[发明专利]形成场效应晶体管的方法

说明书

公开了形成场效应晶体管的方法。该方法包括以下步骤：利用低压化学气相沉积(LPCVD)技术在半导体层上沉积第一氮化硅(SiN)膜；利用等离子体辅助化学气相沉积(p‑CVD)技术在第一SiN膜上沉积第二SiN膜；在第二SiN膜上制备光阻剂掩模，光阻剂掩模具有位于与栅电极对应的位置处的开口；在光阻剂掩模中的开口的部分中连续地干法蚀刻第二SiN膜和第一SiN膜，以形成第一SiN膜中的开口和第二SiN膜中的开口，第一SiN膜中的开口和第二SiN膜中的开口使半导体层露出；以及利用栅电极至少填充第一SiN膜中的开口。本工艺的特征在于，第一SiN膜中的开口相对于半导体层具有倾斜侧部并从半导体层逐渐变宽。

技术领域

本发明涉及形成场效应晶体管(FET)的方法，具体地说，本发 明涉及形成FET的栅电极的方法。

背景技术

美国专利US2012/119260A1公开了一种在半导体层上形成电极 的工艺。该美国专利所公开的工艺首先在半导体层上沉积衬底绝缘 膜，然后在衬底绝缘膜中形成开口，以部分地露出半导体层。然后， 使称为第一绝缘膜的另一绝缘膜覆盖衬底绝缘膜的整个表面以及在 衬底绝缘膜中的开口中露出的半导体层的表面。然后，使称为第二绝 缘膜的另一绝缘膜覆盖第一绝缘膜的整个表面，其中第一绝缘膜和第 二绝缘膜的截面反映衬底绝缘膜中的开口的形状。将第一绝缘膜和第 二绝缘膜部分地蚀刻以形成开口，从而使半导体层在该开口中露出而 保留在衬底绝缘膜的开口的侧部中，以形成半导体层的倾斜侧部。电 极填充第一绝缘膜和第二绝缘膜的开口。

日本专利申请公开No.JP2013-077621A公开了一种主要由化合 物半导体材料制成的半导体器件。该日本专利申请公开所公开的半导 体器件设置有位于碳化硅(SiC)的衬底上的半导体叠层、半导体叠 层上的设置有开口的氮化硅(SiN)钝化膜以及填充钝化膜中的开口 的栅电极。通过湿法蚀刻钝化膜来形成开口，以使开口的侧部相对于 半导体叠层倾斜。

另一个日本专利申请公开No.JP2013-222939A公开了一种半导 体器件类型的高电子迁移率晶体管(HEMT)，HEMT设置有位于栅 电极中的凸缘。凸缘不与半导体叠层直接接触，并表现出缓和集中在 栅电极边缘的场强的作用。在该日本专利申请公开中公开的一个实施 例中的HEMT设置有具有两个部分的凸缘，其中一个部分设置在作 为第一绝缘膜的SiN钝化膜上，而另一个部分设置在由氧化铪(HfO) 制成的第二绝缘膜上。具有两个或更多个部分的凸缘可以增强用于缓 和或扩散栅电极的场强的作用。

FET的栅电极优选地具有随着远离半导体层而宽度逐渐增大的 截面，以缓和集中在电极边缘上的场强，并减小漏电流崩塌。上述现 有专利文献提出了各种技术，这些技术用于形成钝化膜中的开口的相 对于半导体表面倾斜的侧部，并形成不与半导体层直接接触的凸缘。 然而，因为这些工艺表现出复杂性，并固有地使开口的侧部的倾斜角 较大地扩大，因此这些工艺是不可靠的。

发明内容

本发明的一个方面涉及形成设置有栅电极的场效应晶体管 (FET)的方法。本发明的方法包括以下步骤：(a)利用低压化学气相 沉积(LPCVD)技术在半导体层上沉积第一氮化硅(SiN)膜；(b)利用 等离子体辅助化学气相沉积(p-CVD)技术在所述第一SiN膜上沉积第二SiN膜；(c)在所述第二SiN膜上制备光阻剂掩模，其中所述光 阻剂掩模具有位于与所述栅电极对应的位置处的开口；(d)在所述光 阻剂掩模中的所述开口的部分中连续地干法蚀刻所述第二SiN膜和 所述第一SiN膜，以形成所述第一SiN膜中的开口和所述第二SiN 膜中的另一开口，所述第一SiN膜中的所述开口和所述第二SiN膜 中的所述开口使所述半导体层露出；以及(e)利用所述栅电极至少填 充所述第一SiN膜中的所述开口。本发明的工艺的特征在于所述第 一SiN膜中的所述开口相对于所述半导体层具有倾斜的侧部并从所 述半导体层逐渐变宽。

附图说明

参考附图并阅读本发明的优选实施例的以下详细描述将能够更好 地理解上述和其它目的、方面和优点，其中：