CN101673675B - 在本征砷化镓表面77k以下实现欧姆接触的方法 - Google Patents
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Abstract
一种在本征砷化镓表面温度77k以下实现欧姆接触的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在制备好的GaAs基片上进行涂胶、均胶、前烘、光刻、显影；步骤2：将显影后的GaAs基片置入氧离子轰击炉中，对基片轰击；步骤3：将轰击后的基片浸入semico-clean-23溶液，时间2分钟；步骤4：用去离子水冲洗基片，并用温氮气吹干；步骤5：再将基片浸入1：1的盐酸溶液中5秒后，用去离子水冲洗基片，并用温氮气吹干；步骤6：将基片放入金属蒸发炉内，并立即对蒸发炉系统开始抽真空，在基片上淀积金属；步骤7：将基片从金属蒸发炉中取出，用丙酮进行剥离，经乙醇、去离子水清洗后，用温氮气吹干；步骤8：将淀积完金属的基片退火，完成制作。
Description
技术领域
本发明涉及半导体工艺技术领域，尤其是低温低载流子浓度的工艺技术领域，提供了一种在本征砷化镓表面77K以下实现欧姆接触的方法。本发明可应用于半导体电学器件的制造技术中，在低载流子浓度的情况下效果尤为突出。
背景技术
过去几十年中，半导体工业的长足发展对我们的社会产生了无法估量的影响，目前，以硅为主的半导体工业及以其为核心的电子工业是世界上规模最大的工业。近年，以砷化镓为代表的化合物半导体以其高效输运特性及异质结构带来的低功耗等诱人特性吸引了大量科技工作研究砷化镓基半导体产业的产业化工艺技术，以实现包括生产效率、产率、可集成性、成本等各方面的产业化可行性。
现今，集成电路中信息的处理与传递仍以电信号为主，如何形成有效、低阻的欧姆接触电极是外围电路与芯片电信号传递的基本要求，良好的欧姆接触带来更小的功率损耗，对高频电路影响更小。
通常的欧姆接触电极制作工艺在高载流子浓度、室温环境的条件下工作，但在载流子浓度较低、工作温度较低的情况下，金属与半导体若没有形成的极好的欧姆结，此时通过欧姆结的电压-电流关系便会表现出电容性，电路中寄生的电容不但为电路引入额外的容抗，还会对高频信号产生不利的信号衰减和延迟。
发明内容
本发明目的在于提供一种在本征砷化镓表面温度77K以下实现欧姆接触的方法，利用该方法制作的欧姆接触电极可以工作在更大的载流子浓度范围和更低的温度环境下。
本发明为一种在本征砷化镓表面温度77K以下实现欧姆接触的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：在制备好的GaAs基片上进行涂胶、均胶、前烘、光刻、显影；
步骤2：将显影后的GaAs基片置入氧离子轰击炉中，对基片轰击；
步骤3：将轰击后的基片浸入semico-clean-23溶液，时间2分钟；
步骤4：用去离子水冲洗基片，并用温氮气吹干；
步骤5：再将基片浸入1：1的盐酸溶液中5秒后，用去离子水冲洗基片，并用温氮气吹干；
步骤6：将基片放入金属蒸发炉内，并立即对蒸发炉系统开始抽真空，在基片上淀积金属；
步骤7：将基片从金属蒸发炉中取出，用丙酮进行剥离，经乙醇、去离子水清洗后，用温氮气吹干；
步骤8：将淀积完金属的基片退火，完成制作。
其中涂胶、均胶的胶膜厚度大于1微米。
其中对样品轰击的时间为30秒，功率为100W。
其中真空度高于2×10-6τ。
其中淀积的金属是镍、锗和金三种金属，淀积顺序为：镍、锗、金、镍、和金，淀积速度不超过0.2nm/秒。
其中淀积的金属纯度为99.99％以上，以保证形成良好的欧姆结。
其中退火的温度为450℃，退火是在氢气和氮气的气氛中进行。
其中氢气和氮气的比例为1：2。
本发明的有益效果在于：
实现n-GaAs/AlGaAs体系中在低载流子浓度、77K以下环境中良好的欧姆接触。
附图说明
为进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中：
图1为本发明方法的流程图；
图2为非欧姆接触电极的电压-电流关系图；
图3为本发明制作欧姆接触电极在77K低温下表现出的良好欧姆接触电压-电流关系图。
