[發明專利]一種基于氮化鎵功率HEMT結構低歐姆接觸電阻的結構及其制作方法

在審

• 申請號: 201811384305.1
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109659362A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 陳興;王東;吳勇;張進成;何滇;伍旭東;檀生輝;衛祥;張金生;郝躍
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學蕪湖研究院
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L29/45;H01L21/285;H01L21/335
• 代理公司: 蕪湖思誠知識產權代理有限公司 34138
• 代理人: 房文亮

1.一種基于氮化鎵功率HEMT結構低歐姆接觸電阻的結構，其特征在于，包括襯底(101)、低溫氮化鎵成核層(102)、氮化鎵緩沖層(103)、氮化鎵溝道層(104)、氮化鋁插入層(105)、鋁鎵氮勢壘層(106)、分居兩端的漏電極(107)和源電極(108)以及兩者中間的柵電極(109)，上述各層從下至上依次排布，柵電極(109)與鋁鎵氮勢壘層(106)之間還設有介質層(111)。

2.根據權利要求1所述的一種基于氮化鎵功率HEMT結構低歐姆接觸電阻的結構，其特征在于，襯底的材質為硅、碳化硅、氮化鎵和金剛石中的任意一種。

3.根據權利要求1所述的一種基于氮化鎵功率HEMT結構低歐姆接觸電阻的結構，其特征在于，所述低溫氮化鎵成核層(102)的生長溫度400-700℃，薄膜厚度10-50nm。

4.根據權利要求1所述的一種基于氮化鎵功率HEMT結構低歐姆接觸電阻的結構，其特征在于，所述氮化鎵緩沖層(103)采用金屬有機氣相外延沉積非故意摻雜生長形成的半絕緣高質量的氮化鎵薄膜層，薄膜厚度范圍為100nm-10um。

5.根據權利要求1所述的一種基于氮化鎵功率HEMT結構低歐姆接觸電阻的結構，其特征在于，所述氮化鎵溝道層(104)采用金屬有機氣相外延沉積非故意摻雜生長形成的半絕緣高質量的氮化鎵溝道薄膜層，薄膜厚度范圍為50-200nm。

6.根據權利要求1所述的一種基于氮化鎵功率HEMT結構低歐姆接觸電阻的結構，其特征在于，所述氮化鋁插入層(105)采用金屬有機氣相外延沉積生長形成的半絕緣高質量氮化鋁薄膜插入層，薄膜厚度范圍為1-5nm。

7.根據權利要求1所述的一種基于氮化鎵功率HEMT結構低歐姆接觸電阻的結構，其特征在于，所述鋁鎵氮勢壘層(106)的結構式為Al_xGa_1-xN，其中0<x<1，厚度為5-35nm。

8.根據權利要求1所述的一種基于氮化鎵功率HEMT結構低歐姆接觸電阻的結構，其特征在于，頂端兩側的漏電極(107)和源電極(108)均采用錫/鈦/鋁/鈦/金多層合金，其中錫金屬層與鋁鎵氮勢壘層形成N型重摻雜，錫金屬層厚度為2-10nm，漏電極(107)和源電極(108)是采用電子束蒸發的方法進行制備的。

9.根據權利要求8所述的一種基于氮化鎵功率HEMT結構低歐姆接觸電阻的結構，其特征在于，錫/鈦/鋁/鈦/金多層合金與鋁鎵氮勢壘層(106)的歐姆接觸方法如下：

在氮氣環境下，經過15-180s時間的600℃-1000℃的升溫退火工藝，使錫/鈦/鋁/鈦/金多層合金與鋁鎵氮勢壘層(106)形成歐姆接觸。

10.根據權利要求1所述的一種基于氮化鎵功率HEMT結構低歐姆接觸電阻的結構，其特征在于，所述柵電極(109)為肖特基結構或者金屬-介質層-半導體結構。