栅极结构、晶体管器件及其制备方法技术

本申请公开了一种栅极结构、晶体管器件及其制备方法，晶体管器件包括衬底、外延层、栅极金属；外延层设置在衬底上；外延层包括沿远离衬底方向依次层叠设置的第一半导体层、第二半导体层及盖帽层，第一半导体层和第二半导体层之间形成有异质结结构；栅极金属设置在盖帽层上，栅极金属与盖帽层之间形成肖特基接触；栅极金属包括与盖帽层表面相交的两侧面；栅极金属的两侧面向盖帽层倾斜且沿远离衬底的方向相互靠拢，栅极金属在盖帽层上的正投影完全位于盖帽层内。通过上述设置，栅极金属的侧面形貌利于减少侧壁漏电的产生。貌利于减少侧壁漏电的产生。貌利于减少侧壁漏电的产生。

【技术实现步骤摘要】
栅极结构、晶体管器件及其制备方法


[0001]本申请涉及半导体集成电路
，具体涉及一种栅极结构、晶体管器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transistor，HEMT)是微波射频、光电子、电力电子等领域的常用器件。
[0003]目前有各种类型的HEMT，其中包括GaN基HEMT。GaN基HEMT器件由于其具有高击穿电压与高开启速度得到广泛关注，而P
‑
GaN HEMT器件是最为常见的常关型GaN基HEMT器件之一。P
‑
GaN HEMT器件的栅极结构(即HEMT Gate)通常包括TiN膜层、GaN Gate；其中，GaN Gate包括p
‑
GaN，TiN能够与P
‑
GaN形成肖特基接触，从而提高Gate的开启电压及降低泄漏电流。
[0004]为防止P
‑
GaN HEMT器件中TiN金属与P
‑
GaN侧壁直接接触产生较大的栅泄漏电路，即，为减小TiN金属与P
‑
GaN侧壁的漏电，通常会通过湿法腐蚀侧向腐蚀一定宽度的TiN，而TiN湿法腐蚀后的形貌会影响HEMT器件的开启电压及泄漏电流。

