本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氮化鎵晶體管及其制作方法。

背景技術(shù)：

目前，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。氮化鎵gan是第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料，由于其具有3.4ev大禁帶寬度、2e7cm/s高電子飽和速率、1e10--3e10v/cm高擊穿電場(chǎng)，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。

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高電子遷移率晶體管較難獲得，導(dǎo)致如圖1所示的傳統(tǒng)的氮化鎵晶體管的接觸電阻較高，提高了氮化鎵晶體管產(chǎn)生的熱量，降低了氮化鎵晶體管的可靠性，影響氮化鎵晶體管的性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種氮化鎵晶體管及其制作方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中氮化鎵晶體管的接觸電阻較低的問(wèn)題。

本發(fā)明的第一個(gè)方面是提供一種氮化鎵晶體管的制作方法，包括：

在硅襯底上依次生長(zhǎng)氮化鎵緩沖層和氮化鋁鎵勢(shì)壘層；

在所述氮化鋁鎵勢(shì)壘層上淀積氮化硅層；

對(duì)所述氮化硅層進(jìn)行干法刻蝕，形成源端接觸孔和漏端接觸孔；

采用清洗液對(duì)所述氮化硅層的表面進(jìn)行清洗；

通過(guò)所述源端接觸孔和所述漏端接觸孔對(duì)所述氮化鋁鎵勢(shì)壘層和所述氮化鎵緩沖層進(jìn)行硅離子注入；

采用磁控濺射鍍膜工藝，在所述氮化硅層的表面上濺射歐姆電極金屬；

對(duì)除所述源端接觸孔和所述漏端接觸孔上的歐姆電極金屬之外的其他歐姆電極金屬進(jìn)行光刻刻蝕，形成歐姆接觸電極；

對(duì)所述氮化硅層和所述氮化鋁鎵勢(shì)壘層進(jìn)行干法刻蝕，形成柵極接觸孔；

對(duì)所述柵極接觸孔進(jìn)行清洗，并在所述柵極接觸孔內(nèi)淀積氮化硅層，形成柵介質(zhì)；

采用磁控濺射鍍膜工藝，在所述柵極接觸孔內(nèi)沉積鎳元素或金元素，并進(jìn)行光刻刻蝕，形成柵極；

在所述氮化硅層的表面上進(jìn)行電極開(kāi)孔，形成氮化鎵晶體管。

進(jìn)一步地，所述采用清洗液對(duì)所述氮化硅層的表面進(jìn)行清洗，包括：

采用dhf清洗液對(duì)所述氮化硅層進(jìn)行60秒的清洗；

采用sc1清洗液對(duì)所述氮化硅層進(jìn)行60秒的清洗；

采用sc2清洗液對(duì)所述氮化硅層進(jìn)行60秒的清洗。

進(jìn)一步地，所述采用磁控濺射鍍膜工藝，在所述氮化硅層的表面上濺射歐姆電極金屬之前，還包括：

在所述氮化硅層的表面上淀積氮化鋁層；

對(duì)所述氮化鋁層進(jìn)行退火；

采用氫氧化鉀濕法去除氮化鋁層。

進(jìn)一步地，退火溫度為1500攝氏度，退火時(shí)間為60秒，退火環(huán)境為氮?dú)狻?/p>

進(jìn)一步地，所述采用磁控濺射鍍膜工藝，在所述氮化硅層的表面上濺射歐姆電極金屬，包括：

采用磁控濺射鍍膜工藝，在所述氮化硅層的表面上濺射厚度為200埃的鈦元素；

采用磁控濺射鍍膜工藝，在鈦元素的表面上濺射厚度為1200埃的鋁元素；

采用磁控濺射鍍膜工藝，在鋁元素的表面上濺射厚度為200埃的鈦元素；

采用磁控濺射鍍膜工藝，在鈦元素的表面上濺射厚度為200埃的錫元素。

進(jìn)一步地，所述對(duì)所述氮化硅層和所述氮化鋁鎵勢(shì)壘層進(jìn)行干法刻蝕，形成柵極接觸孔之前，還包括：

對(duì)所述歐姆電極金屬進(jìn)行退火，以形成良好的歐姆接觸的歐姆電極金屬。

進(jìn)一步地，退火溫度為840攝氏度，退火時(shí)間為30秒，退火環(huán)境為氮?dú)狻?/p>

進(jìn)一步地，對(duì)所述柵極接觸孔進(jìn)行清洗時(shí)采用的清洗液為鹽酸hcl清洗液。

