一种增强型GaNHEMT器件制备方法及其结构与流程

一种增强型gan hemt器件制备方法及其结构
技术领域
1.本发明属于gan hemt器件技术领域，尤其涉及一种增强型gan hemt器件制备方法及其结构。


背景技术：

2.gan以禁带宽度大、电子饱和迁移速度高、临界击穿电场高、热导率高、稳定性好、耐腐蚀和抗辐射等优异的物理特性，成为高频、高温和高功率密度等领域的研究热点。氮化镓基的高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor，hemt)是一种异质结场效应晶体管，凭借其优异的性能在基站通信、物联网、航空航天和雷达系统等领域有着广泛的应用前景。gan hemt应用场景一般为高频高压状态，需要承受极高的漏极电压，电场线会在器件的栅极边沿聚集，产生电场峰值。当电场峰值高于临界击穿电场时，会发生雪崩电离，导致器件击穿，使器件性能难以达到理论值。因此需要设计器件的结构，优化电场的分布，从而提高器件击穿电压。
3.输出电流或者击穿电压的提高都能够增大最大输出功率，由于gan hemt器件工作在大电流条件下会带来散热等一系列问题，所以希望提高击穿电压来使器件工作在高压下，从而得到较大的输出功率。当gan hemt器件工作在高压状态下，其漏极会承受较大的电压，电场线会在器件的栅极或漏极聚集，产生电场峰值，当电场峰值高于击穿电压时，雪崩电离就会发生，从而导致器件击穿。场板技术常用于优化电场分布，通过缓解原有的电场峰值，引入新的电场峰值，以提高gan hemt器件击穿电压。但是，发明人认为，目前p-gan增强型gan hemt常用的场板结构多为平板结构，但平板结构对沟道处的电场优化作用有限，并不能最大限度地提高击穿电压，普通斜面结构具有更有利效果，但其制造工艺复杂，工艺重复性较差，且斜面场板长度和场板与下层材料之间倾斜夹角难以把控，使得使用斜面场板的器件产率与良率都有待提高。为此，需要设计出一种增强型gan hemt器件结构的制备方法。
4.需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强理解本公开的背景，并且因此可以包括不构成现有技术的信息。


技术实现要素：

5.发明人通过研究发现，普通斜面结构对沟道处的电场优化作用较好，但其制造工艺复杂，工艺重复性较差，且斜面场板长度和场板与下层材料之间倾斜夹角难以把控。
6.鉴于以上技术问题中的至少一项，本公开提供了一种增强型gan hemt器件制备方法及其结构，具体技术方案如下：
7.一种增强型gan hemt器件制备方法，包括如下步骤：
8.步骤一，取得外延片，外延片的结构自下而上依次为衬底层，缓冲层，沟道层，势垒层和帽层，在外延片上表面制备介质层，在介质层表面光刻形成刻蚀图形，以cf4气体刻蚀介质层，形成硬掩膜图形，使用光刻胶清洗剂去除顶层光刻胶；刻蚀外延片的帽层，刻蚀时
保留栅极部分的帽层，其余部分刻蚀停止于势垒层上表面；
9.步骤二，在势垒层上表面的欧姆接触区域蒸镀金属，退火后形成欧姆接触的源极和漏极，在栅极肖特基接触区域蒸镀金属，形成肖特基接触的栅极；
10.步骤三，在步骤二完成后的外延片上制备钝化层；
11.步骤四，在钝化层上涂基于酚醛树脂的光刻胶ⅰ，经曝光、显影、坚膜后，以光刻胶ⅰ的右侧为基准涂厚度大于光刻胶ⅰ的光刻胶ⅱ，光刻胶ⅱ的长度小于光刻胶ⅰ，涂后对光刻胶ⅱ进行曝光、显影；
12.步骤五，热熔回流步骤四所得的光刻胶ⅰ和光刻胶ⅱ，形成外壁为曲面的光刻胶块，光刻胶块左侧倾角为锐角；
13.步骤六，以步骤五所得的光刻胶块为掩膜刻蚀钝化层，刻蚀过程光刻胶块与钝化层选择比为1.2：1，去除光刻胶，刻蚀钝化层，刻蚀停止在栅极上方；
