申请/专利权人：西安电子科技大学

申请日：2020-07-30

公开（公告）日：2024-02-23

公开（公告）号：CN111863808B

主分类号：H01L27/06

分类号：H01L27/06;H01L29/778;H01L29/78;H01L29/45;H01L29/47;H01L21/336

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.02.23#授权;2020.11.17#实质审查的生效;2020.10.30#公开

摘要：本发明公开了一种基于肖特基‑欧姆混合漏电极的单片异质集成Cascode晶体管，主要解决现有单片异质集成的Cascode结构场效应晶体管击穿特性较差的问题。其包括：衬底1、GaN缓冲层2、AlGaN势垒层3和SiN隔离层4，该SiN隔离层的中间刻有隔离槽15；隔离槽的一侧印制有Si有源层5，以制备Si金属氧化物半导体场效应晶体管；隔离槽的另一侧制备GaN高电子迁移率晶体管，第二漏电极8部分区域与AlGaN势垒层形成欧姆接触，剩余区域与AlGaN势垒层形成肖特基接触。本发明提升了单片异质集成的Cascode结构场效应晶体管的击穿特性，可用于高压电源开关。

主权项：1.一种基于肖特基-欧姆混合漏电极的单片异质集成Cascode晶体管的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：1制备SiNAlGaNGaN衬底基片：即采用金属有机物化学气相淀积和原子层沉积工艺，先在衬底上依次外延GaN缓冲层和AlGaN势垒层；再在AlGaN势垒层上淀积SiN隔离层，得到SiNAlGaNGaN衬底基片；2采用光刻与反应离子刻蚀工艺，在SOI晶片上形成单晶硅薄膜孤岛；3采用湿法刻蚀工艺，将2得到的样品放入49％HF溶液中，刻蚀掉未被单晶硅薄膜孤岛覆盖的埋氧化层；4采用光刻工艺，在单晶硅薄膜边缘制作锚点，以防止后续完全刻蚀埋氧化层后单晶硅薄膜的位移和脱落；5采用湿法刻蚀工艺，将制有锚点的样品放入49％HF溶液中，完全刻蚀埋氧化层，使单晶硅薄膜掉落在SOI晶片的基底上；6采用转移印刷技术，将5得到的单晶硅薄膜转印到SiNAlGaNGaN衬底基片上；7采用光刻与反应离子刻蚀工艺，在6得到的样品上刻蚀350-400nm深的隔离槽，在隔离槽的两侧分别形成SiSiNAlGaNGaN孤岛和SiNAlGaNGaN孤岛；8采用离子注入工艺，在SiSiNAlGaNGaN孤岛的单晶硅薄膜上注入剂量为5×1015cm-2，能量为30keV的磷离子，并在1000℃的氮气氛围下退火60s，以激活杂质，形成N型重掺杂的源漏区；9采用反应离子刻蚀和电子束蒸发工艺，将SiNAlGaNGaN孤岛上源区和漏区的SiN刻蚀掉，然后在SiNAlGaNGaN孤岛上的源区和漏区的部分区域上沉积金属叠层，形成GaN高电子迁移率晶体管的源电极和漏电极的欧姆接触区域，并在温度为875℃的氮气氛围下退火30s，使得金属叠层与AlGaN势垒层形成欧姆接触；10采用反应离子刻蚀与电子束蒸发工艺，将9所得样品中的SiNAlGaNGaN孤岛上栅区的SiN刻蚀掉，并在此栅区和漏区的剩余区域上依次淀积45-75nm厚的镍和190-255nm厚的金，分别形成GaN高电子迁移率晶体管的栅电极和漏电极的肖特基接触区域；11采用原子层沉积工艺，在300℃温度条件与氮气氛围下，在整个样品上沉积10-20nm厚的氧化物薄膜，形成Si金属氧化物半导体场效应晶体管的栅介质层；12采用磁控溅射工艺，在未掺杂的单晶硅薄膜上方的三氧化二铝薄膜上溅射150-250nm厚的氮化钽，形成Si金属氧化物半导体场效应晶体管的栅电极；13采用湿法刻蚀与电子束蒸发工艺，将单晶硅薄膜源漏区上的氧化物薄膜刻蚀掉，并淀积60-100nm厚的镍金属，形成Si金属氧化物半导体场效应晶体管的源漏电极，并在温度为400℃的氮气氛围下退火1min，使得源漏电极与重掺源漏区形成欧姆接触；14采用湿法刻蚀工艺，使用浓度为5％的HF溶液刻蚀掉覆盖在GaN高电子迁移率晶体管栅源漏电极上的氧化物薄膜，以使GaN电子迁移率晶体管的栅源漏电极裸露在外面；15制作金属互连线：15a采用光刻与电子束蒸发与工艺，在14所得的器件表面制作光刻胶掩模，用该光刻胶掩模在两器件之间形成金属互连图形；15b在光刻胶掩模上淀积一层300-400nm厚的金属薄膜，再使用有机溶剂将多余金属剥离，分别在Si器件的漏电极与GaN器件的源电极之间、Si器件的源电极与GaN器件的栅电极之间形成金属互连，完成整个器件的制作。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西安电子科技大学 基于肖特基-欧姆混合漏电极的单片异质集成Cascode晶体管及制作方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD