[发明专利]一种提高GaN HEMT栅槽刻蚀可重复性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，尤其涉及一种提高GaN HEMT栅槽刻蚀可重复性的方法。 

背景技术

GaN HEMT作为宽禁带化合物半导体材料器件，具有输出功率高、耐高温的特点，具有广泛的应用前景。栅槽刻蚀技术，作为提高GaN HEMT器件跨导，提升功率输出的一种有效手段，已被广泛应用于GaN HEMT器件生产工艺流程中。但由于需要刻蚀掉的GaN帽层很薄，同时二维电子气也很容易被刻蚀所破坏，这就要求栅槽刻蚀具有浅距离、低损伤的特点，同时还要求很好的均匀性和可重复性。 

GaN HEMT器件栅槽刻蚀过程对刻蚀条件十分敏感，GaN外延片的厚度会影响到外延片与ICP腔体上极板之间的距离，进而影响栅槽刻蚀速率。因此同一GaN外延片上不同区域厚度的变化会造成栅槽刻蚀深度的不均匀，而不同批次的GaN外延片的厚度变化会造成栅槽刻蚀的不重复。这就需要在刻蚀过程中尽量降低GaN外延片厚度对栅槽刻蚀速率的影响。 

由于随着栅槽刻蚀深度的增加，GaN HEMT器件的源漏电流会下降。通常为检测栅槽刻蚀深度，需要进行低速刻蚀，并在刻蚀过程中不时中断，从腔体中取出GaN外延片，对GaN HEMT器件的源漏电流下降程度进行测量。但GaN HEMT器件的源漏电流下降也可能是由刻蚀对沟道层的损伤所引起，因此需要在栅槽刻蚀过程中尽量降低刻蚀损伤。 

发明内容

(一)要解决的技术问题 

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种提高GaN HEMT栅槽刻蚀可重复性的方法，以达到提高刻蚀可重复性，同时降低刻蚀损伤的目的。 

(二)技术方案 

为达到上述目的，本发明提供了一种提高GaN HEMT栅槽刻蚀可重复性的方法，该方法包括： 

增大ICP托盘内径尺寸； 

提高ICP托盘高度；以及 

将待刻蚀的GaN外延片粘附于载片之上再进行栅槽刻蚀。 

上述方案中，所述ICP托盘选用石英或蓝宝石材质制作而成。 

上述方案中，所述增大ICP托盘内径尺寸，是将ICP托盘内径由2时增大至4时，以降低刻蚀气体等离子体分布体积。 

上述方案中，所述提高ICP托盘高度，是将ICP托盘的高度由0.35时提高至400μm，以缩短刻蚀气体等离子体加速距离，同时消除GaN外延片厚度对刻蚀的影响。 

上述方案中，所述将待刻蚀的GaN外延片粘附于载片之上，是通过在GaN外延片下粘附载片，防止等离子体湮没，同时缩短刻蚀气体等离子体加速距离。 

上述方案中，所述载片选用Si、SiO₂或石英制作而成。 

(三)有益效果 

本发明提供的这种提高GaN HEMT栅槽刻蚀可重复性的方法，通过增大ICP等离子体刻蚀机反应腔体内的等离子体分布体积，降低等离子体密度，缩短等离子体加速距离，达到了提高刻蚀可重复性，同时降低刻蚀损伤的目的，并且消除了GaN外延片厚度对栅槽刻蚀的影响，降低了GaNHEMT栅槽刻蚀过程中的等离子体轰击损伤，提高了器件直流和高频特性。 

附图说明

图1是本发明提供的提高GaN HEMT栅槽刻蚀可重复性的方法流程图； 

图2是现有技术中对GaN HEMT栅槽进行刻蚀的示意图； 

图3是利用本发明对GaN HEMT栅槽进行刻蚀的示意图； 

图4是采用传统ICP托盘刻蚀前后GaN HEMT器件源漏电流对比图； 

图5是采用新型ICP托盘刻蚀前后GaN HEMT器件源漏电流对比图。 

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。 

本发明针对传统GaN HEMT栅槽刻蚀过程中出现的刻蚀损伤和不均匀不重复状况，采用一种新型的ICP托盘，达到降低刻蚀损伤，提高刻蚀均匀性重复性的目的。 

如图1所示，图1是本发明提供的提高GaN HEMT栅槽刻蚀可重复性的方法流程图，该方法包括： 

步骤1：增大ICP托盘内径尺寸； 

步骤2：提高ICP托盘高度； 

步骤3：将待刻蚀的GaN外延片粘附于载片之上再进行栅槽刻蚀。