一种防击穿的氮化镓基功率器件制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112599412A(43)申请公布日2021.04.02(21)申请号202011329275.1(22)申请日2020.11.24(71)申请人上海工程技术大学地址201620上海市松江区龙腾路333号(72)发明人郝惠莲(74)专利代理机构上海唯智赢专利代理事务所(普通合伙)31293代理人姜晓艳(51)Int.Cl.H01L21/285(2006.01)H01L29/45(2006.01)H01L21/335(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种防击穿的氮化镓基功率器件制备方法(57)摘要本发明属于半导体的技术领域，公开了一种防击穿的氮化镓基功率器件制备方法，在衬底上外延生长氮化镓基层，再沉积氧化铟锡ITO层，然后通过刻蚀工艺仅保留源电极和漏电极区域的氧化铟锡ITO层，最后，制备源电极、漏电极和栅电极。本发明的制备方法操作简单，成本低廉，效率高，适应性强，极具应用前景。CN112599412ACN112599412A权利要求书1/1页1.一种防击穿的氮化镓基功率器件制备方法，其特征在于：在衬底上外延生长氮化镓基层，再沉积氧化铟锡ITO层，然后通过刻蚀工艺仅保留源电极和漏电极区域的氧化铟锡ITO层，最后，制备源电极、漏电极和栅电极。2.根据权利要求1所述的防击穿的氮化镓基功率器件制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、在衬底上依次外延生长GaN层和AlGaN层，再进行光刻，然后再刻蚀AlGaN层的边缘部分至GaN层的一部分也刻蚀掉；步骤二、沉积氧化铟锡ITO层，然后进行刻蚀，仅保留源电极和漏电极区域的氧化铟锡ITO层，再对保留下来的氧化铟锡ITO层进行退火处理；步骤三、在源电极和漏电极区域的氧化铟锡ITO层上制备源电极、漏电极，在AlGaN层上制备栅电极；步骤四、沉积钝化层，并将源电极、漏电极和栅电极上方的钝化层刻蚀掉。3.根据权利要求2所述的防击穿的氮化镓基功率器件制备方法，其特征在于：利用电子束蒸发台蒸镀形成氧化铟锡ITO层，所述氧化铟锡ITO层的厚度设置为1‑1000nm。4.根据权利要求2所述的防击穿的氮化镓基功率器件制备方法，其特征在于：所述源电极、漏电极均设置为利用电子束蒸发设备蒸镀后，再进行退火处理制成的欧姆接触电极，均采用Ti/Al/Ti/Au或者Ti/Al/Ni/Au多层金属材料制成，所述栅电极为利用电子束蒸发设备蒸镀制成，采用Ni/Au或者Ni/Pt/Au多层金属材料制成。5.根据权利要求2所述的防击穿的氮化镓基功率器件制备方法，其特征在于：所述衬底采用Si、蓝宝石或者SiC材料制成，所述钝化层采用SiN材料制成。6.根据权利要求5所述的防击穿的氮化镓基功率器件制备方法，其特征在于：所述步骤一中的刻蚀深度要大于200nm。2CN112599412A说明书1/3页一种防击穿的氮化镓基功率器件制备方法技术领域[0001]本发明涉及半导体的技术领域，尤其涉及一种防击穿的氮化镓基功率器件制备方法。背景技术[0002]以Si技术为基础的半导体技术经过长时间的发展，成为了整个半导体产业的助推剂。近年来，随着科技的进步，第一代半导体材料Si、Ge和第二代半导体材料GaAs、InSb等已不能完全满足产业迅速发展的需要，于是宽禁带半导体材料(SiC、GaN等)渐渐的引起了人们的重视。SiC和GaN材料由于具有更高的电子迁移率、更大的导热系数、更高的击穿电场等，成为了电力电子器件领域中的研究热点。SiC基电力电子器件发展较早，但是其较高的成本严重制约了它的发展，尤其是它在市场上的推广。GaN电力电子器件发展较晚，其研究开始于2000年左右，但是GaN和SiC具有相类似的优越特性，而且成本随着研究的深入将会有很大的降低，因此，GaN基功率器件在电力电子应用领域具有非常大的潜力。[0003]电力电子器件通常要求工作在开、关状态下，开态时要求电力电子器件的特征导通电阻要低，关态时要求击穿电压较高。击穿电压是电力电子器件的重要参数，根据GaN材料的性能，击穿电场在3MV/cm的量级。目前的GaN基功率器件往往在远没达到此击穿电场的条件下，就已经被击穿，其中一个重要原因是GaN基功率器件在制作过程中，为了形成源漏欧姆接触电极，在做完欧姆金属蒸发后，需要对欧姆金属进行退火，才能形成真正的欧姆接触，但是退火之后，源漏电极金属渗入材料的深度不同，会使得源漏电极在下方的AlGaN材料中形成金属尖峰。这样，器件工作时，随着漏压的加大，电极的金属尖峰会引入电场峰值，最终导致碰撞电离和雪崩击穿，造成器件击穿。发明内容[0004]本发明的目的在于克服现有技术中退火处理造成源漏电极金属渗入材料的深度不同，会使得源漏电极在下方的AlGaN材