CN116564965A - 基于准增强型氮化镓器件的反相器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于准增强型氮化镓器件的反相器及其制造方法,反相器包括耗尽型负载晶体管和一个准增强型负载晶体管,准增强型负载晶体管由一个耗尽型负载晶体管的源极和栅极之间串联若干二极管形成,二极管为与晶体管一同制备的肖特基势垒二极管,准增强型负载晶体管的漏极与耗尽型负载晶体管的源极和栅极连接,本发明通过对器件结构的改变,制备了阈值电压为正的准增强型GaN HEMT器件,不需要对半导体层进行刻蚀,降低对刻蚀设备的需求,简化制备工艺流程,同时避免了刻蚀所带来的损伤,提高了器件的性能;将准增强型器件与耗尽型器件同时集成在一个外延片上,这两种器件通过金属连接,构成单片集成的反相器电路。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于准增强型氮化镓器件的反相器及其制造方法。
背景技术
氮化镓(GaN)材料的禁带宽度大、电子饱和速度快、且击穿电压高。因此,基于铝镓氮/氮化镓(AlGaN/GaN)异质结结构的高电子迁移率晶体管(HEMT)具有饱和电流大,通态电阻小等优点。因此,GaN HEMT能够在高压、高频、高温等极端条件下工作,被广泛应用于汽车工业、航空航天以及军事装备等重要领域。
GaN HEMT器件在自发极化与压电极化的双重作用下形成二维电子气,从而构成漏极与源极之间的导电沟道。由于AlGaN/GaN异质结的存在,只有栅极施加负电压的情况下,才能耗尽二维电子气,使器件处于关断状态,因此称为耗尽型(D-mode)器件。而反相器电路通常由一个D-mode器件和一个增强型(E-mode)器件串联组成,因此需要制备E-mode GaNHEMT,即只有在栅极施加正电压的情况下,器件才会实现导通。目前实现E-mode GaN HEMT的方式主要有四种:栅极挖槽(Gate Recess)技术,p-GaN cap技术,氟离子注入技术以及Cascade结构技术。前两种方法对刻蚀技术及设备要求较高,容易造成器件表面损伤,进而引起器件性能的退化。氟离子注入技术会降低器件的热稳定性,而Cascade技术会增加器件的电阻,降低器件的工作频率。
栅极挖槽型:
通过ICP等刻蚀技术,对栅下的AlGaN势垒层进行刻蚀,耗尽导电沟道,从而实现E-mode器件。但栅槽刻蚀带来的损伤以及界面态会影响器件性能,造成栅极漏电增加、沟道电子迁移率降低、导通电阻增大等问题。
p-GaN层全刻蚀方案:
通过p-GaN层来耗尽二维电子气,并通过ICP等刻蚀技术,刻蚀除栅极以下的p-GaN层。该方法依然需要借助刻蚀技术,因此带来一定的刻蚀损伤,使得器件界面特性差,容易产生电流崩塌。
氟离子注入技术:
该技术可以通过注入氟离子,来实现增强型器件,且注入氟离子的浓度和深度分布可控。但是,该技术会影响器件的热稳定性,导致器件的高温特性变差。
Cascade结构技术:
该技术是将增强型硅(Si)基场效应晶体管(MOSFET)器件与耗尽型GaN器件级联形成Cascade结构。因此,总导通电阻为二者之和,由于Si基器件的通态电阻较大,因此器件的总导通电阻较大。同时,器件开关速度也取决于Si基器件,所以该技术方案的工作频率也较低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种基于准增强型氮化镓器件的反相器及其制造方法,不需要进行刻蚀工艺,以简单的工艺实现高可靠性,减少蚀刻带来的损伤及界面态的问题。
为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种基于准增强型氮化镓器件的反相器,包括:
