[发明专利]一种在N型砷化镓表面形成欧姆接触的合金靶材的制备方法

说明书

一种在N型化合物半导体材料表面形成欧姆接触的合金靶材及其制备方法。具体涉及一种在N型化合物半导体材料表面形成欧姆接触的铟金合金靶材及其制备方法。提供了一种附着性好、塑性好、制备方法简单的铟金合金靶材及其制备方法。本发明相比于金锗合金，使用铟金合金靶材可在砷化镓表面直接形成良好的欧姆接触。同时，利用本发明制备方法制得的铟金合金的断后伸长率可达23.5‑30%，塑性好，可根据不同场合的需求加工成所需形状。

技术领域

本发明涉及合金靶材的制备方法，具体涉及一种在N型化合物半导体材料表面形成欧姆接触的铟金合金靶材及其制备方法。

背景技术

优良的金属半导体欧姆接触，对于用化合物半导体制造光电子器件，微波振荡器及微波电路的参数和稳定度非常重要，对于砷化镓（GaAs）材料，一般常用金锗（AuGe）合金形成良好的欧姆接触，其制备过程是将AuGe共融体蒸镀在GaAs上，并使用快速退火技术进行合金化处理。在合金化过程中，Ge（锗）快速扩散对GaAs进行重N型掺杂，在金属与半导体之间形成电子隧道穿通而不产生势垒。目前，在最优的工艺下，使用金锗合金制备的电极在N型砷化镓材料上比接触电阻可达到5.8×10^-7Ω·cm²。尽管取得很好的效果，但金锗合金在制备欧姆接触方面仍存在一些问题：（1）首先，在对金锗合金进行加工以制备溅射靶材时发现，该合金脆性较大，加工性能较差。通常制备金锗合金溅射靶材的方法是铸造与靶材规格相近的铸锭，由此获得的金锗合金靶材微观组织为铸态时的亚共晶或共晶组织，不利于获得最终高性能薄膜。（2）另外，金锗合金必须经过快速退火过程，在半导体材料表面与砷化镓材料反应形成合金化电极，才能够形成高性能欧姆电极。因此，选择一种容易加工，且制备工艺简单的金属电极工艺显得尤为重要。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种附着性好、塑性好、制备方法简单的铟金合金靶材及其制备方法。

本发明的技术方案是：

一种在N型化合物半导体材料表面形成欧姆接触的合金靶材，包括如下组分：2-8 wt%金和 92-98 wt% 铟。

一种在N型化合物半导体材料表面形成欧姆接触的合金靶材的制备方法，包括如下步骤：

1）、利用真空感应熔炼炉将金属铟熔融，然后将金纳米粉末混入熔融状态的金属铟中并搅拌均匀；

2）、熔体在搅拌情况下，保温除气15-20分钟；

3）、在180-220℃温度下将铟金混合液浇入铸模，冷却至室温，形成铟金合金铸锭；

4）、将铸锭进行热压轧制加工，除去内部气孔和晶界；

5）、利用加热炉对热压轧制加工后的合金铸锭在80-120℃温度下均匀化热处理1-5小时；

6）、利用线切割设备将铸锭进行切割；

7）、将减薄后的铸锭进行打磨，精抛形成靶材。

所述步骤1）中的金属铟熔融条件为：在真空度为8-12 Pa的真空感应熔炼炉中，将铟原材料加热至200-220℃，待铟金属全部融化后，保温30-40分钟。

所述步骤4）中的热压轧制条件为45-55℃。

所述铸锭进行热压轧制道次变形率为3-8%。