[發(fā)明專利]一種基于多柵調(diào)制的多閾值耦合器件及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210148223.7
• 申請(qǐng)日: 2022-02-17
• 公開（公告）號(hào): CN114724950A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱青;陳怡霖;張濛;馬曉華;田曉坤;宓珉瀚
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L21/335
• 分類號(hào): H01L21/335;H01L29/423;H01L29/778
• 代理公司: 西安嘉思特知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

1.一種基于多柵調(diào)制的多閾值耦合器件的制備方法，其特征在于，所述高線性Fin-HEMT器件的制備方法包括：

選取襯底層；

在所述襯底層上生長緩沖層；

在所述緩沖層上生長i-GaN層；

在所述i-GaN層上生長AlGaN勢(shì)壘層；

在所述AlGaN勢(shì)壘層上淀積歐姆金屬，以制備源極和漏極；

從所述AlGaN勢(shì)壘層的外圍注入離子至所述i-GaN層內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)器件隔離；

在所述AlGaN勢(shì)壘層上制備SiN層；

將柵腳區(qū)域的所述SiN層去除，以暴露所述柵腳區(qū)域的所述AlGaN勢(shì)壘層；

在所述柵腳區(qū)域的所述AlGaN勢(shì)壘層上淀積平面柵金屬，以制備平面柵；

間隔去除凹槽柵區(qū)域的所述平面柵金屬、部分所述AlGaN勢(shì)壘層，以使所述平面柵金屬呈預(yù)設(shè)間隔間斷排布；

在所述凹槽柵區(qū)域的所述AlGaN勢(shì)壘層上和間隔排布的所述平面柵金屬上制備Al₂O₃介質(zhì)層；

在所述凹槽柵區(qū)域的所述Al₂O₃介質(zhì)層的底部和側(cè)壁上淀積凹槽柵金屬，以制備凹槽柵。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多柵調(diào)制的多閾值耦合器件的制備方法，其特征在于，所述緩沖層的材料包括GaN。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多柵調(diào)制的多閾值耦合器件的制備方法，其特征在于，在所述AlGaN勢(shì)壘層上淀積歐姆金屬，以制備源極和漏極，包括：

利用電子束蒸發(fā)方法在所述AlGaN勢(shì)壘層上淀積歐姆金屬，所述歐姆金屬為歐姆疊層金屬，所述歐姆疊層金屬包括Ti/Al/Ni/Au；

在N₂氛圍中對(duì)淀積所述歐姆金屬的器件進(jìn)行快速熱退火處理，以制備所述源極和所述漏極。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多柵調(diào)制的多閾值耦合器件的制備方法，其特征在于，從所述AlGaN勢(shì)壘層的外圍注入離子至所述i-GaN層內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)器件隔離，包括：

利用離子注入方法從所述AlGaN勢(shì)壘層的外圍注入硼離子至所述i-GaN層內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)器件隔離。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多柵調(diào)制的多閾值耦合器件的制備方法，其特征在于，在所述AlGaN勢(shì)壘層上制備SiN層，包括：

利用PECVD方法在所述AlGaN勢(shì)壘層和所述歐姆金屬上淀積SiN層；

采用干法刻蝕方法將所述歐姆金屬上的SiN層刻蝕去除，以暴露所述歐姆金屬，并保留所述AlGaN勢(shì)壘層上的所述SiN層。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多柵調(diào)制的多閾值耦合器件的制備方法，其特征在于，將柵腳區(qū)域的所述SiN層去除，以暴露所述柵腳區(qū)域的所述AlGaN勢(shì)壘層，包括：

采用F基刻蝕的方法將柵腳區(qū)域的所述SiN層去除，以暴露所述柵腳區(qū)域的所述AlGaN勢(shì)壘層。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多柵調(diào)制的多閾值耦合器件的制備方法，其特征在于，間隔去除凹槽凹槽柵區(qū)域的所述平面柵金屬、部分所述AlGaN勢(shì)壘層，包括：

采用F基間隔刻蝕掉所述凹槽柵區(qū)域的所述平面柵金屬；

采用Cl基間隔刻蝕掉所述凹槽柵區(qū)域的部分所述AlGaN勢(shì)壘層，以刻斷溝道。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多柵調(diào)制的多閾值耦合器件的制備方法，其特征在于，在制備凹槽柵之后，還包括：

在所述源極、所述漏極、所述平面柵和所述凹槽柵上淀積互聯(lián)金屬。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多柵調(diào)制的多閾值耦合器件的制備方法，其特征在于，所述平面柵包括平面鎢，所述凹槽柵包括Ni/Au。

10.一種基于多柵調(diào)制的多閾值耦合器件，其特征在于，利用權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的制備方法制備而成，所述基于多柵調(diào)制的多閾值耦合器件包括：

襯底層；

位于所述襯底層上的緩沖層；

位于所述緩沖層上的i-GaN層；

在所述柵腳區(qū)域具有呈間隔排布的凹槽的AlGaN勢(shì)壘層；

位于所述AlGaN勢(shì)壘層上的源極和漏極；

位于所述柵腳區(qū)域中凸起部分的所述AlGaN勢(shì)壘層上的平面柵；

位于所述柵腳區(qū)域內(nèi)的凹槽處上的所述AlGaN勢(shì)壘層和所述平面柵上的Al₂O₃介質(zhì)層；

位于所述凹槽柵區(qū)域的Al₂O₃介質(zhì)層的底部和側(cè)壁上的凹槽柵。