[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，所述复合介质层的厚度为2000埃；

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，所述源极和漏极包括第一金属层；所述第一金属层从下至上依次包括：第一钛金属层、铝金属层、第二钛金属层和氮化钛层；其中，所述第一钛金属层的厚度为200埃，所述铝金属层的厚度为1200埃，所述第二钛金属层的厚度为200埃，所述氮化钛层的厚度为200埃；其中，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；

在所述绝缘层上形成开孔，所述栅极具有凸出部，所述开孔的宽度小于所述凸出部的宽度；

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。

2.一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，所述复合介质层的厚度为2000埃；

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，所述源极和漏极包括第一金属层；所述第一金属层从下至上依次包括：第一钛金属层、铝金属层、第二钛金属层和氮化钛层；其中，所述第一钛金属层的厚度为200埃，所述铝金属层的厚度为1200埃，所述第二钛金属层的厚度为200埃，所述氮化钛层的厚度为200埃；

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，所述栅极接触孔贯穿所述复合介质层、所述氮化铝镓层；

在所述栅极接触孔和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；其中栅极的一部分突出于所述复合介质层顶部，所述栅极贯穿所述氮化铝镓层与所述氮化镓层连接；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。

3.根据权利要求2所述一种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。

4.根据权利要求2所述一种氮化镓半导体器件的制备方法，所述栅极由第二金属组成，所述第二金属为Ni、Au合金。