[發明專利]氮化鎵晶體管的制備方法

在審

• 申請號: 201610178252.2
• 申請日: 2016-03-25
• 公開（公告）號: CN107230716A
• 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: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L29/40;H01L21/335
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司11205
• 代理人: 孫明子,劉芳

技術領域

本發明實施例涉及半導體器件制備技術領域，尤其涉及一種氮化鎵晶體管的制備方法。

背景技術

隨著高效完備的功率轉換電路及系統需求的日益增加，具有低功耗和高速特性的功率器件吸引了越來越多的關注。由于氮化鎵具有較寬的禁帶寬度，高電子飽和漂移速率，較高的擊穿場強，良好的熱穩定性，耐腐蝕和抗輻射性能，所以氮化鎵在高壓、高頻、高溫、大功率和抗輻照環境條件下具有較強的優勢。是國際上廣泛關注的新型寬禁帶化合物半導體材料。而氮化鎵晶體管由于鋁鎵氮/氮化鎵異質結處形成高濃度、高遷移率的二維電子氣，同時異質結對二維電子氣具有良好的調節作用，使其在大功率和高速電子設備等方面有廣泛的應用。

雖然氮化鎵晶體管中鋁鎵氮/氮化鎵異質結對二維電子氣具有良好的調節作用，但由于鋁鎵氮/氮化鎵異質結的二維電子氣中電子濃度很高，在氮化鎵外延基底上只有未摻雜的鋁鎵氮/氮化鎵，使器件的柵極邊緣電場密度會很大，容易發生氧化層提前擊穿的現象，使器件的耐壓性較差。

發明內容

本發明實施例提供一種氮化鎵晶體管的制備方法，該方法在器件上制備柵場板的同時制備源場板，能夠調整電場分布，降低柵極邊緣電場密度，提高器件的耐壓性。

本發明實施例提供一種氮化鎵晶體管的制備方法，包括：

在硅襯底上依次生長氮化鎵緩沖層及鋁鎵氮勢壘層；

在所述鋁鎵氮勢壘層上依次沉積氮化硅鈍化層和第一PETEOS氧化層；

在沉積所述第一PETEOS氧化層后形成的圖案上制備歐姆接觸電極；

在制備歐姆接觸電極后形成的圖案上制備柵極和柵場板；

在制備柵極和柵場板后形成的圖案上沉積第二PETEOS氧化層；

在沉積第二PETEOS氧化層后形成的圖案上制備源場板。

進一步地，如上所述的方法，所述在沉積所述第一PETEOS氧化層后形成的圖案上制備歐姆接觸電極，具體包括：

刻蝕左右兩側部分區域的第一PETEOS氧化層，分別形成第一氧化層開孔和第二氧化層開孔，在所述第一氧化層開孔內和所述第二氧化層開孔內分別刻蝕所述氮化硅鈍化層，形成第一歐姆接觸孔和第二歐姆接觸孔；

依次采用DHF溶液，SC1溶液和SC2溶液對所述第一歐姆接觸孔和所述第二歐姆接觸孔下方的鋁鎵氮勢壘層表面進行清洗處理；

在所述第一歐姆接觸孔內、所述第二歐姆接觸孔內、所述第一歐姆接觸孔上方、所述第二歐姆接觸孔上方及所述第一PETEOS氧化層上方沉積歐姆電極金屬層；

對所述第一PETEOS氧化層上方的歐姆電極金屬層進行光刻，刻蝕，形成第一歐姆接觸電極和第二歐姆接觸電極。

進一步地，如上所述的方法，所述對所述第一PETEOS氧化層上方的歐姆電極金屬層進行光刻，刻蝕，形成第一歐姆接觸電極和第二歐姆接觸電極之前，還包括：

對沉積歐姆電極金屬層后的所述氮化鎵晶體管進行退火處理。

進一步地，如上所述的方法，所述退火處理的溫度為840攝氏度，所述退火處理的時間為20分鐘，所述退火處理在氮氣氛圍中。

進一步地，如上所述的方法，所述在所述第一歐姆接觸孔內、所述第二歐姆接觸孔內、所述第一歐姆接觸孔上方、所述第二歐姆接觸孔上方及所述第一PETEOS氧化層上方沉積歐姆電極金屬層具體包括：

在所述第一歐姆接觸孔內、所述第二歐姆接觸孔內、所述第一歐姆接觸孔上方、所述第二歐姆接觸孔上方及所述第一PETEOS氧化層上方采用磁控濺射鍍膜工藝依次沉積鈦層，鋁層，鈦層及氮化鈦層，以形成歐姆電極金屬層。

進一步地，如上所述的方法，所述鈦層的厚度為200埃，所述鋁層的厚度為1200埃，所述氮化鈦層的厚度為200埃。

進一步地，如上所述的方法，所述在制備歐姆接觸電極后形成的圖案上制備柵極和柵場板，具體包括：

刻蝕中間部分區域的第一PETEOS氧化層，形成第三氧化層開孔，在所述第三氧化層開孔內刻蝕氮化硅鈍化層和部分鋁鎵氮勢壘層，形成柵極接觸孔；

在所述柵極接觸孔內、所述柵極接觸孔上方及所述第一PETEOS氧化層上方沉積柵極金屬層；

對所述第一PETEOS氧化層上方的柵極金屬層進行光刻，刻蝕，保留柵極接觸孔內，所述柵極接觸孔上方預設區域和預設區域右側部分區域的柵極金屬層，所述柵極接觸孔內，所述柵極接觸孔上方預設區域的柵極金屬層為柵極，所述預設區域右側部分區域的柵極金屬層為柵場板。