【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体材、器件与集成电路领域，尤其涉及一种新型半导体器件与制作方法。
技术介绍
1、金刚石材料具有很多优良的性质，如最高的导热系数、超宽的禁带宽度、高击穿电压、高的载流子迁移率等，被称为终极半导体材料，是“后摩尔时代”半导体技术的进一步发展的重要的技术路线，在研制高温、高频、高功率器件、抗辐射器件以及紫外探测器、短波发光二极管等方面具有广阔的应用前景，是无线通信、国防、新能源、航空航天等领域关键的电子器件。
2、金刚石具有独特的物理和化学特性，使其在各种应用中特别具有吸引力。金刚石具有极低化学反应性使其可用于高腐蚀性环境。金刚石的室温热导率高达2000w/mk以上，是已知的所有材料中最高的，比铜高2.5到5倍，比硅高10到20倍，比碳化硅高3-5倍。金刚石在室温下也是电绝缘体，电阻率高达106ohm.cm。金刚石也是一种宽禁带半导体材料，其禁带宽度为5.5ev,且具有很高的电子和空穴迁移率，分别高达7000cm2/v-s和5000cm2/v-s以上，在高频场效应晶体管和大功率开关等半导体器件中具有广泛的应用前景。
3、但是，金刚石具有难掺杂，特别是n-型掺杂的特点，限制了基于金刚石材料的半导体器件的制作和应用。本申请解决了金刚石材料掺杂难的问题，并提出了基于金刚石材料的半导体器件的制作的完整方案。
4、氮化铝是新型iii-v族半导体材料，在iii-v族化合物半导体中具有最大禁带宽度及直接带隙。常用的化合物半导体的禁带宽度分别为：砷化镓1.43ev,磷化铟1.35ev，碳化硅3.25e
5、为了突破金刚石和氮化铝材料的掺杂难的缺点，充分利用金刚石和氮化铝材料的优良性质，本申请提出了新型的半导体器件及其制作方法，为实现高温、高压、大功率的应用提供一种新的技术路线和实施方案。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种新型半导体器件与制作方法，其中，一种新型半导体器件包括：
2、金刚石外延层，所述金刚石外延层设置在金刚石衬底上方；
3、氮化物外延层，设置在所述金刚石外延层上，所述金刚石外延层位于所述氮化物外延层与所述金刚石衬底之间的位置；所述氮化物外延层材料包括氮化铝(aln)、氮化硼(bn)、铝镓氮(algan)等。
4、源极、栅极和漏极，均设置在所述氮化物外延层上远离所述金刚石外延层的一侧位置，所述源极和所述栅极之间施加栅极电压，所述源极和所述漏极之间施加源漏电压。
5、本申请提供一种制作方法，用于制作上述的一种新型半导体器件，所述制作方法包括有：
6、步骤1：制作金刚石衬底，并去除金刚石衬底表面的金属污染物、杂质颗粒和有机成分；
7、步骤2：在所述金刚石衬底上制作单晶金刚石外延薄膜；
8、步骤3：通过化学气相沉积法在单晶金刚石外延层上制作氮化物外延层；
9、步骤4：制作源漏欧姆接触；
10、步骤5：在所述氮化物外延层上制作栅极。
11、可选的，在本申请的一些实施例中，在所述步骤4中，所述欧姆接触的制作包括源漏掺杂工艺，所述源漏掺杂工艺包括：
12、步骤401：在所述氮化物外延层上制作厚度为100nm-2um的保护层，所述氮化物外延层包括氮化铝外延层，所述保护层包括氧化硅、氮化硅、氧化铝中其中的一种；
13、步骤402：在所述保护层上制作掩膜层；
14、步骤403：通过离子注入工艺对源漏极进行si掺杂，其中离子束能量范围为10-360kev，注入入射角0-7°，注入剂量1014–1016/cm2；
15、步骤404：在氮气环境中、1200-1600℃的高温退火环境下对氮化铝中的硅掺杂进行离子激活，退火时间为15-60min。
16、可选的，在本申请的一些实施例中，在所述步骤404中，离子激活还包括有激光退火，所述激光退火包括在室温环境下对所述氮化铝外延层的源漏区域施加脉冲激光，所述脉冲激光垂直照射于所述氮化铝外延层的源漏区域，以形成源漏欧姆接触；
17、在所述源漏区域外的区域通过所述掩膜层进行保护，所述掩膜层包括有光刻胶、介质层和金属层中的一种，所述掩膜层的厚度为100nm-5um；
