一种基于栅结构的增强型AlGaN/GaNHEMT器件结构及其制作方法与流程

文档序号:12014981阅读:来源:国知局
一种基于栅结构的增强型AlGaN/GaN HEMT器件结构及其制作方法与流程

技术特征:
1.一种基于栅结构的增强型AlGaN/GaNHEMT器件结构,其特征在于,从下往上依次包括衬底、GaN缓冲层、AlN隔离层、GaN沟道层、AlGaN本征层、AlGaN掺杂层,所述AlGaN掺杂层上设有源极、钝化层1、有机绝缘层PTFE、钝化层2和漏极,所述有机绝缘层PTFE上依次设有ITO栅电极1和high-k介质层,所述high-k介质上设有ITO栅电极2,所述源极与有机绝缘层PTFE之间设有钝化层1,所述漏极与有机绝缘层PTFE之间设有钝化层2。2.根据权利要求1所述的基于栅结构的增强型AlGaN/GaNHEMT器件结构,其特征在于,所述衬底材料为蓝宝石、碳化硅、GaN或MgO。3.根据权利要求1所述的基于栅结构的增强型AlGaN/GaNHEMT器件结构,其特征在于,所述AlGaN掺杂层中Al的组分含量在0~1之间,Ga的组分含量与Al的组分含量之和为1。4.根据权利要求1所述的基于栅结构的增强型AlGaN/GaNHEMT器件结构,其特征在于,所述有机绝缘层PTFE层的厚度为5~10nm。5.根据权利要求1所述的基于栅结构的增强型AlGaN/GaNHEMT器件结构,其特征在于,所述high-k介质为Al2O3和HfO2中的一种。6.根据权利要求1所述的基于栅结构的增强型AlGaN/GaNHEMT器件结构,其特征在于,所述钝化层1和2中包括Si3N4、Al2O3、HfO2和HfSiO中的一种或多种。7.一种基于栅结构的增强型AlGaN/GaNHEMT器件结构的制作方法,其特征在于,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)对完成合金的器件进行光刻,形成栅极金属区域,然后放入氧等离子处理室中对AlGaN表面进行轻度氧化处理,然后放入电子束蒸发台中:反应室真空抽至4.0×10-3帕,缓慢加电压使控制PTFE蒸发速率为0.1nm/s,淀积5~10nm厚的PTFE薄膜,然后再蒸发10nm厚的ITO层,再淀积20~30nm的Al2O3,再蒸发200nm的ITO栅电极;(5)将淀积好的器件放入丙酮溶液中浸泡30~60min,进行超声剥离,形成浮栅电极结构;(6)将完成栅极制备的器件放入PECVD反应室淀积SiN钝化膜;(7)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,将源极、漏极上面覆盖的SiN薄膜刻蚀掉;(8)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。8.根据权利要求7所述的一种基于栅结构的增强型AlGaN/GaNHEMT器件结构的制作方法,其特征在于,所述步骤(6)中的工艺条件为: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。9.根据权利要求7所述的一种基于栅结构的增强型AlGaN/GaNHEMT器件结构的制作方法,其特征在于,所述步骤(7)中的工艺条件为: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。
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