[发明专利]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。

虽然氮化镓晶体管具有宽禁带和高电子迁移率等特点，但氮化镓晶体管中铝镓氮/氮化镓异质结的陷阱在栅极漏电和击穿电压方面有很大影响，使器件的性能降低。

发明内容

本发明实施例提供一种氮化镓晶体管的制造方法，移除了栅极金属和铝镓氮界面附近的浅陷阱，减少了器件的栅极漏电现象，改善了器件的击穿电压，提高了器件的性能。

本发明实施例提供一种氮化镓晶体管的制造方法，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沉积氮化硅介质层；

制造所述氮化镓晶体管的欧姆接触电极；

对制造所述欧姆接触电极后的氮化镓晶体管进行第一退火处理；

制造所述氮化镓晶体管的栅极；

对制造所述栅极后的氮化镓晶体管进行第二退火处理。

进一步地，如上所述的方法，所述第一退火处理的温度为840摄氏度，所述第一退火处理的时间为30秒，所述第一退火处理在氮气氛围中。

进一步地，如上所述的方法，所述第二退火处理的温度为400摄氏度，所述第二退火处理的时间为20分钟，所述第二退火处理在氮气氛围中。

进一步地，如上所述的方法，所述制造所述氮化镓晶体管的欧姆接触电极，具体包括：

刻蚀左右两侧部分区域的氮化硅介质层，分别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氮化硅介质层上方沉积欧姆电极金属层；

对所述氮化硅介质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，所述制造所述氮化镓晶体管的栅极，具体包括：

刻蚀中间部分区域的氮化硅介质层，形成介质层开孔，在所述介质层开孔内刻蚀部分铝镓氮势垒层，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氮化硅介质层上方沉积栅极金属层；

对所述氮化硅介质层上方的栅极金属层进行光刻，刻蚀，形成栅极。

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氮化硅介质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氮化硅介质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，所述在所述栅极接触孔内、所述栅极接触孔上方及所述氮化硅介质层上方沉积栅极金属层具体包括：

在所述栅极接触孔内、所述栅极接触孔上方及所述欧姆接触电极之间的氮化硅介质层上方采用磁控溅射镀膜工艺依次沉积镍层和金层，以形成栅极金属层。

本发明实施例提供一种氮化镓晶体管的制造方法，通过在硅衬底上依次生长氮化镓缓冲层及铝镓氮势垒层；在铝镓氮势垒层上沉积氮化硅介质层；制造氮化镓晶体管的欧姆接触电极；对制造欧姆接触电极后的氮化镓晶体管进行第一退火处理；制造氮化镓晶体管的栅极；对制造栅极后的氮化镓晶体管进行第二退火处理。移除了栅极金属和铝镓氮界面附近的浅陷阱，减少了器件的栅极漏电现象，改善了器件的击穿电压，提高了器件的性能。

附图说明