阅读说明：本技术 一种AlGaN/GaN欧姆接触电极及其制备方法和用途 (AlGaN/GaN ohmic contact electrode and preparation method and application thereof ) 是由 于洪宇 蒋玉龙 范梦雅 于 2019-11-12 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种AlGaN/GaN欧姆接触电极及其制备方法和用途,所述电极由下而上依次包括AlGaN/GaN基底、帽层金属层和Ti<Sub>x</Sub>Al<Sub>y</Sub>合金层,其中,x＞0,y＞0。所述方法采用光刻技术在AlGaN层上定义漏极和/或源极图形,然后在AlGaN表面依次沉积Ti<Sub>x</Sub>Al<Sub>y</Sub>合金和帽层金属层,去除光刻胶,进行剥离处理,再对剥离后的样品进行热处理,得到所述的AlGaN/GaN欧姆接触电极。本发明同时还提供一种降低AlGaN/GaN基底与电极之间欧姆接触的方法,通过AlGaN/GaN基底表面沉积Ti<Sub>x</Sub>Al<Sub>y</Sub>合金层作为电极而实现。本发明提供的欧姆接触电极,达到射频器件的制备标准,同时提高器件的稳定性和可靠性。(The invention relates to an AlGaN/GaN ohmic contact electrode and a preparation method and application thereof, wherein the electrode sequentially comprises an AlGaN/GaN substrate, a cap layer metal layer and Ti from bottom to top x Al y An alloy layer, wherein x > 0, y > 0. The method comprises the steps of defining a drain electrode pattern and/or a source electrode pattern on an AlGaN layer by adopting a photoetching technology, and then sequentially depositing Ti on the surface of AlGaN x Al y And removing the photoresist from the alloy and the metal layer of the cap layer, carrying out stripping treatment, and carrying out heat treatment on the stripped sample to obtain the AlGaN/GaN ohmic contact electrode. The invention also provides a method for reducing ohmic contact between the AlGaN/GaN substrate and the electrode, and Ti is deposited on the surface of the AlGaN/GaN substrate x Al y The alloy layer is realized as an electrode. The ohmic contact electrode provided by the invention can be used for radio frequency devicesThe preparation standard of the device is improved, and the stability and the reliability of the device are improved.)

一种AlGaN/GaN欧姆接触电极及其制备方法和用途

技术领域

本发明涉及电子半导体器件技术领域，具体涉及一种AlGaN/GaN欧姆接触电极及其制备方法和用途。

背景技术

第三代半导体材料氮化镓(GaN)具有宽的禁带宽度，高击穿电场，高热导率，高电子饱和速率以及更高的抗辐射能力，在高温、高频、抗辐射以及大功率半导体器件中有广泛的应用前景。其中，AlGaN/GaN HEMTs(AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管)具有高电子迁移率的二维电子气(2DEG)，在射频和功率开关器件中具有极大的应用前景。

AlGaN/GaN HEMTs器件的欧姆接触质量是影响器件最终输出参数的重要指标，直接影响到器件的源漏输出电流、导通电阻、击穿电压等。高质量的欧姆接触在GaN高频器件中更为重要，其中无金欧姆接触技术工艺对Si-CMOS大规模生产基线以及降低成本上有至关重要的作用。目前在GaN HEMTs欧姆接触的研究问题上，基本分为有金工艺与无金工艺：1)有金工艺：Ti/Al/Ni/Au、Ti/Al/Ti/Au、Ti/Al/Mo/Au等金属叠层结构常用于AlGaN/GaNHEMTs，有研究表明Au的加入更有利于促进TiN柱的形成，可以在金属以及二维电子气之间形成直接的TiN导电通道；2)无金工艺：GaN HEMTs器件的无金欧姆接触工艺与Si-CMOS的发展更加兼容，同时可以大大降低生产成本，是实现Si-CMOS大规模制造工艺线的关键。目前常用的金属是Ti和Al，Ti金属功函数低，可以降低与AlGaN材料的势垒高度，同时在退火过程中可以萃取AlGaN中的N形成TiN，同时在AlGaN中留下N空位，电子浓度的增高有利于欧姆接触的形成；Al的加入可以抑制AlGaN中Al的大量外扩散，从而维持比较高浓度的二维电子气，有利于实现低欧姆接触值。但由于Al的熔点较低(660℃)，在高温退火下，较厚的Al层会融化并于其他金属形成合金，对表面粗糙度有不好的影响。不仅如此，不同的Ti/Al厚度比以及不同的退火温度对最终欧姆接触的形成也有较大的影响。同时鉴于AlGaN的宽禁带宽度，无金欧姆工艺对实现高低欧姆接触具有一定挑战性。因此，目前有研究通过刻蚀recess工艺使AlGaN形成凹槽结构，减薄势垒层的厚度进一步降低欧姆接触值，但这些在工业生产中会大大增加工艺的复杂性，降低生产效率。

