[發明專利]一種低比接觸電阻率的p型III-V族半導體材料與導電電極歐姆接觸的制備方法

在審

• 申請號: 202110256766.6
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN115050825A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 付建波;宗華;蔣盛翔
• 申請（專利權）人: 廣西颶芯科技有限責任公司
• 主分類號: H01L29/45
• 分類號: H01L29/45;H01L21/28;H01L33/40;H01S5/042
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理有限公司 11200
• 代理人: 邱曉鋒

本發明涉及一種低比接觸電阻率的p型III?V族半導體材料與導電電極歐姆接觸的制備方法。該方法使用delta摻雜技術來生長p型III/V族氮化物半導體材料的Mg高摻接觸層，有效的提高了Mg的摻雜濃度，從而提高了接觸界面的空穴濃度，使得導電電極與半導體界面的勢壘變薄，電子可以通過隧穿效應穿過界面勢壘，形成良好的歐姆接觸，降低接觸電阻，進而降低發熱量，提高器件壽命。本發明對降低比接觸電阻率有優異的效果，并且具有制備效率高，材料適應性更廣泛的特點，從而更具有使用價值。

技術領域

本發明屬于半導體技術領域，具體涉及一種具有低比接觸電阻率的p型III-V族半導體材料與導電電極歐姆接觸的制備方法。

背景技術

目前，以氮化鎵(GaN)為代表的第三代半導體材料已經在許多重要的領域有大量的應用，例如半導體激光器、預警機雷達、快速充電器等。許多半導體器件都是由n型和p型半導體組成，而與外界電路的連接還需要使用接觸電極。通常來說，需要調整電極的制備工藝來保證歐姆接觸。良好的歐姆接觸，有利于降低串聯電阻，從而在大電流工作狀態下減少接觸界面的熱量累積。如果接觸不良，接觸電阻較大，容易累積熱量燒壞器件。因此良好的歐姆接觸是提高III-V族半導體器件壽命和工作性能的重要指標之一。

由于III-V族半導體材料和金屬等導電電極材料的功函數差異，常常會在接觸的界面形成接觸勢壘，而接觸勢壘的存在會阻礙載流子的輸運，增加了接觸電阻，降低了器件的電學性能。以p-GaN為例來說，制備具有較低比接觸電阻率的電極一直以來都比較困難，造成這種困難的原因主要有幾方面：首先是p-GaN功函數較高，幾乎找不到與之匹配功函數的金屬材料；其次，p-GaN提高摻雜濃度困難，并且空穴載流子的激活也很困難，因此很難獲得高于10¹⁹/cm³的空穴濃度；再次，p-GaN常常具有高密度的表面態，從而形成費米能級的釘扎，不利于制備歐姆接觸的導電電極。為了降低比接觸電阻率，常見的解決方案，主要圍繞以下幾個方面入手：1)選擇功函數更接近的金屬，并進行合金化處理，從而降低界面勢壘；2)制備一個重摻的接觸層，提高載流子濃度，從而減薄界面勢壘，讓載流子可以隧穿通過；3)通過表面處理手段，降低界面勢壘或者修復表面態；4)增加界面缺陷能級密度，使用深能級缺陷輔助載流子隧穿。