[发明专利]一种GaN HEMT器件制作方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体器件技术领域，具体涉及一种GaNHEMT器件制作方法。

背景技术

作为宽禁带半导体的典型代表，GaN具有更宽的禁带宽度、更高的饱和电 子漂移速度、更大的临界击穿电场强度、更好的导热性能等特点，更重要的是 它与AlGaN能够形成AlGaN/GaN异质结，便于制作HEMT器件。

目前，大面积的GaN衬底材料还不成熟，GaN器件多生长在Si衬底、蓝宝 石衬底和SiC衬底上，异质外延由于晶格常数、热膨胀系数等差异，在界面处 易形成缺陷，从而影响外延质量，导致器件性能下降。以常用的SiC衬底为例， 虽然SiC和GaN均为六方晶系，且晶格常数差异仅有3％，但外延过程中，SiC 与GaN生长界面处仍有较多的位错出现，影响GaN器件性能。一般来说，同质 外延的结晶质量好于异质外延。

2000年以后，图形化衬底逐渐应用于外延中，传统的图形化衬底，尺寸较 大，一般在数百纳米到数微米之间，形成的外延下方多有孔洞或部分悬空，不 方便芯片背面工艺制作和器件的特殊环境使用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种GaNHEMT器件制作方 法，该GaNHEMT器件制作方法可以很好地解决现有半导体器件采用普通衬底 外延横向生长缺陷较多的问题。

为达到上述要求，本发明采取的技术方案是：提供一种GaNHEMT器件制

作方法，提供衬底，包括以下步骤：

S1、在衬底上沉积一层VLS生长用的催化剂；

S2、在催化剂上形成周期性的压印胶；

S3、按照压印胶的分布刻蚀催化剂，形成周期性的图形化的催化剂；

S4、采用VLS生长机理，在图形化的催化剂上生长GaN纳米柱；

S5、去除图形化的催化剂，形成图形化衬底；

S6、在图形化衬底上生长外延层，在外延层上完成源极、漏极、栅极的制 作。

与现有技术相比，该GaNHEMT器件制作方法具有的优点如下：

(1)采用该图形化衬底进行GaN外延，不仅具有图形化衬底外延横向生长 缺陷较少的优点，同时避免了生长过程中，由于图形尺寸较大，横向生长易形 成孔洞，影响后续器件制作与使用；

(2)VLS的引入有利于提高过渡层的外延质量，提高GaNHEMT器件性 能。

(3)与传统的SiC衬底相比，利用VLS生长出GaN纳米柱高结晶质量， 进一步减少由于晶格常数、热膨胀系数等差异引入的缺陷，利于GaN器件外延 生长，提高GaN器件性能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分， 在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性 实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了本申请的流程示意图；

图2示出了根据本申请步骤S1形成的结构示意图；

图3示出了根据本申请步骤S2形成的结构示意图；

图4示出了根据本申请步骤S3形成的结构示意图；

图5示出了根据本申请步骤S4形成的结构示意图；

图6示出了根据本申请步骤S5形成的结构示意图；

图7示出了根据本申请步骤S6形成的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施 例，对本申请作进一步地详细说明。为简单起见，以下描述中省略了本领域技 术人员公知的某些技术特征。

根据本发明的一个实施例，提供一种GaNHEMT器件制作方法，提供衬底 10，衬底10的材料为Si、SiC、蓝宝石或金刚石，包括以下步骤：

S1、在衬底10上沉积一层VLS生长用的催化剂20，该催化剂20的材料为 Al、Ni或Au，厚度为50～100nm；