[发明专利]一种降低宽禁带半导体器件欧姆接触电阻的方法

权利要求书

1.一种降低宽禁带半导体器件欧姆接触电阻的方法，其特征在于，所述宽禁带半导体器件的材料为III-V族宽禁带半导体材料，该材料由下至上依次包括衬底、缓冲层、沟道层和合金势垒层，所述方法包括以下步骤：

步骤一，沉积钝化层

在所述合金势垒层上沉积Si₃N₄或SiO₂的钝化层；

步骤二，涂覆光刻胶，并形成光刻胶窗口

在步骤一所沉积的钝化层上涂覆光刻胶，并通过光刻显影去除欧姆接触电极区域的光刻胶，形成光刻胶窗口；

步骤三，刻蚀钝化层，并形成钝化层窗口

刻蚀钝化层，完全去除欧姆接触电极区域内的钝化层，形成钝化层窗口，然后去除光刻胶；

步骤四，涂覆纳米球

用纳米球的悬浊液在步骤三所得的III-V族宽禁带半导体材料的表面涂覆单层或双层纳米球；

步骤五，形成纳米凹槽

刻蚀步骤四所获得的III-V族宽禁带半导体材料的表面，形成纳米凹槽，其中由所述单层或双层纳米球作为刻蚀掩膜板，等离子体通过纳米球间隙刻蚀步骤四所获得的III-V族宽禁带半导体材料的表面，从而在所述欧姆接触电极区域刻蚀形成大量纳米凹槽，然后去除表面的纳米球；

步骤六，涂覆光刻胶，并形成光刻胶窗口

在步骤五所获得的III-V族宽禁带半导体材料的表面上涂覆光刻胶，并通过光刻显影去除欧姆接触电极区域内的光刻胶，形成光刻胶窗口；

步骤七，电子束蒸发或磁控溅射多层金属

在步骤六所得的III-V族宽禁带半导体材料的表面上，采用电子束蒸发或磁控溅射多层金属，在欧姆接触电极区域，所述多层金属直接与所述合金势垒层接触；

步骤八，多层金属的剥离

将步骤七所得III-V族宽禁带半导体材料的欧姆接触电极区域外的光刻胶与多层金属剥离；

步骤九，快速热退火，形成欧姆接触

采用快速热退火，在600-900℃氮气氛围下快速热退火30-60s，形成欧姆接触。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一的沉积钝化层是通过等离子体增强化学气相沉积或感应耦合等离子化学气相沉积进行的，所述钝化层厚度为20～100nm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纳米球的材料为聚苯己烯、氧化硅或硅，其直径为20～100nm，所述的纳米球的悬浊液质量百分比为5％至40％，溶剂为水或乙醇。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述纳米球的直径等于钝化层厚度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤四中采用旋涂法涂覆纳米球，转速为1000至8000转每分钟。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二与步骤六所述光刻胶的厚度为0.5-1.5μm。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤九中的快速热退火在800℃氮气氛围下快速热退火30s。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤五所得的纳米凹槽的深度为小于、等于或大于所述势垒层的厚度，或者所述纳米凹槽的深度为所述势垒层的厚度的一半。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤五中的刻蚀采用等离子体刻蚀，包括用于刻蚀宽禁带半导体材料的氯基含氯的气体等离子体刻蚀与用于修饰纳米球直径尺寸的氧基含氧或氟基含氟的等离子体刻蚀。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤七所述多层金属为Ti/Al/Ni/Au或者Ti/Al/Ni/TiN的四层金属，其厚度依次为30/120/50/50nm，其中Ni金属可替换为Ti、Mo或者Pt；或所述多层金属也可以为三层Ti/Al/TiN金属，其厚度依次为30/120/50nm。