[發明專利]金屬氧化物半導體場效應晶體管射頻開關器件的制備方法

有效

• 申請號: 201410283229.0
• 申請日: 2014-06-23
• 公開（公告）號: CN104091827B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 李海鷗;周佳輝;閉斌雙;林子曾
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/26
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司45107
• 代理人: 陳躍琳

1.金屬氧化物半導體場效應晶體管射頻開關器件，所述射頻開關器件由金屬氧化物半導體場效應晶體管構成，其特征在于：

上述金屬氧化物半導體場效應晶體管包括GaAs襯底層、AlGaAs緩沖層、InGaAs導電溝道層、InGaP勢壘層、GaAs帽層、InGaAs帽層、Al₂O₃介質、柵端、漏端和源端；其中GaAs襯底層、AlGaAs緩沖層、InGaAs導電溝道層、InGaP勢壘層、GaAs帽層、InGaAs帽層自下而上依次設置；漏端和源端設置在InGaAs帽層的上方；位于頂部的GaAs帽層和InGaAs帽層內開設有柵槽，柵端嵌設在該柵槽內；Al₂O₃介質填充在柵槽內，并作為柵介質與InGaP勢壘層接觸；

上述金屬氧化物半導體場效應晶體管的柵端接入一薄膜電阻后，作為射頻開關器件的控制端；金屬氧化物半導體場效應晶體管的源端和漏端中的一個作為射頻開關器件的發射端，另一個作為射頻開關器件的接收端。

2.根據權利要求1所述的金屬氧化物半導體場效應晶體管射頻開關器件，其特征在于：所述InGaAs導電溝道層和InGaP勢壘層之間設有Si摻雜層。

3.根據權利要求1所述的金屬氧化物半導體場效應晶體管射頻開關器件，其特征在于：所述柵端呈T型。

4.根據權利要求1或2所述的金屬氧化物半導體場效應晶體管射頻開關器件，其特征在于：所述薄膜電阻的阻值范圍為5KΩ～10KΩ。

5.基于權利要求1所述的金屬氧化物半導體場效應晶體管射頻開關器件的制備方法，其特征是包括如下步驟：

步驟一：在GaAs襯底層上依次外延生長AlGaAs緩沖層、InGaAs導電溝道層、InGaP勢壘層、GaAs帽層和InGaAs帽層；

步驟二：臺面隔離；先勻膠光刻保護臺面，之后分別采用腐蝕液腐蝕InGaAs帽層，GaAs帽層，InGaP勢壘層和InGaAs導電溝道層，形成臺面；

步驟三：源漏金屬歐姆接觸；勻膠光刻后，采用電子束蒸發臺蒸發源漏金屬，并在N₂氣氛下，快速退火，形成源漏歐姆接觸；

步驟四：柵槽定義；生長SiO₂作為柵槽腐蝕掩膜層；勻膠光刻后，利用CF₄氣體刻蝕SiO₂，利用腐蝕液腐蝕InGaAs和GaAs帽層，形成柵槽。

步驟五：淀積柵介質及柵金屬；采用原子層淀積設備淀積Al₂O₃作為柵介質；光刻勻膠，電子束蒸發柵金屬；

步驟六：柵端接入薄膜電阻；勻膠光刻，濺射TaN作為柵端接入的薄膜電阻，在N₂氣氛下，快速退火；

步驟七：將接有薄膜電阻的柵端作為射頻開關器件的控制端；將源端和漏端中的一個作為射頻開關器件的發射端，另一個作為射頻開關器件的接收端。

6.根據權利要求5所述的金屬氧化物半導體場效應晶體管射頻開關器件的制備方法，其特征是，步驟一中還進一步包括在InGaAs導電溝道層和InGaP勢壘層用Si摻雜的過程。

7.根據權利要求5所述的金屬氧化物半導體場效應晶體管射頻開關器件的制備方法，其特征是，步驟二中腐蝕InGaAs帽層、GaAs帽層和InGaAs導電溝道層采用的腐蝕液為H₃PO₄:H₂O₂:H₂O＝3:1:50，腐蝕InGap勢壘層采用的腐蝕液為H₃PO₄:HCl＝4:1；步驟四中所述腐蝕液為C₆H₈O₇:H₂O₂:H₂O＝3:1:50。

8.根據權利要求5所述的金屬氧化物半導體場效應晶體管射頻開關器件的制備方法，步驟三中所述源金屬和漏金屬均由Ni、Ge、Au、Ge、Ni和Au自下而上疊加而成；步驟五中所述柵金屬由Ni和Au自下而上疊加而成。