氧化镓场效应晶体管的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氧化镓场效应晶体管的制备方法，涉及半导体技术领域。该方法包括以下步骤：去除氧化镓外延片无源区域对应的氧化镓沟道层和重掺杂氧化镓层；所述氧化镓外延片从下至上依次为衬底层、氧化镓缓冲层、掺杂氧化镓沟道层和重掺杂氧化镓层；去除所述氧化镓外延片的栅区对应的重掺杂氧化镓层；分别在源区和漏区的上表面覆盖第一金属层，分别形成源极和漏极；所述源区和所述漏区分别位于所述栅区的两侧；在所述栅区的上表面覆盖第二金属层形成栅极。本发明专利技术能够避免降低氧化镓场效应晶体管的击穿电压。

【技术实现步骤摘要】
氧化镓场效应晶体管的制备方法
本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种氧化镓场效应晶体管的制备方法。
技术介绍
氧化镓（Ga2O3）是金属镓的氧化物，Ga2O3场效应晶体管（FieldEeffectTransistor，FET）具有化学性质稳定、高耐压、低损耗、低漏电、耐高温、抗辐照、可靠性高以及低成本的优势，在供电系统、电力汽车、混合动力汽车、工厂大型设备、光伏发电系统、空调、服务器、个人电脑等设备中有广泛应用。在Ga2O3FET制备过程中，为了使源漏极形成低的欧姆接触，通常需要采用离子注入的方法形成重掺杂，但是离子注入法会对Ga2O3造成损伤，进而降低器件的击穿电压。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种氧化镓场效应晶体管的制备方法，以解决现有技术中采用离子注入的方法形成重掺杂时，降低器件击穿电压的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种氧化镓场效应晶体管的制备方法，包括以下步骤：去除氧化镓外延片无源区域对应的氧化镓沟道层和重掺杂氧化镓层；所述氧化镓外延片从下至上依次为衬底层、氧化镓缓冲层、掺杂氧化镓沟道层和重掺杂氧化镓层；去除所述氧化镓外延片的栅区对应的重掺杂氧化镓层；分别在源区和漏区的上表面覆盖第一金属层，分别形成源极和漏极；所述源区和所述漏区分别位于所述栅区的两侧；在所述栅区的上表面覆盖第二金属层形成栅极。可选的，所述方法还包括：在所述氧化镓场效应晶体管的上表面覆盖钝化保护层，并去除所述栅极加电位置的钝化保护层、源极加电位置的钝化保护层和漏极的加电位置的钝化保护层。可选的，所述去除氧化镓外延片无源区域的氧化镓沟道层和重掺杂氧化镓层之前，所述方法还包括：制作氧化镓外延片；所述制作氧化镓外延片具体包括：在衬底上依次生长氧化镓缓冲层、氧化镓沟道层和重掺杂氧化镓层。可选的，所述场效应晶体管为金属氧化物半导体场效应晶体管；所述在所述栅区的上表面覆盖第二金属层形成栅极，具体包括：在所述栅区的上表面覆盖介质层；在所述介质层的上表面覆盖第二金属层形成栅极。可选的，所述在所述栅区的上表面覆盖介质层，具体包括：在所述氧化镓外延片的上表面生长介质层；通过光刻工艺和刻蚀工艺去除所述源区对应的介质层和所述漏区对应的介质层。可选的，所述掺杂氧化镓沟道层为N型掺杂，掺杂浓度不大于7×1017cm-3；所述重掺杂氧化镓层为N型掺杂，掺杂浓度大于7×1017cm-3。可选的，所述去除氧化镓外延片无源区域对应的氧化镓沟道层和重掺杂氧化镓层，具体包括：通过光刻工艺在所述氧化镓外延片有源区域的上表面覆盖光刻胶；通过刻蚀工艺刻蚀所述无源区域对应的掺杂氧化镓沟道层和所述重掺杂氧化镓层，直至露出所述氧化镓缓冲层；去除所述光刻胶。可选的，所述去除所述氧化镓外延片的栅区对应的重掺杂氧化镓层，具体包括：通过光刻工艺分别在所述氧化镓外延片的源区和漏区的上表面覆盖光刻胶；通过刻蚀工艺刻蚀栅区对应的重掺杂氧化镓层，直至露出所述掺杂氧化镓沟道层；去除所述光刻胶。可选的，所述分别在源区和漏区的上表面覆盖第一金属层，分别形成源极和漏极，具体包括：通过光刻工艺在所述源区和所述漏区之外的区域覆盖光刻胶；通过电子束蒸发工艺在所述源区和所述漏区的上表面覆盖第一金属层；通过退火工艺分别使所述源区和所述漏区与所述第一金属层形成欧姆接触；去除所述光刻胶。可选的，其特征在于，所述第一金属层为Ti/Au合金或Ti/Al/Ni/Au合金；所述第二金属层为Ni/Au合金或Pt/Au合金。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术实施例在制备氧化镓场效应晶体管时，通过采用掺杂氧化镓沟道层和重掺杂氧化镓层两层掺杂浓度不同的氧化镓外延结构，避免使用离子注入法形成重掺杂，从而避免降低氧化镓场效应晶体管的击穿电压。附图说明图1是本专利技术实施例提供的氧化镓场效应晶体管的制备方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的氧化镓场效应晶体管制备方法的剖面结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下对照附图并结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在本专利技术实施例中，氧化镓外延片分为有源区域和无源区域，所述有源区域是指台面区域，即有源器件的制备区域，有源区域以外的部分为无源区域。其中，有源区域又分为源区、栅区和漏区，源区和漏区分别位于栅区的两侧。请参考图1和图2，图1是本专利技术实施例提供的氧化镓场效应晶体管的制备方法的流程示意图，图2是本专利技术实施例提供的氧化镓场效应晶体管制备方法的剖面结构示意图。