[發明專利]高壓GaN MIS-HEMT器件及其制備方法

在審

• 申請號: 202310045518.6
• 申請日: 2023-01-30
• 公開（公告）號: CN115985949A
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 馮旺;周國;付興中;譚永亮;秦龍;張曉磊;安國雨;劉相伍;劉育青;李雪榮;邵欣欣;張洋陽
• 申請（專利權）人: 北京國聯萬眾半導體科技有限公司
• 主分類號: H01L29/40
• 分類號: H01L29/40;H01L29/06;H01L29/20;H01L29/778;H01L21/335
• 代理公司: 石家莊輕拓知識產權代理事務所(普通合伙) 13128
• 代理人: 黃輝本

本發明公開了一種高壓GaN?MIS?HEMT器件及其制備方法，包括如下步驟：制備無柵場板的GaN?MIS?HEMT器件；在無柵場板的GaN?MIS?HEMT器件上制備第一層柵場板；在具有第一層柵場板的GaN?MIS?HEMT器件表面依次淀積第一鈍化介質層與第二鈍化介質層；在刻蝕預留出的第二層柵場板位置處制備制備第二層柵場板，并在第二層柵場板上制備第三層柵場板；在器件表面淀積第三鈍化介質層；在通過刻蝕預留出來的第四層柵場板對應的第三鈍化介質層上形成第四層柵場板設置位置，在所述第四層柵場板設置位置內制備第四層柵場板，并在所述第四層柵場板的上側形成第五層柵場板。所述方法工藝流程簡潔，并且可提高擊穿電壓以及器件的可靠性。

技術領域

本發明涉及電子器件技術領域，尤其涉及一種高壓GaN?MIS-HEMT器件及其制備方法。

背景技術

GaN由于優異的材料特性以及自發極化與壓電極化效應的作用，制備的MIS-HEMT器件備受高壓大功率領域青睞。但GaN受材料、外延等因素限制，高質量的GaN較難獲得，且材料缺陷以及界面態對器件的電學性能具有一定的影響。為了器件能夠耐受更高的電壓，場板作為常用電場調制技術，較好地應用于GaN?MIS-HEMT器件，其中，柵場板可以調制降低柵漏之間電場，從而有效提高器件擊穿電壓并緩解高電場對陷阱以及界面態的激發，對器件動態特性以及柵漏之間的電流崩塌現象具有改善。因此，柵場板憑借較為簡單的工藝以及引入的良好效果，成為了高壓GaN?MIS-HEMT器件的較好選擇。隨著工藝制備技術的進步以及高壓大功率需求的提升，600V級器件逐漸實現商業化。為了更好的滿足高壓應用需求，實現1500V級耐壓，GaN?MIS-HEMT器件柵漏間距以及柵場板需要進一步調整，而受材料本身以及應用需求的約束，柵漏間距調整空間有限，而柵場板則可進一步優化，達到對電場的有效調制，提升器件的擊穿電壓。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是如何提供一種工藝流程簡潔，可提高擊穿電壓以及器件的可靠性的高壓GaN?MIS-HEMT器件制備方法。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種高壓GaN?MIS-HEMT器件制備方法，其特征在于包括如下步驟：

1)制備無柵場板的GaN?MIS-HEMT器件；

2)在無柵場板的GaN?MIS-HEMT器件上制備第一層柵場板；

3)在具有第一層柵場板的GaN?MIS-HEMT器件表面依次淀積第一鈍化介質層與第二鈍化介質層；

4)刻蝕或者腐蝕第二鈍化介質層并終止于第一鈍化介質層，在相應位置預留出第二層柵場板設置位置與第四層柵場板對準位置；

5)在預留出的第二層柵場板位置處制備制備第二層柵場板，并在第二層柵場板上制備第三層柵場板，且第三層柵場板在上下方向上與所述第一層柵場板

具有部分重疊；

6)在步驟5)后的器件表面淀積第三鈍化介質層；

7)在第四層柵場板對準位置上側的第三鈍化介質層上形成第四層柵場板設置位置，在所述第四層柵場板設置位置內制備第四層柵場板，并在所述第四層柵場板的上側形成第五層柵場板，所述第五柵場板在上下方向上與所述第三柵場板具有部分重疊；

8)通過刻蝕或者腐蝕，將源漏電極上方的介質去掉，完成具有五層柵場板的高壓GaN?MIS-HEMT器件的制備。