一种GaN器件欧姆接触的改良方法技术

本发明专利技术涉及一种GaN器件欧姆接触的改良方法，其特征在于，包括：制备GaN器件，其中，所述GaN器件具有欧姆接触电极；在预设能量、预设剂量、预设温度、预设压强和预设时间下，对所述欧姆接触电极进行质子辐照。本发明专利技术实施例通过对GaN器件的欧姆接触电极进行一定程度的质子辐照，减小了欧姆接触电极的电阻，进而减小了有源区的方块电阻和比接触电阻，使得欧姆接触电极上的压降减小，从而增大了异质结沟道区域的压降，因此，质子辐照提升了欧姆接触电极的性能，提升了GaN器件的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种GaN器件欧姆接触的改良方法
本专利技术属于微电子
，具体涉及一种GaN器件欧姆接触的改良方法。
技术介绍
相比于以Si材料为代表的第一代半导体材料和GaAs材料为代表的第二代半导体材料，以GaN为代表的第三代半导体材料，具有禁带宽度大、击穿场强高、电子迁移率高等优异的半导体特性。凭借此材料制备的GaN器件因其具有工作电流大、工作速度快的优点，广泛应用于高温、高频、高功率等领域，在卫星通讯，空间站等系统中具有很大潜力。欧姆接触是GaN器件中的一种重要结构。在实际应用中欧姆接触有十分重要的作用，半导体器件一般都要利用金属电极输入或输出电流，这就要求在金属和半导体之间形成良好的欧姆接触。在超高频和大功率器件中，欧姆接触是设计和制造中的关键问题之一。从电学上讲，理想的欧姆接触的接触电阻与半导体样品或器件相比应当很小，当有电流流过时，欧姆接触上的电压降应当远小于样品或器件本身的压降，这种接触才会不影响器件的伏安特性。然而在工艺制备中，通常GaN器件使用Ti/Al/Ni/Au作为源极和漏极的金属电极并在退火后形成欧姆接触，难免在欧姆接触区域因接触电阻的存在而产生一定的压降。此外，欧姆接触在高的电流密度和高温环境下持续工作，会导致接触电阻的增加，器件产生退化。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种GaN器件欧姆接触的改良方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：本专利技术实施例提供了一种GaN器件欧姆接触的改良方法，包括：制备GaN器件，其中，所述GaN器件具有欧姆接触电极；在预设能量、预设剂量、预设温度、预设压强和预设时间下，对所述欧姆接触电极进行质子辐照。在本专利技术的一个实施例中，制备GaN器件，包括：对SiC或蓝宝石衬底进行退火处理；在所述衬底上生长AlN成核层；在所述AlN成核层上生长GaN缓冲层；在所述GaN缓冲层上生长AlGaN势垒层；在所述AlGaN势垒层上生长欧姆金属并进行退火处理，形成欧姆接触电极；在所述AlGaN势垒层上生长SiN钝化层；在所述AlGaN势垒层上生长肖特基接触电极。在本专利技术的一个实施例中，对所述欧姆接触电极进行质子辐照，包括采用低能加速器的真空枪体沿所述欧姆接触电极的表面匀速运动，使经过所述低能加速器加速的质子均匀注入所述欧姆接触电极。在本专利技术的一个实施例中，所述预设剂量为1010～1015H+/cm2。在本专利技术的一个实施例中，所述预设剂量为5×1013～5×1014H+/cm2。在本专利技术的一个实施例中，所述预设剂量为5×1014H+/cm2。在本专利技术的一个实施例中，所述预设温度为20～22℃。在本专利技术的一个实施例中，所述预设压强为100～10-8Pa。在本专利技术的一个实施例中，所述预设压强为1×10-5Pa。在本专利技术的一个实施例中，所述预设时间为5～30h。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1、本专利技术通过对GaN器件的欧姆接触电极进行一定程度的质子辐照，减小了欧姆接触电极的电阻，进而减小了有源区的方块电阻和比接触电阻，使得欧姆接触电极上的压降减小，从而增大了异质结沟道区域的压降，因此，质子辐照提升了欧姆接触电极的性能，提升了GaN器件的性能。2、本专利技术随着质子辐照剂量的增加，欧姆接触电极的电阻、方块电阻以及比接触电阻不断减小，欧姆接触电极上的压降进一步减小，欧姆接触电极性能提升的程度不断增强，器件的性能越来越好。