[發(fā)明專利]GaN HEMT集成器件及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011644486.4
• 申請(qǐng)日: 2020-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN112768409B
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許明偉;李海濱;樊曉兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市匯芯通信技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/8252
• 分類號(hào): H01L21/8252;H01L21/84;H01L21/86;H01L27/085;H01L29/778
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 熊永強(qiáng)

1.一種氮化鎵高電子遷移率晶體管GaN HEMT集成器件的制備方法，其特征在于，包括：

在襯底上制備緩沖層，并在所述緩沖層上外延形成第一外延層和第二外延層，所述第二外延層的禁帶比所述第一外延層的禁帶寬，所述第一外延層和所述第二外延層之間形成有二維電子氣導(dǎo)電溝道，所述緩沖層、所述第一外延層和所述第二外延層由下而上依次置于所述襯底的上表面；

在所述第二外延層的上表面沉積第一介質(zhì)層和蓋帽層，所述蓋帽層用于制備GaN HEMT器件的參考柵極，所述蓋帽層包括第一薄膜層和第二介質(zhì)層，所述第一介質(zhì)層、所述第一薄膜層和所述第二介質(zhì)層由下而上依次置于所述第二外延層的上表面，所述第一薄膜層包括以下至少一種：多晶硅層、非晶硅層、二氧化硅層、氮化硅層、氮氧化硅層；

在所述參考柵極的外側(cè)形成柵極外墻，所述柵極外墻用于保護(hù)所述參考柵極，所述柵極外墻置于所述第一介質(zhì)層的上表面；

根據(jù)所述參考柵極和所述柵極外墻為掩膜回刻所述第二外延層，并在回刻后的所述第二外延層的上表面外延形成第三外延層以及源漏接觸區(qū)域；其中，位于所述源漏接觸區(qū)域的所述第二外延層的厚度比位于柵槽區(qū)域的所述第二外延層的厚度薄，所述第三外延層用于形成低電阻的源漏接觸區(qū)域以減小源漏極的寄生電阻，所述源漏接觸區(qū)域位于所述參考柵極的兩側(cè)，所述柵槽區(qū)域?yàn)榭涛g所述參考柵極所形成的柵槽所在的區(qū)域；

將所述參考柵極制備為柵極以及在所述源漏接觸區(qū)域制備源漏極；其中，所述柵極與所述第一介質(zhì)層形成金屬-絕緣體-半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)或者所述柵極與所述第二外延層形成肖特基接觸，所述源漏極與所述第三外延層形成歐姆接觸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述蓋帽層制備所述參考柵極包括以下操作：

在所述第二介質(zhì)層上使用光刻圖形化工藝得到第一掩膜層；

根據(jù)所述第一掩膜層為掩膜刻蝕所述第二介質(zhì)層和所述第一薄膜層，并停止在所述第一介質(zhì)層的上表面以形成所述參考柵極，所述參考柵極位于所述第一介質(zhì)層的上表面。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述在所述參考柵極的外側(cè)形成柵極外墻，包括：

在所述參考柵極的上表面和外側(cè)以及所述第一介質(zhì)層的上表面沉淀第三介質(zhì)層；

刻蝕所述第三介質(zhì)層，并停止在所述第二介質(zhì)層和所述第一介質(zhì)層以形成所述柵極外墻；

刻蝕所述源漏接觸區(qū)域的所述第一介質(zhì)層以保留所述參考柵極的下表面和所述柵極外墻的下表面的所述第一介質(zhì)層，并停止在所述第二外延層的上表面；

根據(jù)所述參考柵極和所述柵極外墻為掩膜外延形成所述第三外延層。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述將所述參考柵極制備為柵極以及在所述源漏接觸區(qū)域制備源漏極，包括：

在所述第三外延層的上表面、所述參考柵極的上表面和所述柵極外墻的上表面沉積第四介質(zhì)層；

在所述第四介質(zhì)層上使用光刻圖形化工藝得到第二掩膜層；

根據(jù)所述第二掩膜層為掩膜刻蝕所述第四介質(zhì)層和所述參考柵極中的所述第二介質(zhì)層以露出所述參考柵極中的所述第一薄膜層；

根據(jù)所述第二掩膜層為掩膜刻蝕所述第一薄膜層，并停止在所述第一介質(zhì)層的上表面以形成所述柵槽；或者，根據(jù)所述第二掩膜層為掩膜刻蝕所述第一薄膜層和所述第一介質(zhì)層，并停止在所述第二外延層的上表面以形成所述柵槽；

在所述柵槽和所述第四介質(zhì)層的上表面沉積柵極金屬層以制備所述柵極；其中，所述柵極的橫向部置于所述第四介質(zhì)層的上表面，所述柵極的縱向部的下表面與所述第一介質(zhì)層或者所述第二外延層接觸；

在所述柵極的橫向部和所述第四介質(zhì)層的上表面沉積第五介質(zhì)層，所述第四介質(zhì)層和所述第五介質(zhì)層為第六介質(zhì)層；

刻蝕所述第六介質(zhì)層以形成源漏槽，并在所述源漏槽和所述第六介質(zhì)層的上表面沉積源漏極金屬層以制備所述源漏極；其中，所述源漏極的橫向部橫置于所述第六介質(zhì)層的上表面，所述源漏極的縱向部貫穿于所述第六介質(zhì)層，并且所述源漏極的縱向部的下表面與所述第三外延層接觸。