[发明专利]制备低比接触电阻率的p-GaN欧姆接触的方法

说明书

技术领域

本发明属于微电子技术领域，涉及半导体材料器件制造技术，具体地说是一种制备低比接触电阻率的p-GaN欧姆接触的方法。

背景技术

以GaN为代表的III族氮化物因具有一系列优越的性质，而成为近年来化合物半导体研究的热点之一。其禁带宽度大、电子饱和漂移速度高、导热性能良好等特点适合于制作高频、大功率电子器件；利用其宽的直接带隙可以制作蓝、绿光和紫外光的光电子器件。但是GaN基器件的研制要求金属与半导体之间形成高质量的欧姆接触，对于n-GaN来说，其上的电极制备通过Ti/Al体系可获得比接触电阻率在10^-6-10^-8Ω·cm²范围的欧姆接触。而对于p-GaN来说，很难实现低比接触电阻率的欧姆接触，一方面由于很难获得高空穴浓度的p-GaN，另一方面是由于缺少合适的金属体系。Ni/Au是目前欧姆接触研究选用较多的金属之一，而受到Mg受主较高激活能的限制，p-GaN掺杂水平很难进一步提高，因此如何提高p-GaN欧姆接触的性能、降低比接触电阻率成为氮化物研究的重点。

发明内容

本发明的目的在于提出一种制备低比接触电阻率的p-GaN欧姆接触的方法，从而进一步提高p-GaN欧姆接触的性能，以应用于GaN基大功率器件，如蓝绿光激光器。

本发明提出一种制备低比接触电阻率的p-GaN欧姆接触的方法，包括如下步骤：

步骤1：准备一衬底；

步骤2：在衬底上生长低温成核层；

步骤3：在低温成核层上生长非故意掺杂GaN层；

步骤4：在非故意掺杂GaN层上生长中度Mg掺杂的p-GaN层；

步骤5：在中度掺杂的p-GaN层上生长重掺杂的接触层，形成样品；

步骤6：对样品进行Mg激活退火；

步骤7：将样品表面进行处理，在样品表面光刻，形成图形；

步骤8：在样品的表面蒸发Ni/Au金属层；

步骤9：将多余的Ni/Au金属层剥离；

步骤10：最后Ni/Au金属层进行退火合金化，形成欧姆接触，完成制备。

本发明的有益效果是，通过采用本发明提出的将重掺p-GaN薄层和重掺p-InGaN薄层作为复合接触层的方法，可以将Ni/Au与p-GaN欧姆接触的比接触电阻率降低到4×10^-5Ω·cm²，此效果的p-GaN欧姆接触可以很好地应用于制作高质量的高频、大功率器件。

附图说明

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下参照附图，并结合具体实验结果，对本发明作进一步的详细说明，其中：

图1为本发明生长结构示意图；

图2为本发明提出的低比接触电阻率的欧姆接触的制备流程图；

图3是改进前单纯使用重掺p-GaN盖层和单纯使用重掺p-InGaN盖层与改进后使用复合盖层得到的欧姆接触比接触电阻率的比较分布图。

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明生长结构依次为蓝宝石衬底01、低温成核层02、非故意掺杂GaN层03、中度掺杂的p-GaN层04、重掺杂的复合接触层05、Ni/Au金属层06，具体来说一种制备低比接触电阻率的p-GaN欧姆接触的方法，如图2所示包括如下步骤：

步骤1：准备蓝宝石衬底01，该衬底01为C面蓝宝石，厚度一般在200um到1000um。其他可选衬底包括SiC，GaN等；

步骤2：生长低温成核层02，其生长在蓝宝石衬底01上，低温成核层02可选材料包括GaN，AlN等，厚度一般为10nm到30nm。若衬底选择GaN，则该层不需要；

步骤3：生长非故意掺杂GaN层03，其生长在低温成核层02上，所述非故意掺杂GaN层03的厚度一般为3-5μm；

步骤4：生长中度Mg掺杂的p-GaN层04，其生长在非故意掺杂GaN层03上，所述中度Mg掺杂p-GaN层04厚度一般为0.5-3μm；

步骤5：生长重掺杂的接触层05，其生长在中度掺杂的p-GaN层04上，所述重掺杂接触层05包括重掺p-GaN薄层和重掺p-InGaN薄层，重掺p-GaN薄层的生长温度为800-1100℃，厚度为10-50nm，重掺p-InGaN薄层生长温度为600-800℃，厚度约为2-20nm形成样品。以上五个步骤都是在MOCVD生长设备中进行，全部完成后将样品取出；