集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的制造方法技术

本发明专利技术提供了一种集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的制造方法，该方法包括：在硅衬底上表面依次生长氮化镓缓冲层和铝镓氮势垒层；在铝镓氮势垒层上淀积氧化层；对左侧部分区域的氧化层进行刻蚀，形成源极接触孔；对右侧部分区域的氧化层进行刻蚀，形成氧化层开孔，在氧化层开孔内刻蚀铝镓氮势垒层、氮化镓缓冲层及部分硅衬底，形成漏极接触孔；制造集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的源极及漏极；制造集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的栅极；在硅衬底下表面形成肖特基电极，以使在漏极中的源漏极金属层、硅衬底及肖特基电极形成肖特基二极管。降低了导通电压，减少了开关损耗，减少了无用功耗，进而提高了器件的转换效率及性能。

【技术实现步骤摘要】
集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的制造方法
本专利技术实施例涉及半导体器件制造
，尤其涉及一种集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的制造方法。
技术介绍
氮化镓是国际上广泛关注的新型宽禁带化合物半导体材料，由于其具有较宽的禁带宽度，高电子饱和漂移速率，较高的击穿场强，良好的热稳定性，耐腐蚀和抗辐射性能，所以在高压、高频、高温、大功率和抗辐照环境条件下具有较强的优势。凭借其优良的材料特性，氮化镓晶体管被广泛使用。可将氮化镓晶体管应用在低压DC-DC转换器等器件上时，由于氮化镓晶体管的导通电压较高，使器件的开关损耗增加，增加了无用功耗，进而降低了器件的转换效率及性能。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的制造方法，由于集成了肖特基二极管，所以降低了导通电压，减少了开关损耗，减少了无用功耗，进而提高了器件的转换效率及性能。本专利技术实施例提供一种集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的制造方法，包括：在硅衬底上表面依次生长氮化镓缓冲层和铝镓氮势垒层；在所述铝镓氮势垒层上淀积氧化层；对左侧部分区域的氧化层进行刻蚀，形成源极接触孔；对右侧部分区域的氧化层进行刻蚀，形成氧化层开孔，在所述氧化层开孔内刻蚀铝镓氮势垒层、氮化镓缓冲层及部分硅衬底，形成漏极接触孔；制造所述集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的源极及漏极；制造所述集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的栅极；在所述硅衬底下表面形成肖特基电极，以使在所述漏极中的源漏极金属层、所述硅衬底及所述肖特基电极形成肖特基二极管。进一步地，如上所述的方法，所述制造所述集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的源极及漏极具体包括：在所述源极接触孔内、所述漏极接触孔内、所述源极接触孔上方、所述漏极接触孔上方及所述氧化层上方沉积源漏极金属层；采用电子束工艺蒸发所述源漏极金属层中的金属；对所述氧化层上方的源漏极金属层进行光刻，刻蚀，形成源极及漏极。进一步地，如上所述的方法，所述制造所述集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的栅极具体包括：对中间部分区域的氧化层和铝镓氮势垒层进行刻蚀，形成栅极接触孔；在所述栅极接触孔内、所述栅极接触孔上方及所述源极及所述漏极之间的氧化层上方沉积栅极金属层；采用电子束工艺蒸发所述栅极金属层中的金属；对所述氧化层上方的栅极金属层进行光刻，刻蚀，形成栅极。进一步地，如上所述的方法，所述在所述硅衬底下表面形成肖特基电极具体为：在所述硅衬底下表面依次生长镍层及金层，以形成肖特基电极。进一步地，如上所述的方法，所述在所述源极接触孔内、所述漏极接触孔内、所述源极接触孔上方、所述漏极接触孔上方及所述氧化层上方沉积源漏极金属层具体为：在所述源极接触孔内、所述漏极接触孔内、所述源极接触孔上方、所述漏极接触孔上方及所述氧化层上方采用磁控溅射镀膜工艺依次沉积钛层，铝层，钛层及氮化钛层，以形成源漏极金属层。进一步地，如上所述的方法，所述在所述栅极接触孔内、所述栅极接触孔上方及所述源极及所述漏极之间的氧化层上方沉积栅极金属层具体为：在所述栅极接触孔内、所述栅极接触孔上方及所述源极及所述漏极之间的氧化层上方采用磁控溅射镀膜工艺依次沉积氮化钛层，钛层，铝层，钛层及氮化钛层，以形成栅极金属层。进一步地，如上所述的方法，所述氧化层为二氧化硅层。本专利技术实施例提供一种集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的制造方法，通过在硅衬底上表面依次生长氮化镓缓冲层和铝镓氮势垒层；在铝镓氮势垒层上淀积氧化层；对左侧部分区域的氧化层进行刻蚀，形成源极接触孔；对右侧部分区域的氧化层进行刻蚀，形成氧化层开孔，在氧化层开孔内刻蚀铝镓氮势垒层、氮化镓缓冲层及部分硅衬底，形成漏极接触孔；制造集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的源极及漏极；制造集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的栅极；在硅衬底下表面形成肖特基电极，以使在漏极中的源漏极金属层、硅衬底及肖特基电极形成肖特基二极管。降低了导通电压，减少了开关损耗，减少了无用功耗，进而提高了器件的转换效率及性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的制造方法实施例一的流程图；图2为本专利技术实施例一提供的集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的制造方法中在硅衬底上表面依次生长氮化镓缓冲层和铝镓氮势垒层后的结构示意图；图3为本专利技术实施例一提供的集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的制造方法中在铝镓氮势垒层上淀积氧化层后的结构示意图；图4为本专利技术实施例一提供的集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的制造方法中对左侧部分区域形成源极接触孔后的的结构示意图；图5为本专利技术实施例一提供的集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的制造方法中对右侧部分区域形成漏极接触孔后的的结构示意图；图6为本专利技术是实施例一中提供的集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的制造方法中制造源极及漏极的流程图；图7为本专利技术实施例一提供的集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的制造方法中制造源极及漏极后的结构示意图；图8为本专利技术是实施例一中提供的集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的制造方法中制造栅极的流程图；图9为本专利技术实施例一提供的集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的制造方法中制造栅极后的结构示意图；图10为本专利技术实施例一提供的集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的制造方法中在硅衬底下表面形成肖特基电极后的结构示意图。附图标记：1-硅衬底2-氮化镓缓冲层3-铝镓氮势垒层4-氧化层5-源极接触孔6-漏极接触孔7-源极8-漏极9-栅极10-肖特基电极11-源漏极金属层12-栅极金属层具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的制造方法实施例一的流程图，如图1所示，本实施例提供的集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的制造方法包括以下步骤。步骤101，在硅衬底1上表面依次生长氮化镓缓冲层2和铝镓氮势垒层3。本实施例中，图2为本专利技术实施例一提供的集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的制造方法中在硅衬底上表面依次生长氮化镓缓冲层和铝镓氮势垒层后的结构示意图，如图2所示，首先在硅衬底1上方外延生长氮化镓缓冲层2，然后在氮化镓缓冲层2上方形成铝镓氮势垒层3。本实施例中，对生长的氮化镓缓冲层2和铝镓氮势垒层3的厚度不做限定。步骤102，在铝镓氮势垒层3上淀积氧化层4。进一步地，图3为本专利技术实施例一提供的集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的制造方法中在铝镓氮势垒层上淀积氧化层后的结构示意图，如图3所示，本实施例中，氧化层4可以为二氧化硅层。本实施例中，可采用化学气相沉积工艺进行氧化层4的淀积。步骤103，对左侧部分区域的氧化层进行刻蚀，形成源极接触孔5。本实施例中，将氧化层4分为三个区域，分别为左侧区域，右侧区域和中间区域。图4为本专利技术实施例一提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的制造方法，其特征在于，包括：在硅衬底上表面依次生长氮化镓缓冲层和铝镓氮势垒层；在所述铝镓氮势垒层上淀积氧化层；对左侧部分区域的氧化层进行刻蚀，形成源极接触孔；对右侧部分区域的氧化层进行刻蚀，形成氧化层开孔，在所述氧化层开孔内刻蚀铝镓氮势垒层、氮化镓缓冲层及部分硅衬底，形成漏极接触孔；制造所述集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的源极及漏极；制造所述集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的栅极；在所述硅衬底下表面形成肖特基电极，以使在所述漏极中的源漏极金属层、所述硅衬底及所述肖特基电极形成肖特基二极管。

