CN207818573U - GaN HEMT器件欧姆接触电极及GaN HEMT器件 - Google Patents
GaN HEMT器件欧姆接触电极及GaN HEMT器件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN207818573U CN207818573U CN201820287073.7U CN201820287073U CN207818573U CN 207818573 U CN207818573 U CN 207818573U CN 201820287073 U CN201820287073 U CN 201820287073U CN 207818573 U CN207818573 U CN 207818573U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- metal layers
- nanometers
- gan
- gan hemt
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
本实用新型适用于半导体技术领域，提供了一种GaN HEMT器件欧姆接触电极，所述GaN晶圆的势垒层的上表面与源电极区和漏电极区对应的部分分别设有欧姆接触金属层，所述欧姆接触金属层从下至上依次包括Ti金属层、Al金属层、Ta金属层、Mo金属层和Au金属层；所述欧姆接触金属层与所述势垒层形成欧姆接触；所述GaN晶圆从下至上依次包括衬底、GaN外延层和势垒层。本实用新型能够使欧姆接触金属层在高温退火工艺后金属表面平整、边缘光滑整齐，从而提高器件的稳定性和可靠性。
Description
技术领域
本发明属于半导体技术领域，尤其涉及一种GaN HEMT器件欧姆接触电极及GaNHEMT器件。
背景技术
宽禁带半导体GaN具有禁带宽度大、击穿场强高、电子饱和漂移速度高等优点，在高温以及微波功率器件制造领域具有很大的潜力。其中，GaN HEMT(High ElectronMobility Transistor，高电子迁移率晶体管)在微波大功率和高温应用方面均有明显的优势，已经成为当前的研究热点之一。从大量的实验结果和理论分析表明，良好的欧姆接触电极不仅可以改善器件的性能，而且还利于提高器件的使用寿命和可靠性。传统的欧姆接触金属在退火后存在金属表面形貌粗糙、金属边缘不齐整的缺点，从而导致GaN HEMT器件稳定性变差、可靠性降低。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种GaN HEMT器件欧姆接触电极及GaN HEMT器件，以解决现有技术中GaN HEMT器件稳定性差、可靠性低的问题。
本发明实施例第一方面提供了一种GaN HEMT器件欧姆接触电极，其特征在于，所述GaN晶圆的势垒层的上表面与源电极区和漏电极区对应的部分分别设有欧姆接触金属层，所述欧姆接触金属层从下至上依次包括Ti金属层、Al金属层、Ta金属层、Mo金属层和Au金属层；所述欧姆接触金属层与所述势垒层形成欧姆接触；所述GaN晶圆从下至上依次包括衬底、GaN外延层和势垒层。
可选的，所述Ti金属层的厚度为10纳米至30纳米，所述Al金属层的厚度为100纳米至300纳米，所述Ta金属层的厚度为10纳米至50纳米，所述Mo金属层的厚度为10纳米至60纳米，所述Au金属层的厚度为15纳米至100纳米。
可选的，所述GaN外延层的厚度为1.5微米至2.5微米；所述势垒层的厚度为10纳米至30纳米。
可选的，所述衬底为SiC衬底、Si衬底、蓝宝石衬底或金刚石衬底。
本发明实施例第二方面提供了一种GaN HEMT器件，包括在GaN晶圆上形成的GaNHEMT器件本体，所述GaN HEMT器件本体上设有如上述实施例所述的GaN HEMT器件欧姆接触电极。
可选的，所述GaN HEMT器件本体的上表面设有钝化保护层。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例通过采用Ti金属层、Al金属层、Ta金属层、Mo金属层和Au金属层的复合层作为欧姆接触金属层，由于Ta金属和Mo金属为难熔金属，从而使欧姆接触金属层能够在高温退火工艺后金属表面平整、边缘光滑整齐，能够提高器件的稳定性和可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的GaN HEMT器件源漏欧姆接触的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的GaN HEMT器件欧姆接触电极的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的GaN HEMT器件欧姆接触电极制备方法的实现流程示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
实施例一
请参考图1和图2，GaN晶圆从下至上依次包括衬底101，GaN外延层102和势垒层103。GaN HEMT器件欧姆接触电极包括：势垒层103的上表面与源电极区和漏电极区对应的部分分别设有欧姆接触金属层104，所述欧姆接触金属层104从下至上依次包括Ti金属层1041、Al金属层1042、Ta金属层1043、Mo金属层1044和Au金属层1045，所述欧姆接触金属层104与所述势垒层103形成欧姆接触。
