[发明专利]倾斜场板的制造方法、HEMT器件及其制造方法

说明书

本发明揭示了一种倾斜场板的制造方法、HEMT器件及其制造方法，所述制造方法包括：在钝化层结构上刻蚀形成凹槽，所述钝化层结构至少包括第一钝化层；在凹槽中生长第三钝化层；在钝化层结构及部分第三钝化层表面形成掩膜；通过腐蚀液对第三钝化层进行湿法腐蚀，形成具有倾斜面的第三钝化层，腐蚀液对第三钝化层的腐蚀速率大于腐蚀液对第一介质层的腐蚀速率；去除掩膜；在第三钝化层的倾斜面上形成金属场板。本发明基于湿法腐蚀的各向同性及腐蚀液对不同钝化层腐蚀存在选择比的特性，有针对性地腐蚀掩膜下方的第三钝化层，第一钝化层充当腐蚀停止层，阻止腐蚀作用的进一步扩散，从而形成具有一定角度的倾斜面，最终在倾斜面上形成金属场板。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种倾斜场板的制造方法、HEMT器件及其制造方法。

背景技术

第三代半导体材料氮化镓(GaN)凭借其宽带隙(3.4eV)、高电子迁移率和高击穿电场等特性，成为高温、高频及高功率密度等方向研究热点。目前氮化镓基高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transistor，HMET)在高效率、高耐压的功率电子领域有着广泛的应用前景。GaN HEMT在高频高压状态下工作时，需要承受极高的漏极电压，电场线会聚集在器件漏极和栅极之间，然而，由于器件结构上不可避免的会存在缺陷，电场在沟道中呈不均匀分布，栅极靠近漏极一侧边缘会累积极高的峰值电场。通常GaN HEMT栅极峰值电场大小决定了整个器件的击穿电压，这往往造成器件实际击穿电压远低于GaN材料理论击穿电压值。

为提升GaN HEMT的耐压特性，设计者们往往会在器件中引入场板结构，场板材料为金属，其放置于栅极和漏极之间，可以与源极、栅极或漏极任一电极相连，也可以不连接，亦或放置多个场板与不同电极相连接。场板通过在栅漏之间产生附加电势，可以起到调制器件沟道电场分布的作用，进而显著提高器件击穿电压及可靠性。

由于制作工艺难度的限制，通常形成的场板与GaN器件表面是平行的，这种场板虽然可以优化减小靠近栅极一侧的电场尖峰，但场板本身靠近漏极一侧的终端往往会形成一个新的峰值电场，所以GaN HEMT器件通常会设置多层场板，每层场板高度逐渐增加。不同层次场板之间呈阶梯式分布，这种阶梯式场板中的每一层都可以抑制其前一层场板的尖峰电场，从而达到增加击穿电压的效果。然而每一层场板靠近漏极一侧的终端都会存在一个弱的电场尖峰，整体上看，电场分布仍不均匀，势必影响器件最终的可靠性。若采用单层倾斜场板结构，不仅可以弱化栅极尖峰电场效应，而且使场板下电场分布更加均匀平缓，提高器件耐压的同时还具有更为稳定的可靠性。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种倾斜场板的制造方法、HEMT器件及其制造方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种倾斜场板的制造方法、HEMT器件及其制造方法。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一种倾斜场板的制造方法，所述制造方法包括：

在钝化层结构上刻蚀形成凹槽，所述钝化层结构至少包括第一钝化层；

在凹槽中生长第三钝化层；

在钝化层结构及部分第三钝化层表面形成掩膜；

通过腐蚀液对第三钝化层进行湿法腐蚀，形成具有倾斜面的第三钝化层，腐蚀液对第三钝化层的腐蚀速率大于腐蚀液对第一介质层的腐蚀速率；

去除掩膜；

在第三钝化层的倾斜面上形成金属场板。

一实施例中，所述钝化层结构包括第一钝化层，凹槽形成于第一钝化层内，第一钝化层为氧化硅层或氮化硅层，厚度为0.5μm～6μm，凹槽宽度为1μm～10μm，凹槽底部厚度为10nm～300nm。