[发明专利]一种HEMT器件及其制作方法有效

专利信息
申请号: 202011485724.1 申请日: 2020-12-16
公开(公告)号: CN112614886B 公开(公告)日: 2022-11-22
发明(设计)人: 尹雪兵;李成果;曾巧玉;葛晓明;陈志涛 申请(专利权)人: 广东省科学院半导体研究所
主分类号: H01L29/778 分类号: H01L29/778;H01L29/06;H01L21/336
代理公司: 北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙) 11463 代理人: 张欣欣
地址: 510651 广*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 hemt 器件 及其 制作方法
【权利要求书】:

1.一种HEMT器件,其特征在于,所述HEMT器件包括衬底、缓冲层、台面层以及电极,所述衬底、所述缓冲层、所述台面层以及所述电极由下至上逐层连接;其中,

所述台面层的宽度由下至上逐渐变宽,且所述台面层的两侧与所述缓冲层形成向中间位置凹陷的凹槽,且所述电极与所述台面层的侧壁不接触;所述电极包括栅电极,所述栅电极在所述台面层边缘断开,并在所述台面层两侧的分别形成第一沉积层和第二沉积层,所述第一沉积层和所述第二沉积层位于所述缓冲层上方并与所述缓冲层连接;

所述台面层包括沟道层与势垒层,所述缓冲层、所述沟道层、所述势垒层以及所述电极由下至上逐层连接,且所述沟道层与所述势垒层的界面上形成二维电子气;

所述缓冲层的材料包括GaN,所述沟道层的材料包括GaN,所述势垒层的材料包括AlGaN;

所述凹槽是通过以下方法形成的凹槽:利用刻蚀工艺刻蚀所述台面层与部分所述缓冲层,并通过ICP刻蚀工艺的方式,使得所述台面层的两侧与所述缓冲层形成所述凹槽;

所述HEMT器件还包括钝化层与连接结构,所述钝化层填充于所述凹槽内且所述钝化层覆盖于所述缓冲层、所述台面层、所述电极、所述第一沉积层和所述第二沉积层的表面,所述连接结构穿过所述钝化层并与所述电极连接;所述钝化层的材料为SiN,并采用等离子体增强化学的气相沉积法沉积,使SiN膜沿着所述侧壁生长,进而覆盖所述凹槽。

2.如权利要求1所述的HEMT器件,其特征在于,所述缓冲层包括第一区域与除第一区域以外的第二区域,所述第一区域的表面高于所述第二区域的表面,所述台面层与所述缓冲层的第一区域连接,所述台面层与所述第一区域的两侧形成向中间位置凹陷的凹槽。

3.如权利要求2所述的HEMT器件,其特征在于,所述电极包括栅电极,所述台面层的表面与所述第二区域的表面之间的高度差大于所述栅电极的厚度。

4.如权利要求2所述的HEMT器件,其特征在于,所述台面层的表面与所述第二区域的表面之间的高度差为300-600nm,所述台面层两侧的倾斜角度为30°~80°。

5.一种HEMT器件制作方法,其特征在于,所述方法包括:

提供一衬底;

沿所述衬底依次生长缓冲层与台面层;所述台面层包括沟道层与势垒层,所述缓冲层、所述沟道层和所述势垒层由下至上逐层连接,且所述沟道层与所述势垒层的界面上形成二维电子气;

利用刻蚀工艺刻蚀所述台面层与部分所述缓冲层,并通过ICP刻蚀工艺的方式,以使所述台面层的宽度由下至上逐渐变宽,且所述台面层的两侧与所述缓冲层形成向中间位置凹陷的凹槽;

沿所述台面层的表面制作电极,且所述电极与所述台面层的侧壁不接触;所述电极包括栅电极,所述栅电极在所述台面层边缘断开,并在所述台面层两侧分别形成第一沉积层和第二沉积层,所述第一沉积层和所述第二沉积层位于所述缓冲层上方并与所述缓冲层连接;沿所述缓冲层、所述台面层、所述电极、所述第一沉积层和所述第二沉积层的表面沉积钝化层,其中,所述钝化层还填充于所述凹槽内,所述钝化层的材料为SiN,并采用等离子体增强化学的气相沉积法沉积,使SiN膜沿着所述侧壁生长,进而覆盖所述凹槽;

对所述钝化层进行开孔,并形成露出所述电极的连接孔;

沿所述连接孔沉积连接结构,其中,所述连接结构通过所述连接孔与所述电极连接;

其中,所述缓冲层的材料包括GaN,所述沟道层的材料包括GaN,所述势垒层的材料包括AlGaN。

6.如权利要求5所述的HEMT器件制作方法,其特征在于,所述沿所述台面层的表面制作电极的步骤包括:

利用光刻与电子束蒸发工艺制作源电极与漏电极,并形成欧姆接触;

利用光刻与电子束蒸发工艺制作栅电极,且制作所述栅电极的金属长度大于所述台面层的表面宽度。

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