多栅结构的GaN基HEMT器件及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种多栅结构的GaN基HEMT器件及制备方法，通过形成多个虚设栅极定义出相应的栅极图案，去除虚设栅极之后于栅槽中形成栅极，即得到多个栅极下设置有不同厚度的AlGaN势垒层，而无需通过刻蚀工艺使势垒层减薄，因此不存在刻蚀带来的损伤；本发明专利技术提供的GaN基HEMT器件包括：多个AlGaN势垒层、间隔排布的多个栅槽以及设置于多个栅槽中的栅极，AlGaN势垒层与位于其上的栅极成对设置，通过多个栅极下设置有不同厚度的势垒层，可以在同一器件内形成有不同阈值电压的多个栅极，从而实现阈值电压的调制。电压的调制。电压的调制。

【技术实现步骤摘要】
多栅结构的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基高电子迁移率晶体管器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]作为第三代半导体材料的代表，氮化镓(GaN)具有如高临界击穿电场、高电子迁移率、高二维电子气浓度和良好的高温工作能力等许多优良的特性。因此，基于GaN的第三代半导体器件，由于其高耐压、大功率的特性，现广泛应用于如基站、通讯、雷达、卫星、导航系统等中。
[0003]传统的AlGaN/GaN异质结的GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)中，由于AlGaN/GaN异质结在未故意掺杂时能够产生高浓度的二维电子气(2DEG)，利用栅极电压Vg施加的耗尽作用控制栅极下2DEG的开启和关闭，实现器件的开启和关断，因此基于该异质结的GaN基功率器件为耗尽型器件，即阈值电压为负。在应用时，需要设计负极性驱动以实现对器件的开关控制,这样不仅会复杂化栅极驱动电路，还会增加了器件的应用成本。目前，常采用的手段之一是对势垒层、例如AlGaN进行刻蚀，通过减薄势垒层的方式使GaN器件的阈值越往正向漂移，直本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多栅结构的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供GaN沟道层；于所述GaN沟道层上形成外延叠层，包括于所述GaN沟道层上间歇生长多个AlGaN势垒层，间歇生长所述多个AlGaN势垒层包括以下步骤：于所述GaN沟道层上形成AlGaN势垒层；于所述AlGaN势垒层上形成虚设栅极以定义出对应的栅极图案；重复形成AlGaN势垒层和形成虚设栅极的步骤直到定义出预定数量的栅极图案；于次顶层的AlGaN势垒层上形成虚设栅极之后，于所述次顶层的AlGaN势垒层上形成顶层的AlGaN势垒层；于所述外延叠层上形成金属源极及金属漏极，所述金属源极及金属漏极位于多个虚设栅极的两端；去除多个虚设栅极以形成多个栅槽，于每个栅槽中形成金属栅极，每个金属栅极与对应的AlGaN势垒层形成肖特基接触。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：所述多个AlGaN势垒层具有由顶层的AlGaN势垒层向下逐层递减的Al组分，第n层AlGaN势垒层具有表达式Al
xn
Ga1‑
xn
N，其中x
n
表示所述第n层势垒层中Al组分的含量，且x
n
的范围满足：(n
‑
1)
×
0.2<x
n
<n
×
0.2。3.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，任一次形成虚设栅极包括以下步骤：于AlGaN势垒层上旋涂氢倍半硅氧烷；对氢倍半硅氧烷进行曝光以定义出栅极图案；采用TMAH溶液对曝光后的氢倍半硅氧烷进行显影以形成所述虚设栅极。4.根据权利要求3所述的GaN基HEMT器件的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑礼锭，余阳，李仁杰，王东歌，高枫，
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：