本发明专利技术属于射频功率器件技术领域，具体涉及一种源漏非对称自对准的射频功率器件及其制备方法。本发明专利技术采用先栅工艺制备射频功率器件，利用栅极侧墙来实现栅极与源极位置的自对准，同时，由于栅极被钝化层保护，可以在栅极形成之后通过离子注入工艺来形成器件的源极与漏极，工艺过程简单，减小了产品参数的漂移，增强了射频功率器件的电学性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种射频功率器件，具体涉及，属于射频功率器件领域。
技术介绍
高电子迁移率晶体管(HighElectron Mobility Transistors,HEMT)被普遍认为是最有发展前途的高速电子器件之一。由于具有超高速、低功耗、低噪声的特点(尤其在低温下)，能极大地满足超高速计算机及信号处理、卫星通信等用途上的特殊需求，故而HEMT器件受到广泛的重视。作为新一代微波及毫米波器件，HEMT器件无论是在频率、增益还是在效率方面都表现出无与伦比的优势。经过10多年的发展，HEMT器件已经具备了优异的微波、毫米波特性，已成为2 100 GHz的卫星通信、射电天文等领域中的微波毫米波低噪声放大器的主要器件。同时，HEMT器件也是用来制作微波混频器、振荡器和宽带行波放大器的核心部件。目前氮化镓基的HEMT射频功率器件大多采用后栅工艺制造，其制造的工艺流程主要包括:首先制造源、漏电极。光刻欧姆接触窗口，利用电子束蒸发形成多层电极结构，剥离工艺形成源、漏接触，使用快速热退火(RTA)设备，在9(KTC、30 Sec氩气保护条件下形成良好的源、漏欧姆接触。然后光刻出需刻蚀掉的区域，并使用反应离子束刻蚀(RIE)设备，通入氯化硼，刻蚀台阶。最后再次利用光刻、电子束蒸发和剥离工艺形成肖特基势垒栅金属。但是随着器件尺寸的缩小，这种后栅工艺的方法难以实现HEMT器件的栅极与源极、漏极位置的精确对准，造成产品参数的漂移。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出，以实现射频功率器件的栅极与源极位置的自对准，减小产品参数的漂移，增强射频功率器件的电学性能。本专利技术提出的一种源漏非对称自对准的射频功率器件，包括: 在衬底上依次形成的氮化镓铝缓冲层、氮化镓沟道层、氮化镓铝隔离层； 在所述氮化镓铝隔离层之上形成的栅介质层； 在所述栅介质层之上形成的栅极以及位于栅极之上的钝化层； 在所述栅极的两侧形成的栅极侧墙； 在所述氮化镓铝隔离层内，所述栅极的两侧形成的漏极和源极； 介于所述靠近漏极一侧的栅极侧墙与所述漏极之间形成的绝缘介质层； 覆盖所述靠近漏极一侧的栅极侧墙形成的与所述源极相连的场板，在器件的沟道长度方向上，所述场板向所述绝缘介质层以及位于栅极之上的钝化层上延伸。本专利技术还提出了上述源漏非对称自对准的射频功率器件的制备方法，具体步骤如下: 在衬底上依次淀积氮化镓铝缓冲层、氮化镓沟道层、氮化镓铝隔离层； 进行有源区光刻，用光刻胶作为刻蚀阻挡层，依次刻蚀氮化镓铝隔离层、氮化镓沟道层、氮化镓铝缓冲层以形成有源区，之后去胶； 在所形成的结构的暴露表面上依次淀积第一层绝缘薄膜、第一层导电薄膜、第二层绝缘薄膜； 进行光刻、显影定义出器件的栅极的位置； 以光刻胶作为刻蚀阻挡层，依次刻蚀掉暴露出的第二层绝缘薄膜和第一层导电薄膜，之后去胶，未被刻掉的第一层导电薄膜、第二层绝缘薄膜形成器件的栅极以及位于栅极之上的钝化层； 在所形成的结构的暴露表面上淀积第三层绝缘薄膜，并掩膜、曝光、显影定义出器件的源极和漏极的位置，然后以光刻胶为刻蚀阻挡层刻蚀掉暴露出的第三层绝缘薄膜，并继续刻蚀掉暴露出的第一层绝缘薄膜以露出所形成的氮化镓铝隔离层，之后去胶，剩余的第三层绝缘薄膜形成位于栅极两侧的栅极侧墙以及介于靠近漏极一侧的栅极侧墙与漏极之间的绝缘介质层； 向暴露出的氮化镓铝隔离层中注入硅离子，在氮化镓铝隔离层内形成器件的源极和漏极； 覆盖靠近漏极一侧的栅极侧墙形成与源极相连的场板，且在器件的沟道长度方向上，该场板向所形成的绝缘介质层以及位于栅极之上的钝化层上延伸。如上所述的源漏非对称自对准的射频功率器件的制备方法，所述的第一层绝缘薄膜为氧化硅、氮化硅、氧化铪或者为三氧化二铝，所述的第二层绝缘薄膜、第三层绝缘薄膜为氧化硅或者为氮化硅。如上所述的源漏非对称自对准的射频功率器件的制备方法，所述的第一层导电薄膜为含铬、或者含镍、或者含钨的合金。