[发明专利]一种改善欧姆接触电阻的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改善欧姆接触电阻的方法。

背景技术

欧姆接触是指金属与半导体的接触，而其接触面的电阻值远小于半导体本身的电阻，使得组件操作时，大部分的电压降在活动区(Active region)而不在接触面。欧姆接触在金属处理中应用广泛，实现的主要措施是在半导体表面层进行高掺杂或者引入大量复合中心。

Si和GaAs器件及其IC的欧姆接触技术已经比较成熟，但是对于许多宽禁带半导体（如CdS、AlN、SiC、GaN）的欧姆接触，在技术上尚很不成熟，其原因是这种半导体的自补偿作用（即大量的晶体本征缺陷对于施主杂质或者对于受主杂质的自发补偿作用）很严重，它们是所谓单极半导体，从外面掺入再多的杂质也难以改变其电阻率，更难以改变其型号，所以想要利用高掺杂来获得欧姆接触是很困难的。

欧姆接触作为器件制备的关键工艺，决定着器件的许多主要参数，比如电流密度、外部增益、最高工作温度和大功率性能等。要制备高性能的氮化镓高电子迁移率晶体管（AlGaN/GaN HEMT），形成金属与AlGaN良好的欧姆接触是十分重要的。Ti/Al是最常用的欧姆接触结构，经过退火，Ti与AlGaN中的N反应形成TiN，同时使AlGaN中产生大量起施主作用的N空位，形成n⁺层，从而使电子易于隧穿，形成欧姆接触。Al能防止AlGaN中Ga的外扩散所导致的施主浓度降低，但是Ti和Al均容易被氧化而形成高阻氧化层，反而使接触电阻增大，所以通常在Ti/Al之上再覆盖一层Au加以保护，但是Au和Al很容易发生互扩散到达AlGaN表面，不利于形成良好的欧姆接触，因此在Al和Au中间加入Ni作为隔离，可以防止Au向AlGaN的扩散。以上金属体系在生产制作的过程中总会因为种种原因造成欧姆接触的缺陷。

通常用快速退火方式制作欧姆接触，快速退火技术分为传统快速退火技术RTP和激光辐照退火技术LTP。这两种退火技术在半导体制程中的实施方式都是以整个晶圆片为目标进行热处理。

专利申请公布号 CN104966667A一种III-V族化合物半导体器件及其欧姆接触电阻改善方法。该方法包括：在外延层上形成掩膜层，并采用光刻工艺在掩膜层上形成欧姆接触区域和非欧姆接触区域；对露出在欧姆接触区域内的外延层进行铟离子注入；在欧姆接触区域和非欧姆接触区域上沉积与外延层采用的半导体材料的功函数对应的欧姆接触金属层；采用湿法工艺剥离非欧姆接触区域上的掩膜层以及欧姆接触金属层；加热晶圆，使欧姆接触区域内的外延层、至少部分铟离子以及欧姆接触金属层形成合金化合物，进而实现欧姆接触。但是上述方法不适应于AlGaN/GaN HEMT。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种改善欧姆接触电阻的方法，采用电致发热方式选择性的对有缺陷的欧姆接触电阻实施局部退火。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种改善欧姆接触电阻的方法，包括电流退火，其具体步骤为：将GaN HEMT的S/D极接上探针，在自动探针测试台上就是用探针卡上的探针在整个晶圆上实施；如果这个接触是低电阻的良好接触，则移动到晶圆上的下一个器件；如果检测到高电阻的不良接触，则大于该器件额定值10倍、脉冲宽度达毫秒级的电流脉冲通过探针施加到不良接触上，脉冲重复数次直至接触变得良好。

优选地，在进行电流退火前，还需进行以下步骤：

第一步，对待加工器件进行清洗；

第二步，对待加工器件进行光刻，形成欧姆接触图形；

第三步，在待加工器件表面进行蒸镀，由上至下蒸镀钛、铝、镍、金四层金属层，其中，钛的厚度20-30nm；铝的厚度120-180nm；镍的厚度30-50nm；金的厚度60-80nm；

第四步，去胶；

第五步，采用RTP退火；

第六步；再次清洗；

优选地，以上第二步中，在光刻工艺前在GaN沟道层和AlGaN势垒层之间形成有二维电子气，在所述AlGaN层表面上覆盖掩膜层。

优选地，所述掩膜层的材料为光刻胶。

优选地，采用光刻工艺在掩膜层上形成欧姆接触区域和非欧姆接触区域，其中，所述欧姆接触区域位于所述非欧姆接触区域两侧。

优选地，以上第五步中，进行800℃的高温退火，退火时间30s。