本發(fā)明屬于半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種ganhemt器件的制作方法。

背景技術(shù)：

gan材料以其較寬的禁帶寬度使其為基底的ganhemt器件具備高的擊穿電壓、高的電流密度及低的導(dǎo)通電阻，是現(xiàn)代電力傳輸系統(tǒng)的核心器件。ganhemt作為電力電子器件的首要條件是增強(qiáng)型工作模式，科研界和產(chǎn)業(yè)界的熱點(diǎn)為具有p型gan柵極的ganhemt器件，具體做法是在柵極金屬和algan勢(shì)壘層之間插入一層p型gan層，通過(guò)pn內(nèi)建電場(chǎng)將下方algan/gan異質(zhì)結(jié)界面處的三角形勢(shì)阱抬高至費(fèi)米能級(jí)之上，從而形成增強(qiáng)型溝道。隨著研究的深入，p型gan柵極技術(shù)也遇到了瓶頸。在以上工藝技術(shù)中，需要使用干法刻蝕移除柵極以外區(qū)域的p型gan，等離子體轟擊不可避免的在柵極與源、漏極區(qū)域之間的algan勢(shì)壘層表面產(chǎn)生缺陷，缺陷的產(chǎn)生會(huì)加速器件工作在高壓下時(shí)柵極電子注入到algan勢(shì)壘層表面，進(jìn)而產(chǎn)生電流崩塌現(xiàn)象，特別是應(yīng)用于高壓大電流下的gan電力電子器件時(shí)，電流崩塌現(xiàn)象非常明顯。因此迫切需要提高器件的抗電流崩塌能力。

提高具有p型gan柵極的增強(qiáng)型ganhemt器件的抑制電流崩塌能力，業(yè)界常用的方法有以下四種：一、優(yōu)化外延生長(zhǎng)條件，降低gan緩沖層和algan勢(shì)壘層中的缺陷密度；二、改進(jìn)和優(yōu)化刻蝕方法，減小刻蝕柵極區(qū)域之外p型gan時(shí)對(duì)保留algan勢(shì)壘層表面所產(chǎn)生的損傷；三、在柵極和漏極之間的高場(chǎng)區(qū)域引入p型gan電極，用于在高場(chǎng)下向algan表面注入空穴來(lái)降低溝道電子流失，達(dá)到抑制電流崩塌的作用；四、使用gan襯底來(lái)取代si襯底，降低晶格失配，提高外延結(jié)構(gòu)質(zhì)量。但是以上方法，在工藝上實(shí)現(xiàn)難度較高，而且對(duì)并不明顯。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種大大提升增強(qiáng)型器件抑制電流崩塌能力的制作方法。

為達(dá)到上述要求，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：提供一種ganhemt器件的制作方法，包括以下步驟：

s1、在表面包含p型gan層的ganhemt結(jié)構(gòu)上形成p型gan柵極區(qū)域和p型gan空穴注入極區(qū)域；

s2、在形成柵極區(qū)域和空穴注入極區(qū)域的ganhemt結(jié)構(gòu)上制備源極和漏極，所述空穴注入極區(qū)域位于源極和漏極之間；

s3、在具備源極和漏極的ganhemt結(jié)構(gòu)上形成有源隔離區(qū)；

s4、在形成有源隔離區(qū)的ganhemt結(jié)構(gòu)上通過(guò)光刻顯影方式打開所述空穴注入極區(qū)域，在所述ganhemt結(jié)構(gòu)表面淀積一層金屬ni，并剝離空穴注入極區(qū)域之外的金屬ni；

s5、對(duì)剝離完金屬ni的ganhemt結(jié)構(gòu)進(jìn)行氧化處理，將金屬ni氧化形成nio空穴注入極；

s6、在具有nio空穴注入極的ganhemt結(jié)構(gòu)上通過(guò)光刻顯影方式打開所述柵極區(qū)域，在柵極區(qū)域制備柵極；

s7、通過(guò)光刻顯影方式打開柵極、源極、漏極及空穴注入極區(qū)域，連通漏極與nio空穴注入極，并分別對(duì)柵極、源極、漏極進(jìn)行加厚。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)在柵極與漏極之間增加空穴注入極，空穴被注入到algan勢(shì)壘層表面來(lái)補(bǔ)償被陷阱俘獲的電子，從而降低了溝道二維電子氣的耗盡，增強(qiáng)器件抗電流崩塌能力；

(2)采用通過(guò)熱氧化方法形成的nio作為空穴注入極，能夠最大化得注入空穴到algan勢(shì)壘層表面，減小溝道二維電子氣的耗盡，有利于提升空穴注入的數(shù)量，最大限度的降低器件電流崩塌現(xiàn)象；

(3)在工藝實(shí)現(xiàn)上，金屬ni通過(guò)光刻剝離能夠準(zhǔn)確分布于器件高場(chǎng)區(qū)域，容易被氧化形成高質(zhì)量nio，有利于制備高可靠性電力電子器件，工藝兼容性高。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，在這些附圖中使用相同的參考標(biāo)號(hào)來(lái)表示相同或相似的部分，本申請(qǐng)的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明的流程示意圖；