本专利技术采用先栅工艺制备源漏非对称自对准的射频功率器件，利用栅极侧墙来实现栅极与源极位置的自对准，同时，由于栅极被钝化层保护，可以在栅极形成之后通过离子注入工艺来形成器件的源极与漏极，工艺过程简单，减小了产品参数的漂移，增强了射频功率器件的电学性能。附图说明图1为本专利技术所公开的源漏非对称自对准的射频功率器件的一个实施例的剖面图。其中，图1a为该源漏非对称自对准的射频功率器件的俯视图示意图，图1b为图1a所示结构沿AA方向的剖面图。图2至图6为本专利技术所公开的源漏非对称自对准的射频功率器件的制备方法的一个实施例的工艺流程图。具体实施例方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明，在图中，为了方便说明，放大或缩小了层和区域的厚度，所示大小并不代表实际尺寸。尽管这些图并不能完全准确的反映出器件的实际尺寸，但是它们还是完整的反映了区域和组成结构之间的相互位置，特别是组成结构之间的上下和相邻关系。图1为本专利技术所提出的源漏非对称自对准的射频功率器件的一个实施例，其中，图1a为该源漏非对称自对准的射频功率器件的俯视图示意图，图1b为图1a所示结构沿AA方向的剖面图。如图1所示，衬底包括基底200和在基底200上形成的氮化镓缓冲层201，在氮化镓缓冲层201之上依次形成有氮化镓铝缓冲层202、氮化镓沟道层203和氮化镓铝隔离层204。在氮化镓铝隔离层204之上形成有栅介质层205，在栅介质层205之上形成有器件的栅极206和位于栅极206之上的钝化层207。在栅极206的两侧形成有栅极侧墙208a。在氮化镓铝隔离层204内、栅极206的两侧分别形成的源极209和漏极210。在靠近漏极210 —侧的栅极侧墙208a与漏极210之间形成的绝缘介质层208b，栅极侧墙208a和绝缘介质层208b可以由绝缘材料208同时形成，绝缘材料208可以为氧化娃或者为氮化娃。覆盖靠近漏极210 —侧的栅极侧墙208a形成有与源极209相连的场板211，且在器件的沟道长度方向上，场板211向钝化层207和绝缘介质层208b上延伸。在栅极206和漏极210之上还形成有分别用于将栅极206和漏极210与外部电极相连接的源极的接触体212和漏极的接触体213。以下所叙述的本专利技术所提出的源漏非对称自对准的射频功率器件的制备方法的一个实施例的工艺流程。首先，如图2所示，在衬底上依次淀积形成厚度约为40纳米的氮化镓铝缓冲层202、厚度约为40纳米的氮化镓沟道层203、厚度约为22纳米的氮化镓铝隔离层204，然后在氮化镓铝隔离层204之上淀积一层光刻胶并掩膜、曝光、显影定义出有源区的位置，然后以光刻胶为刻蚀阻挡层依次刻蚀掉暴露出的氮化镓铝隔离层204、氮化镓沟道层203、氮化镓铝缓冲层202以形成有源区，然后剥除光刻胶。其中，图2a为所形成结构的俯视图示意图，图2b为图2a所示结构沿AA方向的剖面图。 本实施例中所述的衬底包括基底200和在基底200上形成的氮化镓缓冲层201，基底200可以为硅、碳化硅或者为三氧化二铝。接下来，在所形成的结构的暴露表面上依次淀积形成第一层绝缘薄膜205、第一层导电薄膜和第二层绝缘薄膜，并在第二层绝缘薄膜之上淀积一层光刻胶并掩膜、曝光、显影定义出器件的栅极位置，然后以光刻胶作为刻蚀阻挡层依次刻蚀掉暴露的第本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种源漏非对称自对准的射频功率器件，包括：在衬底上依次形成的氮化镓铝缓冲层、氮化镓沟道层、氮化镓铝隔离层；在所述氮化镓铝隔离层之上形成的栅介质层；其特征在于，还包括：在所述栅介质层之上形成的栅极以及位于栅极之上的钝化层；在所述栅极的两侧形成的栅极侧墙；在所述氮化镓铝隔离层内，所述栅极的两侧形成的漏极和源极；介于所述靠近漏极一侧的栅极侧墙与所述漏极之间形成的介质层；覆盖所述靠近漏极一侧的栅极侧墙形成的与所述源极相连的场板，且在器件的沟道长度方向上，所述场板向所述绝缘介质层以及位于栅极之上的钝化层上延伸。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓勇，王鹏飞，周鹏，张卫，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：
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