[發(fā)明專利]一種用于制備GaN基高頻微波器件的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810140968.2
• 申請(qǐng)日: 2018-02-11
• 公開（公告）號(hào): CN108417627A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫錢;周宇;高宏偉;馮美鑫;楊輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所南昌研究院;中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所
• 主分類號(hào): H01L29/778
• 分類號(hào): H01L29/778;H01L21/336;H01L29/06
• 代理公司: 南昌新天下專利商標(biāo)代理有限公司 36115
• 代理人: 劉華

1.一種用于制備GaN基高頻微波器件的方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)在襯底材料上，自下而上依次外延生長(zhǎng)成核層、應(yīng)力控制層、緩沖層；(2)在所述緩沖層上生長(zhǎng)高Al組分異質(zhì)結(jié)，包括第一半導(dǎo)體層GaN溝道層，第二半導(dǎo)體層高Al組分勢(shì)壘層，在勢(shì)壘層生長(zhǎng)過程中，通入TMIn，用于增強(qiáng)Al原子的橫向遷移；(3)在所述高Al組分勢(shì)壘層上生長(zhǎng)GaN帽層；(4)源、漏歐姆接觸制備；(5)柵極制備；(6)鈍化層沉積；以及(7)有源區(qū)隔離。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備GaN基高頻微波器件的方法，其特征在于：所述第二半導(dǎo)體層高Al組分勢(shì)壘層為Al_xGa_1-xN(0.20≤x<1)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備GaN基高頻微波器件的方法，其特征在于：所述第二半導(dǎo)體層高Al組分勢(shì)壘層可以為AlN。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于制備GaN基高頻微波器件的方法，其特征在于：在所述第一半導(dǎo)體層和所述第二半導(dǎo)體層之間生長(zhǎng)AlN插入層，在所述AlN插入層生長(zhǎng)過程中，通入TMIn，用于增強(qiáng)Al原子的橫向遷移。

5.根據(jù)權(quán)利要求1～4任一所述的用于制備GaN基高頻微波器件的方法，其特征在于：步驟(1)所述襯底包括但不限于以下至少一種：Si、藍(lán)寶石、碳化硅、高阻氮化鎵、高阻氮化鋁、或SOI襯底。

6.根據(jù)權(quán)利要求1～4任一所述的用于制備GaN基高頻微波器件的方法，其特征在于：所述外延生長(zhǎng)工藝包括但不限于以下至少一種：金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積(Metal-OrganicChemical Vapor Deposition，MOCVD)或分子束外延(Molecular Beam Epitaxy,MBE)方法生長(zhǎng)GaN基高頻微波器件外延結(jié)構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1～4任一所述的用于制備GaN基高頻微波器件的方法，其特征在于：步驟(5)所述柵極包括但不限于單T型柵、雙T型柵或直柵。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于制備GaN基高頻微波器件的方法，其特征在于：所述單T型柵制備采用包括但不限于雙層膠或三層膠技術(shù)進(jìn)行T型柵的光刻圖形化，之后進(jìn)行肖特基柵極金屬沉積。

9.根據(jù)權(quán)利要求1～4任一所述的用于制備GaN基高頻微波器件的方法，其特征在于：步驟(5)所述柵極可以是無場(chǎng)板結(jié)構(gòu)或場(chǎng)板結(jié)構(gòu)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1～4任一所述的用于制備GaN基高頻微波器件的方法，其特征在于：步驟(5)所述柵極包括但不限于肖特基柵極或MIS型柵極結(jié)構(gòu)。

11.根據(jù)權(quán)利要求1～4任一所述的用于制備GaN基高頻微波器件的方法，其特征在于：所述鈍化層沉積采用的技術(shù)包括但不限于以下至少一種：等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)、低壓化學(xué)氣相沉積(LowPressure Chemical Vapor Deposition,LPCVD)或原子層沉積(Atom Layer Deposition,ALD)工藝。

12.根據(jù)權(quán)利要求1～4任一所述的用于制備GaN基高頻微波器件的方法，其特征在于：所述鈍化層材料包括但不限于以下至少一種：SiN_x、SiO₂、Al₂O₃或AlN。

13.根據(jù)權(quán)利要求1～4任一所述的用于制備GaN基高頻微波器件的方法，其特征在于：所述有源區(qū)隔離采用N離子注入技術(shù)進(jìn)行隔離。

14.根據(jù)權(quán)利要求1～4任一所述的用于制備GaN基高頻微波器件的方法，其特征在于：所述源、漏歐姆接觸制備工藝，包括但不限于常規(guī)制備工藝、基于再生長(zhǎng)n型層技術(shù)的制備工藝或低溫歐姆接觸制備工藝。