專利名稱：具有高熱穩(wěn)定性的AlGaN/GaN HEMT制造法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種適合鋁鎵氮化合物/氮化鎵高電子遷移率晶體管的具有高熱穩(wěn)定性的AlGaN/GaN HEMT制造方法。
背景技術(shù)：
鋁鎵氮化合物/氮化鎵高電子遷移率晶體管作為第三代寬禁帶化合物半導(dǎo)體器件具有輸出功率大、工作頻率高、耐高溫等特點(diǎn)，適合毫米波及以下各個(gè)頻段的大功率應(yīng)用，這使得其成為近年來半導(dǎo)體微波功率器件研究的熱點(diǎn)。輸出功率方面，目前公開的小尺寸 AlGaN/GaN HEMT 的輸出功率密度可達(dá) 30W/mm 以上(Wu et al.1EEE Electron DeviceLett.，Vol.25，N0.3，pp.117-119，2004.)，大尺寸器件單芯片連續(xù)波輸出功率也已達(dá)到了 100W 以上(Nagy et al.1EEE MTT-S International Microwave Symposium Digest,pp.483-486, 2005.)，脈沖功率輸出甚至達(dá)到了 368W (Therrien et al.1EEE IEDM Tech.Digest,pp.568- 571,2005.);工作頻率方面，目前公開的AlGaN/GaN HEMT微波功率器件工作頻率達(dá)到了 3mm 頻段(M.Micovic et al., IEEE IMS Symp.Dig., pp.237-239,2006.)；耐高溫特性方面，目前公開的AlGaN/GaN HEMT微波功率器件工作結(jié)溫最高可達(dá)225°C(Donald A.Gajewski et al., 26th Annual JEDEC ROCS Workshop,pp.141-145,2011),遠(yuǎn)高于現(xiàn)有基于Si的BJT和LDMOS器件，也遠(yuǎn)高于GaAs pHEMT和HFET等器件。AlGaN/GaN HEMT器件的耐高溫特性方面，一方面得益于于材料本身的耐高溫特性，GaN材料的德拜溫度高達(dá)700°C以上，遠(yuǎn)高于Si和GaAs材料，從而保證了器件在較高的溫度下具有較低的背景載流子濃度，使得器件具有更高的可工作溫度。當(dāng)然僅僅具有良好的材料特性還是不夠的，另外還需要器件中柵電極的熱穩(wěn)定性來保障，即在高溫工作時(shí)，器件柵電極還能形成對(duì)溝道中載流子的有效控制。 目前AlGaN/GaN HEMT的柵電極形式主要有肖特基柵電極和金屬-絕緣體-半導(dǎo)體(MIS)結(jié)構(gòu)柵電極兩種形式。肖特基柵電極形式中，柵電極金屬與AlGaN/GaN HEMT器件的半導(dǎo)體層直接接觸，金屬與半導(dǎo)體形成肖特基整流接觸，通過施加不同的柵壓在柵電極上形成對(duì)器件溝道中載流子濃度的控制來實(shí)現(xiàn)器件的工作。AlGaN/GaN HEMT器件肖特基柵結(jié)構(gòu)中，作為與器件半導(dǎo)體層形成肖特基整流接觸的金屬層目前最常用的是金屬Ni，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Ni與AlGaN/GaN HEMT器件形成的肖特基接觸在400°C以下具有很好的熱穩(wěn)定性，但是當(dāng)溫度超過400°C時(shí)，由于Ni金屬與AlGaN/GaN HEMT器件半導(dǎo)體層的反應(yīng)或者是其他因素可引起肖特基勢(shì)壘特性的退化，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致器件失效。