T栅N面GaN/AlGaN鳍式高电子迁移率晶体管制造技术

本发明专利技术公开了一种T栅N面GaN/AlGaN鳍式高电子迁移率晶体管。主要解决现有微波功率器件的最高振荡频率小，欧姆接触电阻大，短沟道效应严重的问题。其自下而上包括：衬底(1)、GaN缓冲层(2)、AlGaN势垒层(3)、GaN沟道层(4)、栅介质层(5)、钝化层(6)和源、漏、栅电极。其中缓冲层和沟道层采用N面GaN材料；GaN沟道层和AlGaN势垒层组成GaN/AlGaN异质结；栅电极采用T型栅，且包裹在GaN/AlGaN异质结的两侧和上方，形成三维立体栅结构。本发明专利技术器件具有栅控能力好，欧姆接触电阻小及最高振荡频率高的优点，可用作小尺寸的微波功率器件。

T-gate N-plane GaN/AlGaN fin high electron mobility transistor

The invention discloses a T-gate N-plane GaN/AlGaN fin type high electron mobility transistor. It mainly solves the problems of low maximum oscillation frequency, high ohmic contact resistance and serious short channel effect of existing microwave power devices. From bottom to top, it includes: substrate (1), GaN buffer layer (2), AlGaN barrier layer (3), GaN channel layer (4), gate dielectric layer (5), passivation layer (6) and source, drain and gate electrodes. The buffer layer and channel layer adopt N-plane GaN material; GaN channel layer and AlGaN barrier layer constitute GaN/AlGaN heterojunction; the gate electrode adopts T-type gate and is wrapped on both sides and above of GaN/AlGaN heterojunction to form three-dimensional grid structure. The device has the advantages of good gate control ability, small ohmic contact resistance and high maximum oscillation frequency, and can be used as a small size microwave power device.

【技术实现步骤摘要】
T栅N面GaN/AlGaN鳍式高电子迁移率晶体管
本专利技术属于微电子器件
，具体地说是一种T栅N面GaN/AlGaN鳍式高电子迁移率晶体管Fin-HEMT，可用于微波功率集成电路。
技术介绍
GaN材料作为第三代半导体材料，由于禁带宽度大、二维电子气2DEG浓度高和电子饱和速度高等优点，被认为是制作微波功率器件及高速器件的优良材料。特别是AlGaN/GaN异质结高电子迁移率晶体管HEMT，在微波功率电路中有广泛的应用。随着晶体管尺寸的缩小，栅长越来越短，传统高电子迁移率晶体管HEMT的短沟道效应越来越明显。普通的I型栅，其寄生电容和寄生电阻较大，影响高电子迁移率晶体管的交流小信号特性和功率特性。用鳍式场效应晶体管FinFET结构制作的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管HEMT器件，采用三维立体结构，使栅极将沟道从三个方向包裹起来，提高了栅控能力，改善了短沟道效应。2014年，南洋理工大学的S.Arulkumaran等人首次在硅衬底上制备出了InAlN/GaNFin-HEMT，这种结构有更低的漏致势垒降低，更高的开关电流比，参见In0.17Al0.83N/AlN/GaNTri本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种T栅N面GaN/AlGaN鳍式高电子迁移率晶体管，自下而上包括衬底(1)、GaN缓冲层(2)、AlGaN势垒层(3)、GaN沟道层(4)、栅介质层(5)、钝化层(6)和栅、源、漏电极，GaN沟道层和AlGaN势垒层形成GaN/AlGaN异质结，其特征在于：GaN缓冲层和沟道层均采用N面GaN；栅电极采用T型栅，且包裹在GaN/AlGaN异质结的两侧和上方，形成三维立体栅结构。

【技术特征摘要】
1.一种T栅N面GaN/AlGaN鳍式高电子迁移率晶体管，自下而上包括衬底(1)、GaN缓冲层(2)、AlGaN势垒层(3)、GaN沟道层(4)、栅介质层(5)、钝化层(6)和栅、源、漏电极，GaN沟道层和AlGaN势垒层形成GaN/AlGaN异质结，其特征在于：GaN缓冲层和沟道层均采用N面GaN；栅电极采用T型栅，且包裹在GaN/AlGaN异质结的两侧和上方，形成三维立体栅结构。2.根据权利要求1所述的T栅N面GaN/AlGaN鳍式高电子迁移率晶体管，其中衬底(1)采用蓝宝石或SiC或N面GaN。3.根据权利要求1所述的T栅N面GaN/AlGaN鳍式高电子迁移率晶体管，其中缓冲层(2)采用N面GaN，厚度为1.5～3μm。4.根据权利要求1所述的T栅N面GaN/AlGaN鳍式高电子迁移率晶体管，其中AlGaN势垒层(3)包括两层AlGaN，从下到上的第一层是厚度为20nm，Al组分从5％渐变到30％的AlGaN，第二层是厚度为5～10nm，Al组分为30％的AlGaN。5.根据权利要求1所述的T栅N面GaN/AlGaN鳍式高电子迁移率晶体管，其中沟道层(4)采用N面GaN，厚度为20～30nm。6.根据权利要求1所述的N面GaN基鳍式高电子迁移率晶体管，其中栅介质层(5)采用SiN，厚度为5～10nm。7.根据权利要求1所述的T栅N面GaN/AlGaN鳍式高电子迁移率...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴绍飞，
申请(专利权)人：吴绍飞，
类型：发明
国别省市：江苏,32