RU2669339C1 - Способ изготовления омических контактов - Google Patents
Способ изготовления омических контактов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2669339C1 RU2669339C1 RU2017123092A RU2017123092A RU2669339C1 RU 2669339 C1 RU2669339 C1 RU 2669339C1 RU 2017123092 A RU2017123092 A RU 2017123092A RU 2017123092 A RU2017123092 A RU 2017123092A RU 2669339 C1 RU2669339 C1 RU 2669339C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gan
- semiconductor material
- ohmic contacts
- heterostructure
- algan
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
Abstract
Изобретение относится к технологии формирования омических контактов к гетероструктурам AlGaN/GaN и может быть использовано при изготовлении полупроводниковых приборов, в частности полевых транзисторов СВЧ диапазона. Техническим результатом изобретения является уменьшение удельного сопротивления омических контактов. Технический результат достигается за счет того, что после роста высоколегированного полупроводникового материала (nGaN), который контактирует с двумерным электронным газом гетероструктуры AlGaN/GaN, и снятия диэлектрической маски, осуществляется высокотемпературный отжиг гетероструктуры с дорощенным высоколегированным полупроводниковым материалом при температуре 600-650°C в течение 10-15 минут в среде азота. 1 ил.
Description
Изобретение относится к технологии формирования омических контактов к гетероструктурам AlGaN/GaN и может быть использовано при изготовлении полупроводниковых приборов, в частности полевых транзисторов СВЧ диапазона.
Из предшествующего уровня техники известен способ [US 7700974 B2, H01L 29/778] изготовления омических контактов к полупроводниковой гетероструктуре AlGaN/GaN, включающий образование углублений строго заданных размеров в слое AlGaN путем «сухого» травления. В места образования углублений наносят слои металлов Ti/Al/Ni/Au, а затем нагревают указанные осажденные металлы до высокой температуры (более 800°C), в результате чего образуется омический контакт с двумерным электронным газом. Недостатком способа является грубая морфология омических контактов и высокое удельное сопротивление.
Известен способ [US 20080258150 A1, H01L 29/778] изготовления омических контактов к гетереструктуре AlGaN/GaN, заключающийся в ионной имплантации Si, для формирования легированного кремнием n+GaN для непосредственного контакта с областью двумерного электронного газа. Высокая концентрация ионов, которая должна быть использована для получения достаточной скорости активации в пределах имплантированных областей, создает большое количество дефектов структуры, что ухудшает характеристики омических контактов.
Известен способ [Zheng Z., Seo Н., Liang Pang L., Kim K. // Phys. Status Solidi. A. 2011. V. 208. N 4. P. 951-954] создания омических контактов с помощью селективно выращенного n+GaN на поверхности гетероструктуры AlGaN/GaN и последовательного нанесения слоев металлизации Ti/Al/Ni/Au. В данном способе омические контакты имеют высокое удельное сопротивление.
Известен способ [US 8878245 B2, H01L 29/66] изготовления омических контактов к гетероструктуре, которая состоит из одного или более эпитаксиального слоя и барьерного слоя. Барьерный слой может включать в себя несколько слоев, такие как AlGaN и AlH. На барьерный слой наносится маска, материал маски выбирается таким образом, что он может функционировать в качестве пассивирующего слоя. Например, SiN может быть использован в качестве маски. Затем происходит травление маски, барьерного и эпитаксиального слоев через сформированные в маске с помощью фотолитографии «окна». И осуществляется рост высоколегированного полупроводникового материала, который контактирует с эпитаксиальным слоем. В гетероструктурах AlGaN/GaN это может быть n+GaN. Далее осаждают на область n+GaN металл, образующий омический контакт. Высокое легирование n+GaN обеспечивает связь металла с двумерным электронным газом без отжига контактов при высоких температурах. Недостатком способа является высокое удельное сопротивление.
Техническим результатом изобретения является уменьшение удельного сопротивления омических контактов.
Технический результат достигается за счет того, что после роста высоколегированного полупроводникового материала (n+GaN), который контактирует с двумерным электронным газом гетероструктуры AlGaN/GaN, и снятия диэлектрической маски, осуществляется высокотемпературный отжиг гетероструктуры с дорощенным высоколегированным полупроводниковым материалом при температуре 600-650°C в течении 10-15 минут в среде азота. Данный отжиг позволяет улучшить контактное сопротивление между дорощенным высоколегированным полупроводниковым материалом и двумерным электронным газом гетероструктуры за счет диффузионного размытия контактной границы и отжига дефектов, которые возможно возникают при снятии диэлектрической маски. Отжиг необходимо проводить непосредственного перед фотолитографией под нанесение металлических слоев омического контакта к высоколегированному полупроводниковому материалу для лучшей дегидрации поверхности, обеспечивающей хорошую адгезию фоторезистов.
