[發明專利]氮化鎵晶體管的制備方法

在審

• 申請號: 201610178139.4
• 申請日: 2016-03-25
• 公開（公告）號: CN107230620A
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 劉美華;孫輝;林信南;陳建國
• 申請（專利權）人: 北京大學;北大方正集團有限公司;深圳方正微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/335
• 分類號: H01L21/335;H01L29/778
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司11205
• 代理人: 陶敏,劉芳

1.一種氮化鎵晶體管的制備方法，其特征在于，包括：

在半導體襯底上形成第一介質層；所述半導體襯底自上而下包含氮化鋁鎵層、氮化鎵層、硅襯底層；

在所述第一介質層中形成源極接觸孔和漏極接觸孔；

在所述源極接觸孔和所述漏極接觸孔中形成第二介質層，以使所述第二介質層完全覆蓋所述源極接觸孔和所述漏極接觸孔，形成晶體管的源極和漏極；

采用感應耦合等離子體刻蝕ICP對所述第一介質層以及預設厚度的所述氮化鋁鎵層進行刻蝕，形成柵極接觸孔；

在所述柵極接觸孔內依次形成柵介質層、第三介質層，形成晶體管的柵極。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述ICP的刻蝕條件為：刻蝕氣體為氯氣，氣體流量為30～40mL/min，壓強為0.3～0.5Pa，刻蝕時間為2～5s，上場板功率250～350W，下場板功率80～150W。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一介質為氮化硅Si3N4介質；相應的，所述在半導體襯底上形成第一介質層包括：

在所述氮化鋁鎵層表面沉積氮化硅Si3N4介質，形成氮化硅Si3N4介質層；所述氮化硅Si3N4介質層的厚度為350埃。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述第一介質層中形成源極接觸孔和漏極接觸孔包括：

在所述第一介質層上進行干法刻蝕，形成源極接觸孔和漏極接觸孔；

所述在所述第一介質層上進行刻蝕，形成源極接觸孔和漏極接觸孔之后，還包括：

采用氫氟酸溶液、過氧化氫與氫氧化氨的混合溶液、過氧化氫與氯化氫的混合溶液，對所述形成源極接觸孔和漏極接觸孔之后的半導體襯底表面進行表面處理。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二介質包括鈦介質、鋁介質、氮化鈦介質；相應的，所述在所述源極接觸孔和所述漏極接觸孔中形成第二介質層，以使所述第二介質層完全覆蓋所述源極接觸孔和所述 漏極接觸孔，形成晶體管的源極和漏極包括：

在所述源極接觸孔內、所述漏極接觸孔內，依次沉積所述鈦介質、鋁介質、鈦介質、氮化鈦介質，以形成所述第二介質層；以使所述第二介質層自下而上包括：第一鈦介質層、鋁介質層、第二鈦介質層、氮化鈦介質層；其中，所述第一鈦介質層的厚度為200埃、所述鋁介質層的厚度為1200埃、所述第二鈦介質層的厚度為200埃、所述氮化鈦介質層的厚度為200埃。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成晶體管的源極和漏極之后，還包括：

以氧氣作為反應氣體，在800～860攝氏度的條件下，對所述形成晶體管的源極和漏極之后的整個半導體襯底進行25～35秒的退火處理。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述柵極接觸孔的深度為475埃～550埃。

8.根據權利要求1～7任一項所述的方法，其特征在于，所述形成柵極接觸孔之后，還包括：

采用鹽酸溶液清洗所述柵極接觸孔，以去除所述柵極接觸孔內的雜質物。

9.根據權利要求1～7任一項所述的方法，其特征在于，所述柵介質層為氮化硅Si3N4介質層；所述第三介質層包括：鎳金屬介質、金金屬介質。

10.根據權利要求1～7任一項所述的方法，其特征在于，所述柵極接觸孔與所述源極接觸孔之間的間距小于所述柵極接觸孔與所述漏極接觸孔之間的間距。