T形漏場(chǎng)板異質(zhì)結(jié)功率器件及其制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種T形漏場(chǎng)板異質(zhì)結(jié)功率器件及其制作方法，主要解決現(xiàn)有場(chǎng)板技術(shù)在實(shí)現(xiàn)高擊穿電壓時(shí)工藝復(fù)雜的問(wèn)題。其包括：襯底(1)、過(guò)渡層(2)、勢(shì)壘層(3)、源極(4)、肖特基漏極(5)、臺(tái)面(6)、柵極(7)、鈍化層(8)和保護(hù)層(11)。鈍化層(8)內(nèi)刻有漏槽(9)，鈍化層(8)與保護(hù)層(11)之間淀積有T形漏場(chǎng)板(10)，T形漏場(chǎng)板(10)與肖特基漏極(5)電氣連接，且下端完全填充在漏槽(9)內(nèi)。本發(fā)明具有制作工藝簡(jiǎn)單、反向特性好以及成品率高的優(yōu)點(diǎn)，可作為開(kāi)關(guān)器件。
【專(zhuān)利說(shuō)明】T形漏場(chǎng)板異質(zhì)結(jié)功率器件及其制作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于微電子【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及半導(dǎo)體器件，特別是T形漏場(chǎng)板異質(zhì)結(jié)功率器 件，可作為電力電子系統(tǒng)的基本器件。 技術(shù)背景
[0002] 功率半導(dǎo)體器件是電力電子系統(tǒng)的重要元件，是進(jìn)行電能處理的有效工具。近年 來(lái)，隨著能源和環(huán)境問(wèn)題的日益突出，研發(fā)新型高性能、低損耗功率器件已成為提高電能利 用率、節(jié)約能源、緩解能源危機(jī)的有效途徑之一。然而，在功率器件研究中，高速、高壓與低 導(dǎo)通電阻之間存在著嚴(yán)重的制約關(guān)系，合理、有效地改進(jìn)這種制約關(guān)系是提高器件整體性 能的關(guān)鍵。隨著市場(chǎng)不斷對(duì)功率系統(tǒng)提出更高效率、更小體積、更高頻率的要求，傳統(tǒng)Si基 半導(dǎo)體功率器件性能已逼近其理論極限。為了能進(jìn)一步減少芯片面積、提高工作頻率、提高 工作溫度、降低導(dǎo)通電阻、提高擊穿電壓、降低整機(jī)體積、提高整機(jī)效率，以氮化鎵為代表的 寬禁帶半導(dǎo)體材料，憑借其更大的禁帶寬度、更高的臨界擊穿電場(chǎng)和更高的電子飽和漂移 速度，且化學(xué)性能穩(wěn)定、耐高溫、抗輻射等突出優(yōu)點(diǎn)，在制備高性能功率器件方面脫穎而出， 應(yīng)用潛力巨大。特別是采用GaN基異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的高電子遷移率晶體管，即GaN基HEMT器件， 更是因其低導(dǎo)通電阻、高工作頻率等特性，能滿(mǎn)足下一代電子裝備對(duì)功率器件更大功率、更 高頻率、更小體積和更惡劣高溫工作的要求，在經(jīng)濟(jì)和軍事領(lǐng)域具有廣闊和特殊的應(yīng)用前 旦 -5^ 〇
[0003] 然而，常規(guī)GaN基HEMT器件結(jié)構(gòu)上存在固有缺陷，會(huì)導(dǎo)致器件溝道電場(chǎng)強(qiáng)度呈畸 形分布，尤其是在器件柵極靠近漏極附近存在極高電場(chǎng)峰值。這導(dǎo)致實(shí)際的GaN基HEMT 器件在施加正漏極電壓情況下，即正向關(guān)態(tài)，的正向擊穿電壓往往遠(yuǎn)低于理論期望值，且存 在電流崩塌、逆壓電效應(yīng)等可靠性問(wèn)題，嚴(yán)重制約了在電力電子領(lǐng)域中的應(yīng)用和發(fā)展。為 了解決以上問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外研究者們提出了眾多方法，而場(chǎng)板結(jié)構(gòu)是其中效果最為顯著、應(yīng)用 最為廣泛的一種。2000年美國(guó)UCSB的N. Q. Zhang等人首次將場(chǎng)板結(jié)構(gòu)成功應(yīng)用于GaN 基HEMT功率器件中，研制出交疊柵功率器件，飽和輸出電流為500mA/mm，關(guān)態(tài)擊穿電壓可 達(dá)570V，這是當(dāng)時(shí)所報(bào)道擊穿電壓最高的GaN器件，參見(jiàn)High breakdown GaN HEMT with overlapping gate structure, IEEE Electron Device Letters, Vol. 21, No. 9, pp. 421-42 3,2000。隨后，各國(guó)研究機(jī)構(gòu)紛紛展開(kāi)了相關(guān)的研究工作，而美國(guó)和日本是該領(lǐng)域中的主要 領(lǐng)跑者。在美國(guó)，主要是UCSB、南卡大學(xué)、康奈爾大學(xué)以及著名的電力電子器件制造商IR 公司等從事該項(xiàng)研究。日本相對(duì)起步較晚，但他們對(duì)這方面的工作非常重視，資金投入力度 大，從事機(jī)構(gòu)眾多，包括：東芝、古河、松下、豐田和富士等大公司。隨著研究的深入，研究者 們發(fā)現(xiàn)相應(yīng)地增加場(chǎng)板長(zhǎng)度，可以提高器件擊穿電壓。但場(chǎng)板長(zhǎng)度的增加會(huì)使場(chǎng)板效率，即 擊穿電壓比場(chǎng)板長(zhǎng)度，不斷減小，也就是場(chǎng)板提高器件擊穿電壓的能力隨著場(chǎng)板長(zhǎng)度的增 加逐漸趨于飽和，參見(jiàn)Enhancement of breakdown voltage in AlGaN/GaN high electron mobility transistors using a field plate, IEEE Transactions on Electron Devices ，Vol. 48, No. 8, pp. 1515-1521，2001,以及 Development and characteristic analysis of a field-plated Al2O3AlInN/GaN MOS HEMT1Chinese Physics B, Vol. 20, No. I, pp. 017203 1-0172035,2011。因此，為了進(jìn)一步提高器件擊穿電壓，同時(shí)兼顧場(chǎng)板效率，2004年UCSB的 H. L. Xing等人提出了一種雙層場(chǎng)板結(jié)構(gòu)，他們研制的雙層?xùn)艌?chǎng)板GaN基HEMT器件可獲得 高達(dá)900V的擊穿電壓，最大輸出電流700mA/mm，參見(jiàn)High breakdown voltage AlGaN-GaN HEMTs achieved by multiple field plates, IEEE Electron Device Letters, Vol. 25, No. 4, pp. 161-163, 2004。而且這種雙層場(chǎng)板結(jié)構(gòu)已成為當(dāng)前國(guó)際上用來(lái)改善GaN基功率器件擊 穿特性，提高器件整體性能的主流場(chǎng)板技術(shù)。
