一种氮化镓器件及其制作方法技术

本申请公开了一种氮化镓器件及其制作方法，其中方法包括以下步骤：提供一器件半成品；器件半成品从下至上依次包括衬底

【技术实现步骤摘要】
一种氮化镓器件及其制作方法


[0001]本申请涉及半导体
，尤其是一种氮化镓器件及其制作方法
。

技术介绍

[0002]现有技术中，为了避免
MOSFET
发生雪崩击穿同时，也避免氮化镓
D
‑
MODE
器件的
G
极以及
S
极由于电压过高发生损坏，通常会在
cascode GaN
结构的氮化镓芯片的
G
极以及
S
极之间串联加入一个电阻
。
[0003]而在器件制备个过程中，电阻通常有2种方法引入，一种方法是通过封装时通过加入外部的贴片电阻或电阻芯片方式
。
在引线框架上通过软焊料（包括铅锡焊料
、
导电银浆等）依次通过装片机在铜框架装上敷铜陶瓷片
、
氮化镓
D
‑
MODE(
耗尽型
)HEMT
芯片
、
低压
MOSFET
芯片
、
成品电阻或电阻芯片，然后再通过焊线机连接上铜引线，实现需要的电气连接
。
另一种是通过在氮化镓
D
‑
MODE(
耗尽型
)HEMT
芯片上集成一个电阻，由于氮化镓
D
‑
MODE
器件集成了电阻
R
，所以在封装时就不需要再额外引入外部的贴片电阻或电阻芯片，减少了封装的复杂程度
。
但是由于电阻的阻值需求，需要将电阻做得又细又长，细长的电阻其精度难以维持以及存在明显阻值温漂问题
。
因此，相关技术中仍存在需要解决的技术问题
。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一
。
[0005]为此，本申请实施例的一个目的在于提供一种氮化镓器件制作方法
、
系统
、
装置与存储介质，该方法可以提高电阻的稳定性且减少封装复杂度
。
[0006]为了达到上述技术目的，本申请实施例所采取的技术方案包括：一种氮化镓器件制作方法，包括：提供一器件半成品；所述器件半成品从下至上依次包括衬底
、
缓冲层
、
氮化镓沟道层
、AlGaN
势垒层以及氮化硅层；对所述器件半成品进行光刻，形成待注入区以及有源区；对所述待注入区进行离子注入工艺并进行退火工艺，形成注入电阻；在所述注入电阻的侧壁或者顶壁形成电阻电极；以使所述电阻电极与所述注入电阻现实电气连接；部分去除所述有源区的所述
AlGaN
层以及所述氮化镓层，形成第一沟槽以及第二沟槽；所述第一沟槽的侧壁为所述注入电阻的一个侧壁，所述第一沟槽的底壁为所述沟道层；所述第二沟槽的底壁为所述沟道层；在所述第一沟槽上形成源极，以及在所述第二沟槽上形成漏极，以及在所述氮化镓层上形成栅极以及钝化层；其中，所述源极与所述电阻电极通过所述注入电阻连接；电气连接所述电阻电极与所述栅极，得到氮化镓器件
。
[0007]另外，根据本专利技术中上述实施例的一种氮化镓器件制作方法，还可以有以下附加的技术特征：进一步地，本申请实施例中，在所述氮化镓层上形成栅极以及钝化层这一步骤，具体包括：在所述电阻电极
、
所述源极
、
所述漏极
、
所述氮化镓层上设置钝化层；部分去除所述钝化层，形成第三沟槽并使所述电阻电极
、
所述源极
、
所述漏极完全外露；其中，所述第三沟槽设置于所述源极以及所述漏极之间，且所述沟槽中的底壁为所述氮化硅层；在所述第三
沟槽中形成栅极
。
[0008]进一步地，本申请实施例中，所述退火工艺的退火温度为
500℃
～
800℃。
[0009]进一步地，本申请实施例中，所述退火工艺的退火时间为
30
秒～
300
秒
。
[0010]进一步地，本申请实施例中，所述对所述器件半成品进行光刻，形成待注入区以及有源区这一步骤，具体包括：在所述氮化硅层上设置光刻胶；对所述光刻胶进行曝光，使所述氮化硅层部分外露；氮化硅层的外露部分为所述待注入区；所述氮化硅层的未外露部分为有源区
。
[0011]进一步地，本申请实施例中，所述离子注入工艺中离子注入的能量为
100
‑