本發(fā)明中，提供一種氮化鎵晶體管的制作方法，包括：在硅襯底上依次生長(zhǎng)氮化鎵緩沖層和氮化鋁鎵勢(shì)壘層；在氮化鋁鎵勢(shì)壘層上淀積氮化硅層；對(duì)氮化硅層進(jìn)行干法刻蝕，形成源端接觸孔和漏端接觸孔采用清洗液對(duì)氮化硅層的表面進(jìn)行清洗；通過(guò)源端接觸孔和漏端接觸孔對(duì)氮化鋁鎵勢(shì)壘層和氮化鎵緩沖層進(jìn)行硅離子注入；采用磁控濺射鍍膜工藝，在氮化硅層的表面上濺射歐姆電極金屬；對(duì)除源端接觸孔和漏端接觸孔上的歐姆電極金屬之外的其他歐姆電極金屬進(jìn)行光刻刻蝕，形成歐姆接觸電極；對(duì)氮化硅層和氮化鋁鎵勢(shì)壘層進(jìn)行干法刻蝕，形成柵極接觸孔；對(duì)柵極接觸孔進(jìn)行清洗，并在柵極接觸孔內(nèi)淀積氮化硅層，形成柵介質(zhì)；采用磁控濺射鍍膜工藝，在柵極接觸孔內(nèi)沉積鎳元素或金元素，并進(jìn)行光刻刻蝕，形成柵極，從而通過(guò)在源端接觸孔和漏端接觸孔下方的氮化鋁鎵勢(shì)壘層和氮化鎵緩沖層進(jìn)行硅離子注入，降低氮化鋁鎵勢(shì)壘層的接觸電阻，降低氮化鎵晶體管的接觸電阻，實(shí)現(xiàn)低熱量的產(chǎn)生，提高氮化鎵晶體管的可靠性。

本發(fā)明的第二個(gè)方面是提供一種氮化鎵晶體管，包括：

硅襯底、依次設(shè)置在所述硅襯底上的氮化鎵緩沖層、氮化鋁鎵勢(shì)壘層和氮化硅層；

所述氮化硅層上依次設(shè)置有源端接觸孔和漏端接觸孔；

所述源端接觸孔和所述漏端接觸孔下方的氮化鋁鎵勢(shì)壘層和氮化鎵緩沖層內(nèi)注入有硅離子；

所述源端接觸孔和所述漏端接觸孔內(nèi)濺射有歐姆電極金屬；

所述氮化硅層和所述氮化鋁鎵勢(shì)壘層上設(shè)置有柵極接觸孔；

所述柵極接觸孔內(nèi)依次淀積有氮化硅，以及以下元素中的任意一種：鎳元素和金元素。

本發(fā)明中，提供一種氮化鎵晶體管，包括：硅襯底、依次設(shè)置在硅襯底上的氮化鎵緩沖層、氮化鋁鎵勢(shì)壘層和氮化硅層；氮化硅層上依次設(shè)置有源 端接觸孔和漏端接觸孔；源端接觸孔和漏端接觸孔下方的氮化鋁鎵勢(shì)壘層和氮化鎵緩沖層內(nèi)注入有硅離子；源端接觸孔和漏端接觸孔內(nèi)濺射有歐姆電極金屬；氮化硅層和氮化鋁鎵勢(shì)壘層上設(shè)置有柵極接觸孔；柵極接觸孔內(nèi)依次淀積有氮化硅，以及以下元素中的任意一種：鎳元素和金元素，從而通過(guò)在源端接觸孔和漏端接觸孔下方的氮化鋁鎵勢(shì)壘層和氮化鎵緩沖層進(jìn)行硅離子注入，降低氮化鋁鎵勢(shì)壘層的接觸電阻，降低氮化鎵晶體管的接觸電阻，實(shí)現(xiàn)低熱量的產(chǎn)生，提高氮化鎵晶體管的可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1為傳統(tǒng)的氮化鎵晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的氮化鎵晶體管的制作方法實(shí)施例的流程圖；

圖3為在氮化鋁鎵勢(shì)壘層上淀積氮化硅層后氮化鎵晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為形成源端接觸孔和漏端接觸孔后氮化鎵晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為在氮化硅層的表面上濺射歐姆電極金屬后氮化鎵晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為形成歐姆接觸電極后氮化鎵晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為形成柵極接觸孔后氮化鎵晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為形成柵介質(zhì)后氮化鎵晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為形成柵極后氮化鎵晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：

