[发明专利]基于顶栅侧壁栅解耦合调制的高线性Fin-HEMT器件及其制备方法

说明书

本发明涉及一种基于顶栅侧壁栅解耦合调制的高线性Fin‑HEMT器件及其制备方法，包括：选取衬底层；在衬底层上生长缓冲层；在缓冲层上生长i‑GaN层；在i‑GaN层上生长AlGaN势垒层；在AlGaN势垒层上淀积欧姆金属；从AlGaN势垒层的外围注入离子至i‑GaN层内；在AlGaN势垒层上制备SiN层；将栅脚区域的SiN层去除；在栅脚区域的AlGaN势垒层上制备顶栅；间隔去除侧壁栅区域的顶栅金属、AlGaN势垒层以及部分i‑GaN层，使AlGaN势垒层及AlGaN势垒层上的顶栅金属呈预设间隔间断排布；在侧壁栅区域的i‑GaN层上和顶栅金属上制备Al₂O₃介质层；在侧壁栅区域的Al₂O₃介质层的底部和侧壁上制备侧壁栅。本发明通过对顶栅和侧壁栅分别施加不同栅极偏置，在更大的栅极过驱动范围内提高跨导的平坦度和器件的线性度。

技术领域

本发明属于半导体器件技术领域，具体涉及一种基于顶栅侧壁栅解耦合调制的高线性Fin-HEMT器件及其制备方法。

背景技术

GaN基高电子迁移率晶体管由于其大带隙、高击穿电场、高饱和电子速度和由极化引起的异质界面处的高2DEG(Two-dimensional electron gas，二维电子气)密度等材料优势，已成为下一代高功率和高速器件应用的候选者。为了提高GaN基HEMT(High ElectronMobility Transistor，高电子迁移率晶体管)的工作频率，减少栅极长度和增加沟道载流子速度是常用的技术。

然而，当栅极的长度缩小到深亚微米范围时，会发生不良的短沟道效应(SCE)，这可归因于栅极对沟道的控制能力下降以及漏极场对沟道的增强效应。由于FinFET(FinField-Effect Transistor，鳍式场效应晶体管)结构提高了栅极可控性，特别是对于FinFET结构，栅极从三个侧面(包括顶侧和两个侧壁)包裹在纳米沟道周围，为HEMT提供更强的栅极控制，因此纳米级沟道和FinFET结构的GaN基HEMT备受关注。

然而，现有的AlGaN/GaN HEMT技术存在非线性问题，会导致严重的边带、高输入功率下的输出功率饱和以及信号失真。因此，由于现代无线通信技术对高数据传输速率和频谱效率的需求激增，功率放大器线性度的改进变得至关重要。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于顶栅侧壁栅解耦合调制的高线性Fin-HEMT器件及其制备方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明的一个实施例提供了一种基于顶栅侧壁栅解耦合调制的高线性Fin-HEMT器件的制备方法，所述高线性Fin-HEMT器件的制备方法包括：

选取衬底层；

在所述衬底层上生长缓冲层；

在所述缓冲层上生长i-GaN层；在所述i-GaN层上生长AlGaN势垒层；

在所述AlGaN势垒层上淀积欧姆金属，以制备源极和漏极；

从所述AlGaN势垒层的外围注入离子至所述i-GaN层内，以实现器件隔离；

在所述AlGaN势垒层上制备SiN层；

将栅脚区域的所述SiN层去除，以暴露所述栅脚区域的所述AlGaN势垒层；

在所述栅脚区域的所述AlGaN势垒层上淀积顶栅金属，以制备顶栅；

间隔去除侧壁栅区域的所述顶栅金属、所述AlGaN势垒层以及部分i-GaN层，以使所述AlGaN势垒层以及所述AlGaN势垒层上的顶栅金属呈预设间隔间断排布；

在所述侧壁栅区域的所述i-GaN层上和间隔排布的所述顶栅金属上制备Al₂O₃介质层；