本发明专利技术涉及一种设备，其包括衬底(120)、所述衬底上的III族氮化物层(102、104、106)及所述III族氮化物层上的电触点(108a、108b)。所述电触点包括具有多个导电材料层(110到116)的堆叠，且所述堆叠中的所述层中的至少一者包括锗。所述堆叠中的所述层可包括接触层(116)，其中所述接触层包括铝铜。所述堆叠可包括钛或钛合金层、铝或铝合金层，以及锗或锗合金层。所述堆叠中的所述层中的至少一者可包括具有在约1％与约5％之间的锗含量的铝或钛合金。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及半导体装置。且更特定来说，本专利技术涉及用于基于氮化镓或其它氮化物的功率装置的含有锗的低欧姆触点。
技术介绍
正研究各种III-V族化合物以用于高功率电子应用。这些化合物包括“III族氮化物”，例如氮化镓(GaN)、氮化铝镓(AWaN)及氮化铝铜镓(AlInGaN)。这些化合物可用于形成用于高功率高电压应用中的高电子迁移率晶体管(HEMT)或其它装置。高性能HEMT通常需要到晶体管的源极及漏极的较低且高度稳定的特定接触电阻。到HEMT的当前欧姆触点通常使用钛-铝-钛-金金属堆叠、钛-铝-钛钨-金金属堆叠或钛-铝-钼-金金属堆叠。钨(W)及钼(Mo)几乎是不溶于金中的，从而使它们成为用于分隔金(Au)与铝(Al)的优秀势垒。这可帮组防止形成金化铝(A12Au)状态，其可引起表面粗化及高电阻率。钛(Ti)及铝通常用于欧姆触点的形成中，因为它们互相反应且与氮反应以形成具有低电阻率的氮化钛(TiN)及氮化钛铝(TiAlN)层。近来，已使用硅(Si)来重掺杂氮化镓或氮化铝镓层以作为进ー步降低特定接触电阻的方式。然而，此类型的实施方案通常需要非常高温度的退火(例如高于1200°C)，以活化氮化镓或氮化铝镓层中的硅施主。具有低硅原子部分的铝硅合金也已用于降低触点的特定电阻。在退火期间，硅扩散到氮化镓或氮化铝镓层且掺杂这些层，从而降低它们的特定接触电阻。
技术实现思路
附图说明为了更完整地理解本专利技术及其特征，现在參考结合附图进行的以下描述，在附图中图1说明根据本专利技术的具有用于III族氮化物装置的低欧姆触点的实例半导体结构；图2A到2E说明根据本专利技术的用于形成具有用于III族氮化物装置的低欧姆触点的半导体结构的实例技术；且图3说明根据本专利技术的用于形成具有用于III族氮化物装置的低欧姆触点的半导体结构的实例方法。具体实施例方式下述的图1到3及本专利文件中的用于描述本专利技术的原理的各种实施例仅作为说明，且不应以任何限制本专利技术的范围的方式加以解释。所属领域的技术人员将理解，本专利技术的原理可在任何类型的经合适地布置的装置或系统中实施。一般来说，本专利技术描述使用锗(Ge)及各种锗合金(例如铝锗(AKie)及钛锗 (TiGe))来改进用于高电子迁移率晶体管(HEMT)及其它III族氮化物功率装置的欧姆触点。“III族氮化物”指代使用氮及至少ー种III族元素形成的化合物。实例III族元素包括铜、镓及铝。实例III族氮化物包括氮化镓(GaN)、氮化铝镓(AWaN)、氮化铜铝(InAlN)、 氮化铜铝镓(IniUGaN)、氮化铝(AlN)、氮化铜QnN)及氮化铜镓(InGaN)。在用于欧姆触点的层的堆叠中包含锗可帮助降低到III族氮化物HEMT或其它结构的接触电阻。本专利技术还描述铝铜(AlCu)接触层(而不是金)的使用，其可帮助避免金化铝相形成，且提供可与基于硅的CMOS电路相当的接触方案。图1说明根据本专利技术的具有用于III族氮化物装置的低欧姆触点的实例半导体结构100。在此实例中，欧姆触点用于到III族氮化物功率晶体管(例如HEMT)的源极及漏极的电连接。如图1中所展示，半导体结构100包括缓冲层102及ー个或ー个以上势垒层104到 106。缓冲及势垒层102到106中的每ー者可由任何合适材料形成。举例来说，缓冲层102 可由氮化镓、氮化铝镓或其它III族氮化物材料形成。并且，隔板层104到106中的每ー者可由氮化镓、氮化铝镓或其它III族氮化物材料形成，且不同的材料可用于不同的势垒层中。