[發明專利]基于蓋帽層和背勢壘層的雙異質結HEMT器件及其制備方法

在審

• 申請號: 202111007261.2
• 申請日: 2021-08-30
• 公開（公告）號: CN113823684A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 李鑫
• 申請（專利權）人: 瑤芯微電子科技（上海）有限公司
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L21/34
• 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

1.一種基于蓋帽層和背勢壘層的雙異質結HEMT器件的制備方法，其特征在于，包括：

提供第一襯底，并在所述第一襯底的上表面進行離子注入，形成第二襯底；

在所述第二襯底的上表面形成鍵合中間層，并將β-Ga₂O₃轉印到所述鍵合中間層的上表面，對β-Ga₂O₃層進行減薄，形成異質結襯底；

在所述異質結襯底的上表面生長一層β-Ga₂O₃，作為緩沖層；

在所述緩沖層的上表面形成背勢壘層；

在所述背勢壘層的上表面依次生長次勢壘層、第一摻雜層、第一異質結層、量子阱層、第二異質結層、第二摻雜層以及主勢壘層；

在所述主勢壘層的上表面兩側進行離子注入，形成源極歐姆接觸區以及漏極歐姆接觸區；所述源極歐姆接觸區以及所述漏極歐姆接觸區延伸至所述緩沖層；

在所述源極歐姆接觸區上形成源極，在所述漏極歐姆接觸區上形成漏極；

在所述主勢壘層的上表面兩側生長蓋帽層；

在所述蓋帽層以及所述主勢壘層的上表面生長氧化層，并在所述氧化層的上表面生長介質層；

在所述介質層上形成柵極，并用與所述介質層材料相同的材料覆蓋所述柵極；

在所述介質層的上表面生長鈍化層，并刻蝕所述介質層以及所述鈍化層的兩側，以露出所述源極以及所述漏極的至少一部分上表面。

2.根據權利要求1所述的基于蓋帽層和背勢壘層的雙異質結HEMT器件的制備方法，其特征在于，所述氧化層的材料包括HfO₂、Hf_xAl_1-xO、Hf_xSi_1-xO、Hf_xZr_1-xO、La₂O₃或者ZrO₂，所述氧化層的厚度為20nm～30nm。

3.根據權利要求1所述的基于蓋帽層和背勢壘層的雙異質結HEMT器件的制備方法，其特征在于，所述第一襯底的材料包括：β-Ga₂O₃、Si、SiC或者藍寶石。

4.根據權利要求1所述的基于蓋帽層和背勢壘層的雙異質結HEMT器件的制備方法，其特征在于，所述將β-Ga₂O₃轉印到所述鍵合中間層的上表面，對β-Ga₂O₃層進行減薄，形成異質結襯底，包括：

將厚度為300nm～800nm的β-Ga₂O₃轉印到所述鍵合中間層的上表面；

利用刻蝕工藝將β-Ga₂O₃層減薄至小于100nm，形成異質結襯底。

5.根據權利要求1所述的基于蓋帽層和背勢壘層的雙異質結HEMT器件的制備方法，其特征在于，形成所述緩沖層的工藝包括：

在氧等離子體的氛圍下，利用分子束外延生長工藝生長100nm～500nm的β-Ga₂O₃，作為緩沖層。

6.根據權利要求1所述的基于蓋帽層和背勢壘層的雙異質結HEMT器件的制備方法，其特征在于，所述背勢壘層的厚度為5nm～15nm，所述背勢壘層的材料包括：石墨烯、β-(Al_xGa_1-x)₂O₃或者β-(In_xGa_1-x)₂O₃，其中，x的取值范圍為0.4～0.5。