作为新一代半导体的代表材料,氮化镓(GaN)具有大禁带宽度、高临界场强、高热导率、高载流子饱和速率等特性,是制造高功率、高频电子器件中重要的半导体材料。其中,GaN材料与金属电极的欧姆接触对器件性能有着重要的影响,器件利用金属电极与GaN间接触形成的欧姆接触来输入或输出电流。当欧姆接触电阻过高时会产生较多的焦耳热,缩短器件寿命,而良好的欧姆接触可使器件通态电阻低,电流输出大,具有更好的稳定性。
退火温度影响欧姆接触质量
氮化镓欧姆接触的制备通常需要进行退火处理,退火的目的是通过热处理改变材料的结构和性质,使金属电极与氮化镓之间形成低电阻接触。而金属与GaN之间形成欧姆接触的质量受退火条件的影响,良好的欧姆接触图形边缘应保持平整,电极之间不应存在导致短路的金属粘合,退火完成后不会出现金属的侧流。
(a)退火前欧姆接触形态 (b)退火后欧姆接触形态
(图源网络)
退火温度作为影响欧姆接触性能的重要参数,温度过高或过低都会导致电阻率的增加和电流的减小。一般来说,退火温度越高,金属电极与氮化镓之间的比接触电阻率则越低。
比接触电阻率与退火温度的函数关系(图源:知网)
然而,当退火温度过高则可能导致氮化镓材料的损伤或金属电极的熔化,不利于形成好的欧姆接触;当温度过低时会导致金属与半导体之间形成较高的势垒,阻碍载流子的传输。因此在对GaN欧姆接触进行退火处理时,对于退火温度的条件选择尤为重要。
快速退火炉(RTP)原理
快速退火炉(RTP)是一种用于半导体器件制造和材料研究的设备,其工作原理是通过快速升温和降温来处理材料,以改变其性质或结构。
RTP结构示意图(图源网络)
晟鼎快速退火炉(RTP)优势
RTP快速退火炉具有温度控制精确、升温速度快等优点,可以满足欧姆接触对温度敏感的材料和结构的需求。晟鼎快速退火炉制程范围覆盖200-1250℃,具有强大的温场管理系统,此外,还能灵活、快速地转换和调节工艺气体,使得其在同一个热处理过程中可以完成多段处理工艺。
晟鼎快速退火炉RTP温度控制—1000℃制程
半自动快速退火炉
RTP-SA-12为半自动立式快速退火炉,工艺时间短,控温精度高,相对于传统扩散炉退火系统和其他RTP系统,其独特的腔体设计、先进的温度控制技术和独有的 RL900软件控制系统,确保了极好的热均匀性。
产品优势
● 红外卤素灯管加热,冷却采用风冷
● 大气与真空处理方式均可选择,进气前气体净化处理
● 灯管功率 PID 控温,可精准控制温度升温,保证良好的重现性与温度均匀性
全自动双腔退火炉
RTP-DTS-8相对于传统扩散炉退火系统和其他 RTP 系统,其独特的腔体设计、先进的温度控制技术和独有的RL900 软件控制系统,确保了极好的热均匀性。
产品优势
● 红外卤素灯管加热,冷却采用风冷
● 灯管功率 PID 控温,可精准控制温度升温,保证良好的重现性与温度均匀性
● 大气与真空处理方式均可选择,进气前气体净化处理
● 标配两组工艺气体,最多可扩展至6组工艺气体
桌面型快速退火炉
RTP-Table-6为桌面式6英寸晶圆快速退火炉,使用上下两层红外卤素灯管作为热源加热,内部石英腔体保温隔热,腔体外壳为水冷铝合金,使得制品加热均匀,且表面温度低。 RTP-Table-6采用PID 控制,系统能快速调节红外卤素灯管的输出功率,控温更加精准。
产品优势
● 双层红外卤素灯管加热,氮气快速降温
● 自主研发灯管分组排布,使温度均匀性更好
● 采用PID 算法控制,实时调节灯管功率输出
● 软件主界面能实时显示气体、温度、真空度等参数
● 自动识别错误信息,出现异常时设备自动保