耗尽型的第一负载晶体管;
耗尽型的第二负载晶体管,其漏电极与耗尽型的第一负载晶体管的源电极和栅电极连接;及
若干二极管,若干二极管串联在耗尽型的第二负载晶体管的源电极与栅电极之间;
其中,耗尽型的第一负载晶体管、耗尽型的第二负载晶体管均为常开型的氮化镓高电子迁移率晶体管;
耗尽型的第二负载晶体管与若干二极管构成常闭型的准增强型的氮化镓高电子迁移率晶体管。
一种基于准增强型氮化镓器件的反相器,包括依次设置的基层和钝化层,基层依次包括硅衬底、氮化镓外延层和铝镓氮势垒层,基层被隔离形成第一器件区域和第二器件区域,其中,第一器件区域上形成耗尽型的第一负载晶体管的源电极、栅电极和漏电极,第二器件区域上形成耗尽型的第二负载晶体管的源电极、栅电极和漏电极,源电极、栅电极和漏电极形成在钝化层内,钝化层上形成有金属连接部,金属连接部电连接耗尽型的第一负载晶体管的栅电极、源电极和耗尽型的第二负载晶体管的漏电极;第二器件区域上形成有若干肖特基势垒,第二器件区域内形成有绝缘部,绝缘部将若干肖特基势垒所在子区域相互隔离,第二器件区域上还对应若干肖特基势垒形成有欧姆接触区,耗尽型的第二负载晶体管的源电极与漏电极通过欧姆接触区和肖特基势垒在第二器件区域内构成电流通路。
进一步地,栅电极与铝镓氮势垒层之间形成氧化铝结构。
在此基础上,本发明还提供一种基于准增强型氮化镓器件的反相器的制造方法,包括以下具体步骤:
1)提供硅衬底,在硅衬底上依次形成氮化镓外延层、铝镓氮势垒层,形成基层;
2)在铝镓氮势垒层与氮化镓外延层中形成隔离部以将该隔离部的两侧隔离形成第一器件区域和第二器件区域,并在第二器件区域对应的铝镓氮势垒层与氮化镓外延层内形成若干绝缘部;
3)在第一器件区域对应的铝镓氮势垒层上光刻耗尽型的第一负载晶体管的源电极、漏电极区域窗口,在第二器件区域对应的铝镓氮势垒层上光刻耗尽型的第二负载晶体管的源电极、漏电极、欧姆接触区域窗口,并采用电子束蒸发工艺在第一器件区域的源电极、漏电极区域窗口及第二器件区域的源电极、漏电极、欧姆接触触区域窗口上沉积金属,形成耗尽型的第一负载晶体管的源电极和漏电极、耗尽型的第二负载晶体管的源电极和漏电极以及欧姆接触区;
4)在铝镓氮势垒层上生长氧化铝绝缘层;
5)在第一器件区域光刻耗尽型的第一负载晶体管的栅电极区域窗口,在第二器件区域光刻耗尽型的第二负载晶体管的栅电极区域窗口,并去除第一器件区域、第二器件区域除栅电极窗口以外区域的氧化铝绝缘层;
6)在第一器件区域对应的铝镓氮势垒层上光刻耗尽型的第一负载晶体管的栅电极区域窗口,在第二器件区域对应的铝镓氮势垒层上光刻耗尽型的第二负载晶体管的栅电极、肖特基接触区域窗口,并采用电子束蒸发工艺在第一器件区域的栅电极区域窗口以及第二器件区域的栅电极、肖特基接触区域窗口上沉积金属,形成耗尽型的第一负载晶体管的栅电极以及耗尽型的第二负载晶体管的栅电极,并形成肖特基势垒;
7)在铝镓氮势垒层上生长钝化层;
8)在钝化层上对应耗尽型的第一负载晶体管的栅电极、源电极、漏电极的位置处以及对应耗尽型的第二负载晶体管的栅电极、源电极、漏电极的位置处开孔;
9)通过电子束蒸发工艺在在耗尽型的负载晶体管的栅电极、源电极以及耗尽型的第二负载晶体管的漏电极上沉积金属形成金属连接部以使三者电性连接,构成反相器。
进一步地,在步骤3中,沉积的金属为Ti/Al/Ni/Au的组合、Ti/Al/Ni/TiN的组合、Ti/Al/Ni/W的组合中的一种;步骤4中,沉积的金属为Ni/TiN的组合或Ni/Au的组合。
进一步地,在步骤3中,在电子束蒸发工艺之后,还包括在氮气环境中退火的步骤。
进一步地,退火处理的温度为200℃~1030℃。