AlGaN/GaN HEMT器件柵電極的另外一種結(jié)構(gòu)即金屬-絕緣體-半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，器件柵金屬電極下通過引入具有高擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度的絕緣層制成絕緣柵AlGaN/GaN HEMT，這樣做的好處是柵金屬與半導(dǎo)體不直接接觸，不存在金屬與半導(dǎo)體在高溫下發(fā)生反應(yīng)的危險(xiǎn)。絕緣柵AlGaN/GaN HEMT中的絕緣層可由多種形式的材料擔(dān)當(dāng)，如Khan等人(Khan etal.Appl.Phys.Letters，Vol.77，ρ.1339，2000)公開了絕緣層為 SiO2 的絕緣柵 AlGaN/GaN ΗΕΜΤ，其中SiO2絕緣層采用PECVD淀積方法得到；Hu等人(Hu et al.Appl.Phys.Letters, Vol.79, p.2832，2000)則公開了絕緣層為氮化硅(SiN)的絕緣柵AlGaN/GaN HEMT,其中SiN絕緣層采用PECVD淀積方法得到；Ye等人(Ye et al.Appl.Phys.Letters,Vol.86，p.2832,2005)公開了絕緣層為采用原子層淀積技術(shù)制作的三氧化二鋁(Al2O3)的絕緣柵 AlGaN/GaN HEMT。絕緣柵AlGaN/GaN HEMT器件中雖然避免了柵金屬與半導(dǎo)體接觸后在高溫下發(fā)生反應(yīng)的可能，但是AlGaN/GaN HEMT器件表面存在較高密度的表面態(tài)，這是引起AlGaN/GaNHEMT 器件電流崩塌的主要原因之一(R.Vetury et al.1EEE.Trans Electron Devices,Vol.48，N0.3，pp.560-566, 2001 )0 AlGaN/GaN HEMT半導(dǎo)體層上淀積一絕緣層后，半導(dǎo)體層表面的表面態(tài)將在半導(dǎo)體與絕緣體層之間勢(shì)引入一個(gè)高密度的界面態(tài)，這會(huì)引起器件工作過程中閾值電壓的飄移，同時(shí)引發(fā)其他可靠性問題，因此到目前為止AlGaN/GaN HEMT產(chǎn)品所采用的柵電極全部采用了肖特基柵的形式而不是絕緣柵的形式。鑒于絕緣柵結(jié)構(gòu)AlGaN/GaN HEMT中存在的諸多問題，要想進(jìn)一步提高AlGaN/GaNHEMT的熱穩(wěn)定性，只有對(duì)肖特基柵結(jié)構(gòu)AlGaN/GaN HEMT中的肖特基接觸金屬層作出改進(jìn)，以使得其與半導(dǎo)體層的熱穩(wěn)定性得到進(jìn)一步的提升。GaAs pHEMT器件制造過程中，為提升器件的熱穩(wěn)定性，通常采用金屬W作為器件的肖特基接觸金屬(F.Benkhelifa et al.GaAs Manufacturing Technology Conference, 2001.)。由于 W 的溶點(diǎn)高達(dá) 3410°C,相比金屬Ni的熔點(diǎn)1453°C高得多，其與半導(dǎo)體發(fā)生反應(yīng)的幾率也將會(huì)得到大大降低，因此可以作為AlGaN/GaN HEMT的肖特基接觸金屬來進(jìn)一步提升器件的熱穩(wěn)定性。W還可以通過與氣體N2反應(yīng)生成WN合金，WN合金在半導(dǎo)體制造工藝中最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)方法是通過磁控濺射獲取。通過濺射進(jìn)行金屬層淀積的原理是利用電離的Ar氣體轟擊金屬靶源，將金屬靶源中的原子轟擊出來后淀積到半導(dǎo)體表面形成所需要的金屬層，磁控的目的是為了增加有效的Ar離子源來達(dá)到加快淀積速率的目的。對(duì)于WN合金的獲取可以在Ar氣體中加入N2氣體組分，在Ar氣體電離的過程中N2氣體也得到了電離，Ar其他轟擊W靶源后產(chǎn)生的W原子與電離后的N2氣體結(jié)合淀積在半導(dǎo)體表面就可以獲得WN合金金屬層。