【技术特征摘要】
1.一种集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的制造方法，其特征在于，包括：在硅衬底上表面依次生长氮化镓缓冲层和铝镓氮势垒层；在所述铝镓氮势垒层上淀积氧化层；对左侧部分区域的氧化层进行刻蚀，形成源极接触孔；对右侧部分区域的氧化层进行刻蚀，形成氧化层开孔，在所述氧化层开孔内刻蚀铝镓氮势垒层、氮化镓缓冲层及部分硅衬底，形成漏极接触孔；制造所述集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的源极及漏极；制造所述集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的栅极；在所述硅衬底下表面形成肖特基电极，以使在所述漏极中的源漏极金属层、所述硅衬底及所述肖特基电极形成肖特基二极管。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制造所述集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的源极及漏极具体包括：在所述源极接触孔内、所述漏极接触孔内、所述源极接触孔上方、所述漏极接触孔上方及所述氧化层上方沉积源漏极金属层；采用电子束工艺蒸发所述源漏极金属层中的金属；对所述氧化层上方的源漏极金属层进行光刻，刻蚀，形成源极及漏极。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制造所述集成肖特基二极管的氮化镓晶体管的栅极具体包括：对中间部分区域的氧化层和铝镓氮势垒层进行刻蚀，形成栅极接触孔；在所述栅极接触孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘美华，孙辉，林信南，陈建国，
申请(专利权)人：北京大学，北大方正集团有限公司，深圳方正微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11