本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，特別涉及一種具有歐姆金屬隔離層的半導(dǎo)體器件及其制作方法。

背景技術(shù)：

1、氮化鎵高電子遷移率晶體管器件具有優(yōu)越的器件性能，在高頻、高功率領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。目前功率氮化鎵產(chǎn)品的典型結(jié)構(gòu)，主要分為耗盡型器件和增強(qiáng)型器件。耗盡型氮化鎵器件的結(jié)構(gòu)簡單，使得它能夠最大程度的保留氮化鎵異質(zhì)結(jié)hemt的高電子濃度，高電子遷移率，同時它的柵極也十分可靠。如何進(jìn)一步優(yōu)化耗盡型氮化鎵器件工藝流程，提升器件電性、可靠性具有重要意義。

2、當(dāng)前氮化鎵技術(shù)平臺，歐姆金屬疊層結(jié)構(gòu)、rtp退火處理均對歐姆接觸電阻有很大影響?，F(xiàn)有技術(shù)中，通常利用歐姆金屬刻蝕形成歐姆電極之后，再對歐姆電極進(jìn)行退火處理。但該工藝會導(dǎo)致歐姆接觸電阻（rc）變差。為了實(shí)現(xiàn)更低的器件導(dǎo)通電阻，需增加器件尺寸，從而導(dǎo)致單片晶圓的器件數(shù)量減少，成本增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種具有歐姆金屬隔離層的半導(dǎo)體器件及其制作方法，能夠解決歐姆接觸電阻變差的問題，提高歐姆電極輪廓的準(zhǔn)確度，利于實(shí)現(xiàn)更小的器件尺寸。

2、本發(fā)明實(shí)施例提供一種具有歐姆金屬隔離層的半導(dǎo)體器件的制作方法，包括以下步驟：

3、a、提供一氮化鎵襯底，并在氮化鎵襯底上沉積第一介質(zhì)層；

4、b、在所述第一介質(zhì)層上沉積擴(kuò)散阻擋層；

5、c、對源極區(qū)域和漏極區(qū)域的所述擴(kuò)散阻擋層、所述第一介質(zhì)層以及所述氮化鎵襯底進(jìn)行刻蝕，以形成歐姆接觸孔；

6、d、沉積歐姆金屬層，并對所述歐姆金屬層進(jìn)行退火處理；

7、e、在所述歐姆金屬層上沉積氮化鈦金屬層；

8、f、對源極區(qū)域和漏極區(qū)域之外的所述氮化鈦金屬層、所述歐姆金屬層以及所述擴(kuò)散阻擋層進(jìn)行刻蝕，以形成源極歐姆電極和漏極歐姆電極；

9、g、在所述源極歐姆電極、所述漏極歐姆電極以及所述第一介質(zhì)層上沉積介質(zhì)疊層；

10、h、對柵極區(qū)域和場板區(qū)域的介質(zhì)疊層進(jìn)行刻蝕，以形成柵極區(qū)域以及場板區(qū)域；

11、i、沉積金屬層，對并所述柵極區(qū)域以及所述場板區(qū)域之外的金屬層進(jìn)行刻蝕，以形成柵極金屬和柵極場板；

12、j、在所述介質(zhì)疊層、所述柵極金屬以及所述柵極場板上沉積絕緣層并進(jìn)行平坦化；

13、k、對所述柵極區(qū)域的絕緣層進(jìn)行刻蝕，以形成柵極接觸孔；同時對所述源極區(qū)域和所述漏極區(qū)域的所述絕緣層、所述介質(zhì)疊層以及所述氮化鈦金屬層進(jìn)行刻蝕，以形成源極接觸孔和漏極接觸孔；

14、l、沉積金屬層，并對所述柵極接觸孔、所述源極接觸孔以及所述漏極接觸孔之外的金屬層進(jìn)行刻蝕，以形成柵極、源極和漏極。

15、其中，所述氮化鎵襯底包括依次設(shè)置的硅襯底、氮化鎵層、氮化鋁鎵層、及氮化硅層；所述第一介質(zhì)層沉積在所述氮化鎵襯底上遠(yuǎn)離所述硅襯底的一側(cè)。

16、其中，所述歐姆接觸孔的深度至所述氮化鋁鎵層；所述柵極區(qū)域的深度至所述氮化硅層。

17、其中，所述介質(zhì)疊層包括依次沉積的第二介質(zhì)層、第一阻擋層及第三介質(zhì)層；所述場板區(qū)域包括第一場板區(qū)域及第二場板區(qū)域；

