[發明專利]基于柵源漏一體化沉積的氮化鎵器件及其制作方法

在審

• 申請號: 202110982639.4
• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN113809169A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 馬曉華;司澤艷;蘆浩;侯斌;楊凌;魯微;武玫;郝躍
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L21/285;H01L21/335
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

1.一種基于柵源漏一體化沉積的氮化鎵器件，其特征在于，包括：襯底；

位于所述襯底一側的AlN成核層；

位于所述AlN成核層遠離所述襯底一側的GaN緩沖層；

位于所述GaN緩沖層遠離所述襯底一側的AlGaN勢壘層；

位于所述AlGaN勢壘層遠離所述襯底一側的SiN鈍化層、源電極、漏電極和柵電極；其中，

所述AlGaN勢壘層包括遠離所述GaN緩沖層一側的第一表面，所述第一表面包括兩個圖形區，每個所述圖形區包括多個陣列排布的第一開孔，所述源電極與所述漏電極相對設置于所述第一表面的兩側，且沿垂直于襯底所在平面的方向，所述漏電極的正投影與所述源電極的正投影分別覆蓋所述兩個圖形區；

所述SiN鈍化層位于所述源電極和所述漏電極之間，所述SiN鈍化層包括第二開孔，所述第二開孔在垂直于襯底所在平面的方向上貫穿所述SiN鈍化層，所述柵電極位于所述SiN鈍化層遠離襯底的一側，至少部分所述柵電極位于所述第二開孔內。

2.根據權利要求1所述的基于柵源漏一體化沉積的氮化鎵器件，其特征在于，沿源電極指向漏電極的方向，所述圖形區的長度為5～20μm。

3.根據權利要求2所述的基于柵源漏一體化沉積的氮化鎵器件，其特征在于，沿垂直于襯底所在平面的方向，所述第一開孔的正投影為圓形或多邊形。

4.根據權利要求1所述的基于柵源漏一體化沉積的氮化鎵器件，其特征在于，沿垂直于襯底所在平面的方向，所述第一開孔的深度為5～20μm。

5.一種基于柵源漏一體化沉積的氮化鎵器件的制作方法，其特征在于，包括：

提供一外延基片，所述外延基片包括襯底以及預先在所述襯底上依次生長得到的AlN成核層、GaN緩沖層和AlGaN勢壘層；

對所述外延基片進行清洗，并刻蝕外延基片至緩沖層；

利用等離子增強化學氣相沉積工藝PECVD在所述AlGaN勢壘層上淀積SiN薄膜，形成SiN鈍化層；

在所述SiN鈍化層上涂覆光刻膠，光刻形成開孔區域、源電極區域和漏電極區域，并刻蝕掉開孔區域下的SiN鈍化層、源電極區域下的SiN鈍化層和漏電極區域下的SiN鈍化層；

在所述SiN鈍化層上涂覆光刻膠，分別在源電極區域和漏電極區域內進行預設的圖形區光刻后，利用ICP設備進行刻蝕，形成多個陣列排布的第一開孔；

在所述SiN鈍化層上涂覆光刻膠，光刻形成柵電極區域、源電極區域和漏電極區域，并在所述柵電極區域、源電極區域和漏電極區域淀積柵源漏金屬層；

在快速熱退火爐中進行低溫快速熱退火處理，形成歐姆接觸后，制作得到所述氮化鎵器件。

6.根據權利要求5所述的柵源漏一體化沉積的氮化鎵器件的制作方法，其特征在于，采用Sputter磁控濺射或電子束蒸發工藝淀積所述柵源漏金屬層。

7.根據權利要求6所述的基于柵源漏一體化沉積的氮化鎵器件的制作方法，其特征在于，所述柵源漏金屬層包括接觸層/催化層/阻擋層/帽層。

8.根據權利要求7所述的基于柵源漏一體化沉積的氮化鎵器件的制作方法，其特征在于，所述接觸層包括Ti/Ta/Ti_xAl_y/Ta_zAl_y，所述催化層包括Al，所述阻擋層包括Ta/Ti/Ni/Mo，所述帽層包括Au/TiN/TiW/W/TiC/TaN/Pt；其中，x表示Ti的原子比，y表示Al的原子比，z表示Ta的原子比。

9.根據權利要求5所述的基于柵源漏一體化沉積的氮化鎵器件的制作方法，其特征在于，在快速熱退火爐中進行低溫快速熱退火時的退火溫度為300℃～600℃

10.根據權利要求5所述的柵源漏一體化沉積的氮化鎵器件，其特征在于，所述對所述外延基片進行清洗的步驟，包括：

將所述外延基片置入丙酮中，超聲波清洗2min后，放置在60℃水浴加熱的正膠剝離液中煮10min；

將所述外延基片置入丙酮中超聲波清洗3min，并置入乙醇中超聲波清洗3min；

利用去離子水清洗掉所述外延基片表面殘留的丙酮和乙醇，并用HF清洗30s；

利用去離子水將所述外延基片清洗干凈后，用超純氮氣將其吹干。