一種氮化鎵器件電極結(jié)構(gòu)的制作方法及氮化鎵器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氮化鎵器件電極結(jié)構(gòu)的制作方法及氮化鎵器件。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)界已經(jīng)進(jìn)入以氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC)為代表的第三代寬禁帶半導(dǎo)體時(shí)代。在新型氮化鎵半導(dǎo)體材料上制作相關(guān)器件時(shí)，進(jìn)行氮化鋁鎵的刻蝕時(shí)刻蝕過程在密閉腔體中發(fā)生，依靠化學(xué)刻蝕氣體與被刻蝕材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的氣態(tài)殘留物能夠通過密閉腔體自帶的吸取管道將氣態(tài)殘留物抽走，而產(chǎn)生的固態(tài)殘留物，就會(huì)沉積到氮化鋁鎵材料表面，無法被抽走，形成難以清除的雜質(zhì)，導(dǎo)致在制作器件相關(guān)電極金屬時(shí)，接觸電阻常常偏大。由于刻蝕孔的尺寸較小，雜質(zhì)沉積到刻蝕孔底部后，普通清洗手段也是無法將固態(tài)雜質(zhì)清洗干凈的。
[0003]綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)方案在刻蝕氮化鋁鎵時(shí)產(chǎn)生的雜質(zhì)難以清除，導(dǎo)致電極金屬的接觸電阻偏大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例提供一種氮化鎵器件電極結(jié)構(gòu)的制作方法及氮化鎵器件，用以解決現(xiàn)有技術(shù)方案中刻蝕氮化鋁鎵時(shí)產(chǎn)生的雜質(zhì)難以清除，導(dǎo)致電極金屬的接觸電阻偏大的問題。
[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供一種氮化鎵器件電極結(jié)構(gòu)的制作方法，包括:
[0006]對(duì)氮化鋁鎵層表面進(jìn)行濕法刻蝕，形成凹槽，并在所述凹槽底部形成氟化鋁；
[0007]對(duì)所述凹槽底部的所述氮化鋁鎵層表面的所述氟化鋁進(jìn)行反應(yīng)離子刻蝕；
[0008]在反應(yīng)離子刻蝕后的所述凹槽底部的所述氮化鋁鎵層表面墊積電極金屬。
[0009]較佳的，所述對(duì)所述凹槽底部的所述氮化鋁鎵層表面進(jìn)行反應(yīng)離子刻蝕，包括:
[0010]對(duì)被刻蝕的氮化鋁鎵層表面的氟化鋁采用惰性氣體進(jìn)行反應(yīng)離子刻蝕。
[0011]較佳的，所述在所述凹槽底部的所述氮化鋁鎵層表面墊積電極金屬之后，還包括:
[0012]對(duì)墊積之后的電極金屬進(jìn)行退火，形成歐姆接觸。
[0013]較佳的，所述對(duì)墊積之后的電極金屬進(jìn)行退火，形成歐姆接觸之后，還包括:
[0014]在所述金屬層上沉積絕緣保護(hù)層。
[0015]較佳的，所述濕法刻蝕所采用的刻蝕材料為氟化硫。
[0016]較佳的，所述凹槽深度至少為所述氮化鋁鎵層1厚度的1/10。
[0017]較佳的，所述對(duì)氮化鋁鎵層表面進(jìn)行濕法刻蝕，形成凹槽之前，還包括:
[0018]在襯底上生長所述氮化鎵層；
[0019]在所述氮化鎵層上使用光刻膠形成所述凹槽的掩膜圖形。
[0020]本發(fā)明實(shí)施例提供一種氮化鎵器件，包括:
[0021]刻蝕有凹槽的氮化鋁鎵層；
[0022]覆蓋于所述凹槽內(nèi)的金屬層。
[0023]較佳的，所述氮化鋁鎵層上覆蓋一層氮化鎵層。
[0024]較佳的，所述氮化鎵層之上,還包括:
[0025]位于所述金屬層上的絕緣保護(hù)層。
[0026]通過本發(fā)明實(shí)施例提供的方法，通過在被刻蝕有凹槽的氮化鋁鎵表面進(jìn)行反應(yīng)離子刻蝕，清除氮化鋁鎵表面殘留的氟化鋁，使得電極金屬和氮化鋁鎵表面能夠直接接觸，避免了由于氟化鋁覆蓋在氮化鋁鎵表面導(dǎo)致的電極金屬接觸電阻較大的問題。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種氮化鎵器件電極結(jié)構(gòu)的制作方法流程圖；
[0028]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種氮化鎵器件電極結(jié)構(gòu)的制作方法流程圖；
