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氮化鎵半導(dǎo)體器件及其制備方法與流程

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氮化鎵半導(dǎo)體器件及其制備方法與流程

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體工藝領(lǐng)域,尤其涉及一種氮化鎵半導(dǎo)體器件及其制備方法。



背景技術(shù):

氮化鎵具有大禁帶寬度、高電子飽和速率、高擊穿電場(chǎng)、較高熱導(dǎo)率、耐腐蝕以及抗輻射性能等優(yōu)點(diǎn),從而可以采用氮化鎵制作半導(dǎo)體材料,而得到氮化鎵半導(dǎo)體器件。

現(xiàn)有技術(shù)中,氮化鎵半導(dǎo)體器件的制備方法為:在氮化鎵外延層的表面上形成氮化硅層,在氮化硅層上刻蝕出源極接觸孔和漏極接觸孔,源極接觸孔和漏極接觸孔內(nèi)沉積金屬,從而形成源極和漏極;再刻蝕氮化硅層以及氮化鎵外延層中的氮化鋁鎵層,形成一個(gè)凹槽,在凹槽中沉積金屬層,從而形成柵極;然后沉積二氧化硅層以及場(chǎng)板金屬層,從而形成氮化鎵半導(dǎo)體器件。

然而現(xiàn)有技術(shù)中,由于電場(chǎng)密度較大,從而會(huì)造成氮化鎵半導(dǎo)體器件的漏電以及擊穿的問(wèn)題,進(jìn)而會(huì)損壞氮化鎵半導(dǎo)體器件,降低氮化鎵半導(dǎo)體器件的可靠性。進(jìn)一步地,氮化鎵功率器件在反復(fù)高壓測(cè)試后,器件的擊穿電壓會(huì)發(fā)生漂移,這種不穩(wěn)定行為與電荷陷阱有關(guān),對(duì)器件的可靠性會(huì)造成危害,應(yīng)該被抑制。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

為解決上述問(wèn)題,本發(fā)明提供一種氮化鎵半導(dǎo)體器件,包括:氮化鎵外延層;以及,

設(shè)置于所述氮化鎵外延層上的介質(zhì)層,所述介質(zhì)層的材質(zhì)為氧化鉿;

設(shè)置于所述介質(zhì)層上的源極、漏極和柵極,所述源極、漏極和柵極分別貫穿所述介質(zhì)層與所述氮化鎵外延層連接;其中,在所述柵極接觸孔中的柵極呈倒置的梯形;

設(shè)置于所述源極、漏極和柵極以及所述介質(zhì)層上的絕緣層,所述絕緣層的材質(zhì)為二氧化硅;

還包括設(shè)置于所述絕緣層上的場(chǎng)板金屬層,所述場(chǎng)板金屬層貫穿所述絕緣層與所述源極連接。

還包括設(shè)置在所述介質(zhì)層上的若干個(gè)浮空?qǐng)霭?,所述浮空?qǐng)霭遑灤┧鼋橘|(zhì)層與所述氮化鎵外延層連接。

本發(fā)明還提供這種具有倒梯形柵極的氮化鎵半導(dǎo)體器件的制備方法,提供一氮化鎵外延層,其中,所述氮化鎵外延層包括由下而上依次設(shè)置的硅襯底層、氮化鎵層和氮化鋁鎵層;

在所述氮化鎵外延層表面沉積氧化鉿,形成介質(zhì)層;

漏極接觸孔的獲得:刻蝕所述介質(zhì)層以形成漏極接觸孔,所述漏極接觸孔貫穿所述介質(zhì)層到達(dá)所述氮化鋁鎵層;在所述源極接觸孔內(nèi)、以及所述介質(zhì)層的表面上,沉積第一金屬,以獲得漏極;

源極接觸孔、浮空?qǐng)霭蹇椎墨@得:刻蝕所述介質(zhì)層以形成源極接觸孔、浮空?qǐng)霭蹇祝鲈礃O接觸孔、浮空?qǐng)霭蹇棕灤┧鼋橘|(zhì)層到達(dá)所述氮化鋁鎵層;在所述源極接觸孔、浮空?qǐng)霭蹇變?nèi)、以及所述介質(zhì)層的表面上,沉積第一金屬,以獲得源極、浮空?qǐng)霭澹?/p>

對(duì)所述第一金屬進(jìn)行光刻和刻蝕,形成歐姆接觸電極窗口;此時(shí)獲得第一組件;

對(duì)所述第一組件進(jìn)行高溫退火處理,以使得容置在所述源極接觸孔和所述漏極接觸孔內(nèi)的所述第一金屬形成合金并與所述氮化鋁鎵層進(jìn)行反應(yīng);

柵極接觸孔的獲得:通過(guò)所述歐姆接觸電極窗口,對(duì)所述介質(zhì)層和所述氮化鋁鎵層進(jìn)行干法刻蝕,形成倒梯形的柵極接觸孔,其中,所述柵極接觸孔的底部與所述氮化鋁鎵層的底部之間具有預(yù)設(shè)距離;

在所述柵極接觸孔和所述柵極接觸孔的外邊緣沉積第二金屬件,以獲得柵極,此時(shí)獲得第二組件;

在所述第二組件的表面沉積一層絕緣層;

在所述絕緣層上進(jìn)行干法刻蝕,以形成開(kāi)孔,所述開(kāi)孔與所述源極接觸孔對(duì)應(yīng);

在所述開(kāi)孔以及所述絕緣層上沉積場(chǎng)板金屬層,所述場(chǎng)板金屬層的投影至少

覆蓋所述開(kāi)孔、以及從所述源極接觸孔至所述柵極接觸孔之間的區(qū)域。

有益效果:

本發(fā)明通過(guò)在氮化鎵外延層的表面的介質(zhì)層應(yīng)用了多種新穎材料,還通過(guò)沉積第一金屬在進(jìn)行高溫退火處理,以通過(guò)相互接觸的刻蝕后的第一金屬與氮化鋁鎵層進(jìn)行反應(yīng)之后形成合金,以降低刻蝕后的第一金屬與氮化鋁鎵層的接觸電阻;

