[发明专利]一种高质量氧化镓半导体器件及制备方法

说明书

本发明涉及一种高质量氧化镓半导体器件及制备方法，该氧化镓半导体器件包括：Ga₂O₃衬底、场区、底栅介质层、第一金属层、第二金属层、源区、漏区和第三金属层，其中，场区嵌入Ga₂O₃衬底的端部，底栅介质层位于Ga₂O₃衬底的下方，第一金属层位于底栅介质层的下方，第二金属层位于第一金属层的下方，源区位于Ga₂O₃衬底的表层中且与Ga₂O₃衬底一端的场区相邻，漏区位于Ga₂O₃衬底的表层中且与Ga₂O₃衬底另一端的场区相邻，第三金属层位于场区之间且覆盖源区和漏区。该半导体器件采用氧化镓衬底，Ga₂O₃衬底在进行高温处理时不会产生多余的杂质，有效去除了杂质对半导体器件的性能的影响，提升了器件的电学及耐压性能。

技术领域

本发明属于半导体器件制造领域，具体涉及一种高质量氧化镓半导体器件及制备方法。

背景技术

碳化硅是目前发展最成熟的宽禁带半导体材料，与其他半导体材料相比，碳化硅具有高禁带宽度、高饱和电子漂移速度、高击穿强度、低介电常数和高热导率等优点。因此，碳化硅在高温、高频率、高功率的应用场合是极为理想的材料。

在同样的耐压和电流条件下，碳化硅器件的漂移区电阻要比硅低200倍，而且，碳化硅器件的开关时间可达10ns级。例如，碳化硅(SiC)金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)作为多数载流子导电的单极型电压控制器件，其导通压降，比单极型、双极型硅器件低得多，使得具有开关速度快、高频性能好、反向电压高等优点。

目前的碳化硅半导体器件中，由于SiC衬底高温处理下会生产二氧化硅层，而在处理二氧化硅层时容易引入杂质，从而影响SiC半导体器件的性能。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种高质量氧化镓半导体器件及制备方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明实施例提供了一种高质量氧化镓半导体器件，包括：Ga₂O₃衬底、场区、底栅介质层、第一金属层、第二金属层、源区、漏区和第三金属层，其中，

所述场区嵌入所述Ga₂O₃衬底的端部，所述底栅介质层位于所述Ga₂O₃衬底的下方，所述第一金属层位于所述底栅介质层的下方，所述第二金属层位于所述第一金属层的下方，所述源区位于所述Ga₂O₃衬底的表层中且与所述Ga₂O₃衬底一端的所述场区相邻，所述漏区位于所述Ga₂O₃衬底的表层中且与所述Ga₂O₃衬底另一端的所述场区相邻，所述第三金属层位于所述场区之间且覆盖所述源区和所述漏区。

在本发明的一个实施例中，所述Ga₂O₃衬底的材料为P型Ga₂O₃，掺杂浓度为1×10¹³～9×10¹³cm^-3，厚度为1～5μm。

在本发明的一个实施例中，所述底栅介质层的材料包括SiO₂，厚度为50～90nm；所述第一金属层的材料包括Au，厚度为70～130nm；所述第二金属层的材料包括Ti，厚度为2～8nm；所述第三金属层的材料包括Ni，厚度为2～8nm。