本發(fā)明實(shí)施例涉及半導(dǎo)體器件制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種增強(qiáng)型氮化鎵晶體管的制造方法。

背景技術(shù)：

隨著高效完備的功率轉(zhuǎn)換電路及系統(tǒng)需求的日益增加，具有低功耗和高速特性的功率器件吸引了越來越多的關(guān)注。由于氮化鎵具有較寬的禁帶寬度，高電子飽和漂移速率，較高的擊穿場強(qiáng)，良好的熱穩(wěn)定性，耐腐蝕和抗輻射性能，所以氮化鎵在高壓、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。是國際上廣泛關(guān)注的新型寬禁帶化合物半導(dǎo)體材料。而氮化鎵晶體管由于鋁鎵氮/氮化鎵異質(zhì)結(jié)處形成高濃度、高遷移率的二維電子氣，同時異質(zhì)結(jié)對二維電子氣具有良好的調(diào)節(jié)作用，使其在大功率和高速電子設(shè)備等方面有廣泛的應(yīng)用。

對于增強(qiáng)型氮化鎵晶體管的制造，刻蝕技術(shù)是采用氯基反應(yīng)離子刻蝕的干刻技術(shù)或者是電感耦合等離子體刻蝕技術(shù)，然而，這些方法對刻蝕后的溝道表面會造成很嚴(yán)重的損傷，對閾值電壓、擊穿電壓方面有很大影響，使器件的耐壓性能降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種增強(qiáng)型氮化鎵晶體管的制造方法，通過濕法刻蝕柵極接觸孔，降低了刻蝕對溝道表面的損傷，有利于實(shí)現(xiàn)更高的閾值電壓和擊穿電壓，提高了晶體管器件的耐壓性能。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種增強(qiáng)型氮化鎵晶體管的制造方法，包括：

在氮化鎵外延基底的表面上依次生長氮化硅鈍化層和peteos氧化層，其中，所述氮化鎵外延基底包括由下而上依次設(shè)置的硅襯底層、氮化鎵緩沖 層和氮化鎵鋁勢壘層；

制造所述晶體管的第一歐姆接觸電極和第二歐姆接觸電極；

對制造所述第一歐姆接觸電極和所述第二歐姆接觸電極后的晶體管進(jìn)行退火處理；

對所述第一歐姆接觸電極和所述第二歐姆接觸電極之間的預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)的氮化硅鈍化層和peteos氧化層進(jìn)行干法刻蝕處理，形成開孔；

通過所述開孔，對所述氮化鎵鋁勢壘層進(jìn)行濕法刻蝕，形成柵極接觸孔；

在所述柵極接觸孔內(nèi)以及晶體管表面上，沉積柵極金屬層；

對所述柵極金屬層進(jìn)行光刻，刻蝕，形成柵極。

其中，所述退火處理的溫度為840攝氏度，所述退火處理的時間為30秒，所述退火處理在氮?dú)夥諊小?/p>

具體地，所述制造所述晶體管的第一歐姆接觸電極和第二歐姆接觸電極，包括：

干法刻蝕左右兩側(cè)部分區(qū)域的氮化硅鈍化層和peteos氧化層，分別形成第一歐姆接觸孔和第二歐姆接觸孔；

在所述第一歐姆接觸孔內(nèi)、所述第二歐姆接觸孔內(nèi)以及晶體管表面上，沉積歐姆電極金屬層；

對所述歐姆電極金屬層進(jìn)行光刻，刻蝕，形成所述第一歐姆接觸電極和所述第二歐姆接觸電極。

進(jìn)一步地，所述在所述第一歐姆接觸孔內(nèi)、所述第二歐姆接觸孔內(nèi)以及晶體管表面上，沉積歐姆電極金屬層之前，還包括：

依次采用dhf溶液，sc1溶液和sc2溶液對所述第一歐姆接觸孔和第二歐姆接觸孔進(jìn)行清洗處理。

具體地，所述在所述第一歐姆接觸孔內(nèi)、所述第二歐姆接觸孔內(nèi)以及晶體管表面上，沉積歐姆電極金屬層，包括：

采用磁控濺射鍍膜工藝，在所述第一歐姆接觸孔內(nèi)、所述第二歐姆接觸孔內(nèi)以及晶體管表面上，依次沉積鈦層、鋁層、鈦層、氮化鈦層，形成所述歐姆電極金屬層。

其中，所述鈦層、鋁層、鈦層、氮化鈦層的厚度分別是：

具體地，所述通過所述開孔，對所述氮化鎵鋁勢壘層進(jìn)行濕法刻蝕，形成柵極接觸孔，包括：

通過所述開孔，采用過氧化氫和氫氧化鉀的混合溶液對所述氮化鎵鋁勢壘層進(jìn)行濕法刻蝕，形成所述柵極接觸孔。

具體地，所述在所述柵極接觸孔內(nèi)以及晶體管表面上，沉積柵極金屬層，包括：

采用磁控濺射鍍膜工藝，在所述柵極接觸孔內(nèi)以及所述柵極接觸孔周圍預(yù)設(shè)區(qū)域的peteos氧化層表面上，依次沉積鎳層和金層，形成所述柵極金屬層。

