GaN基器件中阻止欧姆接触铝元素横向扩散的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及GaN基器件中欧姆接触和钝化工艺技术领域，尤其是一种GaN基器件中阻止欧姆接触铝元素横向扩散的方法。
【背景技术】
[0002]主流GaN基器件的欧姆接触金属系统通常含有铝金属层，引进铝金属层的目的是为了降低欧姆接触的电阻率，但最新研究发现铝元素在高温合金时容易横向扩散，在高温下氧化并沉积在外延材料的表面，从而使外延材料的表面态居高不下，降低器件性能。
[0003]另外，考虑到合金大于800°C的超高温条件，低温生长的氮化硅介质与氮化镓材料热失配较大，在高温下易开裂。因此，本发明基于经典欧姆接触体系提出改善方案，采用高温生长的氮化硅介质侧壁阻挡铝元素扩散，进而实现对材料表面的全面保护，极大地降低了器件界面污染和界面态水平。
【发明内容】
[0004](一 )要解决的技术问题
[0005]有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种GaN基器件中阻止欧姆接触铝元素横向扩散的方法，以解决GaN基器件欧姆接触制备中出现铝元素横向扩散的问题，新工艺将欧姆接触金属淀积在耐高温的氮化硅介质孔中，通过介质阻挡铝元素的横向扩散。
[0006]( 二)技术方案
[0007]为解决上述技术问题，本发明提供了一种GaN基器件中阻止欧姆接触铝元素横向扩散的方法，该方法是将欧姆接触铝元素淀积在耐高温的氮化硅介质孔中，通过氮化硅介质阻挡欧姆接触铝元素的横向扩散，进而实现欧姆合金时的表面保护，降低界面污染和界面态。
[0008]上述方案中，该方法具体包括以下步骤:步骤a:在外延材料表面生长耐高温的氮化硅介质；步骤b:对覆盖在欧姆金属图形区域的氮化硅介质进行开孔；步骤c:在氮化硅介质的开孔中蒸发欧姆接触金属形成金属堆叠，其中氮化硅介质的上表面不低于开孔区域中金属堆叠的金属铝层的上表面。
[0009]上述方案中，步骤a中所述的耐高温的氮化硅介质，是采用低压化学气相淀积法(LPCVD)或快速热化学气相淀积(RTCVD)在外延材料表面生长氮化硅介质，该氮化硅介质耐至少600 °C的高温。
[0010]上述方案中，步骤b中所述的对覆盖在欧姆金属图形区域的氮化硅介质进行开孔，是采用光刻后刻蚀的方式将覆盖在欧姆金属图形区域的氮化硅介质去掉，形成开孔。
[0011]上述方案中，步骤c中所述的在氮化硅介质的开孔中蒸发欧姆接触金属形成金属堆叠，是采用蒸发或溅射的方式将多种金属依次制备到氮化硅介质的开孔区域，形成金属堆叠。
[0012]上述方案中，所述的制备到氮化硅介质的开孔区域中的多种金属从下到上依次为T1、Al、N1、Au，或者为 T1、Al、T1、Au，或者为 T1、Al、TiN，或者为 T1、Al、W。
[0013](三)有益效果
[0014]从上述技术方案可以看出，本发明提供的GaN基器件中阻止欧姆接触铝元素横向扩散的方法，将欧姆接触铝元素淀积在耐高温的氮化硅介质孔中，通过氮化硅介质阻挡欧姆接触铝元素的横向扩散，解决了 GaN基器件欧姆接触制备中出现铝元素横向扩散问题，从而避免了高温合金工艺中材料表面污染恶化器件性能的风险，进而实现了欧姆合金时的表面保护，降低了界面污染和界面态。
【附图说明】
[0015]图1是本发明提供的GaN基器件中阻止欧姆接触铝元素横向扩散的方法流程图。
[0016]图2是依照本发明实施例的GaN基器件中阻止欧姆接触铝元素横向扩散的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0017]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
[0018]如图1所示，图1是本发明提供的GaN基器件中阻止欧姆接触铝元素横向扩散的方法流程图，该方法是将欧姆接触铝元素淀积在耐高温的氮化硅介质孔中，通过氮化硅介质阻挡欧姆接触铝元素的横向扩散，进而实现欧姆合金时的表面保护，降低界面污染和界面态，该方法具体包括以下步骤:
[0019]步骤a:在外延材料表面生长耐高温的氮化硅介质；
[0020]在本步骤中，耐高温的氮化硅介质是采用低压化学气相淀积法(LPCVD)或快速热化学气相淀积(RTCVD)在外延材料表面生长氮化硅介质，该氮化硅介质耐至少600°C的高温。
[0021]步骤b:对覆盖在欧姆金属图形区域的氮化硅介质进行开孔；
[0022]在本步骤中，对覆盖在欧姆金属图形区域的氮化硅介质进行开孔，是采用光刻后刻蚀的方式将覆盖在欧姆金属图形区域的氮化硅介质去掉，形成开孔。
[0023]步骤c:在氮化硅介质的开孔中蒸发欧姆接触金属形成金属堆叠，其中氮化硅介质的上表面不低于开孔区域中堆叠的金属铝层的上表面；