圖2為經(jīng)過(guò)步驟s1后形成的器件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為經(jīng)過(guò)步驟s2后形成的器件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為經(jīng)過(guò)步驟s3后形成的器件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為經(jīng)過(guò)步驟s4后形成的器件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為經(jīng)過(guò)步驟s5后形成的器件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為經(jīng)過(guò)步驟s6后形成的器件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為經(jīng)過(guò)步驟s7后形成的器件結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本申請(qǐng)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明。為簡(jiǎn)單起見，以下描述中省略了本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的某些技術(shù)特征。

如圖1所示，本實(shí)施例的ganhemt結(jié)構(gòu)從下至上包括襯底、aln成核層、gan緩沖層、aln插入層及algan勢(shì)壘層，該algan勢(shì)壘層上具有p型gan層，該ganhemt器件的制作方法包括以下步驟：

s1、在表面包含p型gan層的ganhemt結(jié)構(gòu)上形成p型gan柵極區(qū)域1和p型gan空穴注入極區(qū)域2；

步驟s1具體為：以az5214光刻膠為保護(hù)掩膜，通過(guò)光刻顯影形成柵極區(qū)域1保護(hù)掩膜和空穴注入極區(qū)域2保護(hù)掩膜，使用干法刻蝕去除柵極區(qū)域1保護(hù)掩膜和空穴注入極區(qū)域2保護(hù)掩膜之外的p型gan層，刻蝕氣體為cl2，緩沖氣體為bcl3，刻蝕功率為300w，刻蝕時(shí)間1min，形成p型gan柵極區(qū)域1和p型gan空穴注入極區(qū)域2，如圖2所示。

s2、在形成柵極區(qū)域1和空穴注入極區(qū)域2的ganhemt結(jié)構(gòu)上制備源極3和漏極4，所述空穴注入極區(qū)域2位于源極3和漏極4之間；

步驟s2具體為：通過(guò)光刻顯影形成歐姆電極區(qū)域，在ganhemt結(jié)構(gòu)上淀積歐姆金屬，歐姆金屬為電子束依次蒸發(fā)的ti、al、ni及au，厚度依次為20nm、160nm、50nm及100nm；以nlof2020光刻膠為金屬剝離掩膜，濕法剝離歐姆電極區(qū)域之外的歐姆金屬，然后進(jìn)行歐姆金屬合金反應(yīng)，歐姆金屬合金反應(yīng)為在氮?dú)鈿夥障聼崽幚?0s，熱處理溫度為870℃，從而形成源極3和漏極4，空穴注入極區(qū)域2位于源極3和漏極4之間，如圖3所示。

s3、在具備源極3和漏極4的ganhemt結(jié)構(gòu)上形成有源隔離區(qū)5；

以az4210光刻膠為有源區(qū)保護(hù)掩膜，通過(guò)光刻顯影形成有源區(qū)保護(hù)，采用多能量b離子注入，能量分別為20kev、60kev及80kev，劑量為1x10¹³cm^-2，形成器件有源隔離區(qū)5，如圖4所示。

s4、通過(guò)光刻顯影方式打開空穴注入極區(qū)域2，在ganhemt結(jié)構(gòu)表面電子束蒸發(fā)金屬ni，形成ni金屬層6，ni金屬層6的厚度為2-50nm，以az5214光刻膠為金屬剝離掩膜，濕法剝離空穴注入極區(qū)域2之外的金屬ni，如圖5所示；

s5、對(duì)剝離完金屬ni的ganhemt結(jié)構(gòu)進(jìn)行氧化處理，將金屬ni氧化形成nio空穴注入極7，如圖6所示；

此處，氧化方式為熱氧化，氧化溫度為500-600℃，氧化保護(hù)氣體為氧氣，氧化時(shí)間為10-60min。

s6、在具有nio空穴注入極7的ganhemt結(jié)構(gòu)上通過(guò)光刻顯影方式打開所述柵極區(qū)域1，在柵極區(qū)域1制備柵極8；

步驟s6具體為：通過(guò)光刻顯影方式打開柵極區(qū)域1，在具有nio空穴注入極7的ganhemt結(jié)構(gòu)上子束蒸發(fā)柵極金屬，柵極金屬依次為ni和au，厚度分別為50nm和300nm；以az5214光刻膠為金屬剝離掩膜，濕法剝離柵極區(qū)域1之外的柵極金屬，柵極區(qū)域1上的金屬形成柵極8，如圖7所示。

s7、通過(guò)光刻顯影方式打開柵極8、源極3、漏極4及空穴注入極區(qū)域2，連通漏極4與nio空穴注入極7，并分別對(duì)柵極8、源極3、漏極4進(jìn)行加厚。

步驟s7具體為：通過(guò)光刻顯影方式打開柵極8、源極3、漏極4及空穴注入極區(qū)域2，將漏極4與空穴注入極區(qū)域2連通，在所述ganhemt結(jié)構(gòu)表面電子束蒸發(fā)電極金屬9，電極金屬9依次為ni和au，厚度分別為50nm和300nm；以az5214光刻膠為金屬剝離掩膜，濕法剝離柵極8、源極3、漏極4頂部之外的電極金屬，形成加厚的柵極8、源極3及漏極4，完成整套器件工藝，如圖8所示。

以上實(shí)施例僅表示本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能理解為對(duì)本發(fā)明范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求為準(zhǔn)。