GaN基HEMT器件及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种GaN基HEMT器件及其制作方法。所述制作方法包括制作形成异质结的步骤以及制作与异质结配合的源极、漏极的步骤，异质结中形成有二维电子气，源极与漏极能够通过二维电子气电连接；以及还包括直接在异质结上低温原位生长绝缘层的步骤以及直接在绝缘层上原位生长第三半导体的步骤，第三半导体能够将位于其下方的二维电子气耗尽；以及，制作与第三半导体配合的栅极。本发明专利技术提供的制作方法在生长形成异质结后，降低温度，直接在异质结上低温原位生长绝缘层，可避免材料的二次污染、减小界面态密度，且能够形成无定形结构的绝缘层、消除绝缘层材料的自发极化和压电极化，对器件其它结构的生长不会造成污染。

GaN based HEMT device and its fabrication

【技术实现步骤摘要】
GaN基HEMT器件及其制作方法
本专利技术涉及一种HEMT器件的制作方法，特别涉及一种GaN基HEMT器件及其制作方法，属于半导体

技术介绍
GaN基HEMT器件是一类新型的HEMT器件，其工作原理主要是由于三族氮化物材料的自发极化和压电极化，导致在异质结构界面上形成二维电子气，具有极高的电子浓度(可达1013/cm2)，可通过栅极电压控制电子浓度，从而实现对电流的控制，形成场效应晶体管。但肖特基结构的HEMT栅漏电大，栅压摆幅小(最大栅压1V～2V)。因此需要制备金属-绝缘层-半导体(MIS)结构的HEMT器件，绝缘层的引入可以降低栅漏电，增大摆幅，并且在刻蚀工艺中可以起到保护势垒层的作用。但是一方面，由于GaN材料体系不像Si体系那样，可以通过热氧化获得界面良好、质量优异的天然栅氧化层，只能通过多种薄膜沉积手段获得栅介质层和钝化层。另一方面GaN基HEMT器件由于在势垒层表面存在大量的表面态，所以当器件工作时，这些表面态会俘获大量电子而带负电，从而使得沟道电子浓度降低，导致器件的输出电流大幅度减小，即所谓的电流崩塌现象。表面态是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种GaN基HEMT器件的制作方法，包括：/n制作形成异质结的步骤，所述异质结包括第一半导体和第二半导体，所述第二半导体形成在第一半导体上，且具有宽于所述第一半导体的带隙，所述异质结中形成有二维电子气；/n以及制作与异质结配合的源极、漏极的步骤，所述源极与漏极能够通过所述二维电子气电连接；其特征在于，所述的制作方法还包括：/n直接在所述异质结上低温原位生长绝缘层的步骤；/n直接在所述绝缘层上原位生长第三半导体的步骤，所述第三半导体能够将位于其下方的二维电子气耗尽；/n以及，制作与所述第三半导体配合的栅极。/n

【技术特征摘要】
1.一种GaN基HEMT器件的制作方法，包括：
制作形成异质结的步骤，所述异质结包括第一半导体和第二半导体，所述第二半导体形成在第一半导体上，且具有宽于所述第一半导体的带隙，所述异质结中形成有二维电子气；
以及制作与异质结配合的源极、漏极的步骤，所述源极与漏极能够通过所述二维电子气电连接；其特征在于，所述的制作方法还包括：
直接在所述异质结上低温原位生长绝缘层的步骤；
直接在所述绝缘层上原位生长第三半导体的步骤，所述第三半导体能够将位于其下方的二维电子气耗尽；
以及，制作与所述第三半导体配合的栅极。


2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：所述绝缘层的生长温度低于制作形成异质结的温度。


3.根据权利要求1或2所述的制作方法，其特征在于包括：采用金属有机物化学气相外延的方式生长形成所述绝缘层，所述绝缘层的生长温度为300℃～800℃。


4.根据权利要求1或2所述的制作方法，其特征在于包括：采用分子束外延的方式生长形成所述绝缘层，所述绝缘层的生长温度为300℃～600℃。


5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于包括：采用金属有机物化学气相外延、分子束外延中的任一种方式形成所述的异质结。


6.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：所述绝缘层为无定形结构；优选的，所述绝缘层的材质选自III族氮化物；优选的，所述绝缘层的材质包括AlN、BN、BAlN、BGaN和BAlGaN中的任意一种；优选的，所述绝缘层的厚度为5～50nm；和/或，所述第三半导体选自P型半导体；优选的，所述第三半导体的材质包括P型BN；和/或，所述第一半导体的材质选自III族氮化物；优选的，所述第一半导体的材质包括GaN；和/或，所述第二半导体的材质选自III族氮化物；优选的，所述第二半导体的材质包括AlGaN、AlInN、AlInGaN、AlGaN、AlInN和AlInGaN中的任意一种。


7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭庶欣，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32