[0024]在本步骤中，在氮化硅介质的开孔中蒸发欧姆接触金属，是采用蒸发或溅射的方式将多种金属依次制备到氮化硅介质的开孔区域，形成金属堆叠；其中，氮化硅介质的上表面不低于开孔区域中蒸发的欧姆接触金属堆叠中的金属铝层的上表面；制备到氮化硅介质的开孔区域中的多种金属从下到上依次可以为T1、Al、N1、Au，或者为T1、Al、T1、Au，或者为T1、Al、TiN，或者为 T1、Al、W 等。
[0025]基于图1所示的GaN基器件中阻止欧姆接触铝元素横向扩散的方法流程图，图2所示的是依照本发明实施例的GaN基器件中阻止欧姆接触铝元素横向扩散的工艺流程图，该方法包括以下步骤:
[0026]步骤1:采用低压化学气相淀积法(LPCVD)或快速热化学气相淀积(RTCVD)在外延材料表面生长氮化硅介质，该氮化硅介质耐至少600°C的高温；
[0027]步骤2:采用光刻后刻蚀等方式将覆盖在欧姆金属图形区域的氮化硅介质去掉，形成开孔；
[0028]步骤3:采用蒸发或溅射等方式将多种金属依次制备到氮化硅介质的开孔区域，形成金属堆叠，其中，氮化硅介质的上表面不低于开孔区域中金属堆叠的金属铝层的上表面；制备到氮化硅介质的开孔区域中的多种金属从下到上依次可以为T1、Al、N1、Au，或者为 T1、Al、T1、Au，或者为 T1、Al、TiN，或者为 T1、Al、W 等。
[0029]从上述实施例可以看出，本发明是针对GaN基器件欧姆接触制备中出现铝元素横向扩散问题而提出的新工艺，该工艺将欧姆接触金属淀积在耐高温的氮化硅介质孔中，通过介质阻挡铝元素的横向扩散，从而实现了欧姆合金时对外延材料表面的保护，降低了界面污染和界面态。
[0030]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种GaN基器件中阻止欧姆接触铝元素横向扩散的方法，其特征在于，该方法是将欧姆接触铝元素淀积在耐高温的氮化硅介质孔中，通过氮化硅介质阻挡欧姆接触铝元素的横向扩散，进而实现欧姆合金时的表面保护，降低界面污染和界面态。2.根据权利要求1所述的GaN基器件中阻止欧姆接触铝元素横向扩散的方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤: 步骤a:在外延材料表面生长耐高温的氮化娃介质； 步骤b:对覆盖在欧姆金属图形区域的氮化硅介质进行开孔； 步骤c:在氮化硅介质的开孔中蒸发欧姆接触金属形成金属堆叠，其中氮化硅介质的上表面不低于开孔区域中金属堆叠的金属铝层的上表面。3.根据权利要求2所述的GaN基器件中阻止欧姆接触铝元素横向扩散的方法，其特征在于，步骤a中所述的耐高温的氮化硅介质，是采用低压化学气相淀积法(LPCVD)或快速热化学气相淀积(RTCVD)在外延材料表面生长氮化硅介质，该氮化硅介质耐至少600°C的高温。4.根据权利要求2所述的GaN基器件中阻止欧姆接触铝元素横向扩散的方法，其特征在于，步骤b中所述的对覆盖在欧姆金属图形区域的氮化硅介质进行开孔，是采用光刻后刻蚀的方式将覆盖在欧姆金属图形区域的氮化硅介质去掉，形成开孔。5.根据权利要求2所述的GaN基器件中阻止欧姆接触铝元素横向扩散的方法，其特征在于，步骤c中所述的在氮化硅介质的开孔中蒸发欧姆接触金属形成金属堆叠，是采用蒸发或溅射的方式将多种金属依次制备到氮化硅介质的开孔区域，形成金属堆叠。6.根据权利要求5所述的GaN基器件中阻止欧姆接触铝元素横向扩散的方法，其特征在于，所述的制备到氮化硅介质的开孔区域中的多种金属从下到上依次为T1、Al、N1、Au，或者为 T1、Al、T1、Au，或者为 T1、Al、TiN，或者为 T1、Al、W。
【专利摘要】本发明公开了一种GaN基器件中阻止欧姆接触铝元素横向扩散的方法，将欧姆接触铝元素淀积在耐高温的氮化硅介质孔中，通过氮化硅介质阻挡欧姆接触铝元素的横向扩散，进而实现欧姆合金时的表面保护，降低界面污染和界面态。该方法包括：在外延材料表面生长耐高温的氮化硅介质；对覆盖在欧姆金属图形区域的氮化硅介质进行开孔；在氮化硅介质的开孔中蒸发欧姆接触金属形成金属堆叠，其中氮化硅介质的上表面不低于开孔区域中堆叠的金属铝层的上表面。本发明解决了GaN基器件欧姆接触制备中出现铝元素横向扩散问题，从而避免了高温合金工艺中材料表面污染恶化器件性能的风险，进而实现了欧姆合金时的表面保护，降低了界面污染和界面态。
【IPC分类】H01L21/28
【公开号】CN105206524
【申请号】CN201510690873
【发明人】王鑫华, 黄森, 魏珂, 刘新宇
【申请人】中国科学院微电子研究所
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年10月22日