自对准表面沟道场效应晶体管的制备方法及功率器件技术

本发明专利技术提供了一种自对准表面沟道场效应晶体管的制备方法及功率器件，属于微波功率器件领域，包括：淀积第一金属掩膜层；制备第一光刻胶层；形成源区域图形和漏区域图形；在源区域图形和漏区域图形部位淀积源金属层和漏金属层；剥离去除第一光刻胶；淀积第二金属掩膜层；制备第二光刻胶层，曝光、显影，形成至少一个栅区域图形，栅区域图形偏向源金属层；湿法腐蚀去除源金属层和漏金属层之间的第一金属掩膜层和第二金属掩膜层；在栅区域图形处淀积栅金属层；剥离去除第二光刻胶层。本发明专利技术提供的自对准表面沟道场效应晶体管的制备方法，栅偏源制备，可以兼顾饱和电流，提高器件击穿电压，获得高功率密度。

Fabrication and Power Devices of Self-aligned Surface Channel Field Effect Transistors

The invention provides a preparation method and power device of self-aligned surface channel field effect transistor, which belongs to the field of microwave power devices, including: deposition of the first metal mask layer; preparation of the first photoresist layer; formation of source area pattern and drain area pattern; deposition of source metal layer and drain metal layer at source area pattern and drain area pattern position; stripping and removing the first photoresist; The second metal mask layer is deposited; the second photoresist layer is prepared, exposed and developed to form at least one grid area pattern, which is biased towards the source metal layer; the first metal mask layer and the second metal mask layer between the source metal layer and the leak metal layer are removed by wet etching; the grid metal layer is deposited at the grid area pattern; and the second photoresist layer is removed by stripping. The preparation method of the self-aligned surface channel field effect transistor and the preparation of gate bias source can take into account the saturated current, improve the breakdown voltage of the device and obtain high power density.

