本發(fā)明實施例涉及半導(dǎo)體器件制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的制造方法。

背景技術(shù)：

氮化鎵是國際上廣泛關(guān)注的新型寬禁帶化合物半導(dǎo)體材料，由于其具有較寬的禁帶寬度，高電子飽和漂移速率，較高的擊穿場強，良好的熱穩(wěn)定性，耐腐蝕和抗輻射性能，所以在高壓、高頻、高溫、大功率和抗輻照環(huán)境條件下具有較強的優(yōu)勢。憑借其優(yōu)良的材料特性，氮化鎵晶體管被廣泛使用。

可將氮化鎵晶體管應(yīng)用在低壓dc-dc轉(zhuǎn)換器等器件上時，由于氮化鎵晶體管的導(dǎo)通電壓較高，使器件的開關(guān)損耗增加，增加了無用功耗，進而降低了器件的轉(zhuǎn)換效率及性能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供一種集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的制造方法，由于集成了肖特基二極管，所以降低了導(dǎo)通電壓，減少了開關(guān)損耗，減少了無用功耗，進而提高了器件的轉(zhuǎn)換效率及性能。

本發(fā)明實施例提供一種集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的制造方法，包括：

在硅襯底上表面依次生長氮化鎵緩沖層和鋁鎵氮勢壘層；

在所述鋁鎵氮勢壘層上淀積氧化層；

對左側(cè)部分區(qū)域的氧化層進行刻蝕，形成源極接觸孔；

對右側(cè)部分區(qū)域的氧化層進行刻蝕，形成氧化層開孔，在所述氧化層開孔內(nèi)刻蝕鋁鎵氮勢壘層、氮化鎵緩沖層及部分硅襯底，形成漏極接觸孔；

制造所述集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的源極及漏極；

制造所述集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的柵極；

在所述硅襯底下表面形成肖特基電極，以使在所述漏極中的源漏極金屬層、所述硅襯底及所述肖特基電極形成肖特基二極管。

進一步地，如上所述的方法，所述制造所述集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的源極及漏極具體包括：

在所述源極接觸孔內(nèi)、所述漏極接觸孔內(nèi)、所述源極接觸孔上方、所述漏極接觸孔上方及所述氧化層上方沉積源漏極金屬層；

采用電子束工藝蒸發(fā)所述源漏極金屬層中的金屬；

對所述氧化層上方的源漏極金屬層進行光刻，刻蝕，形成源極及漏極。

進一步地，如上所述的方法，所述制造所述集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的柵極具體包括：

對中間部分區(qū)域的氧化層和鋁鎵氮勢壘層進行刻蝕，形成柵極接觸孔；

在所述柵極接觸孔內(nèi)、所述柵極接觸孔上方及所述源極及所述漏極之間的氧化層上方沉積柵極金屬層；

采用電子束工藝蒸發(fā)所述柵極金屬層中的金屬；

對所述氧化層上方的柵極金屬層進行光刻，刻蝕，形成柵極。

進一步地，如上所述的方法，所述在所述硅襯底下表面形成肖特基電極具體為：

在所述硅襯底下表面依次生長鎳層及金層，以形成肖特基電極。

進一步地，如上所述的方法，所述在所述源極接觸孔內(nèi)、所述漏極接觸孔內(nèi)、所述源極接觸孔上方、所述漏極接觸孔上方及所述氧化層上方沉積源漏極金屬層具體為：

在所述源極接觸孔內(nèi)、所述漏極接觸孔內(nèi)、所述源極接觸孔上方、所述漏極接觸孔上方及所述氧化層上方采用磁控濺射鍍膜工藝依次沉積鈦層，鋁層，鈦層及氮化鈦層，以形成源漏極金屬層。

進一步地，如上所述的方法，所述在所述柵極接觸孔內(nèi)、所述柵極接觸孔上方及所述源極及所述漏極之間的氧化層上方沉積柵極金屬層具體為：

在所述柵極接觸孔內(nèi)、所述柵極接觸孔上方及所述源極及所述漏極之間的氧化層上方采用磁控濺射鍍膜工藝依次沉積氮化鈦層，鈦層，鋁層，鈦層及氮化鈦層，以形成柵極金屬層。

進一步地，如上所述的方法，所述氧化層為二氧化硅層。

本發(fā)明實施例提供一種集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的制造方法，通過在硅襯底上表面依次生長氮化鎵緩沖層和鋁鎵氮勢壘層；在鋁鎵氮勢壘層上淀積氧化層；對左側(cè)部分區(qū)域的氧化層進行刻蝕，形成源極接觸孔；對右側(cè)部分區(qū)域的氧化層進行刻蝕，形成氧化層開孔，在氧化層開孔內(nèi)刻蝕鋁鎵氮勢壘層、氮化鎵緩沖層及部分硅襯底，形成漏極接觸孔；制造集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的源極及漏極；制造集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的柵極；在硅襯底下表面形成肖特基電極，以使在漏極中的源漏極金屬層、硅襯底及肖特基電極形成肖特基二極管。降低了導(dǎo)通電壓，減少了開關(guān)損耗，減少了無用功耗，進而提高了器件的轉(zhuǎn)換效率及性能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的制造方法實施例一的流程圖；