14.步骤七，使用光刻工艺对准场板位置，使用薄膜蒸镀工艺蒸镀曲面场板，并通过剥离工艺去除光刻胶与曲面场板外金属；
15.步骤八，通过rie刻蚀工艺暴露出源极、漏极金属，曲面场板与源极互连。
16.在本公开的一些实施例中，所述介质层为si3n4或sio2。
17.在本公开的一些实施例中，所述钝化层为sin3，厚度为1500nm。
18.在本公开的一些实施例中，所述光刻胶ⅰ为胶厚300～800nm的正胶。
19.在本公开的一些实施例中，所述光刻胶ⅱ为胶厚1500nm的正胶。
20.在本公开的一些实施例中，所述步骤五中热熔回流的条件具体为温度120℃～130℃，时间为20min～30min。
21.一种增强型gan hemt器件结构，包括外延片，所述外延片包括自下而上依次生长的衬底层，缓冲层，沟道层和势垒层，势垒层上表面设有源极，漏极和栅极，源极和漏极之间设有钝化层，钝化层覆盖栅极，栅极和漏极之间的钝化层外表面凸起为曲面，凸起的钝化层靠近栅极的一侧外表面设有曲面场板，曲面场板通过引线连接源极。
22.在本公开的一些实施例中，所述曲面场板左侧与衬底层之间的夹角为15～60度。
23.相比较现有技术而言，本发明具有以下有益效果：本公开通过在p-gan增强型gan hemt器件中引入曲面场板，由于曲面场板到沟道的距离相比到栅极的距离线性增加，此特性可以使沟道处的电场分布更为均匀，可以有效提高器件的击穿电压；常规增强型器件击穿电压约为900v，使用曲面长板工艺优化后击穿电压可达1200v，通过双层胶形成台阶形貌，其中光刻胶ⅰ较薄，光刻胶ⅱ较厚，且都为正性光刻胶，光刻胶ⅰ的薄胶可以控制场板与下层材料之间倾斜夹角，使场板与介质层之间夹角可以在15
°
至60
°
之间有效调整，以此提出了针对曲面场板的一种新的制备方法；以光刻胶ⅱ与光刻胶ⅰ之间的长度差异调整曲面场板有效长度；通过光刻胶ⅰ和光刻胶ⅱ热熔回流工艺在双层胶台阶上形成均匀连续的曲面，支撑后续曲面场板的制作，此曲面场板的制作方法可根据不同器件电性要求调整场板倾斜夹角和场板在栅极与漏极之间长度，制作工艺简单，可重复性高，有利于规模性生产。
附图说明
24.图1为本发明步骤一中在外延片上表面制备介质层的示意图；
25.图2为本发明步骤一中刻蚀时保留栅极部分的帽层的示意图；
26.图3为本发明步骤二所得的示意图；
27.图4为本发明步骤三所得的示意图；
28.图5为本发明步骤四所得的示意图；
29.图6为本发明步骤五所得的示意图；
30.图7为本发明步骤六所得的示意图；
31.图8为本发明步骤七所得的示意图；
32.图9为本发明步骤八所得的示意图。
33.图中标号说明：1、外延片；11、衬底层；12、缓冲层；13、沟道层；14、势垒层；15、帽层；2、介质层；31、源极；32、漏极；33、栅极；4、钝化层；5、光刻胶块；51、光刻胶ⅰ；52、光刻胶ⅱ；6、曲面场板；7、引线。
具体实施方式：
34.为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
35.本文中为部件所编序号本身，仅用于区分所表述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本公开中所说“连接”，如无特殊具体说明，均包括直接和间接的“连接”。在本技术的描述中，需要理解的是，方位术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简要描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
