[發明專利]基于耗盡型槽柵AlGaN/GaN HEMT器件結構及其制作方法

有效

• 申請號: 201410025538.8
• 申請日: 2014-01-20
• 公開（公告）號: CN103779408A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 馮倩;杜鍇;代波;張春福;梁日泉;張進成;郝躍
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L29/423;H01L29/10;H01L21/335
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 董芙蓉

技術領域

本發明屬于微電子技術領域，涉及半導體器件制作，具體的說是一種基于耗盡型槽柵結構的AlGaN/GaN?HEMT器件結構及制作方法，可用于制作低導通電阻高頻率的耗盡型高電子遷移率晶體管。

背景技術

近年來以SiC和GaN為代表的第三帶寬禁帶隙半導體以其禁帶寬度大、擊穿電場高、熱導率高、飽和電子速度大和異質結界面二維電子氣濃度高等特性，使其受到廣泛關注。在理論上，利用這些材料制作的高電子遷移率晶體管HEMT、發光二極管LED、激光二極管LD等器件比現有器件具有明顯的優越特性，因此近些年來國內外研究者對其進行了廣泛而深入的研究，并取得了令人矚目的研究成果。

AlGaN/GaN異質結高電子遷移率晶體管HEMT在高溫器件及大功率微波器件方面已顯示出了得天獨厚的優勢，追求器件高頻率、高壓、高功率吸引了眾多的研究。近年來，制作更高頻率高壓AlGaN/GaN?HEMT成為關注的又一研究熱點。由于AlGaN/GaN異質結生長完成后，異質結界面就存在大量二維電子氣2DEG，當界面處電阻率降低時，我們可以獲得更高的器件頻率特性。AlGaN/GaN異質結電子遷移率晶體管可以獲得很高的頻率，但往往要以犧牲耐高壓特性為代價。目前提高的AlGaN/GaN異質結晶體管頻率的方法如下：

1.結合無電介質鈍化(dielectric-free?passivation)與重生長歐姆接觸來減小電阻率。參見Yuanzheng?Yue，Zongyang?Hu，Jia?Guo等InAlN/AlN/GaN?HEMTs?With?Regrown?Ohmic?Contacts?and?f_{T}of370GH。EDL.Vol33.NO.7，P1118-P1120。該方法采用了30納米柵長，并且結合無電介質鈍化(dielectric-free?passivation)與重生長歐姆接觸來減小源漏電阻率。頻率可以達到370GHz。還可以通過減少溝道長度繼續提高頻率到500GHz。

2.重生長重摻雜源漏到近柵的二維電子氣溝道。參見Shinohara，K.Regan，D.Corrion，A.Brown等self-aligned-gate?GaN-HEMTs?with?heavily-doped?n+-GaN?ohmic?contacts?to2DEG；IEDM，IEEE；2012。過去重生長n+GaN歐姆接觸對減少溝道接觸電阻成效顯著，但是重摻雜源漏接觸直接到接近柵極下的二維電子氣溝道可以獲得更好的頻率特性和電流特性。文中報道的方法使頻率達到了f_T/fmax＝342/518GHz。同時擊穿電壓14V。

發明內容

本發明的目的在于針對以上高頻率器件的不足，提供一種基于硅化物對溝道產生應力的方法，以同時提高耗盡型AlGaN/GaN高遷移率晶體管的頻率特性，增強工藝的可控性和重復性，滿足GaN基電子器件對高頻率、低導通電阻的應用要求。

本發明是這樣實現的：