基于无金多层金属结构AlGaN/GaN HEMTs的欧姆接触的形成机制，目前常用降低欧姆接触的方法有：1)调节Ti/Al厚度比以及整体厚度：一方面通过Ti与AlGaN发生反应形成TiN，并通过N空位提高电子浓度，另一方面金属Al有利于抑制AlGaN中Al的外扩散，以方便保证AlGaN中的Al含量，维持二维电子气的浓度。合适的Ti/Al比对最终欧姆接触有重要的影响；2)recess刻蚀工艺：由于AlGaN的宽禁带宽度，会加大金属与半导体之间的势垒高度，因此通过刻蚀工艺形成AlGaN沟槽，减小势垒宽度，促进欧姆接触的形成。其中不同的刻蚀深度对欧姆接触的质量也有不同的影响，通过调节刻蚀深度进一步调节欧姆接触值的大小；3)Si层或Ta层的加入：通过薄层Si在退火过程中实现自掺杂，增大半导体中的电子浓度，促进欧姆接触的形成。Ta层的加入有助于形成较平滑的欧姆接触界面，对欧姆接触的质量以及可靠性上有一定改善。目前有关无金欧姆接触，通过recess工艺所实现的最低欧姆接触值为0.21Ω·mm，这对射频器件来说是远远不够的，且多层金属层的沉积大大增加工艺的复杂性，降低工艺的稳定性。Ta层或者Si层的额外膜层的加入也会进一步增加膜层的复杂度，且在制备薄膜的过程中需要提供多种不同的金属靶材及靶位，且不利于镀膜腔室的稳定性，多层金属沉积的难度增加直接降低良率，不利于产业化。无金欧姆接触的工艺稳定性以及可靠性对GaN HEMTs器件制备来说至关重要。

基于现有技术存在的问题，如何保证GaN HEMTs无金欧姆接触达到射频器件的制备标准，同时提高器件的稳定性和可靠性，成为目前亟需解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种AlGaN/GaN欧姆接触电极及其制备方法和用途，所述电极采用Ti_xAl_y合金层作为直接接触层，替换掉传统的Ti/Al多层膜作为直接接触层的结构，Ti、Al的充分均匀混合可避免热处理阶段过度合金化而导致的粗糙度问题，可以保持良好的接触表面，大大降低电极表面的粗糙度，提高器件的稳定性以及可靠性，提高产业化效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种AlGaN/GaN欧姆接触电极，所述电极由下而上依次包括AlGaN/GaN基底、帽层金属层和Ti_xAl_y合金层，其中，x＞0，y＞0。

本发明提供的AlGaN/GaN欧姆接触电极，通过采用Ti_xAl_y合金层替换传统的Ti/Al叠层结构，Ti、Al的充分均匀混合避免了在高退火过程中金属过度合金化做造成的均匀性问题，可达到较低的电极表面粗糙度；Ti_xAl_y合金层与AlGaN层直接接触，可获得低的欧姆接触值，达到射频器件的制备标准。

本发明中，Ti_xAl_y合金层中x＞0，y＞0，例如x可以是0.1、0.5、1、2、5、8、10、15或20等，y可以是0.1、0.4、1、3、5、8、10、14或20等。

优选地，所述Ti_xAl_y合金层中，0＜x≤10，0＜y≤10，例如x可以是0.1、0.2、0.5、0.8、1、2、3、5、8、9或10等，y可以是0.1、0.3、0.5、1、2、3、5、7、9或10等。

优选地，所述Ti_xAl_y合金层中x与y的比为1:10-10:1，x与y的比即为Ti与Al的原子比，例如可以是1:10、1:5、1:1、2:1、5:1、8:1或10:1等，若所述x:y小于1:10，合金中Al的成分偏高，会造成高温退火过程中金属表面粗糙度的上升；x:y大于10:1，Al的成分过低，会造成Al无法实质性的发挥作用，从而无法抑制AlGaN中Al的外扩散，以维持较高的二维电子气浓度。