【技术实现步骤摘要】
自对准表面沟道场效应晶体管的制备方法及功率器件
本专利技术属于微波功率器件
，更具体地说，是涉及一种自对准表面沟道场效应晶体管的制备方法及功率器件。
技术介绍
由于表面沟道器件在高速、高限域性等方面具有较大优势，在高频领域备受关注。目前常用的表面沟道材料包括氢等离子体处理金刚石形成的p型表面沟道，以及石墨烯、BN、黑磷、GaN等二维材料。表面沟道器件特性受表面态影响大，近些年开发的自对准工艺，有效解决了上述问题。但是自对准工艺仅能实现栅源和栅漏等间距器件结构，难以兼顾击穿电压和饱和电流。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种自对准表面沟道场效应晶体管的制备方法，以解决现有技术中存在的栅在源漏中间、击穿电压普遍较低的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种自对准表面沟道场效应晶体管的制备方法，包括以下步骤：在表面沟道外延层上淀积第一金属掩膜层；在第一金属掩膜层上制备第一光刻胶层；曝光、显影，形成源区域图形和漏区域图形；湿法腐蚀去除所述源区域图形和所述漏区域图形部位的第一金属掩膜层；在所述源区域图形和所述漏区域图形部位淀积源金属层和漏金属层；剥离去除第一光刻胶；在所述源金属层、所述漏金属层和所述第一金属掩膜层上淀积第二金属掩膜层；制备第二光刻胶层，曝光、显影，形成至少一个栅区域图形，所述栅区域图形偏向所述源金属层；湿法腐蚀去除所述源金属层和所述漏金属层之间的第一金属掩膜层和第二金属掩膜层，并且源金属层和漏金属层为腐蚀终止层；在所述栅区域图形处淀积栅金属层；剥离去除第二光刻胶层。进一步地，在所述栅区域图形处淀积栅金属层之前：所述表面沟道外延层上淀积栅下介质层，所述栅金属层淀积在所述栅下介质层上。进一步地，所述栅下介质层为单层介质；或者，所述栅下介质层为多层介质。进一步地，制备两层所述第二光刻胶层，曝光、显影，形成至少一个栅区域图形，所述栅区域图形偏向所述源金属层。进一步地，当所述栅区域图形的数量为两个或两个以上时，所述栅区域图形的结构相同；或者，至少一个所述栅区域图形的结构与其他的所述栅区域图形的结构不同；或者，各所述栅区域图形的结构均不相同。进一步地，所述栅金属层的结构为直栅、T型栅、TT型栅、TTT型栅、U型栅和Y型栅中的一种或多种栅组合。进一步地，所述第一金属掩膜层和所述第二金属掩膜层的金属类型相同，且与所述源金属层和所述漏金属层的金属类型不同；或者，所述第一金属掩膜层和所述第二金属掩膜层的金属类型不同，且与所述源金属层和所述漏金属层的金属类型不同。进一步地，所述第一金属掩膜层、所述第二金属掩膜层、所述源金属层、所述漏金属层和所述栅金属层均为单层金属；或者，均为多层金属；或者，至少包括一个单层金属和一个多层金属。进一步地，制备所述栅金属层之后，制备钝化层。本专利技术还提供一种功率器件，利用所述的方法制备。本专利技术提供的自对准表面沟道场效应晶体管的制备方法的有益效果在于：与现有技术相比，栅偏源或偏漏制备，也即栅不在源漏中间，其中栅偏源器件可以兼顾饱和电流，提高器件击穿电压，获得高功率密度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的自对准表面沟道场效应晶体管的制备方法的结构示意图一；图2为本专利技术实施例提供的自对准表面沟道场效应晶体管的制备方法的结构示意图二。其中，图中各附图标记：1-表面沟道外延层；2-源金属层；3-第二金属掩膜层；4-第二光刻胶层；5-栅金属层；6-栅区域图形；7-漏金属层；8-第一金属掩膜层；9-第一光刻胶层；10-栅下介质层。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请一并参阅图1及图2，现对本专利技术提供的自对准表面沟道场效应晶体管的制备方法进行说明。所述自对准表面沟道场效应晶体管的制备方法，包括以下步骤：在表面沟道外延层1上淀积第一金属掩膜层8，参见图1和图2中a；在第一金属掩膜层8上制备第一光刻胶层9，参见图1和图2中b；曝光、显影，形成源区域图形和漏区域图形，参见图1和图2中c；湿法腐蚀去除所述源区域图形和所述漏区域图形部位的第一金属掩膜层8；在所述源区域图形和所述漏区域图形部位淀积源金属层2和漏金属层7，参见图1和图2中d；剥离去除第一光刻胶；在所述源金属层2、所述漏金属层7和所述第一金属掩膜层8上淀积第二金属掩膜层3，参见图1和图2中e；制备第二光刻胶层4，曝光、显影，形成至少一个栅区域图形6，所述栅区域图形6偏向所述源金属层2，参见图1和图2中f；湿法腐蚀去除所述源金属层2和所述漏金属层7之间的第一金属掩膜层8和第二金属掩膜层3，参见图1和图2中g，并且源金属层2和漏金属层7为腐蚀终止层；在所述栅区域图形6处淀积栅金属层5，参见图1和图2中h；剥离去除第二光刻胶层4。本专利技术提供的自对准表面沟道场效应晶体管的制备方法，与现有技术相比，栅金属层5偏向源金属层2或漏金属层7制备，而不是在源漏中间，也即源金属层2和漏金属层7相对于栅金属层5为非对称分布，其中栅偏源器件能够兼顾饱和电流，有效提高击穿电压和工作电压，提高器件的功率密度；并且T型栅有助于兼顾栅寄生电容和栅电阻特性，提高器件频率特性。其中，台面隔离工艺可以在上述的任一步骤之后进行，作用是将本专利技术制备的器件与其他的部分分隔。其中，各光刻胶层通过一次曝光一次显影，或者多次曝光一次显影，或者多次曝光多次显影，形成对应的区域图形，各光刻胶的层数为大于等于1的整数。本实施例中，当栅偏向源时，也即有效栅源间距小于有效栅漏间距时，场效应晶体管能够兼顾饱和电流，提供击穿电压和工作电压。当然，有效栅源间距还可以大于有效栅漏间距的器件。请一并参阅图1至图2，作为本专利技术提供的自对准表面沟道场效应晶体管的制备方法的一种具体实施方式，在所述栅区域图形6处淀积栅金属层5之前：所述表面沟道外延层1上淀积栅下介质层10，所述栅金属层5淀积在所述栅下介质层10上。请参阅图1至图2，作为本专利技术提供的自对准表面沟道场效应晶体管的制备方法的一种具体实施方式，所述栅下介质层10为单层介质；或者，所述栅下介质层10为多层介质。参阅图2，作为本专利技术提供的自对准表面沟道场效应晶体管的制备方法的一种具体实施方式，制备两层所述第二光刻胶层4，曝光、显影，形成至少一个栅区域图形6，所述栅区域图形6偏向所述源金属层2。作为本专利技术提供的自对准表面沟道场效应晶体管的制备方法的一种具体实施方式，当所述栅区域图形6的数量为两个或两个以上时，所述栅区域图形6的结构相同；或者，至少一个所述栅区域图形6的结构与其他的所述栅区域图形6的结构不同；或者，各所述栅区域图形6的结构均不相同。图形的结构、尺寸可以完全相同也可以不完全相同，根据实际需要而定。请参阅图1及图2，作为本专利技术提供的自对准表面沟道场效应晶体管的制备方法的一种具体实施方式，所述栅金属层5的结构为直栅、T型栅、TT型栅、T本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.自对准表面沟道场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在表面沟道外延层上淀积第一金属掩膜层；在第一金属掩膜层上制备第一光刻胶层；曝光、显影，形成源区域图形和漏区域图形；湿法腐蚀去除所述源区域图形和所述漏区域图形部位的第一金属掩膜层；在所述源区域图形和所述漏区域图形部位淀积源金属层和漏金属层；剥离去除第一光刻胶；在所述源金属层、所述漏金属层和所述第一金属掩膜层上淀积第二金属掩膜层；制备第二光刻胶层，曝光、显影，形成至少一个栅区域图形，所述栅区域图形偏向所述源金属层；湿法腐蚀去除所述源金属层和所述漏金属层之间的第一金属掩膜层和第二金属掩膜层，并且源金属层和漏金属层为腐蚀终止层；在所述栅区域图形处淀积栅金属层；剥离去除第二光刻胶层。

