一种GaAs半导体表面欧姆接触电极及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种GaAs半导体表面欧姆接触电极及其制作方法，首先通过在GaAs半导体表面做接触电极，然后再在石英衬底上依次生成Cu层和Au层，将石英衬底上的Au层与GaAs上接触电极的接触层通过退火粘合封装在一起，然后抛光去除石英衬底，即可得到GaAs欧姆接触电极，通过在石英衬底上以铜层为过渡层，进行金层的制作，克服了金层与石英衬底难键和的问题，完成加厚金层的单独支座，克服了金层通过磁控溅射、真空蒸发方法很难制备出易于键合的微米级厚度的金层的问题，因此将加厚金层单独用电镀的方法来制作，通过本方法制作的GaAs接触电极使得器件可以非常容易地键合到电路中测试使用，器件可以工作在更高的温度，得到更好的器件性能表现。

An ohmic contact electrode on GaAs semiconductor surface and its manufacturing method

The invention discloses a semiconductor surface GaAs ohmic contact electrode and its production method, first through the contact electrode on the surface of GaAs semiconductor, and then turn on the quartz substrate to generate Cu layer and Au layer, Au layer and GaAs layer will contact the contact electrode on the quartz substrate by annealing bonding package together, and then polishing the removal of the quartz substrate, GaAs can be obtained through the ohmic contact electrode on quartz substrate with copper layer is a transition layer, making the gold layer, overcome the gold layer and the quartz substrate to bond and the problem, complete the single support seat thickened gold layer, overcome the gold layer by magnetron sputtering and vacuum evaporation method is very difficult preparation of gold layer to micron thickness of the bonding problem, so thick gold layer separately by electroplating method to produce GaAs contact electrode produced by this method can make the device Very easy to bond to the circuit test, the device can work at a higher temperature, better performance of the device performance.

【技术实现步骤摘要】
一种GaAs半导体表面欧姆接触电极及其制作方法
本专利技术属于电极接触制备领域，具体涉及一种GaAs半导体表面欧姆接触电极及其制作方法。
技术介绍