进一步地,退火处理的温度为880℃。
进一步地,步骤6的开孔方法采用RIE、ICP、BOE工艺中的一种。
进一步地,步骤2的隔离部以及绝缘部采用离子注入工艺注入带正电荷的离子实现。
本发明的有益效果在于:
通过对器件结构的改变,制备了阈值电压为正的准增强型GaN HEMT器件,不需要对半导体层进行刻蚀,降低对刻蚀设备的需求,简化了电路制备流程,同时避免了刻蚀所带来的损伤,提高了器件的性能;将准增强型器件与耗尽型器件同时集成在一个外延片上,这两种器件通过金属连接,构成单片集成的反相器电路;本发明的方法还可以与MIS HEMT结构结合,以减少栅电极漏电。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明的实施例的反相器的等效电路图;
图2为在图1的等效电路图上串联了能够减少通态损耗的电阻的电路图;
图3为本发明的实施例的反相器已完成制备步骤2的结构示意图;
图4为本发明的实施例的反相器已完成制备步骤3~6的结构示意图;
图5为本发明的实施例的反相器已完成制备步骤7的结构示意图;
图6为本发明的实施例的反相器已完成制备步骤8~9的结构示意图;
图7为本发明的实施例的准增强型的负载晶体管的传输特性曲线图;
图8为本发明的实施例的准增强型器件构成反相器的输入电压与输出电压的关系曲线。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”“下”“内”“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”“相连”“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本实施例所述的提出的基于准增强型氮化镓器件的反相器,的结构如附图1所示,包括耗尽型的第一负载晶体管、耗尽型的第二负载晶体管、若干二极管,耗尽型的第二负载晶体管的漏电极9与耗尽型的第一负载晶体管的源电极8和栅电极7连接,若干二极管串联在耗尽型的第二负载晶体管的源电极11与栅电极10之间,这里的二极管为通过工艺生成在源电极11与栅电极10之间的肖特基势垒,从而使耗尽型的第二负载晶体管形成准增强型负载晶体管。在实际应用中,二极管的数量可以根据实际需求设定,耗尽型的第一负载晶体管和耗尽型的第二负载晶体管均为常开型的氮化镓高电子迁移率晶体管,由于肖特基势垒的加入,耗尽型的第二负载晶体管阈值电压变成正值而形成常闭型的氮化镓高电子迁移率晶体管。优选地,在耗尽型的第一负载晶体管的源电极8与准增强型的负载晶体管的漏电极9之间接入一个电阻,参照附图2,可以减少反相器的通态损耗。
具体地,该反相器包括依次设置的基层和钝化层14,基层依次包括硅衬底1、氮化镓外延层2和铝镓氮势垒层3,基层又称外延层,基层被隔离形成第一器件区域和第二器件区域,其中,第一器件区域上形成耗尽型的第一负载晶体管的源电极8、栅电极7和漏电极6,第二器件区域上形成耗尽型的第二负载晶体管的源电极11、栅电极10和漏电极9,耗尽型的第一负载晶体管及耗尽型的第二负载晶体管的源电极8、11、栅电极7、10和漏电极6、9均形成在钝化层14内,钝化层14上形成有金属连接部,金属连接部15电连接耗尽型的第一负载晶体管的栅电极7、源电极8和耗尽型的第二负载晶体管的漏电极9,耗尽型的第一负载晶体管的栅电极7与铝镓氮势垒层3之间形成氧化铝结构;第二器件区域上形成有若干肖特基势垒,第二器件区域内形成有绝缘部5,绝缘部5将若干肖特基势垒所在子区域相互隔离,第二器件区域上还对应若干肖特基势垒12形成有欧姆接触区13耗尽型的第二负载晶体管的源电极11与漏电极9通过欧姆接触区13和肖特基势垒12在第二器件区域内构成电流通路。.