[0029]圖3至圖6為采用本發(fā)明實(shí)施例所提供的方法進(jìn)行氮化鎵器件電極結(jié)構(gòu)制作時(shí)各個(gè)步驟的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種氮化鎵器件的裝置結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]本發(fā)明實(shí)施例提供一種氮化鎵器件電極結(jié)構(gòu)的制作方法及氮化鎵器件，通過在被刻蝕有凹槽的氮化鋁鎵表面進(jìn)行反應(yīng)離子刻蝕，使得電極金屬和氮化鋁鎵表面能夠直接接觸。
[0032]下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做詳細(xì)描述。
[0033]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種氮化鎵器件電極結(jié)構(gòu)的制作方法流程圖，該方法包括:
[0034]步驟101:對(duì)氮化鋁鎵層表面進(jìn)行濕法刻蝕，形成凹槽，并在所述凹槽底部形成氟化招;
[0035]步驟102:對(duì)所述凹槽底部的所述氮化鋁鎵層表面的所述氟化鋁進(jìn)行反應(yīng)離子刻蝕；
[0036]步驟103:在反應(yīng)離子刻蝕后的所述凹槽底部的所述氮化鋁鎵層表面墊積電極金屬。
[0037]氮化鎵器件電極結(jié)構(gòu)是在對(duì)氮化鋁鎵表面刻蝕的凹槽中墊積金屬，形成電極結(jié)構(gòu)。在步驟101中，對(duì)氮化鋁鎵層采用干法刻蝕，刻蝕一般采用sf6(氟化硫)，而sf6會(huì)和AlGaN(氮化鋁鎵)反應(yīng)生成A1F3 (氟化鋁)，部分A1F3會(huì)沉積在凹槽底部，即刻蝕凹槽過程中順帶產(chǎn)生了副產(chǎn)物，氟化鋁會(huì)導(dǎo)致電極金屬的接觸電阻變大，對(duì)器件的性能產(chǎn)生影響。
[0038]為了清除凹槽底部氮化鋁鎵層表面的氟化鋁，在步驟102中，采用反應(yīng)離子刻蝕(英文:Reactive_1n Etching,簡(jiǎn)寫為RIE)工藝中的物理離子轟擊法對(duì)氮化招鎵層表面的氟化鋁進(jìn)行刻蝕。反應(yīng)離子刻蝕是一種半導(dǎo)體生產(chǎn)加工工藝，它利用由等離子體強(qiáng)化后的反應(yīng)離子氣體轟擊目標(biāo)材料，來達(dá)到刻蝕的目的。反應(yīng)離子氣體在低壓(真空)環(huán)境下由電磁場(chǎng)產(chǎn)生，利用高能離子氣體轟擊半導(dǎo)體材料表面并與之反應(yīng)，氣體一般選擇惰性氣體。
[0039]惰性氣體的種類和多少取決于蝕刻的程序。惰性氣體通過由射頻(RF)供能的磁場(chǎng)產(chǎn)生高能離子氣體，這些高能離子在強(qiáng)電場(chǎng)下朝刻蝕材料表面加速，這些離子像子彈一樣,會(huì)把孔底部的雜質(zhì)濺射出來，以達(dá)到清除雜質(zhì)的目的。
[0040]在步驟103中，在反應(yīng)離子刻蝕后的所述凹槽底部的所述氮化鋁鎵層表面墊積電極金屬，形成一層金屬層。
[0041]作為本發(fā)明實(shí)施例的一種優(yōu)選方式，還可以在生成金屬層之后，對(duì)其進(jìn)行退火處理，使其形成歐姆接觸。由于歐姆接觸不會(huì)產(chǎn)生明顯的附加阻抗，相對(duì)于直接采用金屬層作為金屬背電極，其電阻更低。
[0042]如圖2所示，氮化鎵器件電極結(jié)構(gòu)制作流程包括以下幾個(gè)步驟:
[0043]步驟201，在氮化鎵層2上使用光刻膠3形成凹槽的掩膜圖形，形成如圖3所示的結(jié)構(gòu)；
[0044]步驟202，刻蝕掉未被掩膜圖形覆蓋的氮化鎵層2，并對(duì)氮化鎵層2下的氮化鋁鎵層1進(jìn)行刻蝕，刻蝕出凹槽，形成如圖4所示的結(jié)構(gòu)；
[0045]在本步驟中，最上層的氮化鎵層2和下層的氮化鋁鎵層1是一步刻蝕完成的，一般采用SF6進(jìn)行刻蝕，從圖4中可以看出，經(jīng)過刻蝕后，氮化鋁鎵層1的凹槽底部形成了一層氟化鋁層5，氟化鋁層5是由氮化鋁鎵與氟化硫反應(yīng)的產(chǎn)物；
[0046]在凹槽的刻蝕過程中，需要對(duì)其深度進(jìn)行控制，若凹槽的深度小于氮化鋁鎵層1厚度的1/10，由于其所增加的接觸面積較少，降低電阻的效果并不明顯。因此，在實(shí)際制作時(shí)凹槽深度至少要刻蝕至氮化鋁鎵層1厚度的1/10，而若需要進(jìn)一步增加接觸面積，采用刻蝕至氮化鋁鎵層1厚度的1/2、7/10或者9/10等均可；
[0047]步驟203，對(duì)氮化鋁鎵層1的凹槽4底部采用反應(yīng)離子刻蝕工藝，清除凹槽4底部的氟化鋁層5，形成如圖5所示的結(jié)構(gòu)，通過反應(yīng)離子刻蝕工藝將凹槽底部的氟化鋁清除，使得在制作電極時(shí)，金屬能夠和氮化鋁鎵直接接觸，降低了接觸電阻；
[0048]步驟204