[0004] 在實(shí)際應(yīng)用中，研究者們還發(fā)現(xiàn)在電動(dòng)汽車(chē)、功率管理系統(tǒng)、S類(lèi)功率放大器等 許多【技術(shù)領(lǐng)域】中，往往需要功率器件具有很強(qiáng)的反向阻斷，即反向關(guān)態(tài)，能力，也就是希望 器件在關(guān)態(tài)下具有很高的負(fù)的漏極擊穿電壓，即反向擊穿電壓。而通常的單層或雙層場(chǎng) 板都是與柵極或源極相連，因此當(dāng)器件漏極施加非常低的反向電壓時(shí)，器件柵極便會(huì)正向 開(kāi)啟，并通過(guò)很大柵電流，從而導(dǎo)致器件失效。因此，為了改善功率器件的反向阻斷能力， 2009年Eldad Bahat-Treidel等人提出了一種采用肖特基漏極的功率器件，參見(jiàn)AlGaN/ GaN HEMT With Integrated Recessed Schottky-Drain Protection Diode, IEEE Electron Device Letters, Vol. 30, No. 9, pp. 901-903, 2009。然而，肖特基漏極在提高器件反向阻斷 特性方面的能力十分有限，因此為了更有效地改善功率器件的反向阻斷能力，研究者們將 場(chǎng)板技術(shù)引入到了器件漏極，形成了漏場(chǎng)板結(jié)構(gòu)。2005年Wataru Saito等人提出了一種 采用源場(chǎng)板和漏場(chǎng)板的異質(zhì)結(jié)功率器件，參見(jiàn)Design optimization of high breakdown voltage AlGaN-GaN power HEMT on an insulating substrate for RonA-Vb tradeoff characteristics, IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. 52, No. I, pp. 106-111, 2 005。 然而，由于單層的漏場(chǎng)板在提高器件擊穿電壓方面的能力仍然有限，因此將雙層場(chǎng)板結(jié) 構(gòu)與漏場(chǎng)板異質(zhì)結(jié)功率器件相結(jié)合，也就是采用雙層場(chǎng)板結(jié)構(gòu)的漏場(chǎng)板而構(gòu)成雙層漏場(chǎng)板 功率器件，可以實(shí)現(xiàn)器件反向擊穿電壓的進(jìn)一步提升，這具有較大的應(yīng)用潛力。然而，雙層 場(chǎng)板HEMT功率器件的工藝復(fù)雜，制造成本更高，每一層場(chǎng)板的制作都需要光刻、淀積金屬、 淀積鈍化介質(zhì)等工藝步驟。而且要優(yōu)化各層場(chǎng)板下介質(zhì)材料厚度以實(shí)現(xiàn)擊穿電壓最大化， 必須進(jìn)行繁瑣的工藝調(diào)試和優(yōu)化，因此大大增加了器件制造的難度，降低了器件的成品率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、反向擊穿電壓 高、場(chǎng)板效率高和可靠性高的T形漏場(chǎng)板異質(zhì)結(jié)功率器件及其制作方法，以減小器件制作 難度，改善器件的反向擊穿特性，提高器件成品率。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的器件結(jié)構(gòu)采用GaN基寬禁帶半導(dǎo)體材料構(gòu)成的異 質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，其自下而上包括：襯底、過(guò)渡層、勢(shì)壘層、鈍化層和保護(hù)層，勢(shì)壘層的上面淀積有 源極、肖特基漏極及柵極，勢(shì)壘層的側(cè)面刻有臺(tái)面，且臺(tái)面深度大于勢(shì)壘層厚度，其特征在 于：
[0007] 鈍化層內(nèi)刻有漏槽；
[0008] 鈍化層與保護(hù)層之間淀積有T形漏場(chǎng)板；
[0009] 所述T形漏場(chǎng)板與肖特基漏極電氣連接，且下端完全填充在漏槽內(nèi)。
[0010] 作為優(yōu)選，所述的漏槽深度S為0.64?13.5 μ m，寬度b為L(zhǎng) 07?12.2 μ m。
[0011] 作為優(yōu)選，所述的漏槽的底部與勢(shì)壘層之間的距離d為0. 119?2. 84μπι。
[0012] 作為優(yōu)選，所述的T形漏場(chǎng)板靠近柵極一側(cè)邊緣與漏槽靠近柵極一側(cè)邊緣之間的 距離c為1. 17?14. 2 μ m。
[0013] 作為優(yōu)選，所述漏槽靠近肖特基漏極一側(cè)邊緣和肖特基漏極靠近柵極一側(cè)邊緣之 間的距離a為sX (d)°_5,其中s為漏槽的深度，d為漏槽底部與勢(shì)壘層之間的距離。
[0014] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明制作T形漏場(chǎng)板異質(zhì)結(jié)功率器件的方法，包括如下過(guò)程：
[0015] 第一步，在襯底上外延GaN基寬禁帶半導(dǎo)體材料，形成過(guò)渡層；
[0016] 第二步，在過(guò)渡層上外延GaN基寬禁帶半導(dǎo)體材料，形成勢(shì)壘層；
[0017] 第三步，在勢(shì)壘層上第一次制作掩膜，利用該掩膜在勢(shì)壘層的左端淀積金屬，再在 N2氣氛中進(jìn)行快速熱退火，制作源極；
[0018] 第四步，在勢(shì)壘層上第二次制作掩膜，利用該掩膜在勢(shì)壘層的右端淀積金屬，制作 肖特基漏極；
[0019] 第五步，在勢(shì)壘層上第三次制作掩膜，利用該掩膜在源極左側(cè)與肖特基漏極右側(cè) 的勢(shì)壘層上進(jìn)行刻蝕，且刻蝕區(qū)深度大于勢(shì)壘層厚度，形成臺(tái)面；
[0020] 第六步，在勢(shì)壘層上第四次制作掩膜，利用該掩膜在源極和肖特基漏極之間的勢(shì) 壘層上淀積金屬，制作柵極；
