晶体管器件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种晶体管器件及其制备方法，晶体管器件包括：衬底；半导体层，设置在衬底上；源漏电极，设置于半导体层上；栅极，设置于半导体层上并位于源漏电极之间；以及钝化层，覆盖栅极和半导体层，钝化层与栅极之间具有空气间隔，以形成空气钝化桥结构。栅极上方的空气桥不影响栅漏电极之间钝化介质与半导体层的接触，确保抑制虚栅效应，同时栅极上方空气介质具有低的介电常数，能够降低寄生电容，这样在保证器件功率特性的同时能够提高器件的频率特性。件的频率特性。件的频率特性。

【技术实现步骤摘要】
晶体管器件及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体器件领域，尤其涉及一种晶体管器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]HEMT(High Electron Mobility Transistor，高电子迁移率晶体管)已经成为微波功率器件领域的热点，为了有效抑制电流崩塌效应，常规HEMT器件均采用一定厚度的钝化材料抑制虚栅效应，提高器件的功率特性。为了有效钝化，常规钝化材料需要选取介电常数较大的介质材料，例如SiN材料介电常数为6，氧化铝的为7.8。但是钝化层引入后带来了新的频率降低问题，钝化层增加了器件的寄生电容，介电常数越大寄生电容越大，导致器件频率特性恶化。