具体实施方式
请结合参阅图1所示，本发明为一种在本征砷化镓表面77K以下实现欧姆接触的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S10：在制备好的GaAs基片上进行涂胶、均胶、前烘、光刻、显影；所述涂胶、均胶的胶膜厚度大于1微米；通过光刻技术，将基片表面不需要制作欧姆接触的区域用光刻胶覆盖；
步骤S20：将显影后的GaAs基片置入氧离子轰击炉中，对基片轰击；对样品轰击的时间为30秒，功率为100W；轰击时间不得过长，长时间的轰击会损害基片表面；
步骤S30：将轰击后的基片浸入semico-clean-23溶液(semico-clean-23溶液为日本富士公司制造)，时间2分钟；semico-clean-23与轰击形成的氧化物发生化学反应，去除轰击形成的氧化物；
步骤S40：用去离子水冲洗基片，并用温氮气吹干；
步骤S50：再将基片浸入1：1的盐酸溶液中5秒后，用去离子水冲洗基片，并用温氮气吹干；
步骤S60：将基片放入金属蒸发炉内，并立即对蒸发炉系统开始抽真空，其中真空度高于2×10-6τ，在基片上淀积金属；淀积的金属是镍、锗和金三种金属，淀积顺序为：镍、锗、金、镍、和金，淀积速度不超过0.2nm/秒；其中淀积的金属纯度为99.99％以上，以保证形成良好的欧姆接触；
步骤S70：将基片从金属蒸发炉中取出，用丙酮进行剥离，经乙醇、去离子水清洗后，用温氮气吹干；
步骤S80：将淀积完金属的基片退火，其中退火的温度为450℃，退火是在氢气和氮气的气氛中进行，氢气和氮气的比例为1：2，完成制作。
经制作良好的欧姆接触，其电压-电流关系如图2所示，电压-电流关系为线性；而非欧姆接触电压-电流关系如图3所示，电压-电流关系为非线性。
以上所述的仅为用以解释本发明的较佳实施例，并非企图据以对本发明做任何形式上的限制，所以，凡有在相同的发明精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明权利要求保护的范畴。
Claims (8)
1.一种在本征砷化镓表面温度77K以下实现欧姆接触的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：在制备好的GaAs基片上进行涂胶、均胶、前烘、光刻、显影；
步骤2：将显影后的GaAs基片置入氧离子轰击炉中，对基片轰击；
步骤3：将轰击后的基片浸入semico-clean-23溶液，时间2分钟；
步骤4：用去离子水冲洗基片，并用温氮气吹干；
步骤5：再将基片浸入1∶1的盐酸溶液中5秒后，用去离子水冲洗基片，并用温氮气吹于；
步骤6：将基片放入金属蒸发炉内，并立即对蒸发炉系统开始抽真空，在基片上淀积金属；
步骤7：将基片从金属蒸发炉中取出，用丙酮进行剥离，经乙醇、去离子水清洗后，用温氮气吹干；
步骤8：将淀积完金属的基片退火，完成制作。
2.根据权利要求1所述的在本征砷化镓表面温度77K以下实现欧姆接触的方法，其特征在于，其中涂胶、均胶的胶膜厚度大于1微米。
3.根据权利要求1所述的在本征砷化镓表面温度77K以下实现欧姆接触的方法，其特征在于，其中对样品轰击的时间为30秒，功率为100W。
4.根据权利要求1所述的在本征砷化镓表面温度77K以下实现欧姆接触的方法，其特征在于，其中真空度高于2×10-6τ。
5.根据权利要求1所述的在本征砷化镓表面温度77K以下实现欧姆接触的方法，其特征在于，其中淀积的金属是镍、锗和金三种金属，淀积顺序为：镍、锗、金、镍、和金，淀积速度不超过0.2nm/秒。
6.根据权利要求1或5所述的在本征砷化镓表面温度77K以下实现欧姆接触的方法，其特征在于，其中淀积的金属纯度为99.99％以上，以保证形成良好的欧姆结。
7.根据权利要求1所述的在本征砷化镓表面温度77K以下实现欧姆 接触的方法，其特征在于，其中退火的温度为450℃，退火是在氢气和氮气的气氛中进行。
8.根据权利要求7所述的在本征砷化镓表面温度77K以下实现欧姆接触的方法，其特征在于，其中氢气和氮气的比例为1：2。
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