[实用新型]一种基于低温非金欧姆接触工艺的p-GaN器件

说明书

本实用新型公开了一种基于低温非金欧姆接触工艺的p‑GaN器件，所述的p‑GaN器件包括自下而上堆叠设置的衬底、GaN缓冲层、沟道层、AlGaN势垒层、p‑GaN层；其特征在于：在经刻蚀处理的P‑GaN层的上表面沉积设置有第一钝化层；在源漏区域的GaN部分刻蚀出的凹槽内分别对称设置有源极和漏极欧姆接触；所述的p‑GaN器件边缘经刻蚀设置有Mesa隔离；所述的Mesa隔离、第一钝化层及源极和漏极欧姆接触上沉积设置有第二钝化层；在经刻蚀处理的P‑GaN层的上表面抵触沉积设置有栅极金属；在刻蚀的源漏区域的第二钝化层内沉积设置有厚金属。基于低温非金欧姆接触工艺的p‑GaN器件,可有效降低工艺成本、避免金污染。

技术领域

本实用新型专利涉及宽禁带半导体技术领域，尤其涉及一种基于低温非金欧姆接触工艺的p-GaN器件。

背景技术

GaN因具有高临界击穿电场、高电子饱和漂移速度、耐高温、抗辐射等优异的物理、化学性质，继半导体照明应用之后日益成为功率、射频、传感等领域的研究和应用热点。较大的禁带宽度使得氮化镓器件可以在辐射环境下正常工作而不至于失效；高击穿电压保证了器件能够提供更高的输出功率；极高的电子饱和漂移速率使得氮化镓材料器件可以同时兼顾高频与高功率。同时，GaN材料的JFOM品质因数远高于其他半导体材料，从理论上讲，工作在相同的频率下，氮化镓材料可以输出更大功率；在输出功率相同的情况下，GaN能够在更高频率下工作。

目前GaN器件欧姆接触金属多采用Ti/Al/Ni/Au或Ti/Al/Ti/Au等含Au的合金材料，且退火温度高达850℃以上，不仅材料成本和热预算过高，且工艺过程中易造成金污染；因此，低温且非金欧姆接触对GaN器件制造至关重要。本实用新型中公开了一种基于低温非金欧姆接触工艺的p-GaN器件制造方法，该方法可有效降低工艺成本、避免金污染。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种可有效降低工艺成本、避免金污染基于低温非金欧姆接触工艺的p-GaN器件。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：一种基于低温非金欧姆接触工艺的p-GaN器件，所述的p-GaN器件包括自下而上堆叠设置的衬底、GaN缓冲层、沟道层、AlGaN势垒层、p-GaN层；其特征在于：在经刻蚀处理的P-GaN层的上表面沉积设置有第一钝化层；在源漏区域的GaN部分刻蚀出的凹槽内分别对称设置有源极和漏极欧姆接触；

所述的p-GaN器件边缘经刻蚀设置有Mesa隔离，所述的Mesa隔离的刻蚀深度进入沟道层150-300nm；所述的Mesa隔离、第一钝化层及源极和漏极欧姆接触上沉积设置有第二钝化层；

在经刻蚀处理的P-GaN层的上表面抵触沉积设置有栅极金属；

在刻蚀的源漏区域的第二钝化层内沉积设置有厚金属，所述的厚金属分别与所述的源极和漏极欧姆接触、栅极金属的上表面相互抵触。

所述的第一钝化层的钝化层材料包括SiO₂、SiN、AlN、Al₂O₃中的一种或任意几种形成的叠层；所述的源极和漏极欧姆接触的金属包括Ti、Al、Ni、TiN或W。

所述的第二钝化层的钝化层材料包括SiO₂、SiN、AlN、Al₂O₃中的一种或任意几种形成的叠层。

所述的栅极金属包括Ni、Al、TiN中的一种或任意几种形成的合金或任意几种形成的叠层。

所述的厚金属，其材料包括Ti、Al、Ni、TiN、Ag中的一种或任意几种形成的合金或任意几种形成的叠层。

所述的厚金属表面设置有第三钝化层；所述的第三钝化层，钝化层材料包括SiO₂、SiN、AlN、Al₂O₃中的一种或任意几种形成的叠层。