[發明專利]具有柵漏復合階梯場板結構的增強型HEMT射頻器件及其制備方法

有效

• 申請號: 202110517159.0
• 申請日: 2021-05-12
• 公開（公告）號: CN113178480B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 孫慧卿;夏凡;李淵;夏曉宇;譚秀洋;張淼;馬建鋮;黃志輝;王鵬霖;丁霄
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: H01L29/40
• 分類號: H01L29/40;H01L29/778;H01L21/335
• 代理公司: 北京清控智云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11919
• 代理人: 仵樂娟

1.具有柵漏復合階梯場板結構的增強型HEMT射頻器件，其包括：襯底，依次層疊于襯底上的緩沖層、溝道層和勢壘層，源極和漏極位于所述勢壘層表面兩側，p型GaN區域和柵極依次層疊于源極和漏極之間的勢壘層表面；其特征在于，還包括，

柵極階梯場板位于所述勢壘層表面，鄰接所述p型GaN區域朝向漏極的側壁布置，所述柵極階梯場板包含依次層疊的第一柵極子場板、第二柵極子場板和第三柵極子場板，第一柵極子場板位于所述勢壘層表面，第三柵極子場板遠離所述勢壘層，第二柵極子場板位于第一柵極子場板和第三柵極子場板之間；

漏極階梯場板位于所述勢壘層表面，鄰接所述漏極朝向所述p型GaN區域的側壁布置，所述漏極階梯場板包含依次層疊的第一漏極子場板、第二漏極子場板和第三漏極子場板，第一漏極子場板遠離所述勢壘層，第三漏極子場板位于所述勢壘層表面，第二漏極子場板位于第一漏極子場板和第三漏極子場板之間；

其中，沿源極指向漏極的方向上，遠離所述勢壘層表面側的所述子場板的寬度大于靠近所述勢壘層表面的所述子場板的寬度。

2.根據權利要求1的所述增強型HEMT射頻器件，其特征在于，第一、第二和第三柵極子場板的總厚度等于p型GaN區域的厚度。

3.根據權利要求1的所述增強型HEMT射頻器件，其特征在于，第一、第二和第三漏極子場板的總厚度等于漏極的厚度。

4.根據權利要求1至3之一的所述增強型HEMT射頻器件，其特征在于，所述源極與所述p型GaN區域及柵極之間、所述柵極階梯場板與所述漏極階梯場板之間布置有鈍化層。

5.根據權利要求4的所述增強型HEMT射頻器件，其特征在于，所述鈍化層選用氮化硅層，其厚度選用100nm。

6.根據權利要求4的所述增強型HEMT射頻器件，其特征在于，所述柵極階梯場板的厚度選用10nm。

7.根據權利要求4的所述增強型HEMT射頻器件，其特征在于，所述勢壘層為Al_0.25Ga_0.75N層，其厚度選用15nm。

8.根據權利要求4的所述增強型HEMT射頻器件，其特征在于，所述緩沖層為Al_0.11Ga_0.89N層，其厚度選用20nm。

9.具有柵漏復合階梯場板結構的增強型HEMT射頻器件的制備方法，其特征在于，包含以下步驟：

在襯底上依次外延生長緩沖層、溝道層和勢壘層；

在所述勢壘層上沉積鈍化層，刻蝕所述鈍化層形成柵極窗口；

在所述柵極窗口外延生長p型GaN區域；

在所述p型GaN區域的上方形成柵極；

形成源極和漏極；

刻蝕柵極和漏極之間的鈍化層，沿p型GaN區域朝向漏極的側壁一側和沿漏極朝向p型GaN區域的側壁一側分別形成鄰接p型GaN區域柵極階梯場板窗口和鄰接漏極的漏極階梯場板窗口；

在所述柵極階梯場板窗口形成柵極階梯場板，在所述漏極階梯場板窗口形成漏極階梯場板，所述柵極階梯場板包含依次層疊的第一柵極子場板、第二柵極子場板和第三柵極子場板，第一柵極子場板位于所述勢壘層表面，第三柵極子場板遠離所述勢壘層，第二柵極子場板位于第一柵極子場板和第三柵極子場板之間；所述漏極階梯場板包含依次層疊的第一漏極子場板、第二漏極子場板和第三漏極子場板，第一漏極子場板遠離所述勢壘層，第三漏極子場板位于所述勢壘層表面，第二漏極子場板位于第一漏極子場板和第三漏極子場板之間；沿源極指向漏極的方向上，遠離所述勢壘層表面側的所述子場板的寬度大于靠近所述勢壘層表面的所述子場板的寬度；

沉積加厚鈍化層。