[发明专利]一种氮化镓及氮化镓三元合金的钝化工艺方法

说明书

本发明公开了一种氮化镓及氮化镓三元合金的钝化工艺方法。该工艺方法包括以硝酸、三氯化钌或硫化钠为钝化液，对洁净的氮化镓及氮化镓三元合金进行第一次钝化；第一次钝化清洗后外延生长二氧化硅或氮化硅薄膜进行第二次钝化；器件成型后以硝酸、三氯化钌或硫化钠为钝化液进行第三次钝化。使用本发明的钝化工艺有效降低氮化镓及氮化镓三元合金器件的表面漏电流和暗电流，提高器件性能。

技术领域

本发明涉及氮化镓及氮化镓三元合金的表面钝化技术领域，具体涉及一种氮化镓及氮化镓三元合金的钝化工艺方法。

背景技术

氮化镓禁带宽度大，热导率高，抗辐射能力强，广泛应用于功率器件、发光二极管、光电探测等领域。氮化镓及氮化镓三元合金如铟镓氮、铝镓氮等与外延衬底如蓝宝石、硅等之间有较大的晶格失配和热失配，造成这些衬底上外延生长的氮化镓及氮化镓三元合金薄膜缺陷较多，晶体质量较差，导致器件的表面漏电流和暗电流较大，器件性能较差。现有技术多通过改变外延生长条件，如选区生长、缓冲层等来改善晶体质量，或者外延二氧化硅、氮化硅等钝化层降低器件表面漏电流，但流程较为复杂，且钝化效果不明显。

发明内容

本发明针对氮化镓及氮化镓三元合金器件表面缺陷过多，漏电流过大的问题，提供了一种简易且有效的氮化镓及氮化镓三元合金的钝化工艺。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

(1)对氮化镓或氮化镓三元合金材料进行光刻，并外延生长电极获得所需器件结构；

(2)将器件浸没在钝化液A或B中进行钝化，取出后用去离子水清洗，并用氮气吹干，钝化液A为0.01±0.001mol/L的氯化钌和0.0015±0.0001mol/L的硝酸的混合溶液，钝化液B为0.01±0.001mol/L的硫化钠和0.0015±0.0001mol/L的硝酸的混合溶液；

(3)外延生长二氧化硅或氮化硅钝化层并完成后续工艺；

(4)器件制备完成后再次重复(2)，使用钝化液A或B对器件进行二次溶液钝化。

本发明的有益效果是：钝化工艺流程简单，可操作性强，可有效降低器件表面漏电流和反向暗电流，器件性能得到有效改善。

附图说明

图1为本发明实施例1在钝化温度为20℃时器件的伏安特性曲线。

图2为本发明实施例1在钝化温度为20℃时器件的光谱响应率曲线。

图3为本发明实施例2在钝化温度为30℃时器件的伏安特性曲线。

图4为本发明实施例2在钝化温度为30℃时器件的光谱响应率曲线。

图5为本发明实施例3在钝化温度为40℃时器件的伏安特性曲线。

图6为本发明实施例3在钝化温度为40℃时器件的光谱响应率曲线。

具体实施方式

以下结合附图和具体优选的实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的保护范围。

实施例1：

使用本发明对硅衬底PIN结构铟镓氮紫外探测器进行钝化，具体工艺步骤如下：

(1)在硅衬底上依次外延生长缓冲层、n型氮化镓、i型铟镓氮、p型氮化镓；

(2)对器件进行光刻形成台面结构，生长p电极、n电极；

(3)优选地，将器件浸没在钝化液A或钝化液B中进行钝化，钝化液A为0.01mol/L的氯化钌和0.1g/L的硝酸的混合溶液，钝化液B为0.01mol/L的硫化钠和0.1g/L的硝酸的混合溶液，钝化温度为20℃，钝化时间为10min，取出后用去离子水清洗，并用氮气吹干；