本發(fā)明使得介質(zhì)層與氮化鋁鎵層中間的接觸面上不易漏電,并且,氮化鋁鎵層的場(chǎng)強(qiáng)峰值較高,不易出現(xiàn)擊穿氮化鋁鎵層的現(xiàn)象,進(jìn)而避免了出現(xiàn)氮化鎵半導(dǎo)體器件的漏電以及擊穿的問(wèn)題,有效的保護(hù)了氮化鎵半導(dǎo)體器件,增強(qiáng)了氮化鎵半導(dǎo)體器件的可靠性。

本實(shí)施例結(jié)合浮空?qǐng)霭?,擴(kuò)展了功率器件的耗盡區(qū),減小了主肖特基結(jié)的電場(chǎng)強(qiáng)度,從而改善器件耐壓。從而有效的保護(hù)了氮化鎵半導(dǎo)體器件,增強(qiáng)了氮化鎵半導(dǎo)體器件的可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1a為本發(fā)明實(shí)施例的氮化鎵半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1b為本發(fā)明實(shí)施例的氮化鎵半導(dǎo)體器件的第一金屬結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1c為本發(fā)明實(shí)施例的氮化鎵半導(dǎo)體器件的柵極結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1d為本發(fā)明實(shí)施例的氮化鎵半導(dǎo)體器件的柵極另一結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1e為本發(fā)明實(shí)施例的氮化鎵半導(dǎo)體器件的柵極又一結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1f為本發(fā)明實(shí)施例的氮化鎵半導(dǎo)體器件的制備流程示意圖。

圖2a為本發(fā)明另一實(shí)施例的氮化鎵半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2b為本發(fā)明另一實(shí)施例的氮化鎵半導(dǎo)體器件的制備流程示意圖。

圖3a為本發(fā)明又一實(shí)施例的氮化鎵半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3b為本發(fā)明又一實(shí)施例的氮化鎵半導(dǎo)體器件的柵極結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3c為本發(fā)明又一實(shí)施例的氮化鎵半導(dǎo)體器件的柵極結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3d為本發(fā)明又一實(shí)施例的氮化鎵半導(dǎo)體器件的柵極結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3e為本發(fā)明又一實(shí)施例的氮化鎵半導(dǎo)體器件的制備流程示意圖。

具體實(shí)施方式

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

如圖1a所示,本發(fā)明實(shí)施例提供一種氮化鎵半導(dǎo)體器件,其從下至上包括:氮化鎵外延層110、介質(zhì)層120、源極131和漏極132、柵極133、絕緣層140、場(chǎng)板金屬層150。

其中,氮化鎵外延層110由硅(si)襯底112、氮化鎵(gan)層113和氮化鋁鎵(algan)層114構(gòu)成,其中,硅襯底112、氮化鎵層113和氮化鋁鎵層114由下而上依次設(shè)置。

介質(zhì)層120設(shè)置于所述氮化鎵外延層110上;本實(shí)施例的所述介質(zhì)層120材質(zhì)可例如為氧化鉿(hfo2)。該氧化鉿屬于一種高介電常數(shù)(high-k)介質(zhì)。

源極131、漏極132和柵極133設(shè)置于所述介質(zhì)層120上。具體地,源極131、漏極132和柵極133外形像“釘子”般一部分插入至所述介質(zhì)層120中,所述源極131、漏極132和柵極133分別貫穿所述介質(zhì)層120與所述氮化鎵外延層110連接;而一部分突出于所述介質(zhì)層120頂部。所述源極131和/或漏極132由第一金屬組成;所述第一金屬(參見(jiàn)圖1b)從下至上依次包括:第一鈦金屬層134、鋁金屬層135、第二鈦金屬層136和氮化鈦層137。其中,所述第一鈦金屬層134的厚度為200埃,所述鋁金屬層135的厚度為1200埃,所述第二鈦金屬層136的厚度為200埃,所述氮化鈦層137的厚度為200埃。采用第一金屬材質(zhì)形成的源極131、漏極132,能夠在器件高溫退火過(guò)程中與所述氮化鎵外延層110中的氮化鎵鋁層114發(fā)生反應(yīng),生成合金,從而使得源極131、漏極132與氮化鋁鎵層的接觸面的接觸良好,可以有效的降低源極131、漏極132與氮化鋁鎵層的接觸電阻;避免出現(xiàn)氮化鎵半導(dǎo)體器件的漏電以及軟擊穿的問(wèn)題。

優(yōu)選地,所述柵極133往下延伸入所述氮化鋁鎵層114中,所述柵極133底端到所述氮化鋁鎵層114底部的距離h優(yōu)選為整個(gè)所述氮化鋁鎵層114的一半。柵極133由第二金屬組成,所述第二金屬為ni、au合金。

優(yōu)選地,所述柵極133具有特別的構(gòu)型。結(jié)合圖1c、圖1d和圖1e所示,本實(shí)施例的柵極133還可以有多種變形。按照氮化鎵半導(dǎo)體器件從下至上的觀察順序看,柵極133的橫向?qū)挾戎饾u增加,呈現(xiàn)一“倒置梯形”的結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地,柵極133的“倒置梯形”的部分可以是從柵極接觸孔123中便呈現(xiàn)從下至上均勻變寬的形狀(如圖1c所示),在高出介質(zhì)層120處具有凸出部133a則突然增加寬度使得完全覆蓋柵極接觸孔123;或可以是在氮化鋁鎵層114中的柵極133部分仍保持矩形構(gòu)造,在氮化鋁鎵層114以上至柵極接觸孔114頂部的部分則從下至上均勻變寬(如圖1d所示);還可以是構(gòu)成可以從柵極接觸孔123中便呈現(xiàn)從下至上均勻變寬的形狀(如圖1e所示),在高出介質(zhì)層120凸出部133a則寬度保持不變,只增加厚度。

絕緣層140設(shè)置于漏極132、柵極133和一部分源極131上方,以及裸露出來(lái)的全部介質(zhì)層120上,所述絕緣層140的材質(zhì)為二氧化硅。其中,絕緣層140在整個(gè)器件的表面進(jìn)行均勻沉積,各處沉淀的厚度相同。由于源極131、漏極132、柵極133的存在,從而在源極131與柵極133之間的絕緣層140、在柵極133與漏極132之間的絕緣層140是向下凹陷的,可利用磨平工藝使之平整。

還可例如包括有場(chǎng)板金屬層150,其設(shè)置于所述絕緣層140上。所述場(chǎng)板金屬層150貫穿所述絕緣層140與所述源極131連接。優(yōu)選地,所述場(chǎng)板金屬層150的材質(zhì)為鋁硅銅金屬層。

