本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)，尤其涉及一種氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法及氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

背景技術(shù)：

隨著高效完備的功率轉(zhuǎn)換電路和系統(tǒng)需求的日益增加，具有低功耗和高速特性的功率器件最近吸引了很多關(guān)注。gan是第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料，由于其具有大禁帶寬度(3.4ev)、高電子飽和速率(2e7cm/s)、高擊穿電場(chǎng)(1e10v/cm-3e10v/cm)，較高熱導(dǎo)率，耐腐蝕和抗輻射性能，在高壓、高頻、高溫、大功率和抗輻照環(huán)境條件下具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，被認(rèn)為是研究短波光電子器件和高壓高頻率大功率器件的最佳材料。因此，以氮化鎵以及鋁氮化鎵為基礎(chǔ)材料的氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(galliumnitridefield-effecttransistor)具有好的散熱性能、高的擊穿電場(chǎng)、高的飽和速度，氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管在大功率高頻能量轉(zhuǎn)換和高頻微波通訊等方面有著遠(yuǎn)大的應(yīng)用前景。

由于gan材料的帶隙較寬和非摻雜本征材料的使用使得具有低歐姆接觸電阻的氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管較難獲得.而對(duì)于大功率高頻器件,低的接觸電阻能夠產(chǎn)生較低的熱量并且能夠使器件的可靠性較高，所以歐姆接觸工藝屬于氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的關(guān)鍵工藝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法及氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管，以提供可靠性較高的氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

本發(fā)明第一個(gè)方面提供一種氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，包括：

在氮化鎵基底上形成鈍化層；

在所述鈍化層中形成歐姆接觸電極，所述歐姆接觸電極的底部接觸所述 氮化鎵基底，所述歐姆接觸電極包括自下而上依次形成的ti層、alsi層和mo層；

在所述鈍化層中和所述氮化鎵基底中形成柵極，所述柵極的底部位于所述氮化鎵基底中。

本發(fā)明另一個(gè)方面提供一種氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包括：

氮化鎵基底；

鈍化層，形成在所述氮化鎵基底上；

歐姆接觸電極，形成于所述鈍化層中，所述歐姆接觸電極的底部接觸所述氮化鎵基底，所述歐姆接觸電極包括自下而上依次形成的ti層、alsi層和mo層；

柵極，形成于所述鈍化層中，所述柵極的底部位于所述氮化鎵基底中。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法及氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管，采用包括ti層、alsi層和mo層的歐姆接觸電極，由于alsi作為歐姆接觸電極中的一部分，其能夠得到較低的歐姆接觸電阻，例如比現(xiàn)有技術(shù)中的al更容易得到較低的歐姆接觸電阻，而mo作為勢(shì)壘金屬，其硬度使得歐姆接觸電極在經(jīng)過(guò)退火工藝之后幾乎不會(huì)產(chǎn)生變形，因此可使氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的表面有更好的形貌，進(jìn)而能夠提高歐姆接觸電阻的可靠性，改善氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的整體性能。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法的制作方法；

圖2a至圖2g為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法的制作方法中各個(gè)步驟的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例的氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例一

本實(shí)施例提供一種氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，用于制作氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

如圖1所示，為根據(jù)本實(shí)施例的氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法的流程示意圖。該氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法包括：

步驟101，在氮化鎵基底上形成鈍化層。

該氮化鎵基底可以是現(xiàn)有技術(shù)中任意一種用于制作氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的基底。本實(shí)施例中該氮化鎵基底可以包括自下而上依次形成的si襯底、gan層和algan層。

本實(shí)施例的鈍化層用于保護(hù)金屬表面不易被氧化，進(jìn)而延緩金屬的腐蝕速度，能夠提高半導(dǎo)體器件的可靠性。該鈍化層的材料可以采用現(xiàn)有技術(shù)中用于形成氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的任一種材料，例如采用si3n4。

