(57)【要約】  ＧａＮベースデバイスのオーミックコンタクト電極の製造方法であって、前記方法は、デバイスの上面に第１媒体層（２０３）が成長するステップ（Ｓ１）と、前記第１媒体層（２０３）のオーミックコンタクト電極領域に対応する領域、およびデバイスの前記コンタクト電極領域にシリコンイオンおよび／またはインジウムイオンを注入するステップ（Ｓ２）と、前記第１媒体層（２０３）の上面に第２媒体層（２０６）が成長するステップ（Ｓ３）と、高温焼鈍プロセスによって前記シリコンイオンおよび／またはインジウムイオンを活性化し、Ｎ型高濃度ドープを形成するステップ（Ｓ４）と、前記第１媒体層および第２媒体層のオーミックコンタクト電極領域に対応する部分をそれぞれ除去するステップ（Ｓ５）と、前記デバイスのオーミックコンタクト電極領域の上面に金属層が成長して、オーミックコンタクト電極を形成するステップ（Ｓ６）とを含む。前記方法によって製造されたオーミックコンタクト電極は、金属層の表面が平坦であり、エッジが滑らかで整頓され、デバイスの絶縁破壊電圧が安定であり、信頼性が高く、寿命が長いことを確保することができる。
2021508416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧａＮベースデバイスのオーミックコンタクト電極の製造方法であって、
デバイスの上面に第１媒体層が成長するステップＳ１と、
前記第１媒体層のオーミックコンタクト電極領域に対応する領域、およびデバイスの前記コンタクト電極領域にシリコンイオンおよび／またはインジウムイオンを注入するステップＳ２と、
前記第１媒体層の上面に第２媒体層が成長するステップＳ３と、
高温焼鈍プロセスによって前記シリコンイオンおよび／またはインジウムイオンを活性化し、Ｎ型高濃度ドープを形成するステップＳ４と、
前記第１媒体層および第２媒体層のオーミックコンタクト電極領域に対応する部分をそれぞれ除去するステップＳ５と、
前記デバイスのオーミックコンタクト電極領域の上面に金属層が成長して、オーミックコンタクト電極を形成するステップＳ６とを含む、前記ＧａＮベースデバイスのオーミックコンタクト電極の製造方法。
【請求項２】
前記ステップＳ２は、具体的に、
前記第１媒体層の第１領域に対応する部分の上面に第１フォトレジスト層をコーティングするステップであって、前記第１領域は、前記オームコンタクト電極領域以外の前記デバイスの領域であるステップＳ２１と、
イオン注入法によってシリコンイオンおよび／またはインジウムイオンを注入するステップＳ２２と、
前記第１フォトレジスト層を除去するステップＳ２３とを含む、
請求項１に記載のＧａＮベースデバイスのオーミックコンタクト電極の製造方法。
【請求項３】
前記ステップＳ３とステップＳ４は、具体的に、
前記第２媒体層の前記第１領域に対応する部分の上面に第２フォトレジスト層をコーティングするステップＳ３１と、
ドライエッチングプロセスによって、前記第１媒体層および前記第２媒体層の前記オーミックコンタクト電極領域に対応する部分をそれぞれに除去するステップＳ３２と、
電子ビーム蒸着プロセスによって、前記デバイスの上面で前記金属層を蒸着するステップＳ３３と、
前記第２フォトレジスト層を除去するステップＳ３４とを含む、
請求項１に記載のＧａＮベースデバイスのオーミックコンタクト電極の製造方法。
【請求項４】
前記第１媒体層は、ＳｉＮ層またはＳｉＯ２であり、前記第１媒体層の厚さは１０ｎｍ〜５０ｎｍである、
請求項１に記載のＧａＮベースデバイスのオーミックコンタクト電極の製造方法。
【請求項５】
前記第２媒体層はＳｉＮ層またはＡｌＮ層であり、前記第１媒体層の厚さは１０ｎｍ〜２００ｎｍである、
請求項１に記載のＧａＮベースデバイスのオーミックコンタクト電極の製造方法。
【請求項６】
前記シリコンイオンの注入エネルギーは３０ｋｅＶ〜２００ｋｅＶであり、注入用量は１０１４ｃｍ−２〜１０１６ｃｍ−２であり、
