[发明专利]氮化镓晶体管的制备方法

说明书

技术领域

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

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。

虽然氮化镓晶体管中铝镓氮/氮化镓异质结对二维电子气具有良好的调节作用，但由于铝镓氮/氮化镓异质结的二维电子气中电子浓度很高，在氮化镓外延基底上只有未掺杂的铝镓氮/氮化镓，使器件的栅极边缘电场密度会很大，容易发生氧化层提前击穿的现象，使器件的耐压性较差。

发明内容

本发明实施例提供一种氮化镓晶体管的制备方法，该方法在器件上制备栅场板的同时制备源场板，能够调整电场分布，降低栅极边缘电场密度，提高器件的耐压性。

本发明实施例提供一种氮化镓晶体管的制备方法，包括：

在硅衬底上依次生长氮化镓缓冲层及铝镓氮势垒层；

在所述铝镓氮势垒层上依次沉积氮化硅钝化层和第一PETEOS氧化层；

在沉积所述第一PETEOS氧化层后形成的图案上制备欧姆接触电极；

在制备欧姆接触电极后形成的图案上制备栅极和栅场板；

在制备栅极和栅场板后形成的图案上沉积第二PETEOS氧化层；

在沉积第二PETEOS氧化层后形成的图案上制备源场板。

进一步地，如上所述的方法，所述在沉积所述第一PETEOS氧化层后形成的图案上制备欧姆接触电极，具体包括：

刻蚀左右两侧部分区域的第一PETEOS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内和所述第二氧化层开孔内分别刻蚀所述氮化硅钝化层，形成第一欧姆接触孔和第二欧姆接触孔；

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所述第二欧姆接触孔下方的铝镓氮势垒层表面进行清洗处理；

在所述第一欧姆接触孔内、所述第二欧姆接触孔内、所述第一欧姆接触孔上方、所述第二欧姆接触孔上方及所述第一PETEOS氧化层上方沉积欧姆电极金属层；

对所述第一PETEOS氧化层上方的欧姆电极金属层进行光刻，刻蚀，形成第一欧姆接触电极和第二欧姆接触电极。

进一步地，如上所述的方法，所述对所述第一PETEOS氧化层上方的欧姆电极金属层进行光刻，刻蚀，形成第一欧姆接触电极和第二欧姆接触电极之前，还包括：

对沉积欧姆电极金属层后的所述氮化镓晶体管进行退火处理。

进一步地，如上所述的方法，所述退火处理的温度为840摄氏度，所述退火处理的时间为20分钟，所述退火处理在氮气氛围中。

进一步地，如上所述的方法，所述在所述第一欧姆接触孔内、所述第二欧姆接触孔内、所述第一欧姆接触孔上方、所述第二欧姆接触孔上方及所述第一PETEOS氧化层上方沉积欧姆电极金属层具体包括：

在所述第一欧姆接触孔内、所述第二欧姆接触孔内、所述第一欧姆接触孔上方、所述第二欧姆接触孔上方及所述第一PETEOS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，以形成欧姆电极金属层。

进一步地，如上所述的方法，所述钛层的厚度为200埃，所述铝层的厚度为1200埃，所述氮化钛层的厚度为200埃。

进一步地，如上所述的方法，所述在制备欧姆接触电极后形成的图案上制备栅极和栅场板，具体包括：

刻蚀中间部分区域的第一PETEOS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氮化硅钝化层和部分铝镓氮势垒层，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及所述第一PETEOS氧化层上方沉积栅极金属层；

对所述第一PETEOS氧化层上方的栅极金属层进行光刻，刻蚀，保留栅极接触孔内，所述栅极接触孔上方预设区域和预设区域右侧部分区域的栅极金属层，所述栅极接触孔内，所述栅极接触孔上方预设区域的栅极金属层为栅极，所述预设区域右侧部分区域的栅极金属层为栅场板。