[發(fā)明專利]一種基于氮化鋁阻擋層的GaN_HEMT器件制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711385739.9
• 申請(qǐng)日: 2017-12-20
• 公開（公告）號(hào): CN108133961A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林書勛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都海威華芯科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/778
• 分類號(hào): H01L29/778;H01L29/06;H01L21/335
• 代理公司: 成都華風(fēng)專利事務(wù)所(普通合伙) 51223
• 代理人: 徐豐;張巨箭

本發(fā)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(qū)隔離；a3、氮化鋁阻擋層淀積：在上述完成有源區(qū)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(xù)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(lián)。本發(fā)明將氮化鋁阻擋層插入到GaN表面與鈍化層之間，在進(jìn)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(jiǎn)便的濕法腐蝕方法移除氮化鋁層，實(shí)現(xiàn)柵極區(qū)域的開孔，而刻蝕對(duì)于氮化鋁的高選擇性，刻蝕能夠自動(dòng)停止在氮化鋁之上，同時(shí)氮化鋁能夠阻擋刻蝕時(shí)對(duì)GaN表面的損傷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化合物半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)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(shù)

GaN HEMT器件作為第三代化合物半導(dǎo)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(yīng)用于微波功率放大領(lǐng)域，是現(xiàn)代軍民通信系統(tǒng)、航空航天的首選器件。由于生長(zhǎng)條件的不成熟，在GaN HEMT結(jié)構(gòu)外延過程中不可避免的會(huì)在GaN材料的內(nèi)部和表面產(chǎn)生缺陷，而這些缺陷是導(dǎo)致GaN HEMT電流崩塌的主要因素，嚴(yán)重影響器件的輸出功率，常規(guī)采用表面鈍化的方法來(lái)減小缺陷對(duì)輸出電流密度的影響。

在微波功率放大應(yīng)用層面，需要采用T型柵極技術(shù)來(lái)使器件獲取更高的截止頻率，實(shí)現(xiàn)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(duì)準(zhǔn)的T型柵。在第一次開孔時(shí)，要保證表面鈍化層被移除干凈，干法刻蝕會(huì)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(huì)導(dǎo)致器件輸出功率降低，嚴(yán)重影響器件性能和良率，不適用于大規(guī)模生產(chǎn)，因此新的工藝技術(shù)和方法亟待需要。

為了降低GaN HEMT表面缺陷對(duì)器件性能的影響，不同的鈍化層已經(jīng)在GaN表面對(duì)電流崩塌有很好的抑制作用，但是柵極開孔所導(dǎo)致的損傷也是在GaN HEMT器件制備中不可忽視的因素。對(duì)于干法刻蝕在GaN表面造成損傷的修復(fù)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(xué)鍵在高溫中重新成鍵，達(dá)到修復(fù)損傷的作用；2.濕法處理，使用硫酸銨、鹽酸等溶液對(duì)干法刻蝕產(chǎn)生的缺陷進(jìn)行修復(fù)；3.干法處理，使用氮等離子體去填充表面的懸掛鍵以達(dá)到對(duì)表面缺陷的修復(fù)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(dǎo)致的表面缺陷不能被完全修復(fù)，器件可靠性受到嚴(yán)重影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)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(shí)現(xiàn)在T型柵極制備過程中，柵極開孔能夠自動(dòng)停止在氮化鋁之上，完全避免了等離子體對(duì)GaN表面的轟擊，不會(huì)在GaN表面產(chǎn)生附加的缺陷引起器件性能退化。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

本發(fā)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(jié)構(gòu)上進(jìn)行歐姆接觸制備形成源、漏極區(qū)域；

a2、有源區(qū)隔離：在上述制備好源漏歐姆接觸電極的晶圓上，進(jìn)行有源區(qū)隔離；

a3、氮化鋁阻擋層淀積：在上述完成有源區(qū)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(xù)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(qū)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(qū)域的氮化鋁阻擋層；