圖2為本發(fā)明實施例一提供的集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的制造方法中在硅襯底上表面依次生長氮化鎵緩沖層和鋁鎵氮勢壘層后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例一提供的集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的制造方法中在鋁鎵氮勢壘層上淀積氧化層后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例一提供的集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的制造方法中對左側(cè)部分區(qū)域形成源極接觸孔后的的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例一提供的集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的制造方法中對右側(cè)部分區(qū)域形成漏極接觸孔后的的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明是實施例一中提供的集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的制造方法中制造源極及漏極的流程圖；

圖7為本發(fā)明實施例一提供的集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的制造 方法中制造源極及漏極后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明是實施例一中提供的集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的制造方法中制造柵極的流程圖；

圖9為本發(fā)明實施例一提供的集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的制造方法中制造柵極后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本發(fā)明實施例一提供的集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的制造方法中在硅襯底下表面形成肖特基電極后的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：

1-硅襯底2-氮化鎵緩沖層3-鋁鎵氮勢壘層

4-氧化層5-源極接觸孔6-漏極接觸孔

7-源極8-漏極9-柵極

10-肖特基電極11-源漏極金屬層12-柵極金屬層

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

圖1為本發(fā)明集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的制造方法實施例一的流程圖，如圖1所示，本實施例提供的集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的制造方法包括以下步驟。

步驟101，在硅襯底1上表面依次生長氮化鎵緩沖層2和鋁鎵氮勢壘層3。

本實施例中，圖2為本發(fā)明實施例一提供的集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的制造方法中在硅襯底上表面依次生長氮化鎵緩沖層和鋁鎵氮勢壘層后的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，首先在硅襯底1上方外延生長氮化鎵緩沖層2，然后在氮化鎵緩沖層2上方形成鋁鎵氮勢壘層3。

本實施例中，對生長的氮化鎵緩沖層2和鋁鎵氮勢壘層3的厚度不做限定。

步驟102，在鋁鎵氮勢壘層3上淀積氧化層4。

進一步地，圖3為本發(fā)明實施例一提供的集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的制造方法中在鋁鎵氮勢壘層上淀積氧化層后的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，本實施例中，氧化層4可以為二氧化硅層。

本實施例中，可采用化學(xué)氣相沉積工藝進行氧化層4的淀積。

步驟103，對左側(cè)部分區(qū)域的氧化層進行刻蝕，形成源極接觸孔5。

本實施例中，將氧化層4分為三個區(qū)域，分別為左側(cè)區(qū)域，右側(cè)區(qū)域和中間區(qū)域。圖4為本發(fā)明實施例一提供的集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的制造方法中對左側(cè)部分區(qū)域形成源極接觸孔后的的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，對左側(cè)部分區(qū)域的氧化層進行刻蝕，形成源極接觸孔5。

本實施例中，在對左側(cè)部分區(qū)域的氧化層進行刻蝕時可采用干法刻蝕工藝。

步驟104，對右側(cè)部分區(qū)域的氧化層進行刻蝕，形成氧化層開孔，在氧化層開孔內(nèi)刻蝕鋁鎵氮勢壘層、氮化鎵緩沖層及部分硅襯底，形成漏極接觸孔6。

具體地，圖5為本發(fā)明實施例一提供的集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的制造方法中對右側(cè)部分區(qū)域形成漏極接觸孔后的的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，本實施例中，可采用干法刻蝕工藝對右側(cè)部分區(qū)域的氧化層進行刻蝕，刻蝕掉氧化層，形成氧化層開孔，在氧化層開孔內(nèi)可繼續(xù)刻蝕，刻蝕掉氧化層開孔下端的鋁鎵氮勢壘層、氮化鎵緩沖層及部分硅襯底，形成漏極接觸孔6。

本實施例中，將漏極接觸孔6延伸到硅襯底內(nèi)，以能形成肖特基二極管。

步驟105，制造集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的源極7及漏極8。

進一步地，圖6為本發(fā)明是實施例一中提供的集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的制造方法中制造源極及漏極的流程圖，如圖6所示，本實施例中，制造集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的源極7和漏極8可分為以下幾個步驟進行。

步驟105a，在源極接觸孔5內(nèi)、漏極接觸孔6內(nèi)、源極接觸孔5上方、 漏極接觸孔6上方及氧化層4上方沉積源漏極金屬層11。

進一步地，本實施例中，在源極接觸孔5內(nèi)、漏極接觸孔6內(nèi)、源極接觸孔5上方、漏極接觸孔6上方及氧化層4上方沉積源漏極金屬層具體為：

在源極接觸孔5內(nèi)、漏極接觸孔6內(nèi)、源極接觸孔5上方、漏極接觸孔6上方及氧化層4上方采用磁控濺射鍍膜工藝依次沉積鈦層，鋁層，鈦層及氮化鈦層，以形成源漏極金屬層11。