上述氮化鎵半導(dǎo)體器件中的柵極133的截面有別于現(xiàn)有柵極的“t型”結(jié)構(gòu),而是呈現(xiàn)上寬下窄的“倒置梯形”的構(gòu)造,抑制柵極邊緣的高電場(chǎng),有效地保證了氮化鎵高壓器件穩(wěn)定的阻斷特性,使器件在經(jīng)過(guò)反復(fù)高壓后,依舊能保持良好的可靠性。

本發(fā)明還提供上述氮化鎵半導(dǎo)體器件的制備方法。如圖1f所示,具體步驟包括:

步驟101:在硅襯底112上依次沉積氮化鎵層113和氮化鋁鎵層114,形成氮化鎵外延層110。氮化鎵是第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料,具有大禁帶寬度、高電子飽和速率、高擊穿電場(chǎng)、較高熱導(dǎo)率、耐腐蝕和抗輻射性能等特性、并且在高壓、高頻、高溫、大功率和抗輻照環(huán)境條件下具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),從而是研究短波光電子器件和高壓高頻率大功率器件的最佳材料;其中,大禁帶寬度為3.4電子伏特,高電子飽和速率為2e7厘米每秒,高擊穿電場(chǎng)為1e10~-3e10伏特每厘米。

然后可以采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相電積方法,在氮化鎵外延層110的表面上沉積一層氧化鉿(hfo2),形成介質(zhì)層120。其中,氧化鉿的厚度例如可為2000埃。

步驟102,對(duì)所述介質(zhì)層120進(jìn)行干法刻蝕,形成相對(duì)設(shè)置的源極接觸孔21和漏極接觸孔122。

為了使得所述源極接觸孔121、漏極接觸孔122清潔少雜質(zhì),還包括除雜步驟。具體的,在對(duì)介質(zhì)層120進(jìn)行干法刻蝕之后,可以先采用“dhf(稀的氫氟酸)+化學(xué)清洗劑sc-1+化學(xué)清洗劑sc-2”的方法,例如,可以先采用稀釋后的氫氟酸溶液處理器件,然后采用過(guò)氧化氫與氫氧化氨的堿性混合溶液處理器件,再采用過(guò)氧化氫與氯化氫的酸性混合溶液處理器件,進(jìn)而可以去除整個(gè)器件的表面上的雜質(zhì)物。

步驟103,在本實(shí)施例中,在源極接觸孔121和漏極接觸孔122內(nèi)、以及介質(zhì)層120的表面上沉積第一金屬121。

具體地,可以采用磁控濺射鍍膜工藝,在源極接觸孔和漏極接觸孔內(nèi)、以及介質(zhì)層的表面上,依次沉積第一鈦金屬層、鋁金屬層、第二鈦金屬層和氮化鈦層,以形成第一金屬;其中,第一鈦金屬層的厚度可例如為200埃,鋁金屬層的厚度可例如為1200埃,第二鈦金屬層的厚度可例如為200埃,氮化鈦層的厚度可例如為200埃。

對(duì)第一金屬進(jìn)行光刻和刻蝕,形成歐姆接觸電極窗口119。

對(duì)第一金屬進(jìn)行光刻和刻蝕,其中光刻的程序包括了涂膠、曝光和顯影,從而可以形成一個(gè)歐姆接觸電極窗口119;透過(guò)歐姆接觸電極窗口119,可以看到介質(zhì)層120的部分表面。如此,源極接觸孔121上的第一金屬構(gòu)成了器件的源極131,漏極接觸孔122上的第一金屬構(gòu)成了器件的漏極132。此時(shí),為了能清楚表達(dá)本發(fā)明過(guò)程,命名此時(shí)獲得的器件為第一組件。

步驟104,對(duì)整個(gè)第一組件進(jìn)行高溫退火處理,以通過(guò)相互接觸的刻蝕后的第一金屬與氮化鋁鎵層114進(jìn)行反應(yīng)之后形成合金。

在本實(shí)施例中,具體的,在反應(yīng)爐中通入氮?dú)鈿怏w,在840~850℃的環(huán)境下對(duì)整個(gè)第一組件進(jìn)行30秒的高溫退火處理,從而刻蝕后的第一金屬會(huì)成為合金,并且相互接觸的刻蝕后的第一金屬與氮化鋁鎵層114進(jìn)行反應(yīng)之后也可以在其接觸面上也形成合金,從而可以降低第一金屬與氮化鋁鎵層114之間的接觸電阻。即,降低源極131、漏極132與氮化鋁鎵層14之間的接觸電阻。

步驟105,通過(guò)歐姆接觸電極窗口119,對(duì)介質(zhì)層120和氮化鋁鎵層114進(jìn)行干法刻蝕,形成柵極接觸孔123,其中,柵極接觸孔123的底部與氮化鋁鎵層114的底部具有預(yù)設(shè)距離。

在本實(shí)施例中,采用干法刻蝕的方法,通過(guò)歐姆接觸電極窗口119,對(duì)介質(zhì)層120以及部分的氮化鋁鎵層114,進(jìn)行干法刻蝕,進(jìn)而在第一器件上形成一個(gè)柵極接觸孔123。其中,柵極接觸孔123完全的穿透了介質(zhì)層120,并穿過(guò)部分的氮化鋁鎵層114,使得柵極接觸孔123的底部與氮化鋁鎵層114的底部的距離h優(yōu)選為氮化鋁鎵層114的一半。進(jìn)一步地,刻蝕時(shí)使得柵極接觸孔123呈現(xiàn)一上寬下窄的、倒置的梯形。在本實(shí)施例中,形成一個(gè)柵極接觸孔123之后,柵極接觸孔123內(nèi)會(huì)存在雜質(zhì)、顆粒以及離子等雜質(zhì)物,從而可以采用鹽酸溶液清洗柵極接觸孔120,將柵極接觸孔120內(nèi)的雜質(zhì)物去除掉。

本實(shí)施例通過(guò)在對(duì)介質(zhì)層120進(jìn)行干法刻蝕之后,采用dhf+sc1+sc2的方法去除器件上的雜質(zhì)物;并形成柵極接觸孔123之后,采用鹽酸溶液將柵極接觸孔123內(nèi)的雜質(zhì)物去除掉。從而可以有效的保證了介質(zhì)層的表面以及柵極接觸孔123內(nèi)的清潔,進(jìn)而保證了氮化鎵半導(dǎo)體器件的性能。