[0021] 第七步，分別在源極上部、肖特基漏極上部、柵極上部及勢(shì)壘層的其他區(qū)域上部淀 積絕緣介質(zhì)材料，形成鈍化層；
[0022] 第八步，在鈍化層上第五次制作掩膜，利用該掩膜在柵極與肖特基漏極之間的鈍 化層內(nèi)進(jìn)行刻蝕，以制作漏槽，且漏槽靠近肖特基漏極一側(cè)邊緣和肖特基漏極靠近柵極一 側(cè)邊緣之間的距離a為sX (d)°_5,其中s為漏槽的深度，d為漏槽底部與勢(shì)壘層之間的距 離；
[0023] 第九步，在鈍化層上第六次制作掩膜，利用該掩膜在漏槽內(nèi)以及柵極與肖特基漏 極之間的鈍化層上淀積金屬，所淀積金屬完全填充漏槽，以形成厚度為〇. 64?13. 5 μ m的 T形漏場(chǎng)板，并將T形漏場(chǎng)板與肖特基漏極電氣連接；
[0024] 第十步，在T形漏場(chǎng)板上部和鈍化層的其它區(qū)域上部淀積絕緣介質(zhì)材料，形成保 護(hù)層，完成整個(gè)器件的制作。
[0025] 本發(fā)明器件與采用傳統(tǒng)漏場(chǎng)板的功率器件比較具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0026] 1.進(jìn)一步提高了器件的反向擊穿電壓。
[0027] 本發(fā)明由于采用T形漏場(chǎng)板結(jié)構(gòu)，使器件在處于反向關(guān)態(tài)的工作狀態(tài)時(shí)，勢(shì)壘層 表面電勢(shì)從肖特基漏極到柵極逐漸升高，從而增加了勢(shì)壘層中耗盡區(qū)，即高阻區(qū)，的面積， 改善了耗盡區(qū)的分布，促使柵極與肖特基漏極之間勢(shì)壘層中的耗盡區(qū)承擔(dān)更大的負(fù)漏源電 壓，從而大大提高了器件的反向擊穿電壓。
[0028] 2.進(jìn)一步減小了柵極泄漏電流，提高了器件在反向關(guān)態(tài)時(shí)可靠性。
[0029] 本發(fā)明由于采用T形漏場(chǎng)板結(jié)構(gòu)，使器件在處于反向關(guān)態(tài)的工作狀態(tài)時(shí)，器件勢(shì) 壘層耗盡區(qū)中電場(chǎng)線(xiàn)的分布也得到了更有效的調(diào)制，器件中肖特基漏極靠近柵極一側(cè)邊 緣、T形漏場(chǎng)板靠近柵極一側(cè)邊緣以及漏槽靠近柵極一側(cè)邊緣都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)峰值，而且 通過(guò)調(diào)整T形漏場(chǎng)板下方的鈍化層的厚度、漏槽深度和寬度、漏槽靠近肖特基漏極一側(cè)邊 緣與肖特基漏極靠近柵極一側(cè)邊緣之間的距離以及T形漏場(chǎng)板靠近柵極一側(cè)邊緣與漏槽 靠近柵極一側(cè)邊緣之間的距離，可以使得上述各個(gè)電場(chǎng)峰值相等且小于GaN基寬禁帶半導(dǎo) 體材料的擊穿電場(chǎng)，從而最大限度地減少了柵極靠近肖特基漏極一側(cè)的邊緣所收集的電場(chǎng) 線(xiàn)，有效地降低了該處的電場(chǎng)，大大減小了柵極泄漏電流，使得器件在反向關(guān)態(tài)時(shí)的可靠性 和擊穿特性均得到了顯著增強(qiáng)。
[0030] 3.工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，提高了成品率。
[0031] 本發(fā)明器件結(jié)構(gòu)中T形漏場(chǎng)板的制作只需一步工藝便可完成，避免了傳統(tǒng)的堆層 場(chǎng)板結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的工藝復(fù)雜化問(wèn)題，大大提高了器件的成品率。
[0032] 仿真結(jié)果表明，本發(fā)明器件的反向擊穿電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于采用傳統(tǒng)漏場(chǎng)板的異質(zhì)結(jié)功 率器件的反向擊穿電壓。
[0033] 以下結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容和效果。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0034] 圖1是采用傳統(tǒng)漏場(chǎng)板的異質(zhì)結(jié)功率器件的結(jié)構(gòu)圖；
[0035] 圖2是本發(fā)明T形漏場(chǎng)板異質(zhì)結(jié)功率器件的結(jié)構(gòu)圖；
[0036] 圖3是本發(fā)明T形漏場(chǎng)板異質(zhì)結(jié)功率器件的制作流程圖；
[0037] 圖4是對(duì)傳統(tǒng)器件及本發(fā)明器件仿真所得的反向關(guān)態(tài)時(shí)勢(shì)壘層中電場(chǎng)曲線(xiàn)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0038] 參照?qǐng)D2,本發(fā)明是基于GaN基寬禁帶半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，其包括：襯底1、過(guò)渡層 2、勢(shì)壘層3、源極4、肖特基漏極5、臺(tái)面6、柵極7、鈍化層8、漏槽9、T形漏場(chǎng)板10與保護(hù) 層11。襯底1、過(guò)渡層2與勢(shì)壘層3為自下而上分布；源極4和肖特基漏極5淀積在勢(shì)壘層 3上，柵極7淀積在源極4和肖特基漏極5之間的勢(shì)壘層3上；臺(tái)面6制作在源極左側(cè)及肖 特基漏極右側(cè)，該臺(tái)面深度大于勢(shì)壘層厚度；鈍化層8分別覆蓋在源極上部、肖特基漏極上 部、柵極上部及勢(shì)壘層的其他區(qū)域上部；漏槽9位于柵極與肖特基漏極之間的鈍化層8內(nèi)； 漏槽的深度s為0.64?13.5 μ m，寬度b為L(zhǎng) 07?12.2 μ m，且漏槽底部和勢(shì)壘層之間的 距離d為0. 119?2. 84 μ m ;漏槽靠近肖特基漏極一側(cè)邊緣和肖特基漏極靠近柵極一側(cè)邊 緣之間的距離a為sX (d)°_5,其中s為漏槽的深度，d為漏槽底部與勢(shì)壘層之間的距離；T形 漏場(chǎng)板10淀積在鈍化層8與保護(hù)層11之間，該T形漏場(chǎng)板10與肖特基漏極5電氣連接， 且下端完全填充在漏槽9內(nèi)；T形漏場(chǎng)板靠近柵極一側(cè)邊緣與漏槽靠近柵極一側(cè)邊緣之間 的距離c為1. 17?14. 2 μ m，保護(hù)層11分別覆蓋在T形漏場(chǎng)板10上部以及鈍化層的其它 區(qū)域上部。
