[發明專利]GaN器件及制備方法

有效

• 申請號: 202110111967.7
• 申請日: 2021-01-27
• 公開（公告）號: CN112864015B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 鄒鵬輝;王文博;周康;蔡泉福;鄭禮錠
• 申請（專利權）人: 浙江集邁科微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/335
• 分類號: H01L21/335;H01L21/28;H01L29/06;H01L29/417;H01L29/45;H01L29/40;H01L29/778
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 佟婷婷

本發明提供一種GaN器件及其制備方法，制備包括：提供半導體襯底，制備GaN溝道層，制備勢壘層，勢壘層包括至少一層Al_xGa_1?xN層，多層Al_xGa_1?xN層中，自下而上各層材料層對應的Al組分逐漸增大，刻蝕勢壘層形成第一凹槽和第二凹槽，制備源極歐姆電極、漏極歐姆電極，制備柵帽結構和場板。本發明可以基于形成的第二凹槽提高器件的耐壓，同時減小寄生電容，從而改善器件頻率性能。另外，本發明通過勢壘層的設計以及勢壘輔助結構，可以提高器件的線性度，可靠性較高，使得器件綜合性能提升，本發明耐壓的提升通過柵?漏凹槽一步工藝完成，還可以有效控制器件的閾值電壓，形成更好的源、漏歐姆接觸。

技術領域

本發明屬于GaN器件制備技術領域，特別是涉及一種GaN器件及制備方法。

背景技術

GaN作為第三代半導體材料，具有高耐壓的特點，為了進一步提高器件的耐壓，通常使用場板技術，即在柵-漏端添加場板，從而緩和柵-漏端的電場峰值，從而提高耐壓。但是，場板通常制作在介電質材料上，因此會引入一定的寄生電容，從而削弱器件的頻率特性。因此，如何提供一種GaN器件及其制備方法以解決難以有效提高器件耐壓的問題實屬必要。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種GaN器件及制備方法，用于解決現有技術中難以有效提高GaN器件的耐壓等問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種GaN器件的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

提供半導體襯底；

在所述半導體襯底上形成GaN溝道層；

在所述GaN溝道層上形成勢壘層，所述勢壘層包括至少一層AlxGa1-xN層，多層AlxGa1-xN層中，自下而上各層材料層對應的Al組分逐漸增大；

刻蝕所述勢壘層，以在所述勢壘層中形成第一凹槽及第二凹槽；

制備器件的源極歐姆電極和漏極歐姆電極，所述源極歐姆電極和所述漏極歐姆電極分別位于所述第一凹槽和所述第二凹槽的兩側，且所述漏極歐姆電極靠近所述第二凹槽；

填充所述第一凹槽形成柵極結構；以及

在所述第二凹槽上制作場板，所述場板與所述第二凹槽形成功能腔。

可選地，所述勢壘層中還形成有勢壘輔助結構，所述勢壘輔助結構包括自下而上依次形成的第一輔助層及第二輔助層，所述第一輔助層包括GaN層，所述第二輔助層包括AlN層。

可選地，所述勢壘輔助結構形成在所述勢壘層的位置依據器件閾值電壓設定。

可選地，所述勢壘輔助結構形成在最下層的所述AlxGa1-xN層的表面；其中，最下層的所述AlxGa1-xN層的厚度介于5-15nm之間，和/或，所述勢壘輔助結構上方的所述AlxGa1-xN層為摻雜材料層。

可選地，刻蝕所述勢壘層形成所述第一凹槽及所述第二凹槽的步驟包括：采用干法刻蝕工藝去除所述勢壘輔助結構上方的材料層停止在所述AlN層上，并采用濕法刻蝕工藝去除所述AlN層且停止在所述GaN層上；或者，形成步驟包括：依次進行第一刻蝕及第二刻蝕的步驟，其中，所述第一刻蝕包括進行至少一次ICP刻蝕，所述第二刻蝕包括氧化并結合化學試劑進行刻蝕。

可選地，所述勢壘層包括n層AlxGa1-xN層，且對應的AlxGa1-xN層中Al的組分為0.1n，1＝n＝5；和/或，所述第一凹槽的縱截面形貌包括方形或者倒梯形，所述第二凹槽的縱截面形貌包括方形或者倒梯形。

可選地，所述功能腔自所述第二凹槽延伸至所述第二溝槽的兩側；和/或，在所述第一凹槽及所述第二凹槽的側壁及周圍的所述勢壘層上形成中間輔助鈍化層。