[发明专利]欧姆接触GaN器件及其制备方法

说明书

本发明提供一种欧姆接触GaN器件及其制备方法，先形成具有倾斜侧壁的光刻胶层，而后采用ICP刻蚀法图形化SiN钝化层，形成具有倾斜侧壁的SiN钝化层，而后进行离子注入在外延结构中形成贯穿AlGaN势垒层且底部延伸至GaN层中的源极区及漏极区，且源极区及漏极区的掺杂浓度均呈高斯分布，之后采用ICP刻蚀法，图形化AlGaN势垒层及GaN层，形成具有倾斜侧壁的GaN层，且显露中心掺杂区，再形成与中心掺杂区对应接触的源金属电极及漏金属电极，以及贯穿SiN钝化层与AlGaN势垒层接触的栅极金属电极，从而在离子注入的基础上，即可优化欧姆接触，同时还可把欧姆接触电极作为垂直场板，以提升GaN器件的耐压性能。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，涉及一种欧姆接触GaN器件及其制备方法。

背景技术

氮化镓（Gallium Nitride，GaN）作为第三代半导体材料，由于其禁带宽度大（3.4eV）、击穿场强高、导热性优良、电子饱和速度大等特点，已成为被广泛深入研究和应用的半导体材料。基于AlGaN/GaN异质结的高电子迁移率晶体管（High Electron MobilityTransistor，HEMT）由于具有自发极化和压电极化效应，无需掺杂即可产生高密度的二维电子气，且电子受到的散射小，迁移率高，可应用于性能优异的高频、大功率的电子器件。

GaN基HEMT器件的源欧姆接触及漏欧姆接触通常通过高温合金制作，或通过离子注入制作，以实现GaN器件的低欧姆接触电阻。目前为实现GaN器件的低欧姆接触电阻的需求，也有通过在源极区及漏极区采用二次外延的方式，以制备高掺杂的GaN层，从而实现低源欧姆接触电阻及漏欧姆接触电阻。

然而，当采用高温合金制作源欧姆接触及漏欧姆接触时，会使得欧姆接触形貌恶化，而当采用二次外延工艺制备高掺杂的GaN层时，制备工艺较繁琐，且成本较高，难度较大，难以扩大应用。因此，通过离子注入的方式以实现GaN器件的低欧姆接触的应用较多，但该方法仍需进一步优化，以尽可能降低欧姆接触电阻，以满足更高器件性能的要求。

因此，提供一种欧姆接触GaN器件及其制备方法，实属必要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种欧姆接触GaN器件及其制备方法，用于解决现有技术中难以提供低欧姆接触电阻的GaN器件的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种欧姆接触GaN器件的制备方法，包括以下步骤：

提供衬底；

于所述衬底上形成外延结构，所述外延结构包括自下而上叠置的GaN层及AlGaN势垒层；

于所述AlGaN势垒层上形成覆盖所述AlGaN势垒层的SiN钝化层；

于所述SiN钝化层上形成覆盖所述SiN钝化层的光刻胶层，并图形化所述光刻胶层，形成具有倾斜侧壁的光刻胶层；

采用ICP刻蚀法，图形化所述SiN钝化层，形成具有倾斜侧壁的SiN钝化层；

进行离子注入，在所述外延结构中形成源极区及漏极区，所述源极区及所述漏极区贯穿所述AlGaN势垒层且底部延伸至所述GaN层中，且所述源极区及所述漏极区的掺杂浓度均呈高斯分布；

采用ICP刻蚀法，图形化所述AlGaN势垒层及所述GaN层，形成具有倾斜侧壁的GaN层，且显露所述源极区及所述漏极区中高斯分布的中心掺杂区；

形成与所述中心掺杂区对应接触的源金属电极及漏金属电极；

采用ICP刻蚀法，图形化所述SiN钝化层，形成与所述AlGaN势垒层接触的栅极金属电极。

可选地，图形化所述光刻胶层的方法包括电子束曝光法，且施加于所述光刻胶层的边缘区域的曝光剂量大于施加于所述光刻胶层的中心区域的曝光剂量。