前記インジウムイオンの注入エネルギーは３０ｋｅＶ〜２００ｋｅＶであり、注入用量は１０１３ｃｍ−２〜１０１６ｃｍ−２である、
請求項１に記載のＧａＮベースデバイスのオーミックコンタクト電極の製造方法。
【請求項７】
前記金属層は、Ｔｉ／Ａｕ層、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ層、Ｔｉ／Ａｌ層またはＴｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕ層を含む、
請求項１に記載のＧａＮベースデバイスのオーミックコンタクト電極の製造方法。
【請求項８】
前記シリコンイオンおよび／またはインジウムイオンの注入深さは８０ｎｍ〜１２０ｎｍである、
請求項１に記載のＧａＮベースデバイスのオーミックコンタクト電極の製造方法。
【請求項９】
前記高温焼鈍プロセスのプロセス条件は、焼鈍温度は８５０℃〜１４００℃であり、時間は１０分間〜６０分間である、
請求項１ないし８のいずれか１項に記載のＧａＮベースデバイスのオーミックコンタクト電極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２０１８年２月２８日に提出された「ＧａＮベースデバイスのオーミックコンタクト電極の製造方法」と題する中国特許出願Ｎｏ．２０１８１０１６６８４１８の優先権を主張し、当該出願のすべての内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本出願は半導体技術分野に属し、特にＧａＮベースデバイスのオーミックコンタクト電極の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ワイドバンドギャップ半導体ＧａＮは、バンドギャップが大きく、ＡｌＧａＮと２次元電子ガスを組み合わせた密度が高く、破壊電界強度が高く、電子飽和ドリフト速度が高い等の利点がある。高温マイクロ波効率デバイスおよび高速パワー電子デバイスの製造分野に大きな可能性が秘めている。ＧａＮベースデバイスにおいて、良好なオーミックコンタクト電極はデバイスの性能を改善するだけでなく、デバイスの使用寿命も改善することができる。従来のオーミックコンタクト電極の形成方法は、金属層を８００℃より高い温度で急速熱焼鈍によって、オーミックコンタクト電極を形成する。しかし、この方法で形成されたオーミックコンタクト電極は品質が悪く、焼鈍された後の金属表面の形態が粗い、金属エッジが不規則等の欠点が存在するため、デバイスが絶縁破壊現象、デバイスの信頼性および寿命の短縮することなどの問題が容易に起こす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これを鑑みて、本出願の実施例は、先行技術で形成されたオーミックコンタクト電極の品質が悪い問題を解決するために、ＧａＮベースデバイスのオーミックコンタクト電極の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施例はＧａＮベースデバイスのオーミックコンタクト電極の製造方法を提供し、前記方法は、
デバイスの上面に第１媒体層が成長するステップＳ１と、
前記第１媒体層のオーミックコンタクト電極領域に対応する領域、およびデバイスの前記コンタクト電極領域にシリコンイオンおよび／またはインジウムイオンを注入するステップＳ２と、
前記第１媒体層の上面に第２媒体層が成長するステップＳ３と、
高温焼鈍プロセスによって、前記シリコンイオンおよび／またはインジウムイオンを活性化し、Ｎ型高濃度ドープを形成するステップＳ４と、
前記第１媒体層および第２媒体層のオーミックコンタクト電極領域に対応する部分をそれぞれ除去するステップＳ５、
前記デバイスのオーミックコンタクト電極領域の上面に金属層が成長し、オーミックコンタクト電極を形成するステップＳ６とを含む。
【０００６】
選択的に、前記ステップＳ２は具体的に、
