一种场效应晶体管多层场板器件及其制作方法技术

本发明专利技术涉及半导体材料中微波功率器件技术领域，公开了一种制作铝镓氮／氮化镓高电子迁移率场效应晶体管（ＡｌＧａＮ／ＧａＮ　　ＨＥＭＴ）多层场板器件的方法，该方法基于常规的ＡｌＧａＮ／ＧａＮ　　ＨＥＭＴ器件制作工艺，在形成栅金属接触后，先制作栅连接场板，再制作源连接场板，形成ＡｌＧａＮ／ＧａＮ　　ＨＥＭＴ多层场板器件。本发明专利技术同时公开了一种ＡｌＧａＮ／ＧａＮ　　ＨＥＭＴ多层场板器件。利用本发明专利技术，大大提高了ＡｌＧａＮ／ＧａＮ　　ＨＥＭＴ器件的击穿特性，并有效地抑制了ＡｌＧａＮ／ＧａＮ　ＨＥＭＴ器件的电流崩塌现象。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体材料中微波功率器件
，尤其涉及一种铝镓氮/氮化镓高电子迁移率场效应晶体管(AlGaN/GaN HEMT)多层场板器 件及其制作方法。
技术介绍
氮化镓(GaN)作为第三代宽禁带半导体材料，以其禁带宽度大 (3.4eV)、击穿电压高(3.3MV/cm)、 二维电子气浓度高(大于1013cm2)、 饱和电子速度大(2.8xl07cm/s)等特性在国际上受到广泛关注。目前，AlGaN/GaN HEMT器件的高频、高压、高温以及大功率特性 使之在微波功率器件方面有着巨大的前景。对于常规的AlGaN/GaN HEMT器件，通常的工艺步骤如图1所示， 图1为目前制作常规AlGaN/GaN HEMT器件的方法流程图，该方法具体包括以下步骤-步骤101:光学光刻，形成对准标记，蒸发标记金属； 步骤102:光学光刻源漏图形，并蒸发源漏金属； 步骤103:退火，使源漏金属与衬底材料形成良好的欧姆接触； 步骤104:有源区隔离；步骤105:光学光刻制作栅线条； 步骤106:蒸发栅金属； 步骤107:金属布线； 步骤108:制作空气桥； 步骤109:测试分析。但是，AlGaN/G本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝镓氮／氮化镓高电子迁移率场效应晶体管多层场板器件，其特征在于，该器件包括栅极，位于栅极两侧的源极和漏极；其中，栅极、源极和漏极位于衬底材料顶层铝镓氮ＡｌＧａＮ外延层上，源极与ＡｌＧａＮ外延层以及漏极与ＡｌＧａＮ外延层之间通过退火合金形成欧姆接触；形成了栅极、源极和漏极的器件表面淀积氮化硅ＳｉＮ介质膜，在该层介质膜上蒸发栅连接场板的图形；随后在已经形成的器件表面再次淀积ＳｉＮ介质膜，在该层介质膜上蒸发源连接场板的图形。

【技术特征摘要】
1. 一种铝镓氮/氮化镓高电子迁移率场效应晶体管多层场板器件，其特征在于，该器件包括栅极，位于栅极两侧的源极和漏极；其中，栅极、源极和漏极位于衬底材料顶层铝镓氮AlGaN外延层上，源极与AlGaN外延层以及漏极与AlGaN外延层之间通过退火合金形成欧姆接触；形成了栅极、源极和漏极的器件表面淀积氮化硅SiN介质膜，在该层介质膜上蒸发栅连接场板的图形；随后在已经形成的器件表面再次淀积SiN介质膜，在该层介质膜上蒸发源连接场板的图形。2、 根据权利要求1所述的铝镓氮/氮化镓高电子迁移率场效应晶体管 多层场板器件，其特征在于，所述衬底材料由下至上依次包括蓝宝石衬底、 氮化镓GaN和AlGaN外延层三层结构；其中，蓝宝石衬底，用于作为生长GaN外延层的衬底材料;AlGaN/GaN 外延层结构，AlGaN外延层和GaN外延层间形成异质结，产生高浓度的二维电子气，提供大的电流密度和功率输出能力。3、 一种制作AlGaN/GaNHEMT多层场板器件的方法，其特征在于， 该方法基于常规的AlGaN/GaN HEMT器件制作工艺，在形成栅金属接触 后，先制作栅连接场板，再制作源连接场板，形成AlGaN/GaN HEMT多 层场板器件。4、 根据权利要求3所述的制作AlGaN/GaN HEMT多层场板器件的方 法，其特征在于，该方法具体包括A、 在衬底材料上进行光学光刻，形成对准标记，蒸发标记金属；B、 在蒸发过标记金属后，在AlGaN外延层上光刻源漏图形，并蒸发 源漏金属，然后高温快速热退火，在源漏金属与衬底材料之间形成欧姆接 触，形成源极和漏极；C、 进行离子注入，对有源区进行隔离；D、 在衬底材料上源极和漏极之间的位置光学光刻制作栅线条，蒸发 栅...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘果果，刘新宇，郑英奎，魏珂，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]