[发明专利]氧化镓场效应晶体管及其制备方法

说明书

本发明适用于半导体制造技术领域，提供了一种氧化镓场效应晶体管及其制备方法，该制备方法包括：在衬底上外延制备n型掺杂氧化镓沟道层，并在n型掺杂氧化镓沟道层上沉积源电极和漏电极；在n型掺杂氧化镓沟道层上未被源电极和漏电极覆盖的位置刻蚀成一斜面，获得样品；在样品上未被源电极和漏电极覆盖的表面上生长介质层；在介质层的斜面上制备栅电极。通过刻蚀斜面的方式，可以使栅电极处于一个斜面上，栅电极靠近漏极的端点处角度变大，栅电极下尖峰电场被有效的抑制，电场分布更加均匀，从而大幅提升氧化镓场效应晶体管的击穿电压，提高氧化镓场效应晶体管的导通特性。

技术领域

本发明属于半导体制造技术领域，尤其涉及一种氧化镓场效应晶体管及其制备方法。

背景技术

氧化镓是一种超宽禁带电力电子器件。超宽禁带氧化镓作为一种新的半导体材料，在击穿场强、巴利加优值和成本等方面优势突出。巴利加优值用于表征材料适合功率器件的程度。超宽禁带氧化镓功率器件与氮化镓和碳化硅器件在相同耐压情况下，导通电阻更低，功耗更小，并且能够极大地降低器件工作时的电能损耗。

然而，目前制造的氧化镓Ga₂O₃场效应晶体管器件虽然可以通过提高Ga₂O₃晶体材料质量、优化器件制作工艺等方法提高Ga₂O₃场效应晶体管器件的性能，但是Ga₂O₃场效应晶体管器件的击穿电压和导通特性还远低于材料预期值。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种氧化镓场效应晶体管及其制备方法，以提高Ga₂O₃场效应晶体管器件的击穿电压和导通特性。

本发明实施例的第一方面提供了一种氧化镓场效应晶体管的制备方法，包括：

在衬底上外延制备n型掺杂氧化镓沟道层，并在所述n型掺杂氧化镓沟道层上沉积源电极和漏电极；

在所述n型掺杂氧化镓沟道层上未被所述源电极和所述漏电极覆盖的位置刻蚀一斜面，获得样品；

在所述样品上未被所述源电极和所述漏电极覆盖的表面上生长介质层；

在所述介质层的斜面上制备栅电极。

在一实施例中，所述在衬底上外延制备n型掺杂氧化镓沟道层，包括：

在衬底上生成未掺杂的氧化镓层；

在所述未掺杂的氧化镓层上外延n型掺杂氧化镓沟道层。

在一实施例中，所述n型掺杂氧化镓沟道层中的掺杂金属为硅、锡或者锗，掺杂浓度为1.0×10¹⁵cm^-3至1.0×10²⁰cm^-3；

所述n型掺杂氧化镓沟道层的厚度为10nm至1000nm。

在一实施例中，所述衬底包括高阻氧化镓衬底、半绝缘碳化硅衬底、氧化镁衬底或者蓝宝石衬底中任一种。

在一实施例中，所述在所述n型掺杂氧化镓沟道层上沉积源电极和漏电极，包括：

在所述n型掺杂氧化镓沟道层上的两端通过电子束蒸发沉积源电极和漏电极。

在一实施例中，所述在所述n型掺杂氧化镓沟道层上未被所述源电极和所述漏电极覆盖的位置刻蚀一斜面，获得样品，包括：

在沉积了所述源电极和所述漏电极的样品表面制备光刻图形，所述光刻图形中显影区域为与所述源电极对应的光刻胶相邻的区域；

对所述光刻图形中显影区域的光刻胶进行烘烤和回流处理，得到一斜面；