[發明專利]一種基于氮化鋁阻擋層的GaN_HEMT器件制備方法在審
| 申請號: | 201711385739.9 | 申請日: | 2017-12-20 |
| 公開(公告)號: | CN108133961A | 公開(公告)日: | 2018-06-08 |
| 發明(設計)人: | 林書勛 | 申請(專利權)人: | 成都海威華芯科技有限公司 |
| 主分類號: | H01L29/778 | 分類號: | H01L29/778;H01L29/06;H01L21/335 |
| 代理公司: | 成都華風專利事務所(普通合伙) 51223 | 代理人: | 徐豐;張巨箭 |
| 地址: | 610029 四川省成都市*** | 國省代碼: | 四川;51 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 氮化鋁 阻擋層 淀積 鈍化層 刻蝕 制備 器件制備 晶圓 開孔 移除 源區 表面鈍化層 隔離 氮化鋁層 淀積表面 干法刻蝕 高選擇性 刻蝕表面 歐姆接觸 濕法腐蝕 柵極接觸 柵極金屬 柵極區域 自動停止 加厚 再使用 電極 損傷 互聯 阻擋 金屬 | ||
本發明涉及一種基于氮化鋁阻擋層的GaN_HEMT器件制備方法,包括以下步驟:a1、歐姆接觸制備;a2、有源區隔離;a3、氮化鋁阻擋層淀積:在上述完成有源區隔離的晶圓上淀積氮化鋁阻擋層;a4、表面鈍化層淀積:在上述完成氮化鋁阻擋層淀積的晶圓上繼續淀積表面鈍化層;a5、柵極接觸開孔;a6、氮化鋁阻擋層移除;a7、柵極金屬制備;a8、電極加厚及金屬互聯。本發明將氮化鋁阻擋層插入到GaN表面與鈍化層之間,在進行T型柵極制備的過程中,先通過干法刻蝕的方法刻蝕表面鈍化層,再使用較為簡便的濕法腐蝕方法移除氮化鋁層,實現柵極區域的開孔,而刻蝕對于氮化鋁的高選擇性,刻蝕能夠自動停止在氮化鋁之上,同時氮化鋁能夠阻擋刻蝕時對GaN表面的損傷。
技術領域
本發明涉及化合物半導體制造技術領域,特別是涉及一種基于氮化鋁阻擋層的GaN_HEMT器件制備方法。
背景技術
GaN HEMT器件作為第三代化合物半導體的代表器件,以其高電子遷移率、高擊穿電壓、高電流密度、高可靠性,廣泛應用于微波功率放大領域,是現代軍民通信系統、航空航天的首選器件。由于生長條件的不成熟,在GaN HEMT結構外延過程中不可避免的會在GaN材料的內部和表面產生缺陷,而這些缺陷是導致GaN HEMT電流崩塌的主要因素,嚴重影響器件的輸出功率,常規采用表面鈍化的方法來減小缺陷對輸出電流密度的影響。
在微波功率放大應用層面,需要采用T型柵極技術來使器件獲取更高的截止頻率,實現T型柵的方法是在表面鈍化層上使用干法刻蝕方法打開柵極接觸孔,二次光刻較大孔淀積金屬形成自對準的T型柵。在第一次開孔時,要保證表面鈍化層被移除干凈,干法刻蝕會損傷GaN表面,引起電流崩塌,柵泄漏電流等一系列器件可靠性問題,表面鈍化效果降低會導致器件輸出功率降低,嚴重影響器件性能和良率,不適用于大規模生產,因此新的工藝技術和方法亟待需要。
為了降低GaN HEMT表面缺陷對器件性能的影響,不同的鈍化層已經在GaN表面對電流崩塌有很好的抑制作用,但是柵極開孔所導致的損傷也是在GaN HEMT器件制備中不可忽視的因素。對于干法刻蝕在GaN表面造成損傷的修復方法主要有以下三種:1.熱處理過程,讓等離子體轟擊造成的化學鍵在高溫中重新成鍵,達到修復損傷的作用;2.濕法處理,使用硫酸銨、鹽酸等溶液對干法刻蝕產生的缺陷進行修復;3.干法處理,使用氮等離子體去填充表面的懸掛鍵以達到對表面缺陷的修復作用。但是,以上方法并沒有從根本上解決缺陷的問題,干法刻蝕導致的表面缺陷不能被完全修復,器件可靠性受到嚴重影響。
發明內容
本發明的目的在于提供一種基于氮化鋁阻擋層的GaN_HEMT器件制備方法,將薄層氮化鋁插入到GaN HEMT的表面和鈍化層之間,利用氟基刻蝕氮化鋁的高選擇比,實現在T型柵極制備過程中,柵極開孔能夠自動停止在氮化鋁之上,完全避免了等離子體對GaN表面的轟擊,不會在GaN表面產生附加的缺陷引起器件性能退化。
為了實現上述目的,本發明提供了以下技術方案:
本發明提供一種基于氮化鋁阻擋層的GaN_HEMT器件制備方法,包括以下步驟:
a1、歐姆接觸制備:在GaN HEMT結構上進行歐姆接觸制備形成源、漏極區域;
a2、有源區隔離:在上述制備好源漏歐姆接觸電極的晶圓上,進行有源區隔離;
a3、氮化鋁阻擋層淀積:在上述完成有源區隔離的晶圓上淀積氮化鋁阻擋層;
a4、表面鈍化層淀積:在上述完成氮化鋁阻擋層淀積的晶圓上繼續淀積表面鈍化層;
a5、柵極接觸開孔:在上述完成表面鈍化層淀積的晶圓上,以光刻膠作為刻蝕掩膜,使用干法或濕法刻蝕方法移除柵極區域的表面鈍化層;
a6、氮化鋁阻擋層移除:在上述完成柵極接觸開孔的晶圓上,使用濕法腐蝕移除柵極區域的氮化鋁阻擋層;
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