一种基于横向沟道调制的增强型场效应晶体管及其制作方法技术
【技术实现步骤摘要】
一种基于横向沟道调制的增强型场效应晶体管及其制作方法
本专利技术属于半导体器件
，特别涉及一种基于横向沟道调制的增强型场效应晶体管，可作为微波、毫米波通讯系统以及雷达系统的基本器件。
技术介绍
宽禁带半导体材料氮化稼以其良好的物理化学和电学性能成为继第一代元素半导体硅和第二代化合物半导体砷化嫁、磷化嫁、磷化锢等之后迅速发展起来的第三代半导体材料。与目前绝大多数的半导体材料相比,具有大的直接带隙能、高的饱和漂移速度、大的导带不连续性、良好的热稳定性以及强的自发和压电极化效应，预示了它在高温、高频、大功率等电子领域具有极大的应用潜力。其中,器件在微波大功率和高温应用方面均具有明显的优势。在宽带隙半导体半导体材料中,材料不但本身具有优良的材料特性,更重要的是它还可以形成调制掺杂的AlGaN/GaN结构,该结构在室温下可获得很高的电子迁移率,极高的峰值电子速度和饱和电子速度并可以获得比第二代化合物半导体异质结器件AlGaAs/GaAs更高的二维电子气浓度扩散。所以,基于AlGaN/GaN异质结的高电子迁移率晶体管HEMT在大功率微波器件方面有非常好的应用前景。AlG...
【技术保护点】
一种基于横向沟道调制的GaN基增强型场效应晶体管，自下而上包括衬底(1)、AlN成核层(2)、GaN缓冲层(3)和AlGaN势垒层(4)，AlGaN势垒层(4)的两端设有源电极(5)和漏电极(6)，源电极和漏电极上设有金属互联层(11)，AlGaN势垒层和GaN缓冲层上均设有多条纳米线沟道(12)，沟道之间通过隔离区(13)隔开，AlGaN势垒层上设有凹槽(14)和凹槽栅电极(9)，该凹槽栅电极垂直于纳米线沟道，凹槽栅电极以外的区域为钝化层(7)，该SiN钝化层与凹槽栅电极之上设有SiN保护层(10)，其特征在于：凹槽与凹槽栅电极之间设有HfO2介质层(8)。
【技术特征摘要】
1.一种基于横向沟道调制的GaN基增强型场效应晶体管，自下而上包括衬底(1)、AlN成核层(2)、GaN缓冲层(3)和AlGaN势垒层(4)，AlGaN势垒层(4)的两端设有源电极(5)和漏电极(6)，源电极和漏电极上设有金属互联层(11)，AlGaN势垒层和GaN缓冲层上均设有多条纳米线沟道(12)，沟道之间通过隔离区(13)隔开，AlGaN势垒层上设有凹槽(14)和凹槽栅电极(9)，该凹槽栅电极垂直于纳米线沟道，凹槽栅电极以外的区域为钝化层(7)，该SiN钝化层与凹槽栅电极之上设有SiN保护层(10)，其特征在于：凹槽与凹槽栅电极之间设有HfO2介质层(8)。2.根据权利要求1所述的基于横向沟道调制的GaN基增强型场效应晶体管，其特征在于：HfO2介质层(8)包裹在AlGaN势垒层(4)的纳米线沟道(12)外部。3.根据权利要求1所述的基于横向沟道调制的GaN基增强型场效应晶体管，其特征在于：凹槽栅电极(9)采用T型结构，该T型结构的横条栅位于SiN保护层(10)的下部，凹槽栅电极下是HfO2介质层(8)。4.根据权利要求1所述的基于横向沟道调制的GaN基增强型场效应晶体管，其特征在于：衬底(1)的厚度为400μm～500μm；AlN成核层(2)的厚度为180nm；GaN缓冲层(3)的厚度为1.3μm～2μm，AlGaN势垒层(4)的厚度为22nm～27nm，铝组分为22％～30％；纳米线沟道(12)的宽度为50nm～120nm；沟道隔离区(13)的宽度为100nm，深度为60nm～100nm；SiN钝化层(7)的厚度为60nm；SiN保护层(10)的厚度为200nm；HfO2介质层(8)厚度为20nm，凹槽栅电极(9)的长度为0.25μm。5.根据权利要求(1)所述的基于横向沟道调制的GaN基增强型场效应晶体管，其特征在于：源电极(5)与漏电极(6)之间的间距为2μm；源电极(5)与凹槽栅电极(9)的间距为0.5μm。6.根据权利要求1所述的基于横向沟道调制的GaN基增强型场效应晶体管，其特征在于：衬底(1)采用SiC或蓝宝石或Si。7.一种氧离子处理凹槽栅的基于横向沟道调制的GaN基增强型器件的制备方法,包括如下步骤：1)获取含有衬底、AlN成核层、GaN缓冲层和AlGaN势垒层的外延基片，并在其GaN缓冲层上制...
【专利技术属性】
技术研发人员：马晓华，张濛，王语晨，杨凌，郝跃，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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