氮化镓半导体器件的制备方法技术

本发明专利技术提供一种氮化镓半导体器件的制备方法，包括：在氮化镓外延基底的表面上沉积氧化铪层；在氧化铪层上形成源极接触孔和漏极接触孔；在源极接触孔和漏极接触孔内、氧化铪层的表面上，沉积第一金属层；在第一金属层上形成欧姆接触电极窗口；对整个器件进行高温退火处理；刻蚀形成栅极接触孔；在栅极接触孔、栅极接触孔的外边缘沉积第二金属层；在整个器件的表面沉积二氧化硅层；对源极接触孔上方的二氧化硅层进行干法刻蚀，形成开孔；在开孔内、从源极接触孔延伸至栅极接触孔上方的二氧化硅层上沉积场板金属，形成场板金属层。避免出现氮化镓半导体器件的漏电和击穿的问题，有效的保护了氮化镓半导体器件，增强了氮化镓半导体器件的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
氮化镓半导体器件的制备方法
本专利技术涉及半导体工艺领域，尤其涉及一种氮化镓半导体器件的制备方法。
技术介绍
由于氮化镓具有大禁带宽度、高电子饱和速率、高击穿电场、较高热导率、耐腐蚀以及抗辐射性能等优点，从而可以采用氮化镓制作半导体材料，而得到氮化镓半导体器件。现有技术中，氮化镓半导体器件的制备方法为：在氮化镓外延基底的表面上形成氮化硅层，在氮化硅层上刻蚀出源极接触孔和漏极接触孔，源极接触孔和漏极接触孔内沉积金属，从而形成源极和漏极；再刻蚀氮化硅层以及氮化镓外延基底中的氮化铝镓层，形成一个凹槽，在凹槽中沉积金属层，从而形成栅极；然后沉积二氧化硅层以及场板金属层，从而形成氮化镓半导体器件。然而现有技术中，由于场板金属层的边缘的电场密度较大，从而会造成氮化镓半导体器件的漏电以及击穿的问题，进而会损坏氮化镓半导体器件，降低氮化镓半导体器件的可靠性。
技术实现思路
本专利技术提供一种氮化镓半导体器件的制备方法，用以解决现有技术中场板金属层的的边缘电场密度较大，从而会造成氮化镓半导体器件的漏电以及击穿的问题，进而会损坏氮化镓半导体器件，降低氮化镓半导体器件的可靠性的问题。本专利技术提供一种氮化镓半导体器件的制备方法，包括：在氮化镓外延基底的表面上沉积氧化铪，形成氧化铪层，其中，所述氮化镓外延基底包括由下而上依次设置的硅衬底层、氮化镓层和氮化铝镓层；对所述氧化铪层进行干法刻蚀，形成相对设置的源极接触孔和漏极接触孔；在源极接触孔和漏极接触孔内、以及所述氧化铪层的表面上，沉积第一金属层；对所述第一金属层进行光刻和刻蚀，形成欧姆接触电极窗口；对整个器件进行高温退火处理，以通过相互接触的刻蚀后的第一金属层与所述氮化铝镓层进行反应之后形成合金，以降低刻蚀后的第一金属层与所述氮化铝镓层的接触电阻；通过所述欧姆接触电极窗口，对所述氧化铪层和所述氮化铝镓层进行干法刻蚀，形成栅极接触孔，其中，所述栅极接触孔的底部与所述氮化铝镓层的底部具有预设距离；在所述栅极接触孔和所述栅极接触孔的外边缘沉积第二金属层；在整个器件的表面沉积一层二氧化硅层；对所述源极接触孔上方的二氧化硅层进行干法刻蚀之后，形成开孔；在所述开孔内、以及从所述源极接触孔延伸至所述栅极接触孔上方的二氧化硅层上沉积场板金属，形成场板金属层。如上所述的方法中，所述氧化铪层的厚度为2000埃。如上所述的方法中，在所述对所述氧化铪层进行干法刻蚀，形成相对设置的源极接触孔和漏极接触孔之后，还包括：依次采用稀释后的氢氟酸溶液、过氧化氢与氢氧化氨的混合溶液、过氧化氢与氯化氢的混合溶液，对整个器件的表面进行表面处理，以去除整个器件的表面上的杂质物。