具有增强的肖特基能障的砷化镓金属半导体场效电晶体

摘要

本发明系相关于在MESFET装置中肖特基能障闸极接点的生产。产生接触利用在一个密封惰气周围内天生氧化物的湿化学移除，并且利用惰气吹乾湿蚀刻表面，其之前于在一个惰气周围利用一个电子束蒸发，在ＧａＡｓ之闸极电极金属的淀积。Ｐｔ的使用，由于它的较高金属工作功能，当闸极接点金属对在ｎ型ＧａＡｓ上对Ｐｔ，获得一个肖特基能障高是０ . ９８ｅＶ。这是相当的高于传统地制程ＴｉＰｔＡｕ接触的能障高０ . ７８ｅＶ。较低闸极接触的薄膜电阻，Ｐｔ最好地使用成为一个多层接触，相结合于具有数低薄膜电阻的金属，具有Ｐｔ是在直接接触于ｎ型ＧａＡｓ表面，使用ＰｔＡｕ双层接触的MESFET制造，显示逆向电流大小低于ＴｉＰｔＡｕ涂层装置，较高逆向崩溃电压和很低的闸极泄漏。本发明使用的压然氧化物移除，和ＰｔＡｕ双层接触提供一个增强在ｎ型ＧａＡｓ能障高的较简单方法，比起其它技术例如反掺杂质近的表面，或嵌入一个界面层。

主权项

1﹒一种制造砷化镓(GaAs)金钢半导体场效电晶体(MESFET)装置的方去,该装置包括半导体基底,n型GaAs通道层、n+型GaAs接触层、在n+GaAs层之表面上的汲极和源极欧姆接点、以及在n型GaAs通道层的表面上而与n型CaAs层形成肖特基(Schottky)能障接点的闸极接点,该方法包括在惰气密封环境中,在n型GaAs层的闸极区上蒸发包括Pt层的金属多层结构,来形成该闸极接点,其中该惰气选自由氩、氨、氮和二氧化碳所组成的群类,其中该Pt层直接接触n型GaAs的表面,其中在闸极接点的蒸发之前,部分制成的装置放入惰气密封环境,湿蚀刻闸极区的n型GaAs表面,并以惰气吹乾湿蚀刻的表面。2﹒如申请专利范围第1项的方法,其中该惰气是氮。3﹒如申请专利范围第1项的方法,其中该多层结构包含叠在Pt层上之另一金属的至少另一层,该另一金属的薄片电阻系数低于Pt层。4﹒如申请专利范围第3项的方法,其中该另一金属选自由金、铝和钛所组成的群类。5﹒如申请专利范围第4项的方法,其中Pt层是从200到3000A厚,该另一层是从1000到5000A厚。6﹒如申请专利范围第3项的方法,其中该多层结构是双阶PtAu接点。7﹒如申请专利范围第6项的方法,其中Pt层是800A厚,Au层是3000A厚。8﹒一种在n型GaAs层的表面上制造肖特基能障接点的方法,该方法包括在惰气密封环境中,在n型GaAs层的区域表面上蒸发包括Pt层的金属多层结构,来形成该接点,其中该惰气选自由氢、氨、氮和二氧化碳所组成的群类,其中沈淀该Pt层直接触n型GaAs层的表面,其中在该表面上蒸发多层结构之前,n型GaAs层放入惰气密封环境,湿蚀刻闸极区的n型GaAs表面,并以惰气吹乾湿蚀刻的表面。9﹒如申请专利范围第8项的方法,其中该惰气是氮。10﹒如申请专利范围第8项的方法,其中该多层结构包含且在Pt层上之另一金属的至少另一层,让另一金属的薄片电阻系数低于Pt层。11﹒如申请专利范围第10项的方法,其中该另一金属选自由金、铝和钛所组成的群类。12﹒如申请专利范围第11项之方法,其中Pt层是从200到2000A厘,该另一层是从1000到5000A厚。13﹒如申请专利范围第10项的方法,其中该多层结构是双阶PtAu接点。14﹒如申请专利范围第13项的方法,其中Pt层是800A厚,Au层是3000A厚。图示简单说明图1系一个范例MESFET装置的示意图图2系一个x射线光电子光谱(xps),在空气在清洁GaAs的二个不同XPS起飞角度(虚线一高角度一90`,实线一低角度一10")。图3和4系代表在密封氮周围,清洁GaAs的一个XPS光谱,所示一个主要地无氧化表面。图5系代表一个从GaAs MESFET的逆向偏压电流,其闸极金属是一个修改ptAu金属或传统TiPtAu o图6和7系代表GaAs MESFET的I。-V0 特性曲线,其中闸极金属是一个修正PtAu或传统或PtAu c图8和9系代表一个闸极泄漏电Ic,对图6和7 (PtAu闸极金属)和图6和8 (TiPtAu阐极金属)之Vos的函数。