[發明專利]用于p型AlGaN霍爾測試的歐姆接觸層及其制備方法

在審

• 申請號: 201610864320.0
• 申請日: 2016-09-29
• 公開（公告）號: CN106783978A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 田愛琴;劉建平;池田昌夫;張書明;李德堯;張立群;楊輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: H01L29/45
• 分類號: H01L29/45;H01L21/285;H01S5/323;G01R27/08
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司44304
• 代理人: 孫偉峰,武岑飛

技術領域

本發明屬于半導體技術領域，具體地講，涉及一種用于p型AlGaN霍爾測試的歐姆接觸層及其制備方法。

背景技術

GaN/InGaN基激光器的激光波長覆蓋了從紫外光到綠光的光譜范圍，其在高密度光存儲、激光照明、激光顯示等領域具有廣闊的應用前景。在氮化鎵基激光器結構中，p型AlGaN是常用的光限制層，其電阻率對激光器工作電壓也有很重要的影響。測試半導體材料的電阻率，一般采用霍爾測試的方法，該方法要求樣品具有良好的歐姆接觸。但是GaN基材料的p型摻雜一直是阻礙GaN基材料發展的一個瓶頸，很難獲得高空穴濃度。在p型AlGaN中，摻雜劑Mg的激活能更高，獲得高空穴濃度比GaN更加困難。

在現有技術中，一般在表面生長重摻雜的GaN層作為接觸層，來獲得良好的歐姆接觸。然而，如果直接在p型AlGaN上生長重摻雜的p型GaN接觸層，AlGaN/GaN異質結界面由于極化效應會誘導產生大量的極化電荷，形成二維空穴氣，導致其I-V特性并非完美的線性，并且異質結界面的二維空穴氣也會影響測試結果的精確性。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種用于p型AlGaN霍爾測試的歐姆接觸層，其包括：襯底；在所述襯底上的緩沖層；在所述緩沖層上的不摻雜的u型GaN層；在所述u型GaN層上的p型AlGaN厚層；在所述p型AlGaN厚層上的Al組分漸變的p型AlGaN層；在所述Al組分漸變的p型AlGaN層上的重摻雜的p型GaN層。

進一步地，所述緩沖層為500℃低溫生長的GaN緩沖層。

進一步地，所述u型GaN層的生長溫度為1000℃～1040℃，且其厚度為100nm～5000nm。

進一步地，所述p型AlGaN厚層的Al組分為4％～10％，且其厚度為300nm～1500nm，且其Mg摻雜濃度為1×10¹⁹cm^-3～4×10¹⁹cm^-3，且其生長溫度為900℃～1030℃。

進一步地，所述Al組分漸變的p型AlGaN層的厚度為10nm～30nm，且其Mg摻雜濃度為1×10¹⁹cm^-3～4×10¹⁹cm^-3，且其生長溫度為900℃～1030℃。

進一步地，按照從所述p型AlGaN厚層到所述p型GaN層的方向，所述Al組分漸變的p型AlGaN層中的Al組分線性減小，直至減小到0。

進一步地，所述p型GaN層的Mg摻雜濃度為1×10²⁰cm^-3～4×10²¹cm^-3，且其生長溫度為900℃～1030℃，且其厚度為10nm～30nm。

本發明的另一目的還在于提供一種上述的歐姆接觸層的制備方法，其包括：處理襯底；在處理后的襯底上生長GaN緩沖層；在所述GaN緩沖層上生長不摻雜的u型GaN層；在所述u型GaN層上生長摻Mg的p型AlGaN厚層；在所述p型AlGaN厚層上生長摻Mg的且Al組分漸變的p型AlGaN層；在所述p型AlGaN層上生長重摻Mg的p型GaN層。

進一步地，在所述p型AlGaN厚層上生長摻Mg的且Al組分漸變的p型AlGaN層中，根據將要形成的所述p型AlGaN層的厚度以及生長速率，確定將要形成的所述p型AlGaN層的生長時間，使Al源流量隨著所述生長時間線性減小，直至減小到0。

進一步地，在處理襯底的步驟中，將襯底在氫氣氣氛里進行高溫退火，以清潔所述襯底。

本發明的有益效果：本發明采用Al組分漸變的p型AlGaN層和重摻雜的p型GaN層作為歐姆接觸層的I-V曲線具有良好的線性關系，在獲得良好的歐姆接觸性能的同時，消除了p型AlGaN厚層與重摻雜的p型GaN層之間的極化電荷，從而在進行霍爾測試時，獲得準確的測試結果。

附圖說明

通過結合附圖進行的以下描述，本發明的實施例的上述和其它方面、特點和優點將變得更加清楚，附圖中：

圖1是根據本發明的實施例的用于p型AlGaN霍爾測試的歐姆接觸層的結構示意圖；

圖2是現有的只采用重摻雜p型GaN作為歐姆接觸層以及圖1所示的采用Al組分漸變的p型AlGaN層和重摻雜的p型GaN層作為歐姆接觸層的I-V曲線圖；