增强型氮化镓器件以及器件的制作方法

文档序号:32758405发布日期:2022-12-31 05:46阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种增强型氮化镓器件,其特征在于,包括:衬底;沿远离所述衬底方向依次形成于所述衬底上的沟道层以及势垒层;形成于所述势垒层上的漏极、栅极和源极;所述源极与所述漏极分别位于所述栅极沿第一方向的两侧;钝化层,所述钝化层位于所述势垒层上,且覆盖所述栅极、源极与漏极,并填充所述栅极与所述源极以及所述栅极与所述漏极之间的间隙;金属互连层,贯穿所述钝化层,且分别与所述漏极、栅极和源极连接,以分别形成漏极金属互连层、栅极金属互连层和源极金属互连层;栅极场板,所述栅极场板覆盖于所述栅极顶端的所述钝化层的表面上,且与所述源极金属互连层接触;其中,所述栅极包括:沿远离所述势垒层的方向依次形成的p-gan层、三族氮化物薄层以及栅金属层;其中,所述三族氮化物薄层的材料是inn、aln、ingan或inaln。2.根据权利要求1所述的增强型氮化镓器件,其特征在于,还包括隔离层,设置于所述源极与所述漏极的远离所述栅极的一侧的所述势垒层与所述沟道层中,所述隔离层的顶端与所述势垒层的顶端齐平,所述隔离层的底端不接触所述衬底。3.根据权利要求2所述的增强型氮化镓器件,其特征在于,所述沟道层的材料为gan,所述势垒层的材料为algan。4.根据权利要求1所述的增强型氮化镓器件,其特征在于,所述钝化层的材质为al2o3或sin
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。5.一种电子设备,包括权利要求1-4任一项所述的增强型氮化镓器件。6.一种如权利要求1-4任一项所述的增强型氮化镓器件的制作方法,其特征在于,该方法采用先栅工艺,具体包括以下步骤:提供一衬底;在所述衬底上沿远离所述衬底的方向上依次形成沟道层以及势垒层;在所述势垒层上沿远离所述势垒层的方向依次形成p-gan层与三族氮化物薄层;其中,所述三族氮化物薄层的材料是inn、aln、ingan或inaln;在所述第一方向两端的所述三族氮化物薄层、所述p-gan层、所述势垒层、以及部分所述沟道层中注入离子以形成隔离层;在所述三族氮化物薄层表面沉淀栅金属层材料;刻蚀第一方向两端的所述栅金属层材料、所述隔离层、所述三族氮化物薄层以及所述p-gan层以形成所述栅极;所述栅极形成于所述势垒层的表面,所述隔离层嵌入所述沟道层与所述势垒层的沿第一方向的两端;在所述势垒层表面淀积钝化层;所述钝化层覆盖所述势垒层表面与所述栅极;刻蚀所述隔离层顶端的所述第一方向上的靠近所述栅极一侧的所述钝化层以形成源极空腔与漏极空腔;在所述源极空腔与所述漏极空腔中沉淀金属材料并退火以形成源极与漏极;
在所述源极与所述漏极的顶端再次沉淀钝化层;刻蚀所述源极、所述漏极以及所述栅极的顶端的所述钝化层以形成源极开孔、漏极开孔以及栅极开孔;在所述源极开孔、所述漏极开孔以及所述栅极开孔中沉淀金属材料以形成源极金属互连层、漏极金属互连层以及栅极金属互连层,同时在所述栅极顶端的所述钝化层表面沉淀金属材料以形成栅极场板;所述栅极场板与所述源极金属互连层电性连接。7.一种如权利要求1-4任一项所述的增强型氮化镓器件的制作方法,其特征在于,该方法采用后栅工艺,具体包括以下步骤:提供一衬底;在所述衬底上沿远离所述衬底的方向上依次形成沟道层以及势垒层;在所述势垒层上沿远离所述势垒层的方向依次形所述成p-gan层与所述三族氮化物薄层;其中,所述三族氮化物薄层的材料是inn、aln、ingan或inaln;在所述第一方向的两端的所述三族氮化物薄层、所述p-gan层、所述势垒层、以及部分所述沟道层中注入离子以形成隔离层;刻蚀所述隔离层、所述三族氮化物薄层与所述p-gan层以形成所述栅极堆叠件;在所述栅极堆叠件的沿所述第一方向的两侧的所述势垒层表面沉淀金属并退火以形成所述源极与所述漏极;所述源极与所述漏极形成于所述栅极堆叠件的沿所述第一方向的两侧;所述隔离层位于所述源极和所述漏极的远离所述栅极的一侧的所述沟道层与所述势垒层中;所述栅极堆叠件包括沿远离所述势垒层依次形成的p-gan层与三族氮化物薄层;在所述栅极堆叠件、所述源极、所述漏极以及所述势垒层表面沉淀所述钝化层;刻蚀所述栅极堆叠件顶端的所述钝化层以形成栅极空腔;在所述栅极空腔中沉淀所述栅金属层以形成栅极;所述栅极包括所述栅极堆叠件与所述栅金属层;在所述栅金属层表面沉淀钝化层;刻蚀所述源极、所述漏极以及所述栅极顶端的所述钝化层以形成源极开孔、漏极开孔以及栅极开孔;在所述源极开孔、所述漏极开孔以及所述栅极开孔中沉淀金属材料以形成源极金属互连层、漏极金属互连层以及栅极金属互连层,同时在所述栅极顶端的所述钝化层表面沉淀金属材料以形成栅极场板;所述栅极场板与所述源极金属互连层连接。8.一种半导体器件的制备方法,其特征在于,包括:权利要求6或7所述的增强型氮化镓器件的制作方法。

技术总结
本发明提供了一种增强型氮化镓器件,包括:衬底;沿远离衬底方向依次形成于衬底上的沟道层以及势垒层;形成于势垒层上的漏极、栅极和源极;钝化层,钝化层位于势垒层上,且覆盖所述栅极、源极与漏极,并填充栅极与源极以及栅极与漏极之间的间隙;金属互连层,贯穿钝化层,且分别与漏极、栅极和源极连接;栅极场板,栅极场板覆盖于栅极顶端的钝化层的表面上,且与源极金属互连层接触;其中,栅极包括:沿远离势垒层的方向依次形成的p-GaN层、三族氮化物薄层以及栅金属层;三族氮化物薄层的材料是InN、AlN、InGaN或InAlN。因而本发明提供的技术方案可有效抑制器件的栅极漏电,及长期栅极电应力下产生的栅极击穿问题,实现了提高器件栅控能力和可靠性的目的。控能力和可靠性的目的。控能力和可靠性的目的。


技术研发人员:王路宇 张鹏浩 徐敏 潘茂林 王强 樊蓉 杨妍楠 谢欣灵 徐赛生 王晨 张卫
受保护的技术使用者:复旦大学
技术研发日:2022.10.13
技术公布日:2022/12/30
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