36.如附图部分的图1至图9所示，设计出一种增强型gan hemt器件制备方法，包括如下步骤：
37.步骤一，取得外延片1，外延片1的结构自下而上依次为衬底层11，缓冲层12，沟道层13，势垒层14和帽层15，在外延片1上表面制备介质层2，在介质层2表面光刻形成刻蚀图形，以cf4气体刻蚀介质层2，形成硬掩膜图形，使用光刻胶清洗剂去除顶层光刻胶；刻蚀外延片1的帽层15，刻蚀时保留栅极部分的帽层15，其余部分刻蚀停止于势垒层14上表面；
38.步骤二，在势垒层14上表面的欧姆接触区域蒸镀金属，退火后形成欧姆接触的源极31和漏极32，在栅极肖特基接触区域蒸镀金属，形成肖特基接触的栅极33；
39.步骤三，在步骤二完成后的外延片1上制备钝化层4；
40.步骤四，在钝化层4上涂基于酚醛树脂的光刻胶ⅰ51，经曝光、显影、坚膜后，以光刻胶ⅰ51的右侧为基准涂厚度大于光刻胶ⅰ51的光刻胶ⅱ52，光刻胶ⅱ52的长度小于光刻胶ⅰ51，涂后对光刻胶ⅱ52进行曝光、显影；
41.步骤五，热熔回流步骤四所得的光刻胶ⅰ51和光刻胶ⅱ52，形成外壁为曲面的光刻胶块5，光刻胶块5左侧倾角为锐角，可以通过回流时间和温度的把控实现该角度的调整；
42.步骤六，以步骤五所得的光刻胶块5为掩膜刻蚀钝化层4，刻蚀过程光刻胶块5与钝化层4选择比为1.2：1，去除光刻胶，通过rie或icp刻蚀工艺刻蚀钝化层4，控制刻蚀时间，使刻蚀停止在栅极33上方；
43.步骤七，使用光刻工艺对准场板位置，使用薄膜蒸镀工艺蒸镀曲面场板6，并通过
剥离工艺去除光刻胶与曲面场板6外金属；
44.步骤八，通过rie刻蚀工艺暴露出源极31、漏极32金属，曲面场板6与源极31互连。
45.还公开了一种增强型gan hemt器件结构，包括外延片1，所述外延片包括自下而上依次生长的衬底层11，缓冲层12，沟道层13和势垒层14，势垒层14上表面设有源极31，漏极32和栅极33，源极31和漏极32之间设有钝化层4，钝化层4覆盖栅极33，栅极33和漏极32之间的钝化层4外表面凸起为曲面，凸起的钝化层靠近栅极33的一侧外表面设有曲面场板6，曲面场板6通过引线7连接源极31。
46.通过在p-gan增强型gan hemt器件中引入曲面场板6，由于曲面场板6到沟道的距离相比到栅极33的距离线性增加，此特性可以使沟道处的电场分布更为均匀，可以有效提高gan hemt器件的击穿电压；常规增强型器件击穿电压约为900v，使用曲面长板6工艺优化后击穿电压可达1200v，通过双层胶形成台阶形貌，其中光刻胶ⅰ51较薄，光刻胶ⅱ52较厚，且都为正性光刻胶，光刻胶ⅰ51的薄胶可以控制场板与下层材料之间倾斜夹角，使场板与介质层2之间夹角可以在15
°
至60
°
之间有效调整，以此提出了针对曲面场板6的一种新的制备方法；以光刻胶ⅱ52与光刻胶ⅰ51之间的长度差异调整曲面场板6有效长度；通过光刻胶ⅰ51和光刻胶ⅱ52热熔回流工艺在双层胶台阶上形成均匀连续的曲面，支撑后续曲面场板6的制作，此曲面场板6的制作方法可根据不同器件电性要求调整场板倾斜夹角和场板在栅极33与漏极32之间长度，制作工艺简单，可重复性高，有利于规模性生产。
47.以上实施方式中，列举出3种实施例实现上述技术方案：
48.实施例1
49.本实施例是公开一种增强型gan hemt器件制备方法，包括如下步骤：
