[發(fā)明專利]一種微納晶體管與微納晶體管制作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810332029.8
• 申請(qǐng)日: 2018-04-13
• 公開（公告）號(hào): CN108461535A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任遠(yuǎn);陳志濤;劉曉燕;潘章旭;李葉林;龔政;張佰君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東省半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): H01L29/06
• 分類號(hào): H01L29/06;H01L21/336;H01L29/78
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 梁香美

本發(fā)明實(shí)施例提出一種微納晶體管與微納晶體管制作方法，涉及微納晶體管技術(shù)領(lǐng)域。所述微納晶體管包括襯底、緩沖層、外延層、勢(shì)壘層、柵極介質(zhì)層、柵極金屬層、源極金屬層以及漏極金屬層，所述緩沖層鋪設(shè)于所述襯底，所述外延層的端部與所述緩沖層面連接，所述勢(shì)壘層鋪設(shè)與所述外延層上，所述柵極介質(zhì)層鋪設(shè)于所述勢(shì)壘層上，所述柵極金屬層鋪設(shè)于所述柵極介質(zhì)層上，所述源極金屬層與所述漏極金屬層分別鋪設(shè)于所述勢(shì)壘層的靠近兩端的位置，且制作所述緩沖層與所述外延層的材料相同。本發(fā)明實(shí)施例提供的微納晶體管與微納晶體管制作方法具有減小了晶格失配與熱失配的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微納晶體管技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種微納晶體管與微納晶體管制作方法。

背景技術(shù)

隨著時(shí)代的發(fā)展，半導(dǎo)體領(lǐng)域也逐漸發(fā)展，使得器件尺寸不斷變小，從而出現(xiàn)了微納晶體管，微納晶體管在尺度和結(jié)構(gòu)上都與傳統(tǒng)平面結(jié)構(gòu)晶體管有很大不同，其微納尺度的特性使其對(duì)外界環(huán)境變化能夠?qū)崿F(xiàn)快速，實(shí)時(shí)以及高靈敏度探測，在傳感器領(lǐng)域有巨大的潛力。同時(shí)得益于優(yōu)化的材料質(zhì)量和小尺度結(jié)構(gòu)，微納晶體管的材料和界面質(zhì)量能夠得到很好的優(yōu)化，快速開關(guān)模式下工作性能優(yōu)異，非常適合制作高速射頻器件，擁有廣闊的應(yīng)用前景。因此，微納晶體管的制備尤其受到人們的廣泛關(guān)注。

GaN作為第三代半導(dǎo)體材料的代表，與第一代Ge、Si和第二代GaAs、InP材料相比，具有禁帶寬度大、電子飽和漂移速度高、介電常數(shù)小、熱導(dǎo)性好、臨界擊穿電場高等優(yōu)點(diǎn)，在研制高頻及新型電子器件方面是一種理想的材料。

但是，由于目前的GaN基微納晶體管的制備方法還不成熟，所以在實(shí)際制備中，制作出GaN基微納晶體管存在較大的晶格失配與熱失配的問題，導(dǎo)致應(yīng)力大量積累，容易使微納晶體管出現(xiàn)損壞。

有鑒于此，如何解決上述問題，是本領(lǐng)域技術(shù)人員關(guān)注的重點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種微納晶體管，以解決現(xiàn)有技術(shù)中微納晶體管存在較大的晶格失配與熱失配的問題。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種微納晶體管，以解決現(xiàn)有技術(shù)中微納晶體管存在較大的晶格失配與熱失配的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例采用的技術(shù)方案如下：

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提出一種微納晶體管，所述微納晶體管包括襯底、緩沖層、外延層、勢(shì)壘層、柵極介質(zhì)層、柵極金屬層、源極金屬層以及漏極金屬層，所述緩沖層鋪設(shè)于所述襯底，所述外延層的端部與所述緩沖層面連接，所述勢(shì)壘層鋪設(shè)于所述外延層上，所述柵極介質(zhì)層鋪設(shè)于所述勢(shì)壘層上，所述柵極金屬層鋪設(shè)于所述柵極介質(zhì)層上，所述源極金屬層與所述漏極金屬層分別鋪設(shè)于所述勢(shì)壘層的靠近兩端的位置，且制作所述緩沖層與所述外延層的材料相同。

進(jìn)一步地，所述外延層的截面的形狀為三角形或梯形。

進(jìn)一步地，所述微納晶體管還包括掩膜層，所述掩膜層鋪設(shè)于所述緩沖層上，且所述掩膜層設(shè)置有生長區(qū)，所述外延層沿所述生長區(qū)進(jìn)行外延生長，以使除所述生長區(qū)外的所述外延層的形狀為三角形或梯形。

進(jìn)一步地，制作所述掩膜層的材料為耐高溫的絕緣材料。

進(jìn)一步地，所述耐高溫的絕緣材料包括SiO2，SiNx，AlO。

進(jìn)一步地，制作所述緩沖層的材料包括高阻材料。

進(jìn)一步地，制作所述緩沖層與所述外延層的材料均包括GaN。

進(jìn)一步地，制作所述勢(shì)壘層的材料均包括AlGaN、InAlN或 AlN。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種微納晶體管制作方法，所述微納晶體管制作方法包括：

在襯底上外延生長出緩沖層；