[发明专利]氮化镓晶体管和氮化镓晶体管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体器件技术，特别是涉及氮化镓晶体管和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。

现有技术的氮化镓晶体中，在氮化镓晶体管正偏时，从沟道注入异质结表面陷阱的电子会耗尽沟道里的二维电子气电荷；在氮化镓晶体管反偏时，由于电子会被铝镓氮/氮化镓表面的陷阱捕获，从而使得表面漏电增，会造成器件提前击穿。

发明内容

本发明的目的是提供一种氮化镓晶体管和氮化镓晶体管的制作方法，用以解决现有技术中氮化镓晶体管反偏时，由于电子会被铝镓氮/氮化镓表面的陷阱捕获，从而使得表面漏电增，会造成器件提前击穿的问题。

本发明一方面提供了一种氮化镓晶体管，包括：硅衬底；

在所述硅衬底上依次形成的氮化镓缓冲层、铝镓氮势垒层和保护层；

在所述保护层中和所述保护层上形成的源极层；

在所述保护层中和所述保护层上形成的漏极层；

在所述铝镓氮势垒层和所述保护层中以及所述保护层上形成的栅极层；

其中，所述保护层包括：形成在所述铝镓氮势垒层上的氮化铝层和形成在所述氮化铝层上的氮化硅层。

本发明的另一方面提供一种氮化镓晶体管的制作方法，包括：在硅衬底上依次形成氮化镓缓冲层、铝镓氮势垒层和保护层，其中，所述保护层包括；形成在所述铝镓氮势垒层上的氮化铝层和形成在所述氮化铝层上的氮化硅层；

在所述保护层中以及所述保护层上形成源极层、漏极层和栅极层。

本发明提供的氮化镓晶体管的制作方法和氮化镓晶体管，由于采用了氮化铝层和形成在氮化铝层上的氮化硅层作为保护层，从而可以防止镓氮势垒层表面的陷阱捕获的电子增大铝镓氮势垒层表面的漏电，因而增大了器件的击穿电压。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的氮化镓晶体管的结构示意图；

图2为本发明实施例三提供的氮化镓晶体管的制作方法的流程图；

图3A-3G为本发明实施例四提供的制作氮化镓晶体管的各步骤的剖面结构示意图。

附图标记

1-衬底； 2-氮化镓缓冲层；

3-铝镓氮势垒层； 4-保护层；

51-源极层；52-漏极层；

53-栅极层；52-第二栅极金属层；

61-源端接触孔；62-漏端接触孔；

5-欧姆金属层； 63-栅极接触孔。

具体实施方式

实施例一

本实施例提供一种氮化镓晶体管，图1为本发明实施例一提供的氮化镓晶体管的结构示意图，如图1所示，该氮化镓晶体管包括：硅衬底1、在硅衬底1上依次形成的氮化镓缓冲层2、铝镓氮势垒层3和保护层4、在保护层4中以及保护层4上形成的源极层51、在保护层4中和保护层4上形成的漏极层52、在铝镓氮势垒层3和保护层4中以及保护层4上形成的栅极层53。

其中，保护层4上刻蚀有源极接触孔，源极层51形成于源极接触孔中和保护层上。当然，保护层4还刻蚀有漏极接触孔，漏极层52形成于漏极接触孔中和保护层上，源极层51和漏极层52不相互接触。

保护层4上还刻蚀有栅极接触孔，该栅极接触孔是通过刻蚀保护层4和部分氮化镓缓冲层形成的，在栅极接触孔中形成栅极层53，栅极层53位于漏极层51和源极层51之间。

其中，保护层4包括：形成在铝镓氮势垒层3上的氮化铝层41和形成在氮化铝层41上的氮化硅层42。

氮化铝层41可以防止铝镓氮势垒层3表面的陷阱捕获的电子增大铝镓氮表面漏电，进一步的，氮化硅层42不仅可以防止表面漏电，同时还起到表面钝化的作用，使得铝镓氮势垒层3不受机械擦伤。

本实施例中，在制造氮化镓晶体管的源极、漏极和栅极后，还包括对氮化镓晶体管后续其他操作，这些操作与现有技术相同，在此不再一一赘述。