[发明专利]低应力低氢型LPCVD氮化硅

权利要求书

1.一种氮化镓场效应晶体管即GaN FET器件，其包括：

作为衬底的氮化镓和氮化铝镓层的堆叠；

在所述堆叠上的氮化镓的盖层；

在所述盖层的第一表面上的氮化硅层，所述氮化硅层具有以下特性：硅：氮原子比在3:4±2％的比率内；应力为600兆帕至1000兆帕即600MPa至1000MPa；并且氢含量小于5原子百分比；和

在所述盖层上方的所述GaN FET的栅极，其中所述栅极在所述栅极的中心部分处与所述盖层的第一表面直接接触并且在所述栅极的末端部分处部分地重叠所述氮化硅层。

2.根据权利要求1所述的器件，其中所述氮化硅层小于25纳米厚。

3.根据权利要求1所述的器件，其中所述氮化硅层具有的折射率是2.0至2.1。

4.根据权利要求1所述的器件，其中所述氮化硅层具有的介电击穿强度大于12兆伏每厘米即12MV/cm。

5.一种形成氮化镓场效应晶体管即GaN FET器件的方法，其包括下列步骤：

形成氮化镓和氮化铝镓层的堆叠作为衬底；

在所述堆叠上形成氮化镓的盖层；

使用低压化学气相沉积工艺即LPCVD工艺在所述盖层的第一表面上形成氮化硅层，所述氮化硅层具有以下特性：

硅：氮原子比在3:4±2％的比率内；

应力为600兆帕至1000兆帕即600MPa至1000MPa；并且

氢含量小于5原子百分比；

在所述氮化硅层上方形成蚀刻掩膜；

移除由所述蚀刻掩膜暴露的所述氮化硅层；

随后移除所述蚀刻掩膜；和

在所述盖层上方形成所述GaN FET的栅极，其中所述栅极在所述栅极的中心部分处与所述盖层的第一表面直接接触并且在所述栅极的末端部分处部分地重叠所述氮化硅层。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述LPCVD工艺包括：

从所述LPCVD炉中放置所述衬底；

在所述LPCVD炉中将所述衬底加热至800℃到820℃的温度；

以4比6的比率和150毫托至250毫托的压力将氨气和二氯甲硅烷气体提供至反应室；和

从所述LPCVD炉中移除所述衬底。

7.根据权利要求5所述的方法，其中移除所述氮化硅层包括使用氟自由基的RIE过程。

8.根据权利要求5所述的方法，其中所述氮化硅层小于25纳米厚。

9.根据权利要求5所述的方法，其中所述氮化硅层具有的折射率是2.0至2.1。

10.根据权利要求5所述的方法，其中所述氮化硅层具有的介电击穿强度大于12兆伏每厘米即12MV/cm。

11.一种形成氮化镓场效应晶体管即GaN FET器件的方法，其包括下列步骤：

形成氮化镓和氮化铝镓层的堆叠作为衬底；

在所述堆叠上形成氮化镓的盖层；

使用低压化学气相沉积工艺即LPCVD工艺通过下述步骤在所述盖层的第一表面上形成氮化硅层：

把所述衬底放在LPCVD炉中；

在所述LPCVD炉中将所述衬底加热至800℃到820℃的温度；

以4比6的比率和150毫托至250毫托的压力将氨气和二氯甲硅烷气体提供至反应室；和

从所述LPCVD炉中移除所述衬底；

在所述氮化硅层上形成蚀刻掩膜；

移除由所述蚀刻掩膜暴露的所述氮化硅层；

随后移除所述蚀刻掩膜；并且

在所述盖层上方形成所述GaN FET的栅极结构，其中所述栅极结构在所述栅极结构的中心部分处与所述盖层的第一表面直接接触并且在所述栅极结构的末端部分处部分地重叠所述氮化硅层。

12.根据权利要求11所述的方法，其中移除所述氮化硅层包括使用氟自由基的RIE过程。