具有欧姆接触的半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种具有一欧姆接触的半导体装置及其制造方法，该半导体装置包括一底材，一ｐ型氮化镓层设置在该底材上，和一ｐ型氮化镓铟（Ｉｎ＃－［ｘ］Ｇａ＃－［１－ｘ］Ｎ）层设置在该ｐ型氮化镓层上，以在半导体和金属电极间形成一具有低欧姆接触电阻的良好接口，一种具有一欧姆接触的发光组件及其制造方法，该发光组件包括一底材，一缓冲层设置在该底材上，一ｎ型包覆层设置在该缓冲层上，一主动层设置在该ｎ型包覆层上，一ｐ型包覆层设置在该主动层上，一ｐ型氮化镓铟（Ｉｎ＃－［ｘ］Ｇａ＃－［１－ｘ］Ｎ）层设置在该ｐ型包覆层上及一金属层设置在该ｐ型氮化镓铟层上，以在半导体和金属电极间形成一具有低欧姆接触电阻的良好接口。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有一欧姆接触的半导体装置，特别是提供一p型氮化镓铟(InxGa1-xN)层于p型氮化镓(GaN)层上以形成一具有低欧姆接触电阻的绝佳接口，及其制造方法，其可应用于发光二极管、激光二极管、微波组件等方面。一用来形成用于光学组件的欧姆接触的现有技术可参照美国专利第5,563,422号，名为“氮化镓系三、五族化合物半导体装置及其制法”。在上述该美国专利中，一电极，覆盖有一金属薄膜，用以替代一透明电极，因为在一n型欧姆电阻有些问题产生，其由于透明电极或一蓝宝石基材的不良导体的特性而致。然而，揭露在上述美国专利中的技术，在覆盖有一金属薄膜的电极中是有问题的，其无法让光线有效率地穿越。在Material Research Society Symposium Proceeding 449，1061，1997中，T.Kim等人则报导了一个形成在镍/铬/金模式中、用于理想欧姆接触的特定的接触电阻Rc，8.3×10-2Ωcm-2，其在500℃下进行热处理制程30分钟。在同样的会议记录449，1093，1197，J.T.Trexler等人报导了一个形成在铬/金模式中、用于理想欧姆接触的特定的接触电阻Rc，4.3×10-1Ωcm-2，其在900℃下进行热处理制程15分钟。在现有技术中，已经有许多参考文件揭示了在用于光学组件的金属薄膜中，形成一镍或铂欧姆接触的方法。然而，根据现有文件中的技术是不可能在一金属薄膜中形成一p型氮化镓欧姆接触。因此，为了解决根据上述现有技术中的方法和组件而产生的缺点，本专利技术主要提供一种具有低欧姆接触电阻的半导体装置及其制造方法，其中，在一p型氮化镓层上形成一p型氮化镓铟层以降低介于金属层和p型氮化镓层间的欧姆接触电阻。借助在半导体装置的p型氮化镓层上增加一p型氮化镓铟层，位于金属和半导体间的能阶带隙能被有效地降低且更容易被跨越。本专利技术主要亦提供一种具有低欧姆接触电阻的发光组件及其制造方法，其中，在一p型氮化镓层上形成一p型氮化镓铟层以降低介于金属层和p型氮化镓层间的欧姆接触电阻。借助在发光组件的p型氮化镓层上加入一p型氮化镓铟层，则位于金属和半导体的间的能阶带隙将被有效地降低且更容易被跨越。因此，本专利技术的一目的是提供一半导体装置，其具有一p型氮化镓铟层设置在一p型氮化镓层上，及该半导体装置的制作方法。本专利技术的另一目的是提供一具有低阻抗的欧姆接触的半导体装置，及其制作方法。本专利技术的另一目的是提供一发光组件，其具有一p型氮化镓铟层设置在一p型氮化镓层上，及该发光组件的制作方法。本专利技术的另一目的是提供一具有低阻抗的欧姆接触的发光组件，及其制作方法。根据上述的目的，本专利技术提供一半导体装置，其至少包括一底材、一p型氮化镓层形成在该底材上、一p型氮化镓铟层形成在该p型氮化镓层上、一金属层形成在该p型氮化镓铟层上及其制造方法。再者，本专利技术提供一发光组件，其至少包括一底材、一缓冲层形成在该底材上、一n型包覆层形成在该缓冲层上、一主动层形成在该n型包覆层上、一p型包覆层形成在该主动层上、一p型氮化镓铟层形成在该p型包覆层上、一金属层形成在该p型氮化镓铟层上及其制造方法。图6为本专利技术及传统p型半导体装置的偏压v.s.电流的电性示意图。