[發明專利]金剛石器件及其制備方法

有效

• 申請號: 201811045165.5
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN109273354B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 郭建超;蔚翠;馮志紅;房玉龍;何澤召;王晶晶;劉慶彬;周闖杰;高學棟
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十三研究所
• 主分類號: H01L21/04
• 分類號: H01L21/04;H01L29/417;H01L29/45
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 李榮文

本發明適用于半導體技術領域，提供了一種金剛石器件及其制備方法。所述制備方法包括：在金剛石的源電極區和漏電極區沉積石墨烯催化層；將沉積石墨烯催化層的金剛石進行退火處理，在所述金剛石中的源電極區和漏電極區形成石墨烯層；在所述石墨烯層與源電極區對應區域的上表面沉積金屬層形成歐姆接觸源電極，在所述石墨烯層與漏電極區對應區域的上表面沉積金屬層形成歐姆接觸漏電極。本發明能夠降低金剛石器件的源極和漏極的歐姆接觸電阻，提高金剛石器件的頻率性能，進而也提高了金剛石器件的性能。

技術領域

本發明屬于半導體技術領域，尤其涉及一種金剛石器件及其制備方法。

背景技術

金剛石具有超寬禁帶寬度、超高擊穿電場、高載流子遷移率、極高熱導率和極強抗輻射能力等特征，金剛石器件具有工作溫度高、擊穿場強大、截止頻率高、功率密度大等優點，是未來微波大功率領域的首選。

金剛石器件源極的歐姆接觸電阻，以及漏極的歐姆接觸電阻均是金剛石器件的寄生電阻的主要來源，金剛石器件的寄生電阻決定了晶體管性能好壞。現有的金剛石器件，源極和漏極的歐姆接觸電阻均較大，導致金剛石器件的頻率性能下降，降低了金剛石器件的性能。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種金剛石器件及其制備方法，以解決現有技術中金剛石器件的源極和柵極的歐姆接觸電阻較大的問題。

本發明實施例的第一方面提供了一種金剛石器件的制備方法，包括：

在金剛石的源電極區和漏電極區沉積石墨烯催化層；

將沉積石墨烯催化層的金剛石進行退火處理，在所述金剛石中的源電極區和漏電極區形成石墨烯層；

在所述石墨烯層與源電極區對應區域的上表面沉積金屬層形成歐姆接觸源電極，在所述石墨烯層與漏電極區對應區域的上表面沉積金屬層形成歐姆接觸漏電極。

可選的，所述在金剛石的源電極區和漏電極區沉積石墨烯催化層，包括：

在所述金剛石的上表面沉積石墨烯催化層；

在所述石墨烯催化層與源電極區對應的區域和與漏電極區對應的區域上分別涂覆光刻膠層；

去除所述金剛石中除源電極區和漏電極區以外區域的石墨烯催化層；

去除所述光刻膠層。

可選的，所述在所述金剛石的上表面沉積石墨烯催化層，包括：

通過磁控濺射法、離子束沉積法和電子束蒸發法中的任一種沉積方法在所述金剛石的上表面沉積石墨烯催化層。

可選的，所述去除所述金剛石中除源電極區和漏電極區以外區域的石墨烯催化層，包括：

通過硝酸溶液、硫酸溶液、鹽酸溶液和氫氟酸溶液中的任一種溶液，對所述金剛石中除源電極區和漏電極區以外區域的石墨烯催化層進行腐蝕處理。

可選的，所述石墨烯催化層的材質為金屬鎳。

可選的，所述石墨烯催化層的厚度小于200nm。

可選的，所述退火處理的處理溫度為900℃至950℃，退火時間為5分鐘至10分鐘，降溫速率為5℃/s至10℃/s。

可選的，所述在所述石墨烯層與源電極區對應區域的上表面沉積金屬層形成歐姆接觸源電極，在所述石墨烯層與漏電極區對應區域的上表面沉積金屬層形成歐姆接觸漏電極，包括：

在所述金剛石中除源電極區和漏電極區以外區域的上表面涂覆光刻膠層；

在所述石墨烯層與源電極區對應區域的上表面和所述石墨烯層與漏電極區對應區域的上表面均沉積金屬層；

去除所述光刻膠層。