技术摘要：
本发明实施例公开了一种GaN HEMT器件的制备方法，包括提供外延基底，外延基底包括衬底以及在衬底上依次层叠设置的沟道层以及势垒层；采用氧化刻蚀工艺图形化势垒层，形成源极欧姆接触凹槽和漏极欧姆接触凹槽；在源极欧姆接触凹槽内形成源极欧姆接触电极，同时在漏极欧  全部
背景技术：
GaN(氮化镓)HEMT(High  Electron  Mobility  Transistor，高电子迁移率晶体管) 器件具有电子迁移率高、输出电流大以及击穿电压高等特点，广泛应用于高频大功率场合。 GaN  HEMT器件是一种三端器件，其结构以AlGaN/GaN异质结为主，通过栅极下面的 肖特基势垒控制AlGaN/GaN异质结中二维电子气(2DEG)的浓度，实现对源极和漏极之间的 电流的控制。示例性的，图1是一种常开型GaN  HEMT器件的结构示意图，示出了GaN  HEMT器 件的主要膜层结构。参见图1，其膜层结构自下而上依次为衬底(Si)01、沟道层(GaN)03以及 势垒层(AlGaN)05，势垒层05上方设置有栅极金属电极071，栅极金属电极071与沟道层中的 有源区相对，栅极金属电极071相对两侧的势垒层05中还设置有金属电极(051和052)，两金 属电极分别与沟道层03中的源极区域(以下简称源极)和漏极区域(以下简称漏极)接触。为 实现电信号的高效传输，通常将金属电极与源极之间以及金属电极与漏极之间形成低接触 电阻的欧姆接触。因此，欧姆接触的质量将直接影响器件的输出饱和电流、导通电阻、击穿 电压等性能指标。 如图1所示，在形成源极的欧姆接触电极和漏极的欧姆接触电极(051和052)时，需 要对势垒层进行刻蚀处理，以露出源极和漏极处的沟道层，再制备金属电极，使金属电极与 源极和漏极形成欧姆接触。目前，刻蚀工艺常采用氯基气体刻蚀。但是，此刻蚀方法主要通 过控制刻蚀时间实现刻蚀深度的控制，由于刻蚀时间往往难以准确把控，导致刻蚀深度难 以准确控制，如果刻蚀未尽则无法形成良好的欧姆接触，降低欧姆接触质量，增加器件的导 通电阻，降低输出饱和电流。此外，等离子体会在刻蚀过程中对样品表面造成损伤，导致欧 姆接触区域的表面形貌粗糙，进而降低欧姆接触质量，增加器件的导通电阻，降低输出饱和 电流。
技术实现要素：
本发明实施例提供一种GaN  HEMT器件的制备方法，该方法能够精确控制刻蚀深 度，改善欧姆接触区域的刻蚀形貌，实现提升欧姆接触质量，提升输出饱和电流，提升器件 性能的效果。 为达到上述目的，本发明实施例提供了一种GaN  HEMT器件的制备方法，包括： 提供外延基底；外延基底包括衬底以及在衬底上依次层叠设置的沟道层以及势垒 层； 采用氧化刻蚀工艺图形化势垒层，形成源极欧姆接触凹槽和漏极欧姆接触凹槽； 源极欧姆接触凹槽露出沟道层中的源极，漏极欧姆接触凹槽露出沟道层中的漏极； 在源极欧姆接触凹槽内形成源极欧姆接触电极，同时在漏极欧姆接触凹槽内形成 漏极欧姆接触电极；源极欧姆接触电极与源极接触，漏极欧姆接触电极与漏极接触； 5 CN 111554742 A 说　明　书 2/12 页 在势垒层、源极欧姆接触电极以及漏极欧姆接触电极背离衬底一侧形成图形化的 钝化层；钝化层包括源极开孔、漏极开孔以及栅极开孔，源极开孔在源极欧姆接触电极上的 垂直投影位于源极欧姆接触电极内，漏极开孔在漏极欧姆接触电极上的垂直投影位于漏极 欧姆接触电极内，栅极开孔在势垒层上的垂直投影位于源极欧姆接触电极和漏极欧姆接触 电极之间； 在钝化层背离外延基底的一侧形成金属电极；金属电极包括源极金属电极、漏极 金属电极和栅极金属电极，源极金属电极通过源极开孔与源极欧姆接触电极连接，漏极金 属电极通过漏极开孔与漏极欧姆接触电极连接，栅极金属电极通过栅极开孔与势垒层连 接。 可选的，采用氧化刻蚀工艺图形化势垒层，形成源极欧姆接触凹槽和漏极欧姆接 触凹槽，包括： 在势垒层背离衬底一侧形成图形化的第一光刻胶层；第一光刻胶层未覆盖势垒层 中与源极和漏极相对应的区域； 以第一光刻胶层为掩膜，氧化势垒层，形成氧化结构； 去除氧化结构，形成源极欧姆接触凹槽和漏极欧姆接触凹槽。 可选的，氧化势垒层，包括：采用氧等离子体氧化势垒层； 去除氧化结构，包括：采用稀盐酸去除氧化结构。 可选的，采用氧等离子体氧化势垒层时的氧化工艺参数包括：上电极功率为100W ～450W，下电极功率为20W～80W，氧气流量为20sccm～80sccm，腔室压强为5mToor～ 20mToor，氧化时间为1min～5min； 稀盐酸中盐酸与水的体积比为1:3～1:5。 