步驟102，在鈍化層中形成歐姆接觸電極，歐姆接觸電極的底部接觸氮化鎵基底，歐姆接觸電極包括自下而上依次形成的ti層、alsi層和mo層。

該步驟具體可以是：

在鈍化層中形成歐姆接觸孔，露出氮化鎵基底；

在鈍化層上和歐姆接觸孔中依次沉積ti材料層、alsi材料層和mo材料層；

對(duì)ti(鈦)材料層、alsi(硅化鋁)材料層和mo(鉬)材料層進(jìn)行光刻，形成歐姆接觸電極，歐姆電極的頂部高于鈍化層。

更為具體地，可以采用磁控濺射的方法在歐姆接觸孔中依次沉積ti層、alsi層和mo層。

步驟103，在鈍化層中和氮化鎵基底中形成柵極，柵極的底部位于氮化鎵基底中。

例如，若氮化鎵基底包括自下而上依次形成的si襯底、gan層和algan層，則柵極的底部可以位于algan層中。

根據(jù)本實(shí)施例的氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，采用包括ti層、alsi層和mo層的歐姆接觸電極，由于alsi作為歐姆接觸電極中的一部分，其能夠得到較低的歐姆接觸電阻，例如比現(xiàn)有技術(shù)中的al更容易得到較低的歐姆接觸電阻，而mo作為勢(shì)壘金屬，其硬度使得歐姆接觸電極在經(jīng)過(guò)退火工藝之后幾乎不會(huì)產(chǎn)生變形，因此可使氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的表面有更好的形貌，進(jìn)而能夠提高歐姆接觸電阻的可靠性，改善氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的整體性能。

實(shí)施例二

本實(shí)施例對(duì)上述實(shí)施例的氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法做進(jìn)一步補(bǔ)充說(shuō)明。如圖2a至2g所示，為根據(jù)本實(shí)施例的氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法中各個(gè)步驟的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖2a所示，在氮化鎵基底201上形成鈍化層202。

本實(shí)施例中，氮化鎵基底包括自下而上依次形成的si襯底2011、gan層2012和algan層2013。具體可以在algan層2013的勢(shì)壘層表面形成一層si3n4層作為鈍化層202。

如圖2b所示，在鈍化層202中形成歐姆接觸孔203，露出基底201。

在形成歐姆接觸孔203之后，還可以對(duì)歐姆接觸孔203進(jìn)行表面處理。

舉例來(lái)說(shuō)，可以用采用干法刻蝕鈍化層202，刻蝕氣體為sf6(sulfurhexafluoride，六氟化硫)，刻蝕功率為10w，刻蝕壓強(qiáng)為100mt。此外，可以用采用氫氟酸液體、氨水和鹽酸的混合液體對(duì)歐姆接觸孔進(jìn)行表面處理，其中氫氟酸液體是稀釋的氫氟酸(dilutedhf)。如2b所示的兩個(gè)歐姆接觸孔203，其中一個(gè)可以作為源端接觸孔，另外一個(gè)作為漏端接觸孔。

該步驟2b所形成的半導(dǎo)體器件為第一器件210。

如圖2c所示，在第一器件210上依次沉積ti層、alsi層和mo層，形成歐姆金屬材料層204。

具體可以采用磁控濺射工藝在第一器件210上沉積各層金屬以形成金屬材料層204。

如圖2d所示，對(duì)歐姆金屬材料層204進(jìn)行光刻、刻蝕等工藝，形成歐姆接觸電極205。

在形成歐姆接觸電極205之后，可以進(jìn)行退火工藝，進(jìn)行形成歐姆接觸良好的歐姆接觸電極205。該退火工藝具體可以是在840℃的條件下，在n2環(huán)境下退火30秒。

如圖2e所示，在氮化鎵基底201和鈍化層202中形成柵極孔206。

該柵極孔206與歐姆接觸電極205間隔設(shè)置。舉例來(lái)說(shuō)，可以采用干法刻蝕si3n4層202和部分algan層2013，形成柵極孔206。然后，采用鹽酸(hcl)清洗該柵極孔206。