WN與W—樣不易與AlGaN/GaN HEMT中的半導(dǎo)體層發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)實(shí)驗(yàn)表明，WN與AlGaN/GaN HEMT形成的 肖特基勢(shì)壘高度比W與AlGaN/GaN HEMT形成的肖特基勢(shì)壘高度來的更高。根據(jù)半導(dǎo)體理論，高的肖特基勢(shì)壘高度有助于降低肖特基結(jié)的漏電流，從而有助于提高器件擊穿電壓等電特性。WN合金不利的一方面是相比W金屬其更易與堿性化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，而在AlGaN/GaN HEMT制造過程中所用的顯影液等化學(xué)物質(zhì)具有較強(qiáng)的堿性，WN合金很可能在制造過程中受到顯影液等化學(xué)物質(zhì)的腐蝕，對(duì)制造的器件可靠性產(chǎn)生不利影響。因此需要發(fā)明一種方法，充分利用WN合金和W兩種金屬的優(yōu)勢(shì)，來獲得高可靠、高熱穩(wěn)定性的AlGaN/GaN HEMT器件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種采用適合鋁鎵氮化合物/氮化鎵高電子遷移率晶體管的具有高熱穩(wěn)定性的AlGaN/GaN HEMT制造方法，具體的講是一種采用了 WN/W勢(shì)壘金屬層肖特基柵結(jié)構(gòu)AlGaN/GaN HEMT器件制造方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案:一種具有高熱穩(wěn)定性的AlGaN/GaN HEMT制造方法，其特征在于:在AlGaN/GaN HEMT采用的外延材料的勢(shì)壘層上淀積金屬層作為器件源電極和漏電極，通過高溫合金使得源電極和漏電極與半導(dǎo)體外延材料形成歐姆接觸；源電極、漏電極以及勢(shì)壘層的表面上淀積介質(zhì)層；介質(zhì)層上涂覆光刻膠層并通過光刻的方法在器件源電極和漏電極之間的光刻膠層中定義一窗口 ；利用光刻膠層作為掩膜去除窗口中的介質(zhì)層并去除光刻膠層得到介質(zhì)層中通向勢(shì)壘層表面的柵腳窗口 ；在介質(zhì)層、柵腳窗口的側(cè)壁以及柵腳窗口底部中勢(shì)壘層的表面依次淀積WN金屬層和W金屬層得到勢(shì)壘金屬層；在勢(shì)壘金屬層上涂覆光刻膠層，通過光刻、顯影在刻膠層中定義完全覆蓋柵腳窗口的柵帽窗口 ；蒸發(fā)柵帽金屬層到柵帽窗口的底部、側(cè)壁以及光刻膠層的表面；剝離去除光刻膠層及其上的金屬層，只留下窗口中的柵帽金屬層；利用所述的柵帽金屬層作為掩膜大面積刻蝕去除除前述留下的柵帽金屬層下面的勢(shì)壘金屬層以外的勢(shì)壘金屬層。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):容易制造實(shí)現(xiàn)，所制造的器件具有更好的耐溫度特性，耐溫度性能比現(xiàn)有常規(guī)工藝制造的器件高100°c以上；滿足更高溫度工作的需要，最高工作結(jié)溫可達(dá)225°C以上。


圖1是AlGaN/GaN HEMT所采用外延材料的一般結(jié)構(gòu)示意圖。圖2-圖10是本發(fā)明的實(shí)施例1的實(shí)施步驟。圖11-圖13表示可能存在的柵帽窗口套不準(zhǔn)情況。圖14-圖19是本發(fā)明實(shí)施例2的實(shí)施步驟。
具體實(shí)施例

對(duì)照?qǐng)D1，是AlGaN/GaN HEMT所采用外延材料的一般結(jié)構(gòu)，包括了襯底1、GaN緩沖層2以及AlGaN勢(shì)壘層3。關(guān)于AlGaN/GaN HEMT中襯底I所用的材料、GaN緩沖層2和AlGaN勢(shì)壘層3形成可參考相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道；另外圖1是AlGaN/GaN HEMT所采用外延材料的一般結(jié)構(gòu)示意圖，表明還存在其它形式的外延材料結(jié)構(gòu)，其它的結(jié)構(gòu)形式可參考相關(guān)文獻(xiàn)，不再進(jìn)一步描述。實(shí)施例1
