[發明專利]p型GaN歐姆接觸的制備方法

在審

• 申請號: 202210061899.2
• 申請日: 2022-01-19
• 公開（公告）號: CN114420559A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 王軍喜;王新維;張寧;魏學成
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L21/324
• 分類號: H01L21/324;H01L29/45;H01L31/0224;H01L33/00;H01L33/36
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張博

本公開提供了一種p型GaN歐姆接觸的制備方法，包括：在襯底上依次形成GaN成核層、非故意摻雜的GaN層、重摻雜Mg的p型GaN層后，經過一次退火處理得到第一樣品；將第一樣品進行激光退火處理后，進行清洗，得到第二樣品；對第二樣品的表面首先進行光刻形成金屬圖形，接著依次蒸鍍第一金屬層、第二金屬層，然后剝離多余的第一金屬層和第二金屬層，得到第三樣品；將第三樣品進行二次退火處理，形成歐姆接觸。其中，激光退火處理使得p型GaN層表面的Mg雜質形成一定的聚集，同時通過打破Mg?H鍵，降低H原子濃度，增大空穴濃度，從而降低了p型GaN的接觸電阻率，改善了p型GaN與金屬的歐姆接觸。

技術領域

本公開涉及微電子技術領域，尤其涉及一種p型GaN歐姆接觸的制備方法。

背景技術

GaN基材料包括氮化鎵(GaN)、氮化鋁(AlN)、氮化銦(InN)以及它們組成的三元或者四元合金。GaN基材料具有寬禁帶、直接帶隙、高電子飽和速度、高擊穿電場和高熱導率等特性，在光電子和微電子領域有很多應用潛力。

GaN基材料是直接禁帶半導體材料，可以通過適當組分的調節，實現帶隙從0.7eV(InN)到6.2eV(AlN)的連續可調，覆蓋整個可見光范圍，并包含部分的紫外光和紅外光。但是，GaN基器件需要金屬與半導體形成高質量的歐姆接觸。對于n-GaN來說，通過Ti/Al合金可以獲得10^-6～10^-8Ω·cm²的接觸電阻率。而對于p型GaN來說，由于沒有良好的金屬體系，導致無法獲得較低的金屬/半導體接觸勢壘，這導致無法獲得較低的接觸電阻率。

發明內容

有鑒于此，本公開的主要目的在于提供一種p型GaN歐姆接觸的制備方法，以期至少部分地解決上述提及的技術問題中的至少之一。

為了實現上述目的，作為本公開的一個方面的實施例，提供了一種p型GaN歐姆接觸的制備方法，包括：在襯底上依次形成GaN成核層、非故意摻雜的GaN層、重摻雜Mg的p型GaN層后，經過一次退火處理得到第一樣品；將上述第一樣品進行激光退火處理后，進行清洗，得到第二樣品；對上述第二樣品的表面首先進行光刻形成金屬圖形，接著依次蒸鍍第一金屬層、第二金屬層，然后剝離多余的上述第一金屬層和上述第二金屬層，得到第三樣品；將上述第三樣品進行二次退火處理，形成歐姆接觸；其中，上述激光退火處理使得上述p型GaN層表面的Mg雜質形成一定的聚集，同時通過打破Mg-H鍵，降低H原子濃度，增大空穴濃度。

作為本公開另一個方面的實施例，提供了一種如上述制備方法制備的p型GaN歐姆接觸在GaN基器件中應用。

本公開上述實施例提供的p型GaN歐姆接觸的制備方法，通過在p型GaN層進行激光退火處理，使得p型GaN層表面的Mg原子發生聚集，同時通過打破Mg-H鍵降低了p型GaN層中的Mg-H鍵含量，進而降低了H原子濃度，增大了空穴濃度，從而降低了p型GaN的接觸電阻率，改善了p型GaN與金屬的歐姆接觸。

附圖說明

圖1為根據本公開的一種示例性實施例的p型GaN歐姆接觸的制備方法的流程示意圖；以及

圖2為根據本公開的一種示例性的實施例分別經過100mJ/cm²、200mJ/cm²激光功率處理后p型GaN與沒有激光處理的p型GaN的接觸電阻率變化圖。

具體實施方式

為使本公開的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本公開作進一步的詳細說明。

GaN基器件需要金屬與半導體形成高質量的歐姆接觸。對于p型GaN來說，由于Mg雜質較高的雜質激活能和Mg-H復合物的形成，導致較低的空穴濃度，如何進一步提高p型GaN歐姆接觸性能、降低接觸電阻率成為氮化物研究的重點。