The invention discloses the preparation method of the ohm contact electrode of the AlGaN/GaN HEMT device, including the following steps: (1) using the photolithography technology, the source leakage ohm contact window is prepared on the surface of the AlGaN/GaN heterojunction epitaxial piece, and (2) the method of ICP etching is used for the dry etching of the ohm contact area, the AlGaN layer is completely removed and the etching to GaN is made. The channel layer is 5 to 20nm below; (3) the metal Al layer, metal Ti layer and metal Au layer are deposited in the source leakage region, and (4) after degumming, the alloy annealing treatment is carried out at 600~750 C to form the ohm contact electrode. Compared with the traditional ohm contact electrode metal system, the alloy temperature of the ohm contact electrode decreased by about 200 degrees C, reducing the difficulty of the process, and the surface morphology of the ohm contact surface after the alloy was more smooth.
【技术实现步骤摘要】
AlGaN/GaNHEMT器件欧姆接触电极的制备方法
本专利技术涉及GaN基HEMT器件,特别涉及AlGaN/GaNHEMT器件欧姆接触电极的制备方法。
技术介绍
GaN材料作为第三带半导体的代表,是继Si、GaAs材料之后的一种重要半导体材料,由于具有大禁带宽度、高临界场强、高载流子饱和速度以及耐高温抗辐照等优良特性,受到研究者的广泛关注。其中GaN基异质结(如AlGaN/GaN)高电子迁移率场效应晶体管(HEMT)在微波及毫米波领域所展现出来的优异性能,使国内外对其进行了广泛而深入的研究。经过近些年来的努力,GaN基HEMT器件性能和稳定性得到了巨大提升。GaN基HEMT器件在制造工艺过程中,源漏欧姆接触工艺是关键技术之一,直接影响着器件的频率和功率性能。源漏欧姆接触工艺广泛采用真空电子束蒸发、磁控溅射等方法在GaN基材料表面堆叠钛/铝/高熔点金属/金(Ti/Al/Metal/Au)多层金属体系,而后高温合金形成欧姆接触。在高温退火过程中,金属Ti与氮化物发生反应,分解AlGaN表面的氧化物,在界面层生成TiN和AlTi2N合金,使势垒层出现N空位,使得电极下方的AlGaN层变成重掺杂区域,大大降低耗尽层厚度,电子容易通过隧道进入沟道层,从而获得低的欧姆接触电阻率,同时Al和Ti形成TiAl3晶相的钛铝合金,既能阻止Ti进一步氧化,也能防止上层金属往下扩散与半导体形成肖特基接触,进一步降低了欧姆接触电阻率。Ti/Al/Metal/Au多层金属体系中的Metal被称为“阻挡层”,作用是阻止上层Au往下扩散,Au与Al反应会形成具有高电阻值的合金。Au的作 ...
【技术保护点】
1.AlGaN/GaN HEMT器件欧姆接触电极的制备方法,其特征在于,沉积欧姆接触电极前,采用ICP刻蚀的方法将欧姆接触区域AlGaN势垒层全部刻蚀;欧姆接触电极沉积采用三层结构的Al/Ti/Au结构,与刻蚀侧壁及底部GaN形成金半接触界面的是Al。
【技术特征摘要】
1.AlGaN/GaNHEMT器件欧姆接触电极的制备方法,其特征在于,沉积欧姆接触电极前,采用ICP刻蚀的方法将欧姆接触区域AlGaN势垒层全部刻蚀;欧姆接触电极沉积采用三层结构的Al/Ti/Au结构,与刻蚀侧壁及底部GaN形成金半接触界面的是Al。2.根据权利要求1所述的AlGaN/GaNHEMT器件欧姆接触电极的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)利用光刻技术,在AlGaN/GaN异质结外延片表面制备出源漏欧姆接触窗口;(2)采用ICP刻蚀的方法,对欧姆接触区域进行干法刻蚀,完全去除AlGaN层,并刻蚀至GaN沟道层往下5~20nm处;(3)在源漏区域依次沉积金属Al层、金属Ti层、金属Au层;(4)去胶剥离后,于600~750℃进行合金退火处理,形成欧姆接触电极。3.根据权利要求2所述的AlGaN/GaNHEMT器件欧姆接触电极的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述刻蚀深度为至GaN沟道5~20nm处。4.根据权利要求2所...
【专利技术属性】
技术研发人员:李国强,陈丁波,刘智崑,万利军,
申请(专利权)人:华南理工大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
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