對(duì)照?qǐng)D2-圖10，其實(shí)施步驟，首先如圖2所示在AlGaN勢(shì)壘層3上淀積金屬層形成具有一定間隔距離的源電極4和漏電極5,源電極4和漏電極5可米用包括但不僅限于Ti/Al/Ni/Au、Ti/Al/Mo/Au等多層金屬體系,源電極和漏電極的金屬層一般需要通過高溫合金方能與其下的半導(dǎo)體外延層形成良好的歐姆接觸，關(guān)于源電極4和漏電極5可采用的金屬體系和為獲得最佳歐姆接觸所要采取的合金條件有眾多文獻(xiàn)報(bào)道，此處不再贅述。在源電極4、漏電極5以及勢(shì)魚層3上淀積一介質(zhì)層6,對(duì)源電極4、漏電極5以及勢(shì)壘層3起到保護(hù)或者鈍化作用，介質(zhì)層6可選擇的材料包括但不僅限于SiN、Si02等，優(yōu)選的為SiN，優(yōu)選的厚度為50nm-300nm。如圖3所示。在介質(zhì)層6上涂覆光刻膠層7，并經(jīng)過光刻、顯影等步驟在源電極4和漏電極5之間的光刻膠層中形成窗口 8，窗口 8在源電極4和漏電極5之間的寬度根據(jù)所要研制的器件柵長(zhǎng)確定。如圖4所示。以光刻膠層7為掩膜，采用干法等離子體刻蝕的方法將窗口 8中的介質(zhì)層6去除，并去除介質(zhì)層6上的光刻膠后在介質(zhì)層6上得到如圖5中所示稱之為柵腳的窗口 9，干法等離子體去除SiN、Si02等介質(zhì)材料的方法在本領(lǐng)域內(nèi)是眾所周知的，可參考相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，此處不再贅述。在介質(zhì)層6、柵腳窗口 9的側(cè)壁和底部淀積依次淀積WN金屬層和W金屬層得到勢(shì)壘金屬層10，WN和W金屬層淀積的方法包括但不限于化學(xué)氣相淀積和濺射?；瘜W(xué)氣相淀積WN金屬層的方法可參見T.Nakajima等人(T.Nakajima et al.J.Electrochem.Soc., Vol.134，p.3175, 1987.)的報(bào)道，濺射淀積WN的方法可參見N.Uchitomi等人(N.Uchitomi et al.J.Vac.Sc1.Technol.B, Vol.4, N0.6, p.1392, 1986)或者A.E.Gisserger 等人(A.E.Gisserger et al.J.Vac.Technol.A, Vol.4, N0.6, p.3091,1986)或者 L.Boukhris 等人(L.Boukhris et al.Thin Solid Films, Vol.310, p.222,1997)的報(bào)道；化學(xué)氣相淀積W金屬層的方法可參見Y.T.Kim等人(Y.T.Kim et al.Appl.Phys.Lett., Vol.58，N0.8, p.330, 1993)的報(bào)道，濺射W金屬層的方法在本領(lǐng)域內(nèi)是一種常規(guī)的加工方法，此處不再贅述。本發(fā)明中優(yōu)選的WN和W金屬層淀積方法為濺射的方式，在本領(lǐng)域內(nèi)濺射淀積金屬薄膜的設(shè)備往往還會(huì)加入磁場(chǎng)控制濺射過程中形成的等離子體以增強(qiáng)有效等離子體的密度，這種設(shè)備中進(jìn)行的濺射被稱之為磁控濺射，另外根據(jù)濺射過程中所采用的電源的區(qū)別分為直流濺射和射頻濺射，濺射過程中采用直流電源時(shí)稱之為直流濺射，而采用射頻電源時(shí)則稱之為射頻濺射，本發(fā)明中WN和W金屬層優(yōu)選的采用直流磁控濺射的方式淀積。