[发明专利]高电子场效应晶体管及其制作方法

说明书

本发明公开了一种高电子场效应晶体管及其制作方法，所述制作方法包括：制备无凹栅槽的HEMT器件，包括：半导体衬底：位于所述半导体衬底表面的缓冲层；位于所述缓冲层背离所述半导体衬底一侧的势垒层；以及位于所述势垒层背离所述缓冲层一侧的钝化层；对所述钝化层进行刻蚀，形成露出所述势垒层的第一窗口；在所述第一窗口露出的所述势垒层表面形成氧化层；基于所述第一窗口刻蚀去除所述氧化层以及部分所述势垒层。应用本发明提供的技术方案，可以有效提高AlGaN/GaN HEMT凹栅槽刻蚀重复性以及平整度，降低刻蚀随机性，提高器件性能。

技术领域

本申请涉及半导体器件及其制作工艺技术领域，更具体的说，涉及一种高电子场效应晶体管(HEMT)及其制作方法。

背景技术

AlGaN/GaN高电子场效应晶体管(HEMT)凭借其宽禁带、高临界雪崩击穿电场强度、高电子饱和漂移速度、高热导率等特点，已经成为高温、高频、高功率密度和高效率等领域的研究热点，被认为是当前最理想的微波功率器件。

在AlGaN/GaN HEMT中，采用凹栅槽结构可以有效提高AlGaN/GaN HEMT的栅调控能力，对器件能否获得大电流输出能力、良好跨导特性以及肖特基特性起到决定性作用。但是栅槽刻蚀会造成AlGaN表面损伤，导致栅极漏电增大，降低器件击穿电压。同时还降低二维电子气的密度和迁移率，导致器件的性能降低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高电子场效应晶体管及其制作方法，可以有效提高AlGaN/GaN HEMT凹栅槽刻蚀重复性以及平整度，降低刻蚀随机性，提高器件性能。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高电子场效应晶体管的制作方法，所述制作方法包括：

制备无凹栅槽的HEMT器件，包括：半导体衬底：位于所述半导体衬底表面的缓冲层；位于所述缓冲层背离所述半导体衬底一侧的势垒层；以及位于所述势垒层背离所述缓冲层一侧的钝化层；

对所述钝化层进行刻蚀，形成露出所述势垒层的第一窗口；

在所述第一窗口露出的所述势垒层表面形成氧化层；

基于所述第一窗口刻蚀去除所述氧化层以及部分所述势垒层。

优选的，在上述的制作方法中，对所述钝化层进行刻蚀的方法包括：

在所述钝化层背离所述势垒层的一侧表面形成电子束光刻胶层；

通过光刻工艺，在所述光刻胶层形成第二窗口；

基于所述第二窗口，对所述钝化层进行刻蚀，形成所述第一窗口。

优选的，在上述的制作方法中，所述势垒层包括：位于所述缓冲层背离所述半导体衬底一侧的AlGaN势垒层以及位于所述AlGaN势垒层背离所述缓冲层一侧表面的GaN帽层；

在所述第一窗口露出的所述势垒层表面形成氧化层的方法包括：

基于所述钝化层以及所述光刻胶层，在所述势垒层表面形成所述氧化层。

优选的，在上述的制作方法中，基于O₂等离子体，在所述势垒层表面形成所述氧化层。

优选的，在上述的制作方法中，基于所述第一窗口刻蚀去除所述氧化层以及部分所述势垒层的方法包括：

基于所述钝化层以及所述光刻胶层，刻蚀去除所述氧化层以及部分所述势垒层。

优选的，在上述的制作方法中，采用Cl₂和BCl₃气体，刻蚀去除所述氧化层以及部分所述势垒层。

优选的，在上述的制作方法中，还包括：在刻蚀去除所述氧化层以及部分所述势垒层后，去除所述光刻胶层。