【技术实现步骤摘要】
基于无金工艺的硅基氮化镓高功率射频器件及其制备方法
[0001]本专利技术属于微电子
，具体涉及一种基于无金工艺的硅基氮化镓高功率射频器件及其制备方法，该硅基氮化镓高功率射频器件可用于5G基站系统、卫星导航、雷达系统中。
技术介绍
[0002]由于禁带宽度大、击穿场强高，且能通过与AlGaN形成异质结获取高浓度的二维电子气沟道，GaN具有超过Si和SiC极限的高击穿电压和低导通电阻，因此AlGaN/GaN HEMT(High Electron Mobility Transistor，高电子迁移率晶体管)在功率开关应用中极具优势。由于蓝宝石的导热性差、SiC的成本较高，基于蓝宝石和SiC衬底的大功率AlGaN/GaN HEMT在功率应用方面受到限制，势必需要在低成本和能满足批量生产的成熟CMOS产线中生产Si基GaN HEMT。一方面，目前GaN基HEMT普遍采用含金工艺，Au扩散到Si中会形成少数载流子复合中心，因此常规GaN工艺无法与CMOS工艺兼容。另一方面，常规的GaN欧姆电极通常需要在高于800℃的温度下退火以...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于无金工艺的硅基氮化镓高功率射频器件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：获取外延基片并进行清洗，所述外延基片自下而上依次包括衬底、成核层、缓冲层和势垒层；在所述外延基片有源区边缘刻蚀台面至缓冲层，形成有源区域隔离；在所述势垒层上刻蚀图形化阵列凹槽并在所述图形化阵列凹槽中沉积合金欧姆金属形成欧姆预沉积层；在所述势垒层上形成源电极和漏电极，所述源电极和所述漏电极位于所述欧姆预沉积层上方；在所述势垒层、所述源电极和所述漏电极上形成钝化层；在所述源电极与所述漏电极之间的势垒层上形成梯形形状的栅电极；在所述衬底的背面制作背通孔，并在所述背通孔中形成金属互联层和钝化层。2.根据权利要求1所述的基于无金工艺的硅基氮化镓高功率射频器件的制备方法，其特征在于，所述衬底为Si衬底，所述成核层为AlN成核层，所述缓冲层为GaN缓冲层，所述势垒层为AlGaN势垒层。3.根据权利要求2所述的基于无金工艺的硅基氮化镓高功率射频器件的制备方法，其特征在于，在所述势垒层上刻蚀图形化阵列凹槽并在所述图形化阵列凹槽中沉积合金欧姆金属形成欧姆预沉积层，包括：在所述AlGaN势垒层刻蚀出图形化阵列凹槽，其中，所述图形化阵列凹槽为在所述AlGaN势垒层上平行排列的两列凹槽，所述图形化阵列凹槽的底面形状为正方形、圆形或菱形；将完成图形化阵列凹槽刻蚀的样片采用等离子去胶机去除未显影干净的光刻胶薄层；在所述图形化阵列凹槽内部溅射合金金属，形成欧姆预沉积层，其中，所述合金欧姆金属为Si
x
Ta
y
Al
z
合金。4.根据权利要求3所述的基于无金工艺的硅基氮化镓高功率射频器件的制备方法，其特征在于，在所述势垒层上形成源电极和漏电极，所述源电极和所述漏电极位于所述欧姆预沉积层上方，包括：在所述AlGaN势垒层上涂抹光刻胶并光刻出源电极图形区域和漏电极图形区域，其中，所述源电极图形区域和所述漏电极图形区域分别位于对应的图形化阵列凹槽上方；在所述源电极图形区域内、所述漏电极图形区域内以及所述欧姆预沉积层上方沉积合金欧姆金属并进行退火以形成欧姆接触。5.根据权利要求4所述的基于无金工艺的硅基氮化镓高功率射频器件的制备方法，其特征在于，在所述源电极图形区域内、所述漏电极图形区域内以及所述欧姆预沉积层上方沉积合金欧姆金属并进行退火以形成欧姆接触，包括：去除所述源电极图形区域和所述漏电极图形区域未显影干净的光刻胶薄层：在所述源电极图形区域和所述漏电极图形区域内的势垒层上表面依次溅射Ta接触层、Al催化层、Ta阻挡层以及TaN帽层；将溅射完成的样片在氮气气氛中700℃退火60s，以使所述源电极、所述漏电极和所述图形化阵列凹槽内的金属下沉至所述GaN缓冲层，形...
【专利技术属性】
技术研发人员：马晓华，芦浩，侯斌，杨凌，司泽艳，杜佳乐，郝跃，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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