[发明专利]一种GaN HEMT器件的制作方法

说明书

本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种GaN HEMT器件的制作方法，包括以下步骤：S1、在GaN HEMT结构上形成P型GaN栅极区域和P型GaN空穴注入极区域；S2、源漏欧姆接触制备；S3、在GaN HEMT结构上形成有源隔离区；S4、通过光刻显影方式打开空穴注入极区域，淀积金属Ni并剥离；S5、将金属Ni氧化形成NiO空穴注入极；S6、通过光刻显影方式打开栅极区域，在栅极区域制备栅极；S7、通过光刻显影方式打开栅极、源极、漏极及空穴注入极区域，连通漏极与NiO空穴注入极，并分别对栅极、源极、漏极进行加厚。本发明在栅极与漏极之间增加空穴注入极，空穴被注入到AlGaN势垒层表面来补偿被陷阱俘获的电子，从而降低了沟道二维电子气的耗尽，增强器件抗电流崩塌能力。

技术领域

本发明属于半导体制造技术领域，具体涉及一种GaN HEMT器件的制作方法。

背景技术

GaN材料以其较宽的禁带宽度使其为基底的GaN HEMT器件具备高的击穿电压、高的电流密度及低的导通电阻，是现代电力传输系统的核心器件。GaN HEMT作为电力电子器件的首要条件是增强型工作模式，科研界和产业界的热点为具有P型GaN栅极的GaN HEMT器件，具体做法是在栅极金属和AlGaN势垒层之间插入一层P型GaN层，通过PN内建电场将下方AlGaN/GaN异质结界面处的三角形势阱抬高至费米能级之上，从而形成增强型沟道。随着研究的深入，P型GaN栅极技术也遇到了瓶颈。在以上工艺技术中，需要使用干法刻蚀移除栅极以外区域的P型GaN，等离子体轰击不可避免的在栅极与源、漏极区域之间的AlGaN势垒层表面产生缺陷，缺陷的产生会加速器件工作在高压下时栅极电子注入到AlGaN势垒层表面，进而产生电流崩塌现象，特别是应用于高压大电流下的GaN电力电子器件时，电流崩塌现象非常明显。因此迫切需要提高器件的抗电流崩塌能力。

提高具有P型GaN栅极的增强型GaN HEMT器件的抑制电流崩塌能力，业界常用的方法有以下四种：一、优化外延生长条件，降低GaN缓冲层和AlGaN势垒层中的缺陷密度；二、改进和优化刻蚀方法，减小刻蚀栅极区域之外P型GaN时对保留AlGaN势垒层表面所产生的损伤；三、在栅极和漏极之间的高场区域引入P型GaN电极，用于在高场下向AlGaN表面注入空穴来降低沟道电子流失，达到抑制电流崩塌的作用；四、使用GaN衬底来取代Si衬底，降低晶格失配，提高外延结构质量。但是以上方法，在工艺上实现难度较高，而且对并不明显。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大大提升增强型器件抑制电流崩塌能力的制作方法。

为达到上述要求，本发明采取的技术方案是：提供一种GaN HEMT器件的制作方法，包括以下步骤：

S1、在表面包含P型GaN层的GaN HEMT结构上形成P型GaN栅极区域和P型GaN空穴注入极区域；

S2、在形成栅极区域和空穴注入极区域的GaN HEMT结构上制备源极和漏极，所述空穴注入极区域位于源极和漏极之间；

S3、在具备源极和漏极的GaN HEMT结构上形成有源隔离区；

S4、在形成有源隔离区的GaN HEMT结构上通过光刻显影方式打开所述空穴注入极区域，在所述GaN HEMT结构表面淀积一层金属Ni，并剥离空穴注入极区域之外的金属Ni；

S5、对剥离完金属Ni的GaN HEMT结构进行氧化处理，将金属Ni氧化形成NiO空穴注入极；

S6、在具有NiO空穴注入极的GaN HEMT结构上通过光刻显影方式打开所述栅极区域，在栅极区域制备栅极；

S7、通过光刻显影方式打开栅极、源极、漏极及空穴注入极区域，连通漏极与NiO空穴注入极，并分别对栅极、源极、漏极进行加厚。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：