[發明專利]Ⅲ族氮化物增強型HEMT器件及其制造方法

在審

• 申請號: 202110872694.8
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113594036A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 寧殿華;蔣勝;柳永勝;程新
• 申請（專利權）人: 蘇州英嘉通半導體有限公司
• 主分類號: H01L21/335
• 分類號: H01L21/335;H01L21/28;H01L29/778
• 代理公司: 蘇州三英知識產權代理有限公司 32412
• 代理人: 周仁青

1.一種Ⅲ族氮化物增強型HEMT器件的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：

提供襯底；

在襯底上外延生長Ⅲ族氮化物異質結，Ⅲ族氮化物異質結包括溝道層及勢壘層，溝道層中形成有二維電子氣；

刻蝕勢壘層及部分溝道層，形成源極區域和漏極區域；

在源極區域和漏極區域中分別形成源極和漏極；

在勢壘層及源極和漏極上方外延生長第一鈍化層；

刻蝕第一鈍化層，在源極和漏極上方分別形成源極窗口和漏極窗口，在源極窗口和漏極窗口之間形成貫穿第一鈍化層的柵極窗口；

采用電感耦合等離子體系統對柵極窗口下方的Ⅲ族氮化物異質結進行氧化工藝，形成絕緣介質層；

在柵極窗口中形成柵極。

2.根據權利要求1所述的Ⅲ族氮化物增強型HEMT器件的制造方法，其特征在于，所述柵極窗口下方的部分勢壘層被氧化形成絕緣介質層，絕緣介質層的下表面位于溝道層和勢壘層的界面上方，絕緣介質層下方勢壘層的厚度小于或等于10nm；或，

所述柵極窗口下方的全部勢壘層被氧化形成絕緣介質層，絕緣介質層的下表面位于溝道層和勢壘層的界面處；或，

所述柵極窗口下方的全部勢壘層及部分溝道層被氧化形成絕緣介質層，絕緣介質層的下表面位于溝道層和勢壘層的界面下方。

3.根據權利要求1或2所述的Ⅲ族氮化物增強型HEMT器件的制造方法，其特征在于，所述氧化工藝中，氧化氣體包括氧氣和/或一氧化二氮，氣體流量為10～80sccm，腔體壓力為8～20mTorr，射頻功率范圍為5～100W，電感耦合等離子體功率為100～300W。

4.根據權利要求1或2所述的Ⅲ族氮化物增強型HEMT器件的制造方法，其特征在于，所述制造方法還包括：

采用堿性溶液和酸性溶液去除部分絕緣介質層，堿性溶液包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水、四甲基氫氧化銨溶液中的一種或多種，酸性溶液包括鹽酸溶液。

5.根據權利要求1所述的Ⅲ族氮化物增強型HEMT器件的制造方法，其特征在于，所述制造方法中，“在勢壘層及源極和漏極上方外延生長第一鈍化層”步驟前或步驟后還包括：

采用離子注入工藝或刻蝕工藝，對源極和/或漏極旁側的Ⅲ族氮化物異質結中進行無源區隔離，形成隔離區；

其中，離子注入工藝中的離子為O離子或F離子，刻蝕工藝中的刻蝕氣體為BCl₃或Cl₂。

6.根據權利要求1所述的Ⅲ族氮化物增強型HEMT器件的制造方法，其特征在于，所述制造方法中，“刻蝕勢壘層及部分溝道層，形成源極區域和漏極區域”具體為：

對勢壘層及部分溝道層進行歐姆刻蝕，形成源極區域和漏極區域，歐姆刻蝕的深度為溝道層和勢壘層的界面處下方0～30nm；或，

“刻蝕勢壘層及部分溝道層，形成源極區域和漏極區域”具體為：

對部分勢壘層進行預刻蝕，預刻蝕的深度為0～10nm；

對其余勢壘層及部分溝道層進行歐姆刻蝕，形成源極區域和漏極區域，歐姆刻蝕的深度為溝道層和勢壘層的界面處下方0～30nm。

7.根據權利要求1所述的Ⅲ族氮化物增強型HEMT器件的制造方法，其特征在于，所述制造方法中，“刻蝕第一鈍化層”具體為：

采用干法刻蝕工藝和/或濕法刻蝕工藝刻蝕第一鈍化層；

其中，干法刻蝕工藝采用等離子進行刻蝕，濕法刻蝕工藝采用酸性溶液或堿性溶液進行刻蝕。