举例来说，势垒层104可表示氮化镓层，且势垒层106可表示氮化铝镓层。氮化铝镓缓冲层中的铝浓度可比氮化铝镓势垒层中的铝浓度小得多。层102到106中的每ー者还可以任何合适方式形成。举例来说，层102到106中的每ー者可表示使用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)或分子束外延(MB^技术形成的外延层。ー个或ー个以上欧姆触点108a到10 形成于势垒层106上。在此实例中，欧姆触点108a到108b中的每ー者由导电层110到116的堆叠来形成。一般来说，导电层110 到114包括含有锗或ー种或ー种以上锗合金的至少ー个层，且导电层116可包括铝铜合金来作为接触层。作为特定实例，导电层110到116可形成 钛-铝锗-钛-铝铜堆叠； 铝锗-钛-铝-铝铜堆叠； 锗-铝-钛-铝铜堆叠； 钛-锗-铝-铝铜堆叠； 钛锗铝-铝-铝铜堆叠； 钛锗-铝-铝铜堆叠；或 钛-铝锗-铝-铝铜堆叠。这些仅作为实例而提供。此处可使用包括锗或某一形式的锗合金或化合物的各种各样堆叠。还注意，四个导电层的使用不是所需的。在特定实施例中，铝铜接触层116中的铜含量可在约0. 5%与约1. 0%之间，且铝铜接触层的厚度可在约IOOnm与约150nm之间。并且，钛层的厚度可在约IOnm与约20nm之间、锗层的厚度可在约5nm与约15nm之间，且钛锗铝层的厚度可在约IOnm与约20nm之间。此外，钛锗层的厚度可在约IOnm与约20nm之间，且铝层的厚度可在约50nm与约IOOnm 之间。此外，任何铝或钛合金中的锗成分可在约与约5%之间。此外，基于铝锗的合金可用于η型触点，因为锗对于氮化镓或氮化铝镓是η型掺杂物。铜的添加(例如小于约2%的原子量)在降低电迁移率及排放应力时可为有用的。 锗与铜在顶层116上的反应可进一歩降低接触电阻、增强热稳定性及减少潜在的氧化。导电层110到116中的每ー者可以任何合适方式形成。举例来说，导电层110到 116可使用任何合适沉积技术(例如溅镀)来沉积在势垒层106上。导电层110到116可接着(例如)通过使用光掩模来蚀刻以形成欧姆触点108a到108b。然而，可使用任何其它合适技术来形成欧姆触点108a到108b。栅极触点118也形成在势垒层106上。栅极触点118表示HEMT或其它III族氮化物装置的栅极。栅极触点118可使用任何合适的导电材料且以任何合适方式来形成。举例来说，栅极触点118可通过遮蔽欧姆触点108a到108b且沉积及蚀刻导材料以形成触点 118来形成。缓冲层102在此处可形成在其它层或结构上。举例来说，缓冲层102可形成在衬底120及ー个或ー个以上介入层122上。衬底120表示在其上形成其它层或结构的任何合适半导体结构。举例来说，衬底120可表示硅<111>、蓝宝石、碳化硅或其它半导体衬底。衬底120还可具有任何合适大小及形状，例如直径在三与十二英寸之间的晶片(但可使用其它大小)。介入层122可包括提供任何合适功能性的任何合适层。举例来说，介入层122可包括成核层及ー个或ー个以上热管理层。在图1中，锗的使用可具有作为对ー个或ー个以上III族氮化物层的高掺杂物的巨大潜力，且因此可进ー步降低接触电阻。从理论上来说，锗被预期为富含氮的氛围中的优秀施主，且其在氮化镓中的溶度可超过lE21/cm3，只要氮化铝镓中的铝摩尔分数低于30% 即可。虽然图1说明具有用于III族氮化物装置的低欧姆触点的半导体结构100的ー个实例，但可对图1做出各种改变。举例来说，虽然上文描述特定材料及制造エ艺，但可使用任何其它材料及制造エ艺来形成半导体结构100的各种层或其它结构。并且，虽然已描述特定大小或尺寸，但半导体结构100中的每ー层或其它组件可具本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾迈勒·拉姆达斯，
申请(专利权)人：国家半导体公司，
类型：发明
国别省市：
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