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GaN材料及相关的AlGaN/GaN等异质结材料的应用,使固态器件在微波大功率方向迈出了新的一步。宽禁带、耐高压、耐高温、抗辐照,高2DEG浓度、高电子迁移率等诸多优点,使GaN材料脱颖而出,以高电子迁移率晶体管(HEMT)为主要形式,在功率器件方面崭露头角。如今,人们仍然在不断研究GaN材料的特性及其器件的制备工艺,以提高制成器件的功率密度及的稳定性。欧姆接触作为必不可少的重要工艺,就是被研究的重点之一。本文采用对比试验的方法,在不同的刻蚀条件下,对AlGaN/GaN HEMT的欧姆接触进行了研究。文中讨论的刻蚀条件主要分为两类,对有源区势垒层的整体刻蚀以及对该势垒层的局部选择刻蚀。刻蚀功率均采用100W的Cl2刻蚀,通过改变刻蚀时间来控制刻蚀的深度。其中局部选择刻蚀在文中称为挖孔刻蚀,先由光刻选定刻蚀区域,在势垒层上形成孔状图形,然后进行刻蚀。作为对比,首先在相同的刻蚀图形下,设置了10s、15s、20s、25s、35s、45s、60s的挖孔刻蚀时间,然后制作欧姆接触,并与常规工艺及整体刻蚀的情况进行了对比。在20s,RIE功率100W,Cl2的刻蚀挖孔条件下,最低获得了0.18Ω-mm的接触电阻,方块电阻360Ω/Sh,3μm电极间电流约1080mA/mm;正常条件下的接触电阻TLM测试结为0.4~0.5Ω-mm,方块电阻380Ω/Sh,接触电阻的降幅超过一半。而欧姆区整体刻蚀减薄的条件下接触电阻基本在0.3Ω-mm左右,虽然也有改善,但是效果弱于挖孔条件,且电流上升幅度不大,不过刻蚀都改善了金属电极的表面形貌。之后设置了在孔中预先填充金属Ti的条件,并与仅挖孔的条件进行了对比,在对势垒层所挖的孔填入金属Ti后,再进行多层欧姆金属的淀积,最低获得了0.1Ω-mm的接触电阻,方块电阻为330Ω/Sh。接着,在各组刻蚀时间下,设置了不同的孔径和15%、30%、45%三组占空比,寻找最优的刻蚀图形;最后,将各组欧姆接触的刻蚀试验应用到AlGaN/GaN HEMT器件上,观察欧姆接触的改变对于器件特性的影响。为了验证挖孔刻蚀对电极下方2DEG的影响,进行了间隔电极的TLM测试,证实了100W,45s以内的挖孔刻蚀对电极下方的2DEG几乎没有影响。实验证实了局部的挖孔刻蚀在合适的处理时间下,能够显著地减小欧姆接触电阻,其效果要好于相同强度的整体刻蚀方法。而通过挖孔并预先填充金属Ti的工艺,接触电阻会进一步减小。欧姆接触的改变也一定程度上反映在了器件的直流特性上,使得饱和电流和跨导稍有增加。