GaN基HEMT器件及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种GaN基HEMT器件及其制备方法，在衬底上先形成外延结构及SiN钝化保护层，而后形成源极区及漏极区，及对应的源电极及漏电极，之后去除SiN钝化保护层，并进行表面清洗后，再采用原子层沉积及等离子退火工艺形成单晶AlN势垒层，以调制GaN沟道内二维电子气，同时在AlGaN势垒层内形成区域性薄层附属沟道，以提高器件整体线性度，且在同一沉积腔内采用原子层沉积在单晶AlN势垒层上形成非晶AlN钝化保护层，由于采用连续原位原子层沉积单晶和非晶AlN层，可以提高晶体/非晶AlN的界面质量，以优化器件Pulse

【技术实现步骤摘要】
GaN基HEMT器件及其制备方法


[0001]本专利技术属于半导体
，涉及一种GaN基HEMT器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]氮化镓（Gallium Nitride，GaN）作为第三代半导体材料，由于其禁带宽度大（3.4eV）、击穿场强高、导热性优良、电子饱和速度大等特点，已成为被广泛深入研究和应用的半导体材料。基于AlGaN/GaN异质结的高电子迁移率晶体管（High Electron Mobility Transistor，HEMT）由于具有自发极化和压电极化效应，无需掺杂即可产生高密度的二维电子气，且电子受到的散射小，迁移率高，可应用于性能优异的高频、大功率的电子器件。
[0003]GaN基HEMT器件普遍存在电流崩塌效应，会降低器件的工作性能，通常器件的电流崩塌效应可通过表面钝化处理的方式能够得到一定改善，其中，钝化处理包括采用原位沉积或者异位沉积形成SiN介质或者SiO2介质，或者采用ALD沉积Al2O3介质等，通过改变界面缺陷来缓和电流崩塌。虽说传统钝化技术可以在一定程度上改善表面缺陷，但仍需更有效的方式以改本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供衬底；于所述衬底上形成外延结构，所述外延结构包括自下而上叠置的GaN层及AlGaN势垒层；于所述AlGaN势垒层上形成覆盖所述AlGaN势垒层的SiN钝化保护层；在所述外延结构中形成源极区及漏极区，所述源极区及所述漏极区贯穿所述AlGaN势垒层，且底部延伸至所述GaN层中；图形化所述SiN钝化保护层，显露所述源极区及所述漏极区；形成与所述源极区相接触的源电极及与所述漏极区相接触的漏电极；去除所述SiN钝化保护层，显露所述AlGaN势垒层，并对所述AlGaN势垒层进行表面清洗；采用原子层沉积及等离子退火工艺于显露的所述AlGaN势垒层上形成单晶AlN势垒层，且在同一沉积腔内，采用原子层沉积于所述单晶AlN势垒层上形成非晶AlN钝化保护层；图形化所述单晶AlN势垒层及所述非晶AlN钝化保护层，显露所述源电极及所述漏电极。2.根据权利要求1所述的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：形成所述单晶AlN势垒层的步骤包括：采用原子层沉积在温度为260℃
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320℃形成子AlN层；采用Ar等离子进行等离子退火，将所述子AlN层转变为子单晶AlN势垒层；循环制备所述子单晶AlN势垒层，形成由所述子单晶AlN势垒层堆叠设置的单晶AlN势垒层。3.根据权利要求2所述的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：采用Ar等离子进行等离子退火的时间包括10s
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30s，功率包括100W
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300W。4.根据权利要求1所述的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：形成的所述单晶AlN势垒层的厚度为7nm
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9nm。5.根据权利要求1所述的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于，形成所述非晶AlN钝化保护层的步骤包括：采...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文博，程永健，李家辉，邹鹏辉，李哲，
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：