[發明專利]異質結場效應晶體管及其制備方法

有效

• 申請號: 201810628897.0
• 申請日: 2018-06-19
• 公開（公告）號: CN108807530B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 劉新科;王磊;敖金平
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L29/423;H01L21/335;H01L21/285
• 代理公司: 深圳市恒申知識產權事務所(普通合伙) 44312
• 代理人: 袁文英

本發明屬于半導體技術領域，具體涉及一種異質結場效應晶體管及其制備方法。該制備方法，包括如下步驟：提供襯底；在所述襯底上制備AlGaN/GaN異質外延層；在所述AlGaN/GaN異質外延層上制備源電極和漏電極；利用磁控濺射法在所述AlGaN/GaN異質外延層上沉積p型氧化物，制得p型氧化物柵極。該制備方法工藝簡單，既可以避免p型氧化物被污染，又可以實現制備較高濃度的p型氧化物柵極，而且還能保證對GaN基異質結場效應晶體管閾值電壓的正向調控能力，最終該異質結場效應晶體管的器件功率得到顯著提高。

技術領域

本發明屬于半導體技術領域，具體涉及一種異質結場效應晶體管及其制備方法。

背景技術

氧化亞銅(Cu₂O)是一種性能優異的I-IV族半導體材料，因為它具有2.1eV的直接帶隙以及非常高的可見光吸收系數，再加上它具有無毒、低價、原料豐富等優點，因此多被應用于太陽能電池以及光電探測器元件的制備。同時，Cu₂O具有光催化活性，可以直接利用可見光來催化水的裂解產生氫氣，成為節能環保產生氫氣領域研究的首選材料。另外，由于Cu₂O晶體結構中Cu空位的存在，Cu₂O為本證p型半導體，因Cu₂O具有較高遷移率，所以也常做為溝道材料與n型半導體相結合，用于薄膜晶體管(TFTs)的制備。因此，Cu₂O將是一種在電學、光學、半導體領域具有十分重要應用前景的薄膜材料。憑借其薄膜納米結構，使得制造更小規格、更高能效半導體芯片成為可能，使其在納米電子元器件領域被廣泛應用。此外，Cu₂O在氣體監測領域也具有重要的應用價值。在半導體光電日益發展的今天，Cu₂O更是作為天然p型導電材料脫穎而出。

繼發展實用第一代Ge，Si基器件及第二代SiC，InP基器件后，以GaN基為代表的第三代寬禁帶半導體材料的研發引起了科學家們的重視。目前GaN基LED已經完全進入產業化階段，而GaN基材料憑借其禁帶寬度E_g大，電子飽和速度高，導熱性好等特點且能形成具有高濃度的二維電子氣(2DEG)的AlGaN/GaN異質結構使得GaN基電力電子器件特別適用于高溫、高頻、大功率、抗輻射等惡略環境。

在半導體技術領域中，傳統p型Cu₂O薄膜的制備方法一般是利用金屬銅通過熱氧化法生長p型Cu₂O。這種技術雖然可以通過低溫調控熱氧化溫度來形成p型Cu₂O，但是卻具有非常致命的缺點，后要通過光刻工藝為后續工藝做準備，在這過程中Cu₂O會被氧化為氧化銅(CuO)以及其表面也會被污染或是引入缺陷，而且以傳統的熱氧化法來生長的p型Cu₂O往往其空穴濃度低于1×10¹⁶cm^-3。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種異質結場效應晶體管及其制備方法，旨在解決現有GaN異質結場效應晶體管閾值電壓調控能力差、功率低的技術問題。

為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

本發明一方面提供一種異質結場效應晶體管的制備方法，包括如下步驟：

提供襯底；

在所述襯底上制備AlGaN/GaN異質外延層；

在所述AlGaN/GaN異質外延層上制備源電極和漏電極；

利用磁控濺射法在所述AlGaN/GaN異質外延層上沉積p型氧化物，制得p型氧化物柵極。