[發明專利]一種氮化鎵基HEMT射頻器件及其制作方法

有效

• 申請號: 202011635494.2
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112736127B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 劉勝厚;孫希國;蔡仙清;張輝
• 申請（專利權）人: 廈門市三安集成電路有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/20;H01L29/417;H01L29/423;H01L29/45;H01L29/47;H01L29/778;H01L21/335
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1.一種氮化鎵基HEMT射頻器件，所述器件包含從下至上層疊設置的半導體襯底、溝道層、勢壘層；還包括相對設置在勢壘層上方有源區處的源極和漏極，以及柵極，其特征在于，

于有源區處的源極與漏極之間柵極區域處的勢壘層設置臺階狀凹槽，所述柵極設置在勢壘層臺階狀凹槽上，所述柵極的高度大于勢壘層的上表面，源極、漏極、柵極之間設置有介質層，臺階面沿著柵寬方向臺階面高度依次下降或上升，不同的臺階面的高度不同，即于有源區處的源極與漏極之間處的勢壘層的表面沿著柵寬方向依次開設若干凹槽，若干凹槽的深度依次變深或依次變淺，凹槽深度取值范圍為0至勢壘層厚度，所述凹槽完全被柵極金屬覆蓋；形成沿著柵寬方向的柵極，柵極根部距溝道層的距離依次變長或變短，柵極厚度相同。

2.根據權利要求1所述的氮化鎵基HEMT射頻器件，其特征在于，

所述勢壘層的厚度范圍為3nm-50nm。

3.根據權利要求1所述的氮化鎵基HEMT射頻器件，其特征在于，

任意兩個凹槽之間的深度差大于等于1nm。

4.根據權利要求1所述的氮化鎵基HEMT射頻器件，其特征在于，

所述源極與漏極之間柵極區域處的勢壘層的表面沿著柵寬方向依次開設不少于兩個凹槽。

5.根據權利要求1所述的氮化鎵基HEMT射頻器件，其特征在于，

所述柵極為T型柵結構。

6.根據權利要求1所述的氮化鎵基HEMT射頻器件，其特征在于

相鄰臺階面之間連接有銜接面，所述銜接面為垂直面、或呈一定角度的坡面、或弧形面、或非規則形狀的面。

7.一種氮化鎵基HEMT射頻器件的制作方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一，在半導體襯底上依次形成溝道層、勢壘層；

步驟二，在勢壘層上沉積介質層；

步驟三，刻蝕介質層，在勢壘層上方的源極區域和漏極區域相應形成源極區域窗口、漏極區域窗口；

步驟四，在源極區域窗口、漏極區域窗口上形成歐姆接觸金屬，并高溫退火形成源極和漏極；

步驟五，采用至少一次光刻蝕刻工藝在有源區處的源極與漏極之間柵極區域的勢壘層形成臺階狀凹槽；有源區處的勢壘層臺階狀凹槽至少包含兩個臺階面，該臺階面沿著柵寬方向臺階面高度依次下降或依次上升，即不同的臺階面的高度不同；

步驟六，通過光刻工藝得到柵極區域窗口，在柵極區域窗口上形成肖特基接觸金屬，形成柵極；

凹槽深度取值范圍為0至勢壘層厚度，所述凹槽完全被柵極金屬覆蓋；形成沿著柵寬方向的柵極，柵極根部距溝道層的距離依次變長或變短，柵極厚度相同。

8.根據權利要求7所述的氮化鎵基HEMT射頻器件的制作方法，其特征在于，

所述柵極為T型柵結構，任意兩個凹槽之間的深度差大于等于1nm。

9.根據權利要求7所述的氮化鎵基HEMT射頻器件的制作方法，其特征在于，

采用一次光刻蝕刻工藝在有源區處的源極與漏極之間柵極區域的勢壘層形成臺階狀凹槽，具體包括，

通過一次曝光顯影的方式，在有源區處的源極與漏極之間柵極區域處的勢壘層的表面沿著柵寬方向形成厚度依次遞減或依次遞增的光刻膠層；

通過一次干法刻蝕的方式，刻蝕在有源區處的源極與漏極之間處的勢壘層形成依次下降或依次上升的臺階狀凹槽。

10.根據權利要求7所述的氮化鎵基HEMT射頻器件的制作方法，其特征在于，

相鄰臺階面之間連接有銜接面，所述銜接面為垂直面、或呈一定角度的坡面、或弧形面、或非規則形狀的面。