步驟106、在本實(shí)施例中,具體的,采用磁控濺射鍍膜工藝或者電子束蒸發(fā)工藝,在柵極接觸孔123和柵極接觸孔123的外邊緣沉積ni/au作為第二金屬,金屬厚度為0.01~0.04μm/0.08~0.4μm;從而形成倒置梯形結(jié)構(gòu)的柵極133。此時(shí),為了更清楚表達(dá)本發(fā)明內(nèi)容,命名此時(shí)獲得的器件為第二組件。

步驟107,在整個(gè)第二組件的表面沉積一層絕緣層140。

在本實(shí)施例中,具體的,在整個(gè)第二組件的表面沉積一層二氧化硅(sio2),厚度可例如為5000埃,形成二氧化硅層作為一層絕緣層140。其中,二氧化硅在整個(gè)器件的表面進(jìn)行均勻沉積,各處厚度相同,由于源極131、漏極132和柵極133的存在,從而在源極131與柵極133之間的絕緣層140、在柵極133與漏極132之間的絕緣層140是向下凹陷的,可利用磨平工藝使之平整。

步驟108,對(duì)源極接觸孔131上方的絕緣層140進(jìn)行干法刻蝕之后,形成開(kāi)孔141。所述柵極33具有凸出于所述柵極接觸孔123外的凸出部133a,所述開(kāi)孔141的寬度小于所述凸出部133a的寬度。

步驟109,在開(kāi)孔141內(nèi)、以及從源極接觸孔131延伸至柵極接觸孔123上方的絕緣層140上沉積場(chǎng)板金屬150,形成場(chǎng)板金屬層150。

在本實(shí)施例中,具體的,可以采用磁控濺射鍍膜工藝,在開(kāi)孔141內(nèi)、以及從源極接觸孔121的外邊緣的第一金屬直至柵極接觸孔123的外邊緣的第一金屬上方的介質(zhì)層120上沉積場(chǎng)板金屬,厚度可例如為10000埃,從而形成場(chǎng)板金屬層150。場(chǎng)板金屬層150的厚度是均勻的,場(chǎng)板金屬層150在開(kāi)孔141的位置處、以及源極接觸孔121與柵極接觸孔123之間的位置處的是向下凹陷的,通過(guò)在后續(xù)步驟的磨平工藝可使之平整。

本實(shí)施例通過(guò)在氮化鎵外延基底的表面上沉積介質(zhì)層代替現(xiàn)有的氧化硅層作為介質(zhì)層;再利用高溫退火處理工藝,使源極、漏極與氮化鎵外延層中的氮化鋁鎵層進(jìn)行反應(yīng)之后形成合金,從而使得源極、漏極與氮化鋁鎵層的接觸面的接觸良好,可以有效的降低源極、漏極與氮化鋁鎵層的接觸電阻;避免出現(xiàn)氮化鎵半導(dǎo)體器件的漏電以及軟擊穿的問(wèn)題。進(jìn)一步地,形成的場(chǎng)板金屬層,使介質(zhì)層與氮化鋁鎵層中間的接觸面上不易漏電,并且,氮化鋁鎵層的場(chǎng)強(qiáng)峰值較高,不易出現(xiàn)擊穿氮化鋁鎵層的現(xiàn)象,進(jìn)而避免了出現(xiàn)氮化鎵半導(dǎo)體器件的漏電以及擊穿的問(wèn)題,有效的保護(hù)了氮化鎵半導(dǎo)體器件,增強(qiáng)了氮化鎵半導(dǎo)體器件的可靠性。本實(shí)施例獲得的氮化鎵半導(dǎo)體器件可應(yīng)用于電力電子元件、濾波器、無(wú)線電通信元件等技術(shù)領(lǐng)域中,具有良好的應(yīng)用前景。

如圖2a所示,本發(fā)明實(shí)施例提供一種氮化鎵半導(dǎo)體器件,其從下至上包括:氮化鎵外延層610、介質(zhì)層620、源極631和漏極632、柵極633、絕緣層640、場(chǎng)板金屬層650。

其中,氮化鎵外延層610由硅(si)襯底612、氮化鎵(gan)層613和氮化鋁鎵(algan)層614構(gòu)成,其中,硅襯底612、氮化鎵層613和氮化鋁鎵層614由下而上依次設(shè)置。

介質(zhì)層620設(shè)置于所述氮化鎵外延層610上;本實(shí)施例的所述介質(zhì)層620材質(zhì)可例如為氧化鉿(hfo2)。該氧化鉿屬于一種高介電常數(shù)(high-k)介質(zhì)。

源極631、漏極632和柵極633設(shè)置于所述介質(zhì)層620上。具體地,源極631、漏極632和柵極633外形像“釘子”般一部分插入至所述介質(zhì)層620中,所述源極631、漏極632和柵極633分別貫穿所述介質(zhì)層620與所述氮化鎵外延層610連接;而一部分突出于所述介質(zhì)層620頂部。所述源極631和/或漏極632由第一金屬組成與上述實(shí)施例所示。采用第一金屬材質(zhì)形成的源極631、漏極632,能夠在器件高溫退火過(guò)程中與所述氮化鎵外延層610中的氮化鎵鋁層614發(fā)生反應(yīng),生成合金,從而使得源極631、漏極632與氮化鋁鎵層的接觸面的接觸良好,可以有效的降低源極631、漏極632與氮化鋁鎵層的接觸電阻;避免出現(xiàn)氮化鎵半導(dǎo)體器件的漏電以及軟擊穿的問(wèn)題。

優(yōu)選地,所述柵極633往下延伸入所述氮化鋁鎵層614中、并直達(dá)到所述氮化鋁鎵層614底部,獲得一“穿透型柵極”。柵極633由第二金屬組成,所述第二金屬為ni、au合金。

絕緣層640設(shè)置于漏極632、柵極633和一部分源極631上方,以及裸露出來(lái)的全部介質(zhì)層620上,所述絕緣層640的材質(zhì)為二氧化硅。其中,絕緣層640在整個(gè)器件的表面進(jìn)行均勻沉積,各處沉淀的厚度相同。由于源極631、漏極632、柵極633的存在,從而在源極631與柵極633之間的絕緣層640、在柵極633與漏極632之間的絕緣層640是向下凹陷的,可利用磨平工藝使之平整。

