[發明專利]一種基于復合偶極層的AlGaN/GaNHEMT開關器件結構及制作方法

有效

• 申請號: 201410312108.4
• 申請日: 2014-07-02
• 公開（公告）號: CN104037217B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 馮倩;董良;代波;杜鍇;鄭雪峰;杜鳴;張春福;馬曉華;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;H01L21/335;H01L29/423
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理事務所(普通合伙)11368
• 代理人: 郭官厚

1.一種基于復合偶極層的AlGaN/GaN?HEMT開關器件結構，其特征在于，從下往上依次包括襯底、GaN緩沖層、AlN隔離層、GaN溝道層、AlGaN本征層和AlGaN摻雜層，所述AlGaN摻雜層上間隔設有源極、有機絕緣層和漏極，所述漏極與所述有機絕緣層之間設有鈍化層，所述有機絕緣層與所述AlGaN摻雜層上設有ITO柵電極，所述ITO柵電極與所述源極之間設有鈍化層，所述鈍化層與所述源極之間淀積有LiF層，所述源極和LiF層上淀積有AL金屬層。

2.根據權利要求1所述的基于復合偶極層的AlGaN/GaN?HEMT開關器件結構，其特征在于，所述襯底材料為藍寶石、碳化硅、GaN或MgO。

3.根據權利要求1所述的基于復合偶極層的AlGaN/GaN?HEMT開關器件結構，其特征在于，所述AlGaN摻雜層中Al的組分含量在0～1之間，Ga的組分含量與Al的組分含量之和為1。

4.根據權利要求1所述的基于復合偶極層的AlGaN/GaN?HEMT開關器件結構，其特征在于，所述有機絕緣層為PTFE層。

5.根據權利要求1所述的基于復合偶極層的AlGaN/GaN?HEMT開關器件結構，其特征在于，所述鈍化層中包括Si3N4、Al2O3、HfO2和HfSiO中的一種或多種。

6.一種基于復合偶極層的AlGaN/GaN?HEMT開關器件結構的制作方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)對外延生長的AlGaN/GaN材料進行有機清洗，用流動的去離子水清洗并放入HCl:H₂O＝1:1的溶液中進行腐蝕30～60s，最后用流動的去離子水清洗并用高純氮氣吹干；

(2)對清洗干凈的AlGaN/GaN材料進行光刻和干法刻蝕，形成有源區臺面；

(3)對制備好臺面的AlGaN/GaN材料進行光刻，形成源漏區，放入電子束蒸發臺中淀積歐姆接觸金屬Ti/Al/Ni/Au＝(20/120/45/50nm)并進行剝離,最后在氮氣環境中進行850℃35s的快速熱退火，形成歐姆接觸；

(4)對完成合金的器件進行光刻，形成有機絕緣介質PTFE淀積區域，然后放入氧等離子處理室中對AlGaN表面進行輕度氧化處理，然后放入電子束蒸發臺中：反應室真空抽至4.0*10^-3帕，緩慢加電壓使控制PTFE蒸發速率為0.1nm/s,淀積200～300nm厚的PTFE薄膜；

(5)將淀積好PTFE介質的器件放入丙酮溶液中浸泡30-60min，進行超聲剝離；

(6)對完成蒸發淀積的器件進行光刻，形成柵極刻蝕區域，放入ICP干法刻蝕反應室中，去除刻蝕殘留物；

(7)對完成刻蝕的器件進行光刻，形成柵以及柵場板區，放入電子束蒸發臺中淀積200nm厚的ITO柵金屬；

(8)將淀積好柵電極和柵場板的器件放入丙酮溶液中浸泡30～60min，進行超聲剝離，形成柵場板結構；

(9)將完成柵極制備的器件進行光刻，形成絕緣介質LiF的淀積區域，然后放入電子束反應室真空抽至4.0*10^-3帕，緩慢加電壓使控制LiF蒸發速率為0.5nm/s,淀積100～200nm厚的LiF薄膜；

(10)將淀積好LiF介質的器件放入丙酮溶液中浸泡30～60min，進行超聲剝離；

(11)再次對完成LiF制備的器件進行光刻，形成源場板區，放入電子束蒸發臺中淀積200nm厚的Al金屬；

(12)將淀積好Al金屬的器件放入丙酮溶液中浸泡30～60min，進行超聲剝離，形成源場板結構；

(13)將完成的器件放入PECVD反應室淀積SiN鈍化膜；

(14)將器件再次進行清洗、光刻顯影，形成SiN薄膜的刻蝕區，并放入ICP干法刻蝕反應室中，將源極、漏極上面覆蓋的SiN薄膜刻蝕掉；

(15)將器件進行清洗、光刻顯影，并放入電子束蒸發臺中淀積Ti/Au＝20/200nm的加厚電極，完成整體器件的制備。