[發(fā)明專(zhuān)利]多溝道鰭式結(jié)構(gòu)的AlGaN/GaN高電子遷移率晶體管

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510846159.X
• 申請(qǐng)日: 2015-11-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105280696A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-01-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王沖;魏曉曉;郝躍;何云龍;鄭雪峰;馬曉華;張進(jìn)成
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01L29/778
• 分類(lèi)號(hào): H01L29/778;H01L21/335
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專(zhuān)利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.一種多溝道鰭式結(jié)構(gòu)的AlGaN/GaN高電子遷移率晶體管，自下而上依次包括襯底(1)、第一層AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)(2)、SiN鈍化層(4)和源漏柵電極，源電極和漏電極分別位于SiN鈍化層兩側(cè)的頂層AlGaN勢(shì)壘層上，其特征在于：

第一層AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)(2)與SiN鈍化層(4)之間設(shè)有GaN層和AlGaN勢(shì)壘層，形成第二層AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)(3)；

柵電極覆蓋在第二層異質(zhì)結(jié)(3)的頂部和第一層異質(zhì)結(jié)(2)及第二層異質(zhì)結(jié)(3)的兩個(gè)側(cè)壁。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多溝道鰭式結(jié)構(gòu)的AlGaN/GaN高電子遷移率晶體管，其特征在于：襯底(1)為藍(lán)寶石或SiC襯底。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多溝道鰭式結(jié)構(gòu)的AlGaN/GaN高電子遷移率晶體管，其特征在于：第一層AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)(2)中的GaN層厚度為1～2μm，第二層AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)(3)中的GaN層厚度為20～30nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多溝道鰭式結(jié)構(gòu)的AlGaN/GaN高電子遷移率晶體管，其特征在于：第一層AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)(2)中AlGaN勢(shì)壘層厚度與第二層AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)中的AlGaN勢(shì)壘層厚度均為15～25nm，其Al組份為25～35％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多溝道鰭式結(jié)構(gòu)的AlGaN/GaN高電子遷移率晶體管，其特征在于：SiN鈍化層(4)的厚度為50～100nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多溝道鰭式結(jié)構(gòu)的AlGaN/GaN高電子遷移率晶體管，其特征在于：柵鰭寬度為30～100nm。

7.一種多溝道鰭式結(jié)構(gòu)的AlGaN/GaN高電子遷移率晶體管的制作方法，包括如下步驟：

1)在藍(lán)寶石或SiC基片上，利用MOCVD工藝，依次生長(zhǎng)GaN層和AlGaN勢(shì)壘層形成第一層AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)，其中GaN厚度為1～2μm，AlGaN勢(shì)壘層厚度為15～25nm，其Al組份為25～35％；

2)在第一層AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)上重復(fù)生長(zhǎng)一次或兩次相同結(jié)構(gòu)的GaN和AlGaN，獲得雙異質(zhì)結(jié)或三異質(zhì)結(jié)，形成多溝道結(jié)構(gòu)，其中GaN厚度均為20～30nm，AlGaN勢(shì)壘層厚度為15～25nm，其Al組份為25～35％；

3)在所有異質(zhì)結(jié)上進(jìn)行有源區(qū)干法刻蝕和臺(tái)面隔離，形成寬度為30～100nm的柵鰭；

4)在最上表面的AlGaN勢(shì)壘層兩側(cè)制作源、漏歐姆接觸電極；

5)采用PECVD工藝，在源漏電極之間進(jìn)行50～100nm厚的SiN層淀積覆蓋其表面形成鈍化層；

6)在SiN鈍化層中間采用ICP干法刻蝕設(shè)備，在CF₄等離子體0.5nm/s的刻蝕速率下，干法刻蝕出柵槽，并淀積金屬形成柵電極，使其覆蓋在第二層異質(zhì)結(jié)的頂部和第一層異質(zhì)結(jié)及第二層異質(zhì)結(jié)的兩個(gè)側(cè)壁或第三層異質(zhì)結(jié)的頂部和第一層異質(zhì)結(jié)、第二層異質(zhì)結(jié)及第三層異質(zhì)結(jié)的兩個(gè)側(cè)壁；

7)制作互連引線。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多溝道鰭式結(jié)構(gòu)的AlGaN/GaN高電子遷移率晶體管制作方法，其中所述步驟1)中的MOCVD工藝，是以NH₃為N源，MO源為Ga源，在1000℃下進(jìn)行AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)生長(zhǎng)。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多溝道鰭式結(jié)構(gòu)的AlGaN/GaN高電子遷移率晶體管制作方法，其中所述步驟3)中用有源區(qū)干法刻蝕進(jìn)行臺(tái)面隔離，形成柵鰭，按如下步驟進(jìn)行：

9a)先采用甩膠機(jī)在3500轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速下甩膠，得到光刻膠掩模；再采用E-beam光刻機(jī)進(jìn)行曝光，形成臺(tái)面有源區(qū)和柵鰭的掩模圖形；

9b)采用ICP干法刻蝕設(shè)備，在Cl₂等離子體1nm/s的刻蝕速率下，干法刻蝕形成有源區(qū)和柵鰭，刻蝕深度遠(yuǎn)大于溝道厚度。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多溝道鰭式結(jié)構(gòu)的AlGaN/GaN高電子遷移率晶體管制作方法，其中所述步驟5)中的PECVD工藝，是以NH₃為N源，SiH₄源為Si源，在250℃下進(jìn)行SiN層淀積。