基于叠层钝化型的高电子迁移率晶体管及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于叠层钝化型的高电子迁移率晶体管及制备方法，包括：S101、选取外延基片；所述外延基片由下往上依次包括衬底、AlN成核层、GaN缓冲层、AlN插入层、AlGaN势垒层和GaN帽层；S102、在所述外延基片上制作源电极和漏电极；S103、在所述外延基片表面上依次生长氮化硅层和富硅层形成叠层钝化结构；S104、光刻栅极槽，在所述栅极槽和所述富硅层上生长栅介质层；S105、制备栅电极和金属互联层以完成所述高电子迁移率晶体管的制备。本发明专利技术提供的基于叠层钝化型的高电子迁移率晶体管及制备方法在生长SiN层再生长一层富硅层层，可以阻止水汽和氧进入GaN高电子迁移率晶体管,提高器件在潮湿环境下输出电流。

【技术实现步骤摘要】
基于叠层钝化型的高电子迁移率晶体管及制备方法
本专利技术属于微电子
，特别涉及一种基于叠层钝化型的高电子迁移率晶体管及制备方法。
技术介绍
随着科技水平的提高，现有的第一、二代半导体材料已经无法满足更高频率、更高功率电子器件的需求，而基于氮化物半导体材料的电子器件则可满足这一要求，大大提高了器件性能。由于AlGaN/GaN异质结构中有高的二维电子气密度和高的电子迁移率，使其在大功率微波器件方面有非常好的应用前景。由于AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管表面有与氧结合的Al、Ga原子，导致减小极化产生的二维电子气浓度，所以AlGaN/GaN的钝化尤为重要。而从简化电路设计以及安全的角度考虑，具有较优钝化层的器件有更好的发展潜力。作为功率开关的应用，防水汽和氧化的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管器件也备受关注。研究表明，GaN基高电子迁移率晶体管电流崩塌程度受空气湿度的影响，后来FengGao等人利用空气离化模型在此基础上进行深入分析，认为器件表面离子化的水分子对表面进行充电形成虚栅，对沟道二维电子气产生耗尽，从而造成电流崩塌。因而防水汽和防氧化的AlGaN/GaNHEMT研制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于叠层钝化型的高电子迁移率晶体管的制备方法，其特征在于，包括：S101、选取外延基片，其中，所述外延基片由下往上依次包括衬底、AlN成核层、GaN缓冲层、AlN插入层、AlGaN势垒层和GaN帽层；S102、在所述外延基片上制作源电极和漏电极；S103、在所述外延基片表面上依次生长氮化硅层和富硅层形成叠层钝化结构；S104、光刻栅极槽，在所述栅极槽和所述富硅层上生长栅介质层；S105、制备栅电极和金属互联层。

【技术特征摘要】
1.一种基于叠层钝化型的高电子迁移率晶体管的制备方法，其特征在于，包括：S101、选取外延基片，其中，所述外延基片由下往上依次包括衬底、AlN成核层、GaN缓冲层、AlN插入层、AlGaN势垒层和GaN帽层；S102、在所述外延基片上制作源电极和漏电极；S103、在所述外延基片表面上依次生长氮化硅层和富硅层形成叠层钝化结构；S104、光刻栅极槽，在所述栅极槽和所述富硅层上生长栅介质层；S105、制备栅电极和金属互联层。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S102包括：S1021、在所述GaN帽层上光刻源电极区域和漏电极区域；S1022、在所述源电极区域和所述漏电极区域上蒸发欧姆金属材料；S1023、快速热退火使所述欧姆金属材料下沉至所述GaN缓冲层形成欧姆接触；其中，退火气氛为N2，退火温度为830℃，退火时间为30s；S1024、在所述GaN帽层上光刻电隔离区域，利用ICP工艺依次刻蚀所述电隔离区域的所述GaN帽层、所述AlGaN势垒层、所述AlN插入层和所述GaN缓冲层，以形成台面隔离；其中，刻蚀深度为100nm。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S103包括：S1031、清洗所述外延基片；S1032、利用PECVD设备，在所述源电极、所述漏电极以及所述GaN帽层上生长所述氮化硅层；生长的工艺条件为：采用NH3和SiH4作为反应气体，衬底温度为250℃，反应腔室压力为600mTorr，RF功率为22W；S1033、利用所述PECVD设备，在所述氮化硅层生长所述富硅层；生长的工艺条件为：采用NH3和SiH4作为反应气体，衬底温度为250℃，反应腔室压力为600mTorr，RF功率为22W；S1034、利用快速热退火工艺进行退火处理；退火的工艺条件为：退火气氛为N2，退火温度为560℃，退火时间为5min。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S104包括：S1041、在所述富硅层上光刻栅槽区域，刻蚀所述栅槽区域内的所述氮化硅层和所述富硅层直到露出所述G...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝杰杰，马晓华，刘捷龙，陈丽香，
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