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种GaN器件欧姆接触的改良方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种制备GaN器件的流程示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种GaN器件的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种TLM测试结构图；图5为本专利技术实施例提供的采用三种预设剂量辐照前后欧姆接触电阻变化的柱状图；图6为本专利技术实施例提供的采用三种预设剂量辐照前后方块电阻变化的柱状图；图7为本专利技术实施例提供的采用三种预设剂量辐照前后比接触电阻变化的柱状图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例一请参见图1，图1为本专利技术实施例提供的一种GaN器件欧姆接触的改良方法的流程示意图，包括步骤：S1、制备GaN器件，其中，所述GaN器件具有欧姆接触电极；请参见图2，图2为本专利技术实施例提供的一种制备GaN器件的流程示意图，具体包括步骤：S11、选取衬底1，对衬底1进行退火处理；GaN的生长只能通过某些异质衬底进行外延，因此选取SiC或者蓝宝石作为衬底；然后对SiC或者蓝宝石衬底进行高温退火处理以去除表面杂质。S12、在衬底1上生长AlN成核层2；采用金属有机化合物化学气相沉淀(Metal-organicChemicalVaporDeposition，MOCVD)方法在蓝宝石衬底1上生长一层AlN成核层2。AlN成核层可以减小衬底与GaN之间的晶格失配，并防止热应力对器件的损伤，减少晶体中产生的缺陷。S13、在所述AlN成核层2上生长GaN缓冲层3；具体的，采用MOCVD方法在AlN成核层2上生长GaN缓冲层3。S14、在所述GaN缓冲层3上生长AlGaN势垒层4；具体的，采用采用MOCVD方法在GaN缓冲层3上生长AlGaN势垒层4。S15、在所述AlGaN势垒层4上生长欧姆金属并进行退火处理，形成欧姆接触电极5；具体的，利用MOCVD方法、在850℃的氮气氛围中，在AlGaN势垒层上依次生长欧姆金属Ti/Al/Ni/Au，Ti/Al/Ni/Au的厚度分别为22/140/55/45nm，然后退火30s，使得欧姆金属下沉到GaN缓冲层，形成欧姆接触电极5。S16、在所述AlGaN势垒层4上生长SiN钝化层6；具体的，利用等离子体增强化学气相沉积(PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition，PECVD)方法在AlGaN势垒层上生长Si3N4，形成Si3N4钝化层。S17、在所述AlGaN势垒层4上生长肖特基接触电极7；具体的，利用电子束蒸发方法，在AlGaN势垒层上依次生长Ni/Au/Ni，Ni/Au/Ni的厚度分别为45/200/20nm，最终形成肖特基接触电极。请参见图3，图3为本专利技术实施例提供的一种GaN器件的结构示意图。制备得到的GaN器件具有欧姆接触电极，由于欧姆接触电极是欧姆金属经过退火处理形成的，因此，欧姆接触电极中由于接触电阻的存在会产生一定压降；并且，随着欧姆接触电极的持续工作，其接触电阻会增加。S2、在预设能量、预设剂量、预设温度、预设压强和预设时间下，对所述欧姆接触电极进行质子辐照。对所述欧姆接触电极进行质子辐照，理论上包括：采用低能加速器的真空枪体沿所述欧姆接触电极的表面匀速运动，使经过所述低能加速器加速的质子均匀注入所述欧姆接触电极。进一步的，采用低能加速器对质子进行加速，质子从低能加速器的枪口出去注入到器件内部，质子加速的速度设定原则为：使质子能够注入欧姆接触电极；低能加速器的真空枪体沿欧姆接触电极均匀扫过欧姆接触电极的表面，将欧姆接触电极表面全部覆盖，从而使得质子均匀注入欧姆接触电极，实现对欧姆接触电极进行质子辐照。进一步的，低能加速器的真空枪体从欧姆接触电极的正上方进行辐照，以保证质子注入的均匀度。进一步的，低能加速器的能量小于100M本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种GaN器件欧姆接触的改良方法，其特征在于，包括：制备GaN器件，其中，所述GaN器件具有欧姆接触电极；在预设能量、预设剂量、预设温度、预设压强和预设时间下，对所述欧姆接触电极进行质子辐照。

【技术特征摘要】
1.一种GaN器件欧姆接触的改良方法，其特征在于，包括：制备GaN器件，其中，所述GaN器件具有欧姆接触电极；在预设能量、预设剂量、预设温度、预设压强和预设时间下，对所述欧姆接触电极进行质子辐照。2.如权利要求1所述的GaN器件欧姆接触的改良方法，其特征在于，制备GaN器件，包括：对SiC或蓝宝石衬底进行退火处理；在所述衬底上生长AlN成核层；在所述AlN成核层上生长GaN缓冲层；在所述GaN缓冲层上生长AlGaN势垒层；在所述AlGaN势垒层上生长欧姆金属并进行退火处理，形成欧姆接触电极；在所述AlGaN势垒层上生长SiN钝化层；在所述AlGaN势垒层上生长肖特基接触电极。3.如权利要求1所述的GaN器件欧姆接触的改良方法，其特征在于，对所述欧姆接触电极进行质子辐照，包括采用低能加速器的真空枪体沿所述欧姆接触电极的表面匀速运动，使经过所述低能...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑雪峰，陈管君，陈轶昕，王小虎，马晓华，郝跃，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61