[發明專利]一種GaN基HEMT多角度凹槽柵器件及其制作方法

有效

• 申請號: 202010126538.2
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111653614B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 張輝;林志東;鄒鵬輝;劉勝厚;孫希國;蔡仙清
• 申請（專利權）人: 廈門市三安集成電路有限公司
• 主分類號: H01L29/20
• 分類號: H01L29/20;H01L29/423;H01L21/335;H01L29/778
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭

1.一種GaN基HEMT多角度凹槽柵器件，包括依次層疊的襯底、外延層，其特征在于，外延層上還有單層柵介質層，在柵介質層中設置凹槽，所述凹槽有兩側壁，所述側壁為多階連貫斜面，深階斜面相對于水平面的角度大于上階斜面相對于水平面的角度，多階連貫斜面為三階連貫斜面或四階連貫斜面。

2.根據權利要求1所述的一種GaN基HEMT多角度凹槽柵器件，其特征在于，深階斜面相對于水平面的角度為70°-80°，上階斜面相對于水平面的角度為30°-70°。

3.根據權利要求1所述的一種GaN基HEMT多角度凹槽柵器件，其特征在于，深階斜面對應的凹槽深度小于上階斜面對應的凹槽深度。

4.根據權利要求1所述的一種GaN基HEMT多角度凹槽柵器件，其特征在于，所述柵介質層的厚度為50-200nm。

5.根據權利要求1所述的一種GaN基HEMT多角度凹槽柵器件，其特征在于，柵介質層為SiN、SiO₂、AlN或Al₂O₃。

6.一種GaN基HEMT多角度凹槽柵器件的制作方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1:柵介質層沉積：在GaN外延層上沉積一層柵介質層；

S2:光刻凹槽柵：在柵介質層上涂覆一層光阻，通過曝光、顯影的方式完成凹槽柵的光刻；

S3:柵介質層刻蝕：通過感應耦合等離子體干法，并調整刻蝕時所用的功率、氣體及其流量，使得達到預設的刻蝕角度；

S4:光阻去除：采用有機溶劑去除光阻；

S5:重復步驟S2-S4，其中，光阻開口區位于前次刻蝕后的凹槽里面0-0.5μm，使得凹槽柵無平臺，凹槽柵側壁為多階連貫斜面，刻蝕后的角度較前一次刻蝕后的角度陡直，多階連貫斜面為三階連貫斜面或四階連貫斜面。

7.根據權利要求6所述的一種GaN基HEMT多角度凹槽柵器件的制作方法，其特征在于，步驟S1中所述柵介質層為SiN、SiO₂、AlN、Al₂O₃任意一種。

8.根據權利要求6所述的一種GaN基HEMT多角度凹槽柵器件的制作方法，其特征在于，所述柵介質層的厚度為50-200nm。

9.根據權利要求6所述的一種GaN基HEMT多角度凹槽柵器件的制作方法，其特征在于，步驟S3中所述柵介質層刻蝕具體為：通過感應耦合等離子體干法，使用5～100sccm CF₄、5～100sccm CHF₃、5～100sccm O₂、5～100sccm N₂氣體在功率20～500W，氣壓100～1000mTorr條件。

10.根據權利要求6所述的一種GaN基HEMT多角度凹槽柵器件的制作方法，其特征在于，所述S3步驟中刻蝕深度為20-40nm。