【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体测试领域，具体涉及一种gan hemt外延材料霍尔测试样品及其制备方法。
技术介绍
1、对于采用蓝宝石、高阻硅、碳化硅等绝缘衬底的gan hemt(氮化镓高电子迁移率晶体管)外延，通常采用非接触式霍尔测量方法测量外延薄膜的电学性能，即通过测量样品在外加磁场下产生的霍尔电压，可以计算出载流子的浓度；通过测量霍尔电压和外加电场下的电流密度，可以计算出载流子的迁移率。该方法具有无需接触样品、不会对样品造成物理上的损伤、可以减少由于接触电阻、接触不良或电极形状对测量结果的影响等优点。但是当样品衬底材料为导电衬底时，由于衬底电阻的影响，接触式霍尔测量方法无法准确测量出gan hemt外延的载流子浓度、迁移率等指标。
2、因此，对于具有导电衬底的gan hemt外延通常采用接触式霍尔测量法，接触式霍尔测量法需要在样品表面制备电极，并将电极与外部电路连接，以测量产生的霍尔电压和电流。传统霍尔测试样品的制备过程包括裂片、光刻、制备金属电极、清洗和退火等步骤。接触式霍尔测量法具有测量精度高、适用范围广、信号稳定等优点。但同时也存在一些限制，如霍尔测试样品的制备过程有高温退火和退火后清洗的步骤，高温退火的效果受多种因素影响，如温度、退火时长、气体等。如果这些因素使用的不得当，可能会导致退火效果不稳定，或者甚至对测试材料产生负面影响，导致退火后样品的载流子迁移率变低，无法准确反映材料外延后的真实电学性能；另外，时间和能量消耗，高温退火需要耗费大量的时间和能量。退火过程通常需要较长时间，且需要专用的设备和能源支持，这会增
技术实现思路
1、专利技术目的：为了克服现有技术的不足，本专利技术目的是提供一种新型的、测量准确度更高的gan hemt外延材料霍尔测试样品及其制备方法。
2、技术方案：本专利技术所述的一种gan hemt(氮化镓高电子迁移率场效应晶体管)外延材料霍尔测试样品，所述霍尔测试样品自下向上依次包括衬底单元、gan hemt外延结构单元，所述gan hemt外延结构单元上表面的四个角处设置有电极区域，所述每个电极区域设置有多个凹槽，所述凹槽底部位于所述gan hemt外延结构单元的沟道层；还包括金属电极，对应设置在所述每个电极区域，所述金属电极覆盖所述凹槽。
3、优选地，所述gan hemt外延结构单元上表面外周形成有台面结构，所述台面结构底部与所述凹槽底部齐平。
4、优选地，所述凹槽均匀分布在所述每个电极区域中。
5、优选地，所述凹槽顶部宽度为1μm～3μm。
6、本专利技术还提供一种gan hemt外延材料霍尔测试样品的制备方法，所述gan hemt外延材料自下向上依次包括衬底、gan hemt外延结构，所述方法包括：
7、步骤一，在所述gan hemt外延结构的每个外延结构单元上表面四个角的每个角处形成多个凹槽，所述凹槽底部位于所述gan hemt外延结构单元的沟道层；
8、步骤二，在所述每个角形成金属电极，所述金属电极覆盖所述凹槽；
9、步骤三，切割所述gan hemt外延材料，形成霍尔测试样品，所述霍尔测试样品自下向上依次包括衬底单元、所述gan hemt外延结构单元。
10、优选地，所述步骤一包括：第一次光刻，在所述gan hemt外延结构上表面涂覆第一光刻胶层，照射所述第一光刻胶层，使用显影剂去除曝光过的所述第一光刻胶层，在所述gan hemt外延结构单元上表面的四个角处形成待刻蚀区域；
11、通过icp(感应耦合等离子体)干法刻蚀，将所述每个待刻蚀区域刻蚀出多个凹槽；
12、对所述gan hemt外延材料清洗，去除刻蚀产物和残留的所述第一光刻胶层；和/或，
13、所述步骤二包括：
14、第二次光刻，在所述gan hemt外延材料上表面涂覆第二光刻胶层，照射所述第二光刻胶层，使用显影剂去除曝光过的所述第二光刻胶层，在所述gan hemt外延结构上表面的四个角处形成电极区域；
15、在所述每个电极区域沉积金属电极，所述金属电极覆盖所述凹槽；金属材质包括铝、钛等。
16、清洗所述gan hemt外延材料，去除表面的多余金属和残留所述第二光刻胶层；和/或，
17、所述步骤三包括：
18、使用裂片机进行切割，将所述gan hemt外延材料切割成多个所述霍尔测试样品。
19、优选地，所述icp干法刻蚀还包括在所述gan hemt外延结构单元上表面外周刻蚀台面结构，所述台面结构底部与所述凹槽底部齐平。
20、优选地，所述凹槽均匀分布在所述电极区域。