勢(shì)壘金屬層10優(yōu)選的厚度為50nm-300nm，其中WN金屬層的優(yōu)選厚度為30nm-100nm, W金屬層的優(yōu)選厚度為20nm-200nm。在勢(shì)壘金屬層10之上涂覆光刻膠層11，并經(jīng)過光刻、顯影等操作之后在前述的柵腳窗口 9之上的光刻膠層11中形成如圖7中所示的窗口 12，窗口 12也可稱之為柵帽窗口。柵帽窗口 12的設(shè)計(jì)以及形成過程中必須保證柵腳窗口 9完全被柵帽窗口 12所覆蓋，柵腳窗口 9部分或者全部沒有被柵帽窗口 12所覆蓋的情形在本發(fā)明中是必須要避免的。如圖11-圖13所示，柵腳窗口 9部分沒有被柵帽窗口 12所覆蓋情形的舉例，圖11中柵腳窗口 9的右側(cè)有部分沒有被柵帽窗口 12所覆蓋，圖12中柵腳窗口 9的左側(cè)有部分沒有被柵帽窗口 12所覆蓋，圖13中柵腳窗口 9全部沒有被柵帽窗口 12所覆蓋，圖11-圖13只是柵腳窗口 9部分 或者全部沒有被柵帽窗口 12所覆蓋的舉例，當(dāng)然還存在其他柵腳窗口 9部分或者全部沒有被柵帽窗口 12所覆蓋的情形，這里就不再一一列舉。要避免出現(xiàn)柵腳窗口 9部分或者全部沒有被柵帽窗口 12所覆蓋的問題，首先柵帽窗口 12設(shè)計(jì)上要保證比窗口 9來的大，在此基礎(chǔ)上采用具有更高套準(zhǔn)精度的光刻設(shè)備就可以避免出現(xiàn)柵腳窗口9部分或者全部沒有被柵帽窗口 12所覆蓋的問題。在光刻膠層11以及柵帽窗口 12中的勢(shì)壘金屬層10上淀積柵帽金屬層13，柵帽金屬層13的目的，一個(gè)方面為后續(xù)刻蝕勢(shì)壘金屬層10起到掩膜作用，另外一個(gè)作用是降低器件的柵阻，提升器件的頻率特性。柵帽金屬層優(yōu)選采用蒸發(fā)的方式進(jìn)行淀積，可采用的金屬包括但不限于Ti/Pt/Au/Ti或者Ti/Pt/Au/Pt/Ti或則Ti/Pt/Au/Ni等多層金屬體系，其中金屬Ti的作用是起到增強(qiáng)勢(shì)壘金屬層10與柵帽金屬層13之間的粘附性，其厚度優(yōu)選的為20nm-100nm ；Ti與Au之間的Pt金屬是起到隔離Ti與Au的作用，避免Au與Ti發(fā)生反應(yīng)，其優(yōu)選的厚度為30nm-50nm ；Au的主要起到降低器件柵阻的作用，其優(yōu)選的厚度為400nm-600nm ；Au上的Ti或者Pt/Ti或者Ni等金屬層主要是后續(xù)刻蝕勢(shì)壘金屬層10起到掩膜作用，厚度的選擇與勢(shì)壘金屬層10的厚度相關(guān)，要保證除柵帽金屬層13下面的勢(shì)壘金屬層10以外的勢(shì)壘金屬層被刻蝕去除的情況下，Au上的Ti或者Pt/Ti或者Ni等金屬層仍然有剩余，如圖8所示。采用剝離工藝去除光刻膠層11及其上的柵帽金屬層13后得到如圖9所示的圖形，關(guān)于剝離工藝在本領(lǐng)域內(nèi)是眾所周知的，此處不再贅述。利用圖9中的柵帽金屬層13為掩膜，采用干法等離子體刻蝕的方法去除除柵帽金屬層13下面的勢(shì)壘金屬層10以外的勢(shì)壘金屬層得到如圖10所示的器件?？梢圆捎玫母煞ǖ入x子體刻蝕方法包括反應(yīng)離子刻蝕以及電感耦合等離子體刻蝕等，本發(fā)明中優(yōu)選的干法等離子體刻蝕方法為電感耦合等離子體刻蝕。干法等離子體刻蝕過程中可選用的反應(yīng)氣體包括六氟化硫(SF6)、四氟化碳(CF4)、氯氣(Cl2)、三氯化硼(BCl3)等，本發(fā)明中優(yōu)選的氣體為BCl3,因此本發(fā)明優(yōu)選的采用基于BCl3反應(yīng)氣體的電感耦合等離子體刻蝕去除除柵帽金屬層13下面的勢(shì)壘金屬層10以外的勢(shì)壘金屬層。實(shí)施例2