Конструкция омических контактов с дорощенным высоколегированным полупроводниковым материалом представлена на фиг. 1. Омический контакт к гетероструктуре состоит из напыляемых металлических слоев (1) и высоколегированного полупроводникового материала (2). В качестве высоколегированного полупроводникового материала используется n+GaN, который эпитаксиально осаждается через предварительно сформированную диэлектрическую маску на гетероструктуру, состоящую из барьерного слоя AlGaN (3) и проводящего слоя GaN (5). Перед эпитаксиальным доращиванием n+GaN через диэлектрическую маску производится вытравливание гетероструктуры на глубину ниже залегания области (4) двумерного электронного газа.
Эксперименты по термической обработки тестов с омическими контактами к гетероструктуре AlGaN/GaN с дорощенным высоколегированным полупроводниковым материалом показали, что при нагреве от 600-650°C в среде азота происходит ухудшение сопротивления контакта металлических слоев к дорощенному высоколегированному полупроводниковому материалу, что объясняется миграцией металла к границе полупроводникового материала, входящего в состав металлических слоев. Но при термической обработке тестов выявлен эффект улучшения удельного сопротивления контакта высоколегированного полупроводникового материала к двумерному электронному газу. Поэтому перед формированием металлических слоев к дорощенному высоколегированному полупроводниковому материалу необходимо провести термическую обработку гетероструктуры со сформированным областями n+GaN, при этом происходит улучшение контакта между высоколегированным полупроводниковым материалом и двумерным электронным газом, что улучшает суммарное удельное сопротивление омического контакта к нитридным гетероструктурам.
Пример осуществления способа
Эпитаксиально выращенная на подложке гетероструктура состоит из проводящего слоя GaN толщиной 2-3 мкм и барьерного слоя AlGaN толщиной 10-25 нм. После формирования «меза»-изоляции приборов путем плазмохимического вытравливания верхних активных слоев на глубину до 70 нм в смеси N2O+SiH4 при температуре 300°C наносится диэлектрическая пленка SiO2. Травление диэлектрической пленки SiO2 через предварительно сформированные с помощью фотолитографии «окна» осуществляется плазмохимическим методом в смеси SF6 и O2. Затем через туже фоторезистивную маску последовательно за травлением диэлектрика проводится плазмохимическое травление гетероструктуры в смеси BCl3 и Ar на глубину ниже залегания двумерного электронного газа. Далее на гетероструктуру со сформированной диэлектрической маской SiO2 происходит осаждение высоколегированного полупроводникового материала (n+GaN) в установке молекулярно-лучевой эпитаксии при температуре 850°C. После осаждения n+GaN происходит удаление диэлектрической маски SiO2 в жидком растворе (HF:NH4F:H2O=1:3:7) и температурный отжиг гетероструктуры с осажденным n+GaN при температуре 650°С в течение 15 мин в среде азота. Сразу после отжига формируется фоторезистивная маска для последующего последовательного нанесения металлических слоев Cr/Au (40/300 нм) на области n+GaN. Удельное сопротивление изготовленных омических контактов составило 0,08 Ом⋅мм.
Claims (1)
- Способ изготовления омических контактов к гетероструктурам AlGaN/GaN, включающий вытравливание гетероструктуры через диэлектрическую маску на глубину ниже залегания области двумерного электронного газа, осаждение высоколегированного полупроводникового материала, снятие диэлектрической маски и последовательное напыление металлических слоев на участки осаждения высоколегированного полупроводникового материала, отличающийся тем, что после снятия диэлектрической маски перед напылением металлических слоев проводится отжиг при температуре 600-650°C в течение 10-15 мин в среде азота.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017123092A RU2669339C1 (ru) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | Способ изготовления омических контактов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017123092A RU2669339C1 (ru) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | Способ изготовления омических контактов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2669339C1 true RU2669339C1 (ru) | 2018-10-10 |
Family
ID=63798213
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017123092A RU2669339C1 (ru) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | Способ изготовления омических контактов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2669339C1 (ru) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6852615B2 (en) * | 2002-06-10 | 2005-02-08 | Hrl Laboratories, Llc | Ohmic contacts for high electron mobility transistors and a method of making the same |
