Hemt器件的欧姆接触电极制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种HEMT器件的欧姆接触电极制作方法，主要解决现有技术接触电阻大、可控性低的问题。其制作过程为：1)在铝镓氮/镓氮异质结表面进行光刻，制作欧姆电极区上带有若干通孔的刻蚀掩膜，这些通孔的面积之和为欧姆电极面积的15％～45％；2)在掩膜通孔露出的铝镓氮材料上进行深度为5～25nm的刻蚀挖孔；3)在所挖的孔中填满金属钛；4)在挖有孔的源、漏区铝镓氮/镓氮材料上淀积钛/铝/镍/金多层金属；5)对淀积的电极金属进行800～870℃退火，形成源、漏欧姆接触电极。本发明具有工艺灵活、可控性好及欧姆接触电阻低的优点，可用于制作高工作效率、高增益的高频大功率GaN?HEMT器件。
【专利说明】HEMT器件的欧姆接触电极制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于微电子【技术领域】，涉及半导体材料、器件制作，具体的说是一种半导体器件欧姆接触的工艺制作方法，可用于制作AlGaN/GaN异质结电子器件。
【背景技术】
[0002]近年来以SiC和GaN为代表的第三带宽禁带半导体以其大禁带宽度、高击穿电场、高热导率、高饱和电子速度和异质结界面二维电子气浓度高等特性，使其受到广泛关注。在理论上，利用这些材料制作的高电子迁移率晶体管HEMT、发光二极管LED、激光二极管LD等器件比现有器件具有明显的优越特性，因此近些年来国内外研究者对其进行了广泛而深入的研究，并取得了令人瞩目的研究成果。
[0003]AlGaN/GaN异质结高电子迁移率晶体管HEMT在高温器件及大功率微波器件方面已显示出了得天独厚的优势，追求器件高频率、高压、高功率吸引了众多的研究。近年来，AlGaN/GaN异质结高电子迁移率晶体管HEMT在雷达应用的高频功率放大器方面的需求越来越迫切，怎样从材料结构和器件结构设计上进行优化和提高是现在面临的主要研究问题。要使器件应用在更大的功率下并得到更高的效率，良好的源、漏欧姆接触特性必不可少。目前，AlGaN/GaN异质结由于AlGaN具有较大的禁带宽度，比较难以寻找到合适的金属材料直接形成接触电阻较小的欧姆接触。普遍采用的方法是用低功函数的金属Ti与材料表面经退火形成合金效应，增加隧穿几率，利用隧穿来减小接触电阻，即形成低附加阻抗的欧姆接触。用于形成合金的金属成分和退火温度目前已经基本上得到共识，对于AlGaN/GaN异质结，多采用Ti/Al/Ni/Au多层金属，Ti/Al比例为1:4?1:8 ;退火工艺条件通常采用温度为 800°C?870°C，30 ?60s 的快速热退火。参见 Chaturvedi N, Zeimer U，WurfI J,et al.Mechanismof ohmic contact formation in AlGaN/GaN high electron mobilitytransistors[J].Semicond Sci Technoi,2006,21 (22):175_179。
[0004]经过不断发展，现在AlGaN/GaN异质结HEMT的欧姆接触电阻已可以达到0.4?