21、优选地，所述icp干法刻蚀使用气体包括cl2(氯气)、bcl3(三氯化硼)和ar(氩气)，通过高真空状态，功率100w～1000w、压力1mtorr～10mtorr、气体流量10sccm～100sccm实现刻蚀，刻蚀时间为30s～2min。该数据范围内霍尔测试样品的测试结果比较稳定，测试数值仅存在较小的误差。
22、优选地，所述凹槽顶部宽度为1μm～3μm。凹槽的形状包括锥状、圆柱状、长方体状。
23、有益效果：本专利技术和现有技术相比，具有如下显著性特点：
24、1、icp干法刻蚀在电极区域形成多个凹槽后，可以增加后续沉积的金属电极同ganhemt外延层的接触面积，从而降低接触电阻，使测量结果更加准确；
25、2、采用icp干法刻蚀步骤后，gan hemt外延材料霍尔测试样品制备无需退火步骤，减少不确定因素，提高测试结果的准确性；
26、3、无需退火步骤，对电极的材质要求降低，金属材质不再限于ti、au等昂贵金属，可以采用更低成本的导电材料。
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1.一种GaN HEMT外延材料霍尔测试样品，所述霍尔测试样品自下向上依次包括衬底单元、GaN HEMT外延结构单元，所述GaN HEMT外延结构单元上表面的四个角处设置有电极区域，其特征在于，所述每个电极区域设置有多个凹槽，所述凹槽底部位于所述GaN HEMT外延结构单元的沟道层；还包括金属电极，对应设置在所述每个电极区域，所述金属电极覆盖所述凹槽。
2.根据权利要求1所述的GaN HEMT外延材料霍尔测试样品，其特征在于，所述GaN HEMT外延结构单元上表面外周形成有台面结构，所述台面结构底部与所述凹槽底部齐平。
3.根据权利要求1所述的GaN HEMT外延材料霍尔测试样品，其特征在于，所述凹槽均匀分布在所述每个电极区域中。
4.根据权利要求1-3任一项所述的GaN HEMT外延材料霍尔测试样品，其特征在于，所述凹槽顶部宽度为1μm～3μm。
5.一种GaN HEMT外延材料霍尔测试样品的制备方法，所述GaN HEMT外延材料自下向上依次包括衬底、GaN HEMT外延结构，其特征在于，所述方法包括：
6.根据权利要
7.根据权利要求6所述的GaN HEMT外延材料霍尔测试样品的制备方法，其特征在于，所述ICP干法刻蚀还包括在所述GaN HEMT外延结构单元上表面外周刻蚀台面结构，所述台面结构底部与所述凹槽底部齐平。
8.根据权利要求5-7任一项所述的GaN HEMT外延材料霍尔测试样品的制备方法，其特征在于，所述凹槽均匀分布在所述电极区域。
9.根据权利要求6或7所述的GaN HEMT外延材料霍尔测试样品的制备方法，其特征在于，所述ICP干法刻蚀使用气体包括Cl2、BCl3和Ar，通过高真空状态，功率100W～1000W、压力1mTorr～10mTorr、气体流量10sccm～100sccm实现刻蚀，刻蚀时间为30S～2min。
10.根据权利要求5-7任一项所述的GaN HEMT外延材料霍尔测试样品的制备方法，其特征在于，所述凹槽顶部宽度为1μm～3μm。
...【技术特征摘要】
1.一种gan hemt外延材料霍尔测试样品，所述霍尔测试样品自下向上依次包括衬底单元、gan hemt外延结构单元，所述gan hemt外延结构单元上表面的四个角处设置有电极区域，其特征在于，所述每个电极区域设置有多个凹槽，所述凹槽底部位于所述gan hemt外延结构单元的沟道层；还包括金属电极，对应设置在所述每个电极区域，所述金属电极覆盖所述凹槽。
2.根据权利要求1所述的gan hemt外延材料霍尔测试样品，其特征在于，所述gan hemt外延结构单元上表面外周形成有台面结构，所述台面结构底部与所述凹槽底部齐平。
3.根据权利要求1所述的gan hemt外延材料霍尔测试样品，其特征在于，所述凹槽均匀分布在所述每个电极区域中。
4.根据权利要求1-3任一项所述的gan hemt外延材料霍尔测试样品，其特征在于，所述凹槽顶部宽度为1μm～3μm。
5.一种gan hemt外延材料霍尔测试样品的制备方法，所述gan hemt外延材料自下向上依次包括衬底、gan hemt外延结构，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：范谦，倪贤锋，
申请(专利权)人：苏州汉骅半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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