对硅衬底上的III族氮化物的衬底击穿电压的改进.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103177960A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103177960103177960A(43)申请公布日2013.06.26(21)申请号201210477613.5(22)申请日2012.11.21(30)优先权数据61/564,6142011.11.29US13/650,5482012.10.12US(71)申请人台湾积体电路制造股份有限公司地址中国台湾新竹(72)发明人余俊磊姚福伟游承儒许竣为黄敬源(74)专利代理机构北京德恒律治知识产权代理有限公司11409代理人章社杲孙征(51)Int.Cl.H01L21/335(2006.01)H01L29/778(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书8页说明书8页附图7页附图7页(54)发明名称对硅衬底上的III族氮化物的衬底击穿电压的改进(57)摘要本发明涉及对硅衬底上的III族氮化物的衬底击穿电压的改进。本发明提供了一种制造高电子迁移率晶体管(HEMT)的方法包括：在硅衬底上方形成非故意掺杂的氮化镓(UIDGaN)层，在UIDGaN层上方形成施主供应层，形成栅极，在栅极和施主供应层的部分上方形成钝化层，以及在施主供应层和钝化层的部分上方形成欧姆源极结构和欧姆漏极结构。源极结构包括源极接触部和顶部。顶部与源极接触部和栅极之间的钝化层重叠，并且可以与栅极的一部分以及栅极和漏极结构之间的钝化层的一部分重叠。CN103177960ACN103796ACN103177960A权利要求书1/1页1.一种方法，包括：提供硅衬底；在所述硅衬底上方外延生长氮化镓(GaN)层；在所述GaN层上方外延生长施主供应层；在所述施主供应层上形成栅极；在所述栅极和所述施主供应层上方沉积钝化膜；蚀刻所述钝化膜的一部分，以形成到达所述施主供应层的源极开口和漏极开口，所述源极开口和所述漏极开口设置在所述栅极的相对两侧；在所述开口和所述钝化膜上方沉积欧姆金属层；以及蚀刻所述欧姆金属层的一部分，以形成源极结构和漏极结构，所述源极结构包括顶部，所述顶部设置在所述源极结构和所述栅极之间的所述钝化膜的至少一部分的上方。2.根据权利要求1所述的方法，其中，沉积所述欧姆金属层包括：沉积包含钛的第一金属层；以及在所述第一金属层上方沉积包含铝的第二金属层。3.根据权利要求2所述的方法，其中，沉积所述欧姆金属层进一步包括：在所述第二金属层上方沉积第三金属层。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第三金属层包括镍、铜、钛或者氮化钛。5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：形成用于所述栅极、所述源极结构和所述漏极结构的接触件。6.根据权利要求1所述的方法，其中，沉积所述钝化膜包括：使用等离子体增强化学汽相沉积(PECVD)沉积氮化硅膜、使用低压化学汽相沉积(LPCVD)沉积氮化硅膜、或者使用PECVD沉积氧化硅膜。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述钝化膜的厚度至少是300埃。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述钝化膜是氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、掺碳氧化硅、掺碳氮化硅或者掺碳氮氧化硅。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述钝化膜是氧化锌、氧化锆、氧化铪或者氧化钛。10.一种电路结构，包括：硅衬底；非故意掺杂氮化镓(UIDGaN)层，位于所述衬底上方；AlxGa(1-x)N(AlGaN)层，位于所述UIDGaN层上方，其中，x介于0.1至1之间；栅极，位于所述AlGaN层上方；钝化膜，位于所述栅极上方和所述栅极周围的所述AlGaN层上方；源极结构，包含欧姆金属层，具有至少两层金属层，所述源极结构具有源极接触部和顶部，其中，所述顶部设置在所述源极接触部和所述栅极之间的所述钝化膜的至少一部分上方；以及漏极结构，包含欧姆金属层，具有至少两层金属层，所述漏极结构设置在所述栅极的相对于所述源极结构的一侧；其中，所述源极接触部和所述栅极之间的间距小于所述栅极和所述漏极结构之间的间距。2CN103177960A说明书1/8页对硅衬底上的III族氮化物的衬底击穿电压的改进[0001]相关申请的交叉参考[0002]本申请要求于2011年11月29日提交的美国临时专利申请号为“61/564,614”的优先权，其全部内容结合于此作为参考。技术领域[0003]本发明总体上涉及半导体电路制造工艺，具体来说，涉及基于三族五族(III-V)化合物半导体的晶体管。背景技术[0004]由于诸如氮化镓(GaN)及其相关合金的三族五族化合物半导体(常表示为III-V族化合物半导体)在电子和光电子器件方面的应用前景，人们近年来对其进行了不断的研究。许多III-V族化合物半导体的大能带隙和高电子饱和速度使得它们在高温、高压、高速的电力电子学应用中成为优选。使用III-V族