基于TiN的GaN基HEMT无金欧姆接触电极的制备方法技术

本发明专利技术公开了基于TiN的GaN基HEMT无金欧姆接触电极的制备方法。该方法包括：光刻形成源漏电极图形；对源漏电极图形处的GaN基外延进行表面处理；沉积无金源漏电极金属层，剥离形成源漏电极；对沉积源漏电极后的GaN基HEMT进行退火处理，形成无金源漏欧姆接触电极。本发明专利技术采用低温磁控溅射TiN薄膜，通过后期退火合金促进TiN重新结晶并与其它电极金属发生固相反应，使低温溅射TiN的导电性大大提升，避免高温制备TiN薄膜过程，有利于降低工艺温度、简化工艺流程，提升工艺兼容性，有助于降低GaN基HEMT器件的制造成本。

【技术实现步骤摘要】
基于TiN的GaN基HEMT无金欧姆接触电极的制备方法
本专利技术涉及半导体器件，特别是涉及一种基于TiN的GaN基HEMT无金欧姆接触电极制备方法，该无金欧姆接触电极可用于电力电子和微波通信等领域。
技术介绍
GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)在高压、高频、大功率半导体激光器件以及高性能紫外探测器等领域有广泛的应用前景。然而，较高的成本限制了HEMT器件的广泛应用。降低HEMT的制造成本的一个方法是实现HEMT在Si‐CMOS工艺线的大规模生产。高质量欧姆接触是确保HEMT达到最佳器件性能的关键因素。常规HEMT器件的欧姆和肖特基接触工艺中采用的有金接触金属，会造成Au对CMOS工艺线的污染。因此，HEMT无金欧姆接触技术是提高HEMT器件可靠性和实现Si‐CMOS工艺线的大规模制造的关键。氮化钛(TiN)是过渡金属氮化物，它由离子键、金属键和共价键混合而成，它具有高强度、高硬度、耐高温、耐酸碱侵蚀、耐磨损以及良好的导电性和导热性，是替代Au作为欧姆接触金属的极佳材料。目前，高性能TiN薄膜通常是在较高的基底温度(300～700℃)下通过磁控溅射方式沉积的。然而，在高温环境下沉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于TiN的GaN基HEMT无金欧姆接触电极的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1)源漏电极图形：通过光刻工艺在GaN基外延层上定义源漏电极图形区域；光刻掩模覆盖在GaN基外延层上除源漏电极图形区域以外的区域；2)表面处理：对源漏电极图形区域进行表面处理；3)沉积电极材料：通过磁控溅射的方式沉积无金的源漏电极金属层，无金的源漏电极金属层是用磁控溅射的方法在GaN基外延层表面上依次溅射Ti金属、Al金属、TiN金属或TiN多层金属；Ti金属、Al金属、TiN或TiN多层金属组成源漏电极，源漏电极包括间隔设置的源电极和漏电极；其中，溅射TiN金属或TiN多层金属采用低温反应磁控溅射的方法沉积，...

【技术特征摘要】
1.基于TiN的GaN基HEMT无金欧姆接触电极的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1)源漏电极图形：通过光刻工艺在GaN基外延层上定义源漏电极图形区域；光刻掩模覆盖在GaN基外延层上除源漏电极图形区域以外的区域；2)表面处理：对源漏电极图形区域进行表面处理；3)沉积电极材料：通过磁控溅射的方式沉积无金的源漏电极金属层，无金的源漏电极金属层是用磁控溅射的方法在GaN基外延层表面上依次溅射Ti金属、Al金属、TiN金属或TiN多层金属；Ti金属、Al金属、TiN或TiN多层金属组成源漏电极，源漏电极包括间隔设置的源电极和漏电极；其中，溅射TiN金属或TiN多层金属采用低温反应磁控溅射的方法沉积，溅射气体为氩气和/或氮气，溅射靶材为Ti靶，基底温度为25～100℃，溅射功率为100～250W，所沉积TiN金属或TiN多层金属的厚度为20～200nm；所述基底为经过步骤2)处理后的GaN基外延层；4)剥离：对步骤3)所得沉积电极材料通过剥离工艺去除光刻掩模以及光刻掩模上面的无金源漏电极金属层，留下源漏电极图形处的无金源漏电极金属层，形成源漏电极；5)退火：对步骤4所得的源漏电极进行退火，TiN重新结晶并与Ti金属和Al金属发生固相反应，使源漏电极与GaN基外延形成欧姆接触；所述退火的气体氛围为氮气，所述退火的温度为800～900℃。2.根据权利要求1所述的基于TiN的GaN基HEMT无金欧姆接触电极的制备方法，其特征在于，所述的对源漏电极图形区域进行表面处理是利用酸碱溶液清洗源漏电极图形区域表面氧化物或金属，或利用有机溶剂清洗源漏电极图形区域表面有机物，或采用干法刻蚀移除部分本征势垒层。3.根据权利要求1所述的基于TiN的GaN基HEMT无...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪，李祈昕，周泉斌，
申请(专利权)人：中山市华南理工大学现代产业技术研究院，华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44