Si基GaN HEMT低温欧姆接触工艺研究.docx

Si基GaNHEMT低温欧姆接触工艺研究
Si基GaNHEMT低温欧姆接触工艺研究
摘要：
近年来，由于其在高功率高频电子器件中的优异性能，基于GaN材料的高电子迁移率晶体管（HEMT）逐渐成为研究的热点。其中，Si基GaNHEMT因其低成本、高可靠性等优点，在功率放大器、射频开关等领域得到广泛应用。而欧姆接触作为Si基GaNHEMT的关键元件之一，其性能直接影响了器件的整体性能和可靠性。本文通过分析Si基GaNHEMT低温欧姆接触工艺的关键问题，并对各种工艺方法进行比较和评价，以期为Si基GaNHEMT的工艺研究提供参考。
关键词：Si基GaNHEMT、低温、欧姆接触、工艺研究
1.引言
近年来，随着通信、半导体、电子等领域的快速发展，对高功率高频电子器件的需求也越来越高。基于GaN材料的高电子迁移率晶体管（HEMT）由于具有优异的特性，在无线通信、雷达技术、微波成像等领域得到了广泛应用。其中，Si基GaNHEMT由于其低成本、高可靠性等优点，以及Si衬底与GaN材料的高质量匹配性，使其成为研究的热点。
2.Si基GaNHEMT低温欧姆接触工艺方法
2.1常规热处理法
常规热处理法是最常见的低温欧姆接触工艺方法之一。其步骤包括摩尔湿润、热蒸发、金属膜沉积、退火和电性能测试等。该方法具有工艺简单、成本低廉等优点，但由于摩尔湿润过程中的气体污染以及金属膜的物理性质等因素的限制，导致接触电阻较高，对器件性能产生一定的影响。
2.2离子束沉积（IBD）法
离子束沉积（IBD）法是一种利用离子束喷射沉积金属材料的方法。其主要特点是：沉积速度快、金属膜的化学性、结构性和物理性能都能得到良好的控制，从而得到较低的接触电阻。然而，由于IBD法本身存在的问题，如金属长期使用会导致离子束强度下降等，因此对设备的维护要求较高。
2.3金属有机化学气相沉积（MOCVD）法
金属有机化学气相沉积（MOCVD）法是一种利用金属有机化合物气相沉积金属材料的方法。该方法具有沉积速度快、成膜均匀性好、制备多层膜结构等优点，同时可控性较好，可以得到具有较低接触电阻的欧姆接触。然而，由于MOCVD法本身的设备复杂和操作难度大，以及金属有机化合物的毒性和易燃性等问题，对操作者的安全规定较严格。
3.Si基GaNHEMT低温欧姆接触工艺的关键问题
在Si基GaNHEMT低温欧姆接触工艺中，存在一些关键问题需要解决。首先，如何选择合适的金属材料，以确保电极与GaN材料的良好接触。其次，如何调控金属膜的物理性质，以降低接触电阻。此外，还需要解决金属膜的稳定性和可靠性问题，以提高器件的长期稳定性。
4.结论
本文对Si基GaNHEMT低温欧姆接触工艺进行了研究和讨论。通过对常规热处理法、离子束沉积法和金属有机化学气相沉积法的介绍和比较，发现每种方法都有其独特的优点和局限性。因此，对于不同的应用场景和工艺要求，需要选取合适的工艺方法，并针对其关键问题进行深入研究。未来的研究方向包括探索新的金属材料、优化工艺参数、改进设备系统等。相信随着Si基GaNHEMT低温欧姆接触工艺的不断完善，其性能和可靠性将进一步提高，为高功率高频电子器件的应用提供更好的支持。
参考文献：
[1]LiH,QiaoR,ChenT.InvestigationoflowtemperatureohmiccontactonSi-basedGaNHEMTs[J].IEEEElectronDeviceLetters,2019,40(4):537-540.
[2]YiQ,WangL,ZuoY.AreviewontheohmiccontacttechnologyofGaNHEMTs[J].SemiconductorScienceandTechnology,2020,35(1):014001.