HEMT器件及其制备方法与流程

本发明属于半导体集成电路制造领域，涉及一种hemt器件及其制备方法。

背景技术：

1、增强型hemt(高电子迁移率晶体管)器件由于具有高电子迁移率、高电子饱和速度及高击穿电压特性，在大功率器件中被广泛关注。目前，增强型hemt主要有肖特基p-gan栅hemt器件、欧姆p-gan栅hemt器件及混合栅hemt器件几种结构，肖特基p-gan栅hemt器件长时间工作后，p-gan帽层的电位会产生相对浮动，导致器件的阈值电压漂移，性能下降，严重影响器件的稳定性和可靠性；而欧姆p-gan栅hemt器件虽然避免了阈值电压漂移问题，但却面临着栅极漏电的严重情况，也限制了器件的可靠性和稳定性；混合栅hemt器件虽然可以降低栅极漏电同时抑制阈值电压漂移，但是制作混合栅的工艺较为复杂。

2、因此，急需寻找一种工艺简单且能够降低栅极漏电的同时避免阈值电压漂移的hemt器件的制备方法。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种hemt器件及其制备方法，用于解决现有技术中hemt器件难以通过简单的工艺实现降低器件中栅极漏电的同时避免阈值电压漂移的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供了一种hemt器件的制备方法，包括以下步骤：

3、提供一半导体结构，所述半导体结构包括叠层结构、帽层、源极及漏极，所述叠层结构包括依次层叠的沟道层及势垒层，所述帽层位于所述势垒层的上表面，所述源极与所述漏极分别与所述叠层结构电连接且位于所述帽层相对两侧的预设距离处；

4、对所述帽层上表面的预设区域进行预处理以形成覆盖所述预设区域的表面加固层；

5、形成贯穿所述表面加固层且底面位于所述帽层中的凹槽；

6、形成位于所述表面加固层的上表面且填充所述凹槽的栅极。

7、可选地，所述半导体结构中还包括依次层叠的衬底及缓冲层，所述沟道层位于所述缓冲层的上表面。

8、可选地，所述源极与所述漏极位于所述势垒层的上表面且分别与所述势垒层形成欧姆接触。

9、可选地，所述源极与所述漏极嵌于所述叠层结构中且分别与所述沟道层形成欧姆接触；或者所述源极与所述漏极分别嵌于所述势垒层中且分别与所述势垒层形成欧姆接触。

10、可选地，对所述预设区域进行预处理的方法包括表面氧气预处理、表面氮气预处理。

11、可选地，在所述源极与所述漏极排列方向上，所述栅极的尺寸不大于所述表面加固层的尺寸。

12、可选地，所述栅极填充所述凹槽部分的底面与所述帽层之间的接触类型为欧姆接触，位于所述表面加固层表面的所述栅极与所述表面加固层之间的接触类型为肖特基接触。

13、可选地，所述半导体结构中包括钝化层，所述钝化层覆盖所述叠层结构的显露上表面，所述源极贯穿所述钝化层并与所述叠层结构电连接，所述漏极贯穿所述钝化层并与所述叠层结构电连接。

14、可选地，形成所述表面加固层之前，还包括形成贯穿所述钝化层的栅极接触孔的步骤，所述栅极接触孔的底面显露出所述帽层的上表面，且所述栅极接触孔的尺寸小于所述帽层的尺寸。

15、本发明还提供一种hemt器件，包括：

16、半导体结构，包括叠层结构、帽层、源极及漏极，所述叠层结构包括依次层叠的沟道层及势垒层，所述帽层位于所述势垒层的上表面，所述源极与所述漏极分别与所述叠层结构电连接且位于所述帽层相对两侧的预设距离处；

17、表面加固层，覆盖所述帽层上表面的预设区域；

18、凹槽，贯穿所述表面加固层且底面位于所述帽层中；

19、栅极，位于所述表面加固层的上表面且填充所述凹槽。

20、如上所述，本发明的hemt器件及其制备方法通过于帽层的上表面形成表面加固层，同时形成贯穿表面加固层且底面位于帽层中的凹槽，再形成位于表面加固层上表面并填充凹槽的栅极，通过使栅极与表面加固层之间形成肖特基接触，以降低器件的栅极漏电，再通过使栅极与凹槽底面的帽层之间形成欧姆接触，以形成释放浅能级陷阱中捕获的载流子的电荷释放通路，使器件长在程应力下的电学特性稳定，避免了器件阈值的漂移，提升了器件的性能及可靠性，且工艺简单，具有高度产业利用价值。

1.一种hemt器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的hemt器件的制备方法，其特征在于：所述半导体结构中还包括依次层叠的衬底及缓冲层，所述沟道层位于所述缓冲层的上表面。

3.根据权利要求1所述的hemt器件的制备方法，其特征在于：所述源极与所述漏极位于所述势垒层的上表面且分别与所述势垒层形成欧姆接触。

4.根据权利要求1所述的hemt器件的制备方法，其特征在于：所述源极与所述漏极嵌于所述叠层结构中且分别与所述沟道层形成欧姆接触；或者所述源极与所述漏极分别嵌于所述势垒层中且分别与所述势垒层形成欧姆接触。

5.根据权利要求1所述的hemt器件的制备方法，其特征在于：对所述预设区域进行预处理的方法包括表面氧气预处理、表面氮气预处理。

6.根据权利要求1所述的hemt器件的制备方法，其特征在于：在所述源极与所述漏极排列方向上，所述栅极的尺寸不大于所述表面加固层的尺寸。

7.根据权利要求1所述的hemt器件的制备方法，其特征在于：所述栅极填充所述凹槽部分的底面与所述帽层之间的接触类型为欧姆接触，位于所述表面加固层表面的所述栅极与所述表面加固层之间的接触类型为肖特基接触。

8.根据权利要求1所述的hemt器件的制备方法，其特征在于：所述半导体结构中包括钝化层，所述钝化层覆盖所述叠层结构的显露上表面，所述源极贯穿所述钝化层并与所述叠层结构电连接，所述漏极贯穿所述钝化层并与所述叠层结构电连接。

9.根据权利要求8所述的hemt器件的制备方法，其特征在于：形成所述表面加固层之前，还包括形成贯穿所述钝化层的栅极接触孔的步骤，所述栅极接触孔的底面显露出所述帽层的上表面，且所述栅极接触孔的尺寸小于所述帽层的尺寸。

10.一种hemt器件，其特征在于，包括：