[發明專利]一種通過實時監控氟注入實現增強型HEMT器件的方法

有效

• 申請號: 201911308890.1
• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN111128701B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 李國強;孫佩椰;萬利軍;闕顯灃;姚書南;梁敬晗
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01L21/265
• 分類號: H01L21/265;H01L21/66;H01L21/335;H01L29/778
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 王東東

1.一種通過實時監控氟注入實現增強型HEMT器件的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1在襯底上依次外延GaN溝道層及AlGaN勢壘層，然后在AlGaN勢壘層上進行光刻、刻蝕，做好標記點；

S2對準標記點進行光刻，再利用刻蝕對外延片進行臺面隔離，進一步形成源金屬電極和漏金屬電極；

S3在源金屬電極和漏金屬電極上分別引出源監控電極及漏監控電極；

S4通過光刻暴露出氟離子注入區域以及源監控電極區域及漏監控電極區域；

S5將兩個監控電極分別通過導線與源表的正負極連接，形成閉合回路；

S6將S5得到的外延片放置在感應耦合等離子體刻蝕腔內，進行氟等離子處理，不斷耗盡柵下的2DEG，源表的輸出電流示數為零時，達到注入終點；

S7取出外延片，用丙酮去除外延片上的光刻膠，進一步通過光刻、蒸鍍形成柵金屬電極，得到增強型HEMT器件；

所述源監控電極及漏監控電極均為Au，所述源監控電極區域及漏監控電極區域的面積為10mm²-20mm²。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2中，源金屬電極及漏金屬電極為Ti、Al、Ni、Au形成的合金。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2中進一步形成源金屬電極和漏金屬電極，具體是通過光刻、蒸鍍、剝離和退火形成，其中退火的氣氛為N₂，退火溫度為850℃，保溫時間為30s，升溫速率為15℃/s。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1及S2中，刻蝕均為感應耦合等離子體刻蝕，刻蝕反應氣體為Cl₂和BCl₃混合氣體，壓強為5mTorr，上射頻功率為300W，下射頻功率為50W，刻蝕時間分別為150s和80s。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述S4中，氟離子注入區域的長度為2μm-4μm。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述S5中，氟等離子處理采用反應氣體為CF₄，氣體流量為80sccm,壓強為5mTorr,上射頻功率為250W，下射頻功率為50W。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述源表輸入電壓設置為1-3V。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述柵金屬電極的長度為3μm-5μm，使柵金屬電極完全覆蓋氟離子注入區域，避免由于套刻偏差引起的無柵控現象。