技术实现思路

[0003]针对以上问题，本专利技术提供了一种晶体管器件及其制备方法，能够在保证钝化效果的同时降低晶体管器件引入的寄生电容，提高器件的功率特性。
[0004]为达上述目的，本专利技术提供了一种晶体管器件，包括：
[0005]衬底；
[0006]半导体层，设置在衬底上；
[0007]源漏电极，设置于半导体层的两侧；
[0008]栅极，设置于半导体层上并位于源漏电极之间；以及
[0009]钝化层，覆盖栅极和半导体层，钝化层与栅极之间具有空气间隔，以形成空气钝化桥结构。
[0010]根据本专利技术的实施例，空气钝化桥结构包括位于栅极上方的空气间隔和位于栅极外围的空气间隔。
[0011]根据本专利技术的实施例，半导体层包括第一半导体层和第二半导体层。
[0012]根据本专利技术的实施例，第二半导体层的材料的带隙宽度大于第一半导体层的材料的带隙宽度。
[0013]根据本专利技术的实施例，第二半导体层包括凹槽，栅极的底部位于所述凹槽内。
[0014]根据本专利技术的实施例，栅极包括：T型栅、Y型栅、Γ型栅。
[0015]本专利技术还提供了一种如上述的晶体管器件的制备方法，包括：
[0016]形成衬底；
[0017]在衬底上形成半导体层；
[0018]在半导体层的两侧形成源漏电极，在源漏电极之间形成栅极；
[0019]形成包围栅极的金属层；
[0020]沉积钝化层覆盖金属层和半导体层；
[0021]腐蚀金属层，形成空气钝化桥结构。
[0022]根据本专利技术的实施例，形成包围栅极的金属层包括：
[0023]涂覆第一光刻胶层；
[0024]曝光第一光刻胶层，暴露出栅极；
[0025]蒸镀金属层，金属层覆盖栅极和第一光刻胶层；
[0026]将第一光刻胶层剥离，使得覆盖在第一光刻胶层上方的金属层被一并剥离，并保留包围栅极的金属层。
[0027]根据本专利技术的实施例，腐蚀金属层包括：
[0028]涂覆第二光刻胶层；
[0029]曝光第二光刻胶层，暴露出部分钝化层；
[0030]对暴露出的钝化层进行刻蚀，暴露出部分金属层；
[0031]将晶圆放置于显影液中，对金属层进行腐蚀，去除第二光刻胶层，以在钝化层与栅极之间形成空气间隔。
[0032]根据本专利技术的实施例，半导体层包括：第一半导体层和第二半导体层。
[0033]根据本专利技术的实施例，在源漏电极之间形成栅极包括：
[0034]在第二半导体层上方的源漏电极之间开设凹槽，在凹槽内形成栅极。
[0035]根据本专利技术的实施例，金属层的材料包括铝。
[0036]根据本专利技术的实施例，空气是一种介电常数为1的材料，通过将空气作为钝化桥介质，栅极上方的空气桥不影响栅漏电极之间钝化介质与半导体层的接触，确保抑制虚栅效应，同时栅极上方空气介质具有低的介电常数，能够降低寄生电容，这样在保证器件功率特性的同时能够提高器件的频率特性。
附图说明
[0037]图1示意性示出了根据本专利技术实施例的晶体管器件的平面示意图；
[0038]图2a示意性示出了现有技术中晶体管器件中的钝化结构；
[0039]图2b示意性示出了根据本专利技术实施例的晶体管器件中的钝化桥结构；
[0040]图3示意性示出了根据本专利技术实施例的晶体管器件和现有技术中的晶体管器件分别在不同栅极电压下的寄生电容；
[0041]图4示意性示出了根据本专利技术实施例的晶体管器件的制备方法的流程图；
[0042]图5示意性示出了根据本专利技术实施例的晶体管器件的制备方法中步骤S41的示意图；
[0043]图6示意性示出了根据本专利技术实施例的晶体管器件的制备方法中步骤S42的示意图；
[0044]图7示意性示出了根据本专利技术实施例的晶体管器件的制备方法中步骤S43的示意图；
[0045]图8示意性示出了根据本专利技术实施例的晶体管器件的制备方法中步骤S44的示意图；
[0046]图9示意性示出了根据本专利技术实施例的晶体管器件的制备方法中步骤S50的示意图；
[0047]图10示意性示出了根据本专利技术实施例的晶体管器件的制备方法中步骤S61的示意图；
[0048]图11示意性示出了根据本专利技术实施例的晶体管器件的制备方法中步骤S62的示意图；
[0049]图12示意性示出了根据本专利技术实施例的晶体管器件的制备方法中步骤S63的示意图；
[0050]图13示意性示出了根据本专利技术实施例的晶体管器件的制备方法中步骤S64的示意图。
[0051]【附图标记】
[0052]1‑
衬底；
[0053]2‑
半导体层；21
‑
第一半导体层；22
‑
第二半导体层；221
‑
凹槽；23
‑
成核层；24
‑
插入层；25
‑
帽层；
[0054]3‑
源漏电极；31
‑
源极；32
‑
漏极；
[0055]4‑
栅极；41
‑
柱形部；42
‑
加宽部；
[0056]5‑
钝化层；
[0057]10
‑
第一光刻胶层；11
‑
金属层；12
‑
第二光刻胶层。
具体实施方式
[0058]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。
[0059]本专利技术提供了一种晶体管器件，包括：衬底；半导体层，设置在衬底上；源漏电极，设置于半导体层上；栅极，设置于半导体层上并位于源漏电极之间；以及钝化层，覆盖栅极和半导体层，钝化层与栅极之间具有空气间隔，以形成空气钝化桥结构。
[0060]根据本专利技术提供的一种晶体管器件，空气是一种介电常数为1的材料，通过将空气作为钝化桥介质，栅极上方的空气桥不影响栅漏电极之间钝化介质与半导体层的接触，确保抑制虚栅效应，同时栅极上方空气介质具有低的介电常数，能够降低寄生电容，这样在保证器件功率特性的同时能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶体管器件，包括：衬底；半导体层，设置在所述衬底上；源漏电极，设置于所述半导体层上；栅极，设置于所述半导体层上并位于所述源漏电极之间；以及钝化层，覆盖所述栅极和所述半导体层，所述钝化层与所述栅极之间具有空气间隔，以形成空气钝化桥结构。2.根据权利要求1所述的晶体管器件，其中，所述空气钝化桥结构包括位于所述栅极上方的空气间隔和位于所述栅极外围的空气间隔。3.根据权利要求1所述的晶体管器件，其中，所述半导体层包括第一半导体层和第二半导体层。4.根据权利要求3所述的晶体管器件，其中，所述第二半导体层的材料的带隙宽度大于所述第一半导体层的材料的带隙宽度。5.根据权利要求3所述的晶体管器件，其中，所述第二半导体层包括凹槽，所述栅极的底部位于所述凹槽内。6.根据权利要求1所述的晶体管器件，其中，所述栅极包括：T型栅、Y型栅、Γ型栅。7.一种如权利要求1
‑
6任一项所述的晶体管器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张昇，魏珂，刘新宇，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：