在本发明实施例中，请参考图3，首先，在势垒层103的上表面涂覆厚度为0.5微米至2微米的光刻胶，经曝光、显影、坚膜工艺，形成光刻胶层105，光刻胶层105仅覆盖第一区域，即GaN晶圆除源电极区和漏电极区以外的区域，其中，源电极区为制备源电极的区域，漏电极区为制备漏电极的区域。然后，通过电子束蒸发工艺或溅射工艺在GaN晶圆的表面依次沉积Ti金属层1041、Al金属层1042、Ta金属层1043、Mo金属层1044和Au金属层1045，作为欧姆接触金属层104。再然后，将GaN晶圆放入有机溶剂中浸泡，去除光刻胶层105，则光刻层105上表面的欧姆接触金属层104一并被去除。最后将生长欧姆接触金属层104后的GaN晶圆进行快速热退火处理，退火温度为500℃至900℃，退火时间为10秒至120秒，退火气氛为氮气，使欧姆接触金属104与势垒层103形成欧姆接触，从而形成欧姆接触电极。
本发明实施例通过采用Ti金属层1041、Al金属层1042、Ta金属层1043、Mo金属层1044和Au金属层1045的复合层作为欧姆接触金属层104，由于Ta金属和Mo金属为难熔金属，从而使欧姆接触金属层104能够在高温退火工艺后金属表面平整、边缘光滑整齐，能够提高器件的稳定性和可靠性。
可选的，所述Ti金属层1041的厚度为10纳米至30纳米，所述Al金属层1042的厚度为100纳米至300纳米，所述Ta金属层1043的厚度为10纳米至50纳米，所述Mo金属层1044的厚度为10纳米至60纳米，所述Au金属层1045的厚度为15纳米至100纳米。欧姆接触金属层104中各层金属的厚度根据实际需要设定，例如，欧姆接触金属层104从下至上依次包括厚度为10纳米的Ti金属层1041、厚度为100纳米的Al金属层1042、厚度为10纳米的Ta金属层1043、厚度为10纳米的Mo金属层1044和厚度为15纳米的Au金属层1045，或欧姆接触金属层104从下至上依次包括厚度为30纳米的Ti金属层1041、厚度为300纳米的Al金属层1042、厚度为50纳米的Ta金属层1043、厚度为60纳米的Mo金属层2044和厚度为100纳米的Au金属层1045。
可选的，所述GaN外延层102的厚度为1.5微米至2.5微米；所述势垒层103的厚度为10纳米至30纳米。
在本发明实施例中，所述衬底101为宽禁带或超宽禁带半导体材料形成的衬底，包括但不限于SiC衬底、Si衬底、蓝宝石衬底或金刚石衬底。
实施例二
一种GaN HEMT器件，包括在GaN晶圆上形成的GaN HEMT器件本体，所述GaN HEMT器件本体上设有如本发明实施例一所述的GaN HEMT器件欧姆接触电极，并具有本发明实施例一所述的有益效果。
可选的，所述GaN HEMT器件本体的上表面设有钝化保护层。
应理解的是，GaNHEMT器件本体上还设有形成HEMT器件的其他必要结构，包括但不限于栅电极、栅下介质层。这些结构不作为本发明实施例的改进，在此不再赘述。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种GaN HEMT器件欧姆接触电极，其特征在于，所述GaN晶圆的势垒层的上表面与源电极区和漏电极区对应的部分分别设有欧姆接触金属层，所述欧姆接触金属层从下至上依次包括Ti金属层、Al金属层、Ta金属层、Mo金属层和Au金属层；所述欧姆接触金属层与所述势垒层形成欧姆接触；所述GaN晶圆从下至上依次包括衬底、GaN外延层和势垒层。
2.如权利要求1所述的GaN HEMT器件欧姆接触电极，其特征在于，所述Ti金属层的厚度为10纳米至30纳米，所述Al金属层的厚度为100纳米至300纳米，所述Ta金属层的厚度为10纳米至50纳米，所述Mo金属层的厚度为10纳米至60纳米，所述Au金属层的厚度为15纳米至100纳米。
3.如权利要求1所述的GaN HEMT器件欧姆接触电极，其特征在于，所述GaN外延层的厚度为1.5微米至2.5微米；所述势垒层的厚度为10纳米至30纳米。
4.如权利要求1所述的GaN HEMT器件欧姆接触电极，其特征在于，所述衬底为SiC衬底、Si衬底、蓝宝石衬底或金刚石衬底。
5.一种GaN HEMT器件，包括在GaN晶圆上形成的GaN HEMT器件本体，其特征在于，所述GaN HEMT器件本体上设有如权利要求1-4任一项所述的GaN HEMT器件欧姆接触电极。
6.如权利要求5所述的GaN HEMT器件，其特征在于，所述GaN HEMT器件本体的上表面设有钝化保护层。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820287073.7U CN207818573U (zh) | 2018-02-28 | 2018-02-28 | GaN HEMT器件欧姆接触电极及GaN HEMT器件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820287073.7U CN207818573U (zh) | 2018-02-28 | 2018-02-28 | GaN HEMT器件欧姆接触电极及GaN HEMT器件 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN207818573U true CN207818573U (zh) | 2018-09-04 |
Family
