[发明专利]一种HEMT器件及其制备方法

说明书

本发明提供一种HEMT器件及其制备方法，HEMT器件包括：部分被去除的衬底层；位于所述衬底层上的外延层，外延层包括成核层，成核层与衬底层接触；源电极区和漏电极区位于外延层上方的两侧；漏电极区设置有图形化得到的空白区域，空白区域贯通外延层并延伸至衬底层被去除的部分。本发明通过衬底层的部分被去除，可以避免被去除部分的衬底层和成核层之间形成导电层，降低衬底层引入的寄生电阻，减少射频损耗；同时，利用在源漏电极区及其外延层中贯穿的空白区域，可以提高器件的散热能力，控制热效应；另外，设置衬底层为低阻硅衬底，避免高阻硅基GaN外延材料的弯曲问题，以扩展晶圆尺寸。

技术领域

本发明属于半导体集成电路制造技术领域，特别是涉及一种HEMT器件及其制备方法。

背景技术

氮化镓(GaN)技术近年来在射频和微波领域的应用引起了广泛的关注。GaN基器件在二维电子气通道中具有大带隙(Eg＝3.42eV)、高电子饱和速度(Vsat～2.7×107cm/s)、大击穿场(Ec～3.3MV/cm)和高迁移率(un～2000cm2/V-s)等优越的材料性能，是实现无线发射机前端功率放大器以实现高效率和高输出功率的优秀候选器件。此外，最近材料工程的进展允许在大规模硅衬底上生长高质量的GaN层，使实现低成本和高性能的硅上GaN(GaN-on-Silicon)器件成为可能。

然而硅与GaN外延层之间存在的较大的晶格失配和热失配是制约硅基GaN技术发展的主要瓶颈，为了解决失配问题，通常在硅衬底与GaN缓冲层之间生长较厚的渐变层或超晶格层作为成核层，但是衬底与成核层界面处易形成导电层，便引入了较大的寄生电阻和寄生电容，导致器件在高频工作状态下存在较大射频损耗，限制输出功率和效率；同时，GaNHEMT器件不仅可以使用硅衬底，还可以使用SiC衬底，SiC的热导率是硅的3倍，具有更好的导热性能，这便导致硅基GaNHEMT不得不考虑热效应问题；另外，硅基GaN射频器件使用高阻(HR)硅衬底，但是与低电阻率(LR)硅衬底相比，在HR衬底上生长高应变GaN层，其弯曲问题更为严重，弯曲问题也限制了GaN-on-Silicon技术向更大尺寸的硅衬底发展。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的，不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

鉴于以上现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种HEMT器件及其制备方法，用于解决现有技术中硅基GaNHEMT器件的射频损耗高、热效应明显的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种HEMT器件，所述HEMT器件包括：

衬底层；

外延层，所述外延层位于所述衬底层上，所述外延层包括成核层，所述成核层与所述衬底层接触；

源电极区和漏电极区，所述源电极区和所述漏电极区位于所述外延层上方的两侧；

其中，所述衬底层与所述漏电极区垂直对应的区域至少被部分去除，以形成与所述漏电极区垂直对应的缺口。

可选地，所述漏电极区设置有图形化得到的空白区域，所述空白区域贯通所述外延层并延伸至所述缺口。

可选地，所述空白区域沿平行于所述源电极区和所述漏电极区连线方向的栅宽方向的两端的所述漏电极区的宽度均大于5微米。

可选地，所述HEMT器件还包括：欧姆金属，所述欧姆金属位于所述源电极区和所述漏电极区的上方；钝化层，所述钝化层覆盖于所述外延层和所述欧姆金属上；栅电极区，所述栅电极区位于所述源电极区和所述漏电极区之间；栅金属，所述栅金属位于所述栅电极区上方。

可选地，所述衬底层为低阻硅衬底。