图中主要符号说明5 底材10缓冲层15未经掺杂的氮化镓层20p型氮化镓层25镍30铂35金40三氧化二铝(sapphire)层45未经掺杂的氮化镓层48p型氮化镓层50底材60p型氮化镓层65p型氮化镓铟层68氮化镓半导体70金属层75底材80氮化铝85n型氮化镓包覆层90n型氮化镓铝包覆层95氮化镓铟主动层100 p型氮化镓铝包覆层105 p型氮化镓包覆层110 p型氮化镓铟层113 氮化镓半导体115 金属层120 n型电极 具体实施例方式下面结合附图和实施例详细说明本专利技术的具体实施方式。实施例1如图2所示，首先，将底材50(本专利技术中较佳的材质为三氧化二铝、sapphire)加载至一反应器内，并通入氢气(H2)在约1050℃下，约10分钟，以对底材50进行热清除。接着，由液相磊晶成长法、有机金属气相磊晶成长法、分子束磊晶成长法或其它现有技术(例如，使用氨气和三甲基镓(TMG、trimethyl gallium)做为前驱反应物质)，同时并选用CP2Mg(biscyclopentadinel magnesium)或二甲基锌(DMZn、dimethylzinc)做为用于p型掺杂物的反应前驱物，以在该底材50上形成一p型氮化镓层60，其厚度约为10奈米至2000奈米，较佳为200奈米。接着，由通入三甲基铟(TMI、trimethyl indium)、TMG及氨气至反应器中以形成一p型氮化镓铟层65在该P型氮化镓层60上，其厚度约为5奈米至1000奈米，较佳为100奈米，且最重要的一点是在p型氮化镓铟层65中，铟的含量较佳为大于0.05重量百分比。于是，形成一氮化镓半导体68。接着，上述步骤所形成的氮化镓半导体68通过多种清洗溶液三氯乙烯、丙酮、甲醇和蒸馏水，在超音波浴及50℃下被每一种溶液反复地清洗5分钟。在清洗步骤后，该氮化镓半导体68在100℃下经由一硬烤过程干燥10分钟，由此而完全去除水气。经由旋转涂布制程在每秒5500转下涂布光阻剂至该氮化镓半导体68上。其后，在进行屏蔽图案显影步骤前，先在85℃下，将该氮化镓半导体68进行软烤15分钟。为了要在该氮化镓半导体68上形成一屏蔽图案，在于紫外线下曝光60秒之前，一光罩被精确地放置在氮化镓半导体68上。在紫外线下曝光之后，该氮化镓半导体68在115℃下进行一反向烘烤。然后，以蒸馏水混合显影剂形成一溶液，显影约40秒。接着，进行一气相沉积步骤以形成一金属层70在该氮化镓半导体68的p型氮化镓铟层65上。在上面的气相沉积步骤中，至少镍、铂和金的其中一种或是它们的合金被沉积在该氮化镓半导体68的p型氮化镓铟层65上，其厚度约为200奈米～1000奈米。实施例2(磊晶过程)如图3所示，首先，加载一底材75(本专利技术中较佳的材质为三氧化二铝、sapphire)至一反应器中并在1050℃下通入氮气约10分钟，以此方式热清理该底材75的表面。接着，该底材75的温度被降低至600℃，且使用氨气作为一氮化前驱物质，三甲基铝(TMA、trimethyl aluminium)作为一铝前驱物质。由液相磊晶成长法、有机金属气相磊晶成长法、分子束磊晶成长法或其它现有技术，上述的物质被导入至反应器内而形成一氮化铝缓冲层80在该底材75上，其厚度约为50奈米。接着，在约700～1200℃下，使用氨气和三甲基镓(TMG)做为前驱物质以形成一n型氮化镓包覆层85，其厚度约为200奈米。同时，甲基硅(Me-SiH3、methyl silane)被使用做为一n型掺杂物的前驱物质。然后，加入三甲基铝(TMA)至上述气体中，由此而形成一n型氮化镓铝层，且其掺杂有硅在其中。由此，而形成一厚度约200奈米的n型氮化镓铝包覆层90。接着，导入三甲基铟(TMI)、三甲基镓(TMG)和氨气至反应器中以形成一氮化镓铟主动层95，其厚度约20奈米。接下来，使用与形成n型氮化镓铝包覆层90相同的气体，除了甲基硅(Me-SiH)、CP2M本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有一欧姆接触的半导体装置，其特征在于，至少包括：一底材；一ｐ型氮化镓层（ＧａＮ），在该底材上；一ｐ型氮化镓铟（Ｉｎ↓［ｘ］Ｇａ↓［１－ｘ］Ｎ）层，在该ｐ型氮化镓层上，其中０＜ｘ＜１；及一金属层，在该ｐ型氮化镓铟层上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张连璧，吴伯仁，
申请(专利权)人：洲磊科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]