[发明专利]一种带有场板的GaN-HEMT芯片的制作工艺

说明书

本发明提供一种带有场板的GaN‑HEMT芯片的制作工艺，由GaN外延片为原材料，其中所述的制造工艺为：在衬底上低温生长氮化镓作为缓冲层，在缓冲层上进行HEMT结构生长，首先生成数微米厚度的高温GaN外延层，再在GaN外延层上生长AlXGa1‑XN薄层，AlGaN和GaN界面GaN一侧会形成二维电子气（2DEG），2DEG是HEMT器件的导电层；优点为：本发明有效抑制电流崩塌、提升击穿电压。

技术领域

本发明涉及GaN-HEMT芯片领域，尤其是涉及一种带有场板的GaN-HEMT芯片的制作工艺。

背景技术

半导体芯片的发明是二十世纪的一项创举，使人类相继进入了电子工业时代和信息化时代。综合利用多种半导体材料和器件功能制备而成的微波集成电路是当前发展各种高科技武器的重要支柱，广泛用于各种先进的战术导弹、电子战、通信系统、陆海空基的各种先进的相控阵雷达 ( 特别是机载和星载雷达 ) ；在民用商业的移动电话、无线通信、个人 卫星通信网、全球定位系统、直播卫星接收和毫米波自动防撞系统等方面已形成正在飞速 发展的巨大市场。与第一代半导体材料 Si 及第二代半导体材料 GaAs、InP 相比，GaN具有更大的禁带宽度、更高的电子饱和漂移速度、更高的击穿电压和较高的热导率等特点。GaN 基微电子材料和器件的研究和开发已成为世界各国竞相占领的高科技制高点，是半导体科学、材料 科学、高温电子学、超过兆瓦的固态功率电子学、高功率密度射频电子学的前沿研究领域。

发明内容

本发明的目的在于为解决现有技术的不足，而提供一种带有场板的GaN-HEMT芯片的制作工艺。

本发明新的技术方案是：一种带有场板的GaN-HEMT芯片的制作工艺，由GaN外延片为原材料，所述的制造工艺为：

1）在衬底上低温生长氮化镓作为缓冲层，在缓冲层上进行HEMT结构生长，首先生成数微米厚度的高温GaN外延层，再在GaN外延层上生长AlXGa1-XN薄层，AlGaN和GaN界面GaN一侧会形成二维电子气（2DEG），2DEG是HEMT器件的导电层；

2）MESA光刻：首先在外延片表面涂一层光刻胶，将MESA光刻板覆在光刻胶上进行曝光，光刻胶曝光后性状发生改变，多余光刻胶通过显影和去胶工艺去除；光刻胶上形成了MESA光刻板上同样的的图案；然后使用ICP刻蚀机对覆有光刻胶的外延片进行ICP刻蚀，未被光刻胶保护的区域会被刻蚀出设定的深度，其深度在2DEG以下；

3）SD电极制作：首先在MESA后的外延片上涂一层光刻胶，用SD光刻板在MESA后的外延片上形成SD电极的图形，然后进行金属淀积，金属淀积以后进行撕金操作去除多余的金属，去除多余的光刻胶，最后进行快速退火处理，形成欧姆接触后即完成SD电极的制作；

4）G极制作：采用步骤3）同样的工序制作G极金属，在G电极与AlGaN之间形成肖特基接触，则完成G极制作；

5）加钝化层：以等离子增强化学气相沉积（PECVD）方式在氮化镓铝层外层形成一层钝化层，钝化层厚度高于S、D电极的高度；定点刻蚀覆盖于电极区上方的钝化层，露出钝化层；

6）加场板：在钝化层上涂一层光刻胶，用SD光刻板在MESA后的外延片上形成SD电极的图形，然后进行金属淀积，金属淀积以后进行撕金操作去除多余的金属，最后去除多余的光刻胶。

所述的步骤3）中一般采用钛铝金属体系制作金属-半导体欧姆接触。

所述的步骤4）中G极金属使用镍金金属体系。

所述的S极、D极与AlGaN的连接为欧姆接触，G极与AlGaN的连接为肖特基接触的宽禁带半导体器件。

所述步骤5）中钝化层的成分是氮化硅。