该方法包括以下步骤：步骤S101，去除氧化镓外延片无源区域对应的氧化镓沟道层和重掺杂氧化镓层；所述氧化镓外延片从下至上依次为衬底层、氧化镓缓冲层、掺杂氧化镓沟道层和重掺杂氧化镓层。可选的，在步骤S101之前，该方法还包括：制作氧化镓外延片；所述制作氧化镓外延片具体包括：在衬底201上依次生长氧化镓缓冲层202、氧化镓沟道层203和重掺杂氧化镓层204。可选的，所述掺杂氧化镓沟道层203为N型掺杂，掺杂浓度不大于7×1017cm-3；所述重掺杂氧化镓层204为N型掺杂，掺杂浓度大于7×1017cm-3。在本专利技术实施例中，如图2（1）所示，氧化镓外延片从下至上依次为：衬底层201、氧化镓缓冲层202、掺杂氧化镓沟道层203和重掺杂氧化镓层204。衬底层201包括但不限于Ga2O3衬底、蓝宝石衬底、硅衬底、SiC衬底、MgO衬底、GaAs衬底和InP衬底。氧化镓缓冲层202通过金属有机化学气相沉积（Metal-organicChemicalVaporDeposition，MOCVD）、氢化物气相外延（HydrideVaporEpitaxy，HVPE）或分子束外延（MolecularBeamEpitaxy，MBE）生长，在生长氧化镓缓冲层202的过程中不掺杂任何元素，以得到高绝缘性的缓冲层。氧化镓缓冲层202的厚度不大于0.2微米。掺杂氧化镓沟道层203通过MOCVD、HVPE或MBE生长，掺杂Si元素或Sn元素，掺杂浓度不大于7×1017cm-3，掺杂氧化镓沟道层203的厚度小于0.3微米。重掺杂氧化镓层204通过MOCVD、HVPE或MBE生长，掺杂Si元素或Sn元素，掺杂浓度大于7×1017cm-3，重掺杂氧化镓层204的厚度大于0.05微米小于5微米。可选的，步骤S101中去除氧化镓外延片无源区域对应的氧化镓沟道层和重掺杂氧化镓层，具体实现方式为：通过光刻工艺分别在所述氧化镓外延片的源区和漏区的上表面覆盖光刻胶；通过刻蚀工艺刻蚀所述栅区的重掺杂氧化镓层，直至露出所述掺杂氧化镓沟道层；去除所述光刻胶。在本专利技术实施例中，如图2（2）所示，采用光刻工艺通过光刻胶保护有源区域，即台面区域，避免在刻蚀的过程中被刻蚀掉，将无源区域，即非台面区域暴露出来，再通过干法刻蚀或者湿法刻蚀工艺刻蚀无源区域的氧化镓沟道层和重掺杂氧化镓层刻蚀掉，确保刻蚀终止面进入缓冲层，以保证有源区域和无源区域之间形成良好的隔离效果。步骤S102，去除所述氧化镓外延片的栅区对应的重掺杂氧化镓层。可选的，步骤S102的具体实现方式为：通过光刻工艺分别在所述氧化镓外延片的源区和漏区的上表面覆盖光刻胶；通过刻蚀工艺刻蚀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化镓场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：去除氧化镓外延片无源区域对应的氧化镓沟道层和重掺杂氧化镓层；所述氧化镓外延片从下至上依次为衬底层、氧化镓缓冲层、掺杂氧化镓沟道层和重掺杂氧化镓层；去除所述氧化镓外延片的栅区对应的重掺杂氧化镓层；分别在源区和漏区的上表面覆盖第一金属层，分别形成源极和漏极；所述源区和所述漏区分别位于所述栅区的两侧；在所述栅区的上表面覆盖第二金属层形成栅极。

【技术特征摘要】
1.一种氧化镓场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：去除氧化镓外延片无源区域对应的氧化镓沟道层和重掺杂氧化镓层；所述氧化镓外延片从下至上依次为衬底层、氧化镓缓冲层、掺杂氧化镓沟道层和重掺杂氧化镓层；去除所述氧化镓外延片的栅区对应的重掺杂氧化镓层；分别在源区和漏区的上表面覆盖第一金属层，分别形成源极和漏极；所述源区和所述漏区分别位于所述栅区的两侧；在所述栅区的上表面覆盖第二金属层形成栅极。2.如权利要求1所述的氧化镓场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述氧化镓场效应晶体管的上表面覆盖钝化保护层，并去除所述栅极加电位置的钝化保护层、源极加电位置的钝化保护层和漏极的加电位置的钝化保护层。3.如权利要求1所述的氧化镓场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述去除氧化镓外延片无源区域的氧化镓沟道层和重掺杂氧化镓层之前，所述方法还包括：制作氧化镓外延片；所述制作氧化镓外延片具体包括：在衬底上依次生长氧化镓缓冲层、氧化镓沟道层和重掺杂氧化镓层。4.如权利要求1所述的氧化镓场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述场效应晶体管为金属氧化物半导体场效应晶体管；所述在所述栅区的上表面覆盖第二金属层形成栅极，具体包括：在所述栅区的上表面覆盖介质层；在所述介质层的上表面覆盖第二金属层形成栅极。5.如权利要求4所述的氧化镓场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述在所述栅区的上表面覆盖介质层，具体包括：在所述氧化镓外延片的上表面生长介质层；通过光刻工艺和刻蚀工艺去除所述源区对应的介质层和所述漏区对...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕元杰，宋旭波，冯志红，谭鑫，王元刚，周幸叶，马春雷，邹学锋，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十三研究所，
类型：发明
国别省市：河北,13