将样品取出设备，步骤四完成后才将样品从MOCVD设备中取出样品。 步骤5:将样品表面进行处理，所述对样品进行表面处理的具体过程为:丙酮超声1min ;酒精超声1min ;盐酸超声1min,在样品表面光刻,形成图形。圆形传输线模型方法需要在材料表面制作一组圆形电极，每个圆形金属电极的半径r相同，为200 μ m。在圆形金属电极外留下一个圆环状的空白区域，而且每个圆环的外径R是逐渐减小的，从大到小依次为 260、250、240、235、230、225、220、215 μ m,由此可得圆环的宽度 d 分别为 60、50、40、35、30、25、20、15 μ m，也就是说圆环的宽度d是逐渐减小的，在圆环外是大面积的金属； 步骤6:在样品的表面通过电子束蒸发Ni/Au金属层04，所述蒸发的Ni/Au金属层04中的Ni的厚度分别为10-40nm，Au的厚度为20_80nm ； 步骤7:将多余的Ni/Au金属层04剥离； 步骤8:退火，所述退火的温度为450-600°C，退火是在含氧气氛中合金化处理3-20min,形成欧姆接触，完成制备。 如上述制作步骤所述，本专利技术的重要创新点在于将重掺的P-1nGaN薄层的Mg激活退火过程与底下P-GaN层和重掺的p-GaN薄层的Mg激活退火过程分离开来，因为InGaN材料的生长需要较低的温度，而P-GaN层和重掺的p-GaN薄层的Mg激活退火需要较高的温度，该温度一般高于InGaN薄层的生长温度。所以采用一次统一退火的话往往两者不能兼顾，为了保证InGaN薄层的质量，只能采用较低退火温度统一对三层退火，p-GaN层和重掺的p-GaN薄层的Mg激活效率很低，导致空穴浓度很低，不利于跟金属层形成高性能的欧姆接触。而本专利技术提出的分开退火的方法可以很好地解决这一矛盾。 制备好的样品进行测试实验中测量仪器为Keithley6430，将源表的正负极分别接在每个圆环的两侧，测得的8组1-V曲线如图4所示，所示曲线的线性度非常好，说明制备的欧姆接触样品有很好的欧姆特性。测量被圆环隔开的圆点电极与大面积电极之间的电阻Rt,并根据CTLM方法将Rt与In (R/r)进行线性拟合，所得直线如图5所示，经过一系列计算，得到的比接触电阻率可以低至3.07Χ10_ΤΩ.cm2，比原来只采用一次退火进行Mg激活样品得到的比接触电阻率(4.0Χ10_5Ω - cm2)降低了两个数量级。该质量的欧姆接触可以很好地应用于GaN基大功率器件，如蓝绿光激光器，从而提高器件性能。 以上所述的具体实施例，对本专利技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本专利技术的具体实施例而已，并不用于限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种降低Ni/Au与p‑GaN欧姆接触的比接触电阻率的方法，包括如下步骤：步骤1：在p‑GaN层上生长重掺杂的p‑GaN薄层；步骤2：对p‑GaN层和p‑GaN薄层进行Mg激活退火；步骤3：在p‑GaN薄层上生长重掺杂的p‑InGaN薄层；步骤4：对p‑InGaN薄层进行Mg激活退火，形成样品；步骤5：将样品表面进行处理，在样品表面光刻，形成图形；步骤6：在样品的表面通过电子束蒸发来蒸发Ni/Au金属层；步骤7：将多余的Ni/Au金属层剥离；步骤8：退火形成Ni/Au合金，形成欧姆接触，完成制备。
【技术特征摘要】
1.一种降低Ni/Au与P-GaN欧姆接触的比接触电阻率的方法，包括如下步骤: 步骤1:在P-GaN层上生长重掺杂的P-GaN薄层； 步骤2:对p-GaN层和p-GaN薄层进行Mg激活退火； 步骤3:在p-GaN薄层上生长重掺杂的P-1nGaN薄层； 步骤4:对p-1nGaN薄层进行Mg激活退火,形成样品； 步骤5:将样品表面进行处理，在样品表面光刻，形成图形； 步骤6:在样品的表面通过电子束蒸发来蒸发Ni/Au金属层； 步骤7:将多余的Ni/Au金属层剥离； 步骤8:退火形成Ni/Au合金，形成欧姆接触，完成制备。2.根据权利要求1所述的降低Ni/Au与p-GaN欧姆接触比接触电阻率的方法，其中P-GaN薄层的生长温度为800-1100°C，厚度为10_50nm。3.根据权利要求2所述的降低Ni/Au与p-GaN欧姆接触比接触电阻率的方法，其中P-GaN薄层的Mg激活退火是在纯氮气条件下采用700-900°C的高温退火，退火的时间为2_20mino4.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：李晓静，赵德刚，江德生，刘宗顺，朱建军，陈平，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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