50.步骤一，取得外延片1，外延片1的结构自下而上依次为衬底层11，缓冲层12，沟道层13，势垒层14和帽层15，其中，衬底层11可以是si、sic、蓝宝石、gan材料，沟道层13为gan、algan材料，势垒层4为algan材料，帽层5，为p型gan材料，在外延片1上表面制备介质层2，如图1所示，所述介质层2为sio2，厚度为300nm，在介质层2表面光刻形成刻蚀图形，以cf4气体刻蚀介质层2，形成硬掩膜图形，使用光刻胶清洗剂去除顶层光刻胶，所述光刻胶清洗剂为丙酮；使用icp刻蚀机台以cl2/n2/o2气体刻蚀外延片1的帽层15，刻蚀时保留栅极部分的帽层15，其余部分刻蚀停止于势垒层14上表面，如图2所示；
51.步骤二，如图3所示，使用金属蒸镀工艺在势垒层14上表面的欧姆接触区域蒸镀金属，退火后形成欧姆接触的源极31和漏极32，在栅极肖特基接触区域蒸镀金属，形成肖特基接触的栅极33，其中，所述欧姆金属的结构为ti/al/ni/au复合金属结构层，其中，ti厚度为20nm，al的厚度为130nm，ni的厚度为50nm，au的厚度为100nm；所述肖特基接触的结构为ni/au复合层，其中，ni的厚度为10nm，au的厚度为100nm；
52.步骤三，如图4所示，在步骤二完成后的外延片1上制备钝化层4，所述钝化层4为sin3，厚度为1500nm；
53.步骤四，如图5所示，在钝化层4上涂基于酚醛树脂的光刻胶ⅰ51，光刻胶ⅰ51可以是s1805光刻胶，光刻胶ⅰ51的厚度为500nm，长度为5μm，经曝光、显影、坚膜后，以光刻胶ⅰ51的右侧为基准涂厚度大于光刻胶ⅰ51的光刻胶ⅱ52，光刻胶ⅱ52可以是az5214光刻胶，光刻胶ⅱ52的厚度为1500nm，长度为3.2μm，光刻胶ⅱ52的长度小于光刻胶ⅰ51，涂后对光刻胶ⅱ52进行曝光、显影；
54.步骤五，如图6所示，热熔回流步骤四所得的光刻胶ⅰ51和光刻胶ⅱ52，使其软化变形，控制加热温度与时间，其中加热温度为130℃，加热时间为30min，形成外壁为曲面的光刻胶块5，光刻胶块5左侧倾角为30
°
；
55.步骤六，如图7所示，以步骤五所得的光刻胶块5为掩膜刻蚀钝化层4，刻蚀过程光刻胶块5与钝化层4选择比为1.2：1，得到目标刻蚀图形，并通过nmp液体在130℃下加热30min，去除光刻胶，通过rie刻蚀工艺刻蚀钝化层4，控制刻蚀时间，使刻蚀停止在栅极33上方；
56.步骤七，如图8所示，使用光刻工艺对准场板位置，使用薄膜蒸镀工艺蒸镀曲面场板6，所述曲面场板6的场板金属为ni/au复合层，其中，ni的厚度为50nm，au的厚度为150nm，并通过剥离工艺去除光刻胶与曲面场板6外金属；
57.步骤八，如图9所示，通过rie刻蚀工艺以cf4气体刻蚀源、漏区域上方钝化层4暴露出源极31、漏极32金属，曲面场板6与源极31互连。
58.还公开了一种增强型gan hemt器件结构，包括外延片1，所述外延片包括自下而上依次生长的衬底层11，缓冲层12，沟道层13和势垒层14，势垒层14上表面设有源极31，漏极32和栅极33，源极31和漏极32之间设有钝化层4，钝化层4覆盖栅极33，栅极33和漏极32之间的钝化层4外表面凸起为曲面，凸起的钝化层靠近栅极33的一侧外表面设有曲面场板6，曲面场板6通过引线7连接源极31。
59.通过此工艺流程获得水平长度5μm，厚度200nm，倾斜角度30
°
的源极曲面场板6，得到击穿电压为1200v的增强型gan hemt器件。
60.实施例2
61.本实施例是公开一种增强型gan hemt器件制备方法，包括如下步骤：
62.步骤一，取得外延片1，外延片1的结构自下而上依次为衬底层11，缓冲层12，沟道层13，势垒层14和帽层15，其中，衬底层11可以是si、sic、蓝宝石、gan材料，沟道层13为gan、algan材料，势垒层4为algan材料，帽层5，为p型gan材料，在外延片1上表面制备介质层2，如图1所示，所述介质层2为sio2，厚度为300nm，在介质层2表面光刻形成刻蚀图形，以cf4气体刻蚀介质层2，形成硬掩膜图形，使用光刻胶清洗剂去除顶层光刻胶，所述光刻胶清洗剂为丙酮；使用icp刻蚀机台以cl2/n2/o2气体刻蚀外延片1的帽层15，刻蚀时保留栅极部分的帽层15，其余部分刻蚀停止于势垒层14上表面，如图2所示；