進(jìn)一步地，所述在所述柵極接觸孔內(nèi)以及晶體管表面上，沉積柵極金屬層之前，還包括：

采用鹽酸溶液，對所述柵極接觸孔進(jìn)行清洗。

本發(fā)明實(shí)施例提供的增強(qiáng)型氮化鎵晶體管的制造方法，在氮化鎵外延基底的表面上依次生長氮化硅鈍化層和peteos氧化層后，制造晶體管的第一歐姆接觸電極和第二歐姆接觸電極；在制造晶體管的柵極時，首先對第一歐姆接觸電極和第二歐姆接觸電極之間的預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)的氮化硅鈍化層和peteos氧化層進(jìn)行干法刻蝕處理，形成開孔，再透過該開孔，對下面的氮化鎵鋁勢壘層進(jìn)行濕法刻蝕，形成柵極接觸孔，從而通過在柵極接觸孔內(nèi)以及晶體管表面上沉積柵極金屬層，對柵極金屬層進(jìn)行光刻，刻蝕，以形成柵極。通過濕法刻蝕柵極接觸孔，降低了刻蝕對溝道表面的損傷，有利于實(shí)現(xiàn)更高的閾值電壓和擊穿電壓，提高了晶體管器件的耐壓性能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(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單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明增強(qiáng)型氮化鎵晶體管的制造方法實(shí)施例一的流程圖；

圖2為執(zhí)行步驟101后的增強(qiáng)型氮化鎵晶體管的剖面示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例一提供的增強(qiáng)型氮化鎵晶體管的制造方法中制造 歐姆接觸電極的流程圖；

圖4為執(zhí)行步驟102a后的增強(qiáng)型氮化鎵晶體管的剖面示意圖；

圖5為執(zhí)行步驟102c后的增強(qiáng)型氮化鎵晶體管的剖面示意圖；

圖6為執(zhí)行步驟102d后的增強(qiáng)型氮化鎵晶體管的剖面示意圖；

圖7為執(zhí)行步驟105后的增強(qiáng)型氮化鎵晶體管的剖面示意圖；

圖8為執(zhí)行步驟108后的增強(qiáng)型氮化鎵晶體管的剖面示意圖。

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?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動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。

圖1為本發(fā)明增強(qiáng)型氮化鎵晶體管的制造方法實(shí)施例一的流程圖，如圖1所示，該方法包括以下步驟：

步驟101，在氮化鎵外延基底的表面上依次生長氮化硅鈍化層和peteos氧化層。

圖2為執(zhí)行步驟101后的增強(qiáng)型氮化鎵晶體管的剖面示意圖，如圖2中所示，氮化鎵外延基底包括由下而上依次設(shè)置的硅襯底層11、氮化鎵緩沖層12和氮化鎵鋁勢壘層13。在氮化鎵鋁勢壘層13表面上依次生長氮化硅鈍化層14和peteos氧化層15。

步驟102，制造晶體管的第一歐姆接觸電極和第二歐姆接觸電極。

下面結(jié)合圖3所示實(shí)施例，對上述第一歐姆接觸電極和第二歐姆接觸電極的制造過程進(jìn)行說明，圖3為本發(fā)明實(shí)施例一提供的增強(qiáng)型氮化鎵晶體管的制造方法中制造歐姆接觸電極的流程圖。

如圖3所示，該晶體管的歐姆接觸電極的制作過程包括：

步驟102a，干法刻蝕左右兩側(cè)部分區(qū)域的氮化硅鈍化層和peteos氧化層，分別形成第一歐姆接觸孔和第二歐姆接觸孔。

圖4為執(zhí)行步驟102a后的增強(qiáng)型氮化鎵晶體管的剖面示意圖，如圖4所示，第一歐姆接觸孔和第二歐姆接觸孔分別以16和17表示。實(shí)際上，第一 歐姆接觸孔和第二歐姆接觸孔分別作為源極接觸孔和漏極接觸孔，第一歐姆接觸孔和第二歐姆接觸孔與源極接觸孔和漏極接觸孔的對應(yīng)關(guān)系不做具體限定。

本實(shí)施例中，采用干法刻蝕工藝分別刻蝕左右兩側(cè)部分區(qū)域的氮化硅鈍化層和peteos氧化層，形成第一歐姆接觸孔16和第二歐姆接觸孔17，第一歐姆接觸孔16和第二歐姆接觸孔179對稱，第一歐姆接觸孔16和第二歐姆接觸孔17的尺寸相同，第一歐姆接觸孔16和第二歐姆接觸孔17的截面為矩形，在第一歐姆接觸孔16和第二歐姆接觸孔17的底部為氮化鎵鋁勢壘層13的上表面。

