[实用新型]氮化镓半导体器件

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体工艺领域，尤其涉及一种氮化镓半导体器件。

背景技术

氮化镓具有大禁带宽度、高电子饱和速率、高击穿电场、较高热导率、耐腐蚀以及抗辐射性能等优点，从而可以采用氮化镓制作半导体材料，而得到氮化镓半导体器件。

现有技术中，氮化镓半导体器件的制备方法为：在氮化镓外延层的表面上形成氮化硅层，在氮化硅层上刻蚀出源极接触孔和漏极接触孔，源极接触孔和漏极接触孔内沉积金属，从而形成源极和漏极；再刻蚀氮化硅层以及氮化镓外延层中的氮化铝镓层，形成一个凹槽，在凹槽中沉积金属层，从而形成栅极；然后沉积二氧化硅层以及场板金属层，从而形成氮化镓半导体器件。

然而现有技术中，由于电场密度较大，从而会造成氮化镓半导体器件的漏电以及击穿的问题，进而会损坏氮化镓半导体器件，降低氮化镓半导体器件的可靠性。进一步地，氮化镓功率器件在反复高压测试后，器件的击穿电压会发生漂移，这种不稳定行为与电荷陷阱有关，对器件的可靠性会造成危害，应该被抑制。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种氮化镓半导体器件，其特征在于，包括：氮化镓外延层；以及，

设置于所述氮化镓外延层上的介质层，所述介质层材质为氧化铪；

设置于所述介质层上的源极、漏极和栅极，所述源极、漏极和栅极分别贯穿所述介质层与所述氮化镓外延层连接；其中，所述栅极贯穿所述介质层、并伸入所述氮化镓外延层中；

设置于所述源极、漏极和栅极以及所述介质层上的绝缘层，所述绝缘层的材质为二氧化硅；

还包括设置于所述绝缘层上的场板金属层，所述场板金属层贯穿所述绝缘层与所述源极连接。

有益效果：

本实用新型通过在氮化镓外延层的表面的介质层应用了多种新颖材料，还通过沉积第一金属在进行高温退火处理，以通过相互接触的刻蚀后的第一金属与氮化铝镓层进行反应之后形成合金，以降低刻蚀后的第一金属与氮化铝镓层的接触电阻；

本实施例优化栅极的结构使得栅极穿透整个氮化铝镓层，与CMOS工艺线兼容，调整电场分布，以此来改善器件的耐压。

附图说明

图1a为本实用新型另一实施例的氮化镓半导体器件的结构示意图。

图1b为本实用新型另一实施例的氮化镓半导体器件的制备流程示意图。

图2a为本实用新型又一实施例的氮化镓半导体器件的结构示意图。

图2b为本实用新型又一实施例的氮化镓半导体器件的栅极结构示意图。

图2c为本实用新型又一实施例的氮化镓半导体器件的制备流程示意图。

图3a为本实用新型另一实施例的氮化镓半导体器件的结构示意图。

图3b为本实用新型另一实施例的氮化镓半导体器件的制备流程示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1a所示，本实用新型实施例提供一种氮化镓半导体器件，其从下至上包括：氮化镓外延层210、介质层220、源极231和漏极232、栅极233、绝缘层240、场板金属层250。

其中，氮化镓外延层210由硅(Si)衬底212、氮化镓(GaN)层213和氮化铝镓(AlGaN)层214构成，其中，硅衬底212、氮化镓层213和氮化铝镓层214由下而上依次设置。

介质层220设置于所述氮化镓外延层210上；本实施例的所述介质层220材质可例如为氧化铪(HfO₂)。该氧化铪属于一种高介电常数(high-k)介质。