[0039] 上述器件的襯底1采用藍(lán)寶石或碳化硅或硅材料；過(guò)渡層2由若干層相同或不同 的GaN基寬禁帶半導(dǎo)體材料組成，其厚度為1?5 μ m ;勢(shì)壘層3由若干層相同或不同的GaN 基寬禁帶半導(dǎo)體材料組成，其厚度為5?50nm ;鈍化層8和保護(hù)層11均采用Si02、SiN、 A1203、Sc203、Hf02、TiO 2中的任意一種或其它絕緣介質(zhì)材料，鈍化層的厚度為漏槽的深度s 和漏槽底部與勢(shì)壘層之間的距離d之和，即0. 759?16. 34 μ m ;保護(hù)層的厚度為0. 68? 9. Iym ;T形漏場(chǎng)板10采用三層不同金屬的組合構(gòu)成，其厚度為0.64?13. 5 μπι。
[0040] 參照?qǐng)D3,本發(fā)明制作T形漏場(chǎng)板異質(zhì)結(jié)功率器件的流程，給出如下三種實(shí)施例：
[0041] 實(shí)施例一：制作襯底為藍(lán)寶石，鈍化層為Al2O3，保護(hù)層為SiN，T形漏場(chǎng)板為T(mén)i/Mo/ Au金屬組合的T形漏場(chǎng)板異質(zhì)結(jié)功率器件。
[0042] 步驟1.在藍(lán)寶石襯底1上自下而上外延GaN材料制作過(guò)渡層2,如圖3a。
[0043] 使用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積技術(shù)在藍(lán)寶石襯底1上外延厚度為1 μ m的未摻雜 過(guò)渡層2,該過(guò)渡層自下而上由厚度分別為30nm和0. 97 μ m的GaN材料構(gòu)成。外延下層GaN 材料采用的工藝條件為：溫度為530°C，壓強(qiáng)為45T〇rr，氫氣流量為440〇SCCm，氨氣流量為 440〇 SCCm，鎵源流量為22 μ mol/min ;外延上層GaN材料采用的工藝條件為：溫度為960°C， 壓強(qiáng)為45Torr，氫氣流量為4400sccm，氨氣流量為4400sccm，鎵源流量為120ymol/min。
[0044] 步驟2.在GaN過(guò)渡層2上淀積未摻雜的Ala5Gaa5N制作勢(shì)壘層3,如圖3b。
[0045] 使用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積技術(shù)在GaN過(guò)渡層2上淀積厚度為5nm，且鋁組分為 〇. 5的未摻雜Ala5Gaa5N勢(shì)壘層3,其采用的工藝條件為：溫度為980°C，壓強(qiáng)為45T 〇rr，氫 氣流量為4400sccm，氨氣流量為4400sccm，鎵源流量為35 μ mol/min，鋁源流量為7 μ mol/ min〇
[0046] 步驟3.在勢(shì)魚(yú)層3的左端淀積金屬Ti/Al/Ni/Au制作源極4,如圖3c。
[0047] 在A(yíng)la5Gaa5N勢(shì)壘層3上第一次制作掩膜，使用電子束蒸發(fā)技術(shù)在其左端淀積金 屬，再在N 2氣氛中進(jìn)行快速熱退火，制作源極4,其中所淀積的金屬為T(mén)i/Al/Ni/Au金屬組 合，即自下而上分別為 Ti、Al、Ni 與 Au,其厚度為 0· 018 μ m/0. 135 μ m/0. 046 μ m/0. 052 μ m。 淀積金屬采用的工藝條件為：真空度小于I. 8 X 10_3Pa，功率范圍為200?1000W，蒸發(fā)速率 小于3A/S;快速熱退火采用的工藝條件為：溫度為850°C，時(shí)間為35s。
[0048] 步驟4.在勢(shì)壘層3的右端淀積金屬Ni/Au制作肖特基漏極5,如圖3d。
[0049] 在A(yíng)la5Gaa5N勢(shì)壘層3上第二次制作掩膜，使用電子束蒸發(fā)技術(shù)在其右端淀積金 屬，制作肖特基漏極5,其中所淀積的金屬為Ni/Au金屬組合，即下層為Ni、上層為Au,其厚 度為0.04 μ m/0. 2 μ m。淀積金屬采用的工藝條件為：真空度小于1.8 X 10_3Pa，功率范圍為 200?1000W，蒸發(fā)速率小于3A/s〇
[0050] 步驟5.在源極左邊與肖特基漏極右邊的勢(shì)壘層上進(jìn)行刻蝕制作臺(tái)面6,如圖3e。
[0051] 在A(yíng)la5Gaa5N勢(shì)壘層3上第三次制作掩膜，使用反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)在源極左邊與 肖特基漏極右邊的勢(shì)壘層上進(jìn)行刻蝕，形成臺(tái)面6,刻蝕深度為10nm。刻蝕采用的工藝條件 為：(：1 2流量為15sccm，壓強(qiáng)為IOmTorr,功率為100W。
[0052] 步驟6.在源極和肖特基漏極之間的勢(shì)壘層上淀積金屬Ni/Au制作柵極7,如圖 3f〇
[0053] 在A(yíng)la5Gaa5N勢(shì)壘層上第四次制作掩膜，使用電子束蒸發(fā)技術(shù)在源極和肖特基漏 極之間的勢(shì)壘層上淀積金屬，制作柵極7,其中所淀積的金屬為Ni/Au金屬組合，即下層 為Ni、上層為Au,其厚度為0. 04 μ m/0. 2 μ m。淀積金屬采用的工藝條件為：真空度小于 1.8父101^，功率范圍為200?10001，蒸發(fā)速率小于31/8。
[0054] 步驟7.在源極上部、肖特基漏極上部、柵極上部以及勢(shì)壘層的其他區(qū)域上部淀積 鈍化層8,如圖3g。
[0055] 使用原子層淀積技術(shù)分別覆蓋源極上部、肖特基漏極上部、柵極上部以及勢(shì)壘層 的其他區(qū)域上部，完成淀積厚度為0. 759 μ m的Al2O3鈍化層8。淀積鈍化層采用的工藝條 件為：以TM和H2O為反應(yīng)源，載氣為N 2，載氣流量為20〇SCCm，襯底溫度為300°C，氣壓為 700Pa〇
[0056] 步驟8.在柵極7與肖特基漏極5之間的鈍化層內(nèi)進(jìn)行刻蝕制作漏槽9,如圖3h。
[0057] 在鈍化層8上第五次制作掩膜，使用反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)在柵極7與肖特基漏極5 之間的鈍化層內(nèi)進(jìn)行刻蝕，以制作漏槽9,該漏槽的深度為0.64 μ m,寬度為1.07 μ m,漏槽 的底部與勢(shì)壘層之間的距離為〇. 119 μ m，漏槽靠近肖特基漏極一側(cè)邊緣和肖特基漏極靠近 柵極一側(cè)邊緣之間的距離為〇. 221 μ m?？涛g采用的工藝條件為：CF4流量為45SCCm，O2流 量為5sccm，壓強(qiáng)為15mTorr，功率為250W。
[0058] 步驟9.在漏槽9內(nèi)以及柵極7和肖特基漏極5之間的鈍化層上淀積金屬Ti/Mo/ Au形成T形漏場(chǎng)板10,如圖3i。