18、完成激光退火后，去掉掩膜层，清洗晶圆，并进行温度800-1200c，时间30-180秒的高温退火。
19、可选的，在本申请的一些实施例中，在所述步骤4中，所述欧姆接触的制作包括外延层再生长过程，所述外延层再生长方法过程包括：
20、步骤401′：在所述氮化铝外延层上制作介质层，所述介质层作为外延再生长工艺的掩膜层，所述介质层的厚度为50-500nm；
21、步骤402′：对所述掩膜层和所述氮化物薄膜进行刻蚀，所述氮化物薄膜包括氮化铝薄膜；
22、步骤403′：通过化学气相沉积方法对氮化铝外延层进行再生长，以生长材料alxga(1-x)n，其中0≤x≤1；
23、步骤404′：对再生长的外延材料进行n-型掺杂。
24、6.根据权利要求4-5中任一项所述的一种制作方法，其特征在于，所述欧姆接触的制作包括：
25、步骤405：进行光刻工艺，所述光刻工艺包括涂胶、对准、曝光、显影；
26、步骤406：沉积源漏极金属层，所述源漏极金属层包括ti,al,ni,pt,au,pd其中的一种或多种；
27、步骤407：实施金属剥离工艺，除去光刻胶及光刻胶上面的金属层；
28、步骤408：实施金属退火工艺，温度为700-900℃之间，时间为30-90秒。
29、可选的，在本申请的一些实施例中，在所述步骤5中，所述栅极制作包括：
30、步骤501：进行光刻工艺，所述光刻工艺包括涂胶、对准、曝光、显影；
31、步骤502：制作栅极金属层，所述栅极金属层的制作包括金属沉积、金属剥离、去胶、清洗。
32、可选的，在本申请的一些实施例中，在所述氮化铝外延层上，还设置有盖帽层，所述盖帽层位于所述源漏极上，所述盖帽层包括sin或gan。
33、可选的，在本申请的一些实施例中，所述步骤1中，去除方法包括有加热酸处理、有机溶剂超声波清洗和氢氧等离子体蚀刻处理。
34、可选的，在本申请的一些实施例中，所述步骤3中，所述氮化物外延层包括氮化铝外延层，所述氮化铝外延层生本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种新型半导体器件，其特征在于，包括：
2.一种制作方法，用于制作如权利要求1所述的一种新型半导体器件，其特征在于，所述制作方法包括有：
3.根据权利要求2所述的一种制作方法，其特征在于，在所述步骤4中，所述欧姆接触的制作包括源漏掺杂工艺，所述源漏掺杂工艺包括：
4.根据权利要求3所述的一种制作方法，其特征在于，在所述步骤404中，离子激活还包括有激光退火，所述激光退火包括在室温环境下对所述氮化物外延层施加脉冲激光，所述脉冲激光垂直照射于所述氮化物外延层的源漏位置；
5.根据权利要求2所述的一种制作方法，其特征在于，在所述步骤4中，所述欧姆接触的制作包括外延再生长工艺，所述外延再生长方法过程包括：
6.根据权利要求4-5中任一项所述的一种制作方法，其特征在于，所述欧姆接触的制作包括：
7.根据权利要求2所述的一种制作方法，其特征在于，在所述步骤5中，所述栅极制作包括：
8.根据权利要求7所述的一种制作方法，其特征在于，所述氮化物外延层上，还设置有盖帽层，所述盖帽层包括SiN或GaN。
<...【技术特征摘要】
1.一种新型半导体器件，其特征在于，包括：
2.一种制作方法，用于制作如权利要求1所述的一种新型半导体器件，其特征在于，所述制作方法包括有：
3.根据权利要求2所述的一种制作方法，其特征在于，在所述步骤4中，所述欧姆接触的制作包括源漏掺杂工艺，所述源漏掺杂工艺包括：
4.根据权利要求3所述的一种制作方法，其特征在于，在所述步骤404中，离子激活还包括有激光退火，所述激光退火包括在室温环境下对所述氮化物外延层施加脉冲激光，所述脉冲激光垂直照射于所述氮化物外延层的源漏位置；
5.根据权利要求2所述的一种制作方法，其特征在于，在所述步骤4中，所述欧姆接触的制作包括外延再生长工艺，所述外延再生长方法过程包括：...
【专利技术属性】
技术研发人员：樊永辉，
申请(专利权)人：合肥吉芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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