一種氮化鎵器件電極結構的制作方法及氮化鎵器件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體技術領域,尤其涉及一種氮化鎵器件電極結構的制作方法及氮化鎵器件。
【背景技術】
[0002]目前,國際半導體產業界已經進入以氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC)為代表的第三代寬禁帶半導體時代。在新型氮化鎵半導體材料上制作相關器件時,進行氮化鋁鎵的刻蝕時刻蝕過程在密閉腔體中發生,依靠化學刻蝕氣體與被刻蝕材料發生化學反應,產生的氣態殘留物能夠通過密閉腔體自帶的吸取管道將氣態殘留物抽走,而產生的固態殘留物,就會沉積到氮化鋁鎵材料表面,無法被抽走,形成難以清除的雜質,導致在制作器件相關電極金屬時,接觸電阻常常偏大。由于刻蝕孔的尺寸較小,雜質沉積到刻蝕孔底部后,普通清洗手段也是無法將固態雜質清洗干凈的。
[0003]綜上所述,現有技術方案在刻蝕氮化鋁鎵時產生的雜質難以清除,導致電極金屬的接觸電阻偏大。
【發明內容】
[0004]本發明實施例提供一種氮化鎵器件電極結構的制作方法及氮化鎵器件,用以解決現有技術方案中刻蝕氮化鋁鎵時產生的雜質難以清除,導致電極金屬的接觸電阻偏大的問題。
[0005]本發明實施例提供一種氮化鎵器件電極結構的制作方法,包括:
[0006]對氮化鋁鎵層表面進行濕法刻蝕,形成凹槽,并在所述凹槽底部形成氟化鋁;
[0007]對所述凹槽底部的所述氮化鋁鎵層表面的所述氟化鋁進行反應離子刻蝕;
[0008]在反應離子刻蝕后的所述凹槽底部的所述氮化鋁鎵層表面墊積電極金屬。
[0009]較佳的,所述對所述凹槽底部的所述氮化鋁鎵層表面進行反應離子刻蝕,包括:
[0010]對被刻蝕的氮化鋁鎵層表面的氟化鋁采用惰性氣體進行反應離子刻蝕。
[0011]較佳的,所述在所述凹槽底部的所述氮化鋁鎵層表面墊積電極金屬之后,還包括:
[0012]對墊積之后的電極金屬進行退火,形成歐姆接觸。
[0013]較佳的,所述對墊積之后的電極金屬進行退火,形成歐姆接觸之后,還包括:
[0014]在所述金屬層上沉積絕緣保護層。
[0015]較佳的,所述濕法刻蝕所采用的刻蝕材料為氟化硫。
[0016]較佳的,所述凹槽深度至少為所述氮化鋁鎵層1厚度的1/10。
[0017]較佳的,所述對氮化鋁鎵層表面進行濕法刻蝕,形成凹槽之前,還包括:
[0018]在襯底上生長所述氮化鎵層;
[0019]在所述氮化鎵層上使用光刻膠形成所述凹槽的掩膜圖形。
[0020]本發明實施例提供一種氮化鎵器件,包括:
[0021]刻蝕有凹槽的氮化鋁鎵層;
[0022]覆蓋于所述凹槽內的金屬層。
[0023]較佳的,所述氮化鋁鎵層上覆蓋一層氮化鎵層。
[0024]較佳的,所述氮化鎵層之上,還包括:
[0025]位于所述金屬層上的絕緣保護層。
[0026]通過本發明實施例提供的方法,通過在被刻蝕有凹槽的氮化鋁鎵表面進行反應離子刻蝕,清除氮化鋁鎵表面殘留的氟化鋁,使得電極金屬和氮化鋁鎵表面能夠直接接觸,避免了由于氟化鋁覆蓋在氮化鋁鎵表面導致的電極金屬接觸電阻較大的問題。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發明實施例提供的一種氮化鎵器件電極結構的制作方法流程圖;
[0028]圖2為本發明實施例提供的一種氮化鎵器件電極結構的制作方法流程圖;
[0029]圖3至圖6為采用本發明實施例所提供的方法進行氮化鎵器件電極結構制作時各個步驟的結構示意圖;
