[发明专利]氮化镓晶体管器件的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体工艺领域，尤其涉及一种氮化镓晶体管器件的制备方法。

背景技术

氮化镓(GaN)是第三代宽禁带半导体材料，由于其具有大禁带宽度、高电子饱和速率、高击穿电场、较高热导率、耐腐蚀以及抗辐射性能等优点，被认为是制作短波光电子器件和高压高频率大功率器件的最佳材料。

由于基于GaN的AlGaN/GaN结构具有更高的电子迁移率，AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(High-Electron-Mobility Transistors，简称HEMTs)已经成为研究热点。这是因为AlGaN/GaN异质结处会形成高浓度、高迁移率的二维电子气(2DEG)，同时异质结对2DEG具有良好的调节作用。

通过研究发现：在HEMTs器件正偏时，从沟道注入HEMTs表面陷阱的电子会耗尽沟道里的二维电子气电荷；在HEMTs器件反偏时，会造成器件提前击穿，因为这些被HEMTs表面陷阱捕获的电子会增大表面漏电，导致HEMTs器件容易出现漏电、耐压差的问题。

发明内容

本发明提供一种氮化镓晶体管器件的制备方法，用以解决现有氮化镓晶体管器件容易出现漏电、耐压差的问题。

本发明的提供一种氮化镓晶体管器件的制备方法，包括：

制备所述氮化镓晶体管器件的源极、漏极和栅极；

对所述栅极进行热退火处理，以在栅极产生表面施主态。

其中，所述对所述栅极进行热退火处理，包括：

采用300℃/2min的热退火工艺对所述栅极进行热退火处理。

具体的，所述制备所述氮化镓晶体管器件的源极、漏极，包括：

在氮化镓外延基底的表面沉积氧化层；

刻蚀所述氧化层，分别形成源极接触孔和漏极接触孔；

在所述源极接触孔内、所述漏极接触孔内，以及器件表面上沉积第一金属层；

对所述第一金属层进行光刻和刻蚀，形成源极和漏极。

具体的，所述氧化层为SiO₂层。

具体的，所述方法还包括：

在硅衬底层表面上依次生长氮化镓层和氮化镓铝层，形成所述氮化镓外延基底。

具体的，所述制备所述氮化镓晶体管器件的栅极，包括：

刻蚀所述氧化层，以及部分所述氮化镓铝层，形成栅极接触孔；

在所述栅极接触孔内，以及器件表面上，沉积第二金属层；

对所述第二金属层进行光刻和刻蚀，形成栅极。

其中，所述氮化镓铝层被刻蚀的深度超过所述氮化镓铝层厚度的一半。

本发明提供的氮化镓晶体管器件的制备方法，在分别形成了器件的源极、漏极和栅极后，通过对栅极进行热退火处理，由于高温作用使得电子填充陷阱，使得栅极处于表面施主态，从而使得器件表面陷阱减少即减少了器件界面态陷阱，其捕获的电子将大大减少，可以显著改善器件的漏电和耐压现象。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的氮化镓晶体管器件的制备方法的流程示意图；

图2为本发明实施例二提供的氮化镓晶体管器件的制备方法的流程示意图；

图3为执行实施例一的步骤201后的器件剖面结构示意图；

图4为执行实施例一的步骤202后的器件剖面结构示意图；

图5为执行实施例一的步骤203后的器件剖面结构示意图；

图6为执行实施例一的步骤204后的器件剖面结构示意图；

图7为执行实施例一的步骤205后的器件剖面结构示意图；

图8为执行实施例一的步骤206后的器件剖面结构示意图；

图9为执行实施例一的步骤208后的器件剖面结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例一提供的氮化镓晶体管器件的制备方法的流程示意图，如图1所示，方法包括：

步骤101、制备氮化镓晶体管器件的源极、漏极和栅极。

步骤102、对栅极进行热退火处理，以在栅极产生表面施主态。

本实施例中，对于制备氮化镓晶体管器件的源极、漏极和栅极，可以采用目前的成熟制备工艺，依次制备其源极、漏极和栅极，在完成栅极制备后，随即对栅极进行热退火处理，以使栅极表面处于施主态。