[发明专利]一种透明氮化镓HEMT的欧姆接触制备方法

说明书

本发明公开了一种透明氮化镓HEMT的欧姆接触制备方法，该方法包括：在氮化镓HEMT晶圆上淀积不透明欧姆金属；进行退火，所述不透明欧姆金属与氮化镓HEMT晶圆表面的三族氮化物材料反应，三族氮化物材料中的氮缺失，产生大量氮空位，形成N型重掺杂；用酸洗的方法去除退火后的不透明欧姆金属；淀积透明欧姆接触材料，与具有大量氮空位、形成N型重掺杂的三族氮化物形成良好的欧姆接触。常规氮化镓HEMT制备方法中通过高温退火使金属电极与异质结形成欧姆接触，但是金属电极不透明；而采用透明材料作为电极时，通过高温退火无法与氮化镓HEMT结构形成良好的欧姆接触。本发明可解决该问题，且工艺简单、易于实现，性能良好，效果突出。

技术领域

本发明属于半导体器件技术领域，特别涉及一种透明氮化镓HEMT的欧姆接触制备方法。

背景技术

透明电子学是一个新兴科技领域，可以应用于多个领域，如各种电子产品、太阳能电池板、功能性透明窗口等，但是目前透明电子器件的研发制备并不成熟，如基于ITO和掺杂氧化锌的器件其迁移率很低，通常不超过10cm²/Vs，严重限制了电子器件的性能。另外，薄层碳基电子材料，如石墨烯，具有很高的电子迁移率，也在文献中报道；但是石墨烯由于其材料特性的限制，电子器件很难关断，另外由于其薄层的限制，电流值也比较小。

第三代半导体材料——氮化镓及其三族氮化物材料具有宽带隙、高电子饱和速度等优势，进一步地，氮化镓基异质结具有高电子浓度、高迁移率等优点，其被广泛应用于射频器件和电力电子器件领域。特别地，氮化镓是直接带隙半导体，禁带宽度为3.4eV，因此可作为透明半导体材料，结合氮化镓HEMT器件具有高击穿电压、低导通电阻、高开关频率以及体积小的特性，用其制备透明器件。

欧姆接触是HEMT器件工艺的关键步骤之一。常规氮化镓HEMT制备方法中，通过高温退火使Ti/Al/Ni/Au等金属电极与异质结形成欧姆接触，但是Ti/Al/Ni/Au等金属不透明。常用透明的导电材料，例如ITO、GZO或者石墨烯、金属纳米线等，通过高温退火的方法，无法与氮化镓HEMT结构形成良好的欧姆接触。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种透明氮化镓HEMT的欧姆接触制备方法，以期通过低成本工艺实现透明氮化镓HEMT器件良好的欧姆接触。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种透明氮化镓HEMT的欧姆接触制备方法，包括如下步骤：

S1：在透明氮化镓HEMT晶圆上淀积不透明欧姆金属；

S2：进行退火，所述不透明欧姆金属与氮化镓HEMT晶圆表面的三族氮化物材料反应，三族氮化物材料中的氮缺失，产生氮空位，形成N型重掺杂；

S3：用酸洗的方法去除退火后的不透明欧姆金属；

S4：淀积透明欧姆接触材料，与具有氮空位、形成N型重掺杂的三族氮化物形成良好的欧姆接触。

在一个实施例中，所述不透明欧姆金属为最下面两层为Ti/Al的金属堆，或者最下面两层为Ta/Al的金属堆，或者最下面两层为Mo/Al的金属堆；所述金属堆的厚度为50nm-1μm。

在一个实施例中，所述退火工艺为快速热退火，或炉管退火，或箱式退火，温度为500-1000℃，保护气体为氮气或者真空。

在一个实施例中，所述透明欧姆接触材料为具有导电性的透明金属氧化物、石墨烯和纳米金属线中的任意一种或任意几种的组合。

在一个实施例中，所述S3，酸洗的方法如下：

S31：利用王水去除最上层的Au、Ni、Al层；

S32：用氢氟酸或包含氢氟酸的混合液洗去Ti层。