步驟102b，依次采用dhf溶液，sc1溶液和sc2溶液對第一歐姆接觸孔和第二歐姆接觸孔進(jìn)行清洗處理。

本實(shí)施例中，dhf溶液為稀釋的氫氟酸溶液。首先采用dhf溶液對第一歐姆接觸孔16和第二歐姆接觸孔17下方的氮化鎵鋁勢壘層13表面進(jìn)行清洗處理，dhf溶液與氮化鎵鋁勢壘層13表面的自然氧化膜反應(yīng)，以腐蝕掉氮化硅鈍化層14表面的自然氧化膜。

其中，氮化鎵鋁勢壘層13表面的自然氧化膜可以為氧化鋁，氧化鎵等氧化膜。

然后，采用sc1溶液對第一歐姆接觸孔16和第二歐姆接觸孔17下方的氮化鎵鋁勢壘層13表面進(jìn)行清洗處理。

本實(shí)施例中，sc1溶液為由氫氧化氨、過氧化氫和水混合而成的溶液。sc1溶液與氮化鎵鋁勢壘層13表面的顆粒、有機(jī)物和金屬雜質(zhì)反應(yīng)，以去除掉氮化鎵鋁勢壘層13表面的顆粒、有機(jī)物和金屬雜質(zhì)。

最后，采用sc2溶液對第一歐姆接觸孔16和第二歐姆接觸孔17下方的氮化鎵鋁勢壘層13表面進(jìn)行清洗處理。

本實(shí)施例中，sc2溶液為由氯化氫、過氧化氫和水混合而成的溶液。sc2溶液與氮化鎵鋁勢壘層13表面的原子和離子雜質(zhì)反應(yīng)，以去除掉氮化鎵鋁勢壘層13表面的原子和離子雜質(zhì)。

步驟102c，在第一歐姆接觸孔內(nèi)、第二歐姆接觸孔內(nèi)以及晶體管表面上，沉積歐姆電極金屬層。

圖5為執(zhí)行步驟102c后的增強(qiáng)型氮化鎵晶體管的剖面示意圖，如圖5所 示，本實(shí)施例中，在第一歐姆接觸孔16內(nèi)、第二歐姆接觸孔17內(nèi)，以及晶體管表面上，即第一歐姆接觸孔16上方、第二歐姆接觸孔17上方及peteos氧化層15上方沉積歐姆電極金屬層18。

具體地，采用磁控濺射鍍膜工藝，在第一歐姆接觸孔16內(nèi)、第二歐姆接觸孔17內(nèi)以及晶體管表面上，依次沉積鈦層、鋁層、鈦層、氮化鈦層，形成歐姆電極金屬層18。

其中，鈦層的厚度為200埃鋁層的厚度為氮化鈦層的厚度為即依次沉積的鈦層、鋁層、鈦層、氮化鈦層的厚度分別是：

步驟102d，對歐姆電極金屬層進(jìn)行光刻，刻蝕，形成第一歐姆接觸電極和第二歐姆接觸電極。

圖6為執(zhí)行步驟102d后的增強(qiáng)型氮化鎵晶體管的剖面示意圖，如圖6所示，本實(shí)施例中，對peteos氧化層15上方的中間區(qū)域的歐姆電極金屬層18進(jìn)行光刻，刻蝕后，在peteos氧化層15上方左側(cè)保留的歐姆電極金屬層、第一歐姆接觸孔16中的歐姆電極金屬層形成第一歐姆接觸電極19，在peteos氧化層15上方右側(cè)保留的歐姆電極金屬層、第二歐姆接觸孔17中的歐姆電極金屬層18形成第二歐姆接觸電極20，其中，第一歐姆接觸電極19可以作為源極，第二歐姆接觸電極20可以作為漏極。

步驟103，對制造第一歐姆接觸電極和第二歐姆接觸電極后的晶體管進(jìn)行退火處理。

優(yōu)選地，本實(shí)施例中，對制造歐姆接觸電極后的增強(qiáng)型氮化鎵晶體管進(jìn)行退火處理時，退火處理的溫度為840攝氏度，退火處理的時間為30秒，退火處理在氮?dú)夥諊?，以使氮化鎵鋁勢壘層13和歐姆電極金屬層18之間形成更好的歐姆接觸。

