[发明专利]氮化镓晶体管的制造方法

说明书

技术领域

本发明实施例涉及半导体器件制造技术领域，尤其涉及一种氮化镓晶体管的制造方法。

背景技术

随着高效完备的功率转换电路及系统需求的日益增加，具有低功耗和高速特性的功率器件吸引了越来越多的关注。由于氮化镓具有较宽的禁带宽度，高电子饱和漂移速率，较高的击穿场强，良好的热稳定性，耐腐蚀和抗辐射性能，所以氮化镓是国际上广泛关注的新型宽禁带化合物半导体材料，其在高压、高频、高温、大功率和抗辐照环境条件下具有较强的优势。凭借其优良的材料特性，氮化镓晶体管被广泛使用。

但由于氮化镓晶体管的制造过程中，衬底和氮化镓缓冲层之间的材料不匹配，造成器件工作时电流从衬底中流过，造成衬底漏电，在衬底漏电时，使衬底和管脚之间形成很大的寄生电阻和寄生电容，进而造成器件的功耗增大。

发明内容

本发明实施例提供一种氮化镓晶体管的制造方法，抑制了衬底漏电，减少了寄生电阻和寄生电容，从而减小了器件的功耗。

本发明实施例提供一种氮化镓晶体管的制造方法，包括：

在硅衬底上依次生长氮化铝层、氮化镓缓冲层、铝镓氮势垒层及氮化镓帽层；

在所述氮化镓帽层上依次沉积氮化硅钝化层及氧化层；

制造所述氮化镓晶体管的源极和漏极；

制造所述氮化镓晶体管的栅极。

进一步地，如上所述的方法，所述在硅衬底上依次生长氮化铝层、氮化镓缓冲层、铝镓氮势垒层及氮化镓帽层具体为：

采用外延生长的工艺在硅衬底上依次生长氮化铝层、氮化镓缓冲层、铝镓氮势垒层及氮化镓帽层。

进一步地，如上所述的方法，所述在所述氮化镓帽层上依次沉积氮化硅钝化层及氧化层具体为：

采用化学气相沉积的工艺在所述氮化镓帽层上依次沉积氮化硅钝化层及氧化层。

进一步地，如上所述的方法，所述制造所述氮化镓晶体管的源极和漏极具体包括：

刻蚀左右两侧部分区域的氧化层，分别形成第一氧化层开孔和第二氧化层开孔，在所述第一氧化层开孔和所述第二氧化层开孔内分别刻蚀所述氮化硅钝化层和所述氮化镓帽层，形成源极接触孔及漏极接触孔；

在所述源极接触孔内、所述漏极接触孔内、所述源极接触孔上方、所述漏极接触孔上方及所述氧化层上方沉积源漏极金属层；

采用电子束工艺蒸发所述源漏极金属层中的金属；

对所述氧化层上方的源漏极金属层进行光刻，刻蚀，形成源极及漏极。

进一步地，如上所述的方法，所述制造所述氮化镓晶体管的栅极具体包括：

刻蚀中间部分区域的氧化层，形成第三氧化层开孔，在所述第三氧化层开孔内刻蚀所述氮化硅钝化层，形成栅极接触孔；

在所述栅极接触孔内、所述栅极接触孔上方、所述源极及所述漏极之间的氧化层上方沉积栅极金属层；

采用电子束工艺蒸发所述栅极金属层中的金属；

对所述氧化层上方的栅极金属层进行光刻，刻蚀，形成栅极。

进一步地，如上所述的方法，所述氧化层为PETEOS氧化层。

进一步地，如上所述的方法，所述在所述源极接触孔内、所述漏极接触孔内、所述源极接触孔上方、所述漏极接触孔上方及所述氧化层上方沉积源漏极金属层具体为：

在所述源极接触孔内、所述漏极接触孔内、所述源极接触孔上方、所述 漏极接触孔上方及所述氧化层上方采用磁控溅射镀膜工艺依次沉积钛层，铝层，钛层及氮化钛层，以形成源漏极金属层。

进一步地，如上所述的方法，所述在所述栅极接触孔内、所述栅极接触孔上方、所述源极及所述漏极之间的氧化层上方沉积栅极金属层具体为：

在所述栅极接触孔内、所述栅极接触孔上方、所述源极及所述漏极之间的氧化层上方采用磁控溅射镀膜工艺依次沉积氮化钛层，钛层，铝层，钛层及氮化钛层，以形成栅极金属层。

本发明实施例提供一种氮化镓晶体管的制造方法，通过在硅衬底上依次生长氮化铝层、氮化镓缓冲层、铝镓氮势垒层及氮化镓帽层；在氮化镓帽层上依次沉积氮化硅钝化层及氧化层；制造氮化镓晶体管的源极和漏极；制造氮化镓晶体管的栅极，抑制了衬底漏电，减少了寄生电阻和寄生电容，从而减小了器件的功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。