[發明專利]增強型HEMT的p型氮化物柵的制備方法、增強型氮化物HEMT及其制備方法

有效

• 申請號: 202011645381.0
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112736137B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 任遠;程川;陳志濤;劉寧煬;趙維;姜南
• 申請（專利權）人: 廣東省科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L29/423
• 分類號: H01L29/423;H01L29/49;H01L29/778;H01L21/335
• 代理公司: 北京商專永信知識產權代理事務所(普通合伙) 11400
• 代理人: 李彬彬;陳莉娥

1.增強型HEMT的p型氮化物柵的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：在異質結上依次沉積第一保護層、第二保護層和p型氮化物層，其中，所述第一保護層為GaN材料層；所述第二保護層為AlGaN材料層，Al組分范圍是5％～30％；或者，所述第二保護層為p型摻雜AlGaN材料層，Al組分范圍是5％～30％；

步驟S2：通過第一刻蝕去除柵極區域以外的p型氮化物層直至露出所述第二保護層，在柵極區域內的p型氮化物層形成p型氮化物柵，所述第一刻蝕的刻蝕選擇比的范圍為1-5:1；

步驟S3：通過第二刻蝕去除所述柵極區域以外的第二保護層，選用的第二刻蝕為低功率干法刻蝕、高溫氧化結合濕法腐蝕或等離子氧化結合濕法腐蝕實現；

其中，選用的第二刻蝕具有在相同刻蝕條件下僅對第二保護層進行選擇性刻蝕的特征；或者

選用的第二刻蝕具有在相同刻蝕條件下所述第二保護層與第一保護層的刻蝕選擇比的范圍為5-100:1的特征。

2.根據權利要求1所述的增強型HEMT的p型氮化物柵的制備方法，其特征在于，選用的第二刻蝕為低功率干法刻蝕，在通過低功率干法刻蝕去除所述柵極區域以外的第二保護層時，干法刻蝕設備射頻電源的功率為5W～150W，刻蝕速率為1nm/min～100nm/min；或者

選用的第二刻蝕為高溫氧化結合濕法腐蝕，在通過高溫氧化結合濕法腐蝕去除所述柵極區域以外的第二保護層時，首先對所述第二保護層進行高溫氧化，使其形成氧化層；然后使用堿性溶液在加熱狀態下對氧化層進行腐蝕，直至完全去除第二保護層；或者

選用的第二刻蝕為離子氧化結合濕法腐蝕，在通過離子氧化結合濕法腐蝕去除所述柵極區域以外的第二保護層時，先使用含氧氣氛生成等離子體，對第二保護層的表面進行氧化處理形成氧化層，然后使用酸性溶液去除氧化層，重復進行氧化處理和酸性溶液腐蝕氧化層處理，直至完全去除第二保護層。

3.根據權利要求1至2任意一項所述的增強型HEMT的p型氮化物柵的制備方法，其特征在于，在步驟S1中，所述異質結通過在襯底上方依次沉積溝道層和勢壘層形成，且所述溝道層和勢壘層之間具有2DEG；其中，在步驟S1中，沉積的所述p型氮化物層的厚度設置成能夠耗盡其下方的2DEG。

4.增強型氮化物HEMT的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S11：采用權利要求1至3任一項所述的增強型HEMT的p型氮化物柵的制備方法制得增強型HEMT的p型氮化物柵；

步驟S12：在去除第二保護層后露出的第一保護層的表面制備源電極和漏電極；

步驟S13：在p型氮化物柵上制備柵電極。

5.根據權利要求4所述的增強型氮化物HEMT的制備方法，其特征在于，在步驟S13后還包括以下步驟：

步驟S14：在源電極、漏電極、柵電極、p型氮化物柵和第一保護層的表面沉積絕緣介質層，并通過光刻和腐蝕工藝將所述絕緣介質層的與所述源電極、漏電極和柵電極對應的位置去除，直至露出所述源電極、漏電極和柵電極。

6.根據權利要求5所述的增強型氮化物HEMT的制備方法，其特征在于，所述絕緣介質層為SiO₂材料層、SiN_x材料層、HfO₂材料層或聚酰亞胺材料層；或者

所述絕緣介質層由SiO₂材料層、SiN_x材料層、HfO₂材料層和聚酰亞胺材料層中的至少兩種交替生長得到。

7.增強型氮化物HEMT，其特征在于，所述增強型氮化物HEMT為采用權利要求5至6任一項所述的增強型氮化物HEMT的制備方法制得。