還可例如包括有場(chǎng)板金屬層650,其設(shè)置于所述絕緣層640上。所述場(chǎng)板金屬層650貫穿所述絕緣層640與所述源極631連接。優(yōu)選地,所述場(chǎng)板金屬層650的材質(zhì)為鋁硅銅金屬層。

上述氮化鎵半導(dǎo)體器件中的柵極633穿透整個(gè)氮化鋁鎵層到達(dá)氮化鎵層,能抑制柵極邊緣的高電場(chǎng),有效地保證了氮化鎵高壓器件穩(wěn)定的阻斷特性,使器件在經(jīng)過(guò)反復(fù)高壓后,依舊能保持良好的可靠性。

本發(fā)明還提供上述氮化鎵半導(dǎo)體器件的制備方法。如圖2b所示,具體步驟包括:

步驟601:在硅襯底612上依次沉積氮化鎵層613和氮化鋁鎵層614,形成氮化鎵外延層610。氮化鎵是第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料,具有大禁帶寬度、高電子飽和速率、高擊穿電場(chǎng)、較高熱導(dǎo)率、耐腐蝕和抗輻射性能等特性、并且在高壓、高頻、高溫、大功率和抗輻照環(huán)境條件下具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),從而是研究短波光電子器件和高壓高頻率大功率器件的最佳材料;其中,大禁帶寬度為3.4電子伏特,高電子飽和速率為2e7厘米每秒,高擊穿電場(chǎng)為1e10~-3e10伏特每厘米。

然后可以采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相電積方法,在氮化鎵外延層610的表面上沉積一層氧化鉿(hfo2),形成介質(zhì)層620。其中,氧化鉿的厚度例如可為2000埃。

步驟602,對(duì)所述介質(zhì)層620進(jìn)行干法刻蝕,形成相對(duì)設(shè)置的源極接觸孔21和漏極接觸孔622。

為了使得所述源極接觸孔621、漏極接觸孔622清潔少雜質(zhì),還包括除雜步驟。具體的,在對(duì)介質(zhì)層620進(jìn)行干法刻蝕之后,可以先采用“dhf(稀的氫氟酸)+化學(xué)清洗劑sc-1+化學(xué)清洗劑sc-2”的方法,例如,可以先采用稀釋后的氫氟酸溶液處理器件,然后采用過(guò)氧化氫與氫氧化氨的堿性混合溶液處理器件,再采用過(guò)氧化氫與氯化氫的酸性混合溶液處理器件,進(jìn)而可以去除整個(gè)器件的表面上的雜質(zhì)物。

步驟603,在本實(shí)施例中,在源極接觸孔621和漏極接觸孔622內(nèi)、以及介質(zhì)層620的表面上沉積第一金屬621。

具體地,可以采用磁控濺射鍍膜工藝,在源極接觸孔和漏極接觸孔內(nèi)、以及介質(zhì)層的表面上,依次沉積第一鈦金屬層、鋁金屬層、第二鈦金屬層和氮化鈦層,以形成第一金屬;其中,第一鈦金屬層的厚度可例如為200埃,鋁金屬層的厚度可例如為6200埃,第二鈦金屬層的厚度可例如為200埃,氮化鈦層的厚度可例如為200埃。

對(duì)第一金屬進(jìn)行光刻和刻蝕,形成歐姆接觸電極窗口619。

對(duì)第一金屬進(jìn)行光刻和刻蝕,其中光刻的程序包括了涂膠、曝光和顯影,從而可以形成一個(gè)歐姆接觸電極窗口619;透過(guò)歐姆接觸電極窗口619,可以看到介質(zhì)層620的部分表面。如此,源極接觸孔621上的第一金屬構(gòu)成了器件的源極631,漏極接觸孔622上的第一金屬構(gòu)成了器件的漏極632。此時(shí),為了能清楚表達(dá)本發(fā)明過(guò)程,命名此時(shí)獲得的器件為第一組件。

步驟604,對(duì)整個(gè)第一組件進(jìn)行高溫退火處理,以通過(guò)相互接觸的刻蝕后的第一金屬與氮化鋁鎵層614進(jìn)行反應(yīng)之后形成合金。

在本實(shí)施例中,具體的,在反應(yīng)爐中通入氮?dú)鈿怏w,在840~850℃的環(huán)境下對(duì)整個(gè)第一組件進(jìn)行30秒的高溫退火處理,從而刻蝕后的第一金屬會(huì)成為合金,并且相互接觸的刻蝕后的第一金屬與氮化鋁鎵層614進(jìn)行反應(yīng)之后也可以在其接觸面上也形成合金,從而可以降低第一金屬與氮化鋁鎵層614之間的接觸電阻。即,降低源極631、漏極632與氮化鋁鎵層14之間的接觸電阻。

步驟605,通過(guò)歐姆接觸電極窗口619,對(duì)介質(zhì)層620和氮化鋁鎵層614進(jìn)行干法刻蝕,形成柵極接觸孔623,其中,柵極接觸孔623的底部與氮化鋁鎵層614的底部具有預(yù)設(shè)距離。

在本實(shí)施例中,采用干法刻蝕的方法,通過(guò)歐姆接觸電極窗口619,對(duì)介質(zhì)層620以及部分的氮化鋁鎵層614,進(jìn)行干法刻蝕,進(jìn)而在第一器件上形成一個(gè)柵極接觸孔623。其中,柵極接觸孔623完全的穿透了介質(zhì)層620,并穿過(guò)部分的氮化鋁鎵層614,使得柵極接觸孔623的底部與氮化鋁鎵層614的底部的距離h優(yōu)選為氮化鋁鎵層614的一半。

在本實(shí)施例中,形成一個(gè)柵極接觸孔623之后,柵極接觸孔623內(nèi)會(huì)存在雜質(zhì)、顆粒以及離子等雜質(zhì)物,從而可以采用鹽酸溶液清洗柵極接觸孔620,將柵極接觸孔620內(nèi)的雜質(zhì)物去除掉。

本實(shí)施例通過(guò)在對(duì)介質(zhì)層620進(jìn)行干法刻蝕之后,采用dhf+sc1+sc2的方法去除器件上的雜質(zhì)物;并形成柵極接觸孔623之后,采用鹽酸溶液將柵極接觸孔623內(nèi)的雜質(zhì)物去除掉。從而可以有效的保證了介質(zhì)層的表面以及柵極接觸孔623內(nèi)的清潔,進(jìn)而保證了氮化鎵半導(dǎo)體器件的性能。

