[发明专利]一种晶体管及其制作方法

说明书

本申请提出一种晶体管，其包括GaN外延片；隔离分布于GaN外延片上表面的栅极、源极和漏极；形成于GaN外延片上表面、栅极、源极和漏极之间的SiO₂钝化层；还包括具有高掺杂区和低掺杂区的双掺杂p型栅结构。本申请还提供一种晶体管制作方法，包括如下过程：制备GaN外延片；在GaN外延片上制成掺杂结构；在掺杂结构中形成低掺杂区；在掺杂结构中形成高掺杂区；制成源极金属电极区、栅极金属电极区和漏极金属电极区。本申请采用简单高效的方法制作晶体管，可操作性强，适合于晶体管量产工艺的开发，利于大批量生产；所制得的晶体管具有两个掺杂浓度的掺杂区域，可以有效提高阈值电压和输出电流。

技术领域

本发明涉及电子器件技术领域，具体涉及一种晶体管及其制作方法。

背景技术

2014年10月7日，诺贝尔物理学奖颁给在GaN蓝光LED方面有突出贡献的三位日本科学家，这标志着以GaN为材料的器件发展到了新的历史阶段。以氮化镓为代表的III-V族宽禁带化合物半导体材料，具有高击穿电场、高电子饱和漂移速率以及高热导率等特性，非常适用于制备大功率、高速、大电压的电力电子器件。

GaN在HEMT器件的制备领域受到重视并获得应用，但是，高电子浓度和迁移率使得晶体管是天然的耗尽型器件，这可能引起IC和开关应用的安全问题，为了促使晶体管在功率开关上的应用，需要将器件的阈值电压提高。

HEMT器件阈值电压和导通电阻对栅刻蚀深度非常敏感，在工艺上不容易控制，晶体管凹槽栅刻蚀形成损伤造成器件性能不稳定，因此在批量生产工艺难以用凹栅实现增强型晶体管。

很多研究都涉及利用p型栅极实现增强型HEMT器件的方案，但传统的p型掺杂栅结构无法通过掺杂浓度同时优化器件的阈值电压和输出电流，使得设计复杂，器件性能优化困难；此外器件沟道电场集中于栅边缘，对期间性能产生一定影响。

发明内容

根据本申请的一方面，提供一种晶体管，其包括GaN外延片；隔离分布于GaN外延片上表面的栅极、源极和漏极；形成于GaN外延片上表面、栅极、源极和漏极之间的SiO₂钝化层；还包括形成于GaN外延片上表面与栅极之间的双掺杂p型栅结构，所述双掺杂p型栅结构包括具有不同金属掺杂浓度的高掺杂区和低掺杂区。

根据本申请的另一方面，提供一种晶体管制作方法，用于制作上述晶体管，其包括如下过程：

制备GaN外延片；

在GaN外延片上制成掺杂结构；

在掺杂结构中形成低掺杂区；

在掺杂结构中形成高掺杂区；

制成源极金属电极区、栅极金属电极区和漏极金属电极区。

本申请采用简单高效的方法制作晶体管，可操作性强，适合于晶体管量产工艺的开发，利于大批量生产；所制得的晶体管具有两个掺杂浓度的掺杂区域，可以有效提高阈值电压和输出电流。

附图说明

图1为实施例一的晶体管制作方法流程示意图；

图2为实施例一的晶体管制作方法的中间产品示意图；

图3为实施例一的晶体管制作方法的中间产品示意图；

图4为实施例一的晶体管制作方法的中间产品示意图；

图5为实施例一的晶体管制作方法的中间产品示意图；

图6为实施例一的晶体管制作方法的中间产品示意图；

图7为实施例一的晶体管制作方法的中间产品示意图；

图8为实施例一的晶体管制作方法的中间产品示意图；

图9为实施例一的晶体管制作方法的中间产品示意图；