[發(fā)明專利]一種凹陷式Fin-MESFET柵結(jié)構(gòu)HEMT及制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211086198.0
• 申請日: 2022-07-11
• 公開（公告）號: CN115274845B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王中健;曹遠迎
• 申請（專利權(quán)）人: 成都功成半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L21/335;H01L29/423;H01L29/45
• 代理公司: 成都華風(fēng)專利事務(wù)所(普通合伙) 51223
• 代理人: 吳桂芝

1.一種凹陷式Fin-MESFET柵結(jié)構(gòu)HEMT，包括沿器件垂直方向由下至上層疊生長的襯底、緩沖層、溝道層、勢壘層、P-GaN層和柵電極，溝道層與勢壘層形成異質(zhì)結(jié)，溝道層兩側(cè)相對生長有源電極和漏電極，源電極、漏電極均為歐姆接觸電極，其特征在于：對P-GaN層進行鰭刻蝕，形成鰭式結(jié)構(gòu)P-GaN層，并在柵電極下方淀積隔離用的絕緣介質(zhì)層，在由柵電極與P-GaN層構(gòu)成的等效肖特基二極管D_SJ兩端并聯(lián)一由柵電極電壓控制的常開型Fin-MESFET，F(xiàn)in-MESFET與HEMT共用一個柵極，且Fin-MESFET一端連接至等效肖特基二極管D_SJ、pin二極管D_pin之間，另一端通過歐姆接觸金屬電極與源電極連接；所述pin二極管D_pin由P-GaN層、勢壘層、溝道層構(gòu)成；

P-GaN層下方的勢壘層有一凹陷區(qū)域；

所述P-GaN層上由下至上分別生長有歐姆接觸金屬電極、介質(zhì)層和柵電極；歐姆接觸金屬電極生長于P-GaN層鰭表面，歐姆接觸金屬電極表面小于P-GaN層鰭表面；介質(zhì)層覆蓋歐姆接觸金屬電極，并完全覆蓋P-GaN層鰭表面；柵電極覆蓋介質(zhì)層以及P-GaN層表面；

P-GaN層下方的勢壘層刻蝕有一凹陷區(qū)域。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種凹陷式Fin-MESFET柵結(jié)構(gòu)HEMT，其特征在于：源電極和柵電極之間的區(qū)域、柵電極和漏電極之間的區(qū)域、以及柵電極、源電極、漏電極表面均淀積有鈍化層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種凹陷式Fin-MESFET柵結(jié)構(gòu)HEMT，其特征在于：鰭式結(jié)構(gòu)的長度為30nm-200nm，高度為60nm-400nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種凹陷式Fin-MESFET柵結(jié)構(gòu)HEMT，其特征在于：所述歐姆接觸金屬電極為由第一導(dǎo)電材料、第二導(dǎo)電材料制備的合金層，第一導(dǎo)電材料為Ti、Al、Ni、Au、Pd中的一種或多種的組合；第二導(dǎo)電材料為Ti、Al、Ni、Au、Pd中的一種或多種的組合。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種凹陷式Fin-MESFET柵結(jié)構(gòu)HEMT，其特征在于：所述介質(zhì)層為SiO₂、SiNx中任意一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的一種凹陷式Fin-MESFET柵結(jié)構(gòu)HEMT的制作方法，其特征在于：包括以下步驟：

在襯底上依次生長緩沖層、溝道層、勢壘層；

刻蝕勢壘層，形成具有凹陷區(qū)域的勢壘層；

在具有凹陷區(qū)域的勢壘層上二次外延生長P-GaN層，且凹陷區(qū)域位于P-GaN層下方；

在P-GaN層表面制作歐姆接觸金屬電極；

對P-GaN層進行鰭刻蝕，形成鰭式結(jié)構(gòu)P-GaN層；

制作柵電極；

去除柵電極區(qū)域外的P-GaN層；

在有凹陷區(qū)域的勢壘層上制作源電極和漏電極。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種凹陷式Fin-MESFET柵結(jié)構(gòu)HEMT的制作方法，其特征在于：所述方法還包括鈍化保護步驟：

在有凹陷區(qū)域的勢壘層上淀積鈍化層，鈍化層覆蓋在源電極和柵電極之間的區(qū)域、柵電極和漏電極之間的區(qū)域、以及柵電極、源電極、漏電極表面。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種凹陷式Fin-MESFET柵結(jié)構(gòu)HEMT的制作方法，其特征在于：所述方法還包括電極引線制作步驟：

制作電極圖形；

去除電極區(qū)域的鈍化層，形成互聯(lián)開孔；

制作電極引線掩模圖形；

對制作好掩模的基片進行引線電極金屬蒸發(fā)，最后在引線電極金屬蒸發(fā)完成后進行剝離，得到完整的引線電極。