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带有漏极场板的器件结构及其制备方法技术

技术编号:42327828 阅读:3 留言:0更新日期:2024-08-14 16:06
本发明专利技术提供一种带有漏极场板的器件结构及其制备方法,其中制备方法包括:提供基板,基板包括:衬底、势垒层和钝化层,势垒层和钝化层均位于衬底的上方,钝化层位于势垒层的上方;在钝化层上涂覆光刻胶,以形成光刻层;在光刻层上刻蚀出欧姆窗口,以露出钝化层;通过欧姆窗口对基板进行刻蚀,以形成欧姆凹槽并露出势垒层,欧姆凹槽的侧壁为斜面或球面;在欧姆窗口和欧姆凹槽内淀积导电材料,以形成带有漏极场板的漏极。本发明专利技术能够降低结构器件的工艺复杂度,提高器件结构的成品率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件,尤其涉及一种带有漏极场板的器件结构及其制备方法


技术介绍

1、高电子迁移率晶体管(hemt)是一种场效应晶体管,其是由两种带隙不同的材料形成异质结,为载流子提供沟道,hemt可以在极高频下工作,所以其在通信、卫星、雷达等方面有着广泛的应用。

2、特别是gan(氮化镓)基的hemt器件,因其具有禁带宽度大、高击穿电场、抗辐照和耐高温等优点而倍受人们关注。但是gan基hemt器件的耐压和可靠性问题往往受多种因素制约。国内外学者研究发现,gan基hemt器件漏极附近处的电场强度会达到峰值,进而会使得器件在长时间的高场应力作用下,发生退化甚至直接击穿。而为解决这一问题,许多研究者采用不同种类的场板结构使得漏源电场均匀化,削减峰值电场,从而提高器件的击穿电压,其中就包括带有漏极场板的漏极。

3、但是现有在制备带有漏极场板的漏极的过程中,通常采用两次光刻才能得到漏极场板结构,结合图1a至图1e,其制备过程如下:在已生长标记的基板上涂第一层光刻胶,并对第一层光刻胶进行曝光;当第一层光刻胶曝光完成后,对势垒层进行欧姆凹陷刻蚀(recess),形成欧姆凹槽;然后去胶,在欧姆凹槽的基础上进行二次光刻,最后淀积金属并剥离,形成带有漏极场板的漏极欧姆接触区域,也即形成带有漏极场板的漏极。但是由于生长过程涉及二次光刻与套刻,为了保证两次光刻在位置上的一致性,需要额外生长对准标记,同时二次光刻增加了出现缺陷的可能性,影响器件性能,风险性较大,并且制备带有漏极场板的漏极的工艺步骤繁琐、周期冗长、成本昂贵且成品率低。


技术实现思路

1、为解决上述问题,本专利技术提供的带有漏极场板的器件结构及其制备方法,通过形成侧壁为斜面或球面的欧姆凹槽,并依据欧姆凹槽形成带有漏极场板的漏极,能够有效的降低制备带有漏极场板的漏极的复杂度,并提高器件结构的成品率。

2、第二方面,本专利技术提供一种带有漏极场板的器件结构的制备方法,包括:

3、提供基板。基板包括:衬底、势垒层和钝化层,势垒层和钝化层均位于衬底的上方,钝化层位于势垒层的上方;

4、在钝化层上涂覆光刻胶,以形成光刻层;

5、在光刻层上刻蚀出欧姆窗口,以露出钝化层;

6、通过欧姆窗口对基板进行刻蚀,以形成欧姆凹槽并露出势垒层,欧姆凹槽的侧壁为斜面或球面;

7、在欧姆窗口和欧姆凹槽内淀积导电材料,以形成带有漏极场板的漏极。

8、可选地,在欧姆窗口和欧姆凹槽内淀积导电材料的步骤之后,制备方法还包括:

9、去除光刻层。

10、可选地,欧姆凹槽的底端位于势垒层内。

11、可选地,在光刻层上刻蚀出欧姆窗口的步骤之后,制备方法还包括:

12、对光刻层进行回流,以形成侧壁为球面的欧姆窗口。

13、可选地,在欧姆窗口和欧姆凹槽内淀积导电材料的步骤之后,制备方法还包括:

14、对漏极中突出钝化层的部分进行剥离,以使漏极中朝向源极的侧面为斜面或球面。

15、第二方面,本专利技术提供一种带有漏极场板的器件结构,包括:基板和带有漏极场板的漏极;

16、基板包括:衬底、势垒层和钝化层,势垒层和钝化层均位于衬底的上方,钝化层位于势垒层的上方;

17、基板上开设有欧姆凹槽,欧姆凹槽贯穿钝化层,欧姆凹槽的侧壁为斜面或球面,漏极的一端与欧姆凹槽适配,漏极的一端位于欧姆凹槽内并与势垒层连接,漏极的另一端突出于钝化层。

18、可选地,欧姆凹槽的底端位于势垒层内。

19、可选地,漏极的材料为与半导体材料结合后生成欧姆接触的金属材料。

20、可选地,器件结构还包括:源极;

21、源极的一端穿过钝化层并与势垒层连接,源极的另一端突出于钝化层。

22、可选地,漏极的另一端中的朝向源极的侧面为斜面或球面。

23、本专利技术提供的带有漏极场板的器件结构及其制备方法,通过形成侧壁为斜面或球面的欧姆凹槽,并依据欧姆凹槽形成带有漏极场板的漏极,使得漏极的底端位于欧姆凹槽内并与欧姆凹槽适配,不但能够减少光刻的次数,有效的降低制备带有漏极场板的漏极的复杂度以及成本,同时还能够使漏极的底部与基板更紧密的贴合,避免欧姆凹槽与漏极之间出现空隙,且能够减少热电子注入漏极时所引起的击穿,提高了器件结构的性能以及成品率。

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【技术保护点】

1.一种带有漏极场板的器件结构的制备方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在所述欧姆窗口和所述欧姆凹槽内淀积导电材料的步骤之后,所述制备方法还包括:

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述欧姆凹槽的底端位于所述势垒层内。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在所述光刻层上刻蚀出欧姆窗口的步骤之后,所述制备方法还包括:

5.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法,其特征在于,在所述欧姆窗口和所述欧姆凹槽内淀积导电材料的步骤之后,所述制备方法还包括:

6.一种带有漏极场板的器件结构,其特征在于,包括:基板和带有漏极场板的漏极;

7.根据权利要求6所述的器件结构,其特征在于,所述欧姆凹槽的底端位于所述势垒层内。

8.根据权利要求6所述的器件结构,其特征在于,所述漏极的材料为与半导体材料结合后生成欧姆接触的金属材料。

9.根据权利要求6所述的器件结构,其特征在于,所述器件结构还包括:源极;

10.根据权利要求6至9任一项所述的器件结构,其特征在于,所述漏极的另一端中的朝向源极的侧面为斜面或球面。

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【技术特征摘要】

1.一种带有漏极场板的器件结构的制备方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在所述欧姆窗口和所述欧姆凹槽内淀积导电材料的步骤之后,所述制备方法还包括:

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述欧姆凹槽的底端位于所述势垒层内。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在所述光刻层上刻蚀出欧姆窗口的步骤之后,所述制备方法还包括:

5.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法,其特征在于,在所述欧姆窗口和所述欧姆凹槽内淀积导电材料的步骤之后...

【专利技术属性】
技术研发人员:张睿哲魏珂张昇何晓强王建超陈晓娟刘新宇
申请(专利权)人:中国科学院微电子研究所
类型:发明
国别省市:

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