[發(fā)明專(zhuān)利]雙柵極氮化鎵MIS-HEMT器件及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110054671.6
• 申請(qǐng)日: 2021-01-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112802893A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?jiān)?/a>;蔡宇韜;梁燁;劉雯;趙策洲
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西交利物浦大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01L29/423
• 分類(lèi)號(hào): H01L29/423;H01L29/778;H01L21/28;H01L21/335
• 代理公司: 蘇州謹(jǐn)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32295
• 代理人: 葉棟

1.一種雙柵極氮化鎵MIS-HEMT器件，其特征在于，包括襯底和依次設(shè)置在所述襯底上的GaN緩沖層、GaN溝道層、AlGaN勢(shì)壘層、電子儲(chǔ)存層和鈍化層，在所述GaN溝道層和AlGaN勢(shì)壘層的有源區(qū)上設(shè)有源電極、漏電極和第一柵極，用于調(diào)控所述電子儲(chǔ)存層中的電子；所述AlGaN勢(shì)壘層上設(shè)有凹槽，所述凹槽上設(shè)有第二柵極，用于控制溝道。

2.如權(quán)利要求1所述的雙柵極氮化鎵MIS-HEMT器件，其特征在于，所述第一柵極與所述AlGaN勢(shì)壘層上形成歐姆接觸或肖特基接觸。

3.如權(quán)利要求2所述的雙柵極氮化鎵MIS-HEMT器件，其特征在于，所述源電極和漏電極分別設(shè)置在所述GaN溝道層和AlGaN勢(shì)壘層的兩側(cè)，所述第一柵極設(shè)置在所述源電極和第二柵極之間。

4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的雙柵極氮化鎵MIS-HEMT器件，其特征在于，所述第一柵極為T(mén)i/Al/Ni/TiN的金屬疊層。

5.如權(quán)利要求1所述的雙柵極氮化鎵MIS-HEMT器件，其特征在于，所述第二柵極為Ni/TiN的金屬疊層。

6.如權(quán)利要求1所述的雙柵極氮化鎵MIS-HEMT器件，其特征在于，所述電子儲(chǔ)存層為Al₂O₃/ZrO₂/Al₂O₃層。

7.如權(quán)利要求1所述的雙柵極氮化鎵MIS-HEMT器件，其特征在于，所述鈍化層選自SiO₂、SiON、Si₃N₄、Al₂O₃、ZrO₂、HfO₂、AlON、AlN中一種或多種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的雙柵極氮化鎵MIS-HEMT器件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、在襯底上使用生長(zhǎng)出所述GaN溝道層和AlGaN勢(shì)壘層；

S2、在所述GaN溝道層和AlGaN勢(shì)壘層的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行臺(tái)面隔離，刻蝕出有源區(qū)；

S3、將金屬疊層沉積在有源區(qū)上，從而形成源電極、漏電極和第一柵極；

S4、在所述AlGaN勢(shì)壘層上刻蝕出凹槽，并在所述AlGaN勢(shì)壘層上生長(zhǎng)Al₂O₃/ZrO₂/Al₂O₃層；

S5、在所述Al₂O₃/ZrO₂/Al₂O₃層上沉積鈍化層，在所述凹槽上沉積第二柵極。

9.如權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟S3中，使用電子束蒸發(fā)或者磁控濺射把金屬疊層沉積在所述有源區(qū)上，并在500℃～1000℃的氮?dú)饣蛘邭鍤夥諊型嘶?0s～300s使金屬與有源區(qū)形成歐姆接觸。

10.如權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟S4中，在所述刻蝕過(guò)程中，刻蝕深度為8nm～21nm，保留的所述AlGaN勢(shì)壘層的厚度為2nm～15nm。