技术实现思路

[0005]本申请提供的栅极结构、晶体管器件及其制备方法，以减小侧壁漏电的产生。
[0006]为了解决上述技术问题，本申请提供的第一个技术方案为：提供一种晶体管器件，包括：衬底、设置在所述衬底上的外延层以及栅极金属。所述外延层包括：沿远离所述衬底方向依次层叠设置的第一半导体层、第二半导体层及盖帽层，所述第一半导体层和所述第二半导体层之间形成有异质结结构。所述栅极金属设置在所述盖帽层上，所述栅极金属与所述盖帽层之间形成肖特基接触。所述栅极金属包括与所述盖帽层表面相交的两侧面。所述栅极金属的两侧面向所述盖帽层倾斜且沿远离所述衬底的方向相互靠拢，所述栅极金属在所述盖帽层上的正投影完全位于所述盖帽层内。
[0007]为了解决上述技术问题，本申请提供的第二个技术方案为：提供一种栅极结构，应用于晶体管器件中，所述晶体管器件包括：衬底、所述衬底上的外延层，其中，所述外延层至少由能够形成有异质结结构的沿远离所述衬底方向叠置的第一半导体层和第二半导体层以及设置在所述第二半导体层上的盖帽层组成。所述栅极结构包括栅极金属，所述栅极金属设置在所述盖帽层上，所述栅极金属与所述盖帽层之间形成肖特基接触。所述栅极金属包括与所述盖帽层表面相交的两侧面；所述栅极金属的两侧面向所述盖帽层倾斜且沿远离所述衬底的方向相互靠拢，所述栅极金属在所述盖帽层上的正投影完全位于所述盖帽层内。
[0008]为了解决上述技术问题，本申请提供的第三个技术方案为：提供一种晶体管器件的制备方法，所述方法包括：
[0009]提供一器件结构，所述器件结构包括：衬底、设置在所述衬底上的外延层，所述外
延层包括：沿远离所述衬底方向依次层叠设置的第一半导体层、第二半导体层及预制盖帽层，所述第一半导体层和所述第二半导体层之间形成有异质结结构。
[0010]在所述器件结构上制备栅极金属，并使所述预制盖帽层形成盖帽层；所述栅极金属设置在所述盖帽层上，所述栅极金属与所述盖帽层之间形成肖特基接触；所述栅极金属包括与所述盖帽层表面相交的两侧面；所述栅极金属的两侧面向所述盖帽层倾斜且沿远离所述衬底的方向相互靠拢，所述栅极金属在所述盖帽层上的正投影完全位于所述盖帽层内。
[0011]本申请的有益效果：区别于现有技术，本申请公开了一种栅极结构、晶体管器件及其制备方法，晶体管器件包括衬底、外延层、栅极金属；外延层设置在衬底上；外延层包括沿远离衬底方向依次层叠设置的第一半导体层、第二半导体层及盖帽层，第一半导体层和第二半导体层之间形成有异质结结构；栅极金属设置在盖帽层上，栅极金属与盖帽层之间形成肖特基接触；栅极金属包括与盖帽层表面相交的两侧面；通过栅极金属的两侧面向盖帽层倾斜且沿远离衬底的方向相互靠拢，栅极金属在盖帽层上的正投影完全位于盖帽层内的设置，栅极金属的侧面形貌可有利于减少侧壁漏电的产生。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0013]图1是本申请实施例提供的晶体管结构的结构示意图；
[0014]图2是本申请实施例提供的晶体管器件的制备方法的流程示意图；
[0015]图3是图2所示的方法的步骤S01的结构示意图；
[0016]图4是图2所示的方法的步骤S02的流程示意图；
[0017]图5是图4所示的步骤S021的结构示意图；
[0018]图6是图4所示的步骤S022结构示意图；
[0019]图7是图4所示的步骤S023的结构示意图；
[0020]图8是图4所示的步骤S024结构示意图；
[0021]图9是图4所示的步骤S025结构示意图。
具体实施方式
[0022]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
[0023]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请。
[0024]本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第
三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果所述特定姿态发生改变时，则所述方向性指示也相应地随之改变。本申请实施例中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或组件。
[0025]在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现所述短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶体管器件，其特征在于，包括：衬底；设置在所述衬底上的外延层，所述外延层包括：沿远离所述衬底方向依次层叠设置的第一半导体层、第二半导体层及盖帽层，所述第一半导体层和所述第二半导体层之间形成有异质结结构；栅极金属，设置在所述盖帽层上，所述栅极金属与所述盖帽层之间形成肖特基接触；所述栅极金属包括与所述盖帽层表面相交的两侧面；所述栅极金属的两侧面向所述盖帽层倾斜且沿远离所述衬底的方向相互靠拢，所述栅极金属在所述盖帽层上的正投影完全位于所述盖帽层内。2.根据权利要求1所述的晶体管器件，其特征在于，所述栅极金属的侧面为平面。3.根据权利要求2所述的晶体管器件，其特征在于，所述栅极金属的侧面与所述栅极金属靠近所述盖帽层的表面之间形成的内夹角为70
°‑
75
°
。4.根据权利要求2所述的晶体管器件，其特征在于，所述盖帽层靠近所述栅极金属的表面未被所述栅极金属覆盖区域的横向单边距离为5.根据权利要求2所述的晶体管器件，其特征在于，所述盖帽层包括与所述第二半导体层相交的两侧面；所述盖帽层的两侧面向所述第二半导体层倾斜且沿远离所述衬底方向相互靠拢，所述盖帽层在所述第二半导体层上的正投影完全位于所述第二半导体层内。6.根据权利要求5所述的晶体管器件，其特征在于，所述盖帽层的侧面为平面；所述盖帽层的侧面与所述盖帽层靠近所述第二半导体层的表面之间形成的内夹角为70
°‑
75
°
。7.一种栅极结构，应用于晶体管器件中，所述晶体管器件包括：衬底、所述衬底上的外延层，其中，所述外延层至少由能够形成有异质结结构的沿远离所述衬底方向叠置的第一半导体层和第二半导体层以及设置在所述第二半导体层上的盖帽层组成，其特征在于，所述栅极结构包括栅极金属，所述栅极金属设置在所述盖帽层上，所述栅极金属与所述盖帽层之间形成肖特基接触；所述栅极金属包括与所述盖帽层表面相交的两侧面；所述栅极金属的两侧面向所述盖帽层倾斜且沿远离所述衬底的方向相互靠拢，所述栅极金属在所述盖帽层上的正投影完全位于所述盖帽层内。8.根据权利要求7所述的栅极结构，其特征在于，所述栅极金属的侧面为平面。9.根据权利要求8所述的栅极结构，其特征在于，所述栅极金属的侧面与所述栅极金属靠近所述盖帽层的表面之间形成的内夹角为70
°‑
75
°
。10.根据权利要求8所述的栅极结构，其特征在于，所述盖帽层靠近所述栅极金属的表面未被所述栅极金属覆盖区域的横向单边距离为11.一种晶体管器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括：提供一器件结构，所述器件结构包括：衬底、设置在所述衬底上的外延层，所述外延层包括：沿远离所述衬底方向依次层叠设置的第一半导体层、第二半导体层及预制盖帽层，所述第一半导体层和所述第二半导体层之间形成有异质结结构；在所述器件结构上制备栅极金属，并使所述预制盖帽层形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘昊，叶念慈，刘成，王立阁，廖楚剑，刘勇，周笑波，
申请(专利权)人：湖南三安半导体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：