【技术特征摘要】
1.自对准表面沟道场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在表面沟道外延层上淀积第一金属掩膜层；在第一金属掩膜层上制备第一光刻胶层；曝光、显影，形成源区域图形和漏区域图形；湿法腐蚀去除所述源区域图形和所述漏区域图形部位的第一金属掩膜层；在所述源区域图形和所述漏区域图形部位淀积源金属层和漏金属层；剥离去除第一光刻胶；在所述源金属层、所述漏金属层和所述第一金属掩膜层上淀积第二金属掩膜层；制备第二光刻胶层，曝光、显影，形成至少一个栅区域图形，所述栅区域图形偏向所述源金属层；湿法腐蚀去除所述源金属层和所述漏金属层之间的第一金属掩膜层和第二金属掩膜层，并且源金属层和漏金属层为腐蚀终止层；在所述栅区域图形处淀积栅金属层；剥离去除第二光刻胶层。2.如权利要求1所述的自对准表面沟道场效应晶体管的制备方法，其特征在于：在所述栅区域图形处淀积栅金属层之前：所述表面沟道外延层上淀积栅下介质层，所述栅金属层淀积在所述栅下介质层上。3.如权利要求2所述的自对准表面沟道场效应晶体管的制备方法，其特征在于：所述栅下介质层为单层介质；或者，所述栅下介质层为多层介质。4.如权利要求1所述的自对准表面沟道场效应晶体管的制备方法，其特征在于：制备两层所述第二光刻胶层，曝光、显影，形成至少一个栅区域图形，所述栅区域图形偏向所述源...

【专利技术属性】
技术研发人员：王元刚，吕元杰，冯志红，蔚翠，周闯杰，何泽召，宋旭波，梁士雄，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十三研究所，
类型：发明
国别省市：河北,13