[0030]圖7為本發明實施例提供的一種氮化鎵器件的裝置結構圖。
【具體實施方式】
[0031]本發明實施例提供一種氮化鎵器件電極結構的制作方法及氮化鎵器件,通過在被刻蝕有凹槽的氮化鋁鎵表面進行反應離子刻蝕,使得電極金屬和氮化鋁鎵表面能夠直接接觸。
[0032]下面結合說明書附圖對本發明實施例做詳細描述。
[0033]如圖1所示,本發明實施例提供的一種氮化鎵器件電極結構的制作方法流程圖,該方法包括:
[0034]步驟101:對氮化鋁鎵層表面進行濕法刻蝕,形成凹槽,并在所述凹槽底部形成氟化招;
[0035]步驟102:對所述凹槽底部的所述氮化鋁鎵層表面的所述氟化鋁進行反應離子刻蝕;
[0036]步驟103:在反應離子刻蝕后的所述凹槽底部的所述氮化鋁鎵層表面墊積電極金屬。
[0037]氮化鎵器件電極結構是在對氮化鋁鎵表面刻蝕的凹槽中墊積金屬,形成電極結構。在步驟101中,對氮化鋁鎵層采用干法刻蝕,刻蝕一般采用sf6(氟化硫),而sf6會和AlGaN(氮化鋁鎵)反應生成A1F3 (氟化鋁),部分A1F3會沉積在凹槽底部,即刻蝕凹槽過程中順帶產生了副產物,氟化鋁會導致電極金屬的接觸電阻變大,對器件的性能產生影響。
[0038]為了清除凹槽底部氮化鋁鎵層表面的氟化鋁,在步驟102中,采用反應離子刻蝕(英文:Reactive_1n Etching,簡寫為RIE)工藝中的物理離子轟擊法對氮化招鎵層表面的氟化鋁進行刻蝕。反應離子刻蝕是一種半導體生產加工工藝,它利用由等離子體強化后的反應離子氣體轟擊目標材料,來達到刻蝕的目的。反應離子氣體在低壓(真空)環境下由電磁場產生,利用高能離子氣體轟擊半導體材料表面并與之反應,氣體一般選擇惰性氣體。
[0039]惰性氣體的種類和多少取決于蝕刻的程序。惰性氣體通過由射頻(RF)供能的磁場產生高能離子氣體,這些高能離子在強電場下朝刻蝕材料表面加速,這些離子像子彈一樣,會把孔底部的雜質濺射出來,以達到清除雜質的目的。
[0040]在步驟103中,在反應離子刻蝕后的所述凹槽底部的所述氮化鋁鎵層表面墊積電極金屬,形成一層金屬層。
[0041]作為本發明實施例的一種優選方式,還可以在生成金屬層之后,對其進行退火處理,使其形成歐姆接觸。由于歐姆接觸不會產生明顯的附加阻抗,相對于直接采用金屬層作為金屬背電極,其電阻更低。
[0042]如圖2所示,氮化鎵器件電極結構制作流程包括以下幾個步驟:
[0043]步驟201,在氮化鎵層2上使用光刻膠3形成凹槽的掩膜圖形,形成如圖3所示的結構;
[0044]步驟202,刻蝕掉未被掩膜圖形覆蓋的氮化鎵層2,并對氮化鎵層2下的氮化鋁鎵層1進行刻蝕,刻蝕出凹槽,形成如圖4所示的結構;
[0045]在本步驟中,最上層的氮化鎵層2和下層的氮化鋁鎵層1是一步刻蝕完成的,一般采用SF6進行刻蝕,從圖4中可以看出,經過刻蝕后,氮化鋁鎵層1的凹槽底部形成了一層氟化鋁層5,氟化鋁層5是由氮化鋁鎵與氟化硫反應的產物;
[0046]在凹槽的刻蝕過程中,需要對其深度進行控制,若凹槽的深度小于氮化鋁鎵層1厚度的1/10,由于其所增加的接觸面積較少,降低電阻的效果并不明顯。因此,在實際制作時凹槽深度至少要刻蝕至氮化鋁鎵層1厚度的1/10,而若需要進一步增加接觸面積,采用刻蝕至氮化鋁鎵層1厚度的1/2、7/10或者9/10等均可;
[0047]步驟203,對氮化鋁鎵層1的凹槽4底部采用反應離子刻蝕工藝,清除凹槽4底部的氟化鋁層5,形成如圖5所示的結構,通過反應離子刻蝕工藝將凹槽底部的氟化鋁清除,使得在制作電極時,金屬能夠和氮化鋁鎵直接接觸,降低了接觸電阻;
[0048]步驟204