步驟606、在本實(shí)施例中,具體的,采用磁控濺射鍍膜工藝,在柵極接觸孔623和柵極接觸孔623的外邊緣沉積ni/au作為第二金屬,金屬厚度為0.01~0.04μm/0.08~0.4μm;從而構(gòu)成了柵極633。此時(shí),為了更清楚表達(dá)本發(fā)明內(nèi)容,命名此時(shí)獲得的器件為第二組件。

步驟607,在整個(gè)第二組件的表面沉積一層絕緣層640。

在本實(shí)施例中,具體的,在整個(gè)第二組件的表面沉積一層二氧化硅(sio2),厚度可例如為5000埃,形成二氧化硅層作為一層絕緣層640。其中,二氧化硅在整個(gè)器件的表面進(jìn)行均勻沉積,各處厚度相同,由于源極631、漏極632和柵極633的存在,從而在源極631與柵極633之間的絕緣層640、在柵極633與漏極632之間的絕緣層640是向下凹陷的,可利用磨平工藝使之平整。

步驟608,對(duì)源極接觸孔631上方的絕緣層640進(jìn)行干法刻蝕之后,形成開(kāi)孔641。所述柵極33具有凸出于所述柵極接觸孔623外的凸出部633a,所述開(kāi)孔641的寬度小于所述凸出部633a的寬度。

步驟609,在開(kāi)孔641內(nèi)、以及從源極接觸孔631延伸至柵極接觸孔623上方的絕緣層640上沉積場(chǎng)板金屬650,形成場(chǎng)板金屬層650。

在本實(shí)施例中,具體的,可以采用磁控濺射鍍膜工藝,在開(kāi)孔641內(nèi)、以及從源極接觸孔621的外邊緣的第一金屬直至柵極接觸孔623的外邊緣的第一金屬上方的介質(zhì)層620上沉積場(chǎng)板金屬,厚度可例如為10000埃,從而形成場(chǎng)板金屬層650。場(chǎng)板金屬層650的厚度是均勻的,場(chǎng)板金屬層650在開(kāi)孔641的位置處、以及源極接觸孔621與柵極接觸孔623之間的位置處的是向下凹陷的,通過(guò)在后續(xù)步驟的磨平工藝可使之平整。

本實(shí)施例通過(guò)在氮化鎵外延基底的表面上沉積介質(zhì)層代替現(xiàn)有的氧化硅層作為介質(zhì)層;再利用高溫退火處理工藝,使源極、漏極與氮化鎵外延層中的氮化鋁鎵層進(jìn)行反應(yīng)之后形成合金,從而使得源極、漏極與氮化鋁鎵層的接觸面的接觸良好,可以有效的降低源極、漏極與氮化鋁鎵層的接觸電阻;避免出現(xiàn)氮化鎵半導(dǎo)體器件的漏電以及軟擊穿的問(wèn)題。進(jìn)一步地,優(yōu)化柵極的結(jié)構(gòu)使得柵極穿透整個(gè)氮化鋁鎵層,與cmos工藝線兼容,調(diào)整電場(chǎng)分布,以此來(lái)改善器件的耐壓。本實(shí)施例獲得的氮化鎵半導(dǎo)體器件可應(yīng)用于電力電子元件、濾波器、無(wú)線電通信元件等技術(shù)領(lǐng)域中,具有良好的應(yīng)用前景。

如圖3a所示,本發(fā)明實(shí)施例提供一種氮化鎵半導(dǎo)體器件,其從下至上包括:氮化鎵外延層710、介質(zhì)層720、源極731和漏極732、柵極733、浮空板729、絕緣層740、場(chǎng)板金屬層750。

其中,氮化鎵外延層710由硅(si)襯底712、氮化鎵(gan)層713和氮化鋁鎵(algan)層714構(gòu)成,其中,硅襯底712、氮化鎵層713和氮化鋁鎵層714由下而上依次設(shè)置。

介質(zhì)層720設(shè)置于所述氮化鎵外延層710上;本實(shí)施例的所述介質(zhì)層720材質(zhì)可例如為氧化鉿(hfo2)。該氧化鉿屬于一種高介電常數(shù)(high-k)介質(zhì)。

源極731、漏極732和柵極733設(shè)置于所述介質(zhì)層720上。具體地,源極731、漏極732和柵極733外形像“釘子”般一部分插入至所述介質(zhì)層720中,所述源極731、漏極732和柵極733分別貫穿所述介質(zhì)層720與所述氮化鎵外延層710連接;而一部分突出于所述介質(zhì)層720頂部。所述源極731和/或漏極732由第一金屬組成與上述實(shí)施例所示。采用第一金屬材質(zhì)形成的源極731、漏極732,能夠在器件高溫退火過(guò)程中與所述氮化鎵外延層710中的氮化鎵鋁層714發(fā)生反應(yīng),生成合金,從而使得源極731、漏極732與氮化鋁鎵層的接觸面的接觸良好,可以有效的降低源極731、漏極732與氮化鋁鎵層的接觸電阻;避免出現(xiàn)氮化鎵半導(dǎo)體器件的漏電以及軟擊穿的問(wèn)題。

優(yōu)選地,所述柵極733往下延伸入所述氮化鋁鎵層714中,所述柵極733底端到所述氮化鋁鎵層714底部的距離h優(yōu)選為整個(gè)所述氮化鋁鎵層714的一半。柵極733由第二金屬組成,所述第二金屬為ni、au合金。

優(yōu)選地,所述柵極733具有特別的構(gòu)型。結(jié)合圖3b、圖3c和圖3d所示,本實(shí)施例的柵極733還可以有多種變形。按照氮化鎵半導(dǎo)體器件從下至上的觀察順序看,柵極733的橫向?qū)挾戎饾u增加,呈現(xiàn)一“倒置梯形”。進(jìn)一步地,柵極733的“倒置梯形”的部分可以是從柵極接觸孔723中便呈現(xiàn)從下至上均勻變寬的形狀(如圖3b所示),在高出介質(zhì)層720處具有凸出部733a則突然增加寬度使得完全覆蓋柵極接觸孔723;或可以是在氮化鋁鎵層714中的柵極733部分仍保持矩形構(gòu)造,在氮化鋁鎵層714以上至柵極接觸孔714頂部的部分則從下至上均勻變寬(如圖3c所示);還可以是構(gòu)成可以從柵極接觸孔723中便呈現(xiàn)從下至上均勻變寬的形狀(如圖3d所示),在高出介質(zhì)層720凸出部733a則寬度保持不變,只增加厚度。

