综述：AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管欧姆接触技术进展

这篇综述系统总结了AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）欧姆接触技术的最新进展，重点探讨了多层金属堆叠（Au-based multilayer）、无金（Au-free）方案、凹槽蚀刻（recess etching）、外延再生（regrowth）、离子注入（ion implantation）等关键技术，为提升功率电子和射频（RF）器件性能提供了全面指导。

　　

Au基多层金属堆叠技术

AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）的核心在于AlGaN/GaN异质结界面形成的二维电子气（2DEG）。为实现高效载流子注入，研究者开发了Ti/Al/Ni/Au等多层金属堆叠方案。其中金（Au）的优异导热性和化学惰性可提升热管理能力，但高昂成本和界面应力问题促使无金方案的发展。

凹槽欧姆接触

通过反应离子刻蚀（RIE）在接触区形成凹槽结构，能有效增加金属-半导体接触面积。Wang等研究发现，Ti/Al/Mo/Au在AlGaN/AlN/GaN结构上经凹槽处理后，接触电阻显著降低至0.3 Ω·mm。该技术同时减少了栅极干扰，但工艺复杂度较高。

外延再生接触

在凹槽区域外延再生p型AlGaN可避免传统介电层的电荷陷阱效应。实验表明，再生结构能将阈值电压稳定性提升200%，但需要精确控制MBE或MOCVD生长参数，且生产成本较高。

离子注入工艺

硅（Si）离子注入结合590°C退火可实现0.4 Ω·mm的超低接触电阻。Kocan团队发现倾斜注入能优化掺杂分布，但可能引发晶格损伤，需后续退火修复。

表面化学处理

氮等离子体处理能产生表面氮空位，促进载流子隧穿。Guan等通过SiN钝化层刻蚀与等离子体处理组合，使接触电阻降低40%，但过度处理会导致表面粗糙度恶化。

低温欧姆接触形成

采用Ti/Al/TiN金属堆叠在400°C下可实现欧姆特性，避免高温退火导致的界面缺陷。Yoshida研究表明，超薄Ti层（<10 nm）能抑制金属间化合物生成，提升界面稳定性。

p型欧姆栅极技术

p-GaN栅HEMT通过Ni/Au/p-GaN结构实现增强型（E-mode）操作，但受限于p型材料低迁移率，接触电阻通常高于n型器件。最新研究采用Mg掺杂梯度优化，使比接触电阻降至10^-4 Ω·cm²量级。

新兴技术展望

石墨烯插入层因其超高迁移率（>10⁵ cm²/V·s）成为研究热点，但可控掺杂仍是挑战。微波/激光退火技术通过局部加热可减少热预算，但参数调控需进一步优化。

该领域未来将聚焦于成本控制、工艺兼容性和可靠性提升，为5G通信和电动汽车等应用提供更高效的氮化镓解决方案。