如圖2f所示，在柵極孔206中形成柵介質(zhì)層207。

舉例來(lái)說(shuō)，可以采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(plasmaenhancedchemicalvapordeposition，pecvd)在柵極孔206中形成柵介質(zhì)層207。采用si3n4作為柵介質(zhì)層207的材料，其介電常數(shù)較高，與氮化鎵襯底201間具有良好的界面和高熱穩(wěn)定性，能夠保證氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的可靠性。

如圖2g所示，在柵介質(zhì)層207上形成柵極金屬208。

該柵極金屬208可以包括多層金屬，例如采用磁控濺射鍍膜工藝，沉積依次在柵介質(zhì)層207上沉積ni層和au層作為柵極金屬208的材料層，并通過(guò)對(duì)金屬的光刻、刻蝕等工藝，形成柵極金屬208。具體如何進(jìn)行光刻和刻蝕工藝屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。

根據(jù)本實(shí)施例的氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法中，采用包括ti層、alsi層和mo層的歐姆接觸電極，由于alsi作為歐姆接觸電極中的一部分，其能夠得到較低的歐姆接觸電阻，例如比現(xiàn)有技術(shù)中的al更容易得到較低的歐姆接觸電阻，而mo作為勢(shì)壘金屬，其硬度使得歐姆接觸電極在經(jīng)過(guò)退火工藝之后幾乎不會(huì)產(chǎn)生變形，因此可使氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的表面有更好的形貌，進(jìn)而能夠提高歐姆接觸電阻的可靠性，改善氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的整體性能。此外，通過(guò)對(duì)歐姆接觸孔203和柵極接觸孔206分別進(jìn)行清洗，能夠去除歐姆接觸孔203和柵極接觸孔206中的雜質(zhì)，進(jìn)而避免這些雜質(zhì)影響氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的性能，保證了氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的可靠性。

實(shí)施例三

本實(shí)施例提供一種氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管，例如采用實(shí)施例一或?qū)嵤├闹谱鞣椒ㄐ纬杀緦?shí)施例的氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

如圖3所示，為根據(jù)本實(shí)施例的氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。該 氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管包括氮化鎵基底301、鈍化層302、歐姆接觸電極303和柵極。

其中，鈍化層302形成在氮化鎵基底301上；歐姆接觸電極303形成于鈍化層302中，歐姆接觸電極303的底部接觸氮化鎵基底301，歐姆接觸電極303包括自下而上依次形成的ti層、alsi層和mo層；柵極形成于鈍化層302中，柵極的底部位于氮化鎵基底301中，如圖3所示，柵介質(zhì)層3041的底部位于氮化鎵基底301中。

可選地，本實(shí)施例的柵極包括自下而上依次形成的柵介質(zhì)層3041和柵極金屬3042。例如，首先沉積形成柵介質(zhì)層3041，然后在柵介質(zhì)層3041上采用磁控濺射方式形成柵極金屬3042。其中，柵介質(zhì)層3041的材料可以為si3n4，柵極金屬3042的材料可以包括自下而上依次形成的ni層和au層

可選地，氮化鎵基底301包括自下而上依次形成的si襯底、gan層和algan層。

可選地，鈍化層302的材料為si3n4。

根據(jù)本實(shí)施例的氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管，通過(guò)采用包括ti層、alsi層和mo層的歐姆接觸電極，由于alsi作為歐姆接觸電極中的一部分，其能夠得到較低的歐姆接觸電阻，例如比現(xiàn)有技術(shù)中的al更容易得到較低的歐姆接觸電阻，而mo作為勢(shì)壘金屬，其硬度使得歐姆接觸電極在經(jīng)過(guò)退火工藝之后幾乎不會(huì)產(chǎn)生變形，因此可使氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的表面有更好的形貌，進(jìn)而能夠提高歐姆接觸電阻的可靠性，改善氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的整體性能。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實(shí)現(xiàn)上述方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過(guò)程序指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，前述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：rom、ram、磁碟或者光盤(pán)等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。