[发明专利]氮化镓半导体器件及其制备方法

说明书

本发明提供一种氮化镓半导体器件及其制备方法，氮化镓半导体器件包括氮化镓外延片及其上方的源极、栅极、漏极，还包括依次形成在氮化镓外延片上的第一介质层、欧姆金属层、第二介质层、第三介质层和栅极金属接触部；欧姆金属层包括源极欧姆接触部和漏极欧姆接触部，源极依次穿过第三介质层和第二介质层后与源极欧姆接触部连接，漏极依次穿过第三介质层和第二介质层后与漏极欧姆接触部连接，栅极与栅极金属接触部连接；氮化镓外延片包括势垒层和帽层，源极欧姆接触部和漏极欧姆接触部均向下延伸至势垒层，栅极金属接触部向下延伸至帽层。该氮化镓半导体器件在栅极金属刻蚀过程中欧姆金属能够得到额外保护，从而降低栅极金属刻蚀工艺难度。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体地说，是涉及一种氮化镓半导体器件及其制备方法。

背景技术

氮化镓半导体器件在功率放大领域具有非常广泛的应用前景，氮化镓半导体器件在制造流程中，栅极金属的刻蚀会损伤附近的欧姆金属，尤其是在过刻蚀这一过程中。过刻蚀是干法刻蚀中必不可少的一步，它可以确保被刻蚀薄膜被充分去除。然而在某些特定情形下，过刻蚀会损伤下层结构。通常，通过提高刻蚀选择比和减少过刻蚀量被用来降低下层结构受损伤的风险。但是，高选择比刻蚀具有一定的挑战，也有一定的极限，而降低过刻蚀量会增加被刻蚀薄膜残留的风险。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种在栅极金属刻蚀过程中欧姆金属能够得到额外保护，降低栅极金属刻蚀工艺难度的氮化镓半导体器件。

本发明的第二目的是提供一种上述氮化镓半导体器件的制备方法。

为实现上述第一目的，本发明提供一种氮化镓半导体器件，包括氮化镓外延片以及位于氮化镓外延片上的源极、栅极、漏极；氮化镓半导体器件还包括依次形成在氮化镓外延片上的第一介质层、欧姆金属层、第二介质层、第三介质层和栅极金属接触部；欧姆金属层包括源极欧姆接触部和漏极欧姆接触部，源极依次穿过第三介质层和第二介质层后与源极欧姆接触部连接，漏极依次穿过第三介质层和第二介质层后与漏极欧姆接触部连接，栅极与栅极金属接触部连接；氮化镓外延片包括势垒层和帽层，帽层位于势垒层的上方，源极欧姆接触部和漏极欧姆接触部均向下延伸至势垒层，栅极金属接触部向下延伸至帽层。

一个优选的方案是，氮化镓外延片还包括衬底以及依次形成在衬底上的过渡层、沟道层，势垒层形成在沟道层的上方。

一个优选的方案是，第一介质层的材料为氮化硅、氧化硅、氮化铝、氧化铝中的一种或者两种以上的组合。

一个优选的方案是，第二介质层的材料为氮化硅、氧化硅、氮化铝、氧化铝中的一种或者两种以上的组合。

一个优选的方案是，第三介质层的材料为氮化硅、氧化硅、氮化铝、氧化铝中的一种或者两种以上的组合。

一个优选的方案是，第一介质层的厚度在5微米至500微米范围内。

一个优选的方案是，欧姆金属层的材料为Ti/Al/Ti/TiN合金，栅极金属接触部的材料为TiN/Al/TiN合金，源极、栅极和漏极的材料均为Ti/Al/TiN合金。

为实现上述第二目的，本发明提供一种上述的氮化镓半导体器件的制备方法，包括沉积第一介质层在氮化镓外延片上；开设欧姆接触孔在第一介质层上，欧姆接触孔向下延伸至势垒层；沉积欧姆金属层；沉积第二介质层；刻蚀第二介质层和欧姆金属层，形成源极欧姆接触部和漏极欧姆接触部；沉积第三介质层；开设栅极金属通孔在第三介质层上，栅极金属通孔向下延伸至帽层；沉积栅极金属层；刻蚀栅极金属层，形成栅极金属接触部；制作源极、栅极和漏极，源极与源极欧姆接触部连接，栅极与栅极金属接触部连接，漏极与漏极欧姆接触部连接。