RU2315390C1 (ru) * | 2006-12-19 | 2008-01-20 | Закрытое акционерное общество "Научное и технологическое оборудование" | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОМИЧЕСКИХ КОНТАКТОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ ГЕТЕРОСТРУКТУРЫ GaN/AlGaN |
CN103972069A (zh) * | 2014-05-08 | 2014-08-06 | 西安电子科技大学 | AlGaN-GaN异质结欧姆接触制作方法 |
RU155419U1 (ru) * | 2015-04-21 | 2015-10-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) | Низкоомный омический контакт к гетероэпитаксиальной структуре на основе нитрида галлия |
CN106373874A (zh) * | 2015-07-21 | 2017-02-01 | 北大方正集团有限公司 | 基于AlGaN/GaN HEMT的欧姆接触电极的制造方法 |
RU2610346C1 (ru) * | 2015-12-21 | 2017-02-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сверхвысокочастотной полупроводниковой электроники Российской академии наук (ИСВЧПЭ РАН) | Способ изготовления омических контактов к нитридным гетероструктурам AlGaN/GaN |
RU2619444C1 (ru) * | 2016-03-24 | 2017-05-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сверхвысокочастотной полупроводниковой электроники Российской академии наук (ИСВЧПЭ РАН) | Способ изготовления омических контактов к нитридным гетероструктурам на основе Si/Al |
-
2017
- 2017-06-29 RU RU2017123092A patent/RU2669339C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6852615B2 (en) * | 2002-06-10 | 2005-02-08 | Hrl Laboratories, Llc | Ohmic contacts for high electron mobility transistors and a method of making the same |
RU2315390C1 (ru) * | 2006-12-19 | 2008-01-20 | Закрытое акционерное общество "Научное и технологическое оборудование" | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОМИЧЕСКИХ КОНТАКТОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ ГЕТЕРОСТРУКТУРЫ GaN/AlGaN |
CN103972069A (zh) * | 2014-05-08 | 2014-08-06 | 西安电子科技大学 | AlGaN-GaN异质结欧姆接触制作方法 |
RU155419U1 (ru) * | 2015-04-21 | 2015-10-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) | Низкоомный омический контакт к гетероэпитаксиальной структуре на основе нитрида галлия |
CN106373874A (zh) * | 2015-07-21 | 2017-02-01 | 北大方正集团有限公司 | 基于AlGaN/GaN HEMT的欧姆接触电极的制造方法 |
RU2610346C1 (ru) * | 2015-12-21 | 2017-02-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сверхвысокочастотной полупроводниковой электроники Российской академии наук (ИСВЧПЭ РАН) | Способ изготовления омических контактов к нитридным гетероструктурам AlGaN/GaN |
RU2619444C1 (ru) * | 2016-03-24 | 2017-05-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сверхвысокочастотной полупроводниковой электроники Российской академии наук (ИСВЧПЭ РАН) | Способ изготовления омических контактов к нитридным гетероструктурам на основе Si/Al |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7851284B2 (en) | Method for making GaN-based high electron mobility transistor | |
JP6661637B2 (ja) | Iii−nデバイスの凹部に形成されるオーミックコンタクト | |
US20160190296A1 (en) | Gallium nitride based high electron mobility transistor including an aluminum gallium nitride barrier layer | |
US20050236646A1 (en) | Nitride semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP5166576B2 (ja) | GaN系半導体素子の製造方法 | |
CN108565283A (zh) | GaN基T型栅高频器件及其制备方法和应用 | |
US20160013305A1 (en) | Nitride semiconductor device and method for manufacturing nitride semiconductor device | |
US11545567B2 (en) | Methods for forming fluorine doped high electron mobility transistor (HEMT) devices | |
CN110660643A (zh) | 一种优化氮化镓高电子迁移率晶体管钝化的方法 | |
TWI676293B (zh) | 半導體裝置及其製造方法 | |
KR960019602A (ko) | 자기 정렬형 티-게이트 갈륨비소 금속반도체 전계효과 트랜지스터의 제조방법 | |
RU2610346C1 (ru) | Способ изготовления омических контактов к нитридным гетероструктурам AlGaN/GaN | |
CN109728087B (zh) | 基于纳米球掩模的低欧姆接触GaN基HEMT制备方法 | |
US20140124837A1 (en) | Nitride semiconductor device and method for manufacturing same | |
CN210897292U (zh) | 氮化镓外延层及半导体器件 | |
KR20090055593A (ko) | 전계 효과 헤테로구조체 트랜지스터를 포함하는 장치 및 이의 제조 방법 | |
RU2669339C1 (ru) | Способ изготовления омических контактов | |
JP6447231B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JP7002015B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
WO2020192303A1 (zh) | 半导体器件及制作方法 | |
Pavlov et al. | Nonalloyed ohmic contacts for high-electron-mobility transistors based on AlGaN/GaN heterostructures | |
JP2013219273A (ja) | 窒化物半導体装置 | |
CN107195548B (zh) | InAs/AlSb HEMT及MOS-HEMT器件的制备方法 | |
CN115602540B (zh) | 一种增强型GaN功率器件的制造方法 | |
CN109671776A (zh) | 半导体器件及其制造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200630 |