[发明专利]氮化镓半导体器件及其制备方法

说明书

本发明涉及半导体材料技术领域，提供一种氮化镓半导体器件包括：氮化镓外延层；以及，设置于所述氮化镓外延层上的氮化硅和等离子体增强正硅酸乙脂复合介质层；设置于所述复合介质层上的源极、漏极和栅极，所述源极、漏极和栅极分别贯穿所述复合介质层与所述氮化镓外延层连接；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，以及设置于所述绝缘层上的场板金属层。本发明的氮化镓半导体器件不易出现击穿氮化铝镓层的现象，进而避免了出现氮化镓半导体器件的漏电以及击穿的问题，有效的保护了氮化镓半导体器件，增强了氮化镓半导体器件的可靠性。

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半导体器件及其制备方法。

背景技术

氮化镓具有大禁带宽度、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，从而可以采用氮化镓制作半导体材料，而得到氮化镓半导体器件。

现有技术中，氮化镓半导体器件的制备方法为：在氮化镓外延层的表面上形成氮化硅层，在氮化硅层上刻蚀出源极接触孔和漏极接触孔，源极接触孔和漏极接触孔内沉积金属，从而形成源极和漏极；再刻蚀氮化硅层以及氮化镓外延层中的氮化铝镓层，形成一个凹槽，在凹槽中沉积金属层，从而形成栅极；然后沉积二氧化硅层以及场板金属层，从而形成氮化镓半导体器件。

然而现有技术中，由于电场密度较大，从而会造成氮化镓半导体器件的漏 电以及击穿的问题，进而会损坏氮化镓半导体器件，降低氮化镓半导体器件的 可靠性。进一步地，为了获得高性能的氮化镓晶体管，导通电阻的改善是非常 重要的。总的导通电阻中，80％的电阻是非栅区和栅区电阻，20％的电阻是欧姆 接触和间接连接的电阻。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种氮化镓半导体器件，其特征在于，包括：氮化镓外延层；以及，

设置于所述氮化镓外延层上的复合介质层；

设置于所述复合介质层上的源极、漏极和栅极，所述源极、漏极和栅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，所述栅极与所述氮化镓外延层之间具有栅介质层；

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与所述源极连接。

本发明还提供这种具有倒梯形栅极的氮化镓半导体器件的制备方法，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，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；

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，形成栅极接触孔，其中，所述栅极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；

在所述栅极接触孔内先沉积氮化硅作为栅介质层；然后再在所述栅介质层上、所述栅极接触孔的外边缘沉积第二金属件，以获得栅极，此时获得第二组件；

在所述第二组件的表面沉积一层绝缘层；