[发明专利]多沟道鳍式结构的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管

权利要求书

1.一种多沟道鳍式结构的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管，自下而上依次包括衬底(1)、第一层AlGaN/GaN异质结(2)、SiN钝化层(4)和源漏栅电极，源电极和漏电极分别位于SiN钝化层两侧的顶层AlGaN势垒层上，其特征在于：

第一层AlGaN/GaN异质结(2)与SiN钝化层(4)之间设有GaN层和AlGaN势垒层，形成第二层AlGaN/GaN异质结(3)；

栅电极覆盖在第二层异质结(3)的顶部和第一层异质结(2)及第二层异质结(3)的两个侧壁。

2.根据权利要求1所述的多沟道鳍式结构的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管，其特征在于：衬底(1)为蓝宝石或SiC衬底。

3.根据权利要求1所述的多沟道鳍式结构的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管，其特征在于：第一层AlGaN/GaN异质结(2)中的GaN层厚度为1～2μm，第二层AlGaN/GaN异质结(3)中的GaN层厚度为20～30nm。

4.根据权利要求1所述的多沟道鳍式结构的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管，其特征在于：第一层AlGaN/GaN异质结(2)中AlGaN势垒层厚度与第二层AlGaN/GaN异质结中的AlGaN势垒层厚度均为15～25nm，其Al组份为25～35％。

5.根据权利要求1所述的多沟道鳍式结构的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管，其特征在于：SiN钝化层(4)的厚度为50～100nm。

6.根据权利要求1所述的多沟道鳍式结构的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管，其特征在于：栅鳍宽度为30～100nm。

7.一种多沟道鳍式结构的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的制作方法，包括如下步骤：

1)在蓝宝石或SiC基片上，利用MOCVD工艺，依次生长GaN层和AlGaN势垒层形成第一层AlGaN/GaN异质结，其中GaN厚度为1～2μm，AlGaN势垒层厚度为15～25nm，其Al组份为25～35％；

2)在第一层AlGaN/GaN异质结上重复生长一次或两次相同结构的GaN和AlGaN，获得双异质结或三异质结，形成多沟道结构，其中GaN厚度均为20～30nm，AlGaN势垒层厚度为15～25nm，其Al组份为25～35％；

3)在所有异质结上进行有源区干法刻蚀和台面隔离，形成宽度为30～100nm的栅鳍；

4)在最上表面的AlGaN势垒层两侧制作源、漏欧姆接触电极；

5)采用PECVD工艺，在源漏电极之间进行50～100nm厚的SiN层淀积覆盖其表面形成钝化层；

6)在SiN钝化层中间采用ICP干法刻蚀设备，在CF₄等离子体0.5nm/s的刻蚀速率下，干法刻蚀出栅槽，并淀积金属形成栅电极，使其覆盖在第二层异质结的顶部和第一层异质结及第二层异质结的两个侧壁或第三层异质结的顶部和第一层异质结、第二层异质结及第三层异质结的两个侧壁；

7)制作互连引线。

8.根据权利要求7所述的多沟道鳍式结构的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管制作方法，其中所述步骤1)中的MOCVD工艺，是以NH₃为N源，MO源为Ga源，在1000℃下进行AlGaN/GaN异质结生长。

9.根据权利要求7所述的多沟道鳍式结构的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管制作方法，其中所述步骤3)中用有源区干法刻蚀进行台面隔离，形成栅鳍，按如下步骤进行：

9a)先采用甩胶机在3500转/min的转速下甩胶，得到光刻胶掩模；再采用E-beam光刻机进行曝光，形成台面有源区和栅鳍的掩模图形；

9b)采用ICP干法刻蚀设备，在Cl₂等离子体1nm/s的刻蚀速率下，干法刻蚀形成有源区和栅鳍，刻蚀深度远大子沟道厚度。

10.根据权利要求7所述的多沟道鳍式结构的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管制作方法，其中所述步骤5)中的PECVD工艺，是以NH₃为N源，SiH₄源为Si源，在250℃下进行SiN层淀积。