18、所述對柵極區(qū)域和場板區(qū)域的介質(zhì)疊層進(jìn)行刻蝕、以形成柵極區(qū)域以及場板區(qū)域的步驟包括：

19、在柵極區(qū)域位置及其兩側(cè)刻穿所述第三介質(zhì)層和所述第一阻擋層，以在所述第二介質(zhì)層上形成所述第一場板區(qū)域、以及在所述第三介質(zhì)層上形成所述第二場板區(qū)域；

20、在柵極區(qū)域位置刻穿所述第二介質(zhì)層和所述第一介質(zhì)層，露出所述氮化硅層，以形成所述柵極區(qū)域。

21、其中，所述介質(zhì)疊層包括依次沉積的第二介質(zhì)層、第一阻擋層、第三介質(zhì)層、第二阻擋層和第四介質(zhì)層；所述場板區(qū)域包括第一場板區(qū)域、第二場板區(qū)域及第三場板區(qū)域；

22、所述對柵極區(qū)域和場板區(qū)域的介質(zhì)疊層進(jìn)行刻蝕、以形成柵極區(qū)域以及場板區(qū)域的步驟包括：

23、刻穿所述第四介質(zhì)層和所述第二阻擋層，在所述第四介質(zhì)層上形成所述第三場板區(qū)域；

24、在柵極區(qū)域位置及其兩側(cè)刻穿所述第三介質(zhì)層和所述第一阻擋層，以在所述第二介質(zhì)層上形成所述第一場板區(qū)域、以及在所述第三介質(zhì)層上形成所述第二場板區(qū)域；

25、在柵極區(qū)域位置刻穿所述第二介質(zhì)層和所述第一介質(zhì)層，露出所述氮化硅層，以形成所述柵極區(qū)域。

26、其中，所述柵極金屬和所述柵極場板相連接；或者，所述柵極金屬和所述柵極場板分開。

27、其中，所述擴(kuò)散阻擋層為原子氣相沉積或物理氣相沉積的氮化鋁或氧化鋁，或者是化學(xué)氣相沉積的致密性較高的氧化硅、或氮化硅、或氮氧化硅。

28、其中，所述歐姆金屬層為鈦和鋁金屬疊層。

29、其中，所述半導(dǎo)體器件包括但不限于mis-hemt器件、p-gan?hemt器件以及sbd-gate?hemt器件。

30、另一方面，本發(fā)明提供一種使用前述制作方法制備的半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件包括依次層疊設(shè)置的氮化鎵襯底、第一介質(zhì)層、介質(zhì)疊層、絕緣層及歐姆電極，在所述介質(zhì)疊層與絕緣層之間設(shè)有柵極場板，在所述第一介質(zhì)層與絕緣層之間設(shè)有柵極金屬，所述絕緣層內(nèi)設(shè)置有柵極，所述柵極連接于所述柵極金屬；所述歐姆電極呈t型，其頂部兩側(cè)金屬層位于所述介質(zhì)疊層與所述第一介質(zhì)層之間，且與第一介質(zhì)層之間設(shè)置有擴(kuò)散阻擋層；所述歐姆電極向下貫穿所述第一介質(zhì)層并延伸至所述氮化鎵襯底；所述歐姆電極的頂部設(shè)置有氮化鈦金屬層；所述歐姆電極為兩個以上，包含源極歐姆電極和漏極歐姆電極，在所述絕緣層及所述介質(zhì)疊層內(nèi)設(shè)有源極和漏極，源極連接于源極歐姆電極的頂部，漏極連接于漏極歐姆電極的頂部。

31、本發(fā)明提供的具有歐姆金屬隔離層的半導(dǎo)體器件及其制作方法，在對歐姆金屬層上沉積氮化鈦金屬層之前進(jìn)行退火處理，保證歐姆金屬層性能，使得氮化鈦金屬層與歐姆金屬層不會同時進(jìn)行退火，有效解決歐姆接觸電阻變差的問題；擴(kuò)散阻擋層可阻止歐姆金屬在退火過程中向第一介質(zhì)層擴(kuò)散，有效提高芯片可靠性；歐姆金屬層退火后沉積氮化鈦金屬層，然后再對氮化鈦金屬層和歐姆金屬層進(jìn)行刻蝕，此時氮化鈦金屬層作為抗反射層，能夠提高刻蝕精度，從而提高歐姆電極輪廓的準(zhǔn)確度，利于實(shí)現(xiàn)更小的器件尺寸，增加單片晶圓的器件數(shù)量并降低成本；后續(xù)氮化鈦金屬層可作為源極、漏極接觸孔的刻蝕停止層，保證源極、漏極的精準(zhǔn)度。

