[发明专利]射频半导体器件的制备方法及其结构

说明书

本申请实施例公开了一种射频半导体器件的制备方法及其结构，该方法包括：在衬底上制备缓冲层，并在缓冲层上外延形成第一结构层；在第一结构层的上表面沉积第一钝化层，并在第一钝化层的上表面通过刻蚀工艺形成凸形结构；在凸形结构的外侧通过刻蚀工艺形成侧墙结构；根据凸形结构、侧墙结构和第一钝化层在第一结构层内形成重掺杂的第一区域；或者，根据凸形结构、侧墙结构和第一钝化层在第一表面区域上外延形成重掺杂的第一外延层，第一表面区域为回刻第一结构层后所露出的表面区域，从而有利于实现自对准和小尺寸结构的栅极工艺集成，提高射频半导体器件的性能，以及保证制备的源漏极具有较小的寄生电阻和接触电阻。

技术领域

本申请涉及半导体器件工艺技术领域，具体涉及一种射频半导体器件的制备方法及其结构。

背景技术

蜂窝和无线设备的广泛使用推动射频(radio frequency，RF)技术的快速发展，而第五代(5th generation，5G)通信系统进一步对射频功率提出更高要求。

氮化镓(GaN)基半导体材料是继硅(Si)和砷化镓(GaAs)之后的第三代半导体材料，其具有禁带宽度大、击穿电场强、电子迁移率和电子饱和速率高等特点。GaN射频半导体器件具有工作温度高、抗辐射能力强、工作频率高和大功率射频等优势，因此适用于5G通信系统中。

发明内容

本申请实施例提供了一种射频半导体器件的制备方法及其结构，以期望在制备射频半导体器件中实现自对准和小尺寸结构的栅极工艺集成，提高射频半导体器件的性能，以及保证制备的源漏极具有较小的寄生电阻接触电阻。

第一方面，本申请实施例提供一种射频半导体器件的制备方法，包括：

在衬底上制备缓冲层，并在所述缓冲层上外延形成第一结构层，所述第一结构层中形成有二维电子气导电沟道，所述第一结构层用于射频高电子迁移率晶体管；

在所述第一结构层的上表面沉积第一钝化层，并在所述第一钝化层的上表面通过刻蚀工艺形成凸形结构，所述凸形结构用于制备射频半导体器件的栅极，所述凸形结构包括薄膜层和第二钝化层，所述第二钝化层放置于所述薄膜层的上表面，所述薄膜层包括以下至少一种：多晶硅层、非晶硅层、二氧化硅层、氮化硅层、氮氧化硅层；

在所述凸形结构的外侧通过刻蚀工艺形成侧墙结构，所述侧墙结构用于保护所述凸形结构，所述侧墙结构放置于所述第一钝化层的上表面，所述侧墙结构位于所述凸形结构的外侧；

根据所述凸形结构、所述侧墙结构和所述第一钝化层在所述第一结构层内形成重掺杂的第一区域，所述第一区域位于所述侧墙结构的外侧，所述第一区域的下表面位于所述二维电子气导电沟道以下，所述第一区域用于形成源漏区域；或者，根据所述凸形结构、所述侧墙结构和所述第一钝化层在第一表面区域上外延形成重掺杂的第一外延层，所述第一表面区域为回刻所述第一结构层后所露出的表面区域，所述第一表面区域位于所述侧墙结构的外侧，所述第一外延层的下表面位于所述二维电子气导电沟道以下，所述第一外延层用于形成所述源漏区域；

所述源漏区域用于制备所述射频半导体器件的源漏极。

可以看出，本申请实施例中，首先，由于凸形结构用于制备射频半导体器件的栅极，因此后续通过光刻-腐蚀或平坦化-腐蚀工艺去除该凸形结构以制备栅极，从而通过预先制备的凸形结构有利于实现自对准和小尺寸结构的栅极工艺集成。其次，通过制备自对准工艺所需的侧墙结构以保护该凸形结构，从而实现栅极与邻近源漏极的电学隔离，同时有利于改善器件的击穿特性，进而提高射频半导体器件的性能。最后，在第一结构层内制备重掺杂的第一区域以形成具有低电阻的源漏区域，或者在回刻第一结构层后所露出的表面区域上外延沉积重掺杂的第一外延层以形成具有低电阻的源漏区域。由于源漏区域用于制备射频半导体器件的源漏极，从而保证制备的源漏极具有较小的寄生电阻和接触电阻。

第二方面，本申请实施例提供一种射频半导体器件的制备方法，包括：