本發(fā)明涉及半導體器件領域，特別涉及一種具有多層場板的半導體功率器件及其制作方法。

背景技術：

1、氮化鎵（gan）高電子遷移率晶體管（hemt）器件具有優(yōu)越的器件性能，在高頻以及高功率領域具有廣闊的應用前景。氮化鎵hemt器件主要分為耗盡型器件（d-mode）和增強型器件（e-mode），耗盡型氮化鎵hemt器件的結構簡單，能夠最大程度保留氮化鎵異質結的高電子濃度以及高電子遷移率，同時耗盡型氮化鎵hemt器件的柵極也十分可靠。

2、在gan?hemt器件中，場板的引入可以抑制表面電場的集中，減輕電場尖峰現(xiàn)象。對于高壓器件，通常需要多層場板，并且通過調節(jié)每層場板的長度與高度以實現(xiàn)理想的電場分布。但是，這一技術的缺點在于場板邊緣處的電場強度較大，擊穿容易在較低電位時提前發(fā)生，而且有可能發(fā)生在表面處，因而對介質層的質量有較高的要求。

3、現(xiàn)有器件結構采用接觸式場板結構，介質層與介質層之間存在刻蝕阻擋層；現(xiàn)有器件場板工藝需要先干法刻蝕掉介質層，再濕法刻蝕掉刻蝕阻擋層。多次刻蝕容易導致場板金屬、刻蝕阻擋層、介質層接觸區(qū)域產(chǎn)生刻蝕損傷，并導致局部電場分布不均勻，影響器件的可靠性。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種具有多層場板的半導體功率器件及其制作方法，能夠提高器件可靠性。