参照附图3至附图6,制造本实施例的反相器的具体工艺如下:
1)提供硅衬底1,在硅衬底1上依次形成氮化镓外延层2、铝镓氮势垒层3,形成基层。
基层结构可以通过现有技术中的金属有机化学气相沉积MOCVD设备进行制备。
2)在铝镓氮势垒层3与氮化镓外延层2中形成隔离部4以将该隔离部4的两侧隔离形成第一器件区域和第二器件区域,并在第二器件区域对应的铝镓氮势垒层3与氮化镓外延层2内形成若干绝缘部5。
隔离部4和绝缘部5可以通过离子注入工艺注入带正电荷的离子形成,例如氧离子。
3)在第一器件区域对应的铝镓氮势垒层3上光刻耗尽型的第一负载晶体管的源电极8、漏电极6区域窗口,在第二器件区域对应的铝镓氮势垒层3上光刻耗尽型的第二负载晶体管的源电极8、漏电极11、欧姆接触区域的区域窗口,并采用电子束蒸发工艺在第一器件区域的源电极8、漏电极6区域窗口及第二器件区域的源电极11、漏电极9、欧姆接触区域的区域窗口上沉积金属,沉积的金属为Ti/Al/Ni/Au的组合、Ti/Al/Ni/TiN的组合、Ti/Al/Ni/W的组合等组合中的一种,以Ti/Al/Ni/TiN的组合为最佳。沉积结束后进行剥离工艺,去除多余的金属,剩余的金属为欧姆金属层,然后在氮气环境中退火,退火也可以在其他惰性气氛中进行,退火温度为200℃~1030℃,以880℃为最佳。退火完成后形成表面形貌平整的欧姆接触电极,即形成耗尽型的第一负载晶体管的源电极8、漏电极6以及耗尽型的第二负载晶体管的源电极11、漏电极9,还形成了位于第二器件区域的欧姆接触区13。
若干绝缘部5将第二器件区域分为多个子区域,每个欧姆接触13对应位于一个子区域上方。耗尽型的第二负载晶体管的源电极11位于边缘处的子区域,退火后,耗尽型的第二负载晶体管的漏电极9、源电极11区域及欧姆接触区域13的Ti离子和Al离子会扩散至其下方的铝镓氮势垒层3中。欧姆接触区域13在该子区域的铝镓氮势垒层3与氮化镓外延层2之间形成电流通路,因此,导电沟道导通至与该子区域对应的欧姆接触区域13。
4)通过原子层沉积设备ALD在铝镓氮势垒层3上生长氧化铝结构(附图中未示出)作为绝缘层。也可以沉积其他绝缘材料作为绝缘层。
5)在第一器件区域光刻耗尽型的第一负载晶体管的栅电极7区域窗口,在第二器件区域光刻耗尽型的第二负载晶体管(即步骤3中所述的准增强型负载晶体管)的栅电极10区域窗口,并通过BOE溶液去除第一器件区域的除栅电极窗口以外区域及第二器件区域除栅电极窗口以外区域的氧化铝绝缘层。
6)在第二器件区域对应的铝镓氮势垒层3上光刻耗尽型的第二负载晶体管(即准增强型的负载晶体管)的肖特基接触区域的区域窗口及栅极区域窗口和第一负载晶体管的栅极窗口,并采用电子束蒸发工艺在第一器件区域的栅电极7区域窗口以及第二器件区域的栅电极10、肖特基接触区域的区域窗口上沉积金属,沉积的金属为Ni/TiN的组合或Ni/Au的组合,以Ni/TiN的组合为最佳。沉积结束后经剥离,形成耗尽型的第一负载晶体管的栅电极7、耗尽型的第二负载晶体管(准增强型的负载晶体管)的栅电极10以及肖特基势垒12。耗尽型的第一负载晶体管的栅电极7、耗尽型的第二负载晶体管的栅电极10与铝镓氮势垒层3之间均形成肖特基接触。自此,前述的耗尽型的第二负载晶体管成为完整的准增强型的负载晶体管。
由于肖特基势垒12的形成,耗尽型的第二负载晶体管的阈值电压变为正值而形成准增强型的负载晶体管。反相器等效电路图中的二极管没有实体结构,其本体是肖特基势垒12,在实物上,二极管是形成在增强型的负载晶体管的源电极11与栅电极10之间的。
准增强型的负载晶体管的栅电极10与铝镓氮势垒层3及两者之间的绝缘层共同形成MIS结构,耗尽型的第一负载晶体管的栅电极7与铝镓氮势垒层3及两者之间的绝缘层也共同形成MIS结构,MIS结构缓解了栅电极10/7的漏电情况。
