[發明專利]一種氮化鎵晶體管的非合金歐姆接觸制作方法

有效

• 申請號: 202010789795.4
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN112103340B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 孫希國;蔡文必;鄒冠
• 申請（專利權）人: 廈門市三安集成電路有限公司
• 主分類號: H01L29/45
• 分類號: H01L29/45;H01L29/778;H01L21/335
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;陳淑嫻

本發明公開了一種氮化鎵晶體管的非合金歐姆接觸制作方法，其半導體基底由下至上包括襯底、緩沖層、勢壘層、帽層和介質層，通過向半導體基底注入Si離子形成注入區，蝕刻介質層形成位于注入區范圍之內的歐姆接觸區，于歐姆接觸區上沉積金屬并采用波長為248?355nm的激光激活注入區和金屬，形成較小的歐姆接觸電阻，同時避免了晶片高溫處理導致的翹曲度變化，降低了工藝難度，提高產品良率。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種氮化鎵晶體管的非合金歐姆接觸制作方法。

背景技術

氮化鎵高電子遷移率晶體管(HEMT)作為第三代寬禁帶化合物半導體器件具有輸出功率大、工作頻率高、耐高溫等特點，適合毫米波及以下各個頻段的大功率應用。在氮化鎵HEMT制作過程中，歐姆接觸制作是關鍵技術之一，歐姆接觸的形貌直接影響后續工藝過程中的對準，而接觸電阻率大小則對器件性能有著直接的影響。目前常規的AlGaN/GaNHEMT歐姆接觸制作方法是將金屬蒸發到AlGaN/GaN異質材料表面并通過高溫退火獲得。另一種方法是先在AlGaN/GaN表面沉積一層介質，然后對需要進行歐姆接觸電極制作的區域事先進行離子注入，獲得高濃度的施主雜質并通過高溫退火將其激活，從而對需要進行歐姆接觸電極制作的區域形成n型重摻雜，然后在重摻雜區域沉積歐姆接觸金屬，低溫退火后形成歐姆接觸。此兩種制作方法都需要進行高溫回火或者高溫激活，會導致晶片的翹曲發生變化，不利于后續工藝。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，提供一種氮化鎵晶體管的非合金歐姆接觸制作方法。

為了實現以上目的，本發明的技術方案為：

一種氮化鎵晶體管的非合金歐姆接觸制作方法，包括以下步驟：

1)提供半導體基底，所述半導體基底由下至上包括襯底、緩沖層、勢壘層、帽層和介質層；

2)于所述半導體基底的上表面形成第一光阻層，通過曝光、顯影形成注入窗口；

3)向所述注入窗口之內的半導體基底注入Si離子形成注入區，然后去除所述第一光阻層；

4)于所述半導體基底的上表面形成第二光阻層，通過曝光、顯影形成歐姆接觸窗口，所述歐姆接觸窗口位于所述注入區范圍之內且寬度小于所述注入窗口；

5)去除所述歐姆接觸窗口之內的介質層以裸露所述帽層表面形成歐姆接觸區，然后去除所述第二光阻層；

6)于所述歐姆接觸區上沉積金屬；

7)采用激光激活所述注入區和所述金屬，激光波長為248-355nm。

可選的，步驟3)中，注入Si離子的注入能量為45-120keV，注入劑量為1×10¹⁵-4×10¹⁵cm^-3。

可選的，步驟3)中，所述Si離子的注入深度為由所述鈍化層至至少所述勢壘層的部分厚度。。

可選的，所述帽層為GaN層、SiN層或GaN層/SiN層的疊層，其中所述SiN層采用MOCVD(金屬有機化合物化學氣相沉淀)工藝形成。

可選的，所述GaN層的厚度范圍為1nm-3nm，所述SiN層的厚度范圍為1nm-2nm；所述GaN層/SiN層的疊層的厚度范圍為1nm-4nm。

可選的，步驟6)中，所述金屬包括Ti/Pt或Ti/W疊層。

可選的，所述Ti/Pt或Ti/W疊層中，Ti層厚度為20-60nm，Pt層厚度為40-60nm，W層厚度為40-60nm。

可選的，所述勢壘層的材料是氮化鋁、鋁銦氮化物、鋁鎵氮化物、銦鎵氮化物或鋁銦鎵氮化物。