對(duì)照?qǐng)D14-圖19，其實(shí)施步驟，首先同實(shí)施例1中圖2所示，在勢(shì)壘層3上形成源電極4和漏電極5 ;之后如圖3所示淀積保護(hù)介質(zhì)層6，優(yōu)選的介質(zhì)層材料及厚度同實(shí)施例1 ;在介質(zhì)層6上涂覆光刻膠層7并經(jīng)過顯影、曝光等工藝在光刻膠層7中得到如圖4中所示的窗口 8 ;采用干法等離子體刻蝕的方法將窗口 8中的介質(zhì)層6去除，并去除介質(zhì)層6上的光刻膠層7后在介質(zhì)層6中得到如圖5中所示的柵腳窗口 9。如圖14所示，在以介質(zhì)層6為掩膜，在柵腳窗口 9下的勢(shì)壘層3上提供一凹槽14。凹槽14的形成可采用干法等離子體或者濕法刻蝕的方法，優(yōu)選的刻蝕方法為干法等離子體刻蝕，包括反應(yīng)離子刻蝕(RIE)和電感耦合等離子體刻蝕，對(duì)于干法等離子體刻蝕III族氮化物的方法和原理是眾所周知的，這里不再贅述，具體可參見Egawa等人的文獻(xiàn)(Egawaet al.Appl.Phys.Lett., vol.76, pp.121 - 123, 2000)或者 Coffie 等人的文獻(xiàn)(Coffie et al.Applied Physics Letters Vol.83, p.4779, 2003)。形成凹槽14后在凹槽14的底部和側(cè)壁以及介質(zhì)層6的表面和介質(zhì)層6中的柵腳窗口 9的側(cè)壁依次淀積WN金屬層和W金屬層得到圖15所示的勢(shì)壘金屬層10，勢(shì)壘金屬層10優(yōu)選的淀積方式和厚度同實(shí)施例1，WN金屬層和W金屬層優(yōu)選的厚度同實(shí)施例1。在勢(shì)壘金屬層10之上涂覆光刻膠層11，并經(jīng)過光刻、顯影等操作之后在前述的柵腳窗口 9或者說是凹槽14之上的光刻膠層11中形成如圖16中所示的窗口 12，窗口 12也可稱之為柵帽窗口。同實(shí)施例1，柵帽窗口 12的設(shè)計(jì)以及形成過程中必須保證柵腳窗口 9完全被柵帽窗口 12所覆蓋，柵腳窗口 9部分或者全部沒有被柵帽窗口 12所覆蓋的情形在本發(fā)明中是必須要避免的。要避免出現(xiàn)柵腳窗口 9部分或者全部沒有被柵帽窗口 12所覆蓋的問題，首先柵帽窗口 12設(shè)計(jì)上要保證比柵腳窗口 9來的大，在此基礎(chǔ)上采用具有更高套準(zhǔn)精度的光刻設(shè)備就可以避免出現(xiàn)柵腳窗口 9部分或者全部沒有被柵帽窗口 12所覆蓋的問題。如圖17所示，在光刻膠層11以及柵帽窗口 12中的勢(shì)壘金屬層10上淀積柵帽金屬層13，柵帽金屬層的作用、所采用的金屬體系以及優(yōu)選的淀積方式同實(shí)施例1。采用剝離工藝去除光刻膠層11及其上的柵帽金屬層13后得到如圖16所示的圖形。 利用圖16中的柵帽金屬層13為掩膜，采用干法等離子體刻蝕的方法去除除柵帽金屬層13下面的勢(shì)壘層以外的勢(shì)壘金屬層10得到如圖17所示的器件，勢(shì)壘金屬層10優(yōu)選的刻蝕方式同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1.一種具有高熱穩(wěn)定性的AlGaN/GaN HEMT制造方法，其特征在于:在AlGaN/GaN HEMT采用的外延材料的勢(shì)壘層上淀積金屬層作為器件源電極和漏電極，通過高溫合金使得源電極和漏電極與半導(dǎo)體外延材料形成歐姆接觸；源電極、漏電極以及勢(shì)壘層的表面上淀積介質(zhì)層；該介質(zhì)層上涂覆光刻膠層并通過光刻的方法在器件源電極和漏電極之間的光刻膠層中定義一窗口 ；利用光刻膠層作為掩膜去除窗口中的介質(zhì)層并去除光刻膠層得到介質(zhì)層中通向勢(shì)壘層表面的柵腳窗口 ；在介質(zhì)層、柵腳窗口的側(cè)壁以及柵腳窗口底部中勢(shì)壘層的表面依次淀積WN金屬層和W金屬層得到勢(shì)壘金屬層；在勢(shì)壘金屬層上涂覆光刻膠層，通過光亥IJ、顯影在刻膠層中定義完全覆蓋柵腳窗口的柵帽窗口 ；蒸發(fā)柵帽金屬層到柵帽窗口的底部、側(cè)壁以及光刻膠層的表面；剝離去除光刻膠層及其上的金屬層，只留下窗口中的柵帽金屬層；利用所述的柵帽金屬層作為掩膜大面積刻蝕去除除前述留下的柵帽金屬層下面的勢(shì)壘金屬層以外的勢(shì)壘金屬層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有高熱穩(wěn)定性的AlGaN/GaNHEMT制造方法，其特征在于介質(zhì)層選擇的材料包括SiN或SiO2,厚度為50nm-300nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有高熱穩(wěn)定性的AlGaN/GaNHEMT制造方法，其特征在利用光刻膠層作為掩膜去除窗口中的介質(zhì)層的去除方法是采用干法等離子體刻蝕的方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有高熱穩(wěn)定性的AlGaN/GaNHEMT制造方法，其特征在于WN金屬層淀積方法為直流磁控濺射的方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有高熱穩(wěn)定性的AlGaN/GaNHEMT制造方法，其特征在于W金屬層淀積方法為直流磁控濺射的方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有高熱穩(wěn)定性的AlGaN/GaNHEMT制造方法，其特征在于勢(shì)魚金屬層的厚度為50nm-300nm,其中WN金屬層的厚度為30nm-100nm,W金屬層的厚度為 20nm-200nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有高熱穩(wěn)定性的AlGaN/GaNHEMT制造方法，其特征在于柵帽金屬層采用蒸發(fā)的方式淀積得到，柵帽金屬層包括但不限于Ti/Pt/Au/Ti或者Ti/Pt/Au/Pt/Ti 或者 Ti/Pt/Au/Ni 多層金屬。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有高熱穩(wěn)定性的AlGaN/GaNHEMT制造方法，其特征在于勢(shì)壘金屬層的刻蝕去除方法為采用電感耦合等離子體刻蝕的方式，刻蝕采用的氣體為用BCl3O
9.根據(jù)權(quán)利要求1的AlGaN/GaNHEMT制造方法，其特征在于在勢(shì)壘金屬層淀積前，是以介質(zhì)層為掩膜，在柵腳窗口下的勢(shì)壘層上提供一凹槽。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的AlGaN/GaNHEMT制造方法，其特征在于凹槽由干法等離子體刻蝕的方式提供。
全文摘要
本發(fā)明是一種具有高熱穩(wěn)定性的AlGaN/GaNHEMT制造方法，其特征是AlGaN/GaNHEMT的柵電極采用了肖特基柵結(jié)構(gòu)，其肖特基柵電極由勢(shì)壘金屬層和柵帽金屬層構(gòu)成，其中勢(shì)壘金屬層從勢(shì)壘層表面開始依次由WN金屬層和W金屬層構(gòu)成，柵帽金屬層包括Ti/Pt/Au/Ti、Ti/Pt/Au/Pt/Ti和Ti/Pt/Au/Ni多層金屬體系；柵電極還采用凹槽柵形式的肖特基柵結(jié)構(gòu)，其肖特基柵電極同樣由勢(shì)壘金屬層和柵帽金屬層構(gòu)成，其不同點(diǎn)在于與勢(shì)壘金屬層接觸的勢(shì)壘層的部分被去除后在勢(shì)壘層中形成了一個(gè)凹槽。優(yōu)點(diǎn)在于容易制造實(shí)現(xiàn)，所制造的器件具有更好的耐溫度特性，滿足更高溫度工作的需要。
文檔編號(hào)H01L21/338GK103219239SQ20131009982
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月27日
發(fā)明者任春江, 陳堂勝 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十五研究所