[發明專利]提高GaN歐姆接觸性能的方法、歐姆接觸結構及應用

有效

• 申請號: 201810209232.6
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN110277311B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 董超;王建峰;徐科;金晶
• 申請（專利權）人: 上海大學;中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: H01L21/225
• 分類號: H01L21/225;H01L21/268;H01L29/45
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

1.一種提高GaN歐姆接觸性能的方法，其特征在于包括：

于非故意摻雜GaN材料上形成非晶Si層或金屬Ge層，所述非晶Si層或金屬Ge層的厚度為40~50nm；

以激光輻照所述非晶Si層或金屬Ge層的選定區域，使所述選定區域內的Si或Ge迅速升溫至750~1300℃，從而使所述選定區域內的非晶Si或金屬Ge從所述非故意摻雜GaN材料的表面向內部擴散，從而在所述非故意摻雜GaN材料的表層區域形成n型摻雜區域，形成擴散Si摻雜層或擴散Ge摻雜層；

以及，使未被所述選定區域內的非晶Si或金屬Ge吸收的激光能量至少破壞所述非故意摻雜GaN材料表面的部分Ga-N鍵而形成N空位；

其中，所述激光的波長為193nm或248nm，單脈沖能量密度為0.6~0.8J/cm²，脈沖寬度為10~25ns，頻率為2Hz，脈沖次數為10~20次，以激光輻照所述非晶Si層或金屬Ge層的選定區域的時間為5~10s。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述非故意摻雜GaN材料包括厚度為4~5μm的非故意摻雜GaN層。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于還包括：在激光輻照完成后，除去余留于所述非故意摻雜GaN材料上的非晶Si或金屬Ge。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于包括：采用濕法刻蝕方式去除余留于所述非故意摻雜GaN材料上的非晶Si或金屬Ge，之后清洗、干燥。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于：所述濕法刻蝕采用的刻蝕液為氫氟酸和硝酸的組合。

6.根據權利要求3所述的方法，其特征在于還包括：在所述非故意摻雜GaN材料上形成金屬層，并至少使所述金屬層與所述的n型摻雜區域形成歐姆接觸。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于還包括：采用電子束蒸發或磁控濺射方式在所述非故意摻雜GaN材料上沉積金屬而形成金屬層，之后于保護性氣氛中進行退火處理，形成歐姆接觸結構。

8.根據權利要求6或7所述的方法，其特征在于：所述金屬選自Ti、Al、Ni、Au中的任意一種或兩種以上的組合。

9.根據權利要求7所述的方法，其特征在于：所述退火處理的溫度為800~900℃，時間為30~60s。

10.由權利要求6-9中任一項所述的方法制備的歐姆接觸結構，其比接觸電阻率在8.7x10^-6~5.0x10^-5Ωcm²。

11.一種半導體器件，其特征在于包括權利要求10所述的歐姆接觸結構。