一种低接触电阻型GaN基器件及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种低接触电阻型GaN基器件及其制作方法。所述方法包括在包括衬底层、成核层、缓冲层、沟道区、插入层、势垒层和GaN帽层的外延基片上沉积氧化硅掩膜；在氧化硅掩膜上刻蚀向下延伸至沟道区的凹槽；利用湿法工艺在氧化硅掩膜边缘制作出顶切结构；在凹槽中生长重掺杂的n

【技术实现步骤摘要】
一种低接触电阻型GaN基器件及其制作方法


[0001]本专利技术属于微电子
，涉及一种低接触电阻型GaN基器件及其制作方法。

技术介绍

[0002]GaN由于其优异的材料特性，如高迁移率，高击穿电场，高电子饱和速率等，在毫米波以及太赫兹放大器领域显示出极大的应用潜能。氮化镓HEMTs器件相比砷化镓器件拥有更高的击穿电压，能够提供更高的输出阻抗和更高的功率密度，在5G时代以及即将到来的6G通信时代具有广泛的发展前景。自从氮化镓基HEMTs器件第一次被报道至今，材料和器件工艺不断成熟，GaN基微波功率器件的频率、效率等指标不断刷新，目前的GaN基毫米波器件已经向E波段、W波段甚至更高频段发展。在更高的频段有更丰富的频谱资源，可以实现更高的频谱效率、更高的数据传输速率和更高的能量效率。在卫星通讯、无人机、汽车雷达、超高铁等高移动性场景，可以降低时延，实现更快的数据传输速度。但是随着波长的不断减小，信号传输过程的衰减愈发显著，对器件的工作效率也提出了更高的要求。
[0003]提高器件频率特性和工作效率主要途径包括减小寄生电阻、减小寄生电容本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低接触电阻型GaN基器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：选取衬底层(1)；在衬底层(1)上从下至上依次生长成核层(2)、缓冲层(3)、GaN沟道层(4)、AlN插入层(5)、势垒层(7)和GaN帽层(8)；在所述GaN帽层(8)上生长SiO2掩膜层；在所述SiO2掩膜层上光刻出源电极图形区域和漏电极图形区域；利用干法刻蚀方法去除源电极图形区域和漏电极图形区域内的部分所述GaN沟道层(4)、所述AlN插入层(5)、所述势垒层(7)、所述GaN帽层(8)和所述SiO2掩膜层，以形成源电极区域和漏电极区域，其中，所述GaN沟道层(4)的第二表面(42)至所述GaN沟道层(4)底面的厚度小于所述GaN沟道层(4)的第一表面(41)至所述GaN沟道层(4)底面的厚度；利用HF溶液对所述SiO2掩膜层进行横向湿法腐蚀，去除源电极区域和漏电极区域边缘的SiO2掩膜层，暴露处于端部的GaN帽层(8)，以在SiO2掩膜层边缘处形成顶切结构；在所述源电极区域和所述漏电极区域的所述GaN沟道层(4)的第二表面(42)和暴露的所述GaN帽层(8)上外延n
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GaN层(6)；去除剩余的所述SiO2掩膜层和所述SiO2掩膜层上的所述n
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GaN层(6)；在所述n
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GaN层(6)上制备源电极(9)和漏电极(10)；去除无源区的部分所述GaN沟道层(4)、所述AlN插入层(5)、所述势垒层(7)和所述GaN帽层(8)，以暴露所述GaN沟道层(4)的所述第三表面(43)，所述GaN沟道层(4)的第三表面(43)至所述GaN沟道层(4)底面的厚度小于所述GaN沟道层(4)的第二表面(42)至所述GaN沟道层(4)底面的厚度，其中，所述第一表面(41)位于所述第二表面(42)之间，所述第二表面(42)位于所述第三表面(43)之间，所述第三表面(43)位于所述GaN沟道层(4)的两端；在所述GaN帽层(8)和部分所述n
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GaN层(6)上制备钝化层(11)；在贯通所述钝化层(11)至所述GaN帽层(8)表面的凹槽区域中制备栅电极(12)，所述栅电极(12)位于所述源电极(9)和所述漏电极(10)之间。2.根据权利要求1所述的低接触电阻型GaN基器件的制备方法，其特征在于，在衬底层(1)上从下至上依次生长成核层(2)、缓冲层(3)、GaN沟道层(4)、AlN插入层(5)、势垒层(7)和GaN帽层(8)，包括：利用MOCVD工艺在衬底层(1)上从下至上依次生长成核层(2)、缓冲层(3)、GaN沟道层(4)、AlN插入层(5)、势垒层(7)和GaN帽层(8)。3.根据权利要求1所述的低接触电阻型GaN基器件的制备方法，其特征在于，利用干法刻蚀方法去除源电极图形区域和漏电极图形区域内的部分所述GaN沟道层(4)、所述AlN插入层(5)、所述势垒层(7)、所述GaN帽层(8)和所述SiO2掩膜层，以形成源电极区域和漏电极区域，包括：利用F基干法刻蚀去除光刻后暴露出来的SiO2掩膜层；利用Cl基刻蚀去除所述源电极图形区域和所述漏电极图形区域对应的部分所述GaN沟道层(4)、所述AlN插入层(5)、所述势垒层(7)和所述GaN帽层(8)，以形成所述源电极区域和所述漏电极区域。4.根据权利要求1所述的低接触电阻型GaN基器件的制备方法，其特征在于，在所述源电极区域和所述漏电极区域的所述GaN沟道层(4)的第二表面(42)和暴露的所述GaN帽层
(8)上外延n
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GaN层(6)之前，还包括：对已经制备的衬底层(1)、成核层(2)、缓冲层(3)、GaN沟道层(4)、AlN插入层(5)、势垒层(7)和GaN帽层(8)进行湿法处理。5.根据权利要求1所述的低接触电阻型GaN基器件的制备方法，其特征在于，在所述源电极区域和所述漏电极区域的所述GaN沟道层(4)的第二表面(42)和暴露的所述GaN帽层(8)上外延n
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Ga...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝杰杰，马晓华，郭静姝，徐佳豪，刘思雨，宓珉瀚，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：