优选地，所述Ti_xAl_y合金层的厚度为20-100nm，例如可以是20nm、25nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、95nm或100nm等，若所述厚度小于20nm，金属本身的寄生电阻会比较大，厚的金属层更有利于金属本身寄生电阻的下降；厚度大于100nm，会导致在高温退火后，较厚的金属层会由于高温的作用使得边缘变得粗糙，影响最终器件的稳定性及可靠性。

优选地，所述帽层金属层包含TiN、W或TiW中的任意一种。

优选地，所述帽层金属层的厚度为20-200nm，例如可以是20nm、25nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、120nm、150nm、180nm或200nm等，若所述厚度小于20nm，金属本身的寄生电阻会比较大，厚的金属层更有利于金属本身寄生电阻的下降，同时较厚的帽层金属层更有利与阻隔氧的污染；厚度大于100nm，会导致在高温退火后，较厚的金属层会由于高温的作用使得边缘变得粗糙，影响最终器件的稳定性及可靠性。

本发明中，对AlGaN/GaN基底不做特殊的限定，只要本领域技术人员常用的，均适用本发明。

第二方面，本发明提供一种如上述第一方面所述的AlGaN/GaN欧姆接触电极的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)采用光刻技术在AlGaN/GaN基底上定义漏极和/或源极的图形，在AlGaN表面依次沉积Ti_xAl_y合金层和帽层金属层，然后去除光刻胶，进行剥离处理；

(2)对剥离后的样品进行热处理，得到所述的AlGaN/GaN欧姆接触电极。

本发明提供的AlGaN/GaN欧姆接触电极的制备方法，通过采用光刻技术，精确控制漏极和/或源极的位置和尺寸，将光刻后的基底进行盐酸表面处理去除天然氧化层后，再将Ti_xAl_y合金沉积在AlGaN表面，使二者紧密结合，Ti_xAl_y合金的使用可以减小工艺的复杂性，而且通过固定Ti_xAl_y的原子比例，仅通过改变沉积的总厚度即可调节与热处理温度的最优值，避免了多种影响因子(Ti/Al厚度比，总厚度，退火温度)的共同干扰；另一方面可以在热处理过程中Ti、Al直接接触到AlGaN表面同时发挥作用，使得Ti和Al的作用在热处理开始阶段就充分显示出来，Ti金属功函数低，可以降低与AlGaN材料的势垒高度，同时在热处理过程中可以萃取AlGaN中的N形成TiN，同时在AlGaN中留下N空位，电子浓度的增高有利于欧姆接触的形成；Al的直接接触来抑制AlGaN中Al的外扩散，维持二维电子气浓度；且Ti、Al的充分均匀混合也有利于在热处理过程中避免过度合金化而导致的粗糙度问题，可以保持良好的接触表面，大大降低电极表面的粗糙度，提高器件的稳定性以及可靠性，提高产业化效率。

本发明中，对光刻技术的具体工艺不做限定，只要是本领域技术人员常用的工艺，能够定义漏极和/或源极的图形，均适用于本发明。

本发明中，对去除光刻胶，进行剥离处理使用的溶剂和工艺不做具体的限定，只要是本领域技术人员常用的，均适用于本发明。

优选地，步骤(1)中所述沉积Ti_xAl_y合金层采用Ti_xAl_y合金靶材和/或Ti与Al两种金属靶材，优选为Ti_xAl_y合金，其中，x＞0，y＞0，x与y的比即为Ti与Al的原子比。使用Ti_xAl_y合金，仅需占用一个靶位即可完成Ti_xAl_y合金层的沉积，提高沉积腔室的稳定性，避免交叉污染。

本发明中，Ti_xAl_y合金靶材中x＞0，y＞0，例如，x可以是0.1、0.5、1、2、5、8、10、15或20等，y可以是0.1、0.4、1、3、5、8、10、14或20等。

优选地，所述Ti_xAl_y合金靶材中，0＜x≤10，0＜y≤10，例如x可以是0.1、0.2、0.5、0.8、1、2、3、5、8、9或10等，y可以是0.1、0.3、0.5、1、2、3、5、7、9或10等。