光导开关(PhotoconductiveSemiconductorswitch，PCSS)以开关速度快、功率大、触发无抖动、寄生电感电容小、重复频率高、光电隔离好、不受电磁干扰和结构紧凑等优点，正逐步取代火花隙、闸流管、真空管等传统开关，被广泛应用于脉冲功率领域。然而，GaAs光导开关常用的Au/Ge/Ni合金欧姆接触电极，在高频率开关下，热积累会导致器件欧姆接触性能退化，甚至导致开关失效，其使用寿命仅为数千次，远远达不到高功率器件所需的106次。由于器件使用必须要用引线键合到外电路中，而制作的欧姆接触电极有很好的特性，但是几十纳米的金属层很难键合到外电路，或者在操作的过程中极易将电极扎破，导致器件性能退化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种GaAs半导体表面欧姆接触电极及其制作方法，以克服现有技术的不足。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种GaAs半导体表面欧姆接触电极的制作方法，具体包括以下步骤：首先在GaAs半导体表面做接触电极，在石英衬底上依次生成Cu层和Au层，将石英衬底上的Au层与GaAs上接触电极的接触层通过退火粘合封装在一起，即可得到GaAs欧姆接触电极，然后抛光去除石英衬底。进一步的，具体的，将GaAs衬底上端通过光刻技术进行光刻胶制作，然后通过磁控溅射依次溅射镀Mo层、W层和Ti层，然后进行真空蒸发镀Au层，将制作好金属电极的GaAs光导开关用丙酮超声清洗，除去内圆部分溅射的金属即可得到GaAs欧姆接触电极，再用去离子水清洗，通过氮气吹干，通过在氩气氛围中高温退火，以实现欧姆接触。进一步的，在GaAs衬底上端通过光刻技术进行光刻胶制作前，首先对GaAs衬底做抛光处理，去除GaAs衬底表面的氧化物，首先将SiC衬底依次通过丙酮、酒精、去离子水各超声清洗5-10min，然后用浓H2SO4浸泡5-10min，再依次通过丙酮、酒精和去离子水各超声清洗5-10min，然后通过氮气吹干。进一步的，将抛光后的GaAs衬底安装在甩胶机上，在抛光后的GaAs衬底表面滴入光刻胶，然后通过甩胶机匀速转动即得到均匀的、没有缺陷的光刻胶膜；采用光刻胶为正性光刻胶SUN-110P；甩胶机转速为2000转/min-3000转/min；将得到光刻胶膜的GaAs衬底进行前烘：将样品置于90-110℃的加热台上，烘烤85-95s；用波长为360-370nm的紫外光曝光175-185s，结束后取下样品，将曝光后的GaAs衬底置于正胶显影液不少于55s，用去离子水冲洗不少于30s，除掉显影液残留，再用氮气吹干即可得到光刻后带有电极图像的GaAs衬底。进一步的，磁控溅射过程中在Ar气氛围下进行，功率为20-180W，溅射气压为1.1-1.3Pa。进一步的，真空蒸发镀膜蒸镀Au层，真空度为5×10-4Pa。进一步的，首先在石英衬底上通过磁控溅射生成铜层，在铜层上通过亚硫酸盐镀金法电镀Au层，Au层厚度为3um。进一步的，将GaAs接触电极的接触层和石英衬底上的Au层接触，在氩气氛围中，650-800℃高温退火1-2min，使其二者粘合封装在一起，即可完成GaAs欧姆接触电极。一种GaAs半导体表面欧姆接触电极，其特征在于，GaAs上依次为Mo层、W层和、Ti层、Au层和Cu层。进一步的，其中Mo层厚度为20nm；W层厚度为40nm；Ti层厚度为；Au层厚度为3.1um；Cu层厚度为100-200nm。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术一种GaAs半导体表面欧姆接触电极及其制作方法，首先通过在GaAs半导体表面做接触电极，然后再在石英衬底上依次生成Cu层和Au层，将石英衬底上的Au层与GaAs上接触电极的接触层通过退火粘合封装在一起，然后抛光去除石英衬底，即可得到GaAs欧姆接触电极，通过在石英衬底上以铜层为过渡层，进行金层的制作，克服了金层与石英衬底难键和的问题，完成加厚金层的单独支座，克服了金层通过磁控溅射、真空蒸发方法很难制备出易于键合的微米级厚度的金层的问题，因此将加厚金层单独用电镀的方法来制作，Mo、W、Ti金属熔点非常高，退火后金属间形成合金，电阻降低通过本方法制作的GaAs接触电极使得器件可以非常容易地键合到电路中测试使用，器件可以工作在更高的温度，得到更好的器件性能表现。附图说明图1为GaAs表面做接触电极结构示意图。图2为石英衬底加厚电极层结构示意图。图3为本专利技术GaAs半导体表面欧姆接触电极结构示意图。具体实施方式下面对本专利技术做进一步详细描述：一种GaAs半导体表面欧姆接触电极的制作方法，具体包括以下步骤：首先在GaAs半导体表面做接触电极如图1所示，在石英衬底上依次生成Cu层和Au层如图2所示，将石英衬底上的Au层与GaAs上接触电极的接触层通过退火粘合封装在一起，如图3所示，然后抛光去除石英衬底，即可得到GaAs欧姆接触电极。