63.步骤二，如图3所示，使用金属蒸镀工艺在势垒层14上表面的欧姆接触区域蒸镀金属，退火后形成欧姆接触的源极31和漏极32，在栅极肖特基接触区域蒸镀金属，形成肖特基接触的栅极33，其中，所述欧姆金属的结构为ti/al/ni/au复合金属结构层，其中，ti厚度为20nm，al的厚度为130nm，ni的厚度为50nm，au的厚度为100nm；所述肖特基接触的结构为ni/au复合层，其中，ni的厚度为10nm，au的厚度为100nm；
64.步骤三，如图4所示，在步骤二完成后的外延片1上制备钝化层4，所述钝化层4为sin3，厚度为1500nm；
65.步骤四，如图5所示，在钝化层4上涂基于酚醛树脂的光刻胶ⅰ51，光刻胶ⅰ51可以是s1805光刻胶，光刻胶ⅰ51的厚度为800nm，长度为2μm，经曝光、显影、坚膜后，以光刻胶ⅰ51的右侧为基准涂厚度大于光刻胶ⅰ51的光刻胶ⅱ52，光刻胶ⅱ52可以是az5214光刻胶，光刻胶ⅱ52的厚度为1500nm，长度为1.3μm，光刻胶ⅱ52的长度小于光刻胶ⅰ51，涂后对光刻胶ⅱ52
进行曝光、显影后呈梯形图形；
66.步骤五，如图6所示，热熔回流步骤四所得的光刻胶ⅰ51和光刻胶ⅱ52，使其软化变形，控制加热温度与时间，其中加热温度为130℃，加热时间为30min，形成外壁为曲面的光刻胶块5，光刻胶块5左侧倾角为60
°
；
67.步骤六，如图7所示，以步骤五所得的光刻胶块5为掩膜刻蚀钝化层4，刻蚀过程光刻胶块5与钝化层4选择比为1.2：1，得到目标刻蚀图形，并通过nmp液体在130℃下加热30min，去除光刻胶，通过icp刻蚀工艺刻蚀钝化层4，控制刻蚀时间，使刻蚀停止在栅极33上方；
68.步骤七，如图8所示，使用光刻工艺对准场板位置，使用薄膜蒸镀工艺蒸镀曲面场板6，所述曲面场板6的场板金属为ni/au复合层，其中，ni的厚度为50nm，au的厚度为150nm，并通过剥离工艺去除光刻胶与曲面场板6外金属；
69.步骤八，如图9所示，通过rie刻蚀工艺以cf4气体刻蚀源、漏区域上方钝化层4暴露出源极31、漏极32金属，曲面场板6与源极31通过引线7实现互连。
70.还公开了一种增强型gan hemt器件结构，包括外延片1，所述外延片包括自下而上依次生长的衬底层11，缓冲层12，沟道层13和势垒层14，势垒层14上表面设有源极31，漏极32和栅极33，源极31和漏极32之间设有钝化层4，钝化层4覆盖栅极33，栅极33和漏极32之间的钝化层4外表面凸起为曲面，凸起的钝化层靠近栅极33的一侧外表面设有曲面场板6，曲面场板6通过引线7连接源极31。
71.通过此工艺流程获得水平长度2μm，厚度200nm，倾斜角度60
°
的源极曲面场板6，得到击穿电压为960v的增强型gan hemt器件。
72.实施例3
73.本实施例是公开一种增强型gan hemt器件制备方法，包括如下步骤：
74.步骤一，取得外延片1，外延片1的结构自下而上依次为衬底层11，缓冲层12，沟道层13，势垒层14和帽层15，其中，衬底层11可以是si、sic、蓝宝石、gan材料，沟道层13为gan、algan材料，势垒层4为algan材料，帽层5，为p型gan材料，在外延片1上表面制备介质层2，如图1所示，所述介质层2为sio2，厚度为300nm，在介质层2表面光刻形成刻蚀图形，以cf4气体刻蚀介质层2，形成硬掩膜图形，使用光刻胶清洗剂去除顶层光刻胶，所述光刻胶清洗剂为丙酮；使用icp刻蚀机台以cl2/n2/o2气体刻蚀外延片1的帽层15，刻蚀时保留栅极部分的帽层15，其余部分刻蚀停止于势垒层14上表面，如图2所示；