0.6 Ω_，但是随着对器件特性的要求进一步提高，这样的接触电阻依然太大，还需要不断改进AlGaN/GaN异质结上欧姆接触的工艺，以不断减小串联电阻，减小寄生效应，增大器件的放大能力和效率。目前研究者改进欧姆接触的方法主要有下面几种:
[0005]1.对源、漏欧姆电极之下的半导体材料进行刻蚀减薄，即使用等离子干法刻蚀技术，对源、漏电极下方的势垒层进行刻蚀，减小欧姆接触到二维电子气的距离，甚至使金属直接接触到二维电子气，从而减小欧姆接触电阻。参见w.S.Lau, J.B.H.Tan, B.P.Singh,Formation of Ohmic contacts in AlGaN/GaN HEMT structures at500 °C by Ohmiccontact recess etching,Microelectronics Reliability, 2009,49:558 - 561。在理想的刻蚀量下，电阻可以降低到较低的数值，但是由于AlGaN/GaN异质结中AlGaN层的厚度一般小于30nm，而干法刻蚀的速率难以精确控制，并且刻蚀重复性差，导致源漏区AlGaN层刻蚀深度无法精确实现，造成刻蚀后接触电阻依然较大；而且，如果刻蚀到二维电子气以下，电阻会上升到2.3Qmm以上，虽然只需要使用500°C的退火温度，可能适用于某些特殊的器件要求，但是对于通常的应用，电阻过大。
[0006]2.采用离子注入的方法对源、漏电极下的半导体直接进行η型掺杂，增加接触层半导体的掺杂浓度，提高隧穿几率和隧穿电流，以达到减小欧姆接触电阻的目的。参见 Haijiang Yu, L.McCarthy, S.Rajan, et al, 1n Implanted AlGaN - GaN HEMTs WithNonalloyed Ohmic Contacts, IEEE Electron Device Letters,2005,26(5):283_285。该方法能获得很低的接触电阻，但是高能离子的注入也会引入新的材料损伤，而且GaN或者AlGaN材料中杂质的激活能很高，注入的η型杂质需要经过1200°C的高温退火才会被激活，这样的高温可能会影响到材料的质量和结构，进而影响器件的稳定性。
[0007]3.采用源、漏区刻蚀再生长η型GaN的方法降低源漏接触电阻，即先对源、漏区域的半导体材料进行刻蚀，然后在刻蚀掉的源、漏区域生长η型重掺杂GaN材料，再在该n-GaN之上进行欧姆接触的金属淀积。参见Liang Pang,Hu1-Chan Seo,Patich Chapman, et al,Breakdown Voltage Enhancement of AlGaN/GaN High-Electron-Mobility Transistorsvia Selective-Area Growth for Ohmic Contacts over 1n Implantation, Journal ofELECTRONIC MATERIALS, 2010,39(5):499_503。这种方法利用n_GaN材料的高掺杂浓度来提高电流隧穿效应，因此可以获得很低的欧姆接触电阻，但是采用再生长方法工艺复杂，先要进行刻蚀，又需要再次生长材料；而且二次材料生长过程中的工艺复杂、不可控因素较多，如元素污染、有机物沾污、两种不同晶格间的应力和晶格失配、生长需要的高温等等问题，都对器件的稳定性和工艺的可控性提出了挑战。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提供一种改进的HEMT器件的欧姆接触电极制作方法，以减小接触电阻，提高器件的稳定性以及工艺的可控性和灵活性。
[0009]为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下步骤:
[0010](I)对AlGaN/GaN材料进行清洗；