前記第１媒体層の第１領域に対応する部分の上面に第１フォトレジスト層をコーティングするステップであって、前記第１領域は、前記オームコンタクト電極領域以外の前記デバイスの領域であるステップＳ２１と、
イオン注入法によって、シリコンイオンおよび／またはインジウムイオンを注入するステップＳ２２と、
前記第１フォトレジスト層を除去するステップＳ２３とを含む。
【０００７】
選択的に、前記ステップＳ３とステップＳ４は具体的に、
前記第２媒体層の前記第１領域に対応する部分の上面に第２フォトレジスト層をコーティングするステップＳ３１と、
ドライエッチングプロセスによって、前記第１媒体層および前記第２媒体層の前記オーミックコンタクト電極領域に対応する部分をそれぞれ除去するステップＳ３２と、
電子ビーム蒸着プロセスによって、前記デバイスの上面で前記金属層を蒸着するステップＳ３３と、
前記第２フォトレジスト層を除去するステップＳ３４とを含む。
【０００８】
選択的に、前記第１媒体層は、ＳｉＮ層またはＳｉＯ２層であり、前記第１媒体層の厚さは１０ｎｍ〜５０ｎｍである。
【０００９】
選択的に、前記第２媒体層は、ＳｉＮ層またはＡｌＮ層であり、前記第１媒体層の厚さは１０ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００１０】
選択的に、前記シリコンイオンの注入エネルギーは３０ｋｅＶ〜２００ｋｅＶであり、注入用量は１０１４ｃｍ−２〜１０１６ｃｍ−２であり、前記インジウムの注入エネルギーは３０ｋｅＶ〜２００ｋｅＶであり、注入用量は１０１３ｃｍ−２〜１０１６ｃｍ−２である。
【００１１】
選択的に、前記金属層は、Ｔｉ／Ａｕ層、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ層、Ｔｉ／Ａｌ層またはＴｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕ層を含む。
【００１２】
選択的に、前記シリコンイオンおよび／またはインジウムイオンの注入深さは８０ｎｍ〜１２０ｎｍである。
【００１３】
選択的に、前記高温焼鈍プロセスのプロセス条件は、焼鈍温度は８５０℃〜１４００℃であり、時間は１０分間〜６０分間である。
【発明の効果】
【００１４】
本出願の実施例は、デバイスの上面に成長された第１媒体層をイオン注入散乱層とし、デバイスのオーミックコンタクト電極領域およびオーミックコンタクト電極領域に対応する第１媒体層の部分にシリコンイオンおよび／またはインジウムイオンを注入し、第１媒体層の上面に成長された第２媒体層を保護層とし、高温焼鈍プロセスによって、シリコンイオンおよび／またはインジウムイオンを活性化し、Ｎ型高濃度ドープを形成する。最後に、第１媒体層および第２媒体層のオーミックコンタクト電極領域に対応する部分を除却し、デバイスのオーミックコンタクト電極領域を露出する。デバイスのオーミックコンタクト電極領域の上面に金属層が成長して、オーミックコンタクト電極が形成することができる。金属層は、高温焼鈍プロセスを経由する必要はないため、それにより、良い品質のオーミックコンタクト電極が製造され、金属層の表面が平坦であり、エッジが滑らかで整頓され、デバイスの絶縁破壊電圧が安定であり、信頼性が高く、寿命が長いことを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本出願の実施例によって提供されるＧａＮベースデバイスのオーミックコンタクト電極の製造方法を実現するプロセス例示図である。
【図２】本出願の実施例によって提供されるＧａＮベースデバイスのオーミックコンタクト電極の製造方法の構造を実現するプロセス例示図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本出願に記載の技術的解決策を説明するために、具体的な実施形態で説明する。
【００１７】