步驟105b，采用電子束工藝蒸發(fā)源漏極金屬層中的金屬。

步驟105c，對氧化層4上方的源漏極金屬層進行光刻，刻蝕，形成源極7及漏極8。

進一步地，圖7為本發(fā)明實施例一提供的集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的制造方法中制造源極及漏極后的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖7所示，對氧化層4上方的源漏極金屬層進行光刻、刻蝕，保留源極接觸孔5和漏極接觸孔6附近的源漏極金屬層，形成源極7和漏極8。

本實施例中，對氧化層4上方的源漏極金屬層進行光刻的過程包括涂膠、曝光及顯影過程。

步驟106，制造集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的柵極9。

進一步地，圖8為本發(fā)明是實施例一中提供的集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的制造方法中制造柵極的流程圖，如圖8所示，本實施例中，制造集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的柵極可分為以下幾個步驟進行。

步驟106a，對中間部分區(qū)域的氧化層和鋁鎵氮勢壘層進行刻蝕，形成柵極接觸孔。

本實施例中，對中間部分區(qū)域的氧化層進行刻蝕時，可采用干法刻蝕工藝。在對氧化層刻蝕后，形成氧化層開孔，在氧化層開孔下端繼續(xù)刻蝕，刻蝕掉鋁鎵氮勢壘層到氮化鎵緩沖層表面，形成柵極接觸孔。

步驟106b，在柵極接觸孔內(nèi)、柵極接觸孔上方及源極及漏極之間的氧化層上方沉積柵極金屬層12。

進一步地，本實施例中，在柵極接觸孔內(nèi)、柵極接觸孔上方及源極及漏極之間的氧化層上方沉積柵極金屬層12具體為：

在柵極接觸孔內(nèi)、柵極接觸孔上方及源極及漏極之間的氧化層上方采用磁控濺射鍍膜工藝依次沉積氮化鈦層，鈦層，鋁層，鈦層及氮化鈦層，以形 成柵極金屬層12。

步驟106c，采用電子束工藝蒸發(fā)柵極金屬層中的金屬。

步驟106d，對氧化層4上方的柵極金屬層進行光刻，刻蝕，形成柵極9。

具體地，本實施例中，圖9為本發(fā)明實施例一提供的集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的制造方法中制造柵極后的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖9所示，對氧化層4上方的部分柵極金屬層進行光刻、刻蝕，保留柵極接觸孔附近的柵極金屬層，形成柵極9。

本實施例中，對氧化層4上方的柵極金屬層進行光刻的過程包括涂膠、曝光及顯影過程。

步驟107，在硅襯底1下表面形成肖特基電極10，以使在漏極8中的源漏極金屬層、硅襯底1及肖特基電極10形成肖特基二極管。

本實施例中，圖10為本發(fā)明實施例一提供的集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的制造方法中在硅襯底下表面形成肖特基電極后的結(jié)構(gòu)示意圖。

進一步地，本實施例中，在硅襯底1下表面形成肖特基電極10具體為：

在硅襯底1下表面依次生長鎳層及金層，以形成肖特基電極10。

本實施例提供的集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的制造方法，通過在硅襯底1上表面依次生長氮化鎵緩沖層2和鋁鎵氮勢壘層3；在鋁鎵氮勢壘層3上淀積氧化層4；對左側(cè)部分區(qū)域的氧化層進行刻蝕，形成源極接觸孔5；對右側(cè)部分區(qū)域的氧化層進行刻蝕，形成氧化層開孔，在氧化層開孔內(nèi)刻蝕鋁鎵氮勢壘層、氮化鎵緩沖層及部分硅襯底，形成漏極接觸孔6；制造集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的源極7及漏極8；制造集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的柵極9；在硅襯底1下表面形成肖特基電極10，以使在漏極8中的源漏極金屬層、硅襯底1及肖特基電極10形成肖特基二極管，即將肖特基二極管集成在氮化鎵晶體管上。在實際應(yīng)用中，將柵極及肖特基電極并在一起使用。在應(yīng)用到低壓dc-dc轉(zhuǎn)換器等器件上后，由于肖特基二極管的導(dǎo)通電壓很小，使器件的開關(guān)損耗減小，減小了無用功耗，進而提高了器件的轉(zhuǎn)換效率及性能。

本實施例中，在制造集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管的源極、漏極和柵極后，還包括對集成肖特基二極管的氮化鎵晶體管后續(xù)其他操作，這些操作與現(xiàn)有技術(shù)相同，在此不再一一贅述。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。