优选地，所述Ti_xAl_y合金靶材中x与y的比为1:10-10:1，x与y的比即为Ti与Al的原子比，例如可以是1:10、1:5、1:1、2:1、5:1、8:1或10:1等，若所述x:y小于1:10，合金中Al的成分偏高，会造成高温退火过程中金属表面粗糙度的上升；x:y大于10:1，Al的成分过低，会造成Al无法实质性的发挥作用，从而无法抑制AlGaN中Al的外扩散，以维持较高的二维电子气浓度。

优选地，所述沉积Ti_xAl_y合金层的厚度为20-100nm，例如可以是20nm、25nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、95nm或100nm等，若所述厚度小于20nm，金属本身的寄生电阻会比较大，厚的金属层更有利于金属本身寄生电阻的下降；厚度大于100nm，会导致在高温退火后，较厚的金属层会由于高温的作用使得边缘变得粗糙，影响最终器件的稳定性及可靠性。

优选地，所述帽层金属层包含TiN、W或TiW中的任意一种。

优选地，所述帽层金属层的厚度为20-200nm，例如可以是20nm、25nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、120nm、150nm、180nm或200nm等，若所述厚度小于20nm，属本身的寄生电阻会比较大，厚的金属层更有利于金属本身寄生电阻的下降，同时较厚的帽层金属层更有利与阻隔氧的污染；厚度大于100nm，会导致在高温退火后，较厚的金属层会由于高温的作用使得边缘变得粗糙，影响最终器件的稳定性及可靠性。

优选地，所述采用光刻技术在AlGaN层上定义电极图形的步骤为：依次进行匀胶、前烘、光刻、显影、后烘的工艺制得到。优选地，步骤(1)中所述沉积的方式包含磁控溅射和/或离子溅射，优选为磁控溅射。

优选地，所述沉积Ti_xAl_y合金层的气体为Ar。

优选地，所述沉积帽层金属层的气体为Ar或N₂。

优选地，所述热处理的气体为N₂、NH₃、H₂或Ar中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合：N₂和H₂，H₂和Ar。

优选地，所述热处理的温度为700-1000℃，例如可以是700℃、750℃、780℃、800℃、850℃、900℃、950℃、980℃或1000℃等，若所述温度低于700℃，很难金属与半导体AlGaN很难发生固相反应，很难在平面AlGaN材料上形成欧姆接触；温度高于1000℃，会对半导体AlGaN本身材料特性产生影响，使得二维电子气浓度下降，增加半导体材料的方块电阻。

优选地，所述热处理的时间为20-80s，例如可以是20s、25s、30s、40s、50s、60s、70s、75s或80s等，若所述时间小于20s，对金属与半导体AlGaN的固相反应不太有利，不利于欧姆接触的形成；时间大于100s，对半导体AlGaN本身材料特性产生影响，使得二维电子气浓度下降，增加半导体材料的方块电阻。

优选地，所述制备方法，包括以下步骤：

(1)对AlGaN/GaN基底进行洗涤，氮气吹干；

(2)在AlGaN层上依次进行匀胶、前烘、光刻、显影、后烘的工艺步骤，定义出漏极和/或源极图形，浸入稀盐酸中表面处理后，再用去离子水冲洗，然后氮气吹干；

(3)向步骤(2)处理后的样品表面依次沉积20-100nm的Ti_xAl_y合金层和20-200nm帽层金属层，然后去除光刻胶，进行剥离处理；

(4)对剥离后的样品在气氛中加热到700-1000℃，保持20-80s，得到所述的AlGaN/GaN欧姆接触电极。

所述气氛的气体包含N₂、NH₃、H₂或Ar中的任意一种或至少两种的组合。

本发明中，对稀盐酸的浓度不做具体的限定，只要能除去基底表面的氧化物等物质即可，只要是本领域技术人员常用的浓度，均适用于本发明。

第三方面，本发明还提供了一种降低AlGaN/GaN基底与电极之间欧姆接触的方法，所述方法包括：在AlGaN/GaN基底表面沉积Ti_xAl_y合金层作为电极。

本发明提供的方法，采用Ti_xAl_y合金层作为直接接触电极，Ti和Al充分均匀混合避免了高温退火中金属的过度合金化，从而降低表面的粗糙度，同时Ti、Al两种金属同时与AlGaN/GaN基底直接接触，使得Al在退火初级阶段直接发挥作用，有效抑制AlGaN中Al的外扩散，维持二维电子气浓度，降低电极与AlGaN/GaN基底之间的欧姆接触，形成低阻欧姆接触。