如上所述的方法中，所述在源极接触孔和漏极接触孔内、以及所述氧化铪层的表面上，沉积第一金属层，包括：在源极接触孔和漏极接触孔内、以及所述氧化铪层的表面上，依次沉积第一钛金属层、铝金属层、第二钛金属层和氮化钛层，以形成第一金属层；其中，所述第一钛金属层的厚度为200埃，所述铝金属层的厚度为1200埃，所述第二钛金属层的厚度为200埃，所述氮化钛层的厚度为200埃。如上所述的方法中，所述对整个器件进行高温退火处理，包括：在氮气气体的氛围下，在840摄氏度的环境下对整个器件进行30秒的高温退火处理。如上所述的方法中，所述预设距离为所述氮化铝镓层的厚度的一半。如上所述的方法中，在所述通过所述欧姆接触电极窗口，对所述氧化铪层和所述氮化铝镓层进行干法刻蚀，形成栅极接触孔之后，还包括：采用盐酸溶液清洗所述栅极接触孔，以去除所述栅极接触孔内的杂质物。如上所述的方法中，所述二氧化硅层的厚度为5000埃。如上所述的方法中，所述开孔的宽度小于所述栅极接触孔上方的第二金属层的宽度；所述场板金属层的厚度为10000埃。如上所述的方法中，所述在所述开孔内、以及从所述源极接触孔延伸至所述栅极接触孔上方的二氧化硅层上沉积场板金属，形成场板金属层，包括：在整个器件的表面上，沉积铝硅铜金属层；对所述铝硅铜金属层进行光刻和刻蚀，在所述开孔内、以及从所述源极接触孔延伸至所述栅极接触孔上方的二氧化硅层上形成场板金属层。本专利技术通过在氮化镓外延基底的表面上沉积氧化铪，形成氧化铪层，其中，氮化镓外延基底包括由下而上依次设置的硅衬底层、氮化镓层和氮化铝镓层；对氧化铪层进行干法刻蚀，形成相对设置的源极接触孔和漏极接触孔；在源极接触孔和漏极接触孔内、以及氧化铪层的表面上，沉积第一金属层；对第一金属层进行光刻和刻蚀，形成欧姆接触电极窗口；对整个器件进行高温退火处理，以通过相互接触的刻蚀后的第一金属层与氮化铝镓层进行反应之后形成合金，以降低刻蚀后的第一金属层与氮化铝镓层的接触电阻；通过欧姆接触电极窗口，对氧化铪层和氮化铝镓层进行干法刻蚀，形成栅极接触孔，其中，栅极接触孔的底部与氮化铝镓层的底部具有预设距离；在栅极接触孔和栅极接触孔的外边缘沉积第二金属层；在整个器件的表面沉积一层二氧化硅层；对源极接触孔上方的二氧化硅层进行干法刻蚀之后，形成开孔；在开孔内、以及从源极接触孔延伸至栅极接触孔上方的二氧化硅层上沉积场板金属，形成场板金属层。从而氧化铪层与氮化铝镓层中间的接触面上不易漏电，并且，氮化铝镓层的场强峰值较高，不易出现击穿氮化铝镓层的现象，进而避免了出现氮化镓半导体器件的漏电以及击穿的问题，有效的保护了氮化镓半导体器件，增强了氮化镓半导体器件的可靠性。附图说明图1为本专利技术实施例一提供的氮化镓半导体器件的制备方法的流程示意图；图2为实施例一的步骤101执行过程中氮化镓半导体器件的剖面示意图；图3为实施例一的步骤102执行过程中氮化镓半导体器件的剖面示意图；图4为实施例一的步骤103执行过程中氮化镓半导体器件的剖面示意图；图5为实施例一的步骤104执行过程中氮化镓半导体器件的剖面示意图；图6为实施例一的步骤106执行过程中氮化镓半导体器件的剖面示意图；图7为实施例一的步骤107执行过程中氮化镓半导体器件的剖面示意图；图8为实施例一的步骤108执行过程中氮化镓半导体器件的剖面示意图；图9为实施例一的步骤109执行过程中氮化镓半导体器件的剖面示意图；图10为实施例一的步骤1010执行过程中氮化镓半导体器件的剖面示意图；图11为本专利技术实施例二提供的氮化镓半导体器件的制备方法的流程示意图。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为本专利技术实施例一提供的氮化镓半导体器件的制备方法的流程示意图，为了对本实施例中的方法进行清楚系统的描述，如图1所示，方法包括：步骤101、在氮化镓外延基底的表面上沉积氧化铪，形成氧化铪层，其中，氮化镓外延基底包括由下而上依次设置的硅衬底层、氮化镓层和氮化铝镓层。