技術(shù)特征：

1.一種具有歐姆金屬隔離層的半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有歐姆金屬隔離層的半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于，所述氮化鎵襯底包括依次設(shè)置的硅襯底、氮化鎵層、氮化鋁鎵層、及氮化硅層；所述第一介質(zhì)層沉積在所述氮化鎵襯底上遠(yuǎn)離所述硅襯底的一側(cè)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有歐姆金屬隔離層的半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于，所述歐姆接觸孔的深度至所述氮化鋁鎵層；所述柵極區(qū)域的深度至所述氮化硅層。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有歐姆金屬隔離層的半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于，所述介質(zhì)疊層包括依次沉積的第二介質(zhì)層、第一阻擋層及第三介質(zhì)層；所述場板區(qū)域包括第一場板區(qū)域及第二場板區(qū)域；

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有歐姆金屬隔離層的半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于，所述介質(zhì)疊層包括依次沉積的第二介質(zhì)層、第一阻擋層、第三介質(zhì)層、第二阻擋層和第四介質(zhì)層；所述場板區(qū)域包括第一場板區(qū)域、第二場板區(qū)域及第三場板區(qū)域；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有歐姆金屬隔離層的半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于，所述柵極金屬和所述柵極場板相連接；或者，所述柵極金屬和所述柵極場板分開。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有歐姆金屬隔離層的半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于，所述擴(kuò)散阻擋層為原子氣相沉積或物理氣相沉積的氮化鋁或氧化鋁，或者是化學(xué)氣相沉積的致密性較高的氧化硅、或氮化硅、或氮氧化硅。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有歐姆金屬隔離層的半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于，所述歐姆金屬層為鈦和鋁金屬疊層。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有歐姆金屬隔離層的半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體器件包括但不限于mis-hemt器件、p-gan?hemt器件以及sbd-gate?hemt器件。

10.一種使用權(quán)利要求1-9中任一的制作方法制備的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述半導(dǎo)體器件包括依次層疊設(shè)置的氮化鎵襯底、第一介質(zhì)層、介質(zhì)疊層、絕緣層及歐姆電極，在所述介質(zhì)疊層與絕緣層之間設(shè)有柵極場板，在所述第一介質(zhì)層與絕緣層之間設(shè)有柵極金屬，所述絕緣層內(nèi)設(shè)置有柵極，所述柵極連接于所述柵極金屬；所述歐姆電極呈t型，其頂部兩側(cè)金屬層位于所述介質(zhì)疊層與所述第一介質(zhì)層之間，且與第一介質(zhì)層之間設(shè)置有擴(kuò)散阻擋層；所述歐姆電極向下貫穿所述第一介質(zhì)層并延伸至所述氮化鎵襯底；所述歐姆電極的頂部設(shè)置有氮化鈦金屬層；所述歐姆電極為兩個以上，包含源極歐姆電極和漏極歐姆電極，在所述絕緣層及所述介質(zhì)疊層內(nèi)設(shè)有源極和漏極，源極連接于源極歐姆電極的頂部，漏極連接于漏極歐姆電極的頂部。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種具有歐姆金屬隔離層的半導(dǎo)體器件及其制作方法。制作方法包括步驟：提供一氮化鎵襯底，并沉積第一介質(zhì)層；沉積擴(kuò)散阻擋層；制備歐姆接觸孔；沉積歐姆金屬層，并對所述歐姆金屬層進(jìn)行退火處理；沉積氮化鈦金屬層；制備歐姆電極；沉積介質(zhì)疊層；制備柵極區(qū)域以及場板區(qū)域；制備柵極金屬和柵極場板；沉積絕緣層；制備柵極、源極和漏極的接觸孔；沉積金屬層，制備柵極、源極和漏極。在對歐姆金屬層上沉積氮化鈦金屬層之前進(jìn)行退火處理，使得氮化鈦金屬層與歐姆金屬層不會同時進(jìn)行退火，有效解決歐姆接觸電阻變差的問題；擴(kuò)散阻擋層可阻止歐姆金屬在退火過程中向第一介質(zhì)層擴(kuò)散，有效提高芯片可靠性，利于實(shí)現(xiàn)更小的器件尺寸。

技術(shù)研發(fā)人員：郭超凡,張銘宏,王中黨
受保護(hù)的技術(shù)使用者：珠海鎵未來科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19