[发明专利]一种低比接触电阻率的p型III-V族半导体材料与导电电极欧姆接触的制备方法

说明书

本发明涉及一种低比接触电阻率的p型III‑V族半导体材料与导电电极欧姆接触的制备方法。该方法使用delta掺杂技术来生长p型III/V族氮化物半导体材料的Mg高掺接触层，有效的提高了Mg的掺杂浓度，从而提高了接触界面的空穴浓度，使得导电电极与半导体界面的势垒变薄，电子可以通过隧穿效应穿过界面势垒，形成良好的欧姆接触，降低接触电阻，进而降低发热量，提高器件寿命。本发明对降低比接触电阻率有优异的效果，并且具有制备效率高，材料适应性更广泛的特点，从而更具有使用价值。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种具有低比接触电阻率的p型III-V族半导体材料与导电电极欧姆接触的制备方法。

背景技术

目前，以氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体材料已经在许多重要的领域有大量的应用，例如半导体激光器、预警机雷达、快速充电器等。许多半导体器件都是由n型和p型半导体组成，而与外界电路的连接还需要使用接触电极。通常来说，需要调整电极的制备工艺来保证欧姆接触。良好的欧姆接触，有利于降低串联电阻，从而在大电流工作状态下减少接触界面的热量累积。如果接触不良，接触电阻较大，容易累积热量烧坏器件。因此良好的欧姆接触是提高III-V族半导体器件寿命和工作性能的重要指标之一。

由于III-V族半导体材料和金属等导电电极材料的功函数差异，常常会在接触的界面形成接触势垒，而接触势垒的存在会阻碍载流子的输运，增加了接触电阻，降低了器件的电学性能。以p-GaN为例来说，制备具有较低比接触电阻率的电极一直以来都比较困难，造成这种困难的原因主要有几方面：首先是p-GaN功函数较高，几乎找不到与之匹配功函数的金属材料；其次，p-GaN提高掺杂浓度困难，并且空穴载流子的激活也很困难，因此很难获得高于10¹⁹/cm³的空穴浓度；再次，p-GaN常常具有高密度的表面态，从而形成费米能级的钉扎，不利于制备欧姆接触的导电电极。为了降低比接触电阻率，常见的解决方案，主要围绕以下几个方面入手：1)选择功函数更接近的金属，并进行合金化处理，从而降低界面势垒；2)制备一个重掺的接触层，提高载流子浓度，从而减薄界面势垒，让载流子可以隧穿通过；3)通过表面处理手段，降低界面势垒或者修复表面态；4)增加界面缺陷能级密度，使用深能级缺陷辅助载流子隧穿。