[發明專利]5G民用射頻GaN基HEMT器件、MOS-HEMT器件及制備方法

在審

• 申請號: 202010485711.8
• 申請日: 2020-06-01
• 公開（公告）號: CN111640796A
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 馬曉華;宓珉瀚;周雨威;張濛;王鵬飛
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L21/335;H01L29/20
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 李園園

1.一種5G民用射頻GaN基HEMT器件的制備方法，其特征在于，所述5G民用射頻GaN基HEMT器件的工作電壓范圍為1～6V，所述制備方法包括步驟：

S1、在襯底上依次生長碳摻雜GaN緩沖層、非故意摻雜GaN緩沖層、AlN插入層和InAlN勢壘層，其中，所述碳摻雜GaN緩沖層和所述非故意摻雜GaN緩沖層組成GaN緩沖層；

S2、在所述InAlN勢壘層上制備源電極和漏電極；

S3、在所述InAlN勢壘層、所述AlN插入層和所述非故意摻雜GaN緩沖層中制備所述GaN基HEMT器件的電學隔離；

S4、在所述InAlN勢壘層上制備鈍化層；

S5、在所述鈍化層中制備柵腳凹槽，使得所述柵腳凹槽貫穿所述鈍化層；

S6、在所述柵腳凹槽中和所述鈍化層上制備柵電極。

2.如權利要求1所述的5G民用射頻GaN基HEMT器件的制備方法，其特征在于，所述襯底的材料包括Si。

3.如權利要求1所述的5G民用射頻GaN基HEMT器件的制備方法，其特征在于，所述碳摻雜GaN緩沖層的摻雜濃度為1×10¹⁸～1×10¹⁹cm^-3。

4.如權利要求1所述的5G民用射頻GaN基HEMT器件的制備方法，其特征在于，所述InAlN勢壘層的材料包括In_0.17Al_0.83N，所述InAlN勢壘層的厚度為8～13nm。

5.如權利要求1所述的5G民用射頻GaN基HEMT器件的制備方法，其特征在于，所述InAlN勢壘層和所述GaN緩沖層形成InAlN/GaN異質結，所述InAlN/GaN異質結的方塊電阻為180～250Ω/sq。

6.一種5G民用射頻GaN基HEMT器件，其特征在于，所述5G民用射頻GaN基HEMT器件的工作電壓范圍為1～6V，采用如權利要求1～5任一項所述的制備方法制得。

7.一種5G民用射頻GaN基MOS-HEMT器件的制備方法，其特征在于，所述5G民用射頻GaN基MOS-HEMT器件的工作電壓范圍為6～20V，所述制備方法包括步驟：

S1、在襯底上依次生長碳摻雜GaN緩沖層、非故意摻雜GaN緩沖層、AlN插入層和InAlN勢壘層，其中，所述碳摻雜GaN緩沖層和所述非故意摻雜GaN緩沖層組成GaN緩沖層；

S2、在所述InAlN勢壘層上制備源電極和漏電極；

S3、在所述InAlN勢壘層、所述AlN插入層和所述非故意摻雜GaN緩沖層中制備所述GaN基MOS-HEMT器件的電學隔離；

S4、在所述InAlN勢壘層上制備鈍化層；

S5、在所述鈍化層中制備柵腳凹槽，使得所述柵腳凹槽貫穿所述鈍化層；

S6、對所述柵腳凹槽中的所述InAlN勢壘層進行N₂O等離子體氧化處理，形成介質層；

S7、在所述柵腳凹槽中、所述介質層上和所述鈍化層上制備柵電極。

8.如權利要求7所述的5G民用射頻GaN基MOS-HEMT器件的制備方法，其特征在于，所述N₂O等離子體氧化處理的工藝條件為：RF功率為300W，RF頻率為13.56MHz，直流偏壓為60V，N₂O流量為100sccm，N₂流量為100sccm，腔室壓力為600mTorr，溫度為250℃，處理時間為20min。

9.如權利要求7所述的5G民用射頻GaN基MOS-HEMT器件的制備方法，其特征在于，所述介質層的厚度為1～5nm。

10.一種5G民用射頻GaN基MOS-HEMT器件，其特征在于，所述5G民用射頻GaN基MOS-HEMT器件的工作電壓范圍為6～20V，采用如權利要求7～9任一項所述的制備方法制得。