[0059] 在鈍化層8上第六次制作掩膜，使用電子束蒸發(fā)技術(shù)在漏槽9內(nèi)以及柵極7和肖 特基漏極5之間的鈍化層上淀積金屬形成T形漏場(chǎng)板10,并將T形漏場(chǎng)板10與肖特基漏 極5電氣連接，所淀積的金屬為T(mén)i/Mo/Au金屬組合，即下層為T(mén)i、中層為Mo、上層為Au,其 厚度為0. 27 μ m/0. 24 μ m/0. 13 μ m。其中所淀積金屬要完全填充漏槽9, T形漏場(chǎng)板靠近柵 極一側(cè)邊緣與漏槽靠近柵極一側(cè)邊緣之間的距離為1. 17μπι。淀積金屬采用的工藝條件為： 真空度小于1.8父10_午&，功率范圍為200?10001，蒸發(fā)速率小于3力3。
[0060] 步驟10.在T形漏場(chǎng)板10的上部和鈍化層8的其它區(qū)域上部淀積SiN制作保護(hù) 層11，如圖3j。
[0061] 使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積技術(shù)在T形漏場(chǎng)板10上部和鈍化層8的其它區(qū) 域上部淀積SiN形成保護(hù)層11，其厚度為0. 68 μ m，從而完成整個(gè)器件的制作，淀積保護(hù)層 采用的工藝條件為：氣體為NH3、N2及SiH 4，氣體流量分別為2. 5sccm、950sccm和250sccm， 溫度、RF功率和壓強(qiáng)分別為300°C、25W和950mTorr。
[0062] 實(shí)施例二：制作襯底為碳化硅，鈍化層為SiN，保護(hù)層為SiO2, T形漏場(chǎng)板為T(mén)i/Ni/ Au金屬組合的T形漏場(chǎng)板異質(zhì)結(jié)功率器件。
[0063] 步驟一.在碳化硅襯底1上自下而上外延AlN與GaN材料制作過(guò)渡層2,如圖3a。
[0064] I. 1)使用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積技術(shù)在碳化硅襯底1上外延厚度為50nm 的未摻雜AlN材料；其外延的工藝條件為：溫度為1000°C，壓強(qiáng)為45T〇rr，氫氣流量為 4600sccm，氨氣流量為4600sccm，錯(cuò)源流量為5ymol/min ;
[0065] 1. 2)使用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積技術(shù)在A(yíng)lN材料上外延厚度為2. 45 μ m的GaN 材料，完成過(guò)渡層2的制作；其外延的工藝條件為：溫度為1000°C，壓強(qiáng)為45T〇rr，氫氣流 量為4600sccm，氨氣流量為4600sccm，鎵源流量為120ymol/min。
[0066] 本步驟的外延不局限于金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積技術(shù)，也可以采用分子束外延技 術(shù)或氫化物氣相外延技術(shù)。
[0067] 步驟二.在過(guò)渡層2上自下而上外延Ala3Gaa小和GaN材料制作勢(shì)壘層3,如圖 3b 〇
[0068] 2. 1)使用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積技術(shù)在過(guò)渡層2上淀積厚度為27nm，鋁組分為 0. 3的Ala3Gaa7N材料；其外延的工藝條件為：溫度為IKKTC，壓強(qiáng)為45T〇rr，氫氣流量為 4600sccm，氨氣流量為4600sccm，鎵源流量為16 μ mol/min，錯(cuò)源流量為8 μ mol/min ;
[0069] 2· 2)使用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積技術(shù)在A(yíng)la3Gaa7N材料上外延厚度為3nm的 GaN材料，完成勢(shì)壘層3的制作；其外延的工藝條件為：溫度為1400°C，壓強(qiáng)為45T〇rr，氫氣 流量為4100sccm，氨氣流量為4100sccm，鎵源流量為11 μ mol/min。
[0070] 本步驟的外延不局限于金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積技術(shù)，也可以采用分子束外延技 術(shù)或氫化物氣相外延技術(shù)。
[0071] 步驟三.在勢(shì)壘層3的左端淀積金屬Ti/Al/Ni/Au制作源極4,如圖3c。
[0072] 3. 1)在勢(shì)壘層3上第一次制作掩膜，使用電子束蒸發(fā)技術(shù)在其左端淀積金屬， 其中所淀積的金屬為T(mén)i/Al/Ni/Au金屬組合，即自下而上分別為T(mén)i、Al、Ni與Au,其厚度 為0.018 μ m/0. 135 μ m/0. 046 μ m/0. 052 μ m。淀積金屬采用的工藝條件為：真空度小于 1.8父101^，功率范圍為200?10001，蒸發(fā)速率小于3力8;
[0073] 3. 2)在N2氣氛中進(jìn)行快速熱退火，完成源極4的制作，快速熱退火采用的工藝條 件為：溫度為850°C，時(shí)間為35s。
[0074] 本步驟的金屬淀積不局限于電子束蒸發(fā)技術(shù)，也可以采用濺射技術(shù)。
[0075] 步驟四.在勢(shì)魚(yú)層3的右端淀積金屬Ni/Au制作肖特基漏極5,如圖3d。
[0076] 在勢(shì)壘層3上第二次制作掩膜，使用電子束蒸發(fā)技術(shù)在其右端淀積金屬，制作 肖特基漏極5,其中所淀積的金屬為Ni/Au金屬組合，即下層為Ni、上層為Au,其厚度為 0. 04 μ m/0. 2 μ m。淀積金屬采用的工藝條件為：真空度小于I. 8 X 10_3Pa，功率范圍為200? 1000W，蒸發(fā)速率小于3A/s。
[0077] 本步驟的金屬淀積不局限于電子束蒸發(fā)技術(shù)，也可以采用濺射技術(shù)。
[0078] 步驟五.在源極左邊與肖特基漏極右邊的勢(shì)壘層上進(jìn)行刻蝕制作臺(tái)面6,如圖3e。
[0079] 在勢(shì)壘層3上第三次制作掩膜，使用反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)在源極左邊與肖特基漏極 右邊的勢(shì)壘層上進(jìn)行刻蝕，形成臺(tái)面6,刻蝕深度為100nm?？涛g采用的工藝條件為：(：1 2流 量為15sccm，壓強(qiáng)為IOmTorr,功率為100W。
[0080] 本步驟的刻蝕不局限于反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)，也可以采用濺射技術(shù)或等離子體刻蝕 技術(shù)。
[0081] 步驟六.在源極和肖特基漏極之間的勢(shì)壘層上淀積金屬Ni/Au制作柵極7,如圖 3f〇
