CN206947351U - N型GaN极化掺杂欧姆接触电极 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种N型GaN极化掺杂欧姆接触电极，涉及N‑GaN欧姆接触电极技术领域，N型GaN极化掺杂欧姆接触电极，在N型GaN极化掺杂结构上是Si/Ti/Al/Ni/Au结构的电极，半导体工艺中金属都会进行高温退火处理，高温下Si扩散到N型GaN极化掺杂结构中，相当于增加了N型GaN表面掺杂的作用，从而改善欧姆接触电阻，降低N型GaN极化掺杂器件的电压，Ni/Au层Au起到抗氧化的作用，Al/Au之间的中间层则起到晶格过渡和防止Al层球化的作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及N-GaN欧姆接触电极技术领域，尤其涉及N型GaN极化掺杂欧姆接触电极。
背景技术
GaN是一种宽禁带半导体材料，低的欧姆接触不容易实现，GaN上外延Al组分渐变的AlxGa1-xN层，如果x由GaN-AlxGa1-xN界面至AlxGa1-xN表面增加，则形成N型GaN极化掺杂结构，N型GaN极化掺杂结构可用于肖特基二极管和场效应晶体管。N型GaN极化掺杂结构的体电阻率较高，在高频、高线性等电路应用中对欧姆接触有更高的要求。
目前对N型GaN极化掺杂结构的欧姆接触的实现是采用金属电极然后高温退火的方式实现。不能有效降低N型GaN极化掺杂结构的欧姆接触电阻。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种N型GaN极化掺杂欧姆接触电极，实现低欧姆接触电阻，降低N型GaN极化掺杂结构器件的工作电压。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：N型GaN极化掺杂欧姆接触电极，欧姆接触电极在N型GaN极化掺杂结构上面，直接与N型GaN极化掺杂结构接触的为一层Si，Si上面为金属层。
进一步优化的技术方案为所述的Si扩散进N型GaN极化掺杂结构中。
进一步优化的技术方案为所述的Si上方为Ti/ Al金属层。
进一步优化的技术方案为所述的Ti/ Al金属层上方为Pt/Au、Ni/Au或Ti/Au金属层。
进一步优化的技术方案为所述Si厚度为1nm～5nm。
进一步优化的技术方案为所述Ti厚度为10nm～20nm。
进一步优化的技术方案为所述Al厚度为50nm～500nm。
进一步优化的技术方案为所述Ni/Au中Ni厚度为20nm～50nm。
进一步优化的技术方案为所述Ni/Au中Au厚度为50nm～2um。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：在N型GaN极化掺杂结构和金属电极之间蒸发一层Si，高温下Si扩散到N型GaN极化掺杂结构中，相当于增加了N型GaN表面掺杂的作用，从而改善欧姆接触电阻，降低N型GaN极化掺杂器件的电压。
附图说明
图1是一个实施例的结构示意图。
图中：1、N型GaN极化掺杂结构；2、Si；3、Ti；4、Al；5、Ni；6、Au。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都属于本实用新型保护的范围。
N型GaN极化掺杂欧姆接触电极，欧姆接触电极覆盖在N型GaN极化掺杂结构上面，直接与N型GaN极化掺杂结构接触的为一层Si，Si上面为金属层，Si和金属层经过高温退火处理形成欧姆接触电极，欧姆接触电极能够降低N型GaN极化掺杂结构的欧姆接触电阻，降低N型GaN极化掺杂结构的电压。
半导体工艺中制备好金属电极后，还会进行高温退火处理，在600℃-900℃之间进行，高温下Si扩散进N行GaN极化掺杂结构，相当于增加了N型GaN表面掺杂的作用，从而改善欧姆接触电阻，降低N型GaN极化掺杂器件的电压。
Si上方的金属层为Ti/ Al层，表示Si的上方为Ti，Ti的上方为Al，在进行高温退火处理时，金属Al的热稳定性很差，超过300℃就会产生球化造成电极表面粗糙，而且Ti/ Al层在退火过程中很容易被氧化，形成的氧化物也会导致欧姆接触性能的退火。要减少这些不良影响，可以在Ti/ Al金属层的基础上再做难以被氧化的并且可以保证Al层不被球化的金属保护层，如Pt/Au、Ni/Au 或Ti/Au，Pt/Au表示Ti/ Al层上方为Pt，Pt的上方为Au；Ni/Au表示Ti/ Al层上方为Ni，Ni的上方为Au；Ti/Au表示Ti/ Al层上方为Ti，Ti的上方为Au；Au起到抗氧化的作用，Ti/ Al层中Al和最上层的Au之间的中间层则起到晶格过渡和防止Al层球化的作用。