优选地，所述Ti_xAl_y合金层中x与y的比为1:10-10:1，例如可以是1:10、1:5、1:1、2:1、5:1、8:1或10:1等。

优选地，所述沉积Ti_xAl_y合金层的厚度为20-100nm，例如可以是20nm、25nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、95nm或100nm等。

优选地，所述沉积的方式包含磁控溅射和/或离子溅射，优选为磁控溅射。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

(1)本发明提供的AlGaN/GaN欧姆接触电极，采用Ti_xAl_y合金层替换传统的Ti/Al叠层结构，Ti、Al的充分均匀混合且比例可调，使得电极表面粗糙度较低；Ti_xAl_y合金层与AlGaN层直接接触，使得所述电极欧姆接触≤0.2Ω·mm，达到射频器件的制备标准(～0.1Ω·mm)。

(2)本发明提供的AlGaN/GaN欧姆接触电极的制备方法，通过固定Ti_xAl_y的原子比例，仅通过改变沉积的总厚度即可调节与退火温度的最优质，避免了多种影响因子同时干扰；Al在热处理初始阶段就直接接触AlGaN表面，抑制AlGaN中Al的外扩散，维持二维电子气浓度，更有利于实现低欧姆接触值，且Ti、Al的充分均匀混合也避免由于热处理合金化而导致的粗糙度问题，保持良好的接触表面，提高器件的稳定性以及可靠性，工艺步骤简单可靠，更有利于提高产业化效率。

(3)本发明提供的一种降低AlGaN/GaN基底与电极之间欧姆接触的方法，通过在AlGaN/GaN基底表面沉积Ti_xAl_y合金层作为电极，其表面的粗糙度较低，Ti和Al充分均匀混合，与AlGaN/GaN基底紧密结合，有效抑制AlGaN中Al的外扩散，维持二维电子气浓度，有效降低电极与AlGaN/GaN基底之间的欧姆接触。

附图说明

图1是本发明采用的AlGaN/GaN基底的结构示意图。

图2是本发明提供的AlGaN/GaN基底上经过光刻显影后形成的漏极和/或源极图形的结构示意图。

图3是本发明实施例2提供的溅射Ti₅Al₁/TiN双层金属结构后的结构示意图。

图4是本发明实施例2提供的去除光刻胶后形成的金属源极和漏极欧姆图形的结构示意图。

图中，1-Si衬底层，2-GaN缓冲层，3-GaN层，4-AlGaN层，5-光刻胶层，6-Ti₅Al₁合金层，7-TiN帽层金属层

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明，本发明为达成预定的技术效果所采取的技术手段，对本发明的具体实施方式详细说明如下。本发明采用的AlGaN/GaN基底结构示意图如图1所示，其显示AlGaN/GaN基底由下而上依次为Si衬底层、GaN缓冲层、GaN层和AlGaN层。

本发明提供的AlGaN/GaN基底上经过光刻显影后形成的漏极和/或源极图形的结构示意图如图2所示，其显示通过光刻显影后，在AlGaN层表面未覆盖光刻胶的部分，即为漏极和/或源极的图形。

实施例1

本实施例提供一种AlGaN/GaN欧姆接触电极的制备方法，包括以下步骤：

(1)将AlGaN/GaN基底依次使用丙酮超声清洗5min，异丙醇清洗15min，去离子水冲洗10min，氮气吹干。

(2)在AlGaN层上依次进行匀胶、前烘、光刻、显影、后烘的工艺步骤，定义出漏极和源极图形，浸没于HCl:H₂O＝1:4的盐酸溶液中3min以去除基底表面的氧化物，然后用去离子水冲洗15min，最后氮气吹干。

(3)向步骤(2)处理后的样品立即放入磁控溅射设备真空传输室内，进行镀膜工艺。Ti₁₀Al₁合金层采用磁控溅射方式沉积60nm，TiN帽层金属层采用Ti靶在N₂氛围中采用反应磁控溅射的方式溅射60nm，然后在二甲基亚砜中60℃水浴浸没的方式去除光刻胶及胶上金属。

