[發明專利]一種半導體器件及其制備方法

在審

• 申請號: 202110848584.8
• 申請日: 2021-07-27
• 公開（公告）號: CN113594044A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 梁燁;張元雷;劉雯;趙策洲
• 申請（專利權）人: 西交利物浦大學
• 主分類號: H01L21/338
• 分類號: H01L21/338;H01L21/28;H01L29/812;H01L29/06;H01L29/45;H01L29/47
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 蘇舒音

1.一種半導體器件的制備方法，其特征在于，包括：

提供襯底；

在所述襯底一側制備外延層，所述外延層包括遠離所述襯底一側的勢壘層，所述勢壘層包括歐姆接觸區；

采用等離子體轟擊所述歐姆接觸區，以在所述歐姆接觸區形成粗糙表面；所述粗糙表面至少包括第一位置和第二位置，沿第一方向，所述第一位置和所述第二位置的高度不同；所述第一方向與所述襯底所在平面垂直；

在所述歐姆接觸區制備歐姆接觸電極，所述歐姆接觸電極在所述歐姆接觸區與所述勢壘層形成歐姆接觸。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，使用等離子體轟擊所述歐姆接觸區，以在所述歐姆接觸區形成粗糙表面，包括：

采用氫氣等離子體、惰性氣體等離子體、氟基等離子體以及氯基等離子體中的至少一種轟擊所述歐姆接觸區，以在所述歐姆接觸區形成粗糙表面。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，沿所述第一方向，所述第一位置和所述第二位置的高度差h滿足10nm≤h≤30nm。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在所述歐姆接觸區制備歐姆接觸電極，包括：

采用沉積或濺射工藝，在所述歐姆接觸區制備疊層設置的多層歐姆接觸電極。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，多層所述歐姆接觸電極包括依次疊層設置的鈦金屬層、鋁金屬層、鎳金屬層和氮化鈦金屬層；

其中，沿所述第一方向，所述鈦金屬層的厚度d1滿足2nm≤d1≤500nm；

所述鋁金屬層的厚度d2滿足2nm≤d2≤500nm；

所述鎳金屬層的厚度d3滿足2nm≤d3≤500nm；

所述氮化鈦金屬層的厚度d4滿足2nm≤d4≤500nm。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在所述歐姆接觸區制備歐姆接觸電極之后，還包括：

對所述歐姆接觸電極進行高溫熱退火處理。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，采用等離子體轟擊所述歐姆接觸區之前，還包括：

采用電感耦合等離子體刻蝕工藝或者反應離子刻蝕工藝，在所述歐姆接觸區對所述勢壘層進行刻蝕；沿所述第一方向，刻蝕深度小于所述勢壘層的厚度。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述歐姆接觸電極包括源極和漏極；

在所述歐姆接觸區制備歐姆接觸電極之后，還包括：

在所述勢壘層遠離所述襯底的一側制備柵極電介質層；

在所述柵極電介質層遠離所述襯底的一側制備柵極，所述柵極與所述勢壘層形成肖特基接觸。

9.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，采用等離子體轟擊所述歐姆接觸區之前，還包括：

采用電感耦合等離子體刻蝕工藝刻蝕所述外延層，以在所述外延層中形成所述半導體器件的有源區。

10.一種半導體器件，其特征在于，采用權利要求1-9任一項所述的制備方法制備得到；所述半導體器件包括：

襯底；

位于所述襯底一側外延層，所述外延層包括遠離所述襯底一側的勢壘層，所述勢壘層包括歐姆接觸區；所述歐姆接觸區的表面為粗糙表面；所述粗糙表面至少包括第一位置和第二位置，沿第一方向，所述第一位置和所述第二位置的高度不同；所述第一方向與所述襯底所在平面垂直；

位于所述歐姆接觸區的歐姆接觸電極，所述歐姆接觸電極在所述歐姆接觸區與所述勢壘層形成歐姆接觸。