[發明專利]半導體器件及其制造方法

在審

• 申請號: 201811607166.4
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109473472A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 陳雨雁;周炳;許新佳;趙承杰;夏凱
• 申請（專利權）人: 張家港意發功率半導體有限公司
• 主分類號: H01L29/16
• 分類號: H01L29/16;H01L29/20;H01L21/335;H01L29/778
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司 32293
• 代理人: 楊淑霞

本發明提供一種半導體器件及其制造方法，其中，所述半導體器件包括：襯底層；位于所述襯底層上的GaN層；位于所述GaN層上的AlGaN層；位于所述AlGaN層上的石墨烯層；位于所述石墨烯層上的金屬層，所述金屬層通過所述石墨烯層與所述AlGaN層形成金半接觸的歐姆連接。本發明采用石墨烯作為金屬層和AlGaN層間的墊層，利用石墨烯功函數可調的特性，無需高溫合金，即可與AlGaN層形成歐姆接觸。同時，石墨烯的高導熱性和極高的電子遷移率，有利于改善器件的散熱性能、工作速度以及可靠性。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種能夠降低歐姆接觸電阻的半導體器件及其制造方法。

背景技術

歐姆接觸技術是實現高性能GaN HEMT器件的關鍵技術之一。歐姆接觸制備的方法、材料的形貌與性能直接影響器件的總電導、總跨導、總輸出功率、微波噪聲特性以及器件在大功率下的可靠性。因此，面臨如何形成有效的歐姆接觸的技術問題，有必要提出進一步地解決方案。

發明內容

本發明旨在提供一種半導體器件及其制造方法，以克服現有技術中存在的不足。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種半導體器件，其包括：

襯底層；

位于所述襯底層上的GaN層；

位于所述GaN層上的AlGaN層；

位于所述AlGaN層上的石墨烯層；

位于所述石墨烯層上的金屬層，所述金屬層通過所述石墨烯層與所述AlGaN層形成金半接觸的歐姆連接。

作為發明的半導體器件的改進，所述襯底層為Si襯底或藍寶石襯底。

作為發明的半導體器件的改進，所述AlGaN層被設計為摻雜型的Al_xGa_1-xN層。

作為發明的半導體器件的改進，所述金屬層包括Ti層。

作為發明的半導體器件的改進，所述金屬層還包括依次位于所述Ti層上的Ni層和Au層。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種半導體器件的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括如下步驟：

S1、提供襯底層，在所述襯底層上依次生長GaN層、AlGaN層；

S2、直接在AlGaN層表面用CVD法生長石墨烯層；

S3、通過電子束蒸發或磁控濺射的方式在石墨烯層上制作金屬層；

S4、通過光刻定義電極圖形，并去除多余金屬和石墨烯層；

S5、對制作的金屬層進行真空退火。

作為本發明的半導體器件的制造方法的改進，步驟S5中，退火溫度為500～600℃，時間為1.5～10min。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種半導體器件的制造方法，其包括如下步驟：

S1、提供襯底層，在所述襯底層上依次生長GaN層、AlGaN層；

S2、采用CVD法在Cu襯底上淀積石墨烯層，并轉移至AlGaN層的表面；

S3、通過電子束蒸發或磁控濺射的方式在石墨烯層上制作金屬層；

S4、通過光刻定義電極圖形，并去除多余金屬和石墨烯層；

S5、對制作的金屬層進行真空退火。