[發明專利]一種通過漸變柵實現多閾值調制技術的HEMT器件及制備方法

有效

• 申請號: 202110769588.7
• 申請日: 2021-07-07
• 公開（公告）號: CN113555430B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 馬曉華;劉思佳;宓珉瀚;王鵬飛;張濛;侯斌;楊凌;周雨威
• 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;H01L29/423
• 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

1.一種通過漸變柵實現多閾值調制技術的HEMT器件，其特征在于，包括：

襯底層(1)；

插入層(2)，位于所述襯底層(1)上；

緩沖層(3)，位于所述插入層(2)上；

源電極(4)，位于所述緩沖層(3)的一端；

漏電極(5)，位于所述緩沖層(3)的另一端；

勢壘層(6)，位于所述緩沖層(3)上，且位于所述源電極(4)和所述漏電極(5)之間；

鈍化層(7)，覆蓋在所述源電極(4)、所述漏電極(5)和所述勢壘層(6)上；

柵電極(8)，位于所述勢壘層(6)的表面和所述鈍化層(7)的表面，其中，所述柵電極(8)的柵腳(81)貫穿所述鈍化層(7)，且所述柵腳(81)采用沿柵寬方向柵長漸變的漸變柵結構，以在不同的柵長下形成不同的閾值電壓，實現器件的多閾值耦合，使器件沿柵寬方向逐步開啟。

2.根據權利要求1所述的通過漸變柵實現多閾值調制技術的HEMT器件，其特征在于，沿所述柵寬方向，所述柵腳(81)的柵長由兩端向中間遞增。

3.根據權利要求1所述的通過漸變柵實現多閾值調制技術的HEMT器件，其特征在于，沿所述柵寬方向，所述柵腳(81)的柵長由兩端向中間遞減。

4.根據權利要求1所述的通過漸變柵實現多閾值調制技術的HEMT器件，其特征在于，還包括：絕緣層(9)，位于所述柵電極(8)與所述勢壘層(6)之間、所述柵電極(8)與所述鈍化層(7)之間以及所述鈍化層(7)的表面。

5.根據權利要求4所述的通過漸變柵實現多閾值調制技術的HEMT器件，其特征在于，所述絕緣層(9)的厚度為2～10nm。

6.根據權利要求1所述的通過漸變柵實現多閾值調制技術的HEMT器件，其特征在于，還包括：金屬互聯層(10)，貫穿所述鈍化層(7)且位于所述源電極(4)、所述漏電極(5)上。

7.一種通過漸變柵實現多閾值調制技術的HEMT器件的制備方法，其特征在于，包括步驟：

S1、獲取外延基片，所述外延基片包括依次層疊的襯底層(1)、插入層(2)、緩沖層(3)和勢壘層(6)；

S2、在所述緩沖層(3)上的一端制備源電極(4)，在所述緩沖層(3)上的另一端制備漏電極(5)；

S3、在所述勢壘層(6)、所述源電極(4)和所述漏電極(5)上生長鈍化層(7)；

S4、刻蝕所述鈍化層(7)，形成貫穿所述鈍化層(7)的漸變柵槽(71)；

S5、在所述漸變柵槽(71)中和所述鈍化層(7)的表面制作柵電極(8)，其中，所述柵電極(8)的柵腳(81)位于所述漸變柵槽(71)中，形成沿柵寬方向柵長漸變的結構，以在不同的柵長下形成不同的閾值電壓，實現器件的多閾值耦合，使器件沿柵寬方向逐步開啟。

8.根據權利要求7所述的通過漸變柵實現多閾值調制技術的HEMT器件的制備方法，其特征在于，沿所述柵寬方向，所述漸變柵槽(71)的寬度由兩端向中間逐漸變化。

9.根據權利要求7所述的通過漸變柵實現多閾值調制技術的HEMT器件的制備方法，其特征在于，步驟S4之后還包括步驟：

在所述漸變柵槽(71)的底部和側面、所述鈍化層(7)的表面生長絕緣層(9)。

10.根據權利要求7所述的通過漸變柵實現多閾值調制技術的HEMT器件的制備方法，其特征在于，步驟S5之后還包括步驟：

在所述鈍化層(7)中制備所述源電極(4)和所述漏電極(5)的互聯金屬，形成金屬互聯層(10)。