[發明專利]多溝道槽柵MIS結構的高電子遷移率晶體管及制作方法

在審

• 申請號: 202110731751.0
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113644127A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 王沖;王潤豪;馬曉華;鄭雪峰;何云龍;郝躍
• 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;H01L29/10;H01L29/423
• 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: 劉長春

1.一種多溝道槽柵MIS結構的高電子遷移率晶體管，其特征在于，包括：襯底(1)、若干層異質結結構(2)、源電極(3)、漏電極(4)、介質層(5)和柵電極(6)，其中，

所述若干層異質結結構(2)依次層疊在所述襯底(1)上，且所述若干層異質結結構(2)中開設有柵槽(23)，所述柵槽(23)將所述若干層異質結結構(2)形成的二維電子氣隔斷；

所述源電極(3)嵌入所述若干層異質結結構(2)的一端；

所述漏電極(4)嵌入所述若干層異質結結構(2)的另一端；

所述介質層(5)位于所述柵槽(23)中以及所述若干層異質結結構(2)的表面上，其一端與所述源電極(3)接觸，另一端與所述漏電極(4)接觸；

所述柵電極(6)位于所述柵槽(23)中且位于所述介質層(5)上。

2.根據權利要求1所述的多溝道槽柵MIS結構的高電子遷移率晶體管，其特征在于，所述異質結結構(2)的層數大于或等于4。

3.根據權利要求1所述的多溝道槽柵MIS結構的高電子遷移率晶體管，其特征在于，所述異質結結構(2)包括本征層(21)和勢壘層(22)，其中，所述勢壘層(22)位于所述本征層(21)上。

4.根據權利要3所述的多溝道槽柵MIS結構的高電子遷移率晶體管，其特征在于，所述本征層(21)的材料包括GaN，位于所述襯底(1)上的所述本征層(21)的厚度為200nm，位于所述勢壘層(22)上的所述本征層(21)的厚度為20～50nm。

5.根據權利要3所述的多溝道槽柵MIS結構的高電子遷移率晶體管，其特征在于，所述勢壘層(22)的材料包括Al_xGa_1-xN，厚度為10～30nm，其中，x為10％～25％。

6.根據權利要1所述的多溝道槽柵MIS結構的高電子遷移率晶體管，其特征在于，所述介質層(5)的材料包括Si₃N₄、AlN、Al₂O₃、HfO₂、BN、La₂O₃中的一種或多種，厚度為5～30nm。

7.一種多溝道槽柵MIS結構的高電子遷移率晶體管的制作方法，其特征在于，包括步驟：

S1、在襯底(1)上重復制備異質結結構，形成依次層疊的若干層異質結結構(2)，每個所述異質結結構(2)形成二維電子氣；

S2、在所述若干層異質結結構(2)的一端制備源電極(3)，另一端制備漏電極(4)；

S3、刻蝕所述若干層異質結結構(2)，形成柵槽(23)，所述柵槽(23)將所述若干層異質結結構(2)形成的二維電子氣隔斷；

S4、在所述柵槽(23)中和所述若干層異質結結構(2)的表面上制備介質層(5)；

S5、在所述介質層(5)上制備柵電極(6)。

8.根據權利要求7所述的多溝道槽柵MIS結構的高電子遷移率晶體管的制作方法，其特征在于，步驟S1包括：

S11、利用金屬有機物化學氣相淀積工藝，在所述襯底(1)上依次生長本征層(21)和勢壘層(22)，形成一個異質結結構；

S22、在所述異質結結構(2)上重復生長所述本征層(21)和所述勢壘層(22)，得到所述若干層異質結結構(2)。

9.根據權利要求7所述的多溝道槽柵MIS結構的高電子遷移率晶體管的制作方法，其特征在于，所述異質結結構(2)的層數大于或等于4。

10.根據權利要求7所述的多溝道槽柵MIS結構的高電子遷移率晶體管的制作方法，其特征在于，所述介質層(5)的材料包括Si₃N₄、AlN、Al₂O₃、HfO₂、BN、La₂O₃中的一種或多種，厚度為5～30nm。