[發明專利]獲得與非極性和半極性P-型(Al，Ga，In)N低電阻接觸的技術

無效

• 申請號: 201080049853.4
• 申請日: 2010-10-21
• 公開（公告）號: CN102598207A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: Y-D·林;A·查克拉伯蒂;S·納卡姆拉;S·P·德恩巴阿斯
• 申請（專利權）人: 加利福尼亞大學董事會
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;H01L33/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民;張全信

相關申請的交叉參考

本申請基于35U.S.C§119(e)要求在2009年11月3日由You-Da?Lin、Arpan?Chakraborty、Shuji?Nakamura和Steven?P.DenBaars提交的共同未決的且共同轉讓的美國臨時專利申請系列號61/257,759的優先權，其名稱為“獲得與半極性P-型(Al，Ga，In)N低電阻接觸的技術(TECHNIQUES?FOR?ACHIEVING?LOW?RESISTANCE?CONTACTS?TO?SEMIPOLAR?P-TYPE(AL，GA，IN)N)”，其律師卷號為30794.338-US-P1，該申請通過引用并入本文。

本申請涉及下列共同未決的且共同轉讓的美國專利申請：

在2010年11月3日，由Arpan?Chakraborty、Hsun?Chih?Kuo、Shuji?Nakamura和Steven?P.DenBaars提交的，名稱為“與P型氮化物半導體的接觸(CONTACT?TO?P-TYPE?NITRIDE?SEMICONDUCTOR)”的美國臨時申請序列號61/257,757，其律師卷號30794.336-US-P1(2010-266)；

該申請通過引用并入本文。

關于聯邦資助的研究和開發的聲明

本發明是由DARPA-VIGIL授予的資助號FA?8718-08-0005的政府支持進行的。政府在本發明中享有某些權利。

技術領域

本發明涉及獲得與p型(Al，Ga，In)N低電阻接觸的技術，特別是與非極性和半極性p型(Al，Ga，In)N低電阻接觸的技術。

背景技術

(注：本申請參考大量不同的出版物，如在整個說明書中通過一個或更多個括號內的參考數字所指示的，例如，[x]。能夠在以下標題為“參考文獻”的部分發現依照這些參考數字排序的這些不同出版物的列表。這些出版物的每一篇都通過引用并入本文)

(Al，Ga，In)N光電子和電子器件(也稱為“第三族氮化物”、“III氮化物”、“III-氮化物”或僅僅是“氮化物”器件)一般地在c-平面藍寶石基底、SiC基底或者體(bulk)(Al，Ga，In)N基底上生長。在每個實例中，器件通常沿著它們的極性(0001)c軸方位——例如，c-平面方向——生長。

然而，由于強壓電和自發極化的存在，基于傳統的極性(Al，Ga，In)N的器件遭受不期望的量子限定斯塔克效應(QCSE)。例如，GaN和它的合金以六邊形纖鋅礦晶體(wurtzite?crystal)結構是最穩定的，其中該結構是由兩個(或三個)相當的基礎平面軸描述的，所述基礎平面軸相對于彼此旋轉120°(a-軸)，所有基礎平面軸都垂直于唯一的c軸。第三族原子，例如Ga和氮(N)原子沿著晶體的c軸占據交替的c-平面。在纖鋅礦結構中包含的對稱元素指示(Al，Ga，In)N器件沿著該c軸具有體自發極化(bulk?spontaneous?polarization)，且纖鋅礦結構表現壓電極化，其引起限制的載流子再結合效率，減少的振子強度(oscillator?strength)，和紅移發射。

消除(Al，Ga，In)N器件中的自發和壓電極化效應的一種方法是在晶體的非極性平面上生長器件，所述非極性平面垂直于晶體的c平面。例如，對于GaN，這種平面包含相等數目的Ga和N原子，且都是電荷中和的。此外，隨后的非極性層彼此都是晶體學等價的，因此沿著生長方向晶體不會被極化。GaN中對稱等價的非極性平面的兩個這種家族是統稱為a-平面的{11-20}家族，和統稱為m-平面的{1-100}家族。

減少或可能消除GaN光電子器件中極化效應的另一種方法是在晶體的半極性平面上生長器件。術語半極性平面可用于指具有兩個非零h、i或k米勒指數、和非零1米勒指數的很多種類的平面。纖鋅礦晶體結構中半極性平面的一些實例包括，但不限于，{10-12}、{20-21}、和{10-14}。晶體的極化向量既不位于這種平面內也不正交于這種平面，而是位于相對于平面表面法線傾斜的一些角度下。

對于在非極性和半極性(Al，Ga，In)N基底上生長的器件，傳統的現有技術水平的p接觸層通常用p⁺-GaN的薄層覆蓋以便改善接觸電阻。另一方面，傳統的極性(c-平面)(Al，Ga，In)N器件通過預處理顯示改進的電阻接觸，所述預處理例如沸騰的王水(BAR)，BAR然后(NH₄)₂S，等等。例如，參見下面提出的并通過引用并入的參考文獻[1-6]。