肖特基势垒12与欧姆接触区13用于使两个子区域之间导通,从而每个子区域中都形成电流通路。附图4虚线段及箭头方向为导通方向,其中水平的虚线段处对应的铝镓氮势垒层3与氮化镓外延层2之间的电流通路也称作导电沟道,导电沟道没有实体结构。
7)在铝镓氮势垒层3上生长钝化层14。
该步骤可以通过PECVD或LPCVD生长氮化硅或其他电介质材料得到。对应位于耗尽型的第一负载晶体管的栅电极7与源电极8之间的钝化层14结构、对应位于耗尽型的第一负载晶体管的源电极8与准增强型的负载晶体管的漏电极9之间的钝化层14结构,其作用是防止电路互联,又称电路互联隔离层,同时改善界面态。
8)采用RIE、ICP、BOE工艺中的一种,在钝化层14上对应耗尽型的第一负载晶体管的栅电极7、源电极8、漏电极6的位置处以及对应准增强型的负载晶体管的栅电极10、源电极11、漏电极9的位置处开孔。
虽然RIE、ICP、BOE均为刻蚀工艺,但步骤6中的刻蚀是对钝化层14进行刻蚀,作用于电极金属表面,对半导体无影响,不会刻蚀到铝镓氮势垒层3与氮化镓外延层2之间的导电沟道。现有技术应用的刻蚀工艺均作用于半导体层,带来一定的刻蚀损伤,使得器件界面特性差。
9)通过电子束蒸发工艺在在耗尽型的第一负载晶体管的栅电极7、源电极8以及准增强型的负载晶体管的漏电极9上沉积金属形成金属连接部15以使三者电性连接,构成反相器。
本实施例的反相器的工作过程如下:将耗尽型GaN HEMT的漏电极6与VDD电源相连,其源电极8与栅电极7相连后,再与准增强型GaN HEMT的漏电极9相连。准增强型GaNHEMT的源电极11接地。当准增强型GaN HEMT的栅电极10未施加电压时,下管关断,由于上管是耗尽型器件,此时上管处于导通状态,则此时输出电压为高电平。而当准增强型GaN HEMT的栅电极10施加正电压时,下管处于导通状态,此时电路的输出电压为低电平。因此,电路可以实现反相的功能。
借助Advanced Design system仿真软件,对所提出的准增强型GaN HEMT及其构成的反相器电路进行验证。图1为准增强型GaN HEMT的等效电路图。该结构在导电沟道中引入多个肖特基势垒12(即二极管),只有栅电极10施加的电压达到PN结开启电压,准增强型GaNHEMT才会导通。因此,准增强型GaN HEMT的阈值电压为正,即器件为准增强型器件。图7为准增强型GaN HEMT的传输特性曲线,准增强型GaN HEMT的阈值电压为正。图8为准增强型器件构成反相器的输入电压与输出电压的关系曲线,当输入电压为低电平时,输出电压为高电平。当输入电压为高电平时,输出电压为低电平,满足反相器电路的逻辑关系。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种基于准增强型氮化镓器件的反相器,其特征在于,包括:
耗尽型的第一负载晶体管;
耗尽型的第二负载晶体管,其漏电极与耗尽型的第一负载晶体管的源电极和栅电极连接;及
若干二极管,所述若干二极管串联在所述耗尽型的第二负载晶体管的源电极与栅电极之间;
其中,所述耗尽型的第一负载晶体管、耗尽型的第二负载晶体管均为常开型的氮化镓高电子迁移率晶体管;
所述耗尽型的第二负载晶体管与若干二极管构成常闭型的准增强型的氮化镓高电子迁移率晶体管。
2.一种基于准增强型氮化镓器件的反相器,其特征在于,包括依次设置的基层和钝化层,所述基层依次包括硅衬底、氮化镓外延层和铝镓氮势垒层,所述基层被隔离形成第一器件区域和第二器件区域,其中,第一器件区域上形成耗尽型的第一负载晶体管的源电极、栅电极和漏电极,第二器件区域上形成耗尽型的第二负载晶体管的源电极、栅电极和漏电极,所述源电极、栅电极和漏电极形成在钝化层内,所述钝化层上形成有金属连接部,所述金属连接部电连接耗尽型的第一负载晶体管的栅电极、源电极和耗尽型的第二负载晶体管的漏电极;所述第二器件区域上形成有若干肖特基势垒,所述第二器件区域内形成有绝缘部,所述绝缘部将若干肖特基势垒所在子区域相互隔离,所述第二器件区域上还对应若干肖特基势垒形成有欧姆接触区,所述耗尽型的第二负载晶体管的源电极与漏电极通过欧姆接触区和肖特基势垒在第二器件区域内构成电流通路。
