[发明专利]用于使用牺牲封盖和绝缘层形成半导体装置的方法

说明书

本公开涉及用于使用牺牲封盖和绝缘层形成半导体装置的方法。制造半导体装置的方法包括：提供包括多个外延层的半导体衬底，所述多个外延层包括沟道层和在所述沟道层上的永久盖，其中所述永久盖限定所述半导体衬底的上表面；以及在所述装置的作用区中在所述永久盖上形成牺牲盖，其中所述牺牲盖包括半导体材料，所述半导体材料包括铝。所述方法还包括：在所述装置的所述作用区中通过执行离子注入过程以将离子注入穿过所述牺牲盖并进入所述半导体衬底而在所述半导体衬底中形成一个或多个载流区(例如，源极区和漏极区)；完全移除所述装置的所述作用区中的所述牺牲盖，同时避免移除所述永久盖；以及在所述一个或多个载流区上形成一个或多个载流触点。

技术领域

本文中所描述的主题的实施例大体上涉及III-N型半导体装置，并且更具体地说，涉及用于形成氮化镓(GaN)晶体管装置的方法。

背景技术

典型的氮化镓(GaN)晶体管装置(例如，GaN晶体管)包括基底半导体衬底，其中多个外延层位于所述基底半导体衬底之上。额外掺杂区(例如，源极区和漏极区)和结构(例如，栅极触点、漏极触点和源极触点)形成于外延层中和上方以向晶体管提供晶体管功能和电连接。

在一些装置中，分别位于源极区和漏极区之上的源极触点和漏极触点可以是欧姆触点。用于形成欧姆源极触点和漏极触点的常规过程包括沉积触点金属，以及执行高温合金化过程(例如，800摄氏度或更高)以便使触点金属合金化以及将合金化的金属分布在表面位错上。此过程意图在源极和漏极触点与底层源极和漏极区之间产生低接触电阻。然而，常规欧姆触点形成过程可能有明显的处理问题，包括与粗糙欧姆表面、欧姆金属喷发(ohmic metal eruption)、不良接触边缘定义等相关联的问题。这些问题继而可导致装置性能降低(例如，高导通电阻)和/或制造产率低下。因此，需要的是改进的方法来形成具有欧姆触点的半导体装置。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种制造半导体装置的方法，所述方法包括以下步骤：

提供包括多个外延层的半导体衬底，所述多个外延层包括沟道层和在所述沟道层上的永久盖，其中所述永久盖限定所述半导体衬底的上表面；

在所述装置的作用区中在所述永久盖上形成牺牲盖，其中所述牺牲盖包括半导体材料，所述半导体材料包括铝(Al)；

在所述装置的所述作用区中通过执行离子注入过程以将离子注入穿过所述牺牲盖并进入所述半导体衬底而在所述半导体衬底中形成一个或多个载流区；

完全移除所述装置的所述作用区中的所述牺牲盖，同时避免移除所述永久盖；以及

在所述一个或多个载流区上形成一个或多个载流触点。

在一个或多个实施例中，所述沟道层和所述永久盖包括氮化镓。

在一个或多个实施例中，所述永久盖包括非有意掺杂的氮化镓层。

在一个或多个实施例中，所述永久盖包括掺杂的氮化镓层，其中所述永久盖中掺杂剂的浓度在10¹⁶cm^-3和10¹⁹cm^-3的范围内。

在一个或多个实施例中，形成所述牺牲盖包括：

形成包括氮化铝镓(AlGaN)和氮化铝(AlN)的多个交替层的超晶格结构。

在一个或多个实施例中，形成所述牺牲盖包括：

形成一个或多个氮化铝(AlN)层。

在一个或多个实施例中，所述一个或多个AlN层包括一个或多个非晶形AlN或Al层。

在一个或多个实施例中，所述牺牲盖由铝的百分比在15％到100％的范围内的一种或多种材料形成。