[實(shí)用新型]一種高κ/p-GaN異質(zhì)結(jié)MIS-HEMT

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202220867440.7
• 申請(qǐng)日: 2022-04-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN217468440U
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭理;尤天剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州灃芯科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/778
• 分類號(hào): H01L29/778;H01L29/205
• 代理公司: 北京挺立專利事務(wù)所(普通合伙) 11265
• 代理人: 王靜思

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于低溫非金歐姆接觸工藝的高κ/p?GaN異質(zhì)結(jié)MIS?HEMT，其包括自下而上堆疊設(shè)置的襯底、GaN緩沖層、溝道層、AlGaN勢(shì)壘層、p?GaN層；在經(jīng)刻蝕處理的P?GaN層的上表面沉積設(shè)置有第一鈍化層；在源漏區(qū)域的GaN部分刻蝕出的凹槽內(nèi)分別對(duì)稱設(shè)置有源極和漏極歐姆接觸；所述的p?GaN器件邊緣經(jīng)刻蝕設(shè)置有Mesa隔離；所述的Mesa隔離、第一鈍化層及源極和漏極歐姆接觸上沉積設(shè)置有第二鈍化層；在P?GaN層上表面抵觸沉積設(shè)置有高κ介質(zhì)；在高κ介質(zhì)的上表面抵觸沉積設(shè)置有柵極金屬；在刻蝕的源漏區(qū)域的第二鈍化層內(nèi)沉積設(shè)置有厚金屬。可有效降低工藝成本、避免金污染，且可有效降低p?GaN柵極電流，亦可避免高溫過(guò)程對(duì)高κ介質(zhì)的結(jié)晶效應(yīng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型專利涉及寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于低溫非金歐姆接觸工藝的高κ/p-GaN異質(zhì)結(jié)MIS-HEMT。

背景技術(shù)

GaN因具有高臨界擊穿電場(chǎng)、高電子飽和漂移速度、耐高溫、抗輻射等優(yōu)異的物理、化學(xué)性質(zhì)，繼半導(dǎo)體照明應(yīng)用之后日益成為功率、射頻、傳感等領(lǐng)域的研究和應(yīng)用熱點(diǎn)。較大的禁帶寬度使得氮化鎵器件可以在輻射環(huán)境下正常工作而不至于失效；高擊穿電壓保證了器件能夠提供更高的輸出功率；極高的電子飽和漂移速率使得氮化鎵材料器件可以同時(shí)兼顧高頻與高功率。同時(shí)， GaN材料的JFOM品質(zhì)因數(shù)遠(yuǎn)高于其他半導(dǎo)體材料，從理論上講，工作在相同的頻率下，氮化鎵材料可以輸出更大功率；在輸出功率相同的情況下，GaN能夠在更高頻率下工作。

目前GaN器件歐姆接觸金屬多采用Ti/Al/Ni/Au或Ti/Al/Ti/Au等含Au的合金材料，且退火溫度高達(dá)850℃以上，不僅材料成本和熱預(yù)算過(guò)高，且工藝過(guò)程中易造成金污染；而高κ介質(zhì)的質(zhì)量?jī)?yōu)劣及界面穩(wěn)定性對(duì)GaN器件性能亦起到?jīng)Q定性影響；再者，多數(shù)高κ介質(zhì)在800℃以上高溫下易形成多晶結(jié)構(gòu)，晶界處的漏電通道將導(dǎo)致較高的柵極電流并降低柵控能力。因此，低溫且非金歐姆接觸對(duì)GaN器件制造至關(guān)重要。本實(shí)用新型中公開(kāi)了一種基于低溫非金歐姆接觸工藝的高κ/p-GaN異質(zhì)結(jié)MIS-HEMT制造方法，該方法可有效降低工藝成本、避免金污染，且可有效降低p-GaN柵極電流，亦可避免高溫過(guò)程對(duì)高κ介質(zhì)的結(jié)晶效應(yīng)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種可有效降低p-GaN柵極電流，亦可避免高溫過(guò)程對(duì)高κ介質(zhì)的結(jié)晶效應(yīng)的基于低溫非金歐姆接觸工藝的高κ/p-GaN異質(zhì)結(jié)MIS-HEMT。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為：一種基于低溫非金歐姆接觸工藝的高κ/p-GaN異質(zhì)結(jié)MIS-HEMT，所述的高κ/p-GaN異質(zhì)結(jié) MIS-HEMT包括自下而上堆疊設(shè)置的襯底、GaN緩沖層、溝道層、AlGaN勢(shì)壘層、p-GaN層；其特征在于：在經(jīng)刻蝕處理的P-GaN層的上表面沉積設(shè)置有第一鈍化層；在源漏區(qū)域的GaN部分刻蝕出的凹槽內(nèi)分別對(duì)稱設(shè)置有源極和漏極歐姆接觸；

所述的p-GaN器件邊緣經(jīng)刻蝕設(shè)置有Mesa隔離，所述的Mesa隔離的刻蝕深度進(jìn)入溝道層150-300nm；所述的Mesa隔離、第一鈍化層及源極和漏極歐姆接觸上沉積設(shè)置有第二鈍化層；

刻蝕P-GaN上方的第一鈍化層、第二鈍化層至P-GaN層，在P-GaN層上表面抵觸沉積設(shè)置有高κ介質(zhì)；

在高κ介質(zhì)的上表面抵觸沉積設(shè)置有柵極金屬；

在刻蝕的源漏區(qū)域的第二鈍化層內(nèi)沉積設(shè)置有厚金屬，所述的厚金屬分別與所述的源極和漏極歐姆接觸、柵極金屬的上表面相互抵觸。

所述的第一鈍化層的材料包括SiO₂、SiN、AlN、Al₂O₃中的一種或幾種形成的疊層；所述的源極和漏極歐姆接觸金屬包括Ti、Al、Ni、TiN或W。

所述的第二鈍化層，鈍化層材料包括SiO₂、SiN、AlN、Al₂O₃中的一種或幾種形成的疊層。