[发明专利]氮化镓基GaN功率集成电路制造工艺

摘要

本发明公布了一种氮化镓基GaN功率集成电路制造工艺。本发明采用感应耦合等离子刻蚀技术ICP各向异性刻蚀，切断高压区域与低压区域的电流通道，实现上述区域的电隔离。利用自对准等离子刻蚀技术RIE，在金属栅Ni/Au正下面的AlGaN势垒区域形成带负电荷的F-离子层，耗尽异质结中高密度的二维电子气，将耗尽型的沟道转变成增强型，AlGaN/GaNHEMTs器件特性成为常关型。借助外延层GaN/硅衬底的Resurf耐压结构和表面源场板，优化高压器件漂移区的电场分布与设计器件的偏移区，屏蔽密勒电容Cgd对器件频率响应的影响，获得可作为高速开关应用的常关型氮化镓基AlGaN/GaNHEMTs高压器件。

主权项

一种氮化镓基GaN功率集成电路制造工艺，其特征在于包括如下步骤：准备清洗硅衬底的AlGaN/GaN宽禁带材料样品；采用感应耦合等离子刻蚀设备STS‑RIE，各向异性刻蚀包含二维电子气通道的厚度20nm约为AlGaN层，形成台面隔离结构；自对准电子束蒸发Ti/Al/Ni/Au多层金属，源漏图形化剥离和RTA快速热退火，形成HEMTs器件的源漏欧姆接触和高压肖特基二极管的负极；自对准RIE等离子刻蚀与电子束蒸发金属Ni/Au和炉退火修复工艺，形成增强型HEMTs器件的Ni/Au金属栅；自对准电子束蒸发金属Ni/Au，栅图形化剥离，形成耗尽性器件的Ni/Au金属栅与高压肖特基二极管的正极；PECVD高低频13.56MHz/384KHz交替低温生长低应力的SiN复合介质层，覆盖器件有源区；电子束蒸发金属Ni/Au，作为器件的金属引线，和高压HEMTs器件的源极金属场板。