[发明专利]氮化镓高电子迁移率晶体管的制作方法

说明书

技术领域

本发明实施例涉及半导体领域，尤其涉及一种氮化镓高电子迁移率晶体管的制作方法。

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。氮化镓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。

目前，氮化铝镓/氮化镓高电子迁移率晶体管(AlGaN/GaN High Electron Mobility Transistor，简称AlGaN/GaN HEMT)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。

目前造成氮化镓高电子迁移率晶体管失效的原因之一是逆压电效应，但是现有技术中没有能够有效解决逆压电效应的方法。

发明内容

本发明实施例提供一种氮化镓高电子迁移率晶体管的制作方法，以减小GaN HFET的导通电阻。

本发明实施例的一个方面是提供一种氮化镓高电子迁移率晶体管的制作方法，包括：

在硅衬底的表面上依次生长氮化镓GaN介质层、氮化铝镓AlGaN介质层和氧化铪HfO2介质层；

对所述HfO2介质层的第一区域和第二区域进行刻蚀，以露出所述第一 区域和所述第二区域分别对应的AlGaN介质层上表面；

在露出的所述AlGaN介质层和剩余的所述HfO2介质层上表面沉积第一金属层；

对所述第一金属层进行光刻、刻蚀，以露出所述HfO2介质层并形成欧姆接触电极；

沿着露出的所述HfO2介质层的表面的预定区域向下进行干法刻蚀，直到刻蚀掉部分的所述AlGaN介质层，被刻蚀掉的所述HfO2介质层和部分所述AlGaN介质层形成栅极接触孔；

在所述栅极接触孔的表面、剩余的所述HfO2介质层和所述欧姆接触电极上表面生长第二金属层，并对所述第二金属层进行光刻、刻蚀形成栅极，以完成GaN HFET的制作。

本发明实施例提供的氮化镓高电子迁移率晶体管的制作方法，在氮化铝镓AlGaN介质层上表面铺设氧化铪HfO2介质层，利用AlGaN介质层和HfO2介质层介电常数的差距，有效地从半导体表面传输或提取电通量，缓解器件失效，从而减小了逆压电效应。

附图说明

图1为本发明实施例提供的氮化镓高电子迁移率晶体管的制作方法流程图；

图2为执行本发明实施例制作过程中GaN HFET的剖面示意图；

图3为执行本发明实施例制作过程中GaN HFET的剖面示意图；

图4为执行本发明实施例制作过程中GaN HFET的剖面示意图；

图5为执行本发明实施例制作过程中GaN HFET的剖面示意图；

图6为执行本发明实施例制作过程中GaN HFET的剖面示意图；

图7为执行本发明实施例制作过程中GaN HFET的剖面示意图。

具体实施方式

图1为本发明实施例提供的氮化镓高电子迁移率晶体管的制作方法流程图。为了对本实施例中的方法进行清楚系统的描述，图2-图7为执行本发明实施例方法过程中氮化镓高电子迁移率晶体管GaN HFET的剖面示意图，如 图1所示，所述方法包括：

步骤S101、在硅衬底的表面上依次生长氮化镓GaN介质层、氮化铝镓AlGaN介质层和氧化铪HfO2介质层；

如图2所示，在硅衬底的表面上依次生长氮化镓GaN介质层、氮化铝镓AlGaN介质层和氧化铪HfO2介质层，执行步骤S101后的GaN HFET的剖面示意图如图2所示，其中，硅衬底用20表示，GaN介质层用21表示，AlGaN介质层用22表示，HfO2介质层用23表示。

步骤S102、对所述HfO2介质层的第一区域和第二区域进行刻蚀，以露出所述第一区域和所述第二区域分别对应的AlGaN介质层上表面；

在图2的基础上，对HfO2介质层的第一区域和第二区域进行干法刻蚀，即通过干法刻蚀刻蚀掉第一区域和第二区域中的HfO2介质层，且刻蚀掉第一区域中的HfO2介质层后形成源端接触孔，刻蚀掉第二区域中的HfO2介质层后形成漏端接触孔。