低阻欧姆接触的增强型HEMT器件及其制备方法与流程

本发明特别涉及一种低阻欧姆接触的增强型hemt器件及其制备方法，属于半导体。

背景技术：

1、以gan(氮化镓)为代表的iii-v族半导体材料由于其禁带宽度大、击穿场强高、电子饱和速度快、导热性高等优异电学特性，被业界广泛研究和应用。gan hemt其中algan/gan形成的异质结具有压电极化和自发极化效应，在algan势垒层和gan沟道层之间生成高密度、高迁移率的二维电子气(2deg)，使gan材料成为制备电力电子器件和高频高压大功率器件的首要选择之一。

2、gan hemt工艺制备中仍然存在大量亟待优化的问题，其中欧姆接触工艺是制备增强型p-gan hemt器件的关键工艺之一。目前p-gan hemt器件的欧姆接触的制备方法主要有欧姆区源漏刻蚀工艺、通氧自停止刻蚀gan工艺和双层胶金属三明治刻蚀掩膜工艺。

3、对于欧姆区源漏极刻蚀工艺，由于cl基刻蚀气体对于p-gan和algan的刻蚀选择比小，p-gan刻蚀深度控制困难，欧姆接触区域下的p-gan未被刻蚀干净或者过刻蚀都会导致器件接触电阻增大，二维电子气通道截止，从而降低器件饱和电流对于通氧自停止刻蚀gan工艺虽然可以解决p-gan和algan的刻蚀选择比小的问题，精确控制p-gan刻蚀深度，但是刻蚀气体通入氧气刻蚀gan后，会在最终刻蚀面生成氧化层薄膜等聚合物影响欧姆接触性能的稳定性。对双层胶金属三明治刻蚀掩膜工艺，在双层胶中间插入一层金属掩膜层，选区曝光后用金属干法刻蚀设备将显影区域金属刻蚀掉，接着用等离子体去胶机将样品表面的顶层胶和显影区域下方的底层胶去除干净后，实现p-gan hemt原位生长欧姆接触金属的制备方法。该发明虽然可以精确控制欧姆接触区域gan刻蚀深度，降低二次刻蚀损伤，无二次光刻偏差影响，但是制备工艺较为复杂，多次等离子体刻蚀容易导致底层胶变性，增大金属剥离难度，增加工艺成本，实现起来较为繁琐。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种低阻欧姆接触的增强型hemt器件及其制备方法，从而克服现有技术中的不足。

2、为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

3、本发明一方面提供了一种制备低阻欧姆接触的增强型hemt器件的方法，包括：

4、提供半导体外延结构，所述半导体外延结构包括依次层叠设置的第一半导体、第二半导体和第三半导体，所述第一半导体和第二半导体之间形成有载流子沟道；

5、在所述第三半导体表面的第一区域覆设第一掩膜，对未被第一掩膜覆盖的第三半导体进行第一次刻蚀，以除去未被第一掩膜覆盖的全部的第三半导体，而使所述第二半导体表面局部露出；

6、在露出的所述第二半导体表面的第二区域以及第三半导体表面覆设第二掩膜，对未被第二掩膜覆盖的第二半导体进行第二次刻蚀，以除去第一刻蚀处理时形成的聚合物薄膜和未被第二掩膜覆盖的第二半导体的一部分，从而在所述第二半导体内形成刻蚀槽，且使所述刻蚀槽的径向面积沿纵深方向逐渐减小，其中，所述第二区域的正投影区域完全位于所述第一区域的正投影区域内，且所述第二区域包括源极区域和漏极区域；

7、制作与所述半导体外延结构相匹配的源极、漏极和栅极，使所述源极、漏极分别对应设置在一所述刻蚀槽内，并与所述第二半导体形成欧姆接触，所述栅极设置在所述第三半导体上。

8、本发明另一方面还提供了由所述的制备低阻欧姆接触的增强型hemt器件的方法获得的低阻欧姆接触的增强型hemt器件。

9、与现有技术相比，本发明提供的一种制备低阻欧姆接触的增强型hemt器件的方法，可以在保证精确控制p-gan刻蚀深度的前提下，对algan刻蚀面进行二次刻蚀，不仅可以修复第一次刻蚀造成的刻蚀损伤，降低界面态，还可以增加欧姆金属与algan的接触面积，提高刻蚀面的粗糙度，使得欧姆金属与algan之间的界面产生更多n空位，提升载流子浓度，从而降低欧姆接触电阻，增大器件饱和电流。

技术特征：

1.一种制备低阻欧姆接触的增强型hemt器件的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，具体包括：对未被第一掩膜覆盖的第三半导体进行第一次刻蚀，且使第一次刻蚀在到达第二半导体表面时自停止。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，具体包括：采用第一刻蚀气体进行所述第一次刻蚀，之后采用第二刻蚀气体在进行所述第二次刻蚀，其中，所述第一刻蚀气体和第二刻蚀气体不同；

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，具体包括：采用电感耦合等离子体刻蚀的方式进行所述第一次刻蚀；

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，具体包括：采用电感耦合等离子体刻蚀的方式进行所述第二次刻蚀；

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述刻蚀槽于纵深方向上的截面为倒梯形结构；优选的，所述刻蚀槽的侧壁与槽底面所呈角度为40-65°。

7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于：所述刻蚀槽的深度与刻蚀槽的槽底面余留的第二半导体的厚度之比为1∶(2-4)。

8.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于：所述刻蚀槽的深度为5-10nm。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第三半导体为p型半导体或n型半导体；优选的，所述p型半导体的材质包括p-gan，所述n型半导体的材质包括n-gan；

10.由权利要求1-9中任一项所述的制备低阻欧姆接触的增强型hemt器件的方法获得的低阻欧姆接触的增强型hemt器件。

技术总结
本发明公开了一种低阻欧姆接触的增强型HEMT器件及其制备方法。所述低阻欧姆接触的增强型HEMT器件的制备方法通过两次刻蚀工艺在器件的欧姆区域形成两侧较为平缓的倒梯形的刻蚀槽，并进一步制作形成欧姆接触电极。本发明提供的一种制备低阻欧姆接触的增强型HEMT器件的方法，可以在保证精确控制p‑GaN刻蚀深度的前提下，对AlGaN刻蚀面进行二次刻蚀，不仅可以修复第一次刻蚀造成的刻蚀损伤，降低界面态，还可以增加欧姆金属与AlGaN的接触面积，提高刻蚀面的粗糙度，使得欧姆金属与AlGaN之间的界面产生更多N空位，提升载流子浓度，从而降低欧姆接触电阻，增大器件饱和电流。

技术研发人员：杜仲凯,张炳良,刘雷
受保护的技术使用者：苏州能屋电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16