一种氮化镓二次外延增强型电子器件及其制备方法技术

本发明专利技术涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种氮化镓二次外延增强型电子器件及其制备方法，通过于异质结构势垒层之上形成钝化层及于栅极区域的钝化层中形成开口的步骤之后，再进行二次外延生长P型氮化镓材料或反极性氮化镓材料的步骤，从而在移除位于非栅极区域的P型氮化镓材料或反极性氮化镓材料时钝化层可以作为异质结构势垒层的保护层，进而避免了传统工艺中等离子体对异质结构势垒层材料的损伤，同时实现了对器件表面漏电的抑制，且具有良好的可重复性和高可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种氮化镓二次外延增强型电子器件及其制备方法
本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种氮化镓二次外延增强型电子器件及其制备方法。
技术介绍
在现有氮化镓增强型HEMT(HighElectronMobilityTransistor，高电子迁移率晶体管)器件制程技术中，完成氮化镓/铝镓氮(GaN/Al氮化镓)外延生长后，再进行二次外延生长氮化镓材料可以得到高可靠性的氮化镓增强型HEMT器件，但现有工艺流程中，需要采用干法刻蚀技术去除栅极区域以外的二次外延生长的氮化镓材料，而二次外延的氮化镓材料和铝镓氮材料的选择比极低，现有蚀刻技术难免造成对铝镓氮材料的损伤，从而造成较大的表面漏电，甚至直接破坏氮化镓/铝镓氮异质结结构，这是本领域技术人员所不期望见到的。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术公开一种氮化镓二次外延增强型电子器件，包括：衬底，包括栅极区域和非栅极区域；缓冲层，设置于所述衬底之上；异质结构势垒层，设置于所述缓冲层之上，并与所述缓冲层形成具有二维电子气的异质结构外延层；二次外延层，设置于所述栅极区域的所述异质结构势垒层的上表面；钝化层，设置于所述非栅极区域的所述异质结构势垒层的上表面，且所述钝化层的上表面平齐。上述的氮化镓二次外延增强型电子器件，其中，所述异质结构势垒层包括氮化镓层和位于所述氮化镓层之上的氮化铝镓层。上述的氮化镓二次外延增强型电子器件，其中，所述二次外延层的材质为P型氮化镓材料或反极性氮化镓材料。上述的氮化镓二次外延增强型电子器件，其中，所述钝化层的材质为氮化硅。上述的氮化镓二次外延增强型电子器件，其中，所述非栅极区域包括第一欧姆接触区域和第二欧姆接触区域，所述电子器件还包括：栅电极，设置于所述二次外延层的上表面；源电极，贯穿位于所述第一欧姆接触区域的所述钝化层设置于所述异质结构势垒层的上表面；漏电极，贯穿位于所述第二欧姆接触区域的所述钝化层设置于所述异质结构势垒层的上表面。本专利技术还公开了一种氮化镓二次外延增强型电子器件的制备方法，包括如下步骤：步骤S1，提供一衬底，且所述衬底包括栅极区域和非栅极区域；步骤S2，于所述衬底之上形成缓冲层和位于所述缓冲层之上的异质结构势垒层，且所述异质结构势垒层与所述缓冲层形成具有二维电子气的异质结构外延层；步骤S3，于所述异质结构势垒层之上形成钝化层；步骤S4，对部分所述钝化层进行刻蚀，以将位于所述栅极区域的所述异质结构势垒层的上表面予以暴露；步骤S5，制备二次外延层以将所述钝化层和所述异质结构势垒层暴露的上表面均予以覆盖；步骤S6，移除位于所述非栅极区域的所述二次外延层。上述的氮化镓二次外延增强型电子器件的制备方法，其中，所述步骤S2具体为：于所述衬底之上按照从下至上的顺序依次形成缓冲层、氮化镓层和氮化铝镓层，所述氮化镓层和氮化铝镓层构成所述异质结构势垒层。上述的氮化镓二次外延增强型电子器件的制备方法，其中，在所述步骤S3中，所述钝化层为氮化硅。上述的氮化镓二次外延增强型电子器件的制备方法，其中，在所述步骤S5中，所述二次外延层为P型氮化镓材料或反极性氮化镓材料。上述的氮化镓二次外延增强型电子器件的制备方法，其中，所述非栅极区域包括第一欧姆接触区域和第二欧姆接触区域；所述方法还包括：步骤S7，刻蚀所述第一欧姆接触区域和第二欧姆接触区域的钝化层，以于所述第一欧姆接触区域的所述钝化层中形成第一通孔，并于所述第二欧姆区域的所述钝化层中形成第二通孔；步骤S8，于所述第一通孔中形成源电极、并于所述第二通孔中形成漏电极；步骤S9，于所述二次外延层之上形成栅电极。上述专利技术具有如下优点或者有益效果：本专利技术公开了一种氮化镓二次外延增强型电子器件及其制备方法，通过于异质结构势垒层之上形成钝化层及于栅极区域的钝化层中形成开口的步骤之后，再进行二次外延生长P型氮化镓材料或反极性氮化镓材料的步骤，从而在移除位于非栅极区域的P型氮化镓材料或反极性氮化镓材料时钝化层可以作为异质结构势垒层的保护层，进而避免了传统工艺中等离子体对异质结构势垒层材料的损伤，同时实现了对器件表面漏电的抑制，且具有良好的可重复性和高可靠性。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本专利技术的主旨。