[发明专利]一种对晶圆表面进行处理的方法

说明书

技术领域

本发明涉及AlGaN/GaN高电子迁移率场效应晶体管制备技术领域，尤其涉及一种在完成AlGaN/GaN高电子迁移率场效应晶体管(HEMT)欧姆接触合金后对晶圆表面进行处理的方法。

背景技术

在AlGaN/GaN HEMT中，源极寄生电阻以及漏极寄生电阻对器件性能有着重要的影响，将会直接影响器件功率增益，同时还会导致器件非本征跨导降低，源漏电流减小，膝点电压增大。在源极寄生电阻以及漏极寄生电阻中，接触电阻起主导作用，而接触电阻主要取决于器件欧姆接触特性，因此良好的欧姆接触是减小器件源端寄生电阻、漏端寄生电阻、导通电阻以及膝点电压的关键所在，因此改善欧姆接触工艺对降低源极及漏极寄生电阻起着至关重要的作用。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对上述问题，本发明的目的是提供一种对晶圆表面进行处理的方法，以降低晶圆表面在工艺过程中引入的有机污染物或碳污染物，改善欧姆接触电学特性，减小源极及漏极寄生电阻。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种对晶圆表面进行处理的方法，该方法是在欧姆接触合金后采用紫外臭氧清洗系统(Ultra-Violet Ozone Cleaning Systems，UVOCS)对晶圆表面进行紫外线及臭氧(UV/Ozone)表面处理。

上述方案中，所述采用UVOCS对晶圆表面进行UV/Ozone表面处理，是采用低压石英汞灯产生254nm和185nm范围的紫外线及臭氧对晶圆表面进行30分钟的UV/Ozone表面处理。

(三)有益效果

本发明提供的对晶圆表面进行处理的方法，降低了晶圆表面在工艺过程中引入的有机污染物或碳污染物，使得欧姆接触电学特性大大改善，I-V特性曲线更加陡直，达到饱和电流所对应的电压减小，并且电流的对称性得到很好改善。

附图说明

图1是在欧姆接触合金后采用本发明提供的UV/Ozone处理前后60um测试管I-V特性对比示意图；

图2(a)至图2(d)是欧姆接触合金后晶圆表面经过与不经过UV/Ozone表面处理，其C元素、O元素、N元素以及Ga元素的XPS光谱图对比示意图；

其中，图2(a)是C1s(C元素的1s轨道电子)，图2(b)是O1s(O元素的1s轨道电子)，图2(c)是N1s(N元素的1s轨道电子)，图2(d)是Ga2p3(Ga元素的2p3轨道电子)。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明提供的对晶圆表面进行处理的方法，其实现原理是：在完成AlGaN/GaN高电子迁移率场效应晶体管(HEMT)欧姆接触合金后，利用低压石英汞灯产生254nm和185nm范围的紫外线及臭氧强氧化能力，使工艺过程引入的有机污染物或碳污染物在吸收254nm波长紫外线后被激发或分解，被激发的污染物与离子氧原子反应形成气体如CO₂、H₂O等而挥发。

因此，本发明提供的对晶圆表面进行处理的方法，是在欧姆接触合金后采用紫外臭氧清洗系统(Ultra-Violet Ozone Cleaning Systems，UVOCS)对晶圆表面进行紫外线及臭氧(UV/Ozone)表面处理。其中，所述采用UVOCS对晶圆表面进行UV/Ozone表面处理，是采用低压石英汞灯产生254nm和185nm范围的紫外线及臭氧对晶圆表面进行30分钟的UV/Ozone表面处理。

在AlGaN/GaN HEMT制作工艺过程中不可避免会引入碳(C)原子杂质，碳原子有可能在GaN外延材料中形成深能级受主态陷阱捕获电子，导致器件源极等寄生电阻增加，膝点电压增大。UV/Ozone表面处理能够有效去除C原子杂质，降低其在GaN中形成深能级陷阱的可能，从而改善欧姆接触合金后的I-V特性。再者，由于臭氧的强氧化作用，在晶圆表面形成薄氧化层，相当于钝化作用，抑制表面态俘获电子，使得电流增大，电流对称性改善。

本发明通过在欧姆接触合金后采用UVOCS对晶圆表面进行30分钟的UV/Ozone表面处理，降低了晶圆表面在工艺过程中引入的有机污染物或碳污染物，改善了欧姆接触电学特性，减小了源极及漏极寄生电阻，最终使得器件I-V特性曲线更加陡直，达到饱和电流所对应的电压减小，测试结果如图1所示。