李新霞

（中国电子科技集团公司第十三研究所，河北石家庄050051）

原子层沉积系统在氮化铝AlN薄膜工艺中的应用

李新霞

（中国电子科技集团公司第十三研究所，河北石家庄050051）

介绍了原子层沉积系统（ALD）的原理、结构，以及它和不同薄膜生长设备相比所具有的特点。分析了影响ALD设备工艺性能的主要因素。在此基础上，采用等离子增强型ALD技术在硅片上制备AlN薄膜，并测试分析了薄膜的成分和表面平整度，满足工艺要求。

原子层沉积；前驱体；电流崩塌

作为一种特性优良的半导体材料，GaN可以被用来制备各种结构的器件。尤其在高频大功率应用方面，GaN HEMT无疑是首选。但是仍然存在许多因素阻碍了器件特性向更高频率、更大功率提升，电流崩塌就是其中最受关注的一个制约因素。

电流崩塌简单可以描述为：一定条件下漏电流值Ids比预计值下降，膝点电压增大，输出功率密度及功率附加效率降低，器件性能恶化的现象［1］。

抑制电流崩塌的方法主要有：生长盖帽层（cap layer）、加盖场板（field plate）、表面钝化（surface passivation）等，其中表面钝化运用最为广泛。新的钝化介质，如SiO2、Al2O3、SiO等均有研究报道，并且具有不同程度的钝化效果。但由于SiNx制备工艺成熟稳定，因此仍然是被广泛采用的钝化材料。

采用PECVD生长的SiNx作为钝化介质质量并不高，它的热导率低，会导致器件散热性能变差。另外，SiNx与GaN之间大的晶格失配，带来别的可靠性问题。为了获得高质量的钝化介质，新的薄膜生长技术如原子层沉积（ALD）开始被采用。Al2O3、AlN等新的钝化材料也被广泛研究。……