[发明专利]半导体结构制造方法

说明书

本申请提出一种半导体结构制造方法，包括：提供衬底，在所述衬底上依次形成缓冲层和势垒层；在所述势垒层上形成介质层；对所述势垒层上需要形成欧姆接触的区域进行离子注入；进行周期性快速热退火。本申请所提出的半导体结构制造方法可以有效地降低欧姆接触电阻，增加器件的性能和可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别是涉及一种半导体结构制造方法。

背景技术

作为第三代半导体材料的代表，氮化镓(GaN)具有许多优良的特性，高临界击穿电场、高电子迁移率、高二维电子气浓度和良好的高温工作能力等。基于氮化镓的第三代半导体结构，如高电子迁移率晶体管(HEMT)、异质结构场效应晶体管(HFET)等已经得到了应用，尤其在射频、微波等需要大功率和高频率的领域具有明显优势。

氮化物HEMT的工艺难点之一是低电阻欧姆接触的形成。为了在高频率下操作器件，接触电阻必须尽可能低，所述接触电阻是指金属电极与沟道中2DEG(二维电子气)之间的总电阻。通常情况下，为了降低金属电极同半导体材料之间的接触电阻，一般要求半导体具有非常高的掺杂浓度和适度的载流子迁移率。但是在常规AlGaN/GaN HEMT结构中，AlGaN层中过高的掺杂浓度将损害沟道中2DEG的迁移率，并因此降低器件的性能。同时，AlGaN材料的宽带隙特点也使得其非常难以获得良好的欧姆接触。在AlGaN势垒层上形成欧姆接触，通常需要蒸镀特定的金属层，并辅以高温退火工艺。但即便如此，所产生的欧姆接触的电阻率依然偏高。

发明内容

本申请提出一种半导体结构制造方法，包括：

提供衬底，在所述衬底上依次形成缓冲层和势垒层；

在所述势垒层上形成保护层；

对所述势垒层上需要形成欧姆接触的区域进行离子注入；

进行周期性快速热退火。

在一个实施例中，所述保护层厚度为10nm-100nm。

在一个实施例中，对所述势垒层上需要形成欧姆接触的区域进行离子注入具体包括：

在所述保护层上形成掩膜层，并定义出欧姆接触区；

去除欧姆接触区的掩模层；

对欧姆接触区域进行离子注入，使离子注入到所述势垒层上需要形成欧姆接触的区域内。

在一个实施例中，所述掩膜层为金属或者光刻胶。如果使用光刻胶，在进行快速热退火之前需要将其去除。

在一个实施例中，一个快速热退火周期包括快速升温期、温度保持期和快速降温期。

在一个实施例中，所述温度保持期的时间为1s-30s，温度保持期的温度大于1300℃。

在一个实施例中，所述离子为硅、氧、锗元素中的一种或者多种。

本申请还提出另一种半导体结构制造方法，包括：

提供衬底，在所述衬底上依次形成缓冲层和势垒层；

对所述势垒层上需要形成欧姆接触的区域进行离子注入；

在所述势垒层上形成保护层；

进行周期性快速热退火。

在一个实施例中，对所述势垒层上需要形成欧姆接触的区域进行离子注入具体包括：

在所述势垒层上形成掩膜层，并定义出欧姆接触区；

去除欧姆接触区的掩膜层；

对欧姆接触区域进行离子注入，使离子注入到所述势垒层上需要形成欧姆接触的区域内。

去除剩余的掩膜层；