增强型AlGaN/GaN HEMT器件的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体器件，特别是增强型AlGaN/GaN HEMT的制备方法，其包括：（1）在衬底材料上先外延至少以缓冲层，以缓解衬底材料和GaN的晶格适配和应力适配，再外延高阻GaN层和20～100nm的无掺杂GaN；（2）在GaN层之上依次外延AlN层、InGaN层；（3）在InGaN层之上沉积氮化硅或氧化硅层；（4）利用光刻、腐蚀等工艺进行HEMT栅极选区，保留栅电极区域的氮化硅或氧化硅层；（5）在器件上进行AlGaN材料外延；（6）用湿法腐蚀去除栅电极区域氮化硅或氧化硅层和InGaN层；（7）在器件上制作HEMT 器件的源、漏、栅电极。本发明专利技术可以获得半导体器件，特别是增强型HEMT器件，且工艺可控，对器件结构没有损伤，尤其是保持GaN/AlGaN界面处的零损伤等特点，并使得器件具有优良性能。

【技术实现步骤摘要】
增强型AlGaN/GaNHEMT器件的制备方法
本专利技术涉及一种半导体器件的制备工艺，具体涉及一种基于GaN宽禁带材料的增强型(E-mode)AlGaN/GaNHEMT(高速电子迁移率晶体管)器件的外延和制备工艺，属于半导体功率器件领域。
技术介绍
半导体材料与技术是二十世纪最重要和最具影响的高科技之一，为了满足无线通信、雷达等应用对高频率、高带宽、高效率、高功率器件的需要，从二十世纪九十年代初开始，半导体电子器件的研究开始转向了宽禁带化合物半导体材料和器件。GaN材料的禁带宽度为3.4eV，击穿场强为3.3MV/cm，其与AlGaN形成的二维电子气迁移率大于2000cm2/V·s，载流子面浓度可达到1013量级，因而AlGaN/GaNHEMT更适合于高频大功率方面的应用。1993年世界上第一支GaNHEMT器件诞生，1996年GaNHEMT首次得到了微波功率特性，随后输出功率同最初的1.1W/mm@2GHz提高了32.2W/mm@4GHz和30.6W/mm@8GHz，到了2011年已报道截止频率为343GHz和W波段输出功率密度达到了1.7W/mm@95GHz。由于AlGaN/G本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增强型AlGaN/GaN HEMT器件的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）在衬底材料上外延至少一缓冲层，用以缓解衬底材料和GaN材料的晶格适配和应力适配，再在缓冲层上外延生长具有高阻特性的GaN层和无掺杂GaN层；（2）在所述无掺杂GaN层之上依次外延生长高温AlN层和InGaN层；（3）在所述InGaN层之上沉积氮化硅或氧化硅层；（4）利用刻蚀工艺进行HEMT器件的栅极选区，并保留栅电极区域的氮化硅或氧化硅层；（5）在步骤（4）所获器件上外延生长AlGaN材料层；（6）去除栅电极区域的氮化硅或氧化硅层以及InGaN层；（7）在步骤（6）所获器件上制作源、漏、栅电极，并退火形成欧姆接...

【技术特征摘要】
1.一种增强型AlGaN/GaNHEMT器件的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)在衬底材料上外延至少一缓冲层，用以缓解衬底材料和GaN材料的晶格适配和应力适配，再在缓冲层上依次外延生长具有高阻特性的GaN层和无掺杂GaN层；(2)在所述无掺杂GaN层之上依次外延生长厚度为1～2nm的高温AlN层和厚度为2～20nm的InGaN层，其中高温AlN层是以MOCVD外延工艺生长形成且外延温度大于1000℃；(3)在所述InGaN层之上沉积氮化硅或氧化硅层；(4)利用刻蚀工艺进行HEMT器件的栅极选区，并保留栅电极区域的氮化硅或氧化硅层；(5)在步骤(4)所获器件上外延生长AlGaN材料层；(6)去除栅电极区域的氮化硅或氧化硅层以及InGaN层；(7)在步骤(6)所获器件上制作源、漏、栅电极，并退火形成欧姆接触和肖特基接触。2.根据权利要求1所述的增强型AlGaN/GaNHEMT器件的制备方法，其特征在于：所述衬底包括厚度为500μm～1.5mm的Si衬底或蓝宝石衬底；所述缓冲层的材质选自AlN，摩尔浓度为20-85％Al组分渐变的AlGaN或AlN/AlGaN超晶格结构。3.根据权利要求1所述的增强型AlGaN/GaNHEMT器件的制备方法，其特征在于：步骤(2)中InGaN层是以MOCVD外延工艺生长形成且外延温度为600～800℃。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓东，范亚明，付凯，蔡勇，张宝顺，
申请(专利权)人：苏州能屋电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32