[0011](2)在清洗后的AlGaN/GaN材料表面的源、漏欧姆电极区进行光刻，制作带有很多通孔的光刻胶掩膜，这些通孔的面积之和为欧姆接触电极总面积的15%?45% ;通孔中露出AlGaN材料；
[0012](3)利用干法刻蚀对光刻胶掩膜通孔中露出的AlGaN材料进行刻蚀，得到源、漏欧姆电极区挖有很多孔的AlGaN材料，挖孔深度为5?25nm ；
[0013](4)刻蚀完成后去除光刻胶掩膜，在AlGaN/GaN材料表面的源、漏电极区域的刻蚀孔中淀积金属Ti，即在挖孔中填满金属Ti ；
[0014](5)在挖孔并填满金属Ti的整个源、漏欧姆电极区域的AlGaN材料之上，淀积Ti/Al/Ni/Au多层金属，并进行800?870°C退火30?60s，形成源、漏欧姆接触电极。
[0015]上所述步骤(I)中的对AlGaN/GaN材料进行清洗，按如下步骤进行:
[0016]先将AlGaN/GaN异质结材料放置于1: 5的HF溶液中浸泡30s，去除表面氧化层；
[0017]再将AlGaN/GaN异质结材料放置于丙酮、乙醇有机溶剂中超声清洗，去除表面沾污,并用去离子水冲洗5分钟。
[0018]上述步骤(3)中的干法刻蚀，其工艺条件如下:
[0019]采用RIE反应离子刻蚀，反应气体为Cl2，其流量40sccm，[0020]反应室压强为10mT，
[0021]电极功率为50W，
[0022]刻蚀速率为0.5nm/s。
[0023]上述步骤(4)中金属Ti的淀积，是通过电子束蒸发设备进行的，工艺条件为:蒸发前真空度达到10_7Tor以下,金属蒸发速率为0.lnm/so
[0024]上述步骤(5)中的多层金属淀积，是通过电子束蒸发设备进行的，工艺条件为:蒸发前真空度达到KT7Tor以下,金属蒸发速率为0.3nm/s。
[0025]上述步骤(5)中淀积Ti/Al/Ni/Au多层金属，其厚度分别是:Ti为20?30nm，Al为 150 ?250nm, Ni 为 40 ?60nm, Au 为 60 ?lOOnm。
[0026]本发明具有如下优点:
[0027]I)本发明由于在源、漏欧姆接触电极区挖孔，孔的侧面区域增加了欧姆金属材料与半导体表面的接触面积，影响势垒形状，增大了形成隧穿电流的可能，因此可以减小欧姆接触电阻。
[0028]2)本发明由于其所挖的孔具有一定深度，使得淀积金属后，孔中金属到二维电子气的距离减小，从而减小了欧姆接触电阻。
[0029]3)本发明在AlGaN/GaN异质结材料表面的刻蚀孔中填入Ti，不会因孔较深而形成空洞，可以更灵活地变化孔的深度，孔中金属材料成分确定，结构稳定；而且孔中已经填满Ti，完成整个电极金属淀积后其电极表面平整，利于进行后续工艺，提高了器件的稳定性。
[0030]4)本发明只是刻蚀了 AlGaN在源、漏端的部分区域，对二维电子气影响小；并且即使刻蚀深度有偏差，也不会完全破坏源、漏电极下方二维电子气，保证了器件形成的源、漏电流的稳定。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1为本发明器件的制作工艺流程示意图；
[0032]图2为采用本发明的工艺制作完成的欧姆接触与传统欧姆接触的电阻数据对比图；
[0033]图3为采用本发明的工艺制作完成的欧姆接触与传统欧姆接触的源漏电流对比图。
【具体实施方式】
[0034]参照图1，本发明给出如下三种实施例:
[0035]实施例1:制作填有金属Ti的5nm孔深，且电极金属Ti/Al/Ni/Au厚度为20nm/150nm/40nm/60nm 的欧姆接触。
[0036]步骤1.对AlGaN/GaN异质结材料样品进行清洗。
[0037]1.1)将AlGaN/GaN异质结材料样品放置于1:5的HF溶液中浸泡30s，去除表面氧化层；
[0038]1.2)将AlGaN/GaN异质结材料样品放置于丙酮、乙醇有机溶剂中超声清洗,去除表面沾污，并用去离子水冲洗5分钟。
