CN106920747A - 一种高可靠性hemt制作方法 - Google Patents
一种高可靠性hemt制作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106920747A CN106920747A CN201710086139.6A CN201710086139A CN106920747A CN 106920747 A CN106920747 A CN 106920747A CN 201710086139 A CN201710086139 A CN 201710086139A CN 106920747 A CN106920747 A CN 106920747A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- dielectric layer
- planarization process
- high reliability
- hemt
- preparation methods
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 27
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 6
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 241000416536 Euproctis pseudoconspersa Species 0.000 claims 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 abstract description 4
- 230000005533 two-dimensional electron gas Effects 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000006355 external stress Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
- H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
- H01L29/66431—Unipolar field-effect transistors with a heterojunction interface channel or gate, e.g. HFET, HIGFET, SISFET, HJFET, HEMT
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/11—Manufacturing methods
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高可靠性HEMT制作方法，包括步骤1，在成型后的HEMT器件上淀积介质层，并对介质层进行平坦化处理；步骤2，在平坦化处理后的介质层上刻蚀若干通孔或槽；步骤3，在通孔或槽中淀积金属层，并对金属层进行平坦化处理；步骤4，在平坦化处理后的金属层和介质层上淀积钝化层。本发明采用先开孔后金属填充，然后淀积钝化层，通过优化钝化层结构，可以保障器件的防潮能力，使器件具有在潮湿环境工作的高可靠性；同时通过调节钝化层的厚度和应力，可以实现对器件性能的调节优化。
Description
技术领域
本发明涉及一种高可靠性HEMT制作方法，属于场效应晶体管制作领域。
背景技术
高电子迁移率晶体管也称调制掺杂场效应管(MODFET)，又称二维电子气场效应管(2DEGFET)，它是利用调制掺杂方法，在异质结界面形成的三角形势阱中的二维电子气作为沟道的场效应晶体管，简称HEMT。这种器件及其集成电路都能够工作于超高频(毫米波)、超高速领域，原因就在于它是利用具有很高迁移率的所谓二维电子气来工作的。
载流子的迁移率主要受晶格热振动和电离杂质两种散射作用而降低。电离杂质散射是增加载流子浓度和提高载流子迁移率矛盾产生的根源。HEMT与其它场效应管的主要区别是它包含一个由宽带隙材料(如AlGaAs)和窄带隙材料(如GaAs)构成的异质结。在该异质结中掺N型杂质的宽带隙材料作为电子的提供层向不掺杂窄带隙材料提供大量电子。这些电子积累在由两种材料导带底能量差(ΔEC)形成的三角形势阱中形成二维电子气(2DEG)。由于电子脱离了提供它的宽带隙材料中带正电的施主电离中心进入了不掺杂(无电离杂质散射)窄带隙材料的势阱中，不再受到电离杂质散射作用，而呈现出很高的迁移率。利用这种无杂质散射的二维电子气作为导电沟道，沟道中的电子浓度受到栅电压的调制，在栅极两侧设置源区和漏区，这种场效应管就是HEMT。
HEMT二维电子气电子浓度是由两种半导体材料导带能量差引起，尤其在GaN HEMT中，AlGaN和GaN的极化效应也会产生二维电子气，外部应力会导致二维电子气中电子浓度变化。如图1所示，现有HEMT工艺中，为了减小应力对二维电子气的影响，器件栅极区域采用较薄的介质层和钝化层覆盖，即图中1所指的区域。现有工艺方案能减小介质层和钝化层对器件性能的影响，但由于介质层和钝化层太薄，器件在潮湿环境的可靠性非常差。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高可靠性HEMT制作方法。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种高可靠性HEMT制作方法，包括以下步骤，
步骤1，在成型后的HEMT器件上淀积介质层，并对介质层进行平坦化处理；