75.步骤二，如图3所示，使用金属蒸镀工艺在势垒层14上表面的欧姆接触区域蒸镀金属，退火后形成欧姆接触的源极31和漏极32，在栅极肖特基接触区域蒸镀金属，形成肖特基接触的栅极33，其中，所述欧姆金属的结构为ti/al/ni/au复合金属结构层，其中，ti厚度为20nm，al的厚度为130nm，ni的厚度为50nm，au的厚度为100nm；所述肖特基接触的结构为ni/au复合层，其中，ni的厚度为10nm，au的厚度为100nm；
76.步骤三，如图4所示，在步骤二完成后的外延片1上制备钝化层4，所述钝化层4为sin3，厚度为1500nm；
77.步骤四，如图5所示，在钝化层4上涂基于酚醛树脂的光刻胶ⅰ51，光刻胶ⅰ51可以是s1805光刻胶，光刻胶ⅰ51的厚度为300nm，长度为10μm，经曝光、显影、坚膜后，以光刻胶ⅰ51的右侧为基准涂厚度大于光刻胶ⅰ51的光刻胶ⅱ52，光刻胶ⅱ52可以是az5214光刻胶，光刻
胶ⅱ52的厚度为1500nm，长度为6.6μm，光刻胶ⅱ52的长度小于光刻胶ⅰ51，涂后对光刻胶ⅱ52进行曝光、显影后呈梯形图形；
78.步骤五，如图6所示，热熔回流步骤四所得的光刻胶ⅰ51和光刻胶ⅱ52，使其软化变形，控制加热温度与时间，其中加热温度为130℃，加热时间为30min，形成外壁为曲面的光刻胶块5，光刻胶块5左侧倾角为15
°
；
79.步骤六，如图7所示，以步骤五所得的光刻胶块5为掩膜刻蚀钝化层4，刻蚀过程光刻胶块5与钝化层4选择比为1.2：1，得到目标刻蚀图形，并通过nmp液体在130℃下加热30min，去除光刻胶，通过rie刻蚀工艺刻蚀钝化层4，控制刻蚀时间，使刻蚀停止在栅极33上方；
80.步骤七，如图8所示，使用光刻工艺对准场板位置，使用薄膜蒸镀工艺蒸镀曲面场板6，所述曲面场板6的场板金属为ni/au复合层，其中，ni的厚度为50nm，au的厚度为150nm，并通过剥离工艺去除光刻胶与曲面场板6外金属；
81.步骤八，如图9所示，通过rie刻蚀工艺以cf4气体刻蚀源、漏区域上方钝化层4暴露出源极31、漏极32金属，曲面场板6与源极31通过引线7实现互连。
82.还公开了一种增强型gan hemt器件结构，包括外延片1，所述外延片包括自下而上依次生长的衬底层11，缓冲层12，沟道层13和势垒层14，势垒层14上表面设有源极31，漏极32和栅极33，源极31和漏极32之间设有钝化层4，钝化层4覆盖栅极33，栅极33和漏极32之间的钝化层4外表面凸起为曲面，凸起的钝化层靠近栅极33的一侧外表面设有曲面场板6，曲面场板6通过引线7连接源极31。
83.通过此工艺流程获得水平长度10μm，厚度200nm，倾斜角度15
°
的源极曲面场板6，得到击穿电压为1050v的增强型gan hemt器件。
84.可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

技术特征：
