耗尽型绝缘栅AlGaN/GaN器件结构及其制作方法与流程

技术特征：
1.一种耗尽型绝缘栅AlGaN/GaN器件结构，其特征在于：所述结构包括衬底、本征GaN层、AlN隔离层、本征AlGaN层、AlGaN掺杂层、栅电极、源电极、漏电极、绝缘层、钝化层以及用于调节二维电子气浓度的硅化物；所述AlGaN掺杂层位于本征AlGaN层之上，所述的源漏电极以及绝缘层位于AlGaN掺杂层之上，栅电极和硅化物位于绝缘层之上；在衬底上外延生长有耗尽型AlGaN/GaN异质结材料，并在该异质结材料上形成有源电极和漏电极，然后淀积一层绝缘层，所述的栅电极位于绝缘层上，在栅源电极和栅漏电极之间的绝缘层上，形成有硅化物，所述的硅化物为块状，对绝缘层和AlGaN层引入压应力，硅化物之间的AlGaN层会受到张应力，通过使块间距小于块宽度，使得AlGaN层总体获得张应力，从而使沟道中2DEG得到增强，所述的硅化物包括NiSi，TiSi2或Co2Si。2.根据权利要求1所述的一种耗尽型绝缘栅AlGaN/GaN器件结构，其特征在于：其中的衬底的材料是蓝宝石、碳化硅、GaN或MgO。3.根据权利要求1所述的一种耗尽型绝缘栅AlGaN/GaN器件结构，其特征在于：其中本征AlGaN层和AlGaN掺杂层中的Al与Ga的组份能够调节，AlxGa1-xN中x=0~1。4.根据权利要求1所述的一种耗尽型绝缘栅AlGaN/GaN器件结构，其特征在于：绝缘层的厚度为5~10nm。5.根据权利要求1所述的一种耗尽型绝缘栅AlGaN/GaN器件结构，其特征在于：其本征GaN层替换为AlGaN层，而该AlGaN中Al的组份小于本征AlGaN层和AlGaN掺杂层中的Al组份。6.根据权利要求1所述的一种耗尽型绝缘栅AlGaN/GaN器件结构，其特征在于：栅电极采用绝缘栅结构，减小栅电极漏电流。7.基于一种耗尽型绝缘栅AlGaN/GaN器件结构的制作方法，包括如下步骤：（1）对外延生长的AlGaN/GaN材料进行有机清洗，用流动的去离子水清洗并放入HCl:H2O=1:1体积比的溶液中进行腐蚀30-60s，最后用流动的去离子水清洗并用高纯氮气吹干；（2）对清洗干净的AlGaN/GaN材料进行光刻和干法刻蚀，形成有源区台面；（3）对制备好台面的AlGaN/GaN材料进行光刻，形成源漏区，放入电子束蒸发台中淀积欧姆接触金属Ti/Al/Ni/Au=20/120/45/50nm并进行剥离,最后在氮气环境中进行850℃、35s的快速热退火，形成欧姆接触；(4)将器件放入原子层淀积设备中，工艺条件为：生长温度为300℃,压力为2000Pa,H2O和TMAl的流量均为150sccm,淀积5-10nm厚的Al2O3介质；(5)然后将器件放入磁控溅射的反应室中同时溅射Ni和Si,工艺条件为：Ni靶的直流偏置电压为100V，Si靶的射频偏置电压为450V，载气Ar的流量为30sccm,共淀积100nm~150nm厚的混合金属薄膜；(6)将淀积好薄膜的器件进行光刻，形成混合薄膜的刻蚀窗口区,并放入ICP干法刻蚀反应室中，工艺条件为：上电极功率为200W，下电极功率为20W，反应室压力为1.5Pa，CF4的流量为20sccm,Ar气的流量为10sccm，刻蚀时间为5min，经过干法刻蚀后在器件上留下来的混合薄膜在后续形成硅化物时为块状，并使得后续形成硅化物块之间的间距小于硅化物块宽度；(7)将器件放入快速退火炉中，在氮气环境下进行450℃，30s的快速热退火，形成NiSi合金，硅化物会对绝缘层和AlGaN层引入压应力，硅化物之间的AlGaN层会受到张应力，通过使块间距小于块宽度，使得AlGaN层总体获得张应力，从而使沟道中2DEG得到增强；(8)对完成合金的器件进行光刻，形成栅电极金属区域，然后放入电子束蒸发台中淀积Ni/Au=20/200nm并进行剥离，完成栅电极金属的制备；(9)将完成栅电极制备的器件放入PECVD反应室淀积SiN钝化膜，具体工艺条件为：SiH4的流量为40sccm，NH3的流量为10sccm，反应室压力为1~2Pa,射频功率为40W，淀积200nm~300nm厚的SiN钝化膜；(10)将器件再次进行清洗、光刻显影，形成SiN薄膜的刻蚀区，并放入ICP干法刻蚀反应室中，工艺条件为：上电极功率为200W，下电极功率为20W，反应室压力为1.5Pa，CF4的流量为20sccm,Ar气的流量为10sccm，刻蚀时间为10min，将源电极、漏电极以及栅电极上面覆盖的SiN和Al2O3薄膜刻蚀掉；(11)将器件进行清洗、光刻显影，并放入电子束蒸发台中淀积Ti/Au=20/200nm的加厚电极，完成整体器件的制备。