[發明專利]氮化鎵基晶體管以及氮化鎵基晶體管的鈍化方法

在審

• 申請號: 202310619783.0
• 申請日: 2023-05-29
• 公開（公告）號: CN116487278A
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 孫海定;張昊宸
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: H01L21/56
• 分類號: H01L21/56;H01L29/778;H01L23/31
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 孫蕾

本公開提供一種氮化鎵基晶體管以及氮化鎵基晶體管的鈍化方法，氮化鎵基晶體管的鈍化方法包括：使用旋涂工藝將稀釋的非晶氟樹脂旋涂在氮化鎵基晶體管的表面，以在氮化鎵基晶體管的表面形成鈍化層；以及通過在依次升高的階梯溫度下在依次遞增的時間內，對形成鈍化層的氮化鎵基晶體管進行烘烤，使非晶氟樹脂固定于氮化鎵基晶體管的表面。

技術領域

本公開涉及鈍化工藝的技術領域，更具體地，涉及一種氮化鎵基晶體管以及氮化鎵基晶體管的鈍化方法。

背景技術

在氮化鎵基高電子遷移率晶體管器件的制備過程中，鈍化工藝是十分重要的一步。由于材料生長、晶格缺陷、環境引入氧化物等問題，AlGaN勢壘層會存在大量表面態、缺陷，進而會導致電流崩塌等現象(輸出電流衰減、閾值電壓漂移、柵極泄露電流變大)，對器件可靠性造成一定困擾。表面鈍化的一個主要作用是用來大幅減少表面態并增加表面的化學穩定性。表面鈍化另一個主要作用是在后續的裝配和封裝工藝中減少表面可能遭受的化學沾污或機械損傷。

常規鈍化工藝，如氮化硅(SiN_x)、二氧化硅(SiO₂)等采用等離子體增強化學氣相沉積法(Plasma?Enhanced?Chemical?Vapor?Deposition，PECVD)的鈍化工藝，在工藝過程中需要保持高溫(300℃-600℃)、高功率輸出，往往會損傷器件表面；此外，此類工藝較為復雜，設備投資大，成本高。

目前，傳統PECVD鈍化工藝存在設備投資大，成本高且對氣體純度要求高，需要維持高溫環境且會產生劇烈噪音、強光輻射、有害氣體、金屬蒸汽粉塵等危害，需要大功率高能反應將反應氣體激活，產生高能活性離子易對器件表面造成損傷等問題。

發明內容

為解決現有技術中的所述以及其他方面的至少一種技術問題，本公開提供一種氮化鎵基晶體管以及氮化鎵基晶體管的鈍化方法，通過使用旋涂工藝將稀釋的非晶氟樹脂旋涂在氮化鎵基晶體管的表面而形成鈍化層，避免對器件表面造成損傷。

本公開的實施例的提供了一種氮化鎵基晶體管的鈍化方法，包括：使用旋涂工藝將稀釋的非晶氟樹脂旋涂在氮化鎵基晶體管的表面，以在上述氮化鎵基晶體管的表面形成鈍化層；以及通過在依次升高的階梯溫度下在依次遞增的時間內，對形成鈍化層的氮化鎵基晶體管進行烘烤，使上述非晶氟樹脂固定于上述氮化鎵基晶體管的表面。

根據本公開的一些實施例，在執行上述旋涂工藝之前執行如下步驟：對上述氮化鎵基晶體管的表面進行清洗；對清洗后的上述氮化鎵基晶體管進行烘烤。

根據本公開的一些實施例，上述對上述氮化鎵基晶體管的表面進行清洗包括：將上述氮化鎵基晶體管的表面在丙酮、異丙酮和水中分別清洗。

根據本公開的一些實施例，在對上述對氮化鎵基晶體管的表面進行清洗之后還包括：使用氨水對清洗后的上述氮化鎵基晶體管進行堿洗再水洗，以去除表面態。

根據本公開的一些實施例，上述稀釋的非晶氟樹脂是通過利用含氟溶劑將上述非晶氟樹脂進行稀釋得到的。

根據本公開的一些實施例，上述非晶氟樹脂與上述含氟溶劑的體積的配比范圍為1:1～1:20。

根據本公開的一些實施例，上述旋涂工藝在常溫條件下將稀釋后的上述非晶氟樹脂旋涂在上述氮化鎵基晶體管的表面。

根據本公開的一些實施例，對形成鈍化層的上述氮化鎵基晶體管在50℃的溫度下烘烤5min之后在80℃的溫度下烘烤30min，再在150℃的溫度下烘烤60min。

本公開的實施例的另一方面提供了一種氮化鎵基晶體管，上述氮化鎵基晶體管包括：勢壘層；帽層，上述帽層設置在上述勢壘層上；源極、漏極和柵極，上述源極、漏極和柵極設置在上述帽層上；其中，上述帽層用于提高氮化鎵基晶體管的肖特基勢壘高度以降低上述柵極的漏電，鈍化層覆蓋在上述帽層和上述源極、漏極和柵極的遠離上述勢壘層的表面上，其中，上述鈍化層根據上述任一所述的氮化鎵基晶體管的鈍化方法制成。