[發(fā)明專利]一種增強(qiáng)型氮化物場效應(yīng)晶體管及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710091485.3
• 申請日: 2017-02-20
• 公開（公告）號: CN106898640A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬平;姬小利;李喜林;劉波亭;王軍喜;李晉閩
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/778;H01L21/336
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司11021
• 代理人: 任巖

1.一種增強(qiáng)型氮化物場效應(yīng)晶體管，其特征在于，包括：

襯底；

依次形成于襯底之上的成核層、高阻緩沖層及勢壘層；

形成于勢壘層一端之上的源極；

形成于勢壘層另一端之上的漏極；

形成于源極、漏極之間的單條溝槽或多條溝槽，且溝槽內(nèi)填充有高介電常數(shù)、寬帶隙的電介質(zhì)材料；

形成于溝槽上方的柵極；以及

形成于源極、漏極和柵極之間的鈍化層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)型氮化物場效應(yīng)晶體管，其特征在于，

所述高介電常數(shù)、寬帶隙的電介質(zhì)材料，包括：MnO₂、Pb₃MgNb₂O₉、BaTiO₃、SrTiO₃、SnTe、PbTe、WO₃、SbS、Pb₂CoWO₆、TiO₂或SnSb中的一種或幾種；

所述高介電常數(shù)、寬帶隙的電介質(zhì)材料，采用磁控濺射、離子束蒸鍍、化學(xué)氣相沉淀、溶膠凝膠法或水熱法制備而成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)型氮化物場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述溝槽的深度大于勢壘層的厚度，所述電介質(zhì)材料厚度小于或者等于所述溝槽的深度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)型氮化物場效應(yīng)晶體管，其特征在于，

所述襯底為藍(lán)寶石、碳化硅或硅中的一種；

所述成核層為氮化鎵GaN或氮化鋁AlN；

所述高阻緩沖層為銦鎵氮In_xGa_1-xN，其中0≤x＜1；

所述勢壘層為鋁銦鎵氮Al_xIn_yGa_1-x-yN，其中0＜x≤1，0≤y＜1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)型氮化物場效應(yīng)晶體管，其特征在于，

所述單條溝槽或多條溝槽的寬度之和不超過其上柵極的寬度；

所述單條溝槽或多條溝槽采用ICP干法刻蝕或者濕法腐蝕制備而成。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)型氮化物場效應(yīng)晶體管，其特征在于，

所述源極和漏極采用Ti、Al、Ni、Pt、Cr或Au金屬中的一種或幾種；

所述柵極采用Ti、Ni、Pt、Al、Cu、W、Co或Au金屬中的一種或幾種；

所述鈍化層采用Al₂O₃、SiN_x、SiO₂或Ga₂O₃。

7.一種增強(qiáng)型氮化物場效應(yīng)晶體管的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

在襯底上依次生長成核層、高阻緩沖層及勢壘層；

在勢壘層一端之上制備源極，另一端之上制備漏極；

對源極、漏極之間的勢壘層進(jìn)行刻蝕形成單條溝槽或多條溝槽，在溝槽內(nèi)填充高介電常數(shù)、寬帶隙的電介質(zhì)材料；

在溝槽上方制備柵極；以及

源極、漏極和柵極之間生長鈍化層。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的增強(qiáng)型氮化物場效應(yīng)晶體管的制備方法，其特征在于，

所述在溝槽內(nèi)填充的高介電常數(shù)、寬帶隙的電介質(zhì)材料包括MnO₂、Pb₃MgNb₂O₉、BaTiO₃、SrTiO₃、SnTe、PbTe、WO₃、SbS、Pb₂CoWO₆、TiO₂或SnSb中的一種或幾種；

所述高介電常數(shù)、寬帶隙的電介質(zhì)材料采用磁控濺射、離子束蒸鍍、化學(xué)氣相沉淀、溶膠凝膠法或水熱法制備而成。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的增強(qiáng)型氮化物場效應(yīng)晶體管的制備方法，其特征在于，所述溝槽的深度大于勢壘層的厚度，所述電介質(zhì)材料厚度小于或者等于所述溝槽的深度。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的增強(qiáng)型氮化物場效應(yīng)晶體管的制備方法，其特征在于，

所述單條溝槽或多條溝槽的寬度之和不超過其上柵極的寬度；

所述單條溝槽或多條溝槽采用ICP干法刻蝕或者濕法腐蝕制備而成。