[發(fā)明專利]一種場效應(yīng)管、其制備方法及電子電路

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110819826.0
• 申請日: 2021-07-20
• 公開（公告）號: CN113725285A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 包琦龍;蔣其夢;唐高飛;王漢星
• 申請（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01L29/40
• 分類號: H01L29/40;H01L29/778;H01L21/335;H05K1/18
• 代理公司: 北京同達信恒知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11291
• 代理人: 周云

本申請公開了一種場效應(yīng)管、其制備方法及電子電路，場效應(yīng)管中包括：包括：溝道層、位于溝道層上方的源極、漏極、柵極結(jié)構(gòu)、覆蓋柵極結(jié)構(gòu)的鈍化層和位于鈍化層上的場板；鈍化層包括覆蓋柵極結(jié)構(gòu)的下介電層和位于下介電層上的一層或者多層上介電層；上介電層位于柵極結(jié)構(gòu)與漏極之間，且上介電層與覆蓋柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁的下介電層之間具有凹槽，凹槽在靠近漏極一側(cè)的側(cè)壁呈臺階結(jié)構(gòu)；下介電層和與其相鄰的上介電層在相鄰面處的材料不相同，任意相鄰兩個上介電層在相鄰面處的材料不相同；場板包括與源極電連接的、且由源極向漏極方向延伸的第一延伸部以及由第一延伸部向溝道層方向延伸的、且填充于鈍化層的凹槽中的第二延伸部。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及到半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種場效應(yīng)管、其制備方法及電子電路。

背景技術(shù)

氮化鎵(GaN)基高電子遷移率場效應(yīng)晶體管(High Electron MobilityTransistor，HEMT)是一種基于氮化物異質(zhì)結(jié)構(gòu)的新型電子器件，氮化物材料特有的極化效應(yīng)使得在異質(zhì)結(jié)界面勢阱中形成高濃度的二維電子氣(2DEG)溝道，通過柵極電壓控制溝道電子實現(xiàn)工作。

GaN場效應(yīng)管主要包括溝道層、源極、漏極和柵極。在使用時，通過柵極電壓控制源極和漏極的導(dǎo)通。但是，由于GaN材料缺乏自支撐襯底，往往需要通過外延生長的方法在Si襯底上制備。然而，由于GaN和Si之間存在較大的晶格失配和熱失配，導(dǎo)致GaN外延材料中存在大量的缺陷，這些缺陷會捕獲電子造成器件工作狀態(tài)下載流子濃度的降低，從而使得器件發(fā)生“電流崩塌”效應(yīng)，即動態(tài)導(dǎo)通電阻的增大，從而降低場效應(yīng)管的耐壓能力。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┝艘环N場效應(yīng)管、其制備方法及電子電路，在提高場效應(yīng)管耐壓能力的基礎(chǔ)上可以保證場效應(yīng)管的制作工藝精度。

第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N場效應(yīng)管，包括：溝道層、位于所述溝道層上方的源極、漏極和柵極結(jié)構(gòu)；所述源極和所述漏極分別位于所述柵極結(jié)構(gòu)的兩側(cè)；所述場效應(yīng)管還包括覆蓋所述柵極結(jié)構(gòu)的鈍化層和位于所述鈍化層上的且與所述源極電連接的場板。

所述鈍化層包括下介電層和一層或者疊層設(shè)置的多層上介電層；所述下介電層覆蓋所述柵極結(jié)構(gòu)，各所述上介電層位于所述下介電層上的、且位于所述柵極結(jié)構(gòu)與所述漏極之間；且所述上介電層與覆蓋所述柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁的所述下介電層之間具有凹槽，且距離所述溝道層越遠的所述上介電層，所述上介電層的面積越小，以使所述凹槽在靠近所述漏極一側(cè)的側(cè)壁呈臺階結(jié)構(gòu)。當(dāng)所述鈍化層中包括一層上介電層時，所述下介電層和與其相鄰的所述上介電層在相鄰面處的材料不相同，這樣在形成凹槽時，當(dāng)所述上介電層刻蝕至所述下介電層的表面時，由于材料不相同，從而可以實現(xiàn)刻蝕自停止，保證工藝精度。當(dāng)所述鈍化層包括多層上介電層時，不僅所述下介電層和與其相鄰的所述上介電層在相鄰面處的材料不相同，且任意相鄰兩個所述上介電層在相鄰面處的材料不相同，這樣在形成凹槽時，當(dāng)每一所述上介電層刻蝕至與其相鄰的介電層時，由于材料不相同，從而可以實現(xiàn)刻蝕自停止，保證工藝精度。

所述場板包括與所述源極電連接的、且由所述源極向所述漏極方向延伸的第一延伸部以及由所述第一延伸部向所述溝道層方向延伸的、且填充于所述鈍化層的所述凹槽中的第二延伸部。由于第二延伸部是由所述第一延伸部向所述溝道層方向延伸、且填充于所述鈍化層的所述凹槽中的，因此所述場板在面向凹槽一側(cè)具有臺階型的表面，從而使所述場板在面向凹槽一側(cè)的表面相對溝道層的表面具有類似傾斜的表面，從而可以均衡柵漏之間的電場尖峰，使柵漏間電場均勻分布，改善動態(tài)導(dǎo)通電阻的增大，提升場效應(yīng)管耐壓能力。并且，均衡柵漏之間的電場尖峰，還可以提升場效應(yīng)管的HTOL可靠性能力。

需要說明的是，本申請對鈍化層中上介電層的層數(shù)不作限定，可以根據(jù)實際需求進行設(shè)置。