[0039]步骤2.欧姆电极区挖孔。[0040]2.1)用甩胶机以5000转/min的转速在清洗后的AlGaN/GaN异质结材料样品表面甩0.6 μ m的正胶EPI621，再将甩好胶的AlGaN/GaN异质结材料放入温度为110°C的高温烘箱中烘干lmin，然后采用NSR1755I7A光刻机，使用源、漏挖孔光刻板一进行曝光，最后显影，获得欧姆电极区域带有若干通孔的光刻胶掩膜，这些通孔的面积之和为欧姆接触电极总面积的45% ；
[0041]2.2)米用RIE等尚子体干法刻蚀机,在Cl2气的等尚子体环境下,米用50W的刻蚀功率，以0.5nm/s的速率刻蚀光刻胶掩膜通孔中露出的AlGaN材料，在源、漏欧姆电极区的AlGaN材料上挖出若干深度为5nm的孔；
[0042]2.3)完成刻蚀后将AlGaN/GaN异质结材料放在清洗架上，用丙酮溶液超声清洗3分钟，然后用乙醇溶液超声清洗3分钟，最后在去离子水中冲洗3分钟，将刻蚀使用的光刻胶掩膜完全去除。
[0043]步骤3在孔中填入Ti金属
[0044]3.1)先用甩胶机以2000转/min的转速，在整个AlGaN材料表面甩厚度为0.35 μ m的剥离胶PMGI SF6，再以5000转/min的转速，在剥离胶PMGI SF6的上面甩厚度为0.6 μ m的正胶EPI621 ；
[0045]3.2)将甩好胶的AlGaN/GaN异质结材料放入温度为110°C的高温烘箱中烘干lmin，然后使用与步骤2.1)中相同的光刻板，采用NSR1755I7A光刻机进行曝光，最后显影，得到与步骤2.1)中形状相同的光刻胶掩膜；
[0046]3.3)采用0hmiker-50电子束蒸发台以0.lnm/s的蒸发速率,在AlGaN材料上所挖的孔中淀积Ti金属，其中Ti厚度为5nm，即将孔填满；
[0047]3.4)完成电极金属的淀积后，将AlGaN/GaN异质结材料放在剥离液中水浴加热5分钟，再用丙酮溶液超声清洗3分钟，然后用乙醇溶液超声清洗3分钟，最后在去离子水中冲洗3分钟，将淀积金属使用的光刻胶掩膜和多余的金属完全去除。
[0048]步骤4.源、漏欧姆接触电极制作
[0049]4.1)先用甩胶机以2000转/min的转速，在整个AlGaN材料表面甩厚度为0.35 μ m的剥离胶PMGI SF6，再以5000转/min的转速，在剥离胶PMGI SF6的上面甩厚度为0.6 μ m的正胶EPI621 ；
[0050]4.2)将甩好胶的AlGaN/GaN异质结材料放入温度为110°C的高温烘箱中烘干lmin,采用NSR1755I7A光刻机进行曝光，最后显影，得到只露出带孔的AlGaN电极区域的光刻胶掩模；
[0051]4.3)采用0hmiker-50电子束蒸发台以0.3nm/s的蒸发速率,在带孔的AlGaN材料上进行源漏电极金属的淀积，源漏电极金属依次选用Ti/Al/Ni/Au，其中Ti厚度为20nm，Al厚度为150nm, Ni厚度为40nm, Au厚度为60nm ；
[0052]4.4)完成电极金属的淀积后，将AlGaN/GaN异质结材料放在剥离液中水浴加热5分钟，再用丙酮溶液超声清洗3分钟，然后用乙醇溶液超声清洗3分钟，最后在去离子水中冲洗3分钟，将淀积金属使用的光刻胶掩膜和多余的金属完全去除。
[0053]步骤5.退火形成欧姆接触
[0054]将制作好源漏电极金属的AlGaN/GaN异质结材料放入RTP500快速热退火炉中，先通入IOmin的N2来排除空气，然后以20°C /s的速率升温至800°C，再以3L/s的速率向退火炉中通入N2，在800°C的N2氛围中进行60s的快速热退火，对欧姆接触金属进行合金，完成源、漏电极的制作，即S、D电极的制作。
[0055]实施例2:制作填有金属Ti的15nm孔深，且电极金属Ti/Al/Ni/Au厚度为25nm/200nm/50nm/80nm 的欧姆接触。
[0056]步骤一.对AlGaN/GaN异质结材料进行清洗。
[0057]本步骤与实施例1中的步骤I相同。