硅襯底-1；氮化鎵緩沖層-2；氮化鋁鎵勢(shì)壘層-3；氮化硅層-4；源端接觸孔-5；漏端接觸孔-6；歐姆電極金屬-7；歐姆接觸電極-8；柵極接觸孔-9；柵介質(zhì)-10；柵極-11。

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

圖2為本發(fā)明提供的氮化鎵晶體管的制作方法實(shí)施例的流程圖，如圖2所示，包括：

201、在硅襯底1上依次生長(zhǎng)氮化鎵緩沖層2和氮化鋁鎵勢(shì)壘層3。

202、在氮化鋁鎵勢(shì)壘層上淀積氮化硅層。

如圖3所示，圖3為在氮化鋁鎵勢(shì)壘層3上淀積氮化硅層4后氮化鎵晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。

203、對(duì)氮化硅層進(jìn)行干法刻蝕，形成源端接觸孔和漏端接觸孔。

其中，如圖4所示，圖4為形成源端接觸孔5和漏端接觸孔6后氮化鎵晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。

204、采用清洗液對(duì)氮化硅層的表面進(jìn)行清洗。

具體地，步驟204可以包括：采用dhf清洗液對(duì)氮化硅層進(jìn)行60秒的清洗；采用sc1清洗液對(duì)氮化硅層進(jìn)行60秒的清洗；采用sc2清洗液對(duì)氮化硅層進(jìn)行60秒的清洗。清洗液對(duì)氮化硅層的表面進(jìn)行清洗的操作，能夠清洗掉氮化硅層表面上的雜質(zhì)離子和氧化物等，修復(fù)氮化硅層表面上的缺陷，使得氮化硅層表面具有更好的界面狀態(tài)，以便降低接觸電阻。

205、通過(guò)源端接觸孔和漏端接觸孔對(duì)氮化鋁鎵勢(shì)壘層和氮化鎵緩沖層進(jìn)行硅離子注入。

206、采用磁控濺射鍍膜工藝，在氮化硅層的表面上濺射歐姆電極金屬。

其中，如圖5所示，圖5為在氮化硅層的表面上濺射歐姆電極金屬7后氮化鎵晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，步驟206之前，所述的方法還可以包括：在氮化硅層的表面上淀積氮化鋁層；對(duì)氮化鋁層進(jìn)行退火；采用氫氧化鉀濕法去除氮化鋁層。其中，退火溫度為1500攝氏度，退火時(shí)間為60秒，退火環(huán)境為氮?dú)狻?/p>

具體地，步驟206可以包括：采用磁控濺射鍍膜工藝，在氮化硅層的表面上濺射厚度為200埃的鈦元素；采用磁控濺射鍍膜工藝，在鈦元素的表面上濺射厚度為1200埃的鋁元素；采用磁控濺射鍍膜工藝，在鋁元素的表面上濺射厚度為200埃的鈦元素；采用磁控濺射鍍膜工藝，在鈦元素的表面上濺射厚度為200埃的錫元素。

207、對(duì)除源端接觸孔和漏端接觸孔上的歐姆電極金屬之外的其他歐姆 電極金屬進(jìn)行光刻刻蝕，形成歐姆接觸電極。

其中，如圖6所示，圖6為形成歐姆接觸電極8后氮化鎵晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。

208、對(duì)氮化硅層和氮化鋁鎵勢(shì)壘層進(jìn)行干法刻蝕，形成柵極接觸孔。

如圖7所示，圖7為形成柵極接觸孔9后氮化鎵晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，步驟208之前，所述的方法還可以包括：對(duì)歐姆電極金屬進(jìn)行退火，以形成良好的歐姆接觸的歐姆電極金屬。其中，退火溫度為840攝氏度，退火時(shí)間為30秒，退火環(huán)境為氮?dú)狻?/p>

其中，降低氮化鎵晶體管的接觸電阻，需要在氮化硅層的表面上形成良好歐姆接觸的條件有三個(gè)：氮化硅層上歐姆電極金屬的厚度、氮化硅層界面的潔凈度、退火溫度。此處退火的目的是將氮化硅層上濺射的四層金屬形成合金，并與氮化硅層表面更好的接觸，從而減小氮化鎵晶體管的接觸電阻。

209、對(duì)柵極接觸孔進(jìn)行清洗，并在柵極接觸孔內(nèi)淀積氮化硅層，形成柵介質(zhì)。

如圖8所示，圖8為形成柵介質(zhì)10后氮化鎵晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，對(duì)柵極接觸孔進(jìn)行清洗時(shí)采用的清洗液為鹽酸hcl清洗液。在柵極接觸孔內(nèi)淀積氮化硅層時(shí)可以采用低壓化學(xué)氣相沉積法lpcvd淀積氮化硅層。