(4)对剥离后的样品在H₂体积分数为3％的H₂/Ar混合气中加热到950℃，保持60s，得到所述的AlGaN/GaN欧姆接触电极。

实施例2

本实施例提供一种AlGaN/GaN欧姆接触电极的制备方法，包括以下步骤：

(1)将AlGaN/GaN基底依次使用丙酮超声清洗5min，异丙醇清洗15min，去离子水冲洗10min，氮气吹干。

(2)在AlGaN层上依次进行匀胶、前烘、光刻、显影、后烘的工艺步骤，定义出漏极和源极图形，浸没于HCl:H₂O＝1:4的盐酸溶液中5min以去除基底表面的氧化物，然后用去离子水冲洗15min，最后氮气吹干。

(3)向步骤(2)处理后的样品立即放入磁控溅射设备真空传输室内，进行镀膜工艺。Ti₅Al₁合金层采用磁控溅射方式沉积20nm，TiN帽层金属层采用Ti靶在N₂氛围中采用反应磁控溅射的方式溅射80nm，然后在二甲基亚砜中60℃水浴中以浸没的方式去除光刻胶及胶上金属。

(4)对剥离后的样品在H₂体积分数为3％的H₂/Ar混合气中加热到900℃，保持30s，得到所述的AlGaN/GaN欧姆接触电极。

本实施例经过步骤(3)，溅射Ti₅Al₁/TiN双层金属结构后的结构示意图如图3所示，其显示在AlGaN层上定义漏极和源极的图形上沉积Ti₅Al₁合金层和TiN帽层金属层，光刻胶上也覆盖有Ti₅Al₁合金层和TiN帽层金属层。

本实施例经过步骤(3)，去除光刻胶后形成的金属漏极和源极欧姆图形的结构示意图如图4所示，其显示除去光刻胶后，将AlGaN/GaN基底上形成漏极和源极，与AlGaN层直接接触。

实施例3

本实施例提供一种AlGaN/GaN欧姆接触电极的制备方法，包括以下步骤：

(1)将AlGaN/GaN基底依次使用丙酮超声清洗10min，异丙醇清洗5min，去离子水冲洗15min，氮气吹干。

(2)在AlGaN层上依次进行匀胶、前烘、光刻、显影、后烘的工艺步骤，定义出漏极和源极图形，浸没于HCl:H₂O＝1:4的盐酸溶液中2min以去除基底表面的氧化物，然后用去离子水冲洗5min，最后氮气吹干。

(3)向步骤(2)处理后的样品立即放入离子溅射设备真空传输室内，进行镀膜工艺。Ti₁Al₁合金层采用离子溅射的方式沉积40nm，TiN帽层金属层采用Ti靶在N₂氛围中采用反应离子溅射的方式溅射200nm，然后在二甲基亚砜中60℃水浴浸没的方式去除光刻胶及胶上金属。

(4)对剥离后的样品在N₂中加热到850℃，保持60s，得到所述的AlGaN/GaN欧姆接触电极。

实施例4

本实施例提供一种AlGaN/GaN欧姆接触电极的制备方法，包括以下步骤：

(1)将AlGaN/GaN基底依次使用丙酮超声清洗8min，异丙醇清洗10min，去离子水冲洗5min，氮气吹干。

(2)在AlGaN层上依次进行匀胶、前烘、光刻、显影、后烘的工艺步骤，定义出漏极和源极图形，浸没于HCl:H₂O＝1:4的盐酸溶液中3min以去除基底表面的氧化物，然后用去离子水冲洗12min，最后氮气吹干。

(3)向步骤(2)处理后的样品立即放入离子溅射设备真空传输室内，进行镀膜工艺。Ti₁Al₅合金层采用离子溅射方式沉积80nm，W帽层金属层采用W靶在氩气氛围中采用离子溅射的方式溅射100nm，然后在二甲基亚砜中60℃水浴浸没的方式去除光刻胶及胶上金属。

(4)对剥离后的样品在NH₃中加热到700℃，保持70s，得到所述的AlGaN/GaN欧姆接触电极。

实施例5

本实施例提供一种AlGaN/GaN欧姆接触电极的制备方法，包括以下步骤：

(1)将AlGaN/GaN基底依次使用丙酮超声清洗5min，异丙醇清洗10min，去离子水冲洗8min，氮气吹干。

(2)在AlGaN层上依次进行匀胶、前烘、光刻、显影、后烘的工艺步骤，定义出漏极和源极图形，浸没于HCl:H₂O＝1:4的盐酸溶液中4min以去除基底表面的氧化物，然后用去离子水冲洗10min，最后氮气吹干。