本實(shí)施例中，在制造歐姆接觸電極時，形成了歐姆電極金屬層18。對制造歐姆接觸電極后的晶體管進(jìn)行退火處理時，歐姆電極金屬層18中的金屬向氮化鎵鋁勢壘層13擴(kuò)散，與氮化鎵鋁發(fā)生反應(yīng)，氮化鎵鋁勢壘層13中的氮向歐姆電極金屬層18擴(kuò)散，形成大量n空位，在退火溫度和退火時間達(dá)到形成歐姆接觸要求時，在氮化鎵鋁勢壘層13和歐姆電極金屬層18之間形成歐姆接觸。

本實(shí)施例中，退火處理的溫度和時間為達(dá)到形成歐姆接觸要求的溫度和時間，并不以上述舉例為限。

在形成源極和漏極之后，即在制造完成第一歐姆接觸電極19和第二歐姆接觸電極20之后，進(jìn)行如下的柵極制造過程。

步驟104，對第一歐姆接觸電極和第二歐姆接觸電極之間的預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)的氮化硅鈍化層和peteos氧化層進(jìn)行干法刻蝕處理，形成開孔。

步驟105，通過該開孔，對氮化鎵鋁勢壘層進(jìn)行濕法刻蝕，形成柵極接觸孔。

圖7為執(zhí)行步驟105后的增強(qiáng)型氮化鎵晶體管的剖面示意圖，如圖7所示，本實(shí)施例中，首先采用干法刻蝕工藝刻蝕中間部分區(qū)域，即第一歐姆接觸電極19和第二歐姆接觸電極20之間部分區(qū)域的氮化硅鈍化層14和peteos氧化層15，形成開孔。實(shí)際中，該開孔的尺寸可以小于第一歐姆接觸孔16或第二歐姆接觸孔18的尺寸。在該開孔內(nèi)采用濕法刻蝕工藝刻蝕氮化鎵鋁勢壘層13，形成柵極接觸孔21。其中，柵極接觸21孔的截面形狀為矩形。

具體地，本實(shí)施例中，通過上述開孔，采用過氧化氫和氫氧化鉀的混合溶液對氮化鎵鋁勢壘層13進(jìn)行濕法刻蝕，形成柵極接觸孔21。

通過該濕法刻蝕氮化鎵鋁勢壘層13，使得形成的柵極接觸孔21的表面損傷很少，對于實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)型氮化鎵晶體管的高閾值電壓、高擊穿電壓性能有利。

步驟106，采用鹽酸溶液，對柵極接觸孔進(jìn)行清洗。

本實(shí)施例中，可選的，為了保證后續(xù)制作的柵極性能更佳可靠，在進(jìn)行柵極金屬層的沉積前，使用鹽酸溶液，對柵極接觸孔21進(jìn)行清洗，可以有效去除柵極接觸孔21中的雜質(zhì)。

步驟107，在柵極接觸孔內(nèi)以及晶體管表面上，沉積柵極金屬層。

步驟108，對柵極金屬層進(jìn)行光刻，刻蝕，形成柵極。

圖8為執(zhí)行步驟108后的增強(qiáng)型氮化鎵晶體管的剖面示意圖，本實(shí)施例中，可以采用磁控濺射鍍膜工藝，在柵極接觸孔21內(nèi)以及晶體管表面上，依次沉積鎳層和金層，形成柵極金屬層。進(jìn)而對peteos氧化層15上方的柵極金屬層進(jìn)行光刻，刻蝕后，保留柵極接觸孔21上方及周圍的柵極金屬 層。使柵極接觸孔21上方及周圍保留的柵極金屬層、柵極接觸孔21中的柵極金屬層形成柵極22。

本實(shí)施例中，對柵極金屬層進(jìn)行光刻的過程包括：涂膠、曝光、顯影的操作。

本實(shí)施例中，在制造完增強(qiáng)型氮化鎵晶體管的源極、漏極和柵極后，還包括對增強(qiáng)型氮化鎵晶體管進(jìn)行后續(xù)其他操作，這些操作與現(xiàn)有技術(shù)相同，在此不再一一贅述。

通過以上方案，在氮化鎵外延基底的表面上依次生長氮化硅鈍化層和peteos氧化層后，制造晶體管的第一歐姆接觸電極和第二歐姆接觸電極；在制造晶體管的柵極時，首先對第一歐姆接觸電極和第二歐姆接觸電極之間的預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)的氮化硅鈍化層和peteos氧化層進(jìn)行干法刻蝕處理，形成開孔，再透過該開孔，對下面的氮化鎵鋁勢壘層進(jìn)行濕法刻蝕，形成柵極接觸孔，從而通過在柵極接觸孔內(nèi)以及晶體管表面上沉積柵極金屬層，對柵極金屬層進(jìn)行光刻，刻蝕，以形成柵極。通過濕法刻蝕柵極接觸孔，降低了刻蝕對溝道表面的損傷，有利于實(shí)現(xiàn)更高的閾值電壓和擊穿電壓，提高了晶體管器件的耐壓性能。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(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。