[發明專利]一種GaN HEMT器件制作方法

在審

• 申請號: 201610158915.4
• 申請日: 2016-03-18
• 公開（公告）號: CN105590851A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 陳一峰
• 申請（專利權）人: 成都海威華芯科技有限公司
• 主分類號: H01L21/335
• 分類號: H01L21/335;H01L29/778;H01L29/20;H01L29/06
• 代理公司: 成都華風專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 胡川

技術領域

本發明屬于半導體器件技術領域，具體涉及一種GaNHEMT器件制作方法。

背景技術

作為寬禁帶半導體的典型代表，GaN具有更寬的禁帶寬度、更高的飽和電 子漂移速度、更大的臨界擊穿電場強度、更好的導熱性能等特點，更重要的是 它與AlGaN能夠形成AlGaN/GaN異質結，便于制作HEMT器件。

目前，大面積的GaN襯底材料還不成熟，GaN器件多生長在Si襯底、藍寶 石襯底和SiC襯底上，異質外延由于晶格常數、熱膨脹系數等差異，在界面處 易形成缺陷，從而影響外延質量，導致器件性能下降。以常用的SiC襯底為例， 雖然SiC和GaN均為六方晶系，且晶格常數差異僅有3％，但外延過程中，SiC 與GaN生長界面處仍有較多的位錯出現，影響GaN器件性能。一般來說，同質 外延的結晶質量好于異質外延。

2000年以后，圖形化襯底逐漸應用于外延中，傳統的圖形化襯底，尺寸較 大，一般在數百納米到數微米之間，形成的外延下方多有孔洞或部分懸空，不 方便芯片背面工藝制作和器件的特殊環境使用。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種GaNHEMT器件制作方 法，該GaNHEMT器件制作方法可以很好地解決現有半導體器件采用普通襯底 外延橫向生長缺陷較多的問題。

為達到上述要求，本發明采取的技術方案是：提供一種GaNHEMT器件制

作方法，提供襯底，包括以下步驟：

S1、在襯底上沉積一層VLS生長用的催化劑；

S2、在催化劑上形成周期性的壓印膠；

S3、按照壓印膠的分布刻蝕催化劑，形成周期性的圖形化的催化劑；

S4、采用VLS生長機理，在圖形化的催化劑上生長GaN納米柱；

S5、去除圖形化的催化劑，形成圖形化襯底；

S6、在圖形化襯底上生長外延層，在外延層上完成源極、漏極、柵極的制 作。

與現有技術相比，該GaNHEMT器件制作方法具有的優點如下：

(1)采用該圖形化襯底進行GaN外延，不僅具有圖形化襯底外延橫向生長 缺陷較少的優點，同時避免了生長過程中，由于圖形尺寸較大，橫向生長易形 成孔洞，影響后續器件制作與使用；

(2)VLS的引入有利于提高過渡層的外延質量，提高GaNHEMT器件性 能。

(3)與傳統的SiC襯底相比，利用VLS生長出GaN納米柱高結晶質量， 進一步減少由于晶格常數、熱膨脹系數等差異引入的缺陷，利于GaN器件外延 生長，提高GaN器件性能。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構成本申請的一部分， 在這些附圖中使用相同的參考標號來表示相同或相似的部分，本申請的示意性 實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。在附圖中：

圖1示出了本申請的流程示意圖；

圖2示出了根據本申請步驟S1形成的結構示意圖；

圖3示出了根據本申請步驟S2形成的結構示意圖；

圖4示出了根據本申請步驟S3形成的結構示意圖；

圖5示出了根據本申請步驟S4形成的結構示意圖；

圖6示出了根據本申請步驟S5形成的結構示意圖；

圖7示出了根據本申請步驟S6形成的結構示意圖。

具體實施方式

為使本申請的目的、技術方案和優點更加清楚，以下結合附圖及具體實施 例，對本申請作進一步地詳細說明。為簡單起見，以下描述中省略了本領域技 術人員公知的某些技術特征。

根據本發明的一個實施例，提供一種GaNHEMT器件制作方法，提供襯底 10，襯底10的材料為Si、SiC、藍寶石或金剛石，包括以下步驟：

S1、在襯底10上沉積一層VLS生長用的催化劑20，該催化劑20的材料為 Al、Ni或Au，厚度為50～100nm；