[发明专利]增强型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，尤其涉及一种增强型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。是国际上广泛关注的新型宽禁带化合物半导体材料。而氮化镓晶体管由于铝镓氮/氮化镓异质结处形成高浓度、高迁移率的二维电子气，同时异质结对二维电子气具有良好的调节作用，使其在大功率和高速电子设备等方面有广泛的应用。

对于增强型氮化镓晶体管的制造，刻蚀技术是采用氯基反应离子刻蚀的干刻技术或者是电感耦合等离子体刻蚀技术，然而，这些方法对刻蚀后的沟道表面会造成很严重的损伤，对阈值电压、击穿电压方面有很大影响，使器件的耐压性能降低。

发明内容

本发明实施例提供一种增强型氮化镓晶体管的制造方法，通过湿法刻蚀栅极接触孔，降低了刻蚀对沟道表面的损伤，有利于实现更高的阈值电压和击穿电压，提高了晶体管器件的耐压性能。

本发明实施例提供一种增强型氮化镓晶体管的制造方法，包括：

在氮化镓外延基底的表面上依次生长氮化硅钝化层和PETEOS氧化层，其中，所述氮化镓外延基底包括由下而上依次设置的硅衬底层、氮化镓缓冲 层和氮化镓铝势垒层；

制造所述晶体管的第一欧姆接触电极和第二欧姆接触电极；

对制造所述第一欧姆接触电极和所述第二欧姆接触电极后的晶体管进行退火处理；

对所述第一欧姆接触电极和所述第二欧姆接触电极之间的预设区域内的氮化硅钝化层和PETEOS氧化层进行干法刻蚀处理，形成开孔；

通过所述开孔，对所述氮化镓铝势垒层进行湿法刻蚀，形成栅极接触孔；

在所述栅极接触孔内以及晶体管表面上，沉积栅极金属层；

对所述栅极金属层进行光刻，刻蚀，形成栅极。

其中，所述退火处理的温度为840摄氏度，所述退火处理的时间为30秒，所述退火处理在氮气氛围中。

具体地，所述制造所述晶体管的第一欧姆接触电极和第二欧姆接触电极，包括：

干法刻蚀左右两侧部分区域的氮化硅钝化层和PETEOS氧化层，分别形成第一欧姆接触孔和第二欧姆接触孔；

在所述第一欧姆接触孔内、所述第二欧姆接触孔内以及晶体管表面上，沉积欧姆电极金属层；

对所述欧姆电极金属层进行光刻，刻蚀，形成所述第一欧姆接触电极和所述第二欧姆接触电极。

进一步地，所述在所述第一欧姆接触孔内、所述第二欧姆接触孔内以及晶体管表面上，沉积欧姆电极金属层之前，还包括：

依次采用DHF溶液，SC1溶液和SC2溶液对所述第一欧姆接触孔和第二欧姆接触孔进行清洗处理。

具体地，所述在所述第一欧姆接触孔内、所述第二欧姆接触孔内以及晶体管表面上，沉积欧姆电极金属层，包括：

采用磁控溅射镀膜工艺，在所述第一欧姆接触孔内、所述第二欧姆接触孔内以及晶体管表面上，依次沉积钛层、铝层、钛层、氮化钛层，形成所述欧姆电极金属层。

其中，所述钛层、铝层、钛层、氮化钛层的厚度分别是：

具体地，所述通过所述开孔，对所述氮化镓铝势垒层进行湿法刻蚀，形成栅极接触孔，包括：

通过所述开孔，采用过氧化氢和氢氧化钾的混合溶液对所述氮化镓铝势垒层进行湿法刻蚀，形成所述栅极接触孔。

具体地，所述在所述栅极接触孔内以及晶体管表面上，沉积栅极金属层，包括：

采用磁控溅射镀膜工艺，在所述栅极接触孔内以及所述栅极接触孔周围预设区域的PETEOS氧化层表面上，依次沉积镍层和金层，形成所述栅极金属层。

进一步地，所述在所述栅极接触孔内以及晶体管表面上，沉积栅极金属层之前，还包括：

采用盐酸溶液，对所述栅极接触孔进行清洗。