【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金刚石半导体材料，尤其涉及一种金刚石氮化铝异质结场效应晶体管及其制备方法。
技术介绍
1、金刚石材料具有宽带隙、高载流子迁移率、高载流子饱和漂移速度、低介电常数、抗辐射和耐腐蚀等优势，可用于制备高频功率器件。但是，由于金刚石带隙宽，常规掺杂技术实现导电特性时，掺杂元素(b、p、s等)激活能量高，掺杂元素激活率低，造成金刚石半导体材料载流子浓度低、迁移率低、方阻高等问题。金刚石上生长氮化铝构成异质结，可在金刚石内获得高性能二维载流子导电沟道，得到高导电特性的金刚石材料。
2、现有金刚石氮化铝异质结场效应晶体管器件制备方法刻蚀氮化铝层至异质结，即金刚石与氮化铝的结合界面，进而在作为导电沟道的异质结上制备源漏电极、形成欧姆接触。金刚石氮化铝异质结的厚度通常较薄，例如10nm左右。现有刻蚀方式很难精确控制刻蚀深度刚刚好在金刚石氮化铝异质结上。当刻蚀深度过浅时，只刻蚀到氮化铝层，源漏电极在氮化铝层上较难形成欧姆接触；当刻蚀深度过深时、刻蚀到金刚石层，作为导电沟道的金刚石氮化铝异质结被去除，源漏电极下方无导电沟道，无法实现器件功能。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种金刚石氮化铝异质结场效应晶体管及其制备方法，以解决现有刻蚀方式刻蚀深度难以控制，金刚石氮化铝异质结场效应晶体管器件制备难度大的问题。
2、第一方面，本专利技术提供了一种金刚石氮化铝异质结场效应晶体管的制备方法，包括：在金刚石衬底上表面的目标区域制备保护层，其中，所述目标区域对应所述场效应晶
3、在一种可能的实现方式中，所述在金刚石衬底上表面的目标区域制备保护层包括：在所述金刚石衬底的上表面生长保护层。在所述保护层上进行光刻，制备得到覆盖目标区域的光刻掩膜。在所述光刻掩膜的遮蔽下进行刻蚀、去除所述目标区域之外的保护层，制备得到覆盖目标区域的保护层，以暴露所述目标区域之外的金刚石衬底表面。
4、在一种可能的实现方式中，在金刚石衬底上表面的目标区域制备保护层之前，还包括：在所述金刚石衬底上表面进行氢等离子体处理。相应的，对所述目标区域之外的金刚石衬底表面进行氧等离子体处理包括：对所述目标区域之外的金刚石衬底表面进行氧等离子体处理，将目标区域之外的氢终端替换为氧终端。相应的，在去除所述目标区域的保护层之后，所述目标区域的金刚石衬底表面为氢终端。
5、在一种可能的实现方式中，所述金刚石衬底为001晶向、立方结构。相应的，在所述目标区域外延生长氮化铝，制备得到金刚石氮化铝异质结的导电沟道包括：在所述目标区域金刚石衬底表面的氢终端上生长立方结构的氮化铝，制备得到立方结构金刚石氮化铝异质结的导电沟道。
6、在一种可能的实现方式中，在所述目标区域外延生长氮化铝包括：将去除所述保护层后的金刚石衬底置于金属有机化合物化学气相沉淀设备内，升温至预设外延温度。在预设外延温度下通入氢气、三甲基铝与氨气，外延生长氮化铝。
7、在一种可能的实现方式中，所述保护层为介质保护层或金属保护层。
8、在一种可能的实现方式中，所述介质保护层的材料包括氧化铝、氧化铪、氧化锆或氧化硅。
9、在一种可能的实现方式中，所述金属保护层的材料包括金或铝。
10、在一种可能的实现方式中，所述氮化铝的厚度范围为1nm至500nm。
11、第二方面，本专利技术提供了一种金刚石氮化铝异质结场效应晶体管，基于如上述任一种可能的实现方式中提供的金刚石氮化铝异质结场效应晶体管的制备方法制备得到。
12、本专利技术提供一种金刚石氮化铝异质结场效应晶体管及其制备方法，该方法包括：在金刚石衬底上表面的目标区域制备保护层，其中，目标区域对应场效应晶体管的源电极与漏电极之间的区域。对目标区域之外的金刚石衬底表面进行氧等离子体处理，得到氧终端。去除目标区域的保护层，并在氧终端的遮蔽下，在目标区域外延生长氮化铝，制备得到金刚石氮化铝异质结的导电沟道。在目标区域的氮化铝遮蔽下，对目标区域之外的氧终端进行氢等离子体处理，得到氢终端的导电沟道。在氢终端的导电沟道上制备源电极、漏电极，在氮化铝上制备栅电极，得到场效应晶体管。本专利技术通过先在金刚石上选区外延生长氮化铝，在目标区域内制备得到金刚石氮化铝异质结的导电沟道。再在目标区域之外制备氢终端的导电沟道。制备得到的目标区域内外的导电沟道位于同一水平面上、相互连通，构成一个整体的导电沟道，进而以此为基础制备源漏栅得到场效应晶体管。本专利技术避免了现有方式刻蚀深度难以控制、难以刚好刻蚀至异质结导电沟道上的问题，降低了器件制备难度。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种金刚石氮化铝异质结场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的金刚石氮化铝异质结场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述在金刚石衬底上表面的目标区域制备保护层包括：
3.如权利要求1所述的金刚石氮化铝异质结场效应晶体管的制备方法，其特征在于，在金刚石衬底上表面的目标区域制备保护层之前，还包括：
4.如权利要求3所述的金刚石氮化铝异质结场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述金刚石衬底为001晶向、立方结构；
5.如权利要求1所述的金刚石氮化铝异质结场效应晶体管的制备方法，其特征在于，在所述目标区域外延生长氮化铝包括：
6.如权利要求1所述的金刚石氮化铝异质结场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述保护层为介质保护层或金属保护层。
7.如权利要求6所述的金刚石氮化铝异质结场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述介质保护层的材料包括氧化铝、氧化铪、氧化锆或氧化硅。
8.如权利要求6所述的金刚石氮化铝异质结场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述金属保护层的材料包括金或铝。
9.如权利要求1所述的金刚石氮化铝异质结场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述氮化铝的厚度范围为1nm至500nm。
10.一种金刚石氮化铝异质结场效应晶体管，其特征在于，基于如权利要求1至9中任一种金刚石氮化铝异质结场效应晶体管的制备方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种金刚石氮化铝异质结场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的金刚石氮化铝异质结场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述在金刚石衬底上表面的目标区域制备保护层包括：
3.如权利要求1所述的金刚石氮化铝异质结场效应晶体管的制备方法，其特征在于，在金刚石衬底上表面的目标区域制备保护层之前，还包括：
4.如权利要求3所述的金刚石氮化铝异质结场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述金刚石衬底为001晶向、立方结构；
5.如权利要求1所述的金刚石氮化铝异质结场效应晶体管的制备方法，其特征在于，在所述目标区域外延生长氮化铝包括：
6.如权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔚翠，冯志红，刘庆彬，何泽召，周闯杰，郭建超，马孟宇，余浩，李鹏雨，张栋曜，杨玉章，王维，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十三研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。