【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体制造，特别是涉及一种多沟道algan/gan hemt器件及其形成方法。
技术介绍
1、与第一代半导体材料si相比，第三代宽禁带半导体材料gan具有更为优秀的材料物理特性，其禁带宽度、电子迁移率、电子饱和速率、临界击穿电场、热导率等物理参数均远高于si材料。随着gan外延技术的迅速发展，gan器件的应用得到大力的推动。而gan外延材料质量和工艺技术水平的提高，使得gan器件的性能也随之提高。algan/gan hemt(高电子迁移率晶体管)最大的特点就是在沟道层存在高密度的二维电子气(2deg)，而如何利用这一特点得到高性能的器件一直都是大家研究的热点之一。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种多沟道algan/gan hemt器件及其形成方法，用于解决现有的algan/gan hemt器件性能较低的问题。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种多沟道algan/gan hemt器件，所述器件包括：衬底、缓冲层、至少两个含有二维电子气沟道的异质结结构、漏极、源极及鳍式栅极；
3、所述缓冲层形成于所述衬底的表面；
4、多个所述异质结结构堆叠设置于所述缓冲层的表面，其中，各所述异质结结构包括gan沟道层及位于所述gan沟道层表面的algan势垒层，且二者的接触界面形成所述二维电子气沟道；
5、所述漏极及所述源极的底部位于第一异质结结构的第一gan沟道层内，且所述第一异质结结构为位于最底端的所述异
6、所述鳍式栅极的底部与所述第一异质结结构的第一algan势垒层的表面接触，所述鳍式栅极的数目为多个，并沿宽度方向间隔设置，其中，所述宽度方向为所述漏极及所述源极延伸的方向。
7、可选地，所述器件还包括隔离区域，且所述隔离区域位于器件的非导电区域。
8、可选地，所述鳍式栅极之间的间隔小于所述漏极与所述源极之间的距离。
9、可选地，所述缓冲层包括gan缓冲层。
10、可选地，所述衬底包括硅衬底或蓝宝石衬底。
11、相应地，本专利技术还提供一种多沟道algan/gan hemt器件的形成方法，所述方法包括：
12、提供一半导体结构，其包括衬底、形成于衬底表面的缓冲层及形成于所述缓冲层表面的且堆叠设置的至少两个异质结结构，其中，所述异质结结构包括gan沟道层及形成于所述gan沟道层表面的algan势垒层，且二者的接触界面形成二维电子气沟道；
13、刻蚀堆叠设置的所述异质结结构以形成漏极开孔及源极开孔，且所述漏极开孔的底部与所述源极开孔的底部均位于第一异质结结构的第一gan沟道层内，其中，所述第一异质结结构为最底层的所述异质结结构；
14、于所述漏极开孔及所述源极开孔内填充金属以形成漏极及源极；
15、刻蚀堆叠设置的所述异质结结构以于所述漏极开孔及所述源极开孔之间的位置形成多个沿宽度方向间隔设置的鳍式栅极开孔，且所述鳍式栅极开孔的底部与所述第一异质结结构的第一algan势垒层的表面接触，其中，所述宽度方向为所述漏极开孔及所述源极开孔的延伸方向；
16、于所述鳍式栅极开孔内填充金属以形成鳍式栅极。
17、可选地，在形成所述漏极开孔及所述源极开孔之前，所述方法包括形成隔离区域的步骤。
18、可选地，通过离子注入工艺形成所述隔离区域。
19、可选地，刻蚀堆叠设置的所述异质结结构形成所述漏极开孔及所述源极开孔的方法包括：
20、于所述半导体结构的表面形成第一介质层；
21、于所述第一介质层的表面形成第一光刻胶层，并对所述第一光刻胶层进行图案化处理以形成漏极开孔区域及源极开孔区域；
22、刻蚀所述漏极开孔区域及所述源极开孔区域的所述第一介质层及堆叠设置的所述异质结结构以形成所述漏极开孔及所述源极开孔。
23、可选地，刻蚀堆叠设置的所述异质结结构以于所述漏极开孔及所述源极开孔之间的位置形成多个沿宽度方向间隔设置的所述鳍式栅极开孔的方法包括：
24、于所述第一介质层、所述漏极及所述源极的表面形成第二介质层；
25、于所述第二介质层的表面形成第二光刻胶层，并对所述第二光刻胶层进行图案化处理形成鳍式栅极开孔区域；
26、刻蚀所述鳍式栅极开孔区域的所述第二介质层、所述第一介质层及堆叠设置的所述异质结结构以形成所述鳍式栅极开孔。
27、可选地，所述第一介质层及所述第二介质层的材质包括氧化硅或氮化硅。
28、可选地，所述鳍式栅极之间的间隔小于所述漏极与所述源极之间的距离。
