[发明专利]一种具有p-GaN栅结构的常关型InAlN/GaN HMET器件及其制备方法

权利要求书

1.一种具有p-GaN栅结构的常关型InAlN/GaN HMET器件，其特征在于，所述器件包括衬底(101)和设置于所述衬底上方的InAlN/GaN异质结，所述异质结通过GaN缓冲层(102)与InAlN势垒层(103)形成，所述InAlN势垒层位于所述GaN缓冲层上方。

2.根据权利要求1所述一种具有p-GaN栅结构的常关型InAlN/GaN HMET器件，其特征在于，所述器件还包括所述InAlN势垒层上方顺序设置的钝化层(108)、源极(106)、钝化层(108)、p-GaN帽层(104)、钝化层(108)、漏极(107)、钝化层(108)以及设置于所述p-GaN帽层正上方的栅极(105)。

3.根据权利要求2所述一种具有p-GaN栅结构的常关型InAlN/GaN HMET器件，其特征在于，所述钝化层的材料具有7.5F/m以上的介电常数，所述InAlN势垒层厚度≤6nm。

4.根据权利要求2所述一种具有p-GaN栅结构的常关型InAlN/GaN HMET器件，其特征在于，所述源极、漏极和栅极下方为有源区，所述有源区外侧为隔离区。

5.权利要求1～4任一项所述一种具有p-GaN栅结构的常关型InAlN/GaN HMET器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、利用外延生长法在衬底(101)上方依次生长GaN和InAlN材料，在所述衬底上形成由GaN缓冲层(102)与InAlN势垒层(103)构成的InAlN/GaN异质结，所述InAlN材料中In的组分为0.17；

S2、在所述InAlN/GaN异质结的InAlN势垒层上进行外延生长p-GaN，与InAlN势垒层以及所述GaN缓冲层形成晶格匹配；

S3、通过光刻作用将所述p-GaN帽层中栅极区域用光刻胶进行保护，再用干法刻蚀以形成p-GaN帽层；

S4、将S3中形成的光刻胶剥离后在所述InAlN势垒层上方沉积介电常数≥7.5F/m的材料，形成钝化层(108)；

S5、将源极与漏极区域之外的部分用光刻胶保护，然后在所述钝化层上方进行干法刻蚀除去源极与漏极区域中的钝化层，继续在源极和漏极区域沉积金属，与所述InAlN势垒层形成欧姆接触，即形成源极(106)和漏极(107)；

S6、在所述p-GaN帽层上方沉积栅极金属形成栅极(105)，使所述栅极金属与所述p-GaN帽层形成肖特基接触。

6.根据权利要求5所述一种具有p-GaN栅结构的常关型InAlN/GaN HMET器件的制备方法，其特征在于，S5中所述在源极和漏极区域沉积金属时采用以下退火方式：退火速率10～800℃/min，退火时气氛为N₂气氛。

7.根据权利要求5所述一种具有p-GaN栅结构的常关型InAlN/GaN HMET器件的制备方法，其特征在于，S5中所述金属采用Ti/Al/Ti/Au，每一层的厚度分别为30nm，120nm，50nm，100nm。

8.根据权利要求5所述一种具有p-GaN栅结构的常关型InAlN/GaN HMET器件的制备方法，其特征在于，S6中所述栅极金属采用Ni/Au，每一层的厚度分别为50nm，300nm。

9.根据权利要求5所述一种具有p-GaN栅结构的常关型InAlN/GaN HMET器件的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括在形成p-GaN帽层后利用刻蚀或局部注入离子的方法形成位于有源区外侧的隔离区。

10.根据权利要求9所述一种具有p-GaN栅结构的常关型InAlN/GaN HMET器件的制备方法，其特征在于，所述局部注入离子具体为：纵向局部注入离子填充InAlN势垒层(103)以及GaN缓冲层(102)上部形成有源区；所述刻蚀具体为：纵向局部去除InAlN势垒层(103)以及GaN缓冲层(102)上部，实现有源区的台面隔离。