晶体管及其制备方法技术

本公开提供了一种晶体管及其制备方法，属于半导体器件领域

【技术实现步骤摘要】
晶体管及其制备方法


[0001]本公开涉及半导体器件领域，特别涉及一种晶体管及其制备方法
。

技术介绍

[0002]高电子迁移率晶体管
(High Electron Mobility Transistor
，
HEMT)
是一种异质结场效应晶体管，广泛应用于各种电器之中
。
[0003]相关技术给出了一种晶体管的制作方法，该方法包括，在衬底上制作半导体层
、
栅极介质层
、
栅极金属层，对栅极金属层进行干法蚀刻以形成栅极，对栅极介质层进行蚀刻形成贯穿栅极介质层与半导体层相接的源极凹槽
、
漏极凹槽，在所述源极凹槽
、
漏极凹槽中制作源极和漏极
。
[0004]相关技术提供的晶体管制备方法中，干法蚀刻制作栅极时会导致栅极介质层出现刻蚀损伤，从而影响到栅极介质层的界面态，使得栅极介质层的界面态呈现正电性或负电性，正电性的界面态对位于沟道层与势垒层之间的二维电子气具有吸引作用，会使得二维电子气往栅极介质层移动，负电性的界面态对二维电子气产生排斥作用
。
无论是正电性的界面态或是负电性的界面态均会降低二维电子气的浓度，器件出现电流崩塌效应，导致漏电压变大以及器件导通电阻变大
。