[0082] 在勢(shì)壘層上第四次制作掩膜，使用電子束蒸發(fā)技術(shù)在源極和肖特基漏極之間的勢(shì) 壘層上淀積金屬，制作柵極7,其中所淀積的金屬為Ni/Au金屬組合，即下層為Ni、上層為 Au,其厚度為0. 04 μ m/0. 2 μ m，淀積金屬采用的工藝條件為：真空度小于I. 8 X 10_3Pa，功率 范圍為200?1000W，蒸發(fā)速率小于3A/S。
[0083] 本步驟的金屬淀積不局限于電子束蒸發(fā)技術(shù)，也可以采用濺射技術(shù)。
[0084] 步驟七.在源極上部、肖特基漏極上部、柵極上部以及勢(shì)壘層的其他區(qū)域上部淀 積鈍化層8,如圖3g。
[0085] 使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積技術(shù)分別覆蓋源極上部、肖特基漏極上部、柵極 上部以及勢(shì)壘層的其他區(qū)域上部，完成淀積厚度為7. 8 μ m的SiN鈍化層8 ;其采用的工藝 條件為：氣體為NH3、N2及SiH4，氣體流量分別為2. 5sccm、950sccm和250sccm，溫度、RF功 率和壓強(qiáng)分別為300°C、25W和950mTorr。
[0086] 本步驟的鈍化層的淀積不局限于等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積技術(shù)，也可以采用蒸 發(fā)技術(shù)或原子層淀積技術(shù)或溉射技術(shù)或分子束外延技術(shù)。
[0087] 步驟八.在柵極7與肖特基漏極5之間的鈍化層內(nèi)進(jìn)行刻蝕制作漏槽9,如圖3h。
[0088] 在鈍化層8上第五次制作掩膜，使用反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)在柵極7與肖特基漏極5 之間的鈍化層內(nèi)進(jìn)行刻蝕，以制作漏槽9,該漏槽的深度為6. 3 μ m，寬度為6. 1 μ m，漏槽的 底部與勢(shì)壘層之間的距離為1. 5μπι，漏槽靠近肖特基漏極一側(cè)邊緣和肖特基漏極靠近柵極 一側(cè)邊緣之間的距離為7. 716 μ m?？涛g采用的工藝條件為：CF4流量為45SCCm，O2流量為 5sccm，壓強(qiáng)為 15mTorr，功率為 250W。
[0089] 本步驟的刻蝕不局限于反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)，也可以采用濺射技術(shù)或等離子體刻蝕 技術(shù)。
[0090] 步驟九.在漏槽9內(nèi)以及柵極7和肖特基漏極5之間的鈍化層上淀積金屬Ti/Ni/ Au制作T形漏場(chǎng)板10,如圖3i。
[0091] 在鈍化層8上第六次制作掩膜，使用電子束蒸發(fā)技術(shù)在漏槽9內(nèi)以及柵極7和肖 特基漏極5之間的鈍化層上淀積金屬形成T形漏場(chǎng)板10,并將T形漏場(chǎng)板與肖特基漏極5 電氣連接，所淀積的金屬為T(mén)i/Ni/Au金屬組合，即下層為T(mén)i、中層為Ni、上層為Au,其厚度 為3. 2 μ m/2. 5 μ m/0. 6 μ m。其中所淀積金屬要完全填充漏槽9, T形漏場(chǎng)板靠近柵極一側(cè) 邊緣與漏槽靠近柵極一側(cè)邊緣之間的距離為7.9 μ m。淀積金屬采用的工藝條件為：真空度 小于1.8父10^^，功率范圍為200?10001，蒸發(fā)速率小于31/8。
[0092] 本步驟的金屬淀積不局限于電子束蒸發(fā)技術(shù)，也可以采用濺射技術(shù)。
[0093] 步驟十.在T形漏場(chǎng)板10上部和鈍化層8的其它區(qū)域上部淀積SiO2制作保護(hù)層 11，如圖3j。
[0094] 使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積技術(shù)在T形漏場(chǎng)板10上部和鈍化層8的其它區(qū) 域上部淀積SiO 2形成保護(hù)層11，其厚度為4. 3 μ m，從而完成整個(gè)器件的制作，其采用的工 藝條件為：氣體為N2O及SiH4，氣體流量分別為850sccm和200sccm，溫度為250°C，RF功率 25W，壓強(qiáng)為 IlOOmTorr。
[0095] 本步驟的保護(hù)層的淀積不局限于等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積技術(shù)，也可以采用蒸 發(fā)技術(shù)或原子層淀積技術(shù)或溉射技術(shù)或分子束外延技術(shù)。
[0096] 實(shí)施例三：制作襯底為硅，鈍化層為SiO2，保護(hù)層為SiN，T形漏場(chǎng)板為T(mén)i/Pt/Au金 屬組合的T形漏場(chǎng)板異質(zhì)結(jié)功率器件。
[0097] 步驟A.在硅襯底1上自下而上外延AlN與GaN材料制作過(guò)渡層2,如圖3a。
[0098] Al)使用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積技術(shù)在溫度為800°C，壓強(qiáng)為40Torr，氫氣流量 為4000sccm，氨氣流量為4000sccm，鋁源流量為25 μ mol/min的工藝條件下，在硅襯底1上 外延厚度為200nm的AlN材料；
[0099] A2)使用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積技術(shù)在溫度為980°C，壓強(qiáng)為45Torr，氫氣流量 為4000sccm，氨氣流量為4000sccm，鎵源流量為120 μ mol/min的工藝條件下，在A(yíng)lN材料 上外延厚度為4. 8 μ m的GaN材料，完成過(guò)渡層2的制作。
[0100] 步驟B.在過(guò)渡層上自下而上淀積八1(|.16&(|. !^與GaN材料制作勢(shì)壘層3,如圖3b。
[0101] BI)使用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積技術(shù)在溫度為1000°C，壓強(qiáng)為40Torr，氫氣流 量為 4000sccm，氨氣流量為 4000sccm，鎵源流量為12μmol/min，錯(cuò)源流量為12μmol/min 的工藝條件下，在過(guò)渡層2上外延厚度為46nm，鋁組分為0. 1的Ala Aaa9N材料；
[0102] B2)使用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積技術(shù)在溫度為1000°C，壓強(qiáng)為40Torr，氫氣流 量為4000sccm，氨氣流量為4000sccm，鎵源流量為3 μ mol/min的工藝條件下，在A(yíng)la Paa9N 材料上外延厚度為4nm的GaN材料，完成勢(shì)壘層3的制作。
