GaN基器件欧姆接触电极的制备方法技术

本发明专利技术适用于半导体技术领域，提供了一种GaN基器件欧姆接触电极的制备方法，该方法包括以下步骤：在器件的上表面生长第一介质层；在所述第一介质层与欧姆接触电极区对应的区域和所述器件的所述欧姆接触电极区注入硅离子和/或铟离子；在所述第一介质层的上表面生长第二介质层；通过高温退火工艺激活所述硅离子和/或所述铟离子，形成N型重掺杂；分别去除所述第一介质层和所述第二介质层与所述欧姆接触电极区对应的部分；在所述器件的所述欧姆接触电极区的上表面生长金属层，形成欧姆接触电极。本发明专利技术制备的欧姆接触电极能够保证金属层表面平整、边缘光滑整齐，器件击穿电压稳定、可靠性和寿命长。

【技术实现步骤摘要】
GaN基器件欧姆接触电极的制备方法
本专利技术属于半导体
，尤其涉及一种GaN基器件欧姆接触电极的制备方法。
技术介绍
宽禁带半导体GaN具有禁带宽度大、与AlGaN结合二维电子气密度高、击穿场强高、电子饱和漂移速度高等优点，在高温微波功率器件以及高速电力电子器件制造领域具有很大的潜力。在GaN基器件中，良好的欧姆接触电极不仅可以改善器件的性能，而且还利于提高器件的使用寿命。传统的形成欧姆接触电极的方法是将金属层在高于800℃的温度下经快速热退火形成欧姆接触电极，但是，这种方法形成的欧姆接触电极质量差，在退火后存在金属表面形貌粗糙、金属边缘不齐整等缺点，会造成器件容易发生电击穿现象、器件可靠性和寿命降低等问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种GaN基器件欧姆接触电极的制备方法，以解决现有技术中形成的欧姆接触电极质量差的问题。本专利技术实施例的提供了一种GaN基器件欧姆接触电极的制备方法，包括以下步骤：步骤S1：在器件的上表面生长第一介质层；步骤S2：在所述第一介质层与欧姆接触电极区对应的区域和所述器件的所述欧姆接触电极区注入硅离子和/或铟离子；步骤S3：在所述第一介质层的上表面生长第二介质层；步骤S4：通过高温退火工艺激活所述硅离子和/或所述铟离子，形成N型重掺杂；步骤S5：分别去除所述第一介质层和所述第二介质层与所述欧姆接触电极区对应的部分；步骤S6：在所述器件的所述欧姆接触电极区的上表面生长金属层，形成欧姆接触电极。可选的，所述步骤S2具体包括以下步骤：步骤S21：在所述第一介质层与第一区域对应的部分的上表面涂覆第一光刻胶层，其中，所述第一区域为所述器件除所述欧姆接触电极区以外的区域；步骤S22：通过离子注入法注入所述硅离子和/或所述铟离子；步骤S23：去除所述第一光刻胶层。可选的，所述步骤S3和步骤S4具体包括以下步骤：步骤S31：在所述第二介质层与所述第一区域对应的部分的上表面涂覆第二光刻胶层；步骤S32：通过干法刻蚀工艺分别去除所述第一介质层和所述第二介质层与所述欧姆接触电极区对应的部分；步骤S33：通过电子束蒸发工艺在所述器件的上表面蒸发所述金属层；步骤S34：去除所述第二光刻胶层。可选的，所述第一介质层为SiN层或SiO2层；所述第一介质层的厚度为10纳米至50纳米。可选的，所述第二介质层为SiN层或AlN层；所述第二介质层的厚度为10纳米至200纳米。可选的，所述硅离子的注入能量为30keV至200keV，注入剂量为1014cm-2至1016cm-2；所述铟离子的注入能量为30keV至200keV，注入剂量为1013cm-2至1016cm-2；可选的，所述金属层包括Ti/Au层、Ti/Pt/Au层、Ti/Al层或Ti/Al/Ni/Au层。可选的，所述硅离子和/或铟离子的注入深度为80纳米至120纳米。可选的，所述高温退火工艺的工艺条件为：退火温度为850℃至1400℃，时间为10分钟至60分钟。本专利技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本专利技术实施例通过在器件的上表面生长第一介质层作为离子注入散射层，在器件的欧姆接触电极区和第一介质层与欧姆接触电极区对应的部分注入硅离子和/或铟离子，在第一介质层的上表面生长第二介质层作为保护层，并通过高温退火工艺激活硅离子和/或铟离子，形成N型重掺杂，最后，去除第一介质层和第二介质层与欧姆接触电极区对应的部分，露出器件的欧姆接触电极区，在器件的欧姆接触电极区的上表面生长金属层，即可形成欧姆接触电极，由于金属层不需要经过高温退火工艺，从而制备出质量良好的欧姆接触电极，能够保证金属层表面平整、边缘光滑整齐，器件击穿电压稳定、可靠性和寿命长。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的GaN基器件欧姆接触电极的制备方法的实现流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的GaN基器件欧姆接触电极的制备方法的结构实现流程示意图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。请参考图1，GaN基器件欧姆接触电极的制备方法包括以下步骤：步骤S1，在器件的上表面生长第一介质层。在本专利技术实施例中，第一介质层为SiN层或SiO2层，厚度为10纳米至50纳米，作为后续工艺中离子注入的散射层。请参考图2(1)，本专利技术实施例中的GaN基器件包括GaN衬底201和AlGaN层202，GaN基器件分为欧姆接触电极区和第一区域，其中第一区域为所述器件除欧姆接触电极区以外的区域，在GaN基器件的欧姆接触电极区制备欧姆接触电极。请参考图2(2)，通过化学气相沉积法(chemicalvapordeposition,CVD)在AlGaN层202的上表面淀积第一介质层203，作为离子注入的散射层。步骤S2，在所述第一介质层与欧姆接触电极区对应的区域和所述器件的所述欧姆接触电极区注入硅离子和/或铟离子。在本专利技术实施例中，硅离子的注入能量为30keV至200keV，注入剂量为1014cm-2至1016cm-2。铟离子的注入能量为30keV至200keV，注入剂量为1013cm-2至1016cm-2。可选的，步骤S2的具体实现方式为：在所述第一介质层与第一区域对应的部分的上表面涂覆第一光刻胶层，其中，所述第一区域为所述器件除所述欧姆接触电极区以外的区域；通过离子注入法注入所述硅离子和/或所述铟离子；去除所述第一光刻胶层。请参考图2(3)至图2(5)，通过涂胶、曝光、显影、坚膜工艺，在第一介质层203与第一区域对应的部分的上表面覆盖第一光刻胶层204，露出第一介质层203与欧姆接触电极区对应的部分，其中，第一光刻胶层204的厚度为2微米至5微米。再通过离子注入法在器件中注入硅离子和/或铟离子，其中，只有露出的第一介质层204与欧姆接触电极区对应的部分和器件的欧姆接触电极区被注入离子，如图2(5)中205所示的虚线区域，其余部分由于有第一光刻胶层204保护不会被注入离子，最后，去除第一光刻胶层204。步骤S3，在所述第一介质层的上表面生长第二介质层。在本专利技术实施例中，请参考图2(6)，第二介质层206包括SiN层或AlN层，第二介质层206的厚度为10纳米至200纳米。第二介质层206作为后续高温退火工艺的保护层。通过CVD在第一介质层203的上表面生长第二介质层206。步骤S4，通过高温退火工艺激活所述硅离子和/或所述铟离子，形成N型重掺杂。在本专利技术实施例中，退火温度为850℃至1400℃，时间为10分钟至60分钟。通过高温退火工艺激活注入的硅离子和/或铟离子，形成N型重掺杂。步骤S5，分别去除所述第一介质层和所述第二介质层与所述欧姆接触电极区对应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种GaN基器件欧姆接触电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：在器件的上表面生长第一介质层；步骤S2：在所述第一介质层与欧姆接触电极区对应的区域和所述器件的所述欧姆接触电极区注入硅离子和/或铟离子；步骤S3：在所述第一介质层的上表面生长第二介质层；步骤S4：通过高温退火工艺激活所述硅离子和/或所述铟离子，形成N型重掺杂；步骤S5：分别去除所述第一介质层和所述第二介质层与所述欧姆接触电极区对应的部分；步骤S6：在所述器件的所述欧姆接触电极区的上表面生长金属层，形成欧姆接触电极。