進(jìn)一步地,包括設(shè)置在所述介質(zhì)層720上的若干個(gè)浮空?qǐng)霭?29,所述浮空?qǐng)霭?29貫穿所述介質(zhì)層720與所述氮化鎵外延層710連接,且所述浮空?qǐng)霭?29獨(dú)立設(shè)置于所述源極731、漏極732之間并呈現(xiàn)環(huán)狀。

每個(gè)浮空?qǐng)霭?29的高度可優(yōu)選為0.25~6微米。

絕緣層740設(shè)置于漏極732、柵極733和一部分源極731上方,以及裸露出來(lái)的全部介質(zhì)層720上,所述絕緣層740的材質(zhì)為二氧化硅。其中,絕緣層740在整個(gè)器件的表面進(jìn)行均勻沉積,各處沉淀的厚度相同。由于源極731、漏極732、柵極733的存在,從而在源極731與柵極733之間的絕緣層740、在柵極733與漏極732之間的絕緣層740是向下凹陷的,可利用磨平工藝使之平整。

還可例如包括有場(chǎng)板金屬層750,其設(shè)置于所述絕緣層740上。所述場(chǎng)板金屬層750貫穿所述絕緣層740與所述源極731連接。優(yōu)選地,所述場(chǎng)板金屬層750的材質(zhì)為鋁硅銅金屬層。

上述氮化鎵半導(dǎo)體器件中的柵極733的截面有別于現(xiàn)有柵極的“t型”結(jié)構(gòu),而是呈現(xiàn)上寬下窄的倒置“梯形”構(gòu)造,抑制柵極邊緣的高電場(chǎng),有效地保證了氮化鎵高壓器件穩(wěn)定的阻斷特性,使器件在經(jīng)過(guò)反復(fù)高壓后,依舊能保持良好的可靠性。

本發(fā)明還提供上述氮化鎵半導(dǎo)體器件的制備方法。如圖3e所示,具體步驟包括:

步驟701:在硅襯底712上依次沉積氮化鎵層713和氮化鋁鎵層714,形成氮化鎵外延層710。氮化鎵是第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料,具有大禁帶寬度、高電子飽和速率、高擊穿電場(chǎng)、較高熱導(dǎo)率、耐腐蝕和抗輻射性能等特性、并且在高壓、高頻、高溫、大功率和抗輻照環(huán)境條件下具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),從而是研究短波光電子器件和高壓高頻率大功率器件的最佳材料;其中,大禁帶寬度為3.4電子伏特,高電子飽和速率為2e7厘米每秒,高擊穿電場(chǎng)為1e10~-3e10伏特每厘米。

然后可以采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相電積方法,在氮化鎵外延層710的表面上沉積一層氧化鉿(hfo2),形成介質(zhì)層720。其中,氧化鉿的厚度例如可為2000埃。

步驟702,對(duì)所述介質(zhì)層720進(jìn)行干法刻蝕,形成相對(duì)設(shè)置的源極接觸孔721和漏極接觸孔722、以及多個(gè)浮空?qǐng)霭褰佑|孔725;再在所述極接觸孔721和漏極接觸孔722、以及多個(gè)浮空?qǐng)霭褰佑|孔725內(nèi)沉積第一金屬形成相應(yīng)的電極。

首先,先在介質(zhì)層720上開(kāi)設(shè)漏極接觸孔722;然后可以采用磁控濺射鍍膜工藝,在漏極接觸孔內(nèi)以及介質(zhì)層的表面上,依次沉積第一鈦金屬層、鋁金屬層、第二鈦金屬層和氮化鈦層,以形成第一金屬;其中,第一鈦金屬層的厚度可例如為200埃,鋁金屬層的厚度可例如為1200埃,第二鈦金屬層的厚度可例如為200埃,氮化鈦層的厚度可例如為200埃。形成漏極。

步驟7031,再在源極接觸孔721以及多個(gè)浮空?qǐng)霭褰佑|孔725介質(zhì)層720的表面上沉積第一金屬。

類(lèi)似地,可以采用磁控濺射鍍膜工藝,在源極接觸孔以及多個(gè)浮空?qǐng)霭褰佑|孔725、部分介質(zhì)層的表面上,依次沉積第一鈦金屬層、鋁金屬層、第二鈦金屬層和氮化鈦層,以形成第一金屬;其中,第一鈦金屬層的厚度可例如為200埃,鋁金屬層的厚度可例如為1200埃,第二鈦金屬層的厚度可例如為200埃,氮化鈦層的厚度可例如為200埃。由此,獲得源極731和浮空?qǐng)霭?35。

其中,每個(gè)浮空?qǐng)霭?35的長(zhǎng)度可例如為0.25~6微米。

為了使得所述源極接觸孔721、漏極接觸孔722、多個(gè)浮空?qǐng)霭褰佑|孔725清潔少雜質(zhì),還包括除雜步驟。具體的,在對(duì)介質(zhì)層720進(jìn)行干法刻蝕之后,可以先采用“dhf(稀的氫氟酸)+化學(xué)清洗劑sc-1+化學(xué)清洗劑sc-2”的方法,例如,可以先采用稀釋后的氫氟酸溶液處理器件,然后采用過(guò)氧化氫與氫氧化氨的堿性混合溶液處理器件,再采用過(guò)氧化氫與氯化氫的酸性混合溶液處理器件,進(jìn)而可以去除整個(gè)器件的表面上的雜質(zhì)物。

對(duì)第一金屬進(jìn)行光刻和刻蝕,形成歐姆接觸電極窗口719。

對(duì)第一金屬進(jìn)行光刻和刻蝕,其中光刻的程序包括了涂膠、曝光和顯影,從而可以形成一個(gè)歐姆接觸電極窗口719;透過(guò)歐姆接觸電極窗口719,可以看到介質(zhì)層720的部分表面。如此,源極接觸孔721上的第一金屬構(gòu)成了器件的源極731,漏極接觸孔722上的第一金屬構(gòu)成了器件的漏極732。此時(shí),為了能清楚表達(dá)本發(fā)明過(guò)程,命名此時(shí)獲得的器件為第一組件。