可选的，在源极欧姆接触凹槽内形成源极欧姆接触电极，同时在漏极欧姆接触凹 槽内形成漏极欧姆接触电极，包括： 在第一光刻胶层、源极欧姆接触凹槽以及漏极欧姆接触凹槽背离衬底一侧形成接 触电极层； 去除第一光刻胶层以及第一光刻胶层上的接触电极层，并进行退火处理，形成源 极欧姆接触电极和漏极欧姆接触电极。 可选的，接触电极层包括Ti5Al1合金层以及TiN金属帽层，Ti5Al1合金层以及TiN金 属帽层沿背离衬底方向层叠设置。 可选的，在势垒层、源极欧姆接触电极以及漏极欧姆接触电极背离衬底一侧形成 图形化的钝化层，包括： 在势垒层、源极欧姆接触电极以及漏极欧姆接触电极背离衬底一侧形成初始钝化 层； 在初始钝化层背离衬底一侧形成图形化的第二光刻胶层，第二光刻胶层未覆盖初 始钝化层中与源极欧姆接触电极、漏极欧姆接触电极以及源极欧姆接触电极与漏极欧姆接 触电极之间的势垒层相对应的部分区域； 以第二光刻胶层为掩膜，刻蚀初始钝化层，形成图形化的钝化层。 可选的，在钝化层背离外延基底的一侧形成金属电极，包括： 在钝化层上形成图形化的第三光刻胶层，第三光刻胶层在衬底上的垂直投影位于 6 CN 111554742 A 说　明　书 3/12 页 钝化层在衬底上的垂直投影内； 在第三光刻胶层、源极开孔、漏极开孔以及栅极开孔背离衬底一侧形成金属电极 层； 去除第三光刻胶层以及第三光刻胶层上的金属电极层，形成金属电极。 可选的，外延基底还包括缓冲层和空间隔离层，缓冲层设置于衬底与沟道层之间， 空间隔离层设置于沟道层与势垒层之间；制备方法中，在采用氧化刻蚀工艺图形化势垒层， 形成源极欧姆接触凹槽和漏极欧姆接触凹槽之前，还包括： 图形化势垒层、空间隔离层、沟道层以及缓冲层，形成器件隔离槽。 本发明实施例还提供了一种GaN  HEMT器件的制备方法，包括： 提供外延基底；外延基底包括衬底以及在衬底上依次层叠设置的沟道层、势垒层 以及p型半导体层； 图形化p型半导体层，形成p型半导体栅极； 图形化势垒层，形成源极欧姆接触凹槽和漏极欧姆接触凹槽；源极欧姆接触凹槽 和漏极欧姆接触凹槽形成于p型半导体栅极的相对两侧，且源极欧姆接触凹槽露出沟道层 中的源极，漏极欧姆接触凹槽露出沟道层中的漏极； 在源极欧姆接触凹槽内形成源极欧姆接触电极，同时在漏极欧姆接触凹槽内形成 漏极欧姆接触电极；源极欧姆接触电极与源极接触，漏极欧姆接触电极与漏极接触； 在势垒层、源极欧姆接触电极、p型半导体栅极以及漏极欧姆接触电极背离衬底一 侧形成图形化的钝化层；钝化层包括源极开孔、漏极开孔以及栅极开孔，源极开孔在源极欧 姆接触电极上的垂直投影位于源极欧姆接触电极内，漏极开孔在漏极欧姆接触电极上的垂 直投影位于漏极欧姆接触电极内，栅极开孔在p型半导体栅极上的垂直投影位于p型半导体 栅极内； 在钝化层背离外延基底的一侧形成金属电极；金属电极包括源极金属电极、漏极 金属电极和栅极金属电极，源极金属电极通过源极开孔与源极欧姆接触电极连接，漏极金 属电极通过漏极开孔与漏极欧姆接触电极连接，栅极金属电极通过栅极开孔与p型半导体 栅极连接； 其中，“图形化p型半导体层，形成p型半导体栅极”和“图形化势垒层，形成源极欧 姆接触凹槽和漏极欧姆接触凹槽”中的至少之一包括氧化刻蚀工艺。 本发明实施例通过氧化刻蚀工艺在势垒层中形成源极欧姆接触凹槽和漏极欧姆 接触凹槽，该氧化刻蚀工艺分两步进行，首先氧化势垒层中与源极和漏极相对应的区域，形 成氧化物，然后去除氧化物，以形成凹槽。氧化过程中，形成的氧化层会覆盖在势垒层表面， 防止进一步的氧化，因此，势垒层所能被氧化的深度是有限的，不会随着氧化时间的延长而 增加，从而可实现氧化深度的控制，而刻蚀过程则仅对被氧化的势垒层进行刻蚀，从而可以 避免损伤被氧化的区域以外的膜层，得到形貌良好源极欧姆接触凹槽和漏极欧姆接触凹 槽。该氧化刻蚀方法解决了采用氯基气体刻蚀时所存在的刻蚀深度难以控制以及刻蚀损伤 等问题，实现了精确控制刻蚀深度，改善欧姆接触区域刻蚀形貌的效果，从而达到了提升欧 姆接触质量，提升输出饱和电流，提升器件性能的目的。 7 CN 111554742 A 说　明　书 4/12 页 附图说明 图1是一种常开型GaN  HEMT器件的结构示意图； 图2是本发明实施例提供的一种GaN  HEMT器件的制备方法的流程示意图； 图3-图8是本发明实施例提供的一种常开型GaN  HEMT器件的制备流程示意图； 图9是本发明实施例提供的另一种GaN  HEMT器件的制备方法的流程示意图； 图10-图16是本发明实施例提供的一种常关型GaN  HEMT器件的制备流程示意图。