本發(fā)明涉及一種高可靠性hemt制作方法,屬于場效應晶體管制作領域。
背景技術:
高電子遷移率晶體管也稱調制摻雜場效應管(modfet),又稱二維電子氣場效應管(2degfet),它是利用調制摻雜方法,在異質結界面形成的三角形勢阱中的二維電子氣作為溝道的場效應晶體管,簡稱hemt。這種器件及其集成電路都能夠工作于超高頻(毫米波)、超高速領域,原因就在于它是利用具有很高遷移率的所謂二維電子氣來工作的。
載流子的遷移率主要受晶格熱振動和電離雜質兩種散射作用而降低。電離雜質散射是增加載流子濃度和提高載流子遷移率矛盾產生的根源。hemt與其它場效應管的主要區(qū)別是它包含一個由寬帶隙材料(如algaas)和窄帶隙材料(如gaas)構成的異質結。在該異質結中摻n型雜質的寬帶隙材料作為電子的提供層向不摻雜窄帶隙材料提供大量電子。這些電子積累在由兩種材料導帶底能量差(δec)形成的三角形勢阱中形成二維電子氣(2deg)。由于電子脫離了提供它的寬帶隙材料中帶正電的施主電離中心進入了不摻雜(無電離雜質散射)窄帶隙材料的勢阱中,不再受到電離雜質散射作用,而呈現(xiàn)出很高的遷移率。利用這種無雜質散射的二維電子氣作為導電溝道,溝道中的電子濃度受到柵電壓的調制,在柵極兩側設置源區(qū)和漏區(qū),這種場效應管就是hemt。
hemt二維電子氣電子濃度是由兩種半導體材料導帶能量差引起,尤其在ganhemt中,algan和gan的極化效應也會產生二維電子氣,外部應力會導致二維電子氣中電子濃度變化。如圖1所示,現(xiàn)有hemt工藝中,為了減小應力對二維電子氣的影響,器件柵極區(qū)域采用較薄的介質層和鈍化層覆蓋,即圖中1所指的區(qū)域。現(xiàn)有工藝方案能減小介質層和鈍化層對器件性能的影響,但由于介質層和鈍化層太薄,器件在潮濕環(huán)境的可靠性非常差。
技術實現(xiàn)要素:
為了解決上述技術問題,本發(fā)明提供了一種高可靠性hemt制作方法。
為了達到上述目的,本發(fā)明所采用的技術方案是:
一種高可靠性hemt制作方法,包括以下步驟,
步驟1,在成型后的hemt器件上淀積介質層,并對介質層進行平坦化處理;
步驟2,在平坦化處理后的介質層上刻蝕若干通孔或槽;
步驟3,在通孔或槽中淀積金屬層,并對金屬層進行平坦化處理;
步驟4,在平坦化處理后的金屬層和介質層上淀積鈍化層。
平坦化處理后的金屬層頂面與平坦化處理后的介質層頂面齊平。
所述介質層的應力范圍為-1×109~1×109dyne/cm2。
所述介質層包括多層介質,相鄰兩層介質之間設置有介質阻擋層。
所述金屬層的底部設置有金屬阻擋層。
所述鈍化層為sin和/或sion。。
本發(fā)明所達到的有益效果:本發(fā)明采用先開孔后金屬填充,然后淀積鈍化層,通過優(yōu)化鈍化層結構,可以保障器件的防潮能力,使器件具有在潮濕環(huán)境工作的高可靠性;同時通過調節(jié)鈍化層的厚度和應力,可以實現(xiàn)對器件性能的調節(jié)優(yōu)化。
附圖說明
圖1為現(xiàn)有的hemt。
圖2為低應力介質層淀積和平坦化處理后的示意圖。
圖3為刻蝕通孔或槽后的示意圖。
圖4為金屬淀積后的示意圖。
圖5為金屬平坦化處理后的示意圖。
圖6為本發(fā)明的hemt。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術方案,而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
一種高可靠性hemt制作方法,包括以下步驟:
步驟1,如圖2所示,,在成型后的hemt器件上淀積介質層,并對介質層2進行平坦化處理。
這里采用進行cmp(化學機械拋光)進行平坦化處理,介質層2包括一層或多層介質,該介質層2的應力范圍為-1×109~1×109dyne/cm2,如果是多層介質,則相鄰兩層介質之間設置有介質阻擋層。
步驟2,如圖3所示,在平坦化處理后的介質層2上刻蝕若干通孔或槽5。
步驟3,如圖4和5所示,在通孔或槽5中淀積金屬層3,并對金屬層3進行平坦化處理。
平坦化處理后的金屬層3頂面與平坦化處理后的介質層2頂面齊平,該金屬層3可以為金、銅、鋁等,金屬層3的底部設置有金屬阻擋層,如鈦和或氮化鈦。
步驟4,如圖6所示,在在平坦化處理后的金屬層3和介質層2上淀積鈍化層4,鈍化層4為sin和/或sion。
上述方法采用先開孔后金屬填充,然后淀積鈍化層4,通過優(yōu)化鈍化層4結構,可以保障器件的防潮能力,使器件具有在潮濕環(huán)境工作的高可靠性;同時通過調節(jié)鈍化層4的厚度和應力,可以實現(xiàn)對器件性能的調節(jié)優(yōu)化。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,應當指出,對于本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下,還可以做出若干改進和變形,這些改進和變形也應視為本發(fā)明的保護范圍。