図１を参照すれば、ＧａＮベースデバイスのオーミックコンタクト電極の製造方法は、次のステップを含む。
【００１８】
ステップＳ１において、デバイスの上面に第１媒体層が成長する。
【００１９】
本出願の実施例において、後続プロセスでのイオン注入散乱層として、第１媒体層はＳｉＮ層またはＳｉＯ２層であり、厚さは１０ｎｍ〜５０ｎｍである。
【００２０】
図２の（１）を参照すれば、本出願の実施例におけるＧａＮベースデバイスのデバイスは、ＧａＮ基板２０１およびＡｌＧａＮ層２０２を含み、ＧａＮベースデバイスは、オーミックコンタクト電極領域と第１領域に分けて、その中の第１領域は、オーミックコンタクト電極領域以外の前記デバイスの領域であり、ＧａＮベースデバイスののオーミックコンタクト電極領域でオーミックコンタクト電極を製造する。図２の（２）を参照すれば、化学気相堆積法（ＣＶＤ：ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって、ＡｌＧａＮ層２０２の上面にイオン注入の散乱層として第１媒体層２０３を堆積する。
【００２１】
ステップＳ２において、前記第１媒体層のオーミックコンタクト電極領域に対応する領域、および前記デバイスの前記オーミックコンタクト電極領域にシリコンイオンおよびインジウムイオンを注入する。
【００２２】
本出願の実施例において、シリコンイオンの注入エネルギーは３０ｋｅＶ〜２００ｋｅＶであり、注入用量は１０１４ｃｍ−２〜１０１６ｃｍ−２である。インジウムイオンの注入エネルギーは３０ｋｅＶ〜２００ｋｅＶであり、注入用量は１０１３ｃｍ−２〜１０１６ｃｍ−２である。
【００２３】
選択的に、ステップＳ２の具体的な具現方法は、前記第１媒体層の第１領域に対応する部分の上面に第１フォトレジスト層をコーティングし、前記第１領域は前記オーミックコンタクト電極領域以外の前記オームデバイスの領域であり、イオン注入法によってシリコンイオンおよび／またはインジウムイオンを注入し、前記第１フォトレジスト層を除去する。
【００２４】
図２の（３）〜図２の（５）を参照すれば、接着剤の塗布、露光、現像、硬化プロセスによって、第１媒体層２０３の第１領域に対応する部分の上面で第１フォトレジスト層２０４を覆って、第１媒体層２０３のオーミックコンタクト電極領域に対応する部分を露出し、第１フォトレジスト層２０４の厚さは２ミクロン〜５ミクロンである。イオン注入法によってデバイスにシリコンイオンおよび／またはインジウムイオンをさらに注入し、図２の（５）中の２０５に示す点線の領域等のように、露出された第１媒体層２０４のオーミックコンタクト電極領域に対応する部分およびデバイスのオーミックコンタクト電極領域のみにイオンが注入され、残り部分は、第１フォトレジスト層２０４によってイオンの注入から保護される。最後に、第１フォトレジスト層を除去する。
【００２５】
ステップＳ３において、前記第１媒体層の上面に第２媒体層が成長する。
【００２６】
本出願の実施例において、図２の（６）を参照すれば、第２媒体層２０６はＳｉＮ層とＡｌＮを含み、第２媒体層２０６の厚さは１０ｎｍ〜２００ｎｍである。第２媒体層２０６は後続高温焼鈍プロセスの保護層とする。ＣＶＤによって、第１媒体層２０３の上面に第２媒体層２０６が成長する。
【００２７】
ステップＳ４において、高温焼鈍プロセスによって前記シリコンイオンおよび／またはインジウムイオンを活性化し、Ｎ型高濃度ドープを形成する。
【００２８】
本出願の実施例において、焼鈍温度は８００℃〜１４００℃であり、時間は１０分間〜６０分間である。高温焼鈍プロセスによって注入されたシリコンイオンおよび／またはインジウムイオンを活性化し、Ｎ型高濃度ドープを形成する。
【００２９】
ステップＳ５において、第１媒体層および第２媒体層のオーミックコンタクト電極領域に対応する部分をそれぞれに除去する。
【００３０】
ステップＳ６において、前記デバイスの前記オーミックコンタクト電極領域の上面に金属層が成長して、オーミックコンタクト電極を形成する。
