本發(fā)明涉及hemt，具體涉及一種p-gan柵及其制作方法。
背景技術(shù)：
1、隨著半導(dǎo)體材料的發(fā)展，半導(dǎo)體材料至今已經(jīng)從以硅為代表的第一代半導(dǎo)體材料，到以砷化鎵、磷化銦為代表的第二代半導(dǎo)體材料，再到如今以氮化鎵（gan）、碳化硅（sic）為代表的第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料，其中hemt（高電子遷移率晶體管）就是應(yīng)用氮化鎵材料的典型器件。
2、現(xiàn)有常規(guī)的hemt均為耗盡型，其在實(shí)際使用時(shí)需要給柵極施加一個(gè)負(fù)的柵極電壓才能使器件關(guān)斷，而這導(dǎo)致芯片設(shè)計(jì)時(shí)增加了設(shè)計(jì)成本，因此如何實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)型gan?hemt一直是該領(lǐng)域研究的難點(diǎn)。
3、目前研究人員通過凹槽柵技術(shù)、p-gan柵技術(shù)、氟離子注入技術(shù)、cascode結(jié)構(gòu)等一系列方法來實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)型的hemt器件。
4、然而凹槽柵技術(shù)在實(shí)際實(shí)施時(shí)需要對(duì)刻蝕深度控制較為精準(zhǔn)，而且刻蝕深度極大的降低了溝道處的電子遷移率，從而造成器件性能退化；氟離子注入技術(shù)也存在較大的不穩(wěn)定性；另外cascode結(jié)構(gòu)會(huì)增大電路的復(fù)雜性，且需要硅基器件輔助，限制了器件的應(yīng)用環(huán)境。相對(duì)于以上三種技術(shù)，p-gan柵技術(shù)較為成熟，且實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。
5、現(xiàn)有的p-gan柵技術(shù)在制備p-gan柵時(shí)，會(huì)在p-gan刻蝕時(shí)會(huì)產(chǎn)生刻蝕損傷，且刻蝕完源-漏區(qū)的algan層表面粗糙度較大，對(duì)器件的導(dǎo)通電阻、最大電流以及可靠性帶來負(fù)面影響，從而影響器件性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、鑒于背景技術(shù)的不足，本發(fā)明是提供了一種p-gan柵及其制作方法，所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有p-gan柵制作方法制作p-gan柵時(shí)會(huì)對(duì)p-gan柵造成刻蝕損傷，影響器件性能。
2、為解決以上技術(shù)問題，第一方面，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種p-gan柵，包括gan溝道層，所述gan溝道層的上表面設(shè)有algan勢(shì)壘層，所述algan勢(shì)壘層的上表面的柵極預(yù)設(shè)區(qū)域設(shè)有p-gan層，所述p-gan層的上表面設(shè)有蓋帽層，且所述蓋帽層上設(shè)有凹槽，所述凹槽從所述蓋帽層的上表面向下延伸至所述p-gan層的上表面，所述蓋帽層的上表面和所述凹槽中設(shè)有tin層。
3、在第一方面的某種實(shí)施方式中，所述蓋帽層的材質(zhì)為si3n4，且所述蓋帽層的厚度在3nm～500nm之間。
4、在第一方面的某種實(shí)施方式中，所述tin層的厚度在10?nm～200nm之間。
5、第二方面，本發(fā)明還提供了一種p-gan柵的制作方法，包括以下步驟：
6、s1：在mocvd反應(yīng)器中，在層疊的gan溝道層和algan勢(shì)壘層的algan勢(shì)壘層的上表面生長(zhǎng)完p-gan層后，在p-gan層的上表面原位生長(zhǎng)蓋帽層；
7、s2：在mocvd反應(yīng)器中，對(duì)p-gan層激活；
8、s3：在所述蓋帽層的上表面制作第一光刻膠層，然后通過曝光顯影工藝將光罩板上的預(yù)設(shè)圖形轉(zhuǎn)移到第一光刻膠層上；
9、s4：沿著第一光刻膠層上的預(yù)設(shè)圖形位置對(duì)蓋帽層進(jìn)行刻蝕，刻蝕終點(diǎn)為p-gan層的上表面；
10、s5：去除所述第一光刻膠層；
11、s6：在所述蓋帽層和預(yù)設(shè)圖形對(duì)應(yīng)的p-gan層的上表面上沉積tin層；
12、s7：在所述tin層的上表面沉積介質(zhì)層；
13、s8：對(duì)所述介質(zhì)層進(jìn)行刻蝕，將p-gan層上的工作區(qū)域?qū)?yīng)的介質(zhì)層去除掉；
14、s9：沿著去除掉的介質(zhì)層，將對(duì)應(yīng)的tin層刻蝕掉；
15、s10：沿著去除掉的tin層，將對(duì)應(yīng)的蓋帽層刻蝕掉；
16、s11：沿著去除掉的蓋帽層，將對(duì)應(yīng)的p-gan層刻蝕掉；
17、s12：將剩余的介質(zhì)層刻蝕掉。
18、在第二方面的某種實(shí)施方式中，步驟s1中生長(zhǎng)的蓋帽層的材質(zhì)為si3n4；其中蓋帽層的生長(zhǎng)厚度在3nm～500nm之間，生長(zhǎng)溫度600℃～1100℃之間，生長(zhǎng)壓力在40torr～500torr之間；在實(shí)際生長(zhǎng)時(shí)，在n2和/或h2的氣氛中，將sih4和nh3反應(yīng)生成si3n4。