29、可选地，在于所述漏极开孔及所述源极开孔填充金属后及形成所述鳍式栅极开孔之前，所述方法包括对形成于所述漏极开孔及所述源极开孔内的金属进行退火的步骤。
30、如上所述，本专利技术的多沟道algan/gan hemt器件及其形成方法，该器件的外延结构采用至少2层异质结结构以得到多沟道外延结构，而且，栅极利用的是多鳍式栅极能够实现对多沟道的控制。本专利技术所提供的器件存在的优点包括：1)有多层沟道意味着存在多层高密度的二维电子气层，其整个外延层具有更好的导电性；2)可以通过调整表层的外延结构保护多层沟道的稳定性；3)多个鳍式栅极可以增加有源区的有效面积，提高器件的电流密度。
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1.一种多沟道AlGaN/GaN HEMT器件，其特征在于，所述器件包括：衬底、缓冲层、至少两个含有二维电子气沟道的异质结结构、漏极、源极及鳍式栅极；
2.根据权利要求1所述的多沟道AlGaN/GaN HEMT器件，其特征在于，所述器件还包括隔离区域，且所述隔离区域位于器件的非导电区域。
3.根据权利要求1或2所述的多沟道AlGaN/GaN HEMT器件，其特征在于，所述鳍式栅极之间的间隔小于所述漏极与所述源极之间的距离。
4.根据权利要求1所述的多沟道AlGaN/GaN HEMT器件，其特征在于，所述缓冲层包括GaN缓冲层。
5.根据权利要求1所述的多沟道AlGaN/GaN HEMT器件，其特征在于，所述衬底包括硅衬底或蓝宝石衬底。
6.一种多沟道AlGaN/GaN HEMT器件的形成方法，其特征在于，所述方法包括：
7.根据权利要求6所述的多沟道AlGaN/GaN HEMT器件的形成方法，其特征在于，在形成所述漏极开孔及所述源极开孔之前，所述方法包括形成隔离区域的步骤。
8.根据权利要求7所述
9.根据权利要求6或7所述的多沟道AlGaN/GaN HEMT器件的形成方法，其特征在于，刻蚀堆叠设置的所述异质结结构形成所述漏极开孔及所述源极开孔的方法包括：
10.根据权利要求9所述的多沟道AlGaN/GaN HEMT器件的形成方法，其特征在于，刻蚀堆叠设置的所述异质结结构以于所述漏极开孔及所述源极开孔之间的位置形成多个沿宽度方向间隔设置的所述鳍式栅极开孔的方法包括：
11.根据权利要求10所述的多沟道AlGaN/GaN HEMT器件的形成方法，其特征在于，所述第一介质层及所述第二介质层的材质包括氧化硅或氮化硅。
12.根据权利要求6所述的多沟道AlGaN/GaN HEMT器件的形成方法，其特征在于，所述鳍式栅极之间的间隔小于所述漏极与所述源极之间的距离。
13.根据权利要求6所述的多沟道AlGaN/GaN HEMT器件的形成方法，其特征在于，在于所述漏极开孔及所述源极开孔填充金属后及形成所述鳍式栅极开孔之前，所述方法包括对形成于所述漏极开孔及所述源极开孔内的金属进行退火的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种多沟道algan/gan hemt器件，其特征在于，所述器件包括：衬底、缓冲层、至少两个含有二维电子气沟道的异质结结构、漏极、源极及鳍式栅极；
2.根据权利要求1所述的多沟道algan/gan hemt器件，其特征在于，所述器件还包括隔离区域，且所述隔离区域位于器件的非导电区域。
3.根据权利要求1或2所述的多沟道algan/gan hemt器件，其特征在于，所述鳍式栅极之间的间隔小于所述漏极与所述源极之间的距离。
4.根据权利要求1所述的多沟道algan/gan hemt器件，其特征在于，所述缓冲层包括gan缓冲层。
5.根据权利要求1所述的多沟道algan/gan hemt器件，其特征在于，所述衬底包括硅衬底或蓝宝石衬底。
6.一种多沟道algan/gan hemt器件的形成方法，其特征在于，所述方法包括：
7.根据权利要求6所述的多沟道algan/gan hemt器件的形成方法，其特征在于，在形成所述漏极开孔及所述源极开孔之前，所述方法包括形成隔离区域的步骤。
8.根据权利要求7所述的多沟道algan/gan he...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙鹏，邓光敏，杨继业，邢军军，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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