专利名称：：提高氮化镓基场效应晶体管肖特基势垒的方法
技术领域：
：本发明属于半导体材料器件制作领域，特别涉及一种提高氮化镓基场效应晶体管肖特基势垒的方法。
背景技术：
：在半导体场效应晶体管结构当中，氮化镓基场效应晶体管依靠栅肖特基势垒控制沟道区，因而氮化镓基场效应晶体管的可靠性与稳定性在很大程度上依赖于肖特基栅的可靠性和稳定性。栅泄漏电流是低频噪声的主要来源，栅反向击穿电压决定着氮化镓基场效应晶体管的工作电压和功率容量。高质量的肖特基接触有利于获得高性能的氮化镓基场效应晶体管。而现有的氮化镓基场效应晶体管存在着肖特基反向漏电大，氮化镓基场效应晶体管的功率性能和击穿特性不高的问题。另外，氮化镓基场效应晶体管在工作中存在参数漂移的问题，导致氮化镓基场效应晶体管没有很好的稳定性和可靠性。
发明内容本发明的目的之一是提供一种提高氮化镓基场效应晶体管肖特基势垒的方法，以降低氮化镓基场效应晶体管肖特基的反向漏电电流，提高氮化镓基场效应晶体管的稳定性和可靠性。本发明提供了一种提高氮化镓基场效应晶体管肖特基势垒的方法，包括对氮化镓基场效应晶体管进行高温存储前的清洗；在氮气保护下对清洗后的所述氮化镓基场效应晶体管进行高温存储。通过本发明，提高了氮化镓基场效应晶体管的肖特基势垒高度，降低了氮化镓基场效应晶体管肖特基的反向漏电，提高了氮化镓基场效应晶体管的稳定性和可靠性。图1是本发明实施例提供的提高氮化镓基场效应晶体管肖特基势垒的方法流程图；图2是图1所示方法中制作氮化镓基场效应晶体管的方法流程图；图3是本发明实施例提供的氮化镓基场效应晶体管的结构示意图；图4为根据本发明实施例制作的氮化镓基场效应晶体管的肖特基特性的结果示意图；图5为根据本发明实施例制作的氮化镓基场效应管的电学可靠性示意图。具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。如图1所示，本发明实施例提供了一种提高氮化镓基场效应晶体管肖特基势垒的方法，包括步骤SO、制作氮化镓基场效应晶体管。具体如何制作，将在图2所示的实施例中进行详细说明。步骤Sl、依次采用丙酮和乙醇对氮化镓基场效应晶体管进行清洗。其中，采用丙酮清洗的时间为5分钟至10分钟，采用乙醇清洗的时间为5分钟至10分钟，处理温度为室温条件(例如，25t:)，处理容器为密闭容器。步骤S2、将清洗后的氮化镓基场效应晶体管放入用于存储管芯的石英器皿中。石英器皿加有盖子保证器皿的密闭性。步骤S3、将装有氮化镓基场效应晶体管的石英器皿放入高温箱的腔体内。将高温存储箱的腔体抽真空，然后充氮气，在氮气保护下对氮化镓基场效应晶体管进行高温存储。例如可进行长达48小时，温度可达350°C的高温存储。这里所表述的时间和温度是本发明实施例优选的实施方式，任何其他可实现本发明实施例所达到目的的时间和温度，都应包括在本发明实施例所提到的方法中。如图2所示，本发明实施例提供一种制作氮化镓基场效应晶体管的方法，包括步骤SOO:对制备氮化镓基场效应晶体管的材料采用光刻的方法进行光刻，形成光刻对准标记，蒸发标记金属。步骤SOl:光刻源漏窗口(由于欧姆接触金属是蒸在源漏上面，所以需要开出源漏窗口)，蒸发源漏金属为Ti、Al、Ni或Au。光刻出源漏窗口以后，首先，在源漏窗口上依次蒸发Ti、Al、Ni或Au的金属，然后，进行高温退火合金(退火温度750至90(TC，退火时间为40秒至75秒)，使源漏金属与外延材料形成良好的欧姆接触。步骤S02:有源区离子注入隔离，注入隔离包括注入氦原子或氮原子进行隔离，注入能量为20keV至70keV，注入剂量le"至2em2。有源区离子注入到二维电子气以下，目的是隔离二维电子气。步骤S03:光学光刻制作栅线条，栅金属蒸发前进行表面预处理。采用混合预处理溶液对氮化镓基场效应晶体管表面进行表面预处理，以清除氮化镓基场效应晶体管表面的氧等污染物，以形成良好的肖特基接触。混合预处理溶液为盐酸氢氟酸混合溶液，该溶液的溶剂配比可为hf:hci:H20=i:4:20，预处理时间为i分钟至2分钟，预处理过程在密闭容器中进行。步骤S04:蒸发栅金属，金属布线。栅金属采用电子束蒸发的方法。蒸发的栅金属为Ni或Au。金属布线采用的金属为Ti或Au。步骤S05:减薄、划片成氮化镓基场效应晶体管。如图3所示，氮化镓基场效应晶体管包括栅极，位于栅极两侧的源极和漏极。其中，栅极、源极和漏极位于衬底材料顶层铝镓氮(AlGaN)外延层上，源极与AlGaN外延层以及漏极与AlGaN外延层之间通过退火合金形成欧姆接触。在源极和漏极之间的AlGaN外延层上通过光学光刻的方法制作栅线条，栅极通过蒸发金属形成在AlGaN外延层上。在对高温存储前后的氮化镓基场效应晶体管进行测试对比后，肖特基特性如图4所示。表1给出了氮化镓基场效应晶体管在高温存储前后的肖特基势垒高度和理想因子的结果对比。从肖特基特性来看，高温存储后，氮化镓基场效应晶体管的反向漏电流明显降低。