具有不对称栅介质层的增强型GaN基MIS-HEMT及其制备方法技术

本发明专利技术涉及具有不对称栅介质层的增强型GaN基MIS‑HEMT及其制备方法，包括生长有GaN沟道层的衬底，依次层叠于沟道层上的第一AlGaN势垒层、第二AlGaN势垒层、第三AlGaN势垒层及钝化层；一栅极沟槽自钝化层的上表面延伸至第二势垒层内，包括栅介质层和栅极金属的栅极结构，其中栅极介质层覆盖栅极沟槽的底部和侧壁，与第三势垒层的上表面平齐，栅极金属填充栅极沟槽；其中覆盖于两个侧壁的栅介质层厚度不相同，沟槽底部的栅介质层厚度小于侧壁的栅介质层厚度。其改善沟道迁移率，降低导通电阻，具有较高的阈值电压和较高漏极饱和电流，提升了MIS‑HEMT的性能。

【技术实现步骤摘要】
具有不对称栅介质层的增强型GaN基MIS-HEMT及其制备方法
本专利技术涉及微电子工艺
，具体涉及具有不对称栅介质层的增强型GaN基MIS-HEMT及其制备方法。
技术介绍
GaN属于宽禁带半导体材料，由于其饱和电子漂移速度大、击穿电场强度、热导率高，还可与AlGaN形成异质结，并在该结构界面处形成高浓度、高迁移率的二维电子气。因此，利用GaN作为大功率、高频器件，可使得器件导通电阻小、开关速度快，在无线通信、雷达和航天等领域中得到了广泛的应用。在大功率晶体管的应用领域中，由于AlGaN/GaN异质结中较强极化电荷的存在，增强型器件的制作难度较大。采用凹槽栅法制作增强型HEMT器件通常很难保障增大器件阈值电压的同时提高电子迁移率、减小导通电阻和接入区的二维电子气浓度。同时，引入栅介质后，器件的栅电容变小，会导致栅控能力减弱，跨导降低。因此需要选择介电常数更大，介质厚度更小的材料作为栅介质，然而这样会导致器件阈值电压的降低，阈值电压会随着栅介质厚度的增大有所增大。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.具有不对称栅介质层的增强型GaN基MIS-HEMT，包括生长有GaN沟道层的衬底，其特征在于，还包括：依次层叠于所述GaN沟道层上的第一AlGaN势垒层、第二AlGaN势垒层、第三AlGaN势垒层及钝化层，相邻所述AlGaN势垒层的Al组分不同；/n一栅极沟槽自所述钝化层的上表面延伸至所述第二AlGaN势垒层内，所述栅极沟槽具有一个底部和两个相对设置的侧壁；/n栅极结构，包括栅介质层和栅极金属，其中所述栅极介质层覆盖所述栅极沟槽的底部和侧壁，与所述第三AlGaN势垒层的上表面平齐，栅极金属填充所述栅极沟槽；/n其中，覆盖于所述两个侧壁的栅介质层厚度不相同，且所述底部的栅介质层厚度小于所述侧...

【技术特征摘要】
1.具有不对称栅介质层的增强型GaN基MIS-HEMT，包括生长有GaN沟道层的衬底，其特征在于，还包括：依次层叠于所述GaN沟道层上的第一AlGaN势垒层、第二AlGaN势垒层、第三AlGaN势垒层及钝化层，相邻所述AlGaN势垒层的Al组分不同；
一栅极沟槽自所述钝化层的上表面延伸至所述第二AlGaN势垒层内，所述栅极沟槽具有一个底部和两个相对设置的侧壁；
栅极结构，包括栅介质层和栅极金属，其中所述栅极介质层覆盖所述栅极沟槽的底部和侧壁，与所述第三AlGaN势垒层的上表面平齐，栅极金属填充所述栅极沟槽；
其中，覆盖于所述两个侧壁的栅介质层厚度不相同，且所述底部的栅介质层厚度小于所述侧壁的栅介质层厚度。


2.根据权利要求1的所述MIS-HEMT，其特征在于，还包括：
源/漏极，形成于所述钝化层中，位于所述栅极结构的两侧。


3.根据权利要求2的所述MIS-HEMT，其特征在于，所述栅极沟槽靠近所述源极。


4.根据权利要求3的所述MIS-HEMT，其特征在于，所述两个相对设置的侧壁中，靠近所述源极的侧壁上的栅极介质层厚度大于另一个侧壁上的栅极介质层厚度。


5.根据权利要求1的所述MIS-HEMT，其特征在于，所述第三AlGaN势垒层中的Al组分高于所述第一AlGaN势垒层中的Al组分，所述第一AlGaN势垒层中的Al组分高于所述第二AlGaN势垒层中的Al组分。


6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙慧卿，夏凡，李渊，谭秀洋，张淼，夏晓宇，马建铖，郭志友，王鹏霖，黄志辉，丁霄，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：广东;44