ID=63320552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201820287073.7U Active CN207818573U (zh) | 2018-02-28 | 2018-02-28 | GaN HEMT器件欧姆接触电极及GaN HEMT器件 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN207818573U (zh) |
-
2018
- 2018-02-28 CN CN201820287073.7U patent/CN207818573U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110265486B (zh) | 氧化镓sbd终端结构及制备方法 | |
| CN108198856A (zh) | GaN HEMT器件欧姆接触电极的制作方法、电极及HEMT器件 | |
| CN104752494B (zh) | 金刚石材料欧姆接触电极及其制备方法和应用 | |
| US11257935B2 (en) | Gan rectifier suitable for operating under 35GHZ alternating-current frequency, and preparation method therefor | |
| CN107393969A (zh) | 一种氮化镓基肖特基二极管半导体器件及制造方法 | |
| CN108122749B (zh) | 一种基于图形化载片的SiC基GaN_HEMT背面工艺 | |
| US20230030977A1 (en) | Gan/two-dimensional aln heterojunction rectifier on silicon substrate and preparation method therefor | |
| Xiong et al. | CMOS-compatible batch processing of monolayer MoS2 MOSFETs | |
| CN109873034A (zh) | 沉积多晶AlN的常关型HEMT功率器件及其制备方法 | |
| CN109037327A (zh) | 一种具有局部电流阻挡层的纵向栅极结构功率器件及其制备方法 | |
| CN107731903A (zh) | 基于SOI结构金刚石复合衬底的GaN高电子迁移率器件及制备方法 | |
| CN104465403B (zh) | 增强型AlGaN/GaN HEMT器件的制备方法 | |
| CN106684142B (zh) | 一种具有复合金属势垒层的氮化镓器件肖特基接触系统 | |
| CN207818573U (zh) | GaN HEMT器件欧姆接触电极及GaN HEMT器件 | |
| CN105023950A (zh) | 一种具有高开关电流比的石墨烯晶体管及其制备方法 | |
| CN102263166B (zh) | 采用纳米粒子提高AlGaN基探测器性能的方法 | |
| CN107425051A (zh) | 一种半导体器件及其制备方法 | |
| Zhang et al. | Plasma-assisted ohmic contact for AlGaN/GaN heterostructure field-effect transistors | |
| WO2019218907A1 (zh) | 基于二维电子气调控背栅的二维材料晶体管、制法和应用 | |
| CN105789108B (zh) | 功率晶体管芯片的制作方法及功率晶体管芯片 | |
| CN103745923B (zh) | 氮化镓衬底上生长栅介质的方法及电学性能测试方法 | |
| CN107359127B (zh) | 蓝宝石衬底的Fe掺杂自旋场效应晶体管及其制造方法 | |
| CN112018177A (zh) | 全垂直型Si基GaN UMOSFET功率器件及其制备方法 | |
| Ran et al. | Improved barrier homogeneity in Pt/Al0. 75Ga0. 25N Schottky barrier diodes by graphene interlayer | |
| CN108922890B (zh) | 一种半导体和二维材料的组合功率器件的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230905 Address after: No. 113 Hezuo Road, High tech Zone, Shijiazhuang City, Hebei Province, 050000 Patentee after: Hebei Zhongci Electronic Technology Co.,Ltd. Shijiazhuang High tech Branch Address before: 050051 cooperation Road 113, Xinhua District, Hebei, Shijiazhuang Patentee before: THE 13TH RESEARCH INSTITUTE OF CHINA ELECTRONICS TECHNOLOGY Group Corp. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |