[發明專利]基于蓋帽層和背勢壘層的雙異質結HEMT器件及其制備方法

在審

• 申請號: 202111007261.2
• 申請日: 2021-08-30
• 公開（公告）號: CN113823684A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 李鑫
• 申請（專利權）人: 瑤芯微電子科技（上海）有限公司
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L21/34
• 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

本發明公開了一種基于蓋帽層和背勢壘層的雙異質結HEMT器件及其制備方法，包括：在第一襯底上進行離子注入，形成第二襯底；在第二襯底上形成鍵合中間層，并將β?Ga₂O₃轉印到鍵合中間層上，形成異質結襯底；在異質結襯底的上表面生長緩沖層；在緩沖層的上表面形成背勢壘層；在背勢壘層的上表面依次生長次勢壘層、第一摻雜層、第一異質結層、量子阱層、第二異質結層、第二摻雜層以及主勢壘層；在主勢壘層的上表面兩側進行離子注入，形成源極歐姆接觸區以及漏極歐姆接觸區；形成源極、漏極；在主勢壘層的兩側生長蓋帽層；在蓋帽層以及主勢壘層的上表面生長氧化層，并在氧化層的上表面生長介質層；在介質層上形成柵極；在介質層的上表面生長鈍化層。

技術領域

本發明屬于半導體技術領域，具體涉及一種基于蓋帽層和背勢壘層的雙異質結HEMT器件及其制備方法。

背景技術

β-Ga₂O₃作為新一代的半導體材料，由于β-Ga₂O₃的超禁帶寬度、理論擊穿電場強度均高于SiC和GaN，且在耐高溫、耐高壓以及抗輻照能力等方面均優于SiC和GaN，因此，β-Ga₂O₃被認為適用于制備下一代功率器件，例如二極管和場效應晶體管等。

然而，在應用于高功率或高頻時，β-Ga₂O₃襯底存在電子傳輸速率不足、熱導率偏低等問題，導致自熱效應嚴重，極大影響了高電子遷移率晶體管(High Electron MobilityTransistor，HEMT)器件性能。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種基于蓋帽層和背勢壘層的雙異質結HEMT器件及其制備方法。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

本發明第一實施例提供了一種基于蓋帽層和背勢壘層的雙異質結HEMT器件的制備方法，包括：

提供第一襯底，并在所述第一襯底的上表面進行離子注入，形成第二襯底；

在所述第二襯底的上表面形成鍵合中間層，并將β-Ga₂O₃轉印到所述鍵合中間層的上表面，對β-Ga₂O₃層進行減薄，形成異質結襯底；

在所述異質結襯底的上表面生長一層β-Ga₂O₃，作為緩沖層；

在所述緩沖層的上表面形成背勢壘層；

在所述背勢壘層的上表面依次生長次勢壘層、第一摻雜層、第一異質結層、量子阱層、第二異質結層、第二摻雜層以及主勢壘層；

在所述主勢壘層的上表面兩側進行離子注入，形成源極歐姆接觸區以及漏極歐姆接觸區；所述源極歐姆接觸區以及所述漏極歐姆接觸區延伸至所述緩沖層；

在所述源極歐姆接觸區上形成源極，在所述漏極歐姆接觸區上形成漏極；

在所述主勢壘層的上表面兩側生長蓋帽層；

在所述蓋帽層以及所述主勢壘層的上表面生長氧化層，并在所述氧化層的上表面生長介質層；

在所述介質層上形成柵極，并用與所述介質層材料相同的材料覆蓋所述柵極；

在所述介質層的上表面生長鈍化層，并刻蝕所述介質層以及所述鈍化層的兩側，以露出所述源極以及所述漏極的至少一部分上表面。