(3)向步骤(2)处理后的样品立即放入磁控溅射设备真空传输室内，进行镀膜工艺。Ti₁Al₁₀合金层采用磁控溅射方式沉积100nm，TiW帽层金属层采用TiW靶在氩气氛围中采用磁控溅射的方式溅射150nm，然后在二甲基亚砜中60℃水浴浸没的方式去除光刻胶及胶上金属。

(4)对剥离后的样品在H₂中加热到1000℃，保持80s，得到所述的AlGaN/GaN欧姆接触电极。

实施例6

与实施例1相比，区别仅在于，将步骤(3)中的Ti₁₀Al₁合金替换为Ti₃Al₇合金。

实施例7

与实施例1相比，区别仅在于，将步骤(3)中的Ti₁₀Al₁合金替换为Ti₇Al₃合金。

实施例8

与实施例1相比，区别仅在于，将步骤(3)中Ti₁₀Al₁合金替换为Ti和Al共溅射，控制Ti:Al原子比为10:1。

对比例1

与实施例1相比，区别仅在于，本对比例提供一种AlGaN/GaN欧姆接触电极，所述电极中采用Ti/Al叠层结构，控制Ti:Al原子比为10:1。

AlGaN/GaN欧姆接触电极性能的评价：

将上述实施例1-8和对比例1制备的欧姆接触电极，进行欧姆圆形传输线模型CTLM结构测试，测试方法如下：通过四探针测电阻的方式测试电阻并最终通过拟合得到R_c。对CTLM结构中不同尺寸金属环上的电阻进行四探针测量，得到不同的电阻值，对不同尺寸下的电阻值进行线性拟合，得到最终的R_c。性能评价标准：通过最终的欧姆接触电阻R_c作为最终的评价标准。R_c越小，在器件中的寄生电阻越小，越有利于最终AlGaN/GaN HEMTs器件的输出特性。其中对于射频器件，R_c～0.1Ω·mm更有利于器件的射频特性。传统使用Ti/Al多层膜方式所得的欧姆接触电阻值一般>0.5Ω·mm，本发明所采用的Ti_xAl_y合金作为欧姆接触层可实现≤0.2Ω·mm的欧姆接触电阻R_c，最低可实现R_c～0.1Ω·mm，大大降低欧姆接触电阻值，有利于射频器件的发展。

测试结果如表1所示。

表1

	欧姆接触电阻R<sub>c</sub>(Ω·mm)
		实施例1	0.2
实施例2	0.15
		实施例3	0.05
实施例4	0.15
		实施例5	0.10
实施例6	0.08
		实施例7	0.20
实施例8	0.15
		对比例1	0.6

通过表1可以看出以下几点：

(1)综合实施例1-8可以看出，实施例1-8制备的电极的欧姆接触电阻为0.08-0.2Ω·mm，符合射频器件的制备标准(～0.1Ω·mm)。其中，实施例6的欧姆接触电阻为0.08Ω·mm，远低于其它实施例，由此说明，通过控制Ti_xAl_y合金层中Ti和Al原子的比例，可以得到更低的欧姆接触电阻值；

(2)综合实施例1和对比例1可以看出，实施例1在AlGaN层上沉积Ti₁₀Al₁合金层，对应电极的欧姆接触电阻为0.2Ω·mm，而对比例1在AlGaN层上设置Ti/Al叠层结构，对应的欧姆接触电阻为0.6Ω·mm，由此说明，实施例1制备的欧姆接触电极的电阻值低于对比例1，进而说明，采用Ti_xAl_y合金层直接与AlGaN层接触的欧姆接触电阻，低于常规方法在AlGaN层上设置Ti/Al叠层结构的欧姆接触电阻。

综上，本发明提供的AlGaN/GaN欧姆接触电极，通过采用Ti_xAl_y合金层与AlGaN层直接接触，降低了所述电极的欧姆接触电阻，符合射频器件的制备标准(～0.1Ω·mm)；同时保持良好的接触表面，提高器件的稳定性以及可靠性，工艺步骤简单可靠，更有利于提高产业化效率。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。