GaN基器件欧姆接触的制备方法与流程

本发明涉及gan基电子器件制备，特别是涉及一种gan基器件欧姆接触的制备方法。

背景技术：

1、第三代半导体材料氮化镓(gan)因其具有较宽的禁带宽度和较高的电子饱和速度，成为高压和高频应用的理想候选材料。氮化镓半导体能够承受比硅半导体更强的电流和更高的电压，可实现更高的功率密度，因而在雷达、快充以及dc-dc换能器上展现出充足的市场潜力，并将成为具有成本竞争力的新一代消费电力电子产品。

2、在gan电力电子器件制造过程中，利用等离子化的气体原子对材料进行轰击刻蚀的干法刻蚀工艺，是gan电力电子器件制造过程的主要工艺之一，且干法刻蚀工艺具有选择性高、刻蚀各向异性好等特点，相比于湿法刻蚀更具有可控性。但干法刻蚀工艺在gan电力电子器件的制造过程中也会产生一些附加问题，比如刻蚀过程对材料表面的损伤以及刻蚀过程中杂质原子的非故意引入，这些问题将会导致器件内产生一些不期望的缺陷，影响器件特性并带来诸多可靠性和失效风险。在gan电力电子器件中，形成电极的欧姆接触特性对于整个器件电学特性来说是至关重要的，现有人们对欧姆接触特性影响的因素主要考虑的是直接刻蚀gan基外延层材料过程中产生的损伤，主要通过引入具有缓冲作用的气体如c2h4降低离子物理轰击作用，或者对gan表面采用等离子体处理如n2的等离子体等方式来改善gan表面形貌以及缺陷来提高欧姆接触特性，但此方法形成的欧姆接触特性还有待进一步提高。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种gan基器件欧姆接触的制备方法，用于解决现有技术中gan基器件欧姆接触特性有待进一步提高等的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种gan基器件欧姆接触的制备方法，所述制备方法包括：

3、提供衬底，并于所述衬底上形成gan基外延结构；

4、于所述gan基外延结构上形成绝缘层，并进行图形化，以在所述绝缘层上形成开口；

5、于所述绝缘层上沉积金属层，且所述金属层填充满所述开口；

6、于所述金属层上形成光阻层，并进行图形化，暴露出所述开口上方之外的所述金属层；

7、采用干法刻蚀工艺去除未被所述光阻层遮挡的所述金属层，剩余所述金属层形成为欧姆接触金属；

8、去除所述光阻层；

9、采用低功率干法刻蚀处理金属表面，去除所述欧姆接触金属预设厚度，其中，低功率干法刻蚀处理金属表面采用的参数为：采用含氯气体；偏压功率介于0w～25w之间，不包括0w；源功率介于400w～750w之间；

10、对所述欧姆接触金属进行退火工艺，形成欧姆接触。

11、可选地，采用低功率干法刻蚀处理金属表面，去除所述欧姆接触金属之后还包括：采用等离子体处理金属表面工艺处理所述欧姆接触金属的步骤，其中，等离子体处理金属表面工艺采用的参数为：偏压功率为0w；源功率介于1200w～1500w之间。

12、进一步地，所述等离子体处理金属表面工艺采用的气体为n2或h2。

13、可选地，所述等离子体处理金属表面工艺采用icp设备或icp-rie设备实现。

14、可选地，所述低功率干法刻蚀处理金属表面中含氯气体为cl2及bcl3中的至少一种。

15、可选地，采用所述低功率干法刻蚀处理金属表面，去除所述欧姆接触金属的预设厚度介于10nm～40nm之间。

16、可选地，所述低功率干法刻蚀处理金属表面采用icp设备或icp-rie设备实现。

17、可选地，采用干法刻蚀工艺去除未被所述光阻层遮挡的所述金属层采用的参数为：采用含氯气体；偏压功率介于80w～200w之间；源功率介于800w～1400w之间。