[0103] 步驟C.在勢(shì)壘層3的左端淀積金屬Ti/Al/Ni/Au制作源極4,如圖3c。
[0104] Cl)在勢(shì)魚(yú)層3上第一次制作掩膜，使用電子束蒸發(fā)技術(shù)在真空度小于 1.8X10_3Pa，功率范圍為200?1000W，蒸發(fā)速率小于3A/S的工藝條件下，在其左端淀積金 屬，其中所淀積的金屬為T(mén)i/Al/Ni/Au金屬組合，即自下而上分別為T(mén)i、Al、Ni與Au,其厚 度為 0· 018 μ m/0. 135 μ m/0. 046 μ m/0. 052 μ m ;
[0105] C2)在N2氣氛，溫度為850°C，時(shí)間為35s的工藝條件下進(jìn)行快速熱退火，完成源 極4的制作。
[0106] 步驟D.在勢(shì)壘層3的右端淀積金屬Ni/Au制作肖特基漏極5,如圖3d。
[0107] 在勢(shì)壘層3上第二次制作掩膜，使用電子束蒸發(fā)技術(shù)在真空度小于I. 8 X KT3Pa, 功率范圍為200?1000W，蒸發(fā)速率小于3A/s的工藝條件下，在勢(shì)壘層3的右端淀積金屬，制 作肖特基漏極5,其中所淀積的金屬為Ni/Au金屬組合，即下層為Ni、上層為Au,其厚度為 0. 04 μ m/0. 2 μ m〇
[0108] 步驟E.在源極左邊與肖特基漏極右邊的勢(shì)壘層上進(jìn)行刻蝕制作臺(tái)面6,如圖3e。
[0109] 在勢(shì)壘層3上第三次制作掩膜，使用反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)在Cl2流量為15s CCm，壓強(qiáng) 為IOmTorr,功率為100W的工藝條件下，在源極左邊與肖特基漏極右邊的勢(shì)壘層上進(jìn)行刻 蝕，形成臺(tái)面6,刻蝕深度為200nm。
[0110] 步驟F.在源極和肖特基漏極之間的勢(shì)壘層上淀積金屬Ni/Au制作柵極7,如圖 3f〇
[0111] 在勢(shì)壘層上第四次制作掩膜，使用電子束蒸發(fā)技術(shù)在真空度小于LSXKT3PadA 率范圍為200?1000W，蒸發(fā)速率小于3A/s的工藝條件下，在源極和肖特基漏極之間的勢(shì)壘 層上淀積金屬，制作柵極7,其中所淀積的金屬為Ni/Au金屬組合，即下層為Ni、上層為Au, 其厚度為 〇· 04 μ m/0. 2 μ m。
[0112] 步驟G.在源極上部、肖特基漏極上部、柵極上部以及勢(shì)壘層的其他區(qū)域上部淀積 鈍化層8,如圖3g。
[0113] 使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積技術(shù)在氣體為N2O及SiH4，氣體流量分別為 850sccm和200sccm，溫度為250°C，RF功率25W，壓強(qiáng)為IlOOmTorr的工藝條件下，在源極 上部、肖特基漏極上部、柵極上部以及勢(shì)壘層的其他區(qū)域上部淀積厚度為16. 34 μ m的SiO2 鈍化層。
[0114] 步驟H.在柵極7與肖特基漏極5之間的鈍化層內(nèi)進(jìn)行刻蝕制作漏槽9,如圖3h。
[0115] 在鈍化層8上第五次制作掩膜，使用反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)在CF4流量為45SCCm，O 2流 量為5SCCm，壓強(qiáng)為15mTorr，功率為250W的工藝條件下，在柵極7與肖特基漏極5之間的 鈍化層內(nèi)進(jìn)行刻蝕，以制作漏槽9,該漏槽的深度為13. 5 μ m,寬度為12. 2 μ m,漏槽的底部 與勢(shì)壘層之間的距離為2. 84 μ m，漏槽靠近肖特基漏極一側(cè)邊緣和肖特基漏極靠近柵極一 側(cè)邊緣之間的距離為22. 751 μ m。
[0116] 步驟I.在漏槽9內(nèi)以及柵極7和肖特基漏極5之間的鈍化層上部淀積金屬Ti/ Pt/Au制作T形漏場(chǎng)板10,如圖3i。
[0117] 在鈍化層8上第六次制作掩膜，使用電子束蒸發(fā)技術(shù)在真空度小于I. SXKT3Pa, 功率范圍為200?1000W，蒸發(fā)速率小于3A/S的工藝條件下，在漏槽9內(nèi)以及柵極與肖特 基漏極之間的鈍化層8上淀積金屬形成T形漏場(chǎng)板10,并將T形漏場(chǎng)板與肖特基漏極5電 氣連接，所淀積的金屬為T(mén)i/Pt/Au金屬組合，即下層為T(mén)i、中層為Pt、上層為Au,其厚度為 6. 4 μ m/5. 8 μ m/1. 3 μ m。其中所淀積金屬要完全填充漏槽9, T形漏場(chǎng)板靠近柵極一側(cè)邊緣 與漏槽靠近柵極一側(cè)邊緣之間的距離為14. 2 μ m。
[0118] 步驟J.在T形漏場(chǎng)板10上部和鈍化層8的其它區(qū)域上部淀積SiN制作保護(hù)層 11，如圖3j。
[0119] 使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積技術(shù)在氣體為NH3、N2及SiH 4，氣體流量分別為 2. 5sccm、950sccm和250sccm，溫度、RF功率和壓強(qiáng)分別為300°C、25W和950mTorr的工藝 條件下，在T形漏場(chǎng)板10上部和鈍化層8的其它區(qū)域上淀積SiN制作保護(hù)層11，其厚度為 9. 1 μ m，從而完成整個(gè)器件的制作。
[0120] 本發(fā)明的效果可通過(guò)以下仿真進(jìn)一步說(shuō)明。
[0121] 在肖特基漏極加負(fù)壓的情況下，對(duì)采用傳統(tǒng)漏場(chǎng)板的異質(zhì)結(jié)功率器件與本發(fā)明器 件的勢(shì)壘層中電場(chǎng)進(jìn)行仿真，結(jié)果如圖4,其中傳統(tǒng)漏場(chǎng)板有效長(zhǎng)度L與本發(fā)明T形漏場(chǎng)板 有效總長(zhǎng)度相等。
[0122] 由圖4可以看出：在肖特基漏極加負(fù)壓的情況下，采用傳統(tǒng)漏場(chǎng)板的異質(zhì)結(jié)功率 器件在勢(shì)壘層中的電場(chǎng)曲線(xiàn)只形成了 2個(gè)近似相等的電場(chǎng)峰值，其在勢(shì)壘層中的電場(chǎng)曲線(xiàn) 所覆蓋的面積很小，而本發(fā)明器件在勢(shì)壘層中的電場(chǎng)曲線(xiàn)形成了 3個(gè)近似相等的電場(chǎng)峰 值，使得本發(fā)明器件在勢(shì)壘層中的電場(chǎng)曲線(xiàn)所覆蓋的面積大大增加，由于在勢(shì)壘層中的電 場(chǎng)曲線(xiàn)所覆蓋的面積近似等于器件的反向擊穿電壓，說(shuō)明本發(fā)明器件的反向擊穿電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn) 大于采用傳統(tǒng)漏場(chǎng)板的異質(zhì)結(jié)功率器件的反向擊穿電壓。
