[发明专利]氮化镓晶体管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种氮化镓晶体管及其制造方法。

背景技术

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、高电子饱和速率、高击穿电场、较高热导率、耐腐蚀和抗辐射的性能，其应用在高压、高频、高温、大功率和抗辐照环境条件下具有较强的优势，被认为是短波光电子器件和高压高频率大功率器件的最佳材料。因此，氮化镓晶体管已经成为功率器件中的研究热点。

但是，现有技术中的氮化镓晶体管都是常开型的，为了满足实际应用需求，使氮化镓晶体管与传统的大功率晶体管兼容，研制常关型氮化镓晶体管是非常必要的。

发明内容

本发明提供一种氮化镓晶体管及其制造方法，用以制造常关型氮化镓晶体管，弥补现有技术的不足。

本发明提供一种氮化镓晶体管制造方法，包括：

在势垒层表面上方形成P型掺杂的氮化镓铝层，其中，所述P型掺杂的氮化镓铝层的宽度小于所述势垒层的宽度；

在所述P型掺杂的氮化镓铝层的两侧、所述势垒层的表面上方，沉积保护层；

在所述P型掺杂的氮化镓铝层两侧的保护层中，分别开设接触孔；

在所述P型掺杂的氮化镓铝层两侧的所述接触孔中分别形成源极和漏极；

在所述P型掺杂的氮化镓铝层上方形成栅极。

如上所述的方法，在所述P型掺杂的氮化镓铝层的两侧、所述势垒层的表面上方，沉积保护层，包括：

在所述P型掺杂的氮化镓铝层的两侧、所述势垒层的表面上方，沉积一层氮化硅钝化层，所述氮化硅钝化层的高度小于所述P型掺杂的氮化镓铝层的高度；

在所述P型掺杂的氮化镓铝层的两侧、所述氮化硅钝化层的表面上方，沉积一层PETEOS氧化层；

其中，所述氮化硅钝化层和所述PETEOS氧化层形成所述保护层。

如上所述的方法，在势垒层表面形成P型掺杂的氮化镓铝层之前，还包括：

在硅衬底上形成未掺杂的氮化镓层；

在所述未掺杂的氮化镓层上形成未掺杂的氮化镓铝层作为所述势垒层。

如上所述的方法，在所述P型掺杂的氮化镓铝层两侧的所述接触孔中分别形成源极和漏极，包括：

对所述接触孔进行金属沉积前的表面处理；

采用磁控溅射镀膜工艺，在所述P型掺杂的氮化镓铝层上方、所述保护层以及所述接触孔中沉积欧姆电极金属层；

采用光刻工艺对所述欧姆电极金属层进行刻蚀，形成源极和漏极。

如上所述的方法，采用磁控溅射镀膜工艺，在所述P型掺杂的氮化镓铝层上方、所述保护层以及所述接触孔中沉积欧姆电极金属层，包括：

采用磁控溅射镀膜工艺，在所述P型掺杂的氮化镓铝层上方、所述保护层以及所述接触孔中沉积第一金属钛层，所述第一金属钛层的厚度为200埃；

在所述第一金属钛层上沉积金属铝层，所述金属铝层的厚度为1200埃；

在所述金属铝层上沉积第二金属钛层，所述第二金属钛层的厚度为200埃；

在所述第二金属钛层上沉积氮化钛层，所述氮化钛层的厚度为200埃；

其中，所述第一金属钛层、所述金属铝层、所述第二金属钛层以及所 述氮化钛层形成所述欧姆电极金属层。

如上所述的方法，在采用磁控溅射镀膜工艺，在所述P型掺杂的氮化镓铝层上方、所述保护层以及所述接触孔中沉积欧姆电极金属层之后，还包括：

在氮气的条件下，采用840℃的退火温度进行30s的退火工艺。

如上所述的方法，在所述P型掺杂的氮化镓铝层上方形成栅极，包括：

采用磁控溅射镀膜工艺，在P型掺杂的氮化镓铝层的表面上淀积栅极金属层；

在所述栅极金属层的部分区域上涂抹光刻胶；

在光刻胶的阻挡下对所述栅极金属层进行刻蚀，并在刻蚀完成后去除光刻胶，形成栅极；

其中，所述栅极的宽度小于所述P型掺杂的氮化镓铝层的宽度。

本发明还提供一种氮化镓晶体管，包括：势垒层、位于所述势垒层上方的P型掺杂的氮化镓铝层以及设置在所述势垒层上方、所述P型掺杂的氮化镓铝层两层的保护层；

其中，所述P型掺杂的氮化镓铝层两侧的保护层中分别开设有接触孔；

所述P型掺杂的氮化镓铝层一侧的接触孔中形成有源极，所述P型掺杂的氮化镓铝层另一侧的接触孔中形成有漏极；

所述P型掺杂的氮化镓铝层的上方形成有栅极。

如上所述的氮化镓晶体管，所述保护层包括：氮化硅钝化层和PETEOS氧化层；