【技术特征摘要】
1.一种GaN基器件欧姆接触电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：在器件的上表面生长第一介质层；步骤S2：在所述第一介质层与欧姆接触电极区对应的区域和所述器件的所述欧姆接触电极区注入硅离子和/或铟离子；步骤S3：在所述第一介质层的上表面生长第二介质层；步骤S4：通过高温退火工艺激活所述硅离子和/或所述铟离子，形成N型重掺杂；步骤S5：分别去除所述第一介质层和所述第二介质层与所述欧姆接触电极区对应的部分；步骤S6：在所述器件的所述欧姆接触电极区的上表面生长金属层，形成欧姆接触电极。2.如权利要求1所述的GaN基器件欧姆接触电极的制备方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：步骤S21：在所述第一介质层与第一区域对应的部分的上表面涂覆第一光刻胶层，其中，所述第一区域为所述器件除所述欧姆接触电极区以外的区域；步骤S22：通过离子注入法注入所述硅离子和/或所述铟离子；步骤S23：去除所述第一光刻胶层。3.如权利要求1所述的GaN基器件欧姆接触电极的制备方法，其特征在于，所述步骤S3和步骤S4具体包括以下步骤：步骤S31：在所述第二介质层与所述第一区域对应的部分的上表面涂覆第二光刻胶层；步骤S32：通过干法刻蚀工艺分别去除所述第一介质层和所述第二介质层与所述欧姆接触电极区对应的部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭永亮，吕鑫，赵红刚，胡泽先，崔玉兴，付兴昌，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十三研究所，
类型：发明
国别省市：河北,13