[0058]步骤二.欧姆电极区挖孔。
[0059](2a)在清洗后的AlGaN/GaN异质结材料表面甩0.6 μ m的正胶EPI621，所用甩胶机转速为5000转/min，再用温度为110°C的高温烘箱将甩好胶的AlGaN/GaN异质结材料烘干lmin，然后采用NSR1755I7A光刻机，使用源、漏挖孔光刻板二进行曝光，最后显影，获得欧姆电极区域分布有若干通孔的光刻胶掩膜，这些通孔的面积之和为欧姆接触电极总面积的 30% ；
[0060](2b)用RIE等离子体干法刻蚀机对光刻胶掩膜通孔中露出的AlGaN材料进行刻蚀，刻蚀气体为Cl2，刻蚀功率为50W，速率刻蚀为0.5nm/s，在源、漏欧姆电极区的AlGaN材料上挖出若干深度为15nm的孔；
[0061](2c)刻蚀完成后将AlGaN/GaN异质结材料依次放在丙酮溶液、乙醇溶液中分别超声清洗3分钟，最后在去离子水中冲洗3分钟，完全去除刻蚀步骤中使用的光刻胶掩膜。
[0062]步骤三在孔中填入Ti金属
[0063](3a)先在整个AlGaN材料表面甩厚度为0.35 μ m的剥离胶PMGI SF6，所用甩胶机的转速为2000转/min，再在剥离胶PMGI SF6的上面以5000转/min转速甩厚度为0.6 μ m的正胶EPI621 ；
[0064](3b)用温度为110°C的高温烘箱将甩好胶的AlGaN/GaN异质结材料烘干lmin，然后采用NSR1755I7A光刻机进行曝光，所用光刻板与步骤(2a)中相同，最后显影，得到与步骤(2a)中形状相同的光刻胶掩膜；
[0065](3c)采用0hmiker-50电子束蒸发台以0.lnm/s的蒸发速率,在AlGaN电极区域的若干挖孔中进行Ti金属淀积，其中Ti厚度为15nm，即将孔填满；
[0066](3d)淀积电极金属后,先用剥离液浸泡淀积了金属的AlGaN/GaN异质结材料,并水浴加热5分钟，然后依次用丙酮溶液和乙醇溶液对AlGaN/GaN异质结材料进行3分钟的超声清洗，最后用去离子水冲洗3分钟，去除AlGaN/GaN异质结材料表面的光刻胶掩膜和多余的金属。
[0067]步骤四.制作源、漏欧姆接触电极
[0068](4a)先在整个AlGaN材料表面甩厚度为0.35 μ m的剥离胶PMGI SF6，所用甩胶机的转速为2000转/min，再在剥离胶PMGI SF6的上面以5000转/min转速甩厚度为0.6 μ m的正胶EPI621 ；
[0069](4b)用温度为110°C的高温烘箱将甩好胶的AlGaN/GaN异质结材料烘干lmin，然后采用NSR1755I7A光刻机进行曝光，最后显影，得到的光刻胶掩模只露出带孔的AlGaN电极区域；
[0070](4c)用0hmiker-50电子束蒸发台以0.3nm/s蒸发速率,在带孔的AlGaN表面依次淀积25nm的T1、200nm的Al、50nm的N1、80nm的Au作为电极；[0071](4d)淀积电极金属后，先用剥离液浸泡淀积了金属的AlGaN/GaN异质结材料，并水浴加热5分钟，然后依次用丙酮溶液和乙醇溶液对AlGaN/GaN异质结材料进行3分钟的超声清洗，最后用去离子水冲洗3分钟，去除AlGaN/GaN异质结材料表面的光刻胶掩膜和多余的金属。
[0072]步骤五.退火形成欧姆接触
[0073]首先，使用RTP500快速热退火炉，将制作好电极金属的AlGaN/GaN异质结材料放入其中，先排除空气，即通入IOmin的队；
[0074]接着，以20°C /s的速率升温至840°C，再以3L/s的速率向退火炉中通入N2，使制作好源漏电极金属的AlGaN/GaN异质结材料在840°C的N2氛围中快速热退火45s，退火后欧姆接触金属形成合金，完成源、漏电极的制作，即S、D电极的制作。
[0075]实施例3:制作填有金属Ti的25nm孔深，且电极金属Ti/Al/Ni/Au厚度为30nm/250nm/60nm/IOOnm 的欧姆接触。
[0076]步骤Α.对AlGaN/GaN异质结材料进行清洗。
