[發(fā)明專利]氮化鎵基雙異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)及制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710064383.9
• 申請(qǐng)日: 2007-03-14
• 公開（公告）號(hào): CN101266999A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王曉亮;馬志勇;冉學(xué)軍;肖紅領(lǐng);王翠梅;胡國(guó)新;唐健;羅衛(wèi)軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
• 主分類號(hào): H01L29/778
• 分類號(hào): H01L29/778;H01L21/335
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 湯保平

1.一種氮化鎵基雙異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：選擇一襯底；

步驟2：在襯底上生長(zhǎng)一層低溫氮化鎵或高溫氮化鋁成核層，該成核層為低溫氮化鎵時(shí)，生長(zhǎng)溫度為500-600℃，生長(zhǎng)壓力為53.34-80.01kPa，生長(zhǎng)厚度為0.01-0.50μm，該成核層為高溫氮化鋁時(shí)，生長(zhǎng)溫度為800-1200℃，生長(zhǎng)壓力為5.33-26.67kPa，生長(zhǎng)厚度為0.01-0.50μm；

步驟3：在低溫氮化鎵或高溫氮化鋁成核層上生長(zhǎng)非有意摻雜或摻雜氮化鎵高阻層，該非有意摻雜或摻雜氮化鎵高阻層的生長(zhǎng)溫度為900-1100℃，生長(zhǎng)壓力為5.33-26.67kPa，生長(zhǎng)厚度為1-5μm；

步驟4：在非有意摻雜或摻雜氮化鎵高阻層上生長(zhǎng)氮化鋁第一插入薄層；

步驟5：在氮化鋁第一插入薄層上生長(zhǎng)非有意摻雜氮化鎵基溝道層；

步驟6：在非有意摻雜氮化鎵基溝道層上生長(zhǎng)氮化鋁第二插入薄層；

步驟7：最后在氮化鋁第二插入薄層上生長(zhǎng)非有意摻雜的或n型摻雜的Al_xIn_yGa_zN層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鎵基雙異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，其中所述的襯底為藍(lán)寶石襯底或碳化硅或硅襯底。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鎵基雙異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，其中所述的方法為金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積法、分子束外延和氣相外延。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鎵基雙異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，其中所述的非有意摻雜或摻雜氮化鎵高阻層的生長(zhǎng)速率為3-5μm/h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鎵基雙異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，其中所述的非有意摻雜或摻雜氮化鎵高阻層的室溫電阻率大于1×10⁶Ω.cm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鎵基雙異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，其中所述的氮化鋁第一插入薄層的生長(zhǎng)溫度在850-1150℃之間，生長(zhǎng)壓力為5.33-26.67kPa，生長(zhǎng)厚度為0.8-3nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鎵基雙異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，其中所述的非有意摻雜氮化鎵基溝道層為高遷移率氮化鎵時(shí)，生長(zhǎng)溫度在900-1100℃，生長(zhǎng)壓力為40.00-80.00kPa，生長(zhǎng)厚度為0.001-0.5μm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鎵基雙異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，其中所述的非有意摻雜高遷移率氮化鎵溝道層的生長(zhǎng)速率為2-3μm/h。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氮化鎵基雙異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，其中所述的非有意摻雜高遷移率氮化鎵溝道層的室溫遷移率大于500cm²/Vs。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鎵基雙異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，其中所述的非有意摻雜氮化鎵基溝道層為銦鎵氮或氮化銦時(shí)，生長(zhǎng)溫度在500-900℃，生長(zhǎng)壓力為6.67-40.00kPa，生長(zhǎng)厚度為0.001-0.5μm。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鎵基雙異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，其中所述的氮化鋁第二插入薄層的生長(zhǎng)溫度在850-1150℃之間，生長(zhǎng)壓力為5.33-26.67kPa，生長(zhǎng)厚度為0.8-3nm。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鎵基雙異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，其中所述的非有意摻雜或n型摻雜Al_xIn_yGa_zN層，生長(zhǎng)溫度在850-1150℃之間，生長(zhǎng)壓力為5.33-26.67kPa，生長(zhǎng)厚度為10-50nm。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鎵基雙異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，其中所述的非有意摻雜或n型摻雜Al_xIn_yGa_zN層，為y＝0時(shí)的非有意摻雜的或n型摻雜的鋁鎵氮層，生長(zhǎng)溫度在850-1150℃之間，生長(zhǎng)壓力為5.33-26.67kPa，生長(zhǎng)厚度為10-50nm，鋁組分在0.05-0.5之間。