[發明專利]一種高電子遷移率晶體管及其制作方法

有效

• 申請號: 202110457319.7
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113257891B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 劉勝厚;林科闖;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;H01L21/265;H01L29/20;H01L29/423;H01L21/338;H01L29/778
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1.一種高電子遷移率晶體管的制作方法，其特征在于，

在半導體襯底上依次形成緩沖層、溝道層、勢壘層、GaN層；

刻蝕GaN層，保留柵極區域的GaN層，在勢壘層上的源極區域和漏極區域相應形成源極窗口、漏極窗口；在源極窗口、漏極窗口上形成歐姆接觸金屬，形成源極和漏極；

通過若干次光刻、離子注入工藝依次在有源區處的源極與漏極之間柵極區域的GaN層形成沿著柵寬方向排列的M個P型摻雜區，M個P型摻雜區包含N種不同的P型摻雜濃度；沿著柵寬方向M個P型摻雜區的P型摻雜濃度不規則排列；其中，M≥N且M為大于等于3的正整數，N為大于等于3的正整數；

在M個P型摻雜區上形成柵極。

2.根據權利要求1所述的高電子遷移率晶體管的制作方法，其特征在于，

通過若干次光刻、離子注入工藝中，若干次離子注入的注入劑量不相同，注入能量相同；

離子注入的注入離子包含鎂離子、鋅離子或鐵離子中的任意一種，注入能量范圍為0.1KeV～100KeV，注入劑量范圍為1×10¹⁰cm^-2～1×10¹⁵cm^-2；

若干次光刻、離子注入工藝的次數范圍為大于等于2且小于等于N。

3.一種高電子遷移率晶體管的制作方法，其特征在于，

在半導體襯底上依次形成緩沖層、溝道層、勢壘層、GaN層；

刻蝕GaN層，保留柵極區域的GaN層，在勢壘層上方的源極區域和漏極區域相應形成源極窗口、漏極窗口；在源極窗口、漏極窗口上形成歐姆接觸金屬，形成源極和漏極；

在GaN層上方涂覆一層光刻膠層；

采用一次或若干次光刻工藝在有源區處的源極與漏極之間柵極區域的GaN層上形成凹槽深度不規則排列的凹槽狀光刻膠層；有源區柵極區域處的GaN層上的凹槽狀光刻膠層形成三種以上的凹槽深度，沿著柵寬方向凹槽深度不規則排列，即沿著柵寬方向在GaN層表面上的柵極區域形成厚度不規則的光刻膠層；

進行一次離子注入，離子注入的注入離子包含鎂離子、鋅離子或鐵離子中的任意一種；在GaN層中形成M個P型摻雜區，其中，M≥N且M為大于等于3的正整數，N為大于等于3的正整數；

其中，凹槽狀光刻膠層的厚度小于等于P型摻雜區外的光刻膠層的厚度；

去除凹槽狀光刻膠層，形成沿著柵寬方向M個P型摻雜區的摻雜濃度不規則排列，M個P型摻雜區包含N種不同的P型摻雜濃度；

在M個P型摻雜區上形成柵極。

4.根據權利要求3所述的高電子遷移率晶體管的制作方法，其特征在于，

在GaN層上方涂覆的光刻膠層厚度范圍為0.1μm～1μm；一次離子注入的注入能量范圍為0.1KeV～100KeV，注入劑量范圍為1×10¹⁰cm^-2～1×10¹⁵cm^-2。

5.一種高電子遷移率晶體管的制作方法，其特征在于，

在半導體襯底上依次形成緩沖層、溝道層、勢壘層、P型氮化物層，P型氮化物層的P型摻雜濃度范圍為1×10¹⁰cm^-3～1×10¹⁵cm^-3；

刻蝕P型氮化物層，保留柵極區域的P型氮化物層；在勢壘層上的源極區域和漏極區域相應形成源極窗口、漏極窗口；在源極窗口、漏極窗口上形成歐姆接觸金屬，形成源極和漏極；

通過若干次光刻、氫離子注入工藝依次在有源區處的源極與漏極之間柵極區域的P型氮化物層形成沿著柵寬方向的M個P型摻雜區，M個P型摻雜區包含N種不同的P型摻雜濃度；沿著柵寬方向M個P型摻雜區的P型摻雜濃度不規則排列；其中，M≥N且M為大于等于3的正整數，N為大于等于3的正整數；氫離子注入工藝的注入離子為氫離子；氫離子注入工藝的注入能量范圍為0.1KeV～100KeV，注入劑量范圍為1×10¹⁰cm^-2～1×10¹⁵cm^-2；

在M個P型摻雜區上形成柵極。