【００３１】
本出願の実施例において、金属層はＴｉ／Ａｕ層、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ層、Ｔｉ／Ａｌ層またはＴｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕ層である。
【００３２】
図２の（７）〜図２の（１０）を参照すれば、ステップＳ５とステップＳ６の具体的な具現方法は、前記第２媒体層２０６の、第１領域に対応する部分の上面領域に第２フォトレジスト層２０７をコーティングする。ドライエッチングプロセスによって、前記第１媒体層２０３および前記第２媒体層２０６の前記オーミックコンタクト電極領域に対応する部分をそれぞれ除去する。電子ビーム蒸着プロセスによって、前記金属層２０８を蒸着する。前記第２フォトレジスト層２０７を除去する。
【００３３】
本出願の実施例において、接着剤の塗布、露光、現像、硬化プロセスによって、第２媒体層２０６の第１領域に対応する部分の上面で第１フォトレジスト層２０７を覆って、第２媒体層２０６のオーミックコンタクト電極領域に対応する部分を露出し、第２フォトレジスト層２０７の厚さは１ミクロン〜２ミクロンである。ドライエッチングプロセスによって、第１媒体層２０３および第２媒体層２０６のオーミックコンタクト電極領域に対応する部分をそれぞれに除去して、デバイスのオーミックコンタクト領域を露出する。電子ビーム蒸着プロセスによって金属層２０８を蒸着し、最後に、第２フォトレジスト２０７を除去する。金属層２０８とＮ型高濃度ドープしたＡｌＧａＮ層２０２がコンタクトして、オーミックコンタクトを形成する。
【００３４】
本出願の実施例は、デバイスの上面に成長された第１媒体層２０３をイオン注入散乱層とし、デバイスのオーミックコンタクト電極領域およびオーミックコンタクト電極領域に対応する第１媒体層２０３にシリコンイオンおよび／またはインジウムイオンを注入し、第１媒体層２０３の上面に成長された第２媒体層２０６を保護層とし、高温焼鈍プロセスによって、シリコンイオンおよび／またはインジウムイオンを活性化し、Ｎ型高濃度ドープを形成する。最後に、第１媒体層２０３と第２媒体層２０６のオーミックコンタクト電極領域に対応する部分を除却し、デバイスのオーミックコンタクト電極領域を露出する。デバイスのオーミックコンタクト電極領域の上面に金属層２０８が成長して、オーミックコンタクト電極が形成することができる。金属層は、高温焼鈍プロセスを経由する必要はないため、それにより、良い品質のオーミックコンタクト電極が製造され、金属層の表面が平坦であり、エッジが滑らかで整頓され、デバイスの絶縁破壊電圧が安定であり、信頼性が高く、寿命が長いことを確保することができる。
【００３５】
前記実施例において、各ステップのシーケンス番号の大きさは、実行順序を意味しないことを理解されたい。各プロセスの実行順序は、その機能および内部論理によって決定されるべきであり、本出願の実施例の実施プロセスに対するいかなる制限も構成するべきではない。
【００３６】
前記実施例は、単に本出願の技術的解決策を説明するために使用され、それに対して制限するものではない。本出願は、前述の実施例を参照して詳細に説明されるが、当業者は、前述の実施例に記載した技術的解決策を依然として修正し、または技術的特徴のいくつかを同等に置換することができるが、これらの修正または置換は、対応する技術的解決策の本質が本出願の各技術的解決策の精神および範囲から逸脱せず、本出願の保護範囲に含まれるべきであることを理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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2021508416.tif 000006
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