[發明專利]氮化鎵晶體管及其制造方法

在審

• 申請號: 201610178244.8
• 申請日: 2016-03-25
• 公開（公告）號: CN107230625A
• 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制造方法，其特征在于，包括：

在硅襯底的表面上方形成未摻雜的氮化鎵層，在所述未摻雜的氮化鎵層的表面上方形成氮化鎵鋁層；

在所述氮化鎵鋁層的表面上方沉積一層氮化硅，形成介質層；

對所述介質層、所述氮化鎵鋁層和所述未摻雜的氮化鎵層進行刻蝕，形成漏極接觸孔和源極接觸孔；

在所述漏極接觸孔和源極接觸孔中再生長出N型摻雜的氮化鎵層，并在所述漏極接觸孔中的N型摻雜的氮化鎵層的上方形成漏極，在所述源極接觸孔中的N型摻雜的氮化鎵層的上方形成源極。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述漏極接觸孔和源極接觸孔中再生長出N型摻雜的氮化鎵層，包括：

在所述漏極接觸孔中、所述源極接觸孔中以及所述介質層的上方再生長出N型摻雜的氮化鎵層；

在所述N型摻雜的氮化鎵層位于所述漏極接觸孔和所述源極接觸孔之間的部分區域上方涂抹光刻膠；

在光刻膠的阻擋下對所述N型摻雜的氮化鎵層進行刻蝕，并在刻蝕完成后去除光刻膠，露出部分所述介質層。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，在所述漏極接觸孔中的N型摻雜的氮化鎵層的上方形成漏極，在所述源極接觸孔中的N型摻雜的氮化鎵層的上方形成源極，包括：

在所述N型摻雜的氮化鎵層的表面上方以及所述介質層的表面上方淀積歐姆接觸金屬層；

對所述歐姆接觸金屬層位于所述介質層上方的區域上涂抹光刻膠；

在光刻膠的阻擋下對所述歐姆接觸金屬層進行刻蝕，并在刻蝕完后去除光刻膠，僅保留位于所述N型摻雜的氮化鎵層上方的歐姆接觸金屬層。

位于所述漏極接觸孔上方的歐姆接觸金屬層形成漏極，位于所述源極接觸孔上方的歐姆接觸金屬層形成源極。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，在所述N型摻雜的氮化鎵層的表面上方以及所述介質層的表面上方淀積歐姆接觸金屬層，包 括：

采用磁控濺射鍍膜工藝，在所述N型摻雜的氮化鎵的表面上方以及所述介質層的表面上方沉積金屬鈦層；

在所述金屬鈦層的上方沉積金屬鉑層；

其中，所述金屬鈦層以及所述金屬鉑層形成所述歐姆接觸金屬層。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，在所述漏極接觸孔中的N型摻雜的氮化鎵層的上方形成漏極，在所述源極接觸孔中的N型摻雜的氮化鎵層的上方形成源極之后，還包括：

在氮氣的條件下，采用840℃的退火溫度進行30s的退火工藝。

6.根據權利要求1-5任一項所述的方法，其特征在于，在所述漏極接觸孔中的N型摻雜的氮化鎵層的上方形成漏極，在所述源極接觸孔中的N型摻雜的氮化鎵層的上方形成源極之后，還包括：

對所述介質層、所述氮化鎵鋁層進行刻蝕，形成柵極接觸孔；

在所述柵極接觸孔中沉積一層氮化硅，形成柵介質；

在所述柵介質上形成柵極。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，在所述柵介質上形成柵極，包括：

采用磁控濺射鍍膜工藝，在所述柵介質和所述介質層上沉積金屬鎳層，在所述金屬鎳層上沉積金屬金層；

對所述金屬金層和金屬鎳層進行光刻、刻蝕，僅保留部分金屬金層和金屬鎳層，從而形成柵極。

8.一種氮化鎵晶體管，其特征在于，包括：硅襯底、設置在所述硅襯底上方的未摻雜的氮化鎵層、設置在所述為摻雜的氮化鎵層上方的氮化鎵鋁層以及設置在所述氮化鎵鋁層上方的介質層；

所述介質層中開設有源極接觸孔和漏極接觸孔，所述源極接觸孔和所述漏極接觸孔均穿過所述氮化鎵鋁層，且穿過部分所述未摻雜的氮化鎵層；

所述漏極接觸孔和源極接觸孔中均形成有N型摻雜的氮化鎵層，所述漏極接觸孔中的N型摻雜的氮化鎵層的上方形成有漏極，在所述源極接觸孔中的N型摻雜的氮化鎵層的上方形成有源極。

9.根據權利要求8所述的氮化鎵晶體管，其特征在于，還包括：柵介質和柵極；

介質層中開設有柵極接觸孔，所述柵極接觸孔中形成有所述柵介質；

所述柵介質上方形成有所述柵極。

10.根據權利要求9所述的氮化鎵晶體管，其特征在于，所述源極和漏極均包括一層金屬鈦層和設置在所述金屬鈦層上方的金屬鉑層；

所述柵極包括一層金屬鎳層和設置在所述金屬鎳層上方的金屬金層。