图1是本专利技术实施例中氮化镓二次外延增强型电子器件的结构示意图；图2是本专利技术实施例中制备氮化镓二次外延增强型电子器件的方法流程图；图3～11是本专利技术实施例中制备氮化镓二次外延增强型电子器件的方法流程结构示意图；具体实施方式下面结合附图和具体的实施例对本专利技术作进一步的说明，但是不作为本专利技术的限定。实施例一如图1所示，本实施例涉及一种氮化镓二次外延增强型电子器件，具体的，该电子器件包括：包括栅极区域和非栅极区域的衬底101、设置于衬底101之上的缓冲层1021、设置于缓冲层1021之上，并与缓冲层1021形成具有二维电子气10222的异质结构外延层(也可以称之为一次外延层)102的异质结构势垒层1022、设置于栅极区域的异质结构势垒层1022的上表面的二次外延层104以及设置于非栅极区域的异质结构势垒层1022的上表面的钝化层103，且该钝化层103的上表面平齐(该钝化层103上表面呈一字型)，即该钝化层103各个部分的厚度相同。在本专利技术一个优选的实施例中，上述异质结构势垒层1022包括氮化镓层10221和位于氮化镓层10221之上的铝镓氮层10223，且该氮化镓层10221和铝镓氮层10223之间形成二维电子气10222。在本专利技术一个优选的实施例中，上述二次外延层104的材质为P型氮化镓材料或反极性氮化镓材料(例如InGaN)。在本专利技术一个优选的实施例中，上述钝化层103的材质为氮化硅。在本专利技术一个优选的实施例中，上述非栅极区域包括第一欧姆接触区域和第二欧姆接触区域，上述电子器件还包括设置于二次外延层104的上表面的栅电极107、贯穿位于第一欧姆接触区域的钝化层103设置于异质结构势垒层1022之上的源电极105和贯穿位于第二欧姆接触区域的钝化层103设置于异质结构势垒层1022之上的漏电极106。实施例二如图2所示，本实施例涉及一种氮化镓二次外延增强型电子器件的制备方法，具体的，该方法包括如下步骤：步骤S1，提供一衬底201，且该衬底201包括栅极区域和非栅极区域，如图3所示的结构。步骤S2，于衬底201之上形成缓冲层2021和位于缓冲层2021之上的异质结构势垒层2022，且异质结构势垒层2022与缓冲层2021形成具有二维电子气20222的异质结构外延层202(也可以称之为一次外延层)，如图4所示的结构。在本专利技术一个优选的实施例中，上述步骤S2具体为：于衬底201之上按照从下至上的顺序一次外延形成缓冲层2021、氮化镓层20221和铝镓氮层20223，氮化镓层20221和铝镓氮层20223构成异质结构势垒层2022，且氮化镓层20221和铝镓氮层20223之间形成二维电子气20222。铝镓氮/氮化镓异质结中的二维电子气通常被称为极化感应的二维电子气，这是因为极化效应能够在异质结中形成很强的内建电场，调制了氮化镓异质结能带结构，使异质结界面氮化镓侧的量子阱变得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氮化镓二次外延增强型电子器件，其特征在于，包括：衬底，包括栅极区域和非栅极区域；缓冲层，设置于所述衬底之上；异质结构势垒层，设置于所述缓冲层之上，并与所述缓冲层形成具有二维电子气的异质结构外延层；二次外延层，设置于所述栅极区域的所述异质结构势垒层的上表面；钝化层，设置于所述非栅极区域的所述异质结构势垒层的上表面，且所述钝化层的上表面平齐。

【技术特征摘要】
1.一种氮化镓二次外延增强型电子器件，其特征在于，包括：衬底，包括栅极区域和非栅极区域；缓冲层，设置于所述衬底之上；异质结构势垒层，设置于所述缓冲层之上，并与所述缓冲层形成具有二维电子气的异质结构外延层；二次外延层，设置于所述栅极区域的所述异质结构势垒层的上表面；钝化层，设置于所述非栅极区域的所述异质结构势垒层的上表面，且所述钝化层的上表面平齐。2.如权利要求1所述的氮化镓二次外延增强型电子器件，其特征在于，所述异质结构势垒层包括氮化镓层和位于所述氮化镓层之上的氮化铝镓层。3.如权利要求1所述的氮化镓二次外延增强型电子器件，其特征在于，所述二次外延层的材质为P型氮化镓材料或反极性氮化镓材料。4.如权利要求1所述的氮化镓二次外延增强型电子器件，其特征在于，所述钝化层的材质为氮化硅。5.如权利要求1所述的氮化镓二次外延增强型电子器件，其特征在于，所述非栅极区域包括第一欧姆接触区域和第二欧姆接触区域，所述电子器件还包括：栅电极，设置于所述二次外延层的上表面；源电极，贯穿位于所述第一欧姆接触区域的所述钝化层设置于所述异质结构势垒层的上表面；漏电极，贯穿位于所述第二欧姆接触区域的所述钝化层设置于所述异质结构势垒层的上表面。6.一种氮化镓二次外延增强型电子器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，提供一衬底，且所述衬底包括栅极区域和非栅极区域；步骤S2，于所述衬底之上形成缓冲层和位于所述缓冲层之上的异质结构势垒...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖霞，
申请(专利权)人：中航重庆微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50