3.如权利要求2所述的基于准增强型氮化镓器件的反相器,其特征在于,所述栅电极与铝镓氮势垒层之间形成氧化铝结构。
4.一种基于准增强型氮化镓器件的反相器的制造方法,其特征在于,包括以下具体步骤:
1)提供硅衬底,在所述硅衬底上依次形成氮化镓外延层、铝镓氮势垒层,形成基层;
2)在所述铝镓氮势垒层与氮化镓外延层中形成隔离部以将该隔离部的两侧隔离形成第一器件区域和第二器件区域,并在所述第二器件区域对应的铝镓氮势垒层与氮化镓外延层内形成若干绝缘部;
3)在所述第一器件区域对应的铝镓氮势垒层上光刻耗尽型的第一负载晶体管的源电极、漏电极区域窗口,在所述第二器件区域对应的铝镓氮势垒层上光刻耗尽型的负载晶体管的源电极、漏电极、欧姆接触区域窗口,并采用电子束蒸发工艺在第一器件区域的源电极、漏电极区域窗口及第二器件区域的源电极、漏电极、欧姆接触区域窗口上沉积金属,形成耗尽型的第一负载晶体管的源电极和漏电极、耗尽型的第二负载晶体管的源电极和漏电极以及欧姆接触区;
4)在所述铝镓氮势垒层上生长氧化铝绝缘层;
5)在所述第一器件区域光刻耗尽型的第一负载晶体管的栅电极区域窗口,在所述第二器件区域光刻耗尽型的第二负载晶体管的栅电极区域窗口,并去除所述第一器件区域、第二器件区域除栅电极窗口以外区域的氧化铝绝缘层;
6)在在所述第一器件区域光刻耗尽型的第一负载晶体管的栅电极区域窗口,在所述第二器件区域光刻耗尽型的第二负载晶体管的栅电极区域窗口及肖特基区域窗口,并采用电子束蒸发工艺在第一器件区域的栅电极区域窗口以及第二器件区域的栅电极、肖特基接触区域窗口上沉积金属,形成耗尽型的第一负载晶体管的栅电极以及耗尽型的第二负载晶体管的栅电极,并形成肖特基势垒;
7)在所述铝镓氮势垒层上生长钝化层;
8)在所述钝化层上对应耗尽型的第一负载晶体管的栅电极、源电极、漏电极的位置处以及对应耗尽型的第二负载晶体管的栅电极、源电极、漏电极的位置处开孔;
9)通过电子束蒸发工艺在在所述耗尽型的第一负载晶体管的栅电极、源电极以及耗尽型的第二负载晶体管的漏电极上沉积金属形成金属连接部以使三者电性连接,构成所述反相器。
5.如权利要求4所述的基于准增强型氮化镓器件的反相器的制造方法,其特征在于,在步骤3中,沉积的所述金属为Ti/Al/Ni/Au的组合、Ti/Al/Ni/TiN的组合、Ti/Al/Ni/W的组合中的一种;步骤4中,沉积的金属为Ni/TiN的组合或Ni/Au的组合。
6.如权利要求4所述的基于准增强型氮化镓器件的反相器的制造方法,其特征在于,在步骤3中,在电子束蒸发工艺之后,还包括在氮气环境中退火的步骤。
7.如权利要求6所述的基于准增强型氮化镓器件的反相器的制造方法,其特征在于,所述退火处理的温度为200℃~1030℃。
8.如权利要求7所述的基于准增强型氮化镓器件的反相器的制造方法,其特征在于,所述退火处理的温度为880℃。
9.如权利要求4所述的基于准增强型氮化镓器件的反相器的制造方法,其特征在于,步骤6的开孔方法采用RIE、ICP、BOE工艺中的一种。
10.如权利要求4所述的基于准增强型氮化镓器件的反相器的制造方法,其特征在于,步骤2所述的隔离部以及绝缘部采用离子注入工艺注入带正电荷的离子实现。
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| CN202310403315.XA CN116564965A (zh) | 2023-04-17 | 2023-04-17 | 基于准增强型氮化镓器件的反相器及其制造方法 |
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