[發明專利]一種HEMT器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201410509822.2
• 申請日: 2014-09-28
• 公開（公告）號: CN104465746B
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 裴軼;張乃千
• 申請（專利權）人: 蘇州能訊高能半導體有限公司
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L29/45;H01L21/335;H01L21/28
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳開磊

本發明公開了一種HEMT器件及其制造方法。該器件包括襯底；有源區，形成于襯底上；勢壘區，形成于有源區上；阻擋區，形成于勢壘區上，柵極，形成于阻擋區上；低電阻區，分別形成在柵極兩側，其中低電阻區是以柵極為掩蔽，通過自對準工藝形成的，并且低電阻區具有摻雜粒子；源極和漏極，分別形成在柵極兩側的低電阻區上。通過本發明，有效地縮短了柵源距和柵漏距，降低了柵源串聯電阻和柵漏串聯電阻，改善了器件的高頻特性。并且低電阻區形成時不需要進行精確套刻，降低了對光刻工藝套刻精度的要求，提高了器件的成品率，降低了生產成本。

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種HEMT器件及其制造方法。

背景技術

與其它半導體材料相比，III族氮化物材料具有禁帶寬度大、臨界擊穿電場高、飽和電子速度高、導熱率高、化學性質穩定等優點。另外III族氮化物材料具有較強的自發極化和壓電極化效應，例如，GaN可以與鋁鎵氮(AlGaN)、銦鋁氮(InAlN)和鋁氮(AlN)等材料形成具有高面密度和高遷移率的二維電子氣(2DEG)導電溝道。因此GaN基高電子遷移率場效應晶體管(HEMT)具有電流密度大、功率密度大、高頻特性好和耐高溫等特點，在軍用和民用的微波功率領域有著廣泛的應用前景。

在微波應用領域，縮小器件的尺寸以縮短柵長并降低源漏電阻是提高GaN 基HEMT器件電流增益截止頻率(f_T)的重要措施。目前，GaN基HEMT器件的柵長已經縮短到30nm，器件的電流增益截止頻率也已經達到了370GHz(參見Yuanzheng Yue,et al,InAlN/AlN/GaNHEMTs With Regrown Ohmic Contacts and f_T of 370GHz,IEEE Electron DeviceLetters,vol.33,no.7,pp.988-990.)。

在GaN基HEMT器件制造過程中，對于確定的器件尺寸，歐姆接觸電阻和柵源、柵漏串聯電阻是影響器件高頻特性的兩個重要參數，因此縮短柵源距和柵漏距和改進歐姆接觸生長工藝是改善器件高頻特性的兩個重要措施。

一方面，現有技術中形成源漏極區和柵極的方法，受限于光刻套刻精度的限制，器件的源漏距通常較大，使得HEMT器件的柵源串聯電阻和柵漏串聯電阻較大，從而降低了HEMT器件的高頻特性。

另一方面，低的歐姆接觸電阻需要良好的歐姆接觸生長工藝。業界當前通常采用高溫退火形成合金歐姆接觸，然而高溫退火會造成柵結退化甚至失效，使柵泄漏電流增大，甚至使柵肖特基結形成歐姆接觸。較大的柵泄漏電流會降低器件的高頻性能和擊穿性能，同時降低了器件的可靠性和成品率。

發明內容

有鑒于此，本發明提出了一種HEMT器件及其制造方法，以解決背景技術中所涉及的問題中的一種或幾種。

一方面，本發明實施例提供了一種HEMT器件，包括：

襯底；

有源區，形成于所述襯底上；

勢壘區，形成于所述有源區上；

阻擋區，形成于所述勢壘區上；

柵極，形成于所述阻擋區上；

低電阻區，分別形成在所述柵極兩側，其中，所述低電阻區是以所述柵極為掩蔽，通過自對準工藝形成的，并且所述低電阻區具有摻雜粒子，所述摻雜粒子的濃度在豎直方向的峰值位于與所述有源區對應的部分或與所述勢壘區對應的部分；以及

源極和漏極，分別形成在所述柵極兩側的低電阻區上。

所述襯底可以為藍寶石、硅、碳化硅、氮化鎵或稀土氧化物等適合生長III-V 族化合物的材料。

所述柵極的材料為難熔材料，所述難熔材料選自以下組中的一種或多種：鎢 (W)、鉬(Mo)、鉭(Ta)、鈦、鉻和氮化鉭；或者為