[发明专利]一种使用栅介质去实现低导通电阻的增强型氮化镓晶体管的方法在审

申请号：	201910836162.1	申请日：	2019-09-05
公开（公告）号：	CN110581068A	公开（公告）日：	2019-12-17
发明（设计）人：	蔡宇韬;王洋;刘雯;赵策洲	申请（专利权）人：	西交利物浦大学
主分类号：	H01L21/335	分类号：	H01L21/335;H01L29/778
代理公司：	32103 苏州创元专利商标事务所有限公司	代理人：	范晴;王凯
地址：	215123 江苏省苏州市***	国省代码：	江苏;32
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摘要：	本发明公开一种使用栅介质去实现低导通电阻的增强型氮化镓晶体管的方法，该氮化镓晶体管包括硅衬底；依次设于衬底上的氮化镓沟道层、铝镓氮势垒层；与铝镓氮势垒层相接触的源极和漏极；设于铝镓氮势垒层上除源极漏极以外区域的钝化层；刻蚀掉栅下的钝化层和部分栅下铝镓氮势垒层后形成凹槽结构的栅极。栅极第一层为p型氧化锡，第二层为绝缘层，第三层为金属层。p型氧化锡作为栅介质，使得零栅压时耗尽栅极下方的二维电子气，实现增强型的金属绝缘体半导体场效应晶体管结构，同时绝缘层可以阻挡p型氧化锡可能产生的栅极漏电，该结构氮化镓晶体管具有较低的漏电和较高的击穿电压。
搜索关键词：	铝镓氮势垒层氧化锡绝缘层氮化镓晶体管漏电钝化层栅介质漏极源极金属绝缘体半导体场效应晶体管增强型氮化镓晶体管低导通电阻二维电子气凹槽结构击穿电压氮化镓第三层第一层沟道层硅衬底金属层零栅压增强型衬底刻蚀耗尽阻挡
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【主权项】：

1.一种使用栅介质去实现低导通电阻的增强型氮化镓晶体管的方法，其特征在于：步骤包括：/n第一、在衬底上依次生长GaN沟道层和AlGaN势垒层，形成AlGaN/GaN结构的样品；/n第二、在AlGaN/GaN结构的样品上形成有源区台面，通过电子束蒸发在有源区台面制备源、漏区的合金电极，且源极和漏极在700℃~900℃的氮气氛围中进行快速退火30s~60s形成欧姆接触；/n第三、通过PECVD或者ICPCVD或者LPCVD设备在源极和漏极之间的AlGaN势垒层上沉积出氮化硅、二氧化硅、硅铝氮中一种或几种的组合而成的钝化层，且钝化层与AlGaN势垒层的层积厚度不超过合金电极的厚度；/n第四、通过光刻以及干法刻蚀方法刻蚀掉栅电极下的钝化层，刻蚀并延伸至AlGaN势垒层上形成凹槽结构, 保留凹槽底的AlGaN势垒层；/n第五、以水、双氧水、氧气和臭氧作为氧源，三甲基锡、三乙基锡和二异丁基锡作为前驱体源，在温度25 ℃~400℃、压力0.1Pa~500Pa的条件下在刻蚀区内淀积氧化锡；再对氧化锡在25℃ ~ 600℃的氮气氛围中退火1s~4000s，使本征氧化锡介质反应成为P型氧化锡介质；/n第六、利用氧源和铝前驱体源，在P型氧化锡介质上沉积氧化铝作为绝缘层，且沉积温度25 ℃~400℃，沉积压力0.1Pa~500Pa；/n第七、以钛、铝、镍、金、氮化钛、铂、钨、硅、硒等中的一种或者多种的组合作为栅电极材料，在绝缘层上形成金属栅极。/n

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专利分类

H 电学

H01 基本电气元件
H01L 半导体器件；其他类目中不包括的电固体器件
H01L21-00 专门适用于制造或处理半导体或固体器件或其部件的方法或设备
H01L21-02 .半导体器件或其部件的制造或处理
H01L21-64 .非专门适用于包含在H01L 31/00至H01L 51/00各组的单个器件所使用的除半导体器件之外的固体器件或其部件的制造或处理
H01L21-66 .在制造或处理过程中的测试或测量
H01L21-67 .专门适用于在制造或处理过程中处理半导体或电固体器件的装置；专门适合于在半导体或电固体器件或部件的制造或处理过程中处理晶片的装置
H01L21-70 .由在一共用基片内或其上形成的多个固态组件或集成电路组成的器件或其部件的制造或处理；集成电路器件或其特殊部件的制造

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