[發(fā)明專(zhuān)利]基于準(zhǔn)增強(qiáng)型氮化鎵器件的反相器及其制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310403315.X
• 申請(qǐng)日: 2023-04-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116564965A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹平予;崔苗;趙胤超;李帆
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西交利物浦大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01L27/088
• 分類(lèi)號(hào): H01L27/088;H01L29/778;H01L29/20;H01L21/8236
• 代理公司: 蘇州謹(jǐn)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32295
• 代理人: 葉棟

1.一種基于準(zhǔn)增強(qiáng)型氮化鎵器件的反相器，其特征在于，包括：

耗盡型的第一負(fù)載晶體管；

耗盡型的第二負(fù)載晶體管，其漏電極與耗盡型的第一負(fù)載晶體管的源電極和柵電極連接；及

若干二極管，所述若干二極管串聯(lián)在所述耗盡型的第二負(fù)載晶體管的源電極與柵電極之間；

其中，所述耗盡型的第一負(fù)載晶體管、耗盡型的第二負(fù)載晶體管均為常開(kāi)型的氮化鎵高電子遷移率晶體管；

所述耗盡型的第二負(fù)載晶體管與若干二極管構(gòu)成常閉型的準(zhǔn)增強(qiáng)型的氮化鎵高電子遷移率晶體管。

2.一種基于準(zhǔn)增強(qiáng)型氮化鎵器件的反相器，其特征在于，包括依次設(shè)置的基層和鈍化層，所述基層依次包括硅襯底、氮化鎵外延層和鋁鎵氮?jiǎng)輭緦樱龌鶎颖桓綦x形成第一器件區(qū)域和第二器件區(qū)域，其中，第一器件區(qū)域上形成耗盡型的第一負(fù)載晶體管的源電極、柵電極和漏電極，第二器件區(qū)域上形成耗盡型的第二負(fù)載晶體管的源電極、柵電極和漏電極，所述源電極、柵電極和漏電極形成在鈍化層內(nèi)，所述鈍化層上形成有金屬連接部，所述金屬連接部電連接耗盡型的第一負(fù)載晶體管的柵電極、源電極和耗盡型的第二負(fù)載晶體管的漏電極；所述第二器件區(qū)域上形成有若干肖特基勢(shì)壘，所述第二器件區(qū)域內(nèi)形成有絕緣部，所述絕緣部將若干肖特基勢(shì)壘所在子區(qū)域相互隔離，所述第二器件區(qū)域上還對(duì)應(yīng)若干肖特基勢(shì)壘形成有歐姆接觸區(qū)，所述耗盡型的第二負(fù)載晶體管的源電極與漏電極通過(guò)歐姆接觸區(qū)和肖特基勢(shì)壘在第二器件區(qū)域內(nèi)構(gòu)成電流通路。

3.如權(quán)利要求2所述的基于準(zhǔn)增強(qiáng)型氮化鎵器件的反相器，其特征在于，所述柵電極與鋁鎵氮?jiǎng)輭緦又g形成氧化鋁結(jié)構(gòu)。

4.一種基于準(zhǔn)增強(qiáng)型氮化鎵器件的反相器的制造方法，其特征在于，包括以下具體步驟：

1)提供硅襯底，在所述硅襯底上依次形成氮化鎵外延層、鋁鎵氮?jiǎng)輭緦樱纬苫鶎樱?/p>

2)在所述鋁鎵氮?jiǎng)輭緦优c氮化鎵外延層中形成隔離部以將該隔離部的兩側(cè)隔離形成第一器件區(qū)域和第二器件區(qū)域，并在所述第二器件區(qū)域?qū)?yīng)的鋁鎵氮?jiǎng)輭緦优c氮化鎵外延層內(nèi)形成若干絕緣部；

3)在所述第一器件區(qū)域?qū)?yīng)的鋁鎵氮?jiǎng)輭緦由瞎饪毯谋M型的第一負(fù)載晶體管的源電極、漏電極區(qū)域窗口，在所述第二器件區(qū)域?qū)?yīng)的鋁鎵氮?jiǎng)輭緦由瞎饪毯谋M型的負(fù)載晶體管的源電極、漏電極、歐姆接觸區(qū)域窗口，并采用電子束蒸發(fā)工藝在第一器件區(qū)域的源電極、漏電極區(qū)域窗口及第二器件區(qū)域的源電極、漏電極、歐姆接觸區(qū)域窗口上沉積金屬，形成耗盡型的第一負(fù)載晶體管的源電極和漏電極、耗盡型的第二負(fù)載晶體管的源電極和漏電極以及歐姆接觸區(qū)；

4)在所述鋁鎵氮?jiǎng)輭緦由仙L(zhǎng)氧化鋁絕緣層；

5)在所述第一器件區(qū)域光刻耗盡型的第一負(fù)載晶體管的柵電極區(qū)域窗口，在所述第二器件區(qū)域光刻耗盡型的第二負(fù)載晶體管的柵電極區(qū)域窗口，并去除所述第一器件區(qū)域、第二器件區(qū)域除柵電極窗口以外區(qū)域的氧化鋁絕緣層；

6)在在所述第一器件區(qū)域光刻耗盡型的第一負(fù)載晶體管的柵電極區(qū)域窗口，在所述第二器件區(qū)域光刻耗盡型的第二負(fù)載晶體管的柵電極區(qū)域窗口及肖特基區(qū)域窗口，并采用電子束蒸發(fā)工藝在第一器件區(qū)域的柵電極區(qū)域窗口以及第二器件區(qū)域的柵電極、肖特基接觸區(qū)域窗口上沉積金屬，形成耗盡型的第一負(fù)載晶體管的柵電極以及耗盡型的第二負(fù)載晶體管的柵電極，并形成肖特基勢(shì)壘；

7)在所述鋁鎵氮?jiǎng)輭緦由仙L(zhǎng)鈍化層；

8)在所述鈍化層上對(duì)應(yīng)耗盡型的第一負(fù)載晶體管的柵電極、源電極、漏電極的位置處以及對(duì)應(yīng)耗盡型的第二負(fù)載晶體管的柵電極、源電極、漏電極的位置處開(kāi)孔；

9)通過(guò)電子束蒸發(fā)工藝在在所述耗盡型的第一負(fù)載晶體管的柵電極、源電極以及耗盡型的第二負(fù)載晶體管的漏電極上沉積金屬形成金屬連接部以使三者電性連接，構(gòu)成所述反相器。

5.如權(quán)利要求4所述的基于準(zhǔn)增強(qiáng)型氮化鎵器件的反相器的制造方法，其特征在于，在步驟3中，沉積的所述金屬為T(mén)i/Al/Ni/Au的組合、Ti/Al/Ni/TiN的組合、Ti/Al/Ni/W的組合中的一種；步驟4中，沉積的金屬為Ni/TiN的組合或Ni/Au的組合。

6.如權(quán)利要求4所述的基于準(zhǔn)增強(qiáng)型氮化鎵器件的反相器的制造方法，其特征在于，在步驟3中，在電子束蒸發(fā)工藝之后，還包括在氮?dú)猸h(huán)境中退火的步驟。