步骤2，在平坦化处理后的介质层上刻蚀若干通孔或槽；
步骤3，在通孔或槽中淀积金属层，并对金属层进行平坦化处理；
步骤4，在平坦化处理后的金属层和介质层上淀积钝化层。
平坦化处理后的金属层顶面与平坦化处理后的介质层顶面齐平。
所述介质层的应力范围为-1×109～1×109dyne/cm2。
所述介质层包括多层介质，相邻两层介质之间设置有介质阻挡层。
所述金属层的底部设置有金属阻挡层。
所述钝化层为SiN和/或SiON。。
本发明所达到的有益效果：本发明采用先开孔后金属填充，然后淀积钝化层，通过优化钝化层结构，可以保障器件的防潮能力，使器件具有在潮湿环境工作的高可靠性；同时通过调节钝化层的厚度和应力，可以实现对器件性能的调节优化。
附图说明
图1为现有的HEMT。
图2为低应力介质层淀积和平坦化处理后的示意图。
图3为刻蚀通孔或槽后的示意图。
图4为金属淀积后的示意图。
图5为金属平坦化处理后的示意图。
图6为本发明的HEMT。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
一种高可靠性HEMT制作方法，包括以下步骤：
步骤1，如图2所示，，在成型后的HEMT器件上淀积介质层，并对介质层2进行平坦化处理。
这里采用进行CMP(化学机械抛光)进行平坦化处理，介质层2包括一层或多层介质，该介质层2的应力范围为-1×109～1×109dyne/cm2，如果是多层介质，则相邻两层介质之间设置有介质阻挡层。
步骤2，如图3所示，在平坦化处理后的介质层2上刻蚀若干通孔或槽5。
步骤3，如图4和5所示，在通孔或槽5中淀积金属层3，并对金属层3进行平坦化处理。
平坦化处理后的金属层3顶面与平坦化处理后的介质层2顶面齐平，该金属层3可以为金、铜、铝等，金属层3的底部设置有金属阻挡层，如钛和或氮化钛。
步骤4，如图6所示，在在平坦化处理后的金属层3和介质层2上淀积钝化层4，钝化层4为SiN和/或SiON。
上述方法采用先开孔后金属填充，然后淀积钝化层4，通过优化钝化层4结构，可以保障器件的防潮能力，使器件具有在潮湿环境工作的高可靠性；同时通过调节钝化层4的厚度和应力，可以实现对器件性能的调节优化。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种高可靠性HEMT制作方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤1，在成型后的HEMT器件上淀积介质层，并对介质层进行平坦化处理；
步骤2，在平坦化处理后的介质层上刻蚀若干通孔或槽；
步骤3，在通孔或槽中淀积金属层，并对金属层进行平坦化处理；
步骤4，在平坦化处理后的金属层和介质层上淀积钝化层。
2.根据权利要求1所述的一种高可靠性HEMT制作方法，其特征在于：平坦化处理后的金属层顶面与平坦化处理后的介质层顶面齐平。
3.根据权利要求1或2所述的一种高可靠性HEMT制作方法，其特征在于：所述介质层的应力范围为-1×109～1×109dyne/cm2。
4.根据权利要求3所述的一种高可靠性HEMT制作方法，其特征在于：所述介质层包括多层介质，相邻两层介质之间设置有介质阻挡层。
5.根据权利要求1或2所述的一种高可靠性HEMT制作方法，其特征在于：所述金属层的底部设置有金属阻挡层。
6.根据权利要求1所述的一种高可靠性HEMT制作方法，其特征在于：所述钝化层为SiN和/或SiON。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710086139.6A CN106920747A (zh) | 2017-02-17 | 2017-02-17 | 一种高可靠性hemt制作方法 |
| PCT/CN2017/081592 WO2018149029A1 (zh) | 2017-02-17 | 2017-04-24 | 一种高可靠性hemt制作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710086139.6A CN106920747A (zh) | 2017-02-17 | 2017-02-17 | 一种高可靠性hemt制作方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106920747A true CN106920747A (zh) | 2017-07-04 |
Family
ID=59454065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710086139.6A Pending CN106920747A (zh) | 2017-02-17 | 2017-02-17 | 一种高可靠性hemt制作方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106920747A (zh) |
| WO (1) | WO2018149029A1 (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102237405A (zh) * | 2010-05-07 | 2011-11-09 | 富士通半导体股份有限公司 | 复合半导体器件及其制造方法 |
| CN102714219A (zh) * | 2009-12-10 | 2012-10-03 | 特兰斯夫公司 | 反侧设计的iii-氮化物器件 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101162695A (zh) * | 2006-10-09 | 2008-04-16 | 西安能讯微电子有限公司 | 氮化镓hemt器件表面钝化及提高器件击穿电压的工艺 |
