[發(fā)明專利]制造HEMT器件的柵極端子的方法和HEMT器件

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011182250.3
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112750701A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: F·尤克拉諾;C·特林加里
• 申請（專利權(quán)）人: 意法半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類號: H01L21/335
• 分類號: H01L21/335;H01L21/28;H01L29/423;H01L29/47;H01L29/778
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 羅利娜

1.一種用于制造高電子遷移率晶體管HEMT器件的方法，包括：

在半導(dǎo)體主體的異質(zhì)結(jié)構(gòu)上形成電介質(zhì)層；

形成貫通開口，所述貫通開口穿過所述電介質(zhì)層延伸到所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)的表層區(qū)域；以及

在所述貫通開口中形成柵極電極，形成所述柵極電極包括：

在所述電介質(zhì)層上形成犧牲結(jié)構(gòu)，所述犧牲結(jié)構(gòu)在所述電介質(zhì)層上橫向延伸到所述貫通開口；

通過蒸鍍過程，將第一柵極金屬層沉積在所述貫通開口中、并且沉積到所述犧牲結(jié)構(gòu)上，所述第一柵極金屬層被配置為與所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)形成肖特基接觸；

移除所述第一柵極金屬層的、在所述犧牲結(jié)構(gòu)上的部分以及所述犧牲結(jié)構(gòu)；

通過濺射過程，在所述第一金屬層和所述電介質(zhì)層上、并與所述第一金屬層和所述電介質(zhì)層直接接觸地沉積第二柵極金屬層；以及

在所述第二柵極金屬層上沉積第三柵極金屬層，所述第三柵極金屬層包括鋁，

所述第二柵極金屬層形成抵抗鋁原子從所述第三金屬層朝向所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)擴散的屏障。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述電介質(zhì)層包括氮化硅。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述犧牲結(jié)構(gòu)包括：

在所述電介質(zhì)層上形成不可光限定材料的第一犧牲層；

在所述第一犧牲層上形成可光限定材料的第二犧牲層；

移除所述第二犧牲層的、至少部分地對應(yīng)于所述貫通開口的選擇性部分；以及

通過各向同性地蝕刻所述第一犧牲層，在所述第二犧牲層下方形成底切區(qū)域。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中沉積所述第一柵極金屬層包括：覆蓋所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)的、通過所述貫通開口暴露的表面。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中沉積所述第二柵極金屬層包括：與所述電介質(zhì)層、并且與所述第一柵極金屬層直接接觸地沉積氮化鎢。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中沉積所述第三柵極金屬層包括：與所述第二柵極金屬層直接接觸地實施鋁的濺射過程。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括：

在相應(yīng)的掩蔽蝕刻步驟期間，移除所述第二柵極金屬層和所述第三柵極金屬層的選擇性部分，所述選擇性部分橫向地延伸到所述貫通開口；以及

形成三層堆疊，所述三層堆疊包括在所述貫通開口處彼此重疊并且對齊的所述第一柵極金屬層、所述第二柵極金屬層和第三柵極金屬層。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述柵極電極還包括：在所述第一金屬層上形成帽層，所述帽層被配置為保護所述第一金屬層不受環(huán)境試劑的影響。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述帽層包括氮化鈦。

10.一種高電子遷移率晶體管HEMT器件，包括：

異質(zhì)結(jié)構(gòu)；

在所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)上的電介質(zhì)層；以及

柵極電極，完全延伸穿過所述電介質(zhì)層，

所述柵極電極包括：

第一柵極金屬層，被配置為與所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)形成肖特基接觸；

第二柵極金屬層，在所述第一柵極金屬層上；以及

第三柵極金屬層，在所述第二柵極金屬層上，所述第三柵極金屬層包括鋁，

其中所述第二柵極金屬層形成抵抗鋁原子從所述第三金屬層朝向所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)擴散的屏障。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的HEMT器件，其中所述電介質(zhì)層包括氮化硅。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的HEMT器件，其中所述第一柵極金屬層包括鎳，并且所述第二柵極金屬層包括氮化鎢。

13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的HEMT器件，其中所述柵極電極還包括帽層，所述帽層在所述第一金屬層上、并且被配置為保護所述第一金屬層不受環(huán)境試劑的影響。