1.一种增强型gan hemt器件制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，取得外延片(1)，外延片(1)的结构自下而上依次为衬底层(11)，缓冲层(12)，沟道层(13)，势垒层(14)和帽层(15)，在外延片(1)上表面制备介质层(2)，在介质层(2)表面光刻形成刻蚀图形，以cf4气体刻蚀介质层(2)，形成硬掩膜图形，使用光刻胶清洗剂去除顶层光刻胶；刻蚀外延片(1)的帽层(15)，刻蚀时保留栅极部分的帽层(15)，其余部分刻蚀停止于势垒层(14)上表面；步骤二，在势垒层(14)上表面的欧姆接触区域蒸镀金属，退火后形成欧姆接触的源极(31)和漏极(32)，在栅极肖特基接触区域蒸镀金属，形成肖特基接触的栅极(33)；步骤三，在步骤二完成后的外延片(1)上制备钝化层(4)；步骤四，在钝化层(4)上涂基于酚醛树脂的光刻胶ⅰ(51)，经曝光、显影、坚膜后，以光刻胶ⅰ(51)的右侧为基准涂厚度大于光刻胶ⅰ(51)的光刻胶ⅱ(52)，光刻胶ⅱ(52)的长度小于光刻胶ⅰ(51)，涂后对光刻胶ⅱ(52)进行曝光、显影；步骤五，热熔回流步骤四所得的光刻胶ⅰ(51)和光刻胶ⅱ(52)，形成外壁为曲面的光刻胶块(5)，光刻胶块(5)左侧倾角为锐角；步骤六，以步骤五所得的光刻胶块(5)为掩膜刻蚀钝化层(4)，刻蚀过程光刻胶块(5)与钝化层(4)选择比为1.2：1，去除光刻胶，刻蚀钝化层(4)，刻蚀停止在栅极(33)上方；步骤七，使用光刻工艺对准场板位置，使用薄膜蒸镀工艺蒸镀曲面场板(6)，并通过剥离工艺去除光刻胶与曲面场板(6)外金属；步骤八，通过rie刻蚀工艺暴露出源极(31)、漏极(32)金属，曲面场板(6)与源极(31)互连。2.根据权利要求1所述的增强型gan hemt器件制备方法，其特征在于，所述介质层(2)为si3n4或sio2。3.根据权利要求1所述的增强型gan hemt器件制备方法，其特征在于，所述钝化层(4)为sin3，厚度为1500nm。4.根据权利要求1所述的增强型gan hemt器件制备方法，其特征在于，所述光刻胶ⅰ(51)为胶厚300～800nm的正胶。5.根据权利要求1所述的增强型gan hemt器件制备方法，其特征在于，所述光刻胶ⅱ(52)为胶厚1500nm的正胶。6.根据权利要求1所述的增强型gan hemt器件制备方法，其特征在于，所述步骤五中热熔回流的条件具体为温度120℃～130℃，时间为20min～30min。7.一种增强型gan hemt器件结构，包括外延片(1)，其特征在于，所述外延片包括自下而上依次生长的衬底层(11)，缓冲层(12)，沟道层(13)和势垒层(14)，势垒层(14)上表面设有源极(31)，漏极(32)和栅极(33)，源极(31)和漏极(32)之间设有钝化层(4)，钝化层(4)覆盖栅极(33)，栅极(33)和漏极(32)之间的钝化层(4)外表面凸起为曲面，凸起的钝化层靠近栅极(33)的一侧外表面设有曲面场板(6)，曲面场板(6)通过引线(7)连接源极(31)。8.根据权利要求7所述的增强型gan hemt器件结构，其特征在于，所述曲面场板(6)左侧与衬底层(11)之间的夹角为15～60度。

技术总结
本发明公开了一种增强型GaN HEMT器件制备方法，GaN HEMT器件制造技术领域，通过光刻胶Ⅰ和光刻胶Ⅱ长度和厚度的控制，实现曲面场板长度和曲面场板与下层材料之间倾斜夹角的调整。还公开了一种增强型GaN HEMT器件结构，通过在p-GaN增强型GaN HEMT器件中引入曲面场板，由于曲面场板到沟道的距离相比到栅极的距离线性增加，此特性可以使沟道处的电场分布更为均匀，可以有效提高器件的击穿电压；常规增强型器件击穿电压约为900V，使用曲面长板工艺优化后击穿电压可达1200V。优化后击穿电压可达1200V。优化后击穿电压可达1200V。


技术研发人员：陈祖尧
受保护的技术使用者：徐州金沙江半导体有限公司
技术研发日：2023.05.06
技术公布日：2023/8/9