[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。

氮化镓晶体管能够形成高浓度、高迁移率的二维电子气沟道，同时对二维电子气沟道具有良好的调节作用，因此成为功率器件中的研究热点。

但是，现有的氮化镓晶体管中，高势垒导致器件的欧姆接触电阻较大，影响器件的整体性能。

发明内容

本发明提供一种氮化镓晶体管及其制造方法，用以解决现有技术中氮化镓晶体管的欧姆接触电阻较大导致器件性能较差的技术问题。

本发明提供一种氮化镓晶体管制造方法，包括：

在硅衬底的表面上方形成未掺杂的氮化镓层，在所述未掺杂的氮化镓层的表面上方形成氮化镓铝层；

在所述氮化镓铝层的表面上方沉积一层氮化硅，形成介质层；

对所述介质层、所述氮化镓铝层和所述未掺杂的氮化镓层进行刻蚀，形成漏极接触孔和源极接触孔；

在所述漏极接触孔和源极接触孔中再生长出N型掺杂的氮化镓层，并在所述漏极接触孔中的N型掺杂的氮化镓层的上方形成漏极，在所述源极接触孔中的N型掺杂的氮化镓层的上方形成源极。

如上所述的方法，在所述漏极接触孔和源极接触孔中再生长出N型掺杂的氮化镓层，包括：

在所述漏极接触孔中、所述源极接触孔中以及所述介质层的上方再生长出N型掺杂的氮化镓层；

在所述N型掺杂的氮化镓层位于所述漏极接触孔和所述源极接触孔之间的部分区域上方涂抹光刻胶；

在光刻胶的阻挡下对所述N型掺杂的氮化镓层进行刻蚀，并在刻蚀完成后去除光刻胶，露出部分所述介质层。

如上所述的方法，在所述漏极接触孔中的N型掺杂的氮化镓层的上方形成漏极，在所述源极接触孔中的N型掺杂的氮化镓层的上方形成源极，包括：

在所述N型掺杂的氮化镓层的表面上方以及所述介质层的表面上方淀积欧姆接触金属层；

对所述欧姆接触金属层位于所述介质层上方的区域上涂抹光刻胶；

在光刻胶的阻挡下对所述欧姆接触金属层进行刻蚀，并在刻蚀完后去除光刻胶，仅保留位于所述N型掺杂的氮化镓层上方的欧姆接触金属层。

位于所述漏极接触孔上方的欧姆接触金属层形成漏极，位于所述源极接触孔上方的欧姆接触金属层形成源极。

如上所述的方法，在所述N型掺杂的氮化镓层的表面上方以及所述介质层的表面上方淀积欧姆接触金属层，包括：

采用磁控溅射镀膜工艺，在所述N型掺杂的氮化镓的表面上方以及所述介质层的表面上方沉积金属钛层；

在所述金属钛层的上方沉积金属铂层；

其中，所述金属钛层以及所述金属铂层形成所述欧姆接触金属层。

如上所述的方法，在所述漏极接触孔中的N型掺杂的氮化镓层的上方形成漏极，在所述源极接触孔中的N型掺杂的氮化镓层的上方形成源极之后，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，在所述漏极接触孔中的N型掺杂的氮化镓层的上方形成漏极，在所述源极接触孔中的N型掺杂的氮化镓层的上方形成源极之 后，还包括：

对所述介质层、所述氮化镓铝层进行刻蚀，形成栅极接触孔；

在所述栅极接触孔中沉积一层氮化硅，形成栅介质；

在所述栅介质上形成栅极。

如上所述的方法，在所述栅介质上形成栅极，包括：

采用磁控溅射镀膜工艺，在所述栅介质和所述介质层上沉积金属镍层，在所述金属镍层上沉积金属金层；

对所述金属金层和金属镍层进行光刻、刻蚀，仅保留部分金属金层和金属镍层，从而形成栅极。

本发明还提供一种氮化镓晶体管，包括：硅衬底、设置在所述硅衬底上方的未掺杂的氮化镓层、设置在所述为掺杂的氮化镓层上方的氮化镓铝层以及设置在所述氮化镓铝层上方的介质层；

所述介质层中开设有源极接触孔和漏极接触孔，所述源极接触孔和所述漏极接触孔均穿过所述氮化镓铝层，且穿过部分所述未掺杂的氮化镓层；

所述漏极接触孔和源极接触孔中均形成有N型掺杂的氮化镓层，所述漏极接触孔中的N型掺杂的氮化镓层的上方形成有漏极，在所述源极接触孔中的N型掺杂的氮化镓层的上方形成有源极。