[发明专利]用于基于氮化镓或其它氮化物的功率装置的含有锗的低欧姆触点

说明书

对相关申请案的交叉参考及优先权主张

本申请案根据35U.S.C.§119(e)主张2009年12月6日申请的第61/284,299号美国临时专利申请案的优先权，所述申请案特此以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明大体上涉及半导体装置。且更特定来说，本发明涉及用于基于氮化镓或其它氮化物的功率装置的含有锗的低欧姆触点。

背景技术

正研究各种III-V族化合物以用于高功率电子应用。这些化合物包括“III族氮化物”，例如氮化镓(GaN)、氮化铝镓(AlGaN)及氮化铝铟镓(AlInGaN)。这些化合物可用于形成用于高功率高电压应用中的高电子迁移率晶体管(HEMT)或其它装置。

高性能HEMT通常需要到晶体管的源极及漏极的较低且高度稳定的特定接触电阻。到HEMT的当前欧姆触点通常使用钛-铝-钛-金金属堆叠、钛-铝-钛钨-金金属堆叠或钛-铝-钼-金金属堆叠。钨(W)及钼(Mo)几乎是不溶于金中的，从而使它们成为用于分隔金(Au)与铝(Al)的优秀势垒。这可帮组防止形成金化铝(Al2Au)状态，其可引起表面粗化及高电阻率。钛(Ti)及铝通常用于欧姆触点的形成中，因为它们互相反应且与氮反应以形成具有低电阻率的氮化钛(TiN)及氮化钛铝(TiAlN)层。

近来，已使用硅(Si)来重掺杂氮化镓或氮化铝镓层以作为进一步降低特定接触电阻的方式。然而，此类型的实施方案通常需要非常高温度的退火(例如高于1200℃)，以活化氮化镓或氮化铝镓层中的硅施主。具有低硅原子部分的铝硅合金也已用于降低触点的特定电阻。在退火期间，硅扩散到氮化镓或氮化铝镓层且掺杂这些层，从而降低它们的特定接触电阻。

发明内容

附图说明

为了更完整地理解本发明及其特征，现在参考结合附图进行的以下描述，在附图中：

图1说明根据本发明的具有用于III族氮化物装置的低欧姆触点的实例半导体结构；

图2A到2E说明根据本发明的用于形成具有用于III族氮化物装置的低欧姆触点的半导体结构的实例技术；且

图3说明根据本发明的用于形成具有用于III族氮化物装置的低欧姆触点的半导体结构的实例方法。

具体实施方式

下述的图1到3及本专利文件中的用于描述本发明的原理的各种实施例仅作为说明，且不应以任何限制本发明的范围的方式加以解释。所属领域的技术人员将理解，本发明的原理可在任何类型的经合适地布置的装置或系统中实施。

一般来说，本发明描述使用锗(Ge)及各种锗合金(例如铝锗(AlGe)及钛锗(TiGe))来改进用于高电子迁移率晶体管(HEMT)及其它III族氮化物功率装置的欧姆触点。“III族氮化物”指代使用氮及至少一种III族元素形成的化合物。实例III族元素包括铟、镓及铝。实例III族氮化物包括氮化镓(GaN)、氮化铝镓(AlGaN)、氮化铟铝(InAlN)、氮化铟铝镓(InAlGaN)、氮化铝(AlN)、氮化铟(InN)及氮化铟镓(InGaN)。在用于欧姆触点的层的堆叠中包含锗可帮助降低到III族氮化物HEMT或其它结构的接触电阻。本发明还描述铝铜(AlCu)接触层(而不是金)的使用，其可帮助避免金化铝相形成，且提供可与基于硅的CMOS电路相当的接触方案。

图1说明根据本发明的具有用于III族氮化物装置的低欧姆触点的实例半导体结构100。在此实例中，欧姆触点用于到III族氮化物功率晶体管(例如HEMT)的源极及漏极的电连接。

如图1中所展示，半导体结构100包括缓冲层102及一个或一个以上势垒层104到106。缓冲及势垒层102到106中的每一者可由任何合适材料形成。举例来说，缓冲层102可由氮化镓、氮化铝镓或其它III族氮化物材料形成。并且，隔板层104到106中的每一者可由氮化镓、氮化铝镓或其它III族氮化物材料形成，且不同的材料可用于不同的势垒层中。举例来说，势垒层104可表示氮化镓层，且势垒层106可表示氮化铝镓层。氮化铝镓缓冲层中的铝浓度可比氮化铝镓势垒层中的铝浓度小得多。层102到106中的每一者还可以任何合适方式形成。举例来说，层102到106中的每一者可表示使用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)或分子束外延(MBE)技术形成的外延层。