HEMT器件及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种HEMT器件及其制备方法，包括：S101、选取外延基片；所述外延基片由下往上依次包括衬底、成核层、GaN缓冲层、AlN插入层、AlGaN势垒层和GaN帽层；S102、在所述GaN缓冲层上制作源电极和漏电极；S103、在所述源电极、所述漏电极和所述GaN帽层上依次生长SiN层和有机物层形成钝化层；S104、在所述有机物层和所述GaN帽层上生长栅介质层；S105、制备栅电极和金属互联层以完成所述HEMT器件的制备。本发明专利技术提供的HEMT器件及其制备方法在生长SiN层再生长一层BCB有机物层，使器件具有低的吸湿性和优异的应力行为和良好的金属黏附性，可以提高器件可靠性。

HEMT device and its preparation method

The present invention relates to a HEMT device and its preparation method, including: S101, selected epitaxial substrate; the epitaxial substrate includes substrate, nucleation layer, GaN buffer layer, AlN insertion layer, AlGaN barrier layer and GaN cap layer from bottom to top; S102, source electrode and drain electrode made on the GaN buffer layer; S103, source electrode made on the GaN buffer layer; SiN layer and organic layer are successively grown on the drain electrode and the GaN cap layer to form passivation layer; S104, gate dielectric layer is grown on the organic layer and the GaN cap layer; S105, preparation gate electrode and metal interconnection layer are prepared to complete the preparation of the HEMT device. The HEMT device provided by the invention and its preparation method regenerate a BCB organic layer in the growing SiN layer, so that the device has low hygroscopicity, excellent stress behavior and good metal adhesion, and can improve device reliability.

【技术实现步骤摘要】
HEMT器件及其制备方法
本专利技术属微电子
，特别涉及一种HEMT器件及其制备方法。
技术介绍
随着科技水平的提高，现有的第一、二代半导体材料已经无法满足更高频率、更高功率电子器件的需求，而基于氮化物半导体材料的电子器件则可满足这一要求，大大提高了器件性能。由于AlGaN/GaN异质结构中有高的二维电子气密度和高的电子迁移率，使其在大功率微波器件方面有非常好的应用前景。由于AlGaN/GaN第一代高电子迁移率晶体管(HighElectronMobilityTransistor,HEMT)表面有与氧结合的Al、Ga原子，导致减小极化产生的二维电子气浓度，所以AlGaN/GaN的钝化尤为重要。而从简化电路设计以及安全的角度考虑，具有较优钝化层的器件有更好的发展潜力。作为功率开关的应用，防水汽和氧化的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管器件也备受关注，研究表明，GaN基HEMT器件电流崩塌程度受空气湿度的影响，后来FengGao等人利用空气离化模型在此基础上进行深入分析，认为器件表面离子化的水分子对表面进行充电形成虚栅，对沟道二维电子气产生耗尽，从而造成电流崩塌。因而防水汽和防氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种HEMT器件的制备方法，其特征在于，包括：S101、选取外延基片；所述外延基片由下往上依次包括衬底、成核层、GaN缓冲层、AlN插入层、AlGaN势垒层和GaN帽层；S102、在所述GaN缓冲层上制作源电极和漏电极；S103、在所述源电极、所述漏电极和所述GaN帽层上依次生长SiN层和有机物层形成钝化层；S104、在所述有机物层和所述GaN帽层上生长栅介质层；S105、制备栅电极和金属互联层以完成所述HEMT器件的制备。

【技术特征摘要】
1.一种HEMT器件的制备方法，其特征在于，包括：S101、选取外延基片；所述外延基片由下往上依次包括衬底、成核层、GaN缓冲层、AlN插入层、AlGaN势垒层和GaN帽层；S102、在所述GaN缓冲层上制作源电极和漏电极；S103、在所述源电极、所述漏电极和所述GaN帽层上依次生长SiN层和有机物层形成钝化层；S104、在所述有机物层和所述GaN帽层上生长栅介质层；S105、制备栅电极和金属互联层以完成所述HEMT器件的制备。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S102包括：S1021、在所述GaN帽层上光刻源电极区域和漏电极区域；S1022、在所述源电极区域和所述漏电极区域上蒸发欧姆金属材料；S1023、快速热退火使所述欧姆金属材料下沉至所述GaN缓冲层形成欧姆接触；其中，退火气氛为N2，退火温度为830℃，退火时间为30s；S1024、在所述GaN帽层上光刻电隔离区域，利用ICP工艺依次刻蚀所述电隔离区域的所述GaN帽层、所述AlGaN势垒层、所述AlN插入层和所述GaN缓冲层，以形成台面隔离；其中，刻蚀深度为100nm。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S103包括：S1031、清洗整个半导体器件；S1032、利用PECVD工艺，在所述源电极、所述漏电极以及所述GaN帽层上，生长所述SiN层；S1033、在所述SiN层上，旋涂苯并环丁烯形成所述有机物层。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S104包括：S1041、在所述SiN层和所述有机物层上光刻栅槽区域，刻蚀所述栅槽区域内的所述SiN层和所述有机物层直到露出所述GaN帽层形成栅极凹槽；S1042、利用ALD工艺，在所述栅极凹槽内的GaN帽层和所述有机物层上制备所述栅介质层。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S105包括：S1051、在栅介质层上光刻...

【专利技术属性】
技术研发人员：马晓华，郝跃，陈丽香，祝杰杰，刘婕龙，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61