[0077]本步骤与实施例1中的步骤I相同。
[0078]步骤B.欧姆电极区挖孔。
[0079](BI)将清洗后的AlGaN/GaN异质结材料放入甩胶机，调整甩胶机转速为5000转/min,在清洗后的AlGaN/GaN异质结材料表面甩正胶EPI621，胶厚为0.6 μ m，再在高温烘箱中，以110°C的温度将甩好胶的AlGaN/GaN异质结材料烘干lmin，然后采用NSR1755I7A光刻机，使用源、漏挖孔光刻板三进行曝光，最后显影，获得欧姆电极区域带有若干通孔的光刻胶掩膜，这些通孔的面积之和为欧姆接触电极总面积的15% ；
[0080](B2)将带有光刻胶掩膜的AlGaN/GaN异质结材料放入RIE等离子体干法刻蚀机，采用50W的刻蚀功率，通入Cl2气体，以0.5nm/s的速率刻蚀光刻胶掩膜通孔中露出的AlGaN材料，在源、漏欧姆电极区的AlGaN材料上挖出若干深度为25nm的孔；
[0081](B3)完成刻蚀后，将刻蚀后的AlGaN/GaN异质结材料直于超声波环境中，用丙丽溶液清洗3分钟，然后用乙醇溶液清洗3分钟，最后离开超声波环境，用去离子水冲洗3分钟，除去AlGaN/GaN异质结材料上光刻胶掩膜。
[0082]步骤C在孔中填入Ti金属
[0083](Cl)将挖过孔的AlGaN/GaN异质结材料放入甩胶机，调整甩胶机的转速为2000转/min,在整个AlGaN材料表面甩剥离胶PMGI SF6，厚度为0.35 μ m,再调整甩胶机的转速为5000转/min,在剥离胶PMGI SF6的上面甩正胶EPI621，厚度为0.6 μ m ；
[0084](C2)在高温烘箱中以110°C的温度将甩好胶的AlGaN/GaN异质结材料烘干lmin，然后使用NSR1755I7A光刻机进行曝光，最后显影，得到与步骤BI中形状相同的光刻胶掩膜；
[0085](C3)将带有掩膜的AlGaN/GaN异质结材料放入0hmiker-50电子束蒸发台，以
0.lnm/s的蒸发速率，在AlGaN电极区域的若干孔中淀积金属Ti，其中Ti厚度为25nm，即将孔填满；
[0086](C4)淀积电极金属完成后，将AlGaN/GaN异质结材料放在剥离液中水浴加热5分钟，然后放置于超声波环境中，先用丙酮溶液清洗3分钟，再用乙醇溶液清洗3分钟，最后离开超声波环境，用去离子水冲洗3分钟,除去淀积金属时在AlGaN/GaN异质结材料制作的光刻月父掩I旲，剥尚多余的金属。
[0087]步骤D.源、漏欧姆接触电极制作
[0088](Dl)将挖过孔的AlGaN/GaN异质结材料放入甩胶机，调整甩胶机的转速为2000转/min,在整个AlGaN材料表面甩剥离胶PMGI SF6，厚度为0.35 μ m,再调整甩胶机的转速为5000转/min,在剥离胶PMGI SF6的上面甩正胶EPI621，厚度为0.6 μ m ；
[0089](D2)在高温烘箱中以110°C的温度将甩好胶的AlGaN/GaN异质结材料烘干lmin，然后使用NSR1755I7A光刻机进行曝光，最后显影，得到只露出带孔的AlGaN电极区域的光刻胶掩模；
[0090](D3)将带有掩膜的AlGaN/GaN异质结材料放入0hmiker-50电子束蒸发台，以
0.3nm/s的蒸发速率,在带孔的AlGaN材料表面进行Ti/Al/Ni/Au源漏电极金属的淀积,金属厚度为 30nm/250nm/60nm/100nm ；
[0091](D4)淀积电极金属完成后，将AlGaN/GaN异质结材料放在剥离液中水浴加热5分钟，然后放置于超声波环境中，先用丙酮溶液清洗3分钟，再用乙醇溶液清洗3分钟，最后离开超声波环境，用去离子水冲洗3分钟,除去淀积金属时在AlGaN/GaN异质结材料制作的光刻月父掩I旲，剥尚多余的金属。
[0092]步骤E.退火形成欧姆接触