19、在第二方面的某種實(shí)施方式中，在步驟s2中，將mocvd反應(yīng)器中的溫度降低到800℃，然后在純n2氣氛中對(duì)p-gan層進(jìn)行激活。
20、在第二方面的某種實(shí)施方式中，在步驟s6中使用pvd來沉積tin層，其中tin層的沉積厚度在10nm～200nm之間，沉積溫度在200℃～400℃之間，沉積壓力在40torr～500torr之間。
21、在第二方面的某種實(shí)施方式中，步驟s7中使用pevcd來沉積介質(zhì)層，介質(zhì)層為單sio2層或者單si3n4層或者由sio2層和si3n4層依次層疊形成的復(fù)合層；其中介質(zhì)層的沉積厚度在100nm～2000nm之間，沉積溫度在300℃～500之間。
22、在第二方面的某種實(shí)施方式中，步驟s8中使用icp設(shè)備進(jìn)行刻蝕，其中刻蝕氣體包括sf6；
23、在步驟s9中，使用cl2或者bcl3對(duì)tin層進(jìn)行icp刻蝕；
24、在步驟s10中，通過使用sf6氣體對(duì)蓋帽層進(jìn)行icp刻蝕。
25、在第二方面的某種實(shí)施方式中，在步驟s12中，使用bhf濕法刻蝕工藝將剩余的介質(zhì)層刻蝕掉。
26、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的有益效果是：首先對(duì)于本發(fā)明的制作方法，在mocvd中制作完p-gan層后在原位生長(zhǎng)蓋帽層，簡(jiǎn)化了制作工藝，能提高制作效率；
27、其次在進(jìn)行tin層的刻蝕時(shí)，通過蓋帽層的保護(hù)，一方面可以保證柵極預(yù)設(shè)區(qū)域的p-gan層與蓋帽層的接觸面無損傷，另外一方面可以實(shí)現(xiàn)柵極預(yù)設(shè)區(qū)域的p-gan層的電場(chǎng)邊緣分布的調(diào)整，提高柵極抗擊穿能力，從而能提高器件的可靠性；
28、最后本發(fā)明通過設(shè)置蓋帽層，這樣在制作tin層時(shí)，通過蓋帽層的保護(hù)可以避免器件源漏區(qū)的p-gan層表面受tin層制作的影響，從而可以保護(hù)algan勢(shì)壘層，提高了algan勢(shì)壘層的表面質(zhì)量，避免了tin層制作對(duì)器件的導(dǎo)通電阻、最大電流和可靠性的影響；
29、對(duì)于本發(fā)明的p-gan，其在制作完成后，p-gan層和algan勢(shì)壘層的表面質(zhì)量高，器件的可靠性好。
1.一種p-gan柵，其特征在于，包括gan溝道層，所述gan溝道層的上表面設(shè)有algan勢(shì)壘層，所述algan勢(shì)壘層的上表面的柵極預(yù)設(shè)區(qū)域設(shè)有p-gan層，所述p-gan層的上表面設(shè)有蓋帽層，且所述蓋帽層上設(shè)有凹槽，所述凹槽從所述蓋帽層的上表面向下延伸至所述p-gan層的上表面，所述蓋帽層的上表面和所述凹槽中設(shè)有tin層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種p-gan柵，其特征在于，所述蓋帽層的材質(zhì)為si3n4，且所述蓋帽層的厚度在3nm～500nm之間。
3.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種p-gan柵，其特征在于，所述tin層的厚度在10?nm～200nm之間。
4.一種p-gan柵的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種p-gan柵的制作方法，其特征在于，步驟s1中生長(zhǎng)的蓋帽層的材質(zhì)為si3n4；其中蓋帽層的生長(zhǎng)厚度在3nm～500nm之間，生長(zhǎng)溫度600℃～1100℃之間，生長(zhǎng)壓力在40torr～500torr之間；在實(shí)際生長(zhǎng)時(shí)，在n2和/或h2的氣氛中，將sih4和nh3反應(yīng)生成si3n4。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種p-gan柵的制作方法，其特征在于，在步驟s2中，將mocvd反應(yīng)器中的溫度降低到800℃，然后在純n2氣氛中對(duì)p-gan層進(jìn)行激活。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種p-gan柵的制作方法，其特征在于，在步驟s6中使用pvd來沉積tin層，其中tin層的沉積厚度在10nm～200nm之間，沉積溫度在200℃～400℃之間，沉積壓力在40torr～500torr之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求4-7任一項(xiàng)所述的一種p-gan柵的制作方法，其特征在于，步驟s7中使用pevcd來沉積介質(zhì)層，介質(zhì)層為單sio2層或者單si3n4層或者由sio2層和si3n4層依次層疊形成的復(fù)合層；其中介質(zhì)層的沉積厚度在100nm～2000nm之間，沉積溫度在300℃～500之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種p-gan柵的制作方法，其特征在于，步驟s8中使用icp設(shè)備進(jìn)行刻蝕，其中刻蝕氣體包括sf6；
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種p-gan柵的制作方法，其特征在于，在步驟s12中，使用bhf濕法刻蝕工藝將剩余的介質(zhì)層刻蝕掉。