[發明專利]金剛石基場效應晶體管的制備方法

在審

• 申請號: 201710632626.8
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107481935A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 王晶晶;蔚翠;張雄文;郭建超;周闖杰;劉慶彬;何澤召
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十三研究所
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所13120
• 代理人: 米文智

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種金剛石基場效應晶體管的制備方法。

背景技術

以單晶、多晶和納米晶金剛石為材料基礎的器件統稱為金剛石基器件，例如金剛石金屬半導體場效應晶體管（Metal Semiconductor Field Effect Transistor，MESFET）、金屬絕緣場效性晶體(Metal Insulating Field Effect Transistor，MISFET)和結晶型場效應晶體管（Junction Field Effect Transistor，JFET）等。金剛石基器件具有工作溫度高、擊穿場強大、截止頻率高、功率密度大等優點，是未來微波大功率領域的首選。但是金剛石基場效應晶體管的柵極與金剛石材料的肖特基耐擊穿性能差，進而導致金剛石基場效應晶體管的性能降低。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供一種剛石場效應晶體管的制備方法，以解決現有技術中由于柵極與金剛石材料的肖特基耐擊穿性能差導致器件性能降低的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：

一種金剛石基場效應晶體管的制備方法，包括以下步驟：

在金剛石層的上表面形成導電層，所述金剛石層為高電阻層；

在所述導電層的上表面覆蓋掩膜層，所述掩膜層的材料為具有介電特性的材料；

去除無源區域對應的掩膜層和導電層；

分別去除源區對應的掩膜層和漏區對應的掩膜層；

在所述源區形成源區高摻雜區，在所述漏區形成漏區高摻雜區；

分別激活所述源區高摻雜區、所述漏區高摻雜區和所述導電層的載流子；

在所述源區高摻雜區的上表面覆蓋第一金屬層形成源極，在所述漏區高摻雜區的上表面覆蓋第一金屬層形成漏極；

在柵區對應的掩膜層的上表面覆蓋第二金屬層，形成柵極。

可選的，所述在金剛石層的上表面形成導電層，具體包括：

在金剛石層的上表面外延生長摻雜金剛石作為導電層；或

通過離子注入法在金剛石層上注入摻雜離子形成導電層。

可選的，所述去除無源區域對應的掩膜層和導電層，具體包括：

通過光刻工藝在有源區域的上表面覆蓋光刻膠；

通過腐蝕液去除無源區域的掩膜層；

通過刻蝕工藝刻蝕所述無源區域的導電層；

去除所述光刻膠。

可選的，所述分別去除源區對應的掩膜層和漏區對應的掩膜層，具體包括：

分別在源區和漏區之外的區域的上表面覆蓋光刻膠；

分別通過腐蝕液去除所述源區對應的掩膜層和所述漏區對應的掩膜層；

去除所述光刻膠。

可選的，所述在所述源區形成源區高摻雜區，在所述漏區形成漏區高摻雜區，具體包括：

通過離子注入法在所述源區對應的導電層注入載流子形成源區高摻雜區，通過離子注入法在所述漏區對應的導電層注入載流子形成漏區高摻雜區。

可選的，所述在所述源區形成源區高摻雜區，在所述漏區形成漏區高摻雜區，具體包括：

通過外延法在所述源區對應的導電層外延生長高摻雜的外延層形成源區高摻雜區，通過外延法在所述漏區對應的導電層外延生長高摻雜的外延層形成漏區高摻雜區。

可選的，所述在所述源區高摻雜區的上表面覆蓋第一金屬層形成源極，在所述漏區高摻雜區的上表面覆蓋第一金屬層形成漏極，具體包括：

通過光刻工藝在所述源區和所述漏區之外的區域覆蓋光刻膠；

通過電子束蒸發工藝分別在所述源區高摻雜區的上表面和所述漏區高摻雜區的上表面覆蓋第一金屬層；

通過退火工藝分別使所述源區高摻雜區和所述漏區高摻雜區與所述第一金屬層形成歐姆接觸；

去除所述光刻膠。

可選的，在柵區對應的掩膜層的上表面覆蓋第二金屬層，形成柵極，具體包括：

通過光刻工藝在所述柵區之外的區域覆蓋光刻膠；

通過電子束蒸發工藝在所述柵區對應的掩膜層的上表面覆蓋第二金屬層；

去除所述光刻膠。

可選的，所述分別激活所述源區高摻雜區、所述漏區高摻雜區和所述導電層的載流子，具體包括：

在高真空、還原性氣體氣氛或惰性氣體氣氛中退火，分別激活所述源區高摻雜區、所述漏區高摻雜區和所述導電層的載流子。