2、第一方面，本發(fā)明實施例提供一種具有多層場板的半導體功率器件的制作方法，包括以下步驟：

3、a、提供一氮化鎵襯底，并在所述氮化鎵襯底上沉積第一介質層；

4、b、對源極區(qū)域和漏極區(qū)域的所述第一介質層以及所述氮化鎵襯底進行刻蝕，以形成歐姆接觸孔；

5、c、在所述歐姆接觸孔中及第一介質層上沉積歐姆金屬層，并對歐姆金屬層進行刻蝕以形成歐姆電極；

6、d、在所述第一介質層和所述歐姆電極上沉積第二介質層；

7、e、在所述第二介質層上制作一級場板；

8、f、在所述第二介質層和所述一級場板上依次沉積下層介質層和上層介質層，其中在同等刻蝕條件下，所述下層介質層的刻蝕速度小于所述上層介質層的刻蝕速度；

9、g、對除上級場板區(qū)域之外的上層介質層進行刻蝕操作，以在所述上層介質層上形成所述上級場板區(qū)域、在所述下層介質層上形成下級場板區(qū)域；

10、h、對柵極區(qū)域進行刻蝕操作，以形成柵極接觸孔；

11、i、在所述柵極接觸孔中形成柵極金屬，在所述下級場板區(qū)域上形成下級場板，在所述上級場板區(qū)域上形成上級場板。

12、其中，在所述對柵極區(qū)域進行刻蝕操作、以形成柵極接觸孔的步驟之前，在所述上層介質層及所述下層介質層上制作保護介質層。

13、其中，所述上層介質層與所述下層介質層二者在同等刻蝕條件下的刻蝕速率之比大于10:1。

14、其中，所述下級場板與所述柵極金屬連接，或者，所述下級場板與所述柵極金屬分離。

15、第二方面，本發(fā)明實施例提供另一種具有多層場板的半導體功率器件的制作方法，包括以下步驟：

16、a、提供一氮化鎵襯底，并在所述氮化鎵襯底上沉積第一介質層；

17、b、對源極區(qū)域和漏極區(qū)域的所述第一介質層以及所述氮化鎵襯底進行刻蝕，以形成歐姆接觸孔；

18、c、在所述歐姆接觸孔中及第一介質層上沉積歐姆金屬層，并對所述歐姆金屬層進行刻蝕以形成歐姆電極；

19、d、在所述第一介質層和所述歐姆電極上沉積第二介質層；

20、e、在所述第二介質層上制作一級場板；

21、f、在所述第二介質層和所述一級場板上沉積第三介質層；

22、g、對柵極區(qū)域進行刻蝕操作，以形成柵極接觸孔；

23、h、在所述柵極接觸孔中形成柵極金屬，在所述第三介質層上制作二級場板；

24、i、在所述柵極金屬、二級場板及第三介質層上依次沉積下層介質層和上層介質層，其中在同等刻蝕條件下，所述下層介質層的刻蝕速度小于所述上層介質層的刻蝕速度；

25、j、對除上級場板區(qū)域之外的上層介質層進行刻蝕操作，以在所述上層介質層上形成所述上級場板區(qū)域、在所述下層介質層上形成下級場板區(qū)域；

26、k、在下級場板區(qū)域上形成下級場板，在所述上級場板區(qū)域上形成上級場板。

27、其中，在所述在下級場板區(qū)域上形成下級場板、在所述下級場板區(qū)域上形成下級場板的步驟之前，在所述上層介質層及所述下層介質層上制作保護介質層。

28、其中，所述上層介質層與所述下層介質層二者在同等刻蝕條件下的刻蝕速率之比大于10:1。

29、其中，所述二級場板與所述柵極金屬相連，或者，所述二級場板與或所述柵極金屬分離。

30、第三方面，本發(fā)明實施例提供了再一種具有多層場板的半導體功率器件的制作方法，包括以下步驟：

31、a、提供一氮化鎵襯底，并在氮化鎵襯底上沉積第一介質層；

32、b、對源極區(qū)域和漏極區(qū)域的所述第一介質層以及所述氮化鎵襯底進行刻蝕，以形成歐姆接觸孔；

33、c、在所述歐姆接觸孔中及第一介質層上沉積歐姆金屬層，并對所述歐姆金屬層進行刻蝕以形成歐姆電極；

34、d、在第一介質層和歐姆電極上沉積第二介質層；

35、e、在所述第二介質層上制作一級場板；

36、f、在所述一級場板和所述第二介質層上沉積第三介質層；

37、g、在所述第三介質層上制作二級場板；

38、h、在所述第三介質層及二級場板上依次沉積下層介質層和上層介質層；其中在同等刻蝕條件下，所述下層介質層的刻蝕速度小于所述上層介質層的刻蝕速度；

39、i、對除上級場板區(qū)域之外的上層介質層進行刻蝕操作，以在所述上層介質層上形成所述上級場板區(qū)域、在所述下層介質層上形成下級場板區(qū)域；

40、j、在柵極區(qū)域進行刻蝕操作，以形成柵極接觸孔；

41、k、在所述柵極接觸孔中形成柵極金屬，在所述下級場板區(qū)域上形成下級場板，在所述上級場板區(qū)域上形成上級場板。

42、第四方面，本發(fā)明還提供一種具有多層場板的半導體功率器件，通過前述的具有多層場板的半導體功率器件的制作方法制備而成。

43、本發(fā)明提供的具有多層場板的半導體功率器件及其制作方法，在同等刻蝕條件下，下層介質層的刻蝕速度小于上層介質層的刻蝕速度，上級場板區(qū)域之外的上層介質層被完全刻蝕掉后，下層介質層僅少部分被刻蝕掉，從而無需在兩層介質層之間設置刻蝕停止層，減少制作流程，節(jié)省了制備時間；同時可以避免兩層介質層之間產(chǎn)生縫隙，場板在該位置處的形狀成型效果較好，進而減少因刻蝕損傷導致的電場局部集中效應，提高器件的可靠性。

技術特征：

1.一種具有多層場板的半導體功率器件的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的具有多層場板的半導體功率器件的制作方法，其特征在于，在所述對柵極區(qū)域進行刻蝕操作、以形成柵極接觸孔的步驟之前，在所述上層介質層及所述下層介質層上制作保護介質層。

3.根據(jù)權利要求1所述的具有多層場板的半導體功率器件的制作方法，其特征在于，所述上層介質層與所述下層介質層二者在同等刻蝕條件下的刻蝕速率之比大于10:1。

4.根據(jù)權利要求1-3任一項所述的具有多層場板的半導體功率器件的制作方法，其特征在于，所述下級場板與所述柵極金屬連接，或者，所述下級場板與所述柵極金屬分離。

5.一種具有多層場板的半導體功率器件的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

6.根據(jù)權利要求5所述的具有多層場板的半導體功率器件的制作方法，其特征在于，在所述在下級場板區(qū)域上形成下級場板、在所述下級場板區(qū)域上形成下級場板的步驟之前，在所述上層介質層及所述下層介質層上制作保護介質層。

7.根據(jù)權利要求5所述的具有多層場板的半導體功率器件的制作方法，其特征在于，所述上層介質層與所述下層介質層二者在同等刻蝕條件下的刻蝕速率之比大于10:1。

8.根據(jù)權利要求5-7任一項所述的具有多層場板的半導體功率器件的制作方法，其特征在于，所述二級場板與所述柵極金屬相連，或者，所述二級場板與或所述柵極金屬分離。

9.一種具有多層場板的半導體功率器件的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

10.一種具有多層場板的半導體功率器件，其特征在于，通過權利要求1-9任一項所述的具有多層場板的半導體功率器件的制作方法制備而成。

技術總結
本發(fā)明提供一種具有多層場板的半導體功率器件及其制作方法。制作方法包括：提供一氮化鎵襯底，沉積第一介質層；制作歐姆接觸孔；制作歐姆電極；沉積第二介質層；制作一級場板；依次沉積下層介質層和上層介質層；制作上級場板區(qū)域、下級場板區(qū)域；制作下級場板、上級場板。在同等刻蝕條件下，下層介質層的刻蝕速度小于上層介質層的刻蝕速度，上級場板區(qū)域之外的上層介質層被完全刻蝕掉后，下層介質層僅少部分被刻蝕掉，從而無需在兩層介質層之間設置刻蝕停止層，減少制作流程，節(jié)省了制備時間；同時可以避免兩層介質層之間產(chǎn)生縫隙，場板在該位置處的形狀成型效果較好，進而減少因刻蝕損傷導致的電場局部集中效應，提高器件的可靠性。

技術研發(fā)人員：郭超凡,張銘宏,吳毅鋒,王中黨
受保護的技術使用者：珠海鎵未來科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19