210、采用磁控濺射鍍膜工藝，在柵極接觸孔內(nèi)沉積鎳元素或金元素，并進(jìn)行光刻刻蝕，形成柵極。

其中，如圖9所示，圖9為形成柵極11后氮化鎵晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。

211、在氮化硅層的表面上進(jìn)行電極開(kāi)孔，形成氮化鎵晶體管。

本實(shí)施例中，提供一種氮化鎵晶體管的制作方法，包括：在硅襯底上依次生長(zhǎng)氮化鎵緩沖層和氮化鋁鎵勢(shì)壘層；在氮化鋁鎵勢(shì)壘層上淀積氮化硅層；對(duì)氮化硅層進(jìn)行干法刻蝕，形成源端接觸孔和漏端接觸孔采用清洗液對(duì)氮化硅層的表面進(jìn)行清洗；通過(guò)源端接觸孔和漏端接觸孔對(duì)氮化鋁鎵勢(shì)壘層和氮化鎵緩沖層進(jìn)行硅離子注入；采用磁控濺射鍍膜工藝，在氮化硅層的表面上濺射歐姆電極金屬；對(duì)除源端接觸孔和漏端接觸孔上的歐姆電極金屬之外的其他歐姆電極金屬進(jìn)行光刻刻蝕，形成歐姆接觸電極；對(duì)氮化硅層和氮化鋁鎵勢(shì)壘層進(jìn)行干法刻蝕，形成柵極接觸孔；對(duì)柵極接觸孔進(jìn)行清洗，并在柵極接觸孔內(nèi)淀積氮化硅層，形成柵介質(zhì)；采用磁控濺射鍍膜工藝，在柵極接 觸孔內(nèi)沉積鎳元素或金元素，并進(jìn)行光刻刻蝕，形成柵極，從而通過(guò)在源端接觸孔和漏端接觸孔下方的氮化鋁鎵勢(shì)壘層和氮化鎵緩沖層進(jìn)行硅離子注入，降低氮化鋁鎵勢(shì)壘層的接觸電阻，降低氮化鎵晶體管的接觸電阻，實(shí)現(xiàn)低熱量的產(chǎn)生，提高氮化鎵晶體管的可靠性。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實(shí)現(xiàn)上述各方法實(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)行包括上述各方法實(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)。

結(jié)合參考圖9，為采用圖2所示的氮化鎵晶體管的制作方法制作得到的氮化鎵晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖9所示，包括：

硅襯底1、依次設(shè)置在硅襯底上的氮化鎵緩沖層2、氮化鋁鎵勢(shì)壘層3和氮化硅層4；

氮化硅層上依次設(shè)置有源端接觸孔5和漏端接觸孔6；

源端接觸孔和漏端接觸孔下方的氮化鋁鎵勢(shì)壘層和氮化鎵緩沖層內(nèi)注入有硅離子；

源端接觸孔和漏端接觸孔內(nèi)濺射有歐姆電極金屬7；

氮化硅層和氮化鋁鎵勢(shì)壘層上設(shè)置有柵極接觸孔9；

柵極接觸孔內(nèi)依次淀積有氮化硅，以及以下元素中的任意一種：鎳元素和金元素。

本實(shí)施例中，提供一種氮化鎵晶體管，包括：硅襯底、依次設(shè)置在硅襯底上的氮化鎵緩沖層、氮化鋁鎵勢(shì)壘層和氮化硅層；氮化硅層上依次設(shè)置有源端接觸孔和漏端接觸孔；源端接觸孔和漏端接觸孔下方的氮化鋁鎵勢(shì)壘層和氮化鎵緩沖層內(nèi)注入有硅離子；源端接觸孔和漏端接觸孔內(nèi)濺射有歐姆電極金屬；氮化硅層和氮化鋁鎵勢(shì)壘層上設(shè)置有柵極接觸孔；柵極接觸孔內(nèi)依次淀積有氮化硅，以及以下元素中的任意一種：鎳元素和金元素，從而通過(guò)在源端接觸孔和漏端接觸孔下方的氮化鋁鎵勢(shì)壘層和氮化鎵緩沖層進(jìn)行硅離子注入，降低氮化鋁鎵勢(shì)壘層的接觸電阻，降低氮化鎵晶體管的接觸電阻，實(shí)現(xiàn)低熱量的產(chǎn)生，提高氮化鎵晶體管的可靠性。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(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；盡管參照前述各實(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。