18、可选地，所述绝缘层的材料为氮化硅或氧化硅。

19、可选地，所述gan基器件为gan基hemt器件，所述gan基外延结构包括gan沟道层及algan势垒层，形成的欧姆接触包括源极欧姆接触及漏极欧姆接触。

20、如上所述，本发明的gan基器件欧姆接触的制备方法，通过在干法刻蚀形成欧姆接触金属后对该欧姆接触金属采用低功率干法刻蚀处理金属表面，采用低的偏压功率介于0w～25w之间以降低刻蚀表面轰击速率，采用较低的源功率介于400w～750w之间降低等离子体活化反应，从而缓慢且低损伤的去除金属表面，使被金属干法刻蚀工艺引入的一层高浓度杂质原子，例如cl原子，随金属表层一起被刻蚀掉，既去除了高浓度的杂质原子，又减少继续引入新的损伤，从而有效提高欧姆接触金属的纯度，进而在退火后提高形成的欧姆接触的电性能。

技术特征：

1.一种gan基器件欧姆接触的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

2.根据权利要求1所述的gan基器件欧姆接触的制备方法，其特征在于，采用低功率干法刻蚀处理金属表面，去除所述欧姆接触金属之后还包括：采用等离子体处理金属表面工艺处理所述欧姆接触金属的步骤，其中，等离子体处理金属表面工艺采用的参数为：偏压功率为0w；源功率介于1200w～1500w之间。

3.根据权利要求2所述的gan基器件欧姆接触的制备方法，其特征在于：所述等离子体处理金属表面工艺采用的气体为n2或h2。

4.根据权利要求2所述的gan基器件欧姆接触的制备方法，其特征在于：所述等离子体处理金属表面工艺采用icp设备或icp-rie设备实现。

5.根据权利要求1所述的gan基器件欧姆接触的制备方法，其特征在于：所述低功率干法刻蚀处理金属表面中含氯气体为cl2及bcl3中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的gan基器件欧姆接触的制备方法，其特征在于：采用所述低功率干法刻蚀处理金属表面，去除所述欧姆接触金属的预设厚度介于10nm～40nm之间。

7.根据权利要求1所述的gan基器件欧姆接触的制备方法，其特征在于：所述低功率干法刻蚀处理金属表面采用icp设备或icp-rie设备实现。

8.根据权利要求1所述的gan基器件欧姆接触的制备方法，其特征在于：采用干法刻蚀工艺去除未被所述光阻层遮挡的所述金属层采用的参数为：采用含氯气体；偏压功率介于80w～200w之间；源功率介于800w～1400w之间。

9.根据权利要求1所述的gan基器件欧姆接触的制备方法，其特征在于：所述绝缘层的材料为氮化硅或氧化硅。

10.根据权利要求1所述的gan基器件欧姆接触的制备方法，其特征在于：所述gan基器件为gan基hemt器件，所述gan基外延结构包括gan沟道层及algan势垒层，形成的欧姆接触包括源极欧姆接触及漏极欧姆接触。

技术总结
本发明提供一种GaN基器件欧姆接触的制备方法，包括：提于衬底上形成GaN基外延结构；于GaN基外延结构上形成绝缘层，并进行图形化；于绝缘层上沉积金属层；于金属层上形成光阻层，并进行图形化；采用干法刻蚀工艺去除未被光阻层遮挡的金属层，剩余金属层形成为欧姆接触金属；去除光阻层；采用低功率干法刻蚀处理金属表面，去除欧姆接触金属预设厚度，其中，采用的参数为：采用含氯气体；偏压功率介于0W～25W之间，不包括0W；源功率介于400W～750W之间；对欧姆接触金属进行退火工艺，形成欧姆接触。通过在干法刻蚀形成欧姆接触金属后对该欧姆接触金属采用低功率干法刻蚀处理金属表面，有效提高欧姆接触金属的纯度，进而在退火后提高形成的欧姆接触的电性能。

技术研发人员：何元浩
受保护的技术使用者：华润微电子（重庆）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13