[发明专利]改善p型氮化镓欧姆的方法

说明书

本公开提供了一种改善p型氮化镓欧姆的方法，包括：步骤1：在衬底上生长低温氮化镓缓冲层；步骤2：在低温氮化镓缓冲层上生长高温非故意掺杂氮化镓层；步骤3：在高温非故意掺杂氮化镓层上生长中度掺镁p型氮化镓；步骤4：在中度掺镁p型氮化镓上生长重掺镁p型氮化镓。本公开通过调整重掺镁p型氮化镓的外延生长条件，控制该层中碳杂质浓度，可有效降低比接触电阻率，改善p型氮化镓的欧姆接触。

技术领域

本公开涉及半导体材料生长及器件制备领域，尤其涉及一种改善p型氮化镓欧姆的方法。

背景技术

氮化镓材料体系在固体发光二极管、蓝/绿光激光器、高电子迁移率晶体管和太阳能电池等光电子及微电子器件领域表现出优良的。其中，氮化镓基激光器具有波长可调、效率高、体积小、时间空间可控等优点，在海底通信、激光探雷、激光显示、激光微投影、激光照明等领域具有重要的应用价值。

如何获得良好的p型氮化镓欧姆接触，是氮化镓基器件得到广泛应用的重要基础，例如氮化镓基激光器工作电压与p型欧姆接触直接相关。然而，由于p型氮化镓中镁受主杂质电离能高达200meV，并且氮化镓中杂质或缺陷会对镁受主进行补偿，导致空穴浓度低，此外缺乏比p型氮化镓功函数高的金属，导致难以实现高质量p型氮化镓欧姆接触。因此，改善p型氮化镓欧姆接触，是提高氮化镓基器件的关键。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种改善p型氮化镓欧姆的方法，降低欧姆接触比接触电阻率，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，还提供了一种改善p型氮化镓欧姆的方法，包括：

步骤1：在衬底上生长低温氮化镓缓冲层；

步骤2：在低温氮化镓缓冲层上生长高温非故意掺杂氮化镓层；

步骤3：在高温非故意掺杂氮化镓层上生长中度掺镁p型氮化镓；

步骤4：在中度掺镁p型氮化镓上生长重掺镁p型氮化镓。

在本公开的一些实施例中，所述步骤4中，重掺镁p型氮化镓层生长温度为800℃-1000℃，压强为10Torr-500Torr，厚度为10nm～100nm，镁杂质浓度为1×10¹⁹cm^-3～1×10²¹cm^-3。

在本公开的一些实施例中，所述步骤3中，中度掺镁p型氮化镓层生长温度为800℃-1500℃，压强为10Torr-500Torr，厚度为10nm～1000nm，镁杂质浓度为1×10¹⁸cm^-3～5×10¹⁹cm^-3。

在本公开的一些实施例中，所述步骤2中，高温非故意掺杂氮化镓层的生长温度是800℃-1500℃，厚度为10nm-4000nm。

在本公开的一些实施例中，所述步骤1中，低温氮化镓缓冲层的生长温度为400℃-700℃，厚度为10nm-50nm。

在本公开的一些实施例中，还包括：

步骤5：在重掺镁p型氮化镓上生长金属层；所述金属层材料为镍金合金，其中镍厚度为10nm-50nm，金厚度为10-50nm。

在本公开的一些实施例中，所述步骤5中，金属层的制备方法为电子束蒸发或磁控溅射。

在本公开的一些实施例中，所述步骤1至步骤4中的生长方法为气相沉积法。

在本公开的一些实施例中，所述衬底的材料为硅、蓝宝石、碳化硅和氮化镓中的一种或多种。

(三)有益效果