技术实现思路

[0005]本公开实施例提供了一种晶体管及其制备方法，可以解决由于干法蚀刻制作栅极造成栅极介质层出现刻蚀损伤，导致漏电变大以及器件电阻变大的问题
。/>所述技术方案如下：
[0006]一方面，提供了一种晶体管的制作方法，所述方法包括：
[0007]在半导体层表面制作栅极介质层；
[0008]在所述栅极介质层表面制作栅极金属层；
[0009]在所述栅极金属层表面制作图形化的第一牺牲氧化层，所述图形化的第一牺牲氧化层覆盖所述栅极金属层的栅极区域；
[0010]对所述栅极金属层进行湿法蚀刻，去除所述栅极金属层中所述牺牲氧化层未覆盖区域，保留所述栅极区域处以形成栅极；
[0011]制作覆盖所述栅极的栅金属保护层；
[0012]对所述栅金属保护层与栅极介质层进行图形化，以形成贯穿所述栅金属保护层和所述栅极介质层并与所述半导体层相接的源极凹槽和漏极凹槽；
[0013]分别在所述源极凹槽和所述漏极凹槽中制作源极和漏极
。
[0014]可选地，所述分别在所述源极凹槽和所述漏极凹槽中制作源极和漏极，包括：
[0015]制作源漏极金属层，所述源漏极金属层覆盖所述源极凹槽
、
所述漏极凹槽
、
所述栅金属保护层表面以及所述第一牺牲氧化层表面；
[0016]在所述源漏极金属层表面制作图形化的第二牺牲氧化层，所述图形化的第二牺牲
氧化层覆盖所述源漏极金属层的源极区域与漏极区域；
[0017]对所述源漏极金属层进行湿法蚀刻，去除所述源漏极金属层中所述第二牺牲氧化层未覆盖区域，保留所述源极区域以及漏极区域处以形成所述源极与所述漏极
。
[0018]可选地，所述对所述栅金属保护层和所述栅极介质层进行图形化形成贯穿所述栅金属保护层和所述栅极介质层并与所述半导体层相接的源极凹槽和漏极凹槽，包括：
[0019]通过高位稀氢氟酸
DHF
腐蚀或缓冲氧化物刻蚀剂
BOE
腐蚀所述栅金属保护层和所述栅极介质层，形成所述源极凹槽和所述漏极凹槽
。
[0020]可选地，所述对所述栅极金属层进行湿法蚀刻，包括：
[0021]在所述栅极金属层为
TiN
层时，使用硫酸与双氧水的混合物或氨水与双氧水的混合物刻蚀所述栅极金属层
。
[0022]可选地，所述对所述栅极金属层进行湿法蚀刻，包括：
[0023]在所述栅极金属层为
Al
层时，使用盐酸刻蚀所述栅极金属层
。
[0024]可选地，所述第一牺牲氧化层与所述第二牺牲氧化层均由
SiO2、SiN
中的一种或多种形成
。
[0025]可选地，所述第一牺牲氧化层和所述第二牺牲氧化层的厚度为所述栅极金属层和位于所述源极凹槽与所述漏极凹槽之外的所述源漏极金属层厚度的
1/3
至
1/2。
[0026]可选地，所述栅极介质层的厚度为
20
～
30nm。
[0027]可选地，所述半导体层包括依次层叠在所述衬底表面的缓冲层
、
沟道层以及势垒层
。
[0028]另一方面，提供了一种晶体管，所述晶体管由如上任意一项所述的方法形成
。
[0029]本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0030]本公开在制作栅极时，通过在栅极金属层表面制作图形化第一牺牲氧化层，使用图形化的第一牺牲氧化层保护栅极区域，其中，栅极区域是指形成栅极的栅极金属层中的区域
。
随后，通过湿法蚀刻对栅极金属层进行图形化处理，蚀刻掉栅极区域之外的栅极金属层，从而形成栅极
。
使用湿法蚀刻替代干法蚀刻对栅极金属层进行蚀刻，可以避免采用干法蚀刻对栅极金属层进行蚀刻时，对位于栅极金属层之下的栅极介质层造成刻蚀损伤，避免使得栅极介质层界面态呈现正电性或负电性，从而避免栅极介质层界面态呈现电性之后降低二维电子气的浓度，即可避免由于二维电子气浓度降低导致器件出现电流崩塌效应，从而提升器件性能
。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本公开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公开的一些实施例，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他的附图
。
[0032]图1是本公开实施例提供的一种晶体管的制备方法流程图；
[0033]图2是本公开实施例提供的另一种晶体管的制备方法流程图；
[0034]图3是本公开实施例提供的一种晶体管制作过程中的结构示意图；
[0035]图4是本公开实施例提供的一种晶体管制作过程中的结构示意图；
[0036]图5是本公开实施例提供的一种晶体管制作过程中的结构示意图；
[0037]图6是本公开实施例提供的一种晶体管制作过程中的结构示意图；
[0038]图7是本公开实施例提供的一种晶体管制作过程中的结构示意图；
[0039]图8是本公开实施例提供的一种晶体管制作过程中的结构示意图；
[0040]图9是本公开实施例提供的一种晶体管制作过程中的结构示意图；
[0041]图
10
是本公开实施例提供的一种晶体管制作过程中的结构示意图；
[0042]图
11
是本公开实施例提供的一种晶体管制作过程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种晶体管的制作方法，其特征在于，所述方法包括：在半导体层表面制作栅极介质层；在所述栅极介质层表面制作栅极金属层；在所述栅极金属层表面制作图形化的第一牺牲氧化层，所述图形化的第一牺牲氧化层覆盖所述栅极金属层的栅极区域；对所述栅极金属层进行湿法蚀刻，去除所述栅极金属层中所述牺牲氧化层未覆盖区域，保留所述栅极区域处以形成栅极；制作覆盖所述栅极的栅金属保护层；对所述栅金属保护层与所述栅极介质层进行图形化，以形成贯穿所述栅金属保护层和所述栅极介质层并与所述半导体层相接的源极凹槽和漏极凹槽；分别在所述源极凹槽和所述漏极凹槽中制作源极和漏极
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别在所述源极凹槽和所述漏极凹槽中制作源极和漏极，包括：制作源漏极金属层，所述源漏极金属层覆盖所述源极凹槽
、
所述漏极凹槽以及所述栅金属保护层表面；在所述源漏极金属层表面制作图形化的第二牺牲氧化层，所述图形化的第二牺牲氧化层覆盖所述源漏极金属层的源极区域与漏极区域；对所述源漏极金属层进行湿法蚀刻，去除所述源漏极金属层中所述第二牺牲氧化层未覆盖区域，保留所述源极区域以及漏极区域处以形成所述源极与所述漏极
。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述栅金属保护层进行图形化形成贯穿所述栅金属保护层和所述栅极介质层并与所述半导体层相接的源极凹槽和漏极凹槽，包括：通过高位稀氢氟酸
DHF
腐蚀或缓冲氧化物刻蚀剂
BOE
腐蚀所述栅金属保护层和...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志浩，
申请(专利权)人：华灿光电浙江有限公司，
类型：发明
国别省市：