[0123] 對(duì)于本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)人員來(lái)說(shuō)，在了解了本
【發(fā)明內(nèi)容】
和原理后，能夠在不背離本發(fā) 明的原理和范圍的情況下，根據(jù)本發(fā)明的方法進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種修正和改變，但是 這些基于本發(fā)明的修正和改變?nèi)栽诒景l(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種T形漏場(chǎng)板異質(zhì)結(jié)功率器件，自下而上包括：襯底（1)、過(guò)渡層（2)、勢(shì)壘層（3)、 鈍化層（8)和保護(hù)層（11)，勢(shì)壘層的上面淀積有源極（4)、肖特基漏極（5)及柵極（7)，勢(shì)壘 層的側(cè)面刻有臺(tái)面￠)，且臺(tái)面深度大于勢(shì)壘層厚度，其特征在于： 鈍化層⑶內(nèi)刻有漏槽（9); 鈍化層（8)與保護(hù)層（11)之間淀積有T形漏場(chǎng)板（10); 所述T形漏場(chǎng)板（10)與肖特基漏極（5)電氣連接，且下端完全填充在漏槽（9)內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的T形漏場(chǎng)板異質(zhì)結(jié)功率器件，其特征在于漏槽的深度s為 0. 64?13. 5 y m，寬度b為1. 07?12. 2 y m ;漏槽的底部與勢(shì)壘層之間的距離d為0. 119? 2. 84 u m。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的T形漏場(chǎng)板異質(zhì)結(jié)功率器件，其特征在于T形漏場(chǎng)板靠近柵 極一側(cè)邊緣與漏槽靠近柵極一側(cè)邊緣之間的距離c為1. 17?14. 2 y m。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的T形漏場(chǎng)板異質(zhì)結(jié)功率器件，其特征在于漏槽靠近肖特基漏 極一側(cè)邊緣與肖特基漏極靠近柵極一側(cè)邊緣之間的距離a為sX (d)°_5,其中s為漏槽的深 度，d為漏槽底部與勢(shì)壘層之間的距離。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的T形漏場(chǎng)板異質(zhì)結(jié)功率器件，其特征在于襯底（1)采用藍(lán)寶 石或碳化硅或硅材料。
6. -種制作T形漏場(chǎng)板異質(zhì)結(jié)功率器件的方法，包括如下步驟： 第一步，在襯底（1)上外延GaN基寬禁帶半導(dǎo)體材料，形成過(guò)渡層（2); 第二步，在過(guò)渡層上外延GaN基寬禁帶半導(dǎo)體材料，形成勢(shì)壘層（3); 第三步，在勢(shì)壘層上第一次制作掩膜，利用該掩膜在勢(shì)壘層的左端淀積金屬，再在N2氣 氛中進(jìn)行快速熱退火，制作源極（4); 第四步，在勢(shì)壘層上第二次制作掩膜，利用該掩膜在勢(shì)壘層的右端淀積金屬，制作肖特 基漏極（5); 第五步，在勢(shì)壘層上第三次制作掩膜，利用該掩膜在源極左側(cè)與肖特基漏極右側(cè)的勢(shì) 壘層（3)上進(jìn)行刻蝕，且刻蝕區(qū)深度大于勢(shì)壘層厚度，形成臺(tái)面（6); 第六步，在勢(shì)壘層上第四次制作掩膜，利用該掩膜在源極和肖特基漏極之間的勢(shì)壘層 上淀積金屬，制作柵極（7); 第七步，分別在源極（4)上部、肖特基漏極（5)上部、柵極（7)上部及勢(shì)壘層的其他區(qū) 域上部淀積絕緣介質(zhì)材料，形成鈍化層（8); 第八步，在鈍化層上第五次制作掩膜，利用該掩膜在柵極（7)與肖特基漏極（5)之間的 鈍化層內(nèi)進(jìn)行刻蝕，以制作漏槽（9)，且漏槽靠近肖特基漏極一側(cè)邊緣和肖特基漏極靠近柵 極一側(cè)邊緣之間的距離a為sX (d)°_5,其中s為漏槽的深度，d為漏槽底部與勢(shì)壘層之間的 距離； 第九步，在鈍化層上第六次制作掩膜，利用該掩膜在漏槽（9)內(nèi)以及柵極與肖特基漏 極之間的鈍化層（8)上淀積金屬，所淀積金屬完全填充漏槽（9)，以形成厚度為0.64? 13. 5 y m的T形漏場(chǎng)板（10)，并將T形漏場(chǎng)板與肖特基漏極電氣連接； 第十步，在T形漏場(chǎng)板上部和鈍化層的其它區(qū)域上部淀積絕緣介質(zhì)材料，形成保護(hù)層 (11)，完成整個(gè)器件的制作。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述第九步中在漏槽（9)內(nèi)以及柵極和肖 特基漏極之間的鈍化層（8)上淀積的金屬，采用三層金屬組合Ti/Mo/Au，即下層為T(mén)i、中層 為 Mo、上層為 Au，其厚度為 0? 27 ?6. 4 ii m/0. 24 ?5. 8 ii m/0. 13 ?1. 3 ii m。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述第九步中在漏槽（9)內(nèi)以及柵極和肖 特基漏極之間的鈍化層（8)上淀積的金屬，采用三層金屬組合Ti/Ni/Au，即下層為T(mén)i、中層 為 Ni、上層為 Au，其厚度為 0? 27 ?6. 4iim/0. 24 ?5. 8iim/0. 13 ?1. 3iim。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述第九步中在漏槽（9)內(nèi)以及柵極和肖 特基漏極之間的鈍化層（8)上淀積的金屬，進(jìn)一步采用三層金屬組合Ti/Pt/Au，即下層為 Ti、中層為 Pt、上層為 Au，其厚度為 0? 27 ?6. 4iim/0. 24 ?5. 8iim/0. 13 ?1. 3iim。
【文檔編號(hào)】H01L29/778GK104393042SQ201410660029
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月18日
【發(fā)明者】毛維, 楊翠, 張延濤, 范舉勝, 張進(jìn)成, 郝躍 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)