[发明专利]一种带场板的金刚石场效应晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种带场板的金刚石场效应晶体管，其特征在于，包括：氢终端金刚石衬底，栅介质层，钝化介质层和带有场板结构的栅电极；所述氢终端金刚石衬底上设有源极电极和漏极电极，所述源极电极和漏极电极之间为沟道区域，所述栅介质层设置在沟道区域上，所述栅电极包括栅脚和设置在栅脚上的栅帽，所述栅脚设置在栅介质层上，所述钝化介质层设置在栅介质上，且位于栅脚的两侧，所述栅帽位于钝化介质层上。

2.基于权利要求1所述的一种带场板的金刚石场效应晶体管的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

步骤1：在氢终端金刚石衬底上沉积一层金属；

步骤2：采用光刻胶在金属层上定义多个有源区，有源区外无光刻胶保护的区域为隔离区，将隔离区域的金属腐蚀掉后对样品进行氧等离子体处理，然后清洗去除光刻胶，所述有源区包括漏电极区域、源电极区域和沟道区域；

步骤3：采用光刻胶在每个有源区上定义沟道区域，并腐蚀掉沟道区域上的金属，然后清洗去除光刻胶；

步骤4：在样品表面上沉积一层栅介质，再在栅介质表面沉积一层钝化介质；

步骤5：采用光刻胶在钝化介质表面定义栅脚，并刻蚀掉栅脚区域的钝化介质，然后清洗去除光刻胶；

步骤6：采用光刻胶在钝化介质上定义栅帽，并通过蒸发栅金属和剥离法完成带场板结构的栅电极的制备；

步骤7：采用光刻胶在钝化介质上定义介质孔区域，并依次刻蚀掉介质孔区域的钝化介质和栅介质，暴露出源、漏电极区域，并清洗去除光刻胶，从而完成金刚石场效应晶体管的制备。

3.根据权利要求2所述的一种带场板的金刚石场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的氢终端金刚石衬底为单晶或多晶结构，表面以氢原子终结；步骤1中的金属为Au、Pd、Ni、W、Ti中的一种或多种的组合，厚度为5～200nm；步骤1中的沉积方式为蒸发或溅射。

4.根据权利要求2所述的一种带场板的金刚石场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述步骤2或步骤3中采用腐蚀液腐蚀金属，所述腐蚀液包括KI/I₂溶液、王水、稀盐酸、双氧水或氢氟酸。

5.根据权利要求2所述的一种带场板的金刚石场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述步骤4中样品表面沉积一层栅介质时，所采用的沉积方式包括ALD、PLD或溅射；在栅介质表面沉积一层钝化介质时采用的沉积方式包括PECVD、LPCVD、PLD、溅射或ALD。

6.根据权利要求2所述的一种带场板的金刚石场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述栅介质为Al₂O₃、TiO₂、HfO₂、AlN中的一种或多种的组合；所述钝化介质包括Si₃N₄或SiO₂。

7.根据权利要求2所述的一种带场板的金刚石场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述步骤2、3、5、6、7中采用丙酮有机试剂清洗去除光刻胶。

8.根据权利要求2所述的一种带场板的金刚石场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述步骤6中栅金属为Ti、Au、Pt、Al、W、Ni、Cu、Fe中的一种或多种的组合，栅金属的厚度为20～800nm。

9.根据权利要求2所述的一种带场板的金刚石场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述步骤2中氧等离子体处理的功率为5～300W，处理时间为10s～5min。

10.根据权利要求2所述的一种带场板的金刚石场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述步骤5、7中采用ICP、RIE或湿法腐蚀刻蚀掉钝化介质或栅介质。