[发明专利]一种增强型氮化镓高电子迁移率晶体管制造方法及器件

权利要求书

1. 一种增强型氮化镓高电子迁移率晶体管制造方法，其特征是在制造增强型器件的外延结构时进行两次MOCVD外延，第一次在Si衬底上依次外延AlN/AlGaN：C/GaN/AlGaN/GaNCap，其中GaN Cap 层厚度为10nm-100nm，然后蚀刻掉栅极区域的GaN Cap层以及栅极区域的部分AlGaN层，使栅极区域的AlGaN层厚度小于其他区域的AlGaN层厚度，然后再进行第二次外延，在蚀刻后的GaN Cap层上外延P-GaN层，使得非栅极区域P-GaN层与AlGaN层不直接接触，GaN Cap层作为二次外延P-GaN层时的Mg离子扩散阻挡层，用于阻挡Mg离子向AlGaN势垒层中扩散，P-GaN层外延完成后形成P-Gate HEMT器件的外延结构，再制造器件电极，得到增强型器件。

2.根据权利要求1所述的一种增强型氮化镓高电子迁移率晶体管制造方法，其特征是具体包括以下步骤：

1）在Si衬底上外延AlN/AlGaN：C/GaN/AlGaN/GaN Cap结构，GaN Cap层厚度为10nm-100nm；

2）在器件栅极区域刻蚀掉GaN Cap层以及部分AlGaN层，其中AlGaN层总厚度为15nm-30nm，刻蚀掉的AlGaN层的厚度为5nm-10nm；

3）再次外延P-GaN层，其中P-GaN层厚度范围为60nm-120nm，Mg掺杂浓度1e19/cm³；

4）刻蚀非栅极区域的P-GaN及GaN Cap层，其中P-GaN层全部刻蚀掉，GaN Cap层保留2nm-20nm的厚度；

5）对步骤4）所得外延片进行表面钝化处理；

6）在钝化层表面光刻+ICP刻蚀定义出漏/源电极区域，溅射欧姆接触金属，刻蚀金属形成漏/源电极，RTA退火形成欧姆接触；

7）在钝化层表面光刻+ICP刻蚀定义出栅电极区域，溅射栅极金属，形成欧姆接触或肖特基接触，得到增强型氮化镓高电子迁移率晶体管。

3. 根据权利要求2所述的一种增强型氮化镓高电子迁移率晶体管制造方法，其特征是步骤4）中，通过光刻方式露出非栅极区域，然后利用ICP刻蚀机或者ALE设备刻蚀非栅极区域的P-GaN及GaN Cap层，通过时间控制刻蚀深度，使刻蚀完P-GAN后停止在GaN Cap层，剩余GaN Cap层保护AlGaN表面不被刻蚀损伤形成表面态，同时保证刻蚀离子不对AlGaN层形成注入。

4.根据权利要求2所述的一种增强型氮化镓高电子迁移率晶体管制造方法，其特征是步骤5）中，钝化的方式包括：利用ALD对外延片进行表面N等离子体处理，激活GaN悬挂键，同时淀积Al₂O₃薄膜，厚度为2nm-10nm；或者使用PECVD或LPCVD做表面处理同时淀积SiN薄膜，以钝化GaN表面。

5. 一种增强型氮化镓高电子迁移率晶体管器件，其特征是Si衬底上具有AlN/AlGaN：C/GaN/AlGaN/GaN Cap/P-GaN结构以及电极，所述器件根据权利要求1-4任一项所述的制造方法制造，所述GaN Cap层覆盖AlGaN除栅极区域以外的其他区域，且栅极区域的AlGaN层的厚度小于其他区域的AlGaN层的厚度。