[发明专利]高电子迁移率晶体管及其制造方法

说明书

本申请实施例公开了一种高电子迁移率晶体管及其制造方法，方法包括：提供晶圆，在该晶圆的上端面采用光刻刻蚀工艺形成栅极槽，并在该栅极槽的上端面沉积栅极金属和钝化层，采用光刻刻蚀工艺形成栅极；采用回刻工艺在该栅极两侧形成自对准工艺所需的栅极侧墙；沉积源极和漏极金属层，使得该源极和漏极金属层覆盖该钝化层以及该侧墙，得以自对准形成源漏接触，刻蚀该源极和漏极金属层，以形成源极和漏极，得到该高电子迁移率晶体管。通过设置于栅极上方的钝化层以及栅极两侧的侧墙，将栅极与源极和漏极隔离开，缩小栅极尺寸的同时，缩小栅极与源漏极之间的距离，以此缩小高电子迁移率晶体管HEMT的尺寸，减少寄生电阻，提升HEMT器件性能。

技术领域

本申请涉及本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种高电子迁移率晶体管(HEMT，High Electron Mobility Transistor)及其制造方法。

背景技术

继第一代Ge、Si半导体材料和第二代GaAs、InP化合物半导体材料之后，GaN(氮化镓)作为第三代半导体材料，以高击穿场强、高热稳定性、高电子饱和漂移速度等出色的性能在集成器件制作领域有着广泛的应用。AlGaN/GaN(氮化铝镓/氮化镓)半导体异质结构，在界面处产生具有很高载流子浓度和迁移率的二维电子气(2DEG，Two-DimensionalElectron Gas)，被认为是制作高功率射频器件和耐高压开关器件的最佳材料。

目前，在制作HEMT的栅极以及源漏极时，使用常规光刻工艺会使得源漏极与栅极之间的距离较大而且稳定性受到套刻偏差的限制，从而导致高电子迁移率晶体管HEMT器件尺寸较大，而且寄生电阻较大，影响器件性能。

发明内容

本申请实施例提供了一种高电子迁移率晶体管及其制造方法。通过将光刻工艺与自对准技术相结合，进一步缩小HEMT器件尺寸。

第一方面，一种高电子迁移率晶体管制造方法，其特征在于，所述方法包括：

提供晶圆，在所述晶圆的上端面采用光刻刻蚀工艺形成栅极槽，并在所述栅极槽的上端面沉积栅极金属和钝化层，采用光刻刻蚀工艺形成栅极；

采用回刻工艺在所述栅极外表面形成自对准工艺所需的栅极侧墙；

沉积源极和漏极金属层，使得所述源极和漏极金属层覆盖所述钝化层以及所述侧墙，得以自对准形成源漏接触，刻蚀所述源极和漏极金属层，以形成源极和漏极，得到所述高电子迁移率晶体管；

其中，所述源极与所述栅极通过所述侧墙以及所述钝化层隔离，所述漏极与所述栅极通过所述侧墙以及所述钝化层隔离。

优选的，所述采用回刻工艺在所述栅极两侧形成侧墙，包括：在所述栅极的外表面沉积侧墙介质层；刻蚀所述侧墙介质层至预设厚度，得到栅极侧墙。

优选的，所述晶圆包括外延结构，其中，所述外延结构从靠近所述晶圆的端面至上依次为：缓冲层或过渡层，沟道层、势垒层。

优选的，所述方法还包括：在所述外延结构的上端面制作第一介质层，所述第一介质层为SiNx或Al2O3；在所述第一介质层的上端面制作第二介质层，所述第二介质层为SiO2。

优选的，所述在所述晶圆的上端面采用光刻工艺形成栅极，包括：采用光刻工艺并刻蚀所述第二介质层，形成栅极槽；在所述第二介质层的上端面沉积栅极金属层；在所述栅极金属层的上端面沉积钝化层；采用光刻工艺并刻蚀所述钝化层以及所述栅极金属层，形成栅极。

优选的，所述栅极金属层的厚度为200nm，所述钝化层的厚度为250nm～700nm。

优选的，所述侧墙介质层厚度为大于或等于200nm；所述侧墙的预设厚度小于或等于50nm。

优选的，所述采用回刻工艺在所述栅极外表面形成侧墙之后，所述方法还包括：刻蚀所述第二介质层、第一介质层以及所述势垒层。