[發(fā)明專利]氮化物器件及其ESD防護(hù)結(jié)構(gòu)和制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010543656.3
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN112038336B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐寧;蔡文必;劉成;林育賜;葉念慈
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南三安半導(dǎo)體有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02;H01L29/778;H01L21/335;H01L29/40;H01L29/20
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;陳淑嫻

1.一種氮化物器件的ESD防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述ESD防護(hù)結(jié)構(gòu)包括由下至上依次設(shè)置的襯底、緩沖層、溝道層、勢壘層、第一P型氮化物層和金屬層，所述ESD防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)于所述氮化物器件的有源區(qū)之外，所述氮化物器件的有源區(qū)上設(shè)有場板，所述金屬層用于與所述場板電性連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ESD防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述第一P型氮化物層的材料為P型GaN材料、P型AlGaN材料或P型InAlGaN材料，摻雜濃度在10¹⁷-10²¹cm^-3之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ESD防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述金屬層的材料為Ni、Pd、Au中的至少一種，或包含Ni、Pd、Au中的至少一種的合金或化合物；或，所述金屬層的材料為Ti、Al、W中的至少一種，或包含Ti、Al、W中的至少一種的合金或化合物。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ESD防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述氮化物器件包括不相交設(shè)置的多個所述場板，其中

所述ESD防護(hù)結(jié)構(gòu)為面狀結(jié)構(gòu)，多個所述場板的末端連接至同一所述ESD防護(hù)結(jié)構(gòu)；或

多個所述ESD防護(hù)結(jié)構(gòu)為島狀分立分布，多個所述場板的末端與多個所述ESD防護(hù)結(jié)構(gòu)一一對應(yīng)連接。

5.一種氮化物器件，其特征在于：所述氮化物器件的外延結(jié)構(gòu)包括由下至上依次設(shè)置的襯底、緩沖層、溝道層和勢壘層，并通過隔離形成有源區(qū)和設(shè)置在有源區(qū)外的ESD防護(hù)結(jié)構(gòu)區(qū)；所述有源區(qū)上設(shè)有源極、漏極、柵極以及場板；所述ESD防護(hù)結(jié)構(gòu)區(qū)于勢壘層上依次設(shè)有第一P型氮化物層和金屬層并形成權(quán)利要求1～4任一項所述的ESD防護(hù)結(jié)構(gòu)；其中所述金屬層與所述場板電性連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氮化物器件，其特征在于：所述有源區(qū)還包括設(shè)于所述勢壘層上的第二P型氮化物層，所述柵極設(shè)于所述第二P型氮化物層上；所述第二P型氮化物層和所述第一P型氮化物層同層設(shè)置。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氮化物器件，其特征在于：所述場板和所述外延結(jié)構(gòu)之間設(shè)有介質(zhì)層，所述金屬層與所述場板同層設(shè)置，所述介質(zhì)層設(shè)有讓位于所述金屬層和所述場板連接的開口。

8.一種氮化物器件的制作方法，其特征在于包括以下步驟：

1)提供一外延結(jié)構(gòu)，所述外延結(jié)構(gòu)包括由下至上依次設(shè)置的襯底、緩沖層、溝道層和勢壘層；

2)于所述外延結(jié)構(gòu)的預(yù)設(shè)ESD防護(hù)結(jié)構(gòu)區(qū)上形成第一P型氮化物層；

3)于預(yù)設(shè)源極區(qū)上制備源極，于預(yù)設(shè)漏極區(qū)上制備漏極；

4)通過隔離工藝形成有源區(qū)，所述ESD防護(hù)結(jié)構(gòu)區(qū)位于有源區(qū)之外；

5)沉積介質(zhì)層；

6)去除ESD防護(hù)結(jié)構(gòu)區(qū)內(nèi)的介質(zhì)層，沉積金屬于有源區(qū)的介質(zhì)層上制備場板，同時于ESD防護(hù)結(jié)構(gòu)區(qū)形成與場板連接的金屬層；

7)去除預(yù)設(shè)柵極區(qū)內(nèi)的介質(zhì)層，沉積金屬于柵極區(qū)形成柵極。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制作方法，其特征在于：步驟1)中，所述外延結(jié)構(gòu)還包括設(shè)于所述勢壘層上的P型氮化物層；步驟2)中，通過蝕刻所述P型氮化物層形成所述第一P型氮化物層以及位于預(yù)設(shè)柵極區(qū)的第二P型氮化物層；步驟7)中，沉積金屬于所述第二P型氮化物層上形成所述柵極。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制作方法，其特征在于：步驟2)中，所述第一P型氮化物層通過選區(qū)外延生長、離子注入或離子擴散形成。