[0093]在放入制作好源漏电极金属的之后，向RTP500快速热退火炉中通入IOmin的N2来排除空气，然后以20°C /s的速率升温至870°C，再以3L/s的速率向退火炉中通入N2，在8700C的N2氛围中进行的快速热退火，时间为30s，使AlGaN/GaN异质结材料上的欧姆接触金属形成合金，完成源、漏电极的制作，即S、D电极的制作。
[0094]本发明的效果可通过以下测试结果进一步说明:
[0095]测试1，对本发明实施例1制作完成后的源、漏欧姆接触电极进行传输线模型的接触电阻测试，得到欧姆接触电阻与常规欧姆接触电阻的比较结果，如图2所示。
[0096]从图2可见，本发明制作的源、漏欧姆接触电极，其欧姆接触电阻从常规的
0.42 Ω mm 下降到了 0.18 Ω mmπ
[0097]测试2，对本发明实施例1制作完成后的源、漏欧姆接触电极进行了电极间饱和电流测试，得到电极间饱和电流与常规电极间饱和电流的比较结果，如图3所示。
[0098]从图3可见，本发明制作的源、漏欧姆接触电极，其电极间饱和电流从常规的700mA/mm 上升到了 850mA/mm。
【权利要求】
1.一种HEMT器件的欧姆接触电极制作方法，包括如下步骤: (1)对AlGaN/GaN材料进行清洗； (2)在清洗后的AlGaN/GaN材料表面的源、漏欧姆电极区进行光刻，制作带有若干通孔的光刻胶掩膜，这些通孔的面积之和为欧姆接触电极总面积的15%?45% ;通孔中露出AlGaN材料； (3)利用干法刻蚀对光刻胶掩膜通孔中露出的AlGaN材料进行刻蚀，得到源、漏欧姆电极区挖有若干孔的AlGaN材料，孔的深度为5?25nm ； (4)刻蚀完成后去除光刻胶掩膜，在AlGaN/GaN材料表面的源、漏电极区域的刻蚀孔中淀积金属Ti，即在挖孔中填满金属Ti ； (5)在挖孔的整个源、漏欧姆电极区域的AlGaN材料之上，淀积Ti/Al/Ni/Au多层金属，并进行800?870°C退火30?60s，形成源、漏欧姆接触电极。
2.根据权利要求书I中所述的方法，其中所述步骤(I)中的对AlGaN/GaN材料进行清洗，按如下步骤进行: 先将AlGaN/GaN异质结材料放置于1:5的HF溶液中浸泡30s，去除表面氧化层； 再将AlGaN/GaN异质结材料放置于丙酮、乙醇有机溶剂中超声清洗，去除表面沾污，并用去离子水冲洗5分钟。
3.根据权利要求书I中所述的方法，其中所述步骤(3)中的干法刻蚀，工艺条件如下: 采用RIE反应离子刻蚀，反应气体为Cl2，其流量40SCCm， 反应室压强为10mT， 电极功率为50W， 刻蚀速率为0.5nm/s。
4.根据权利要求书I中所述的方法，其中所述步骤步骤(4)中的金属Ti的淀积，是通过电子束蒸发设备进行的，工艺条件如下: 蒸发前真空度达到10_7Tor以下,金属蒸发速率为0.lnm/so
5.根据权利要求书I中所述的方法，其中所述步骤步骤(5)中的多层金属淀积，是通过电子束蒸发设备进行的，工艺条件如下: 蒸发前真空度达到KT7Tor以下,金属蒸发速率为0.3nm/s。
6.根据权利要求书I中所述的方法，其中所述步骤(5)中淀积Ti/Al/Ni/Au多层金属，其厚度分别是:Ti为20?30nm，Al为150?250nm，Ni为40?60nm，Au为60?lOOnm。
7.根据权利要求书I中所述方法，其中所述步骤(5)中的退火，使用RTP快速热退火炉设备，并按如下步骤进行: 首先，将淀积好电极金属的材料放入退火炉，再向退火炉中通入IOmin的凡来排除空气； 然后，以20°C /s的速率升温至所设定的温度； 最后，以3L/s的速率向退火炉中通入N2，将设定的温度在氮气环境中保持30?60s，然后降至室温。
【文档编号】H01L21/28GK103928311SQ201410193499
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年5月8日 优先权日:2014年5月8日
【发明者】王冲, 陈冲, 钟仁骏, 何云龙, 郑雪峰, 马晓华, 郝跃 申请人:西安电子科技大学