[發明專利]氮化鎵半導體器件及其制備方法

在審

• 申請號: 201710488981.2
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107275386A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 劉美華;林信南;劉巖軍
• 申請（專利權）人: 深圳市晶相技術有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/40;H01L29/47;H01L21/335;H01L29/778
• 代理公司: 深圳精智聯合知識產權代理有限公司44393
• 代理人: 夏聲平

1.一種氮化鎵半導體器件，其特征在于，包括：氮化鎵外延層；以及，

設置于所述氮化鎵外延層上的復合介質層，所述復合介質層材質為氮化硅和等離子體增強正硅酸乙脂；

設置于所述復合介質層上的源極、漏極和柵極，所述源極、漏極、柵極分別貫穿所述復合介質層與所述氮化鎵外延層連接；其中，所述柵極呈倒梯形；

設置于所述源極、漏極和柵極以及所述復合介質層上的絕緣層，所述絕緣層的材質為二氧化硅；

還包括設置于所述絕緣層上的場板金屬層，所述場板金屬層貫穿所述絕緣層與所述源極連接；

還包括設置在所述復合介質層上的若干個浮空場板，所述浮空場板貫穿所述復合介質層與所述氮化鎵外延層連接。

2.根據權利要求1所述氮化鎵半導體器件，其特征在于，所述氮化鎵外延層包括硅襯底，以及設置于所述硅襯底表面的氮化鎵層、設置于所述氮化鎵層表面的氮化鋁鎵層。

3.根據權利要求2所述氮化鎵半導體器件，其特征在于，所述柵極伸入至所述氮化鋁鎵層中。

4.根據權利要求2所述氮化鎵半導體器件，其特征在于，所述柵極底部到所述氮化鋁鎵層底部的距離為所述氮化鋁鎵層的一半。

5.根據權利要求1或2或3或所述氮化鎵半導體器件，其特征在于，所述復合介質層的厚度為2000埃。

6.根據權利要求1或2或3或所述氮化鎵半導體器件，其特征在于，每個浮空場板的高度為0.25～6微米。

7.一種氮化鎵半導體器件的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

提供一氮化鎵外延層，其中，所述氮化鎵外延層包括由下而上依次設置的硅襯底層、氮化鎵層和氮化鋁鎵層；

在所述氮化鎵外延層表面沉積氮化硅和等離子體增強正硅酸乙脂，形成復合介質層；

漏極接觸孔的獲得：刻蝕所述復合介質層以形成漏極接觸孔，所述漏極接觸孔貫穿所述復合介質層到達所述氮化鋁鎵層；在所述源極接觸孔內、以及所述復合介質層的表面上，沉積第一金屬，以獲得漏極；

源極接觸孔、浮空場板孔的獲得：刻蝕所述復合介質層以形成源極接觸孔、浮空場板孔，所述源極接觸孔、浮空場板孔貫穿所述復合介質層到達所述氮化鋁鎵層；在所述源極接觸孔、浮空場板孔內、以及所述復合介質層的表面上，沉積第一金屬，以獲得源極、浮空場板；

對所述第一金屬進行光刻和刻蝕，形成歐姆接觸電極窗口；此時獲得第一組件；

對所述第一組件進行高溫退火處理，以使得容置在所述源極接觸孔和所述漏極接觸孔內的所述第一金屬形成合金并與所述氮化鋁鎵層進行反應；

柵極接觸孔的獲得：通過所述歐姆接觸電極窗口，對所述復合介質層和所述氮化鋁鎵層進行干法刻蝕，形成倒梯形的柵極接觸孔，所述柵極接觸孔貫穿所述復合介質層并伸入所述氮化鋁鎵層中；

在所述柵極接觸孔和所述柵極接觸孔的外邊緣沉積第二金屬件，以獲得柵極，此時獲得第二組件；

在所述第二組件的表面沉積一層絕緣層；

在所述絕緣層上進行干法刻蝕，以形成開孔，所述開孔與所述源極接觸孔對應；

在所述開孔以及所述絕緣層上沉積場板金屬層，所述場板金屬層的投影至少覆蓋所述開孔、以及從所述源極接觸孔至所述柵極接觸孔之間的區域。

8.根據權利要求7所述氮化鎵半導體器件的制備方法，其特征在于，所述開孔的寬度小于所述柵極凸出于所述柵極接觸孔上方的凸出部寬度。

9.根據權利要求7所述氮化鎵半導體器件的制備方法，其特征在于，所述高溫退火處理步驟為：在保護氛圍下，在840～850℃的溫度下保持30～60秒。

10.根據權利要求7所述氮化鎵半導體器件的制備方法，其特征在于，所述柵極底部到所述氮化鋁鎵層底部的距離為所述氮化鋁鎵層的一半。

11.根據權利要求7所述氮化鎵半導體器件的制備方法，其特征在于，所述每個浮空場板的高度為0.25～6微米。