[發(fā)明專(zhuān)利]一種GaN基高空穴遷移率晶體管及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010615488.4
• 申請(qǐng)日: 2020-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111900203B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王登貴;周建軍;孔岑;張凱;戚永樂(lè)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十五研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H01L29/778
• 分類(lèi)號(hào): H01L29/778;H01L29/06;H01L29/51;H01L21/335
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專(zhuān)利中心 32203
• 代理人: 陳鵬

1.一種GaN基高空穴遷移率晶體管的制備方法，晶體管結(jié)構(gòu)自下而上依次包括襯底(1)、緩沖層(2)、勢(shì)壘層(3)、溝道層(4)、插入層(5)和p-GaN層(6)，所述插入層(5)的上方依次平行設(shè)有源極(7)、柵極(9)與漏極(8)，所述源極(7)和漏極(8)位于p-GaN層(6)的上方，所述柵極(9)與插入層(5)直接接觸，鈍化介質(zhì)層(10)覆蓋于插入層(5)、p-GaN層(6)、源極(7)、漏極(8)和柵極(9)的上方且在源極(7)、漏極(8)、柵極(9)對(duì)應(yīng)的位置處開(kāi)設(shè)有與外界進(jìn)行電接觸的窗口，其中，所述插入層(5)為含Al元素的氮化物材料，其特征在于，所述GaN基高空穴遷移率晶體管的制備方法包括如下步驟：

1)在襯底的上方利用外延生長(zhǎng)方法依次生長(zhǎng)緩沖層、勢(shì)壘層、溝道層、插入層和p-GaN層；

2)在p-GaN層的上方定義p-GaN層的掩模，隨后通過(guò)刻蝕方法形成p-GaN層；

3)在p-GaN層的上方定義源極和漏極的掩模，通過(guò)蒸發(fā)或?yàn)R射方式沉積歐姆金屬，剝離工藝形成源極和漏極，并通過(guò)退火工藝形成歐姆接觸；

4)在插入層的上方定義柵極的掩模，通過(guò)蒸發(fā)或?yàn)R射方式沉積柵極金屬，剝離工藝形成柵極；

5)在插入層的上方制作有源區(qū)掩模，隨后采用刻蝕或離子注入方式進(jìn)行隔離，形成有源區(qū)；

6)在插入層、p-GaN層、源極、漏極以及柵極的上方沉積鈍化介質(zhì)層；

7)在源極、漏極與柵極的上方定義互聯(lián)開(kāi)孔區(qū)掩模，通過(guò)刻蝕方法刻蝕鈍化介質(zhì)層形成互聯(lián)開(kāi)孔。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaN基高空穴遷移率晶體管的制備方法，其特征在于：所述插入層(5)為AlN、AlGaN、InAlN、InAlGaN中的一種或多種組合，總厚度小于5nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaN基高空穴遷移率晶體管的制備方法，其特征在于：所述襯底(1)為藍(lán)寶石、SiC、Si、金剛石和GaN自支撐襯底中的任一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaN基高空穴遷移率晶體管的制備方法，其特征在于：所述緩沖層(2)為GaN、AlN、AlGaN中的一種或多種組成的單層或多層結(jié)構(gòu)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaN基高空穴遷移率晶體管的制備方法，其特征在于：所述溝道層(4)/勢(shì)壘層(3)結(jié)構(gòu)為GaN/AlN、GaN/AlGaN、InGaN/GaN結(jié)構(gòu)中的一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaN基高空穴遷移率晶體管的制備方法，其特征在于：所述源極(7)和漏極(8)的金屬分別為Ag、Pt-Au合金、Ti-Au合金、Ni-Au合金、Ti-Au-Ni-Au合金中的一種，可相同或不同。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaN基高空穴遷移率晶體管的制備方法，其特征在于：所述柵極(9)為Ni、Pt、Ni-Au合金、Pt-Au合金中的一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaN基高空穴遷移率晶體管的制備方法，其特征在于：所述鈍化介質(zhì)層(10)為SiO₂、Si₃N₄、Al₂O₃介質(zhì)中的一種或幾種。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaN基高空穴遷移率晶體管的制備方法，其特征在于：所述掩模的制作方式為光學(xué)光刻或電子束直寫(xiě)方式。