一种高频高线性GaNHEMT器件及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高频高线性GaN HEMT器件及制备方法，GaN HEMT器件包括：衬底层、缓冲层、势垒层、牺牲层、源电极、漏电极和栅电极，栅电极包括栅脚和栅帽，栅脚的底端部分位于势垒层上且位于牺牲层中间，底端部分靠近漏电极的侧面与势垒层的表面之间形成第一倾斜角，且栅脚底部的长度小于栅脚顶部的长度；栅帽位于栅脚的顶部表面。该高频高线性GaN HEMT器件形成倾斜栅场板结合浮空T型栅的栅电极结构，可以通过栅场板抑制栅下峰值电场，缓解饱和载流子在高场的下降速度，进而提升高频毫米波器件线性度特性，有效缓解了超高频器件随着栅长减小，器件的跨导轮廓在较高栅压下急剧下降，进而影响器件线性度的问题，满足了W波段及更高频率以上的应用需求。频率以上的应用需求。频率以上的应用需求。

【技术实现步骤摘要】
一种高频高线性GaN HEMT器件及制备方法


[0001]本专利技术属于微电子
，具体涉及一种高频高线性GaN HEMT器件及制备方法。

技术介绍

[0002]GaN HEMT作为第三代宽禁带化合物半导体器件，因具有更大禁带宽度、更高的击穿电压、更大的输出功率和电子饱和速度，使其在毫米波领域较Si和GaAs基器件拥有更显著的性能优势。尤其是在5G技术产业的驱动下，现代无线通信系统对信息传输的速率与质量提出了更高要求，因此毫米波GaN器件在大容量超高速移动通信、高分辨成像雷达、保密通信等领域具有广阔应用前景。
[0003]为了实现器件的更高应用频率，常采用等比例缩小技术减小器件寄生参数，提升本身的固有频率。但随着器件的栅长(Lg)减小至100nm以下，栅脚处非均匀分布的强电场效应急剧增加，这一方面导致器件击穿电压下降，限制工作电压范围，进而严重抑制输出功率密度；另一方面，栅脚强电场导致载流子饱和速度急剧降低，跨导在较高栅压下下降，造成毫米波功率器件增益压缩迅速，交调特性差，线性度恶化严重。在通信系统中，线性度作为重要的衡量指标，目前本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高频高线性GaN HEMT器件，其特征在于，包括：衬底层(1)、缓冲层(2)、势垒层(3)、牺牲层(4)、源电极(5)、漏电极(6)和栅电极(7)，其中，所述缓冲层(2)位于所述衬底层(1)上；所述源电极(5)位于所述缓冲层(2)的一端，所述漏电极(6)位于所述缓冲层(2)的另一端；所述势垒层(3)位于所述缓冲层(2)上且位于所述源电极(5)和所述漏电极(6)之间；所述牺牲层(4)位于所述势垒层(3)上且位于所述源电极(5)和所述漏电极(6)之间；所述栅电极(7)包括栅脚(71)和栅帽(72)，所述栅脚(71)的底端部分位于所述势垒层(3)上且位于所述牺牲层(4)中间，所述底端部分靠近所述漏电极(6)的侧面与所述势垒层(3)的表面之间形成第一倾斜角，且所述栅脚(71)底部的长度小于所述栅脚(71)顶部的长度；所述栅帽(72)位于所述栅脚(71)的顶部表面。2.根据权利要求1所述的高频高线性GaN HEMT器件，其特征在于，所述底端部分远离所述漏电极(6)的侧面与所述势垒层(3)的表面之间形成第二倾斜角。3.根据权利要求2所述的高频高线性GaN HEMT器件，其特征在于，所述第一倾斜角的范围15
°‑
75
°
，所述第二倾斜角的范围为15
°‑
75
°
。4.根据权利要求2所述的高频高线性GaN HEMT器件，其特征在于，所述第一倾斜角的角度与所述第二倾斜角的角度相等。5.根据权利要求1所述的高频高线性GaN HEMT器件，其特征在于，所述栅脚(71)底部的长度小于100nm。6.一种高频高线性GaN HEMT器件的制备方法，其特征在于，包括步骤：S1、在外延基片的缓冲层(2)一端制备源电极(5)，另一端制备漏电极(6)，其中，所述外延基片包括依次层叠的衬底层(1)、缓冲层(2)、势垒层(3)；S2、在所述源电极(5)和所述漏电极(6)之间的所述势垒层(3)上制备牺牲层(4)；S3、对所述牺牲层(4)进行刻蚀，形成具有倾斜角度的凹槽(41)，其中，所述凹槽(41)...

【专利技术属性】
技术研发人员：马晓华，王鹏飞，宓珉瀚，陈治宏，安思瑞，周雨威，龚灿，杜翔，梁宁，窦娟，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：