步驟704,對(duì)整個(gè)第一組件進(jìn)行高溫退火處理,以通過(guò)相互接觸的刻蝕后的第一金屬與氮化鋁鎵層714進(jìn)行反應(yīng)之后形成合金。

在本實(shí)施例中,具體的,在反應(yīng)爐中通入氮?dú)鈿怏w,在840~850℃的環(huán)境下對(duì)整個(gè)第一組件進(jìn)行30秒的高溫退火處理,從而刻蝕后的第一金屬會(huì)成為合金,并且相互接觸的刻蝕后的第一金屬與氮化鋁鎵層714進(jìn)行反應(yīng)之后也可以在其接觸面上也形成合金,從而可以降低第一金屬與氮化鋁鎵層714之間的接觸電阻。即,降低源極731、漏極732與氮化鋁鎵層14之間的接觸電阻。

步驟705,通過(guò)歐姆接觸電極窗口719,對(duì)介質(zhì)層720和氮化鋁鎵層714進(jìn)行干法刻蝕,形成柵極接觸孔723,其中,柵極接觸孔723的底部與氮化鋁鎵層714的底部具有預(yù)設(shè)距離。

在本實(shí)施例中,采用干法刻蝕的方法,通過(guò)歐姆接觸電極窗口719,對(duì)介質(zhì)層720以及部分的氮化鋁鎵層714,進(jìn)行干法刻蝕,進(jìn)而在第一器件上形成一個(gè)柵極接觸孔723。其中,柵極接觸孔723完全的穿透了介質(zhì)層720,并穿過(guò)部分的氮化鋁鎵層714,使得柵極接觸孔723的底部與氮化鋁鎵層714的底部的距離h優(yōu)選為氮化鋁鎵層714的一半。進(jìn)一步地,刻蝕時(shí)使得柵極接觸孔723呈現(xiàn)一上寬下窄的、倒置的梯形。在本實(shí)施例中,形成一個(gè)柵極接觸孔723之后,柵極接觸孔723內(nèi)會(huì)存在雜質(zhì)、顆粒以及離子等雜質(zhì)物,從而可以采用鹽酸溶液清洗柵極接觸孔720,將柵極接觸孔720內(nèi)的雜質(zhì)物去除掉。

本實(shí)施例通過(guò)在對(duì)介質(zhì)層720進(jìn)行干法刻蝕之后,采用dhf+sc1+sc2的方法去除器件上的雜質(zhì)物;并形成柵極接觸孔723之后,采用鹽酸溶液將柵極接觸孔723內(nèi)的雜質(zhì)物去除掉。從而可以有效的保證了介質(zhì)層的表面以及柵極接觸孔723內(nèi)的清潔,進(jìn)而保證了氮化鎵半導(dǎo)體器件的性能。

步驟706、在本實(shí)施例中,具體的,采用磁控濺射鍍膜工藝,在柵極接觸孔723和柵極接觸孔723的外邊緣沉積ni/au作為第二金屬,金屬厚度為0.01~0.04μm/0.08~0.4μm;從而構(gòu)成了柵極733。此時(shí),為了更清楚表達(dá)本發(fā)明內(nèi)容,命名此時(shí)獲得的器件為第二組件。

步驟707,在整個(gè)第二組件的表面沉積一層絕緣層740。

在本實(shí)施例中,具體的,在整個(gè)第二組件的表面沉積一層二氧化硅(sio2),厚度可例如為5000埃,形成二氧化硅層作為一層絕緣層740。其中,二氧化硅在整個(gè)器件的表面進(jìn)行均勻沉積,各處厚度相同,由于源極731、漏極732和柵極733的存在,從而在源極731與柵極733之間的絕緣層740、在柵極733與漏極732之間的絕緣層740是向下凹陷的,可利用磨平工藝使之平整。

步驟708,對(duì)源極接觸孔731上方的絕緣層740進(jìn)行干法刻蝕之后,形成開(kāi)孔741。所述柵極33具有凸出于所述柵極接觸孔723外的凸出部733a,所述開(kāi)孔741的寬度小于所述凸出部733a的寬度。

步驟709,在開(kāi)孔741內(nèi)、以及從源極接觸孔731延伸至柵極接觸孔723上方的絕緣層740上沉積場(chǎng)板金屬750,形成場(chǎng)板金屬層750。

在本實(shí)施例中,具體的,可以采用磁控濺射鍍膜工藝,在開(kāi)孔741內(nèi)、以及從源極接觸孔721的外邊緣的第一金屬直至柵極接觸孔723的外邊緣的第一金屬上方的介質(zhì)層720上沉積場(chǎng)板金屬,厚度可例如為10000埃,從而形成場(chǎng)板金屬層750。場(chǎng)板金屬層750的厚度是均勻的,場(chǎng)板金屬層750在開(kāi)孔741的位置處、以及源極接觸孔721與柵極接觸孔723之間的位置處的是向下凹陷的,通過(guò)在后續(xù)步驟的磨平工藝可使之平整。

本實(shí)施例通過(guò)在氮化鎵外延基底的表面上沉積介質(zhì)層代替現(xiàn)有的氧化硅層作為介質(zhì)層;再利用高溫退火處理工藝,使源極、漏極與氮化鎵外延層中的氮化鋁鎵層進(jìn)行反應(yīng)之后形成合金,從而使得源極、漏極與氮化鋁鎵層的接觸面的接觸良好,可以有效的降低源極、漏極與氮化鋁鎵層的接觸電阻;避免出現(xiàn)氮化鎵半導(dǎo)體器件的漏電以及軟擊穿的問(wèn)題。進(jìn)一步地,結(jié)合浮空的金屬環(huán),通過(guò)這個(gè)浮空的金屬環(huán),擴(kuò)展了功率器件的耗盡區(qū),減小了主肖特基結(jié)的電場(chǎng)強(qiáng)度,從而改善器件耐壓。本實(shí)施例獲得的氮化鎵半導(dǎo)體器件可應(yīng)用于電力電子元件、濾波器、無(wú)線電通信元件等技術(shù)領(lǐng)域中,具有良好的應(yīng)用前景。

最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對(duì)其限制;盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)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(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)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(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。

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