集成式栅电极结构的HEMT器件及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种集成式栅电极结构的HEMT器件及其制备方法，属于微电子技术领域。该方法在栅介质层上通过设计版图结构以及电子束蒸发角度，采用单步电极制备工艺便实现了双金属栅和栅电极为一体的集成式栅电极结构，并完成HEMT器件的制备；具体包括：定义栅极及栅场板光刻窗口，利用电子束蒸发，采用向左蒸发的角度沉积第一步栅金属，利用电子束蒸发，再采用垂直蒸发的角度沉积第二步栅金属和栅场板，以形成集成式栅电极结构。本发明专利技术能进一步有效调制栅漏有源区的电场，削弱势垒层表面的电子俘获并加速了被俘获的电子的及时释放，最终提升器件的耐压和动态性能。升器件的耐压和动态性能。升器件的耐压和动态性能。

【技术实现步骤摘要】
集成式栅电极结构的HEMT器件及其制备方法


[0001]本专利技术属于微电子
，涉及一种集成式栅电极结构的HEMT(High Electron Mobility Transistor，高电子迁移率晶体管)器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]GaN材料因具有高电子迁移率、低导通电阻以及高击穿等特性，有望应用于高频功率放大器与高压功率开关等领域。目前GaN HEMT已经在消费类电子快充以及电动汽车方面有一定的布局和应用，然而当前GaN HEMT器件仍面临击穿电压和器件可靠性进一步提升的严峻挑战。栅结构工程是影响器件上述性能的关键因素之一，其中研究最广泛的是器件的栅场板和栅介质。栅场板可以有效调制栅漏之间的电场分布，因此可以提升器件的击穿电压并抑制器件的电流崩塌；栅介质可以极大地改善器件的界面态，减小栅极泄露电流，从而提升器件的动态性能。
[0003]双金属栅结构是栅结构工程中另一种有效改善器件性能的方案。前人的仿真结果已经表明了该结构可以增大器件的饱和电流、提升跨导以及减小器件的电场尖峰值(P.Singh,et al,IETE 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成式栅电极结构的HEMT器件，从下至上依次包括衬底、成核层(201)、缓冲层(202)、沟道层(203)以及势垒层(204)，其特征在于，还包括源漏欧姆电极(205)、钝化层(206)、栅介质层(207)和集成式栅电极结构；所述集成式栅电极结构包括第一步栅金属(209)、第二步栅金属(210)和栅场板(211)；所述源漏欧姆电极(205)位于势垒层(204)上方两侧；所述钝化层(206)覆盖在源漏欧姆电极(205)和势垒层(204)上方；所述栅介质层(207)覆盖在钝化层(206)上方；所述栅介质层(207)上方中间位置设置有集成式栅电极结构，其中，第一步栅金属(209)下表面、栅场板(211)下表面以及第二步栅金属(210)的右下表面均与栅介质层(207)接触；第一步栅金属(209)上表面与第二步栅金属(210)的左下表面接触；栅场板(211)左表面与第二步栅金属(210)右表面部分接触，并保持两者上表面齐平。2.根据权利要求1所述的HEMT器件，其特征在于，所述第一步栅金属(209)和第二步栅金属(210)的总厚度不小于钝化层(206)和栅介质层(207的总厚度。3.一种集成式栅电极结构的HEMT器件的制备方法，其特征在于，该制备方法具体包括以下步骤：S1：在硅衬底上生长成核层(201)、缓冲层(202)、沟道层(203)以及势垒层(204)；S2：在势垒层(204)两侧上方生长源漏欧姆电极(205)；S3：在漏源欧姆电极(205)和势垒层(204)...

【专利技术属性】
技术研发人员：高升，黄义，张红升，王书恒，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：