[发明专利]一种高电子迁移率晶体管器件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体芯片制造工艺技术领域，尤其是涉及一种高电子迁移率晶体管器件及其制备方法。

背景技术

随着高效完备的功率转换电路和系统需求的日益增加，具有低功耗和高速特性的功率器件最近吸引了很多关注。GaN是第三代宽禁带半导体材料，由于其具有大禁带宽度(3.4eV)、高电子饱和速率(2e7cm/s)、高击穿电场(1e10--3e10V/cm)，较高热导率，耐腐蚀和抗辐射性能，在高压、高频、高温、大功率和抗辐照环境条件下具有较强的优势，被认为是研究短波光电子器件和高压高频率大功率器件的最佳材料。GaN基AlGaN/GaN高迁移率晶体管是功率器件中的研究热点，这是因为AlGaN/GaN抑制结处形成高浓度、高迁移率的二维电子气(2DEG),同时异质结对2DEG具有良好的调节作用。

由于AlGaN/GaN HEMTs器件的导通沟道是一层横向的二维电子气，且靠近器件表面，因此器件表面的特性对器件漏电有极大的影响，进而影响到器件的击穿电压。

发明内容

基于上述问题，本发明提供一种高电子迁移率晶体管器件及其制备方法，通过在器件最外层添加一层绝缘层，降低了传统器件表面的粗糙程度，减少了器件表面吸附的杂质和静电，从而降低了器件表面漏电，增大了器件的耐压性。

根据本发明的一个方面，提供一种高电子迁移率晶体管器件，其特征在于，包括：衬底、依次设置在所述衬底上的外延层、第一绝缘层、第二绝缘层，栅极、源极和漏极，与所述栅极、源极、漏极电连 接的栅极引脚、源极引脚和漏极引脚、以及设置在所述第二绝缘层上部，位于所述栅极引脚、源极引脚和漏极引脚之间的间隔的第三绝缘层；

其中，所述第三绝缘层由高分子有机材料制成。

其中，所述外延层包括杂依次设置的P掺杂的GaN、未掺杂的GaN和未掺杂的AlGaN。

其中，所述第一绝缘层的材质为与第二绝缘层的材料为SiO₂。

其中，所述栅极通过贯穿所述第一绝缘层的第一过孔与所述外延层连接，并且所述栅极的底部位于所述外延层内部，所述栅极引脚在所述栅极对应的位置通过贯穿所述第二绝缘层的第四过孔与所述栅极电连接。

其中，所述源极通过贯穿所述第一绝缘层第二过孔与所述外延层接触，所述源极引脚在所述源极对应的位置通过贯穿所述第二绝缘层的第五过孔与所述源极电连接。

其中，所述漏极通过贯穿所述第一绝缘层第三过孔与所述外延层接触，所述漏极引脚在所述漏极对应的位置通过贯穿所述第二绝缘层的第六过孔与所述漏极电连接。

根据本发明的另一个方面，提供一种上述高电子迁移率晶体管器件的制备方法，其特征在于，包括：

在衬底基板上生长外延层；

在所述外延层上沉积第一绝缘层；

分别形成栅极、源极和漏极，所述栅极通过第一过孔与所述外延层连接，并且所述栅极底部延伸到所述外延层的内部，所述源极通过第二过孔与所述外延层接触，所述漏极通过第三过孔与所述外延层接触；

沉积第二绝缘层；

在所述第二绝缘层上对应于所述栅极的位置刻蚀第四过孔，并在 所述第四过孔中形成与所述栅极电连接的栅极引脚、在所述第二绝缘层上对应于所述源极的位置刻蚀第五过孔，并在所述第五过孔中形成与所述源极电连接的源极引脚、在所述第二绝缘层上对应于所述漏极的位置刻蚀第六过孔，并在所述第六过孔中形成与所述漏极电连接的漏极引脚；

沉积第三绝缘层；

刻蚀所述第三绝缘层，分别露出所述栅极引脚、源极引脚和漏极引脚的上表面。

其中，分别形成栅极、源极和漏极之前，所述方法还包括：

形成贯穿所述第一绝缘层的第一、第二和第三过孔；

其中，所述第一过孔的底部嵌入到所述外延层中。

其中，所述外延层包括依次设置的P掺杂的GaN、未掺杂的GaN和未掺杂的AlGaN。

其中，所述第一绝缘层与第二绝缘层的材质为SiO₂；所述第三绝缘层的材质为高分子有机材料。

本发明的高电子迁移率晶体管器件及其制备方法，在制备完电极引脚后在器件最外层添加一层绝缘层，可以隔离空气中杂质静电，并降低了传统器件表面的粗糙程度，减少了器件表面吸附的杂质和静电，减少了杂质降低了器件表面漏电，增大了器件的耐压性。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：