具有Г型栅的GaN基MIS-HEMT器件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有Г型栅的GaN基MIS‑HEMT器件，所述器件包括AlGaN/GaN异质结外延层等结构，所述器件还包括一Г型栅电极，所述Г型栅电极包括栅帽和栅脚，栅脚的一端和栅帽的部分下表面连接，另一端和第二开口处部分暴露的栅介质层上表面连接，栅帽的其余下表面和钝化层上表面连接。本实用新型专利技术利用G线、I线光刻包括接触式光刻和步进式光刻与金属剥离工艺或金属刻蚀工艺结合，通过在钝化层开口处通过对准的方式，使一部分的栅极金属与栅介质层接触，另一部分与钝化层接触，使栅足线宽在光刻的极限线宽下大大减小；所述Г栅结构，引入了场板，场板调制了栅靠漏侧导电沟道的电场强度分布，提高了器件的击穿电压。

【技术实现步骤摘要】
具有Г型栅的GaN基MIS-HEMT器件
本技术属于半导体
，特别涉及一种具有Г栅结构的GaN基MIS-HEMT器件。
技术介绍
以氮化镓(GaN)为代表的宽禁带III族氮化物材料其合金被称为第三代半导体材料，基于GaN的宽禁带半导体材料与器件发展的十分迅猛。GaN是III-V族直接带隙半导体，具有宽禁带、高击穿场强、高的饱和电子漂移速度和耐高温的特性，其中3.4ev的禁带宽度让GaN十分适合微波/毫米波大功率器件的应用。另外，GaN可以与AlGaN形成调制掺杂的AlGaN/GaN异质结结构，在室温下形成的二维电子气导电沟道具有高电子浓度与高电子迁移率的特性，相比于硅器件的体电子沟道而言，开关速率大大提高，并且相比于硅器件降温要求更低。因此氮化镓HEMT器件在微波功率领域具有广泛的应用前景。近年来微波放大器领域迫切需要具有高频率和高功率密度的器件。由HEMT器件的小信号特性和大信号特性可知，栅长越短器件的截止频率和最大震荡频率越高，而器件的栅压摆幅和击穿电压越高，功率密度越高。这就要求在工艺的限制下，尽可能缩小栅长，并通过在栅电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.具有Г型栅的GaN基MIS-HEMT器件，其特征在于，包括AlGaN/GaN异质结外延层，所述AlGaN/GaN异质结外延层为凸台结构，凸台上部分为有源区，有源区上表面的两端分别连接源漏电极，源漏电极上和有源区上表面连接源漏电极以外的区域从下到上依次覆盖有栅介质层和钝化层，栅介质层和钝化层在源漏电极的上表面均设有第一开口，分别暴露出源漏电极的部分上表面，钝化层在源漏电极之间的栅介质层上设有第二开口，暴露出栅介质层上表面，第二开口处还连接Г型栅电极，所述Г型栅电极包括栅帽和栅脚，Г型的竖边部分为栅脚，横边部分为栅帽，栅脚的一端和栅帽的部分下表面连接，另一端和第二开口处部分暴露的栅介质层上表面...

【技术特征摘要】
1.具有Г型栅的GaN基MIS-HEMT器件，其特征在于，包括AlGaN/GaN异质结外延层，所述AlGaN/GaN异质结外延层为凸台结构，凸台上部分为有源区，有源区上表面的两端分别连接源漏电极，源漏电极上和有源区上表面连接源漏电极以外的区域从下到上依次覆盖有栅介质层和钝化层，栅介质层和钝化层在源漏电极的上表面均设有第一开口，分别暴露出源漏电极的部分上表面，钝化层在源漏电极之间的栅介质层上设有第二开口，暴露出栅介质层上表面，第二开口处还连接Г型栅电极，所述Г型栅电极包括栅帽和栅脚，Г型的竖边部分为栅脚，横边部分为栅帽，栅脚的一端和栅帽的部分下表面连接，另一端和第二开口处部分暴露的栅介质层上表面连接，栅帽的其余下表面和钝化层上表面连接。


2.根据权利要求1所述的具有Г型栅的GaN基MIS-HEMT器件，其特征在于，栅电极的材料层为三层以上的金属层或金属氮化物层；顶层材料层为TiN、WN、Cr、TiW中的一种；中间层的材料层为Au或Al；底层材料层为TiN、WN、Cr、TiW中的一种。


3.根据权利要求1所述的具有Г型栅的GaN基MIS-HEMT器件，其特征在于，栅电极的总厚度为200-300nm；栅脚的左右宽度为0.2-0.5μm；栅帽...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪，陈竟雄，刘晓艺，
申请(专利权)人：中山市华南理工大学现代产业技术研究院，华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东;44