分析氮化镓基场效应晶体管肖特基的势垒高度和理想因子的数据，发现高温存储后肖特基的势垒高度增大，理想因子降低，这也是氮化镓基场效应晶体管在高温存储后反向漏电流降低的原因。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>图5给出了氮化镓基场效应晶体管高温存储前后的直流特性。从直流特性来看，氮化镓基场效应晶体管的饱和漏电流没有减少，反而增大。这是由于在一定的高温存储条件下，外延材料的buffer层中的缺陷得到激活，发生了复合，减少了漏电的通道，而使饱和漏电流增大。本发明实施例提供的提高氮化镓基场效应晶体管肖特基势垒的方法具有以下有益效果1、在淀积栅金属前进行表面处理，降低了表面玷污和氧对栅金属和半导体接触的影响。2、在优选的高温存储条件下(采用氮气保护，35(TC高温存储48小时)，栅金属在高温下发生一定的扩散，填充了肖特基接触金属_半导体材料(例如，AlGaN材料)接触界面的缺陷，Ni离子对氧具有一定的吸附作用，形成氧化合物提高了有效肖特基势垒的高度。3、在晶圆减薄，划片之后，对氮化镓基场效应晶体管进行优选条件下(包括优选的时间和温度)的高温存储，有利于稳定欧姆接触金属_半导体材料接触，使一些缺陷在高温下发生复合，进而起到了稳定氮化镓基场效应晶体管参数的效果(防止在氮化镓基场效应晶体管在工作中发生参数漂移)，利于提高氮化镓基场效应晶体管的稳定性和可靠性。4、高温存储没有影响氮化镓基场效应晶体管的频率特性，反而对氮化镓基场效应晶体管起到了稳定特性参数的作用。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。权利要求一种提高氮化镓基场效应晶体管肖特基势垒的方法，其特征在于，包括对氮化镓基场效应晶体管进行清洗；在氮气保护下对清洗后的所述氮化镓基场效应晶体管进行高温存储。2.根据权利要求1所述的提高氮化镓基场效应晶体管肖特基势垒的方法，其特征在于所述对氮化镓基场效应晶体管进行清洗的步骤是室温条件下，在密闭容器里分别用丙酮和乙醇处理溶液对氮化镓基场效应晶体管进行清洗。3.根据权利要求2所述的提高氮化镓基场效应晶体管肖特基势垒的方法，其特征在于所述丙酮和乙醇处理溶液处理时间分别为5至10分钟。4.根据权利要求1所述的提高氮化镓基场效应晶体管肖特基势垒的方法，其特征在于，所述对氮化镓基场效应晶体管进行清洗的步骤之前还包括制作氮化镓基场效应晶体管，包括对制备氮化镓基场效应晶体管的材料进行光刻，形成光刻对准标记，蒸发标记金属和源漏极金属；有源区离子隔离；光刻制作栅线条，对栅进行表面的预处理；蒸发栅金属，并金属布线；晶圆减薄，划片成氮化镓基场效应晶体管。5.根据权利要求4所述的提高氮化镓基场效应晶体管肖特基势垒的方法，其特征在于所述源漏极金属包括Ti、Al、Ni或Au。6.根据权利要求4所述的提高氮化镓基场效应晶体管肖特基势垒的方法，其特征在于所述有源区离子隔离是采用包括注入氦原子或氮原子进行隔离，注入能量为20keV至70keV，注入剂量lel4至2el5cm2。7.根据权利要求4所述的提高氮化镓基场效应晶体管肖特基势垒的方法，其特征在于所述栅蒸发前进行表面的预处理的步骤具体是采用包括盐酸氢氟酸的混合预处理溶液对氮化镓基场效应晶体管表面进行预处理，以形成肖特基接触；所述混合预处理溶液的溶剂配比为hf:hci:H20=i:4:20;所述预处理的时间为i至2分钟，所述预处理在密闭容器中进行。8.根据权利要求4所述的提高氮化镓基场效应晶体管肖特基势垒的方法，其特征在于所述蒸发栅金属，并进行金属布线是采用包括电子束蒸发的方法蒸发包括Ni或Au的栅金属，并采用包括Ti或Au的金属进行布线。9.根据权利要求1至8任一项所述的提高氮化镓基场效应晶体管肖特基势垒的方法，其特征在于，所述在氮气保护下对清洗后的所述氮化镓基场效应晶体管进行高温存储的步骤是将氮化镓基场效应晶体管在氮气保护下进行包括35(TC温度的高温存储。10.根据权利要求1至8任一项所述的提高氮化镓基场效应晶体管肖特基势垒的方法，其特征在于，所述在氮气保护下对清洗后的所述氮化镓基场效应晶体管进行高温存储之前还包括将清洗后的氮化镓基场效应晶体管置于密闭的石英器皿中。全文摘要本发明公开了一种提高氮化镓基场效应晶体管肖特基势垒的方法，属于半导体材料器件制作
技术领域：
。所述方法包括对氮化镓基场效应晶体管进行清洗；在氮气保护下对清洗后的所述氮化镓基场效应晶体管进行高温存储。通过本发明，提高了氮化镓基场效应晶体管的肖特基势垒高度，降低了氮化镓基场效应晶体管肖特基的反向漏电，提高了氮化镓基场效应晶体管的功率特性和击穿特性，解决了氮化镓基场效应晶体管在工作中参数漂移的问题，提高了氮化镓基场效应晶体管的稳定性和可靠性。文档编号H01L21/8252GK101707184SQ200910303939公开日2010年5月12日申请日期2009年7月2日优先权日2009年7月2日发明者刘新宇,李诚瞻,王鑫华,赵妙,郑英奎,魏珂申请人:中国科学院微电子研究所