多栅GaN器件及制备方法.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CN113035938A(43)申请公布日2021.06.25(21)申请号202110272083.XH01L21/335(2006.01)(22)申请日2021.03.12H01L21/311(2006.01)H01L21/28(2006.01)(71)申请人浙江集迈科微电子有限公司地址313100浙江省湖州市长兴县经济技术开发区陈王路与太湖路交叉口长兴国家大学科技园二分部北园8号厂房(72)发明人黄捷左亚丽朱伟超邱士起马飞(74)专利代理机构上海光华专利事务所(普通合伙)31219代理人余明伟(51)Int.Cl.H01L29/06(2006.01)H01L29/423(2006.01)H01L29/778(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图4页(54)发明名称多栅GaN器件及制备方法(57)摘要本发明提供一种多栅GaN器件及制备方法，通过钝化层可实现对刻蚀尺寸的控制及对材料表面的保护；通过GaN插入层可作为外延叠层的氧化停止层，且通过控制GaN插入层的位置即可准确调控最终制备的多栅GaN器件的阈值电压；本发明制备的多栅GaN器件可提高器件的Ion/Ioff，提高器件的大电压、大功率的处理能力；由于器件的源、漏两端的电压可分摊到多个栅沟道上，从而可提高器件的整体耐受力；多栅GaN器件可利用2DEG来连接栅指，从而可实现对器件的小型化设计，且无需额外增加工艺步骤，也无需制作空气桥以进行同电极间互联；从而本发明制备工艺简单，成本较低。CN113035938ACN113035938A权利要求书1/2页1.一种多栅GaN器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供GaN沟道层；于所述GaN沟道层上形成外延叠层，所述外延叠层包括自下而上堆叠设置的第二AlGaN势垒层、GaN插入层及第一AlGaN势垒层；于所述外延叠层上形成钝化层，并图形化所述钝化层，显露所述第一AlGaN势垒层；进行氧化处理，使显露的所述第一AlGaN势垒层氧化；采用湿法刻蚀，去除被氧化的所述第一AlGaN势垒层，显露所述GaN插入层，形成贯穿所述第一AlGaN势垒层且间隔排布的栅槽；于所述外延叠层上形成金属源极及金属漏极，且所述金属源极及金属漏极位于所述栅槽外围；对所述栅槽进行表面处理，并于所述栅槽中形成栅氧介质层及金属栅极。2.根据权利要求1所述的多栅GaN器件的制备方法，其特征在于：形成的所述金属栅极的长度范围为50nm～150nm。3.根据权利要求1所述的多栅GaN器件的制备方法，其特征在于：所述外延叠层还包括位于所述GaN插入层与所述第一AlGaN势垒层之间的AlN层，且形成的所述栅槽贯穿所述AlN层。4.根据权利要求1所述的多栅GaN器件的制备方法，其特征在于：所述外延叠层还包括位于所述第一AlGaN势垒层上的GaN帽层。5.根据权利要求1所述的多栅GaN器件的制备方法，其特征在于，氧化所述第一AlGaN势垒层的工艺包括：温度为650℃、气压为一个大气压、氧气流量为2.5L/min及氧化时间为30min～60min。6.根据权利要求1所述的多栅GaN器件的制备方法，其特征在于，去除被氧化的所述第一AlGaN势垒层的工艺包括：在70℃的KOH溶液中进行所述湿法刻蚀30min～60min。7.根据权利要求1所述的多栅GaN器件的制备方法，其特征在于，对所述栅槽进行表面处理的工艺包括：采用Cl2气体对所述栅槽的表面进行改性，于所述栅槽的表面形成‑Cl键；采用Ar等离子气体对所述栅槽的表面进行杂质处理，并保证平面粗糙度。8.一种多栅GaN器件，其特征在于，所述多栅GaN器件包括：GaN沟道层；外延叠层，所述外延叠层位于所述GaN沟道层上，所述外延叠层包括自下而上堆叠设置的第二AlGaN势垒层、GaN插入层及第一AlGaN势垒层；间隔排布的栅槽，所述栅槽贯穿所述第一AlGaN势垒层，显露所述GaN插入层；金属源极及金属漏极，所述金属源极及金属漏极位于所述外延叠层上，且位于所述栅槽外围；栅氧介质层及金属栅极，所述栅氧介质层及金属栅极位于所述栅槽中。9.根据权利要求8所述的多栅GaN器件，其特征在于：所述金属栅极的长度范围为50nm～150nm。10.根据权利要求8所述的多栅GaN器件，其特征在于：所述外延叠层还包括位于所述GaN插入层与所述第一AlGaN势垒层之间的AlN层，且形成的所述栅槽贯穿所述AlN层；所述2CN113035938A权利要求书2/2页外延叠层还包括位于所述第一AlGaN势垒层上的GaN帽层。3CN113035938A说明书1/7页多栅GaN器件及制备方法技术领域[0001]本发明属于半导体技术领域，涉及一种多栅GaN器件及制备方法。背景技术[0002]作为第