【技术实现步骤摘要】
基于双沟道栅的GaN器件及其制备方法
本专利技术属于半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种基于双沟道栅的GaN器件及其制备方法。
技术介绍
常规晶体管的的跨导（gm）随栅电压（VGS）变化成钟形曲线，主要由以下几个物理原因造成，包括：（i）自热效应；（ii）动态源极接入电阻的增加；（iii）光学声子发射；以及（iv）接触势垒。从设计上来讲，具有垂直堆叠多量子阱沟道器件的gm非线性较低，即线性度较好，但在实际应用中并不常用。而创新材料的采用，包括氮（N）-极化表面的氮化镓（GaN）和源极二次外延生长可以促进器件的线性品质因数，输出三阶互调截点（OIP3）与直流电源（PDC）的比率OIP3/PDC，其对于线性度的改善仍有进一步提升的空间。目前，对于晶体管线性度问题及瓶颈，通常采用电路线性化技术来解决。一般通过电路设计中的补偿电路原件（GaN器件之外的元器件）来提高线性度，而不是通过GaN器件本身性能优化。例如，采用微分叠加（DS）和抵消在低频下可以扩展晶体管线性度，但在高频下难以实施，且无法处理大功率信号。因此，...
【技术保护点】
1.一种基于双沟道栅的GaN器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n提供半导体衬底；/n于所述半导体衬底上形成外延结构，所述外延结构包括GaN沟道层、位于所述GaN沟道层上的势垒层以及位于所述势垒层表面的外延帽层；/n于所述外延结构上制备源极电极及漏极电极；/n刻蚀所述源极电极及所述漏极电极之间的部分所述外延帽层及所述势垒层，以形成若干个沿垂直于所述源极电极和所述源极电极连线方向上间隔排布的凹槽结构，所述凹槽结构显露所述GaN沟道层，所述凹槽结构之间形成若干个凸出结构；/n于所述凹槽结构及所述凹槽结构周围的所述凸出结构表面形成栅介质层及栅电极层。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于双沟道栅的GaN器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供半导体衬底；
于所述半导体衬底上形成外延结构，所述外延结构包括GaN沟道层、位于所述GaN沟道层上的势垒层以及位于所述势垒层表面的外延帽层；
于所述外延结构上制备源极电极及漏极电极；
刻蚀所述源极电极及所述漏极电极之间的部分所述外延帽层及所述势垒层，以形成若干个沿垂直于所述源极电极和所述源极电极连线方向上间隔排布的凹槽结构，所述凹槽结构显露所述GaN沟道层，所述凹槽结构之间形成若干个凸出结构；
于所述凹槽结构及所述凹槽结构周围的所述凸出结构表面形成栅介质层及栅电极层。
2.根据权利要求1所述的基于双沟道栅的GaN器件的制备方法，其特征在于，所述势垒层包括AlN层，且所述源极电极及所述漏极电极均包括TixAly层。
3.根据权利要求1所述的基于双沟道栅的GaN器件的制备方法，其特征在于，形成所述源极电极及漏极电极之后且在形成所述凹槽结构之前还包括步骤：于所述外延结构中形成器件台面器件隔离结构；所述外延帽层包括GaN帽层，所述外延帽层的厚度介于1-3nm之间。
4.根据权利要求1所述的基于双沟道栅的GaN器件的制备方法，其特征在于，形成所述凹槽结构及所述凸出结构的步骤包括：
基于第一工艺去除部分所述外延帽层形成若干个初始凹槽；以及
基于第二工艺去除所述初始凹槽对应的所述势垒层，以得到所述凹槽结构并形成所述凸出结构，所述第二工艺与所述第一工艺不同。
5.根据权利要求4所述的基于双沟道栅的GaN器件的制备方法，其特征在于，所述第一工艺包括基于掩膜层先进行氧离子体氧化工艺再进行湿法去除工艺；所述第二工艺包括采用湿法化学试剂进行选择性刻蚀工艺，所述试剂包括KOH试剂及AZ400K试剂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的基于双沟道栅的GaN器件的制备方法，其特征在于，形成所述栅介质层之前还包括于所述凹槽结构的内壁及所述凸出结构的表面形成连续的自然氧化层的步骤；采用原子层沉积工艺形成所述栅介质层；形成所述栅电极层之后还包括于器件表面形成钝化层的步骤。
7.根据权利要求6所述的基于双沟道栅的GaN器件的制备方法，其特征在于，所述自然氧化层及所述栅介质层基...
【专利技术属性】
技术研发人员：马飞，邹鹏辉，郑礼锭，蔡泉福，
申请(专利权)人：浙江集迈科微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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