| CN103904110B (zh) * | 2014-01-20 | 2016-05-18 | 西安电子科技大学 | 加栅场板耗尽型绝缘栅AlGaN/GaN器件结构及其制作方法 |
-
2017
- 2017-02-17 CN CN201710086139.6A patent/CN106920747A/zh active Pending
- 2017-04-24 WO PCT/CN2017/081592 patent/WO2018149029A1/zh active Application Filing
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102714219A (zh) * | 2009-12-10 | 2012-10-03 | 特兰斯夫公司 | 反侧设计的iii-氮化物器件 |
| CN102237405A (zh) * | 2010-05-07 | 2011-11-09 | 富士通半导体股份有限公司 | 复合半导体器件及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2018149029A1 (zh) | 2018-08-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6999197B2 (ja) | 複合バリア層構造に基づくｉｉｉ族窒化物エンハンスメント型ｈｅｍｔ及びその製造方法 | |
| US10062775B2 (en) | GaN-based power electronic device and method for manufacturing the same | |
| CN104332498A (zh) | 一种斜场板功率器件及斜场板功率器件的制备方法 | |
| JP2006339561A (ja) | 電界効果トランジスタ及びその製造方法 | |
| CN104201202B (zh) | 一种具有复合势垒层的氮化镓基异质结场效应管 | |
| CN102629624A (zh) | 基于GaN的MIS栅增强型HEMT器件及制作方法 | |
| CN105810728B (zh) | 增强型鳍式绝缘栅高电子迁移率晶体管 | |
| WO2020107754A1 (zh) | 一种提高GaN增强型MOSFET阈值电压的外延层结构及器件制备 | |
| CN104167445A (zh) | 具有埋栅结构的氮化镓基增强耗尽型异质结场效应晶体管 | |
| Murugapandiyan et al. | Investigation of quaternary barrier InAlGaN/GaN/AlGaN double-heterojunction high-electron-mobility transistors (HEMTs) for high-speed and high-power applications | |
| CN110310981A (zh) | 氮面增强型复合势垒层氮化镓基异质结场效应管 | |
| CN102646705A (zh) | MIS栅GaN基增强型HEMT器件及制作方法 | |
| CN117253917A (zh) | 一种通过表面陷阱屏蔽的GaN MIS HEMT及其制备方法 | |
| CN109742144B (zh) | 一种槽栅增强型mishemt器件及其制作方法 | |
| US10312095B1 (en) | Recessed solid state apparatuses | |
| CN104167440B (zh) | 一种增强型AlGaN/GaN异质结场效应晶体管 | |
| CN108493245B (zh) | 一种常闭型氮化镓hemt器件 | |
| JP2013239735A (ja) | 電界効果トランジスタ | |
| CN106601792A (zh) | 一种氮化镓高电子迁移率晶体管及其制备方法 | |
| CN105826369A (zh) | 一种新型增强型iii-v异质结场效应晶体管 | |
| CN104157679A (zh) | 一种氮化镓基增强型异质结场效应晶体管 | |
| CN109817711B (zh) | 具有AlGaN/GaN异质结的氮化镓横向晶体管及其制作方法 | |
| CN106920747A (zh) | 一种高可靠性hemt制作方法 | |
| CN205303470U (zh) | 一种增强型GaN器件 | |
| TWI724694B (zh) | 氮化鎵高電子遷移率電晶體及其製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Room B0604, 388 Ruoshui Road, Suzhou Industrial Park, Wuzhong District, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant after: Suzhou Huatai Electronic Technology Co., Ltd. Address before: 215300 Xiuhai Road, Zhouzhuang Town, Kunshan City, Suzhou City, Jiangsu Province, 188 Applicant before: Kunshan Huatai Electronic Technology Co., Ltd. |