[实用新型]氮化镓半导体器件

说明书

本实用新型提供一种氮化镓半导体器件，氮化镓半导体器件包括介质层，介质层上开设有双角度形貌沟槽，双角度形貌沟槽包括第一底壁和侧壁，第一底壁与侧壁之间通过斜面连接，第一底壁与侧壁之间的夹角为第一夹角，第一底壁与斜面之间的夹角为第二夹角，第一夹角为直角或钝角，第二夹角为钝角，第二夹角大于第一夹角。该氮化镓半导体器件能够降低沟槽底壁与侧壁连接处的应力，同时可避免蚀刻残渣去除不干净问题。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，具体地说，是涉及一种氮化镓半导体器件。

背景技术

作为第三代半导体材料的典型代表，宽禁带半导体氮化镓(GaN)具有许多硅材料所不具备的优异性能，是高频、高压、高温和大功率应用的优良半导体材料，在民用和商用领域具有广阔的应用前景。

为了让后续工艺有更高的可靠性，不同的氧化蚀刻沟槽轮廓(Oxide Etch trenchprofile)可以带来更大的工艺弹性及窗口，如图1，现有的沟槽轮廓从底端到顶端为一个角度，过程中没有齿廓角(profile angle)的变化，不能满足需要更大工艺弹性及窗口的要求。此外，常规的沟槽底部尖角为应力集中区，容易引起电学性能异常及可靠性失效的问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能够降低沟槽底壁与侧壁连接处的应力，同时可避免蚀刻残渣去除不干净问题的氮化镓半导体器件。

为实现上述目的，本实用新型提供一种氮化镓半导体器件，包括介质层，介质层上开设有双角度形貌沟槽，双角度形貌沟槽包括第一底壁和侧壁，第一底壁与侧壁之间通过斜面连接，第一底壁与侧壁之间的夹角为第一夹角，第一底壁与斜面之间的夹角为第二夹角，第一夹角为直角或钝角，第二夹角为钝角，第二夹角大于第一夹角。

一个优选的方案是，侧壁采用电感耦合等离子体刻蚀的方法形成。

一个优选的方案是，第一底壁和斜面采用反应离子刻蚀的方法形成。

一个优选的方案是，第一夹角大于或等于100度，第二夹角大于或等于135度。

本实用新型的有益效果是，通过采用电感耦合等离子体刻蚀的方法与反应离子刻蚀的方法的结合，形成双角度形貌沟槽，该双角度形貌沟槽的底壁与侧壁连接处形成斜角，从而可以使后续工艺在连接处的应力降低，同时避免出现蚀刻残渣去除不干净的问题。另外，通过调整光刻胶的厚度，以及调整两种蚀刻方式进行蚀刻的深度，可以获得具有不同倾斜角度的侧壁和斜面的双角度形貌沟槽。

附图说明

图1是本实用新型形成双角度形貌沟槽的蚀刻方法实施例中在介质层上涂光刻胶后氮化镓半导体器件的示意图。

图2是本实用新型形成双角度形貌沟槽的蚀刻方法实施例中单角度形貌沟槽的结构示意图。

图3是本实用新型形成双角度形貌沟槽的蚀刻方法实施例中双角度形貌沟槽的结构示意图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

参见图1，氮化镓半导体器件包括自下而上依次布置的基板1、金属层2和介质层3，介质层3的材料为二氧化硅，金属层2的材料为TiNi。介质层3上形成有双角度形貌沟槽4。双角度形貌沟槽4设置有第一底壁41和两个相对设置的侧壁42，第一底壁41与侧壁42之间通过斜面43连接，侧壁42与第一底壁41之间的夹角为第一夹角θ1，第一底壁41与斜面43之间的夹角为第二夹角θ2，第二夹角θ2大于第一夹角θ1。本实施例中，第二夹角θ2为135度，第一夹角θ1为100度，介质层3的厚度为2800埃。

双角度形貌沟槽4的蚀刻方法包括如下步骤。

首先，通过光刻技术在半导体的介质层3上形成图案化的光刻胶层5。光刻技术包括涂胶、曝光和显影等步骤，为现有的光刻技术，在此不再详述。其中光刻胶层5的厚度为11200埃。