[发明专利]氮化镓半导体器件及其制备方法

权利要求书

1.一种氮化镓半导体器件，其特征在于，包括：

氮化镓外延层，所述氮化镓外延层包括硅衬底以及设置于所述硅衬底表面的氮化镓层、设置于所述氮化镓层表面的氮化铝镓层；以及，

设置于所述氮化镓外延层上的复合介质层，所述复合介质层材质为氮化硅和等离子体增强正硅酸乙脂；

设置于所述复合介质层上的源极、漏极和栅极，所述源极、漏极分别贯穿所述复合介质层与所述氮化镓外延层连接；其中，所述栅极的一部分贯穿所述复合介质层、并伸入所述氮化镓外延层中，而栅极的另一部分突出于所述复合介质层顶部形成凸出部；所述栅极包括并列相连的长短两个部分构成的呈现不对称的“异型”栅极，所述栅极较短的部分为增强型第一栅部、较长的部分为耗尽型第二栅部，所述第一栅部、第二栅部均贯穿所述复合介质层与所述氮化镓外延层连接；所述第二栅部往下延伸入所述氮化铝镓层中，所述第二栅部底端到所述氮化铝镓层底部的距离为整个所述氮化铝镓层厚度的一半；所述第一栅部的宽度不小于所述第二栅部的宽度；

设置于所述源极、漏极和栅极以及所述复合介质层上的绝缘层，所述绝缘层的材质为二氧化硅；

还包括设置于所述绝缘层上的场板金属层，所述场板金属层贯穿所述绝缘层，所述场板金属层通过连接孔与所述源极连接，所述连接孔的宽度小于所述凸出部的宽度；

还包括设置在所述复合介质层上的若干个浮空场板，所述浮空场板贯穿所述介质层与所述氮化镓外延层连接，所述浮空场板独立设置于所述源极、漏极之间并呈现环状，每个浮空场板的高度为0.25～6微米。

2.根据权利要求1所述氮化镓半导体器件，其特征在于，所述复合介质层的厚度为2000埃。

3.一种氮化镓半导体器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供一氮化镓外延层，其中，所述氮化镓外延层包括由下而上依次设置的硅衬底层、氮化镓层和氮化铝镓层；

在所述氮化镓外延层表面沉积氮化硅和等离子体增强正硅酸乙脂，形成复合介质层；

源极接触孔和漏极接触孔的获得：刻蚀所述复合介质层，以形成相互独立的源极接触孔和漏极接触孔，所述源极接触孔、所述漏极接触孔贯穿所述复合介质层到达所述氮化铝镓层；在所述源极接触孔和所述漏极接触孔内、以及所述复合介质层的表面上，沉积第一金属，以获得源极、漏极；

对所述第一金属进行光刻和刻蚀，形成欧姆接触电极窗口；此时获得第一组件；

对所述第一组件进行高温退火处理，以使得容置在所述源极接触孔和所述漏极接触孔内的所述第一金属形成合金并与所述氮化铝镓层进行反应；

栅极接触孔的获得：通过所述欧姆接触电极窗口，对所述复合介质层和所述氮化铝镓层进行干法刻蚀，形成第一接触孔和第二接触孔，且所述第二接触孔的底部与所述氮化铝镓层的底部之间具有预设距离，所述预设距离为所述氮化铝镓层的厚度的一半；

在所述第一接触孔、第二接触孔内、所述栅极接触孔的外边缘同时沉积第二金属件，获得第一栅部、第二栅部以形成栅极，所述栅极的一部分贯穿所述复合介质层、并伸入所述氮化镓外延层中，而栅极的另一部分突出于所述复合介质层顶部形成凸出部，此时获得第二组件；所述栅极包括并列相连的长短两个部分构成的呈现不对称的“异型”栅极，所述栅极较短的部分为增强型第一栅部、较长的部分为耗尽型第二栅部，所述第一栅部、第二栅部均贯穿所述复合介质层与所述氮化镓外延层连接，所述第二栅部往下延伸入所述氮化铝镓层中，所述第二栅部底端到所述氮化铝镓层底部的距离为整个所述氮化铝镓层厚度的一半，其中所述第一栅部的宽度不小于所述第二栅部的宽度；

在所述第二组件的表面沉积一层绝缘层；

在所述绝缘层上进行干法刻蚀，以形成开孔，所述开孔与所述源极接触孔对应；

在所述开孔以及所述绝缘层上沉积场板金属层，所述场板金属层的投影至少覆盖所述开孔、以及从所述源极接触孔至所述栅极接触孔之间的区域，使所述场板金属层通过连接孔与所述源极连接，所述连接孔的宽度小于所述凸出部的宽度；

在所述复合介质层上制备若干个浮空场板，所述浮空场板贯穿所述介质层与所述氮化镓外延层连接，所述浮空场板独立设置于所述源极、漏极之间并呈现环状，每个浮空场板的高度为0.25～6微米。

4.根据权利要求3所述氮化镓半导体器件的制备方法，其特征在于，所述高温退火处理步骤为：在保护氛围下，在840～850℃的温度下保持30～60秒。