[發明專利]贗配高電子遷移率晶體管及其制作方法

有效

• 申請號: 201210569879.2
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN103137683A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 章軍云;高建峰
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十五研究所
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L21/335
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及的是一種贗配高電子遷移率晶體管，具體地說是一種砷化鎵銦/砷化鎵鋁/砷化鎵贗配高電子遷移率晶體管，本發明同時公開了其制造方法。?

背景技術

隨著科技的發展，各種微波應用系統迫切需要適用于高頻率特性的電子器件，基于化合物半導體的電子器件在微波系統中發揮著不可替代的作用。通過人們的不斷努力，基于化合物半導體的電子器件的應用從較低頻如S、X、Ku波段逐漸延伸至8mm甚至3mm波段。使用頻率逐漸提升的過程中，器件也要不斷的優化調整，最常用的手段是柵結構的優化，以減小柵的寄生電容，這些手段包括縮小柵腳的線寬、減小柵帽的尺寸、降低柵金屬保護介質的介電常數等。在實際制作中，柵腳線寬小到一定程度就會產生短溝道效應；柵帽尺寸太小，則柵阻偏大，也不利于提升器件的性能。?

發明內容

發明目的：本發明的目的是提出的是一種極大幅度的降低柵寄生電容，提升器件的頻率特性的贗配高電子遷移率晶體管，本發明同時公開了其制作方法。?

技術方案：本發明通過如下技術方案實現：一種贗配高電子遷移率晶體管，包括InGaAs溝道、AlGaAs勢壘層、低摻雜砷化鎵層及高摻雜砷化鎵層，低摻雜砷化鎵層在InGaAs溝道及AlGaAs勢壘層上；高摻雜砷化鎵層在低摻雜砷化鎵層上；高摻雜砷化鎵層上設置源電極和漏電極；源電極和漏電極之間設置第一凹槽；在第一凹槽中設置第二凹槽；柵電極金屬位于第二凹槽上；在柵金屬表面設置第一介質層，在晶體管表面設置第二介質層，第一介質層與第二介質層之間形成空洞。?

InGaAs溝道層厚度為5納米-20納米,AlGaAs勢壘層厚度為20納米。?

源電極與漏電極之間的間距為1微米-2.5微米。?

第一介質層為氮化硅或二氧化硅,厚度為15-60納米。?

第二介質層是低溫生長的氮化硅或二氧化硅，其生長溫度為20-180℃。?

空洞位于柵電極金屬兩側的第二介質層之下。?

一種贗配高電子遷移率晶體管的制造方法，包括以下步驟：?

1）在襯底上采用MBE依次形成緩沖層、溝道及勢壘層、低摻雜砷化鎵層、高摻雜砷化鎵層；?

2）在高摻雜砷化鎵層上形成第一歐姆接觸區作為源電極；?

3）在高摻雜砷化鎵層上形成第二歐姆接觸區作為漏電極；?

4）在源電極和漏電極之間利用干法或者濕法刻蝕的方法去除高摻雜砷化鎵層形成第一凹槽；?

5）第一在凹槽內，利用電子束直寫或光刻技術以提供掩膜，制作第二凹槽；?

6）選擇電子束蒸發或者濺射的方式，淀積柵電極金屬；?

7）利用PECVD生長第一介質層；?

8）在器件表面涂薄膠層；?

9）20-180℃的低溫環境下用PE-CVD、ICP-CVD等設備生長第二介質層；?

10）在介質層（13）的表面，靠近源電極和漏電極的位置，利用掩膜光刻小孔并采用干法刻蝕至膠層的表面，形成所需大小的小孔；?

11）利用濕法有機溶劑等方式，通過刻蝕出的小孔去除所涂上的膠層，以形成空洞。?

有益效果：本發明通過形成特殊的器件形貌結構；并通過涂膠、生長介質、以及去除犧牲膠層的工藝途徑，在柵電極的兩側形成很大的真空空洞，極大幅度的降低柵的寄生電容，大幅度的提高器件的頻率特性。?

附圖說明：

圖1是常規砷化鎵PHEMT的剖面圖；?

圖2去除掉膠層的剖面圖；?

圖3A是利用掩膜將第一次凹槽的位置裸露的剖面圖；?

圖3B是將圖3A中裸露的位置刻蝕去除至設計位置的剖面圖；?

圖3C是3A、3B中去除第一掩膜后,用第二掩膜定義第二次凹槽位置，并刻蝕去除至設計位置形成凹槽的剖面圖；?

圖3D是在制作第二次凹槽后，淀積柵電極金屬的剖面圖；?

圖3E是去除第二掩膜，并生長器件表面保護介質的剖面圖；?

圖3F是在器件表面涂上膠層14的剖面圖；?

圖3G是利用等離子體去膠的工藝方式，將所涂的膠層14去除掉一部分的剖面圖；?

圖3H是利用低溫環境在器件表面生長介質層13的剖面圖；?

圖3I是器件的俯視圖；?

圖3J完全去除掉特定膠層14的剖面圖；?

圖4A是是和圖3F的另一實施例的剖面圖；?

圖4B是是和圖3G另一實施例的剖面圖；?

圖4C是是和圖3J另一實施例的剖面圖；?