具体的，将GaAs衬底上端通过光刻技术进行光刻胶制作，然后通过磁控溅射依次溅射镀Mo层、W层和Ti层，然后进行真空蒸发镀Au层，将制作好金属电极的GaAs光导开关用丙酮超声清洗，除去内圆部分溅射的金属即可得到GaAs欧姆接触电极，再用去离子水清洗，通过氮气吹干，通过在氩气氛围中高温退火，以实现欧姆接触；在GaAs衬底上端通过光刻技术进行光刻胶制作前，首先对GaAs衬底做抛光处理，去除GaAs衬底表面的氧化物，首先将SiC衬底依次通过丙酮、酒精、去离子水各超声清洗5-10min，然后用浓H2SO4浸泡5-10min，再依次通过丙酮、酒精和去离子水各超声清洗5-10min，然后通过氮气吹干，置于光学显微镜下观察，看表面是否洁净，采用这种处理方法除去SiC衬底表面的氧化物；其中酒精浓度大于95％，浓硫酸浓度大于95％；在GaAs衬底上端通过光刻技术进行光刻胶制作，具体的：将抛光后的GaAs衬底安装在甩胶机上，在抛光后的GaAs衬底表面滴入光刻胶，然后通过甩胶机匀速转动即得到均匀的、没有缺陷的光刻胶膜；采用光刻胶为正性光刻胶SUN-110P；甩胶机转速为2000转/min-3000转/min；将得到光刻胶膜的GaAs衬底进行前烘：将样品置于90-110℃的加热台上，烘烤85-95s；通过前烘挥发光刻胶膜中的溶剂，减小灰尘对光刻胶膜的污染，同时由于光刻胶膜高速旋转而产生的应力，提高了光刻胶膜与衬底之间的黏附性；使用URE2000光刻机，用显微镜将前烘后的GaAs衬底与掩模板上所选图形进行对准，然后用波长为360-370nm的紫外光曝光175-185s，结束后取下样品，要注意不能接触短波长光源以免发生二次曝光；将曝光后的GaAs衬底置于正胶显影液不少于55s，用去离子水冲洗不少于30s，除掉显影液残留，再用氮气吹干即可得到光刻后带有电极图像的GaAs衬底，在显微镜下观测光刻后的图形是否完整；磁控溅射过程中在Ar气氛围下进行，功率为20-180W，溅射气压为1.1-1.3Pa；真空蒸发镀膜蒸镀Au层，真空度为5×10-4Pa。首先在石英衬底上通过磁控溅射生成铜层，在铜层上通过亚硫酸盐镀金法电镀Au层，Au层厚度为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种GaAs半导体表面欧姆接触电极的制作方法，其特征在于，具体包括以下步骤：首先在GaAs半导体表面做接触电极，在石英衬底上依次生成Cu层和Au层，将石英衬底上的Au层与GaAs上接触电极的接触层通过退火粘合封装在一起，然后抛光去除石英衬底，即可得到GaAs欧姆接触电极。

【技术特征摘要】
1.一种GaAs半导体表面欧姆接触电极的制作方法，其特征在于，具体包括以下步骤：首先在GaAs半导体表面做接触电极，在石英衬底上依次生成Cu层和Au层，将石英衬底上的Au层与GaAs上接触电极的接触层通过退火粘合封装在一起，然后抛光去除石英衬底，即可得到GaAs欧姆接触电极。2.根据权利要求1所述的一种GaAs半导体表面欧姆接触电极的制作方法，其特征在于，具体的，将GaAs衬底上端通过光刻技术进行光刻胶制作，然后通过磁控溅射依次溅射镀Mo层、W层和Ti层，然后进行真空蒸发镀Au层，将制作好金属电极的GaAs光导开关用丙酮超声清洗，除去内圆部分溅射的金属即可得到GaAs欧姆接触电极，再用去离子水清洗，通过氮气吹干，通过在氩气氛围中高温退火，以实现欧姆接触。3.根据权利要求2所述的一种GaAs半导体表面欧姆接触电极的制作方法，其特征在于，在GaAs衬底上端通过光刻技术进行光刻胶制作前，首先对GaAs衬底做抛光处理，去除GaAs衬底表面的氧化物，首先将SiC衬底依次通过丙酮、酒精、去离子水各超声清洗5-10min，然后用浓H2SO4浸泡5-10min，再依次通过丙酮、酒精和去离子水各超声清洗5-10min，然后通过氮气吹干。4.根据权利要求3所述的一种GaAs半导体表面欧姆接触电极的制作方法，其特征在于，将抛光后的GaAs衬底安装在甩胶机上，在抛光后的GaAs衬底表面滴入光刻胶，然后通过甩胶机匀速转动即得到均匀的、没有缺陷的光刻胶膜；采用光刻胶为正性光刻胶SUN-110P；甩胶机转速为2000转/min-3000转/min；将得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：张景文，陈旭东，李忠乐，翟文博，卜忍安，王宏兴，侯洵，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61