[发明专利]基于氮化镓外延异质结的常开型HEMT器件及其制备方法

说明书

本发明属于集成电路技术领域，尤其涉及一种基于氮化镓外延异质结的常开型HEMT器件及其制备方法。器件包括GaN外延、SiN钝化层、源漏电极、栅电极、第一SiO₂钝化层、源场板、第二SiO₂钝化层；所述GaN外延位于最底层，所述SiN钝化层、源漏电极均位于GaN外延表面，第一SiO₂钝化层位于SiN钝化层表面、源漏电极之间并覆盖栅电极；所述源场板位于第一SiO₂钝化层和源电极表面，所述第二SiO₂钝化层位于最顶层并覆盖源场板，这种器件发热量小，极限工作温度高，且GaN介电常数较小，器件的寄生电容更小，使其更适用于制造抗辐射、耐高温、高频、微波器件。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，尤其涉及一种基于氮化镓外延异质结的常开型HEMT器件及其制备方法。

背景技术

在半导体产业的发展中，硅和锗一起被称为第一代电子材料，60年代开发出了第二代电子材料，即III-V族化合物半导体，包括GaAs、GaP、InP及其合金，近年来,以氮化镓(GaN)为代表的宽禁带半导体材料发展十分迅速，成为第三代电子材料，其性能与第一、第二代电子材料相比有极大优势；氮化物异质结界面形成的2DEG的面密度和电子迁移率很高，所以GaN HEMT有较好的频率特性。

GaN器件不仅发热量小，而且GaN HEMT能够在SiC和金刚石等热导率较高的衬底上生长，从而具有非常高的散热特性。GaN器件的极限工作温度可超过600℃，与硅器件相比优势明显；同时，GaN介电常数较小，器件的寄生电容更小；上述优势使其更适用于制造抗辐射、耐高温、高频、微波器件。

目前GaN器件主要用在光器件(如LED)领域、功率器件领域和射频器件领域。当前GaN器件及其制备工艺的专利集中在LED领域，其在功率应用和射频器件领域应用的GaN器件产品及其制备方法知识产权较少；当前类似产品频率特性、功率特性、可靠性等均有待进一步提升。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于氮化镓外延异质结的常开型HEMT器件，其包括GaN外延、SiN钝化层、源漏电极、栅电极、第一SiO₂钝化层、源场板、第二SiO₂钝化层；所述GaN外延位于最底层，所述SiN钝化层、源漏电极均位于GaN外延表面，第一SiO₂钝化层位于SiN钝化层表面、源漏电极之间并覆盖栅电极；所述源场板位于第一SiO₂钝化层和源电极表面，所述第二SiO₂钝化层位于最顶层并覆盖源场板。

作为上述方案的进一步说明，其还包括台面隔离层，所述台面隔离层位于不同期间单元区域边缘，实现不同器件单元的电学隔离。

本发明还提供了一种基于氮化镓外延异质结的常开型HEMT器件的制备方法，包括以下步骤：

(a)准备GaN外延；

(b)在所述GaN外延上生长SiN钝化层；

(c)在所述SiN钝化层进行标记光刻；

(d)离子注入完成器件隔离；

(e)欧姆接触在样品上生长源漏电极；

(f)栅工艺在样品上生长栅电极；

(g)在生长栅电极后的样品表面生长第一SiO₂钝化层；

(h)在所述生长第一SiO₂钝化层后的样品上生长场板金属；

(i)在所述生长场板金属后的样品表面生长第二SiO₂钝化层，即完成该基于氮化镓外延异质结的常开型HEMT器件。

作为上述方案的进一步说明，所述步骤(a)包括样品的减薄以及准备工作；