图1为一个实施例的结构示意图，最下面为N型GaN极化掺杂结构1，在N型GaN极化掺杂结构1上面是一层Si 2，Si 2的上边依次为Ti 3、Al 4、Ni 5、Au 6，Si 2的厚度为1nm～5nm；Ti 3的厚度为10nm～20nm；Al 4的厚度为50nm～500nm；Ni 5的厚度为20nm～50nm；Au6的厚度为50nm～2um，在高温退火后，Si 2会扩散进N型GaN极化掺杂结构1中，相当于增加了N型GaN极化结构1表面掺杂的作用，从而改善欧姆接触电阻，降低N型GaN极化掺杂器件的电压。
所述Si表示硅，所述Ti表示钛，所述Al表示铝，所述Ni表示金属镍，所述Au表示金。nm表示单位纳米，um表示单位微米。
图1实施例的制作工艺步骤如下：
步骤S1，提供N型GaN极化掺杂材料晶片；
步骤S2，在晶片上制造标记，进行台面隔离；
步骤S3，在晶片上涂光刻胶，并进行曝光、显影；暴露待欧姆接触区；
步骤S4，在晶片上依次蒸发Si、Ti、Al、Ni、Au，将晶片放置于电子束蒸发炉中进行蒸发，Si厚度为1～5nm；Ti厚度为10～20nm；Al厚度为50～500nm；Ni厚度为20～50nm；Au厚度为50nm～2um；由于通过电子束蒸发炉进行蒸发，所以每一层材料之间紧密相连，由于电子束蒸发为高温蒸发，所以每一层之间可能相互扩散；
步骤S5，在剥离液中进行金属剥离；
步骤S6，将晶片放置于退火炉中，通入惰性气体或氮气，亦或这将退火腔抽成真空；对晶片加热，加热温度设定为600oC-900oC之间，退火时间30秒至2分钟；退火过程中，Si先扩散进n型GaN极化掺杂材料中，增加了材料的表面掺杂效应；随之Al、Si、AlxGa1-xN在高温下发生复杂的合金反应，欧姆接触形成。
通过在N型GaN极化掺杂结构上先蒸发一层Si，再蒸发金属电极，高温下Si扩散到N型GaN极化掺杂结构中，相当于增加了N型GaN表面掺杂的作用，从而改善欧姆接触电阻，降低N型GaN极化掺杂器件的电压。
Claims (9)
1.N型GaN极化掺杂欧姆接触电极，欧姆接触电极与N型GaN极化掺杂结构直接接触，其特征在于：直接与N型GaN极化掺杂结构接触的为一层Si，Si上方为金属层。
2.根据权利要求1所述的N型GaN极化掺杂欧姆接触电极，其特征在于所述Si扩散进N型GaN极化掺杂结构中。
3.根据权利要求1所述的N型GaN极化掺杂欧姆接触电极，其特征在于所述Si上方为Ti/Al金属层。
4.根据权利要求3所述的N型GaN极化掺杂欧姆接触电极，其特征在于所述Ti/ Al金属层上方为Pt/Au、Ni/Au或Ti/Au金属层。
5.根据权利要求1所述的N型GaN极化掺杂欧姆接触电极，其特征在于所述Si厚度为1nm～5nm。
6.根据权利要求3所述的N型GaN极化掺杂欧姆接触电极，其特征在于所述Ti厚度为10nm～20nm。
7.根据权利要求3所述的N型GaN极化掺杂欧姆接触电极，其特征在于所述Al厚度为50nm～500nm。
8.根据权利要求4所述的N型GaN极化掺杂欧姆接触电极，其特征在于所述Ni/Au中Ni厚度为20nm～50nm。
9.根据权利要求4所述的N型GaN极化掺杂欧姆接触电极，其特征在于所述Ni/Au中Au厚度为50nm～2um。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201720784788.9U CN206947351U (zh) | 2017-07-01 | 2017-07-01 | N型GaN极化掺杂欧姆接触电极 |
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| CN (1) | CN206947351U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108400171A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-08-14 | 西安电子科技大学 | 基于热退火掺杂工艺的低阻态氮化镓基器件及其制作方法 |
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2017
- 2017-07-01 CN CN201720784788.9U patent/CN206947351U/zh active Active
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