在本实施例中，具体的，图2为实施例一的步骤101执行过程中氮化镓半导体器件的剖面示意图，图2所示，氮化镓外延基底用标号11表示，硅衬底层用标号12表示，氮化镓层用标号13表示，氮化铝镓层用标号14表示，氧化铪层用标号15表示。氮化镓是第三代宽禁带本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氮化镓半导体器件的制备方法，其特征在于，包括：在氮化镓外延基底的表面上沉积氧化铪，形成氧化铪层，其中，所述氮化镓外延基底包括由下而上依次设置的硅衬底层、氮化镓层和氮化铝镓层；对所述氧化铪层进行干法刻蚀，形成相对设置的源极接触孔和漏极接触孔；在源极接触孔和漏极接触孔内、以及所述氧化铪层的表面上，沉积第一金属层；对所述第一金属层进行光刻和刻蚀，形成欧姆接触电极窗口；对整个器件进行高温退火处理，以通过相互接触的刻蚀后的第一金属层与所述氮化铝镓层进行反应之后形成合金，以降低刻蚀后的第一金属层与所述氮化铝镓层的接触电阻；通过所述欧姆接触电极窗口，对所述氧化铪层和所述氮化铝镓层进行干法刻蚀，形成栅极接触孔，其中，所述栅极接触孔的底部与所述氮化铝镓层的底部具有预设距离；在所述栅极接触孔和所述栅极接触孔的外边缘沉积第二金属层；在整个器件的表面沉积一层二氧化硅层；对所述源极接触孔上方的二氧化硅层进行干法刻蚀之后，形成开孔；在所述开孔内、以及从所述源极接触孔延伸至所述栅极接触孔上方的二氧化硅层上沉积场板金属，形成场板金属层。

【技术特征摘要】
1.一种氮化镓半导体器件的制备方法，其特征在于，包括：在氮化镓外延基底的表面上沉积氧化铪，形成氧化铪层，其中，所述氮化镓外延基底包括由下而上依次设置的硅衬底层、氮化镓层和氮化铝镓层；对所述氧化铪层进行干法刻蚀，形成相对设置的源极接触孔和漏极接触孔；在源极接触孔和漏极接触孔内、以及所述氧化铪层的表面上，沉积第一金属层；对所述第一金属层进行光刻和刻蚀，形成欧姆接触电极窗口；对整个器件进行高温退火处理，以通过相互接触的刻蚀后的第一金属层与所述氮化铝镓层进行反应之后形成合金，以降低刻蚀后的第一金属层与所述氮化铝镓层的接触电阻；通过所述欧姆接触电极窗口，对所述氧化铪层和所述氮化铝镓层进行干法刻蚀，形成栅极接触孔，其中，所述栅极接触孔的底部与所述氮化铝镓层的底部具有预设距离；在所述栅极接触孔和所述栅极接触孔的外边缘沉积第二金属层；在整个器件的表面沉积一层二氧化硅层；对所述源极接触孔上方的二氧化硅层进行干法刻蚀之后，形成开孔；在所述开孔内、以及从所述源极接触孔延伸至所述栅极接触孔上方的二氧化硅层上沉积场板金属，形成场板金属层。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化铪层的厚度为2000埃。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述对所述氧化铪层进行干法刻蚀，形成相对设置的源极接触孔和漏极接触孔之后，还包括：依次采用稀释后的氢氟酸溶液、过氧化氢与氢氧化氨的混合溶液、过氧化氢与氯化氢的混合溶液，对整个器件的表面进行表面处理，以去除整个器件的表面上的杂质物。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在源极接触孔和漏极...

【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