在半導(dǎo)體器件的制造中,歐姆接觸是實(shí)現(xiàn)高性能電路的核心技術(shù)之一。
RTP技術(shù)能夠有效修復(fù)晶格損傷,提供更加穩(wěn)定、均勻的歐姆接觸,確保器件的穩(wěn)定性和可靠性。
一、氮化鎵(GaN)歐姆接觸
氮化鎵(GaN)材料因其寬禁帶和高擊穿場(chǎng)強(qiáng)的特性,在功率電子和射頻器件中備受關(guān)注,但其歐姆接觸的形成極具挑戰(zhàn):
1.高勢(shì)壘問題
GaN的寬禁帶性導(dǎo)致金屬與半導(dǎo)體界面存在高勢(shì)壘,傳統(tǒng)退火工藝無法有效降低接觸電阻
2.金屬選擇局限
傳統(tǒng)金屬(如Ti/Al/Ni/Au)需通過退火觸發(fā)化學(xué)反應(yīng),形成低勢(shì)壘合金(如TiN、AlGaN等)
3.熱敏感性與工藝失衡
GaN在高溫下易分解,而低溫又無法激活金屬/GaN界面反應(yīng)
良好的歐姆接觸圖形邊緣應(yīng)保持平整,電極之間不應(yīng)存在導(dǎo)致短路的金屬粘合,退火完成后不會(huì)出現(xiàn)金屬的側(cè)流。
*(左)退火前歐姆接觸形態(tài) (右)退火后歐姆接觸形態(tài)(圖源網(wǎng)絡(luò),侵刪)
在對(duì)GaN歐姆接觸進(jìn)行退火處理時(shí),退火溫度的控制尤為重要,溫度精準(zhǔn)度差會(huì)導(dǎo)致電阻率的增加以及電流的減小。
*比接觸電阻率與退火溫度的函數(shù)關(guān)系(圖源:知網(wǎng),侵刪)
其中,退火溫度過高可能導(dǎo)致氮化鎵材料的損傷或金屬電極的熔化;溫度過低時(shí)會(huì)導(dǎo)致金屬與半導(dǎo)體之間形成較高的勢(shì)壘,阻礙載流子的傳輸。
二、晟鼎RTP快速退火爐優(yōu)勢(shì)
針對(duì)制成GaN歐姆接觸的難點(diǎn),晟鼎RTP快速退火爐提供以下解決方案:
1.精準(zhǔn)的溫度-時(shí)間控制:
滿足GaN的熱敏感性,可減少金屬層在高溫下的擴(kuò)散時(shí)長(zhǎng),抑制界面過度反應(yīng)
2.強(qiáng)大的溫場(chǎng)管理系統(tǒng):
良好的溫度重現(xiàn)性與溫度均勻性,避免接觸電阻分布不均
3.熱預(yù)算低,升溫速率快:
升溫速率可達(dá)150℃/s,制程范圍覆蓋200-1250℃,有效節(jié)省工藝時(shí)間和熱預(yù)算成本
4.動(dòng)態(tài)氣體調(diào)控:
晟鼎RTP快速退火爐最多可配置6組工藝氣體,實(shí)現(xiàn)退火腔室內(nèi)氣體的快速切換,確保退火處理的穩(wěn)定性