400Kev。
[0012]进一步地，本申请实施例中，所述离子注入工艺中注入的剂量为
1e12
～
6e13。
[0013]进一步地，本申请实施例中，所述对所述待注入区进行离子注入工艺并进行退火工艺，形成注入电阻这一步骤，具体包括：对所述待注入区进行离子注入工艺，形成离子注入区；去除所述有源区的光刻胶，并进行退火工艺，所述离子注入区形成注入电阻
。
[0014]进一步地，本申请实施例中，所述离子注入工艺的注入离子为
H+ 、He+ 、B+ 、N+ 、O+ 、F+ 或者
P+
中的一种或者多种组合
。
[0015]此外，本申请还提供一种氮化镓器件，通过前面任一项所述的氮化镓器件制作方法得到
。
[0016]本申请的优点和有益效果将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到：本申请可以通过离子注入工艺在氮化镓层上直接形成一个满足氮化镓器件实际需求电阻，本申请可以采用离子注入的方式可以减少集成电阻随着温度而产生的漂移缺陷，提高电阻的稳定性，而且本申请可以直接在氮化镓器件的氮化镓层形成一个与源极接壤的电阻，不需要外部加入电阻，可以简化器件的制作工艺
。
附图说明
[0017]图1为现有技术中一种氮化镓
D
‑
MODE(
耗尽型
)HEMT
芯片的剖面示意图；图2为现有技术中一种氮化镓
D
‑
MODE(
耗尽型
)HEMT
器件的电路结构示意图；图3为现有技术中一种
Cascode GaN
器件的电路结构示意图；图4为现有技术中一种
Cascode GaN
器件封装的结构示意图；图5为现有技术中另一种
Cascode GaN
器件封装的结构示意图；图6为本专利技术中一种氮化镓器件制作方法的步骤示意图；图7为本专利技术中另一种氮化镓器件制作方法的步骤示意图图8为本专利技术中一种氮化镓
D
‑
MODE
芯片的结构示意图；图9为本专利技术中器件的集成注入电阻的阻值的分布图；图
10
为本专利技术中器件的注入电阻阻值随温度的变化图
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种氮化镓器件制作方法，其特征在于，包括：提供一器件半成品；所述器件半成品从下至上依次包括衬底
、
缓冲层
、
氮化镓沟道层
、AlGaN
势垒层以及氮化硅层；对所述器件半成品进行光刻，形成待注入区以及有源区；对所述待注入区进行离子注入工艺并进行退火工艺，形成注入电阻；在所述注入电阻的侧壁或者顶壁形成电阻电极，以使所述电阻电极与所述注入电阻现实电气连接；部分去除所述有源区的所述
AlGaN
层以及所述氮化镓层，形成第一沟槽以及第二沟槽；所述第一沟槽的侧壁为所述注入电阻的一个侧壁，所述第一沟槽的底壁为所述沟道层；所述第二沟槽的底壁为所述沟道层；在所述第一沟槽上形成源极，以及在所述第二沟槽上形成漏极，以及在所述氮化镓层上形成栅极以及钝化层；其中，所述源极与所述电阻电极通过所述注入电阻连接；电气连接所述电阻电极与所述栅极，得到氮化镓器件
。2.
根据权利要求1所述一种氮化镓器件制作方法，其特征在于，所述在所述氮化镓层上形成栅极以及钝化层这一步骤，具体包括：在所述电阻电极
、
所述源极
、
所述漏极
、
所述氮化镓层上设置钝化层；部分去除所述钝化层，形成第三沟槽并使所述电阻电极
、
所述源极
、
所述漏极完全外露；其中，所述第三沟槽设置于所述源极以及所述漏极之间，且所述沟槽中的底壁为所述氮化硅层；在所述第三沟槽中形成栅极
。3.
根据权利要求1所述一种氮化镓器件制作方法，其特征在于，所述退火工艺的退火温度为
500℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨彪，张爱忠，冒晶晶，
申请(专利权)人：深圳市至信微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：