[发明专利]一种凹陷式Fin-MESFET栅结构HEMT及制作方法

权利要求书

1.一种凹陷式Fin-MESFET栅结构HEMT，包括沿器件垂直方向由下至上层叠生长的衬底、缓冲层、沟道层、势垒层、P-GaN层和栅电极，沟道层与势垒层形成异质结，沟道层两侧相对生长有源电极和漏电极，源电极、漏电极均为欧姆接触电极，其特征在于：对P-GaN层进行鳍刻蚀，形成鳍式结构P-GaN层，并在栅电极下方淀积隔离用的绝缘介质层，在由栅电极与P-GaN层构成的等效肖特基二极管D_SJ两端并联一由栅电极电压控制的常开型Fin-MESFET，Fin-MESFET与HEMT共用一个栅极，且Fin-MESFET一端连接至等效肖特基二极管D_SJ、pin二极管D_pin之间，另一端通过欧姆接触金属电极与源电极连接；所述pin二极管D_pin由P-GaN层、势垒层、沟道层构成；

P-GaN层下方的势垒层有一凹陷区域；

所述P-GaN层上由下至上分别生长有欧姆接触金属电极、介质层和栅电极；欧姆接触金属电极生长于P-GaN层鳍表面，欧姆接触金属电极表面小于P-GaN层鳍表面；介质层覆盖欧姆接触金属电极，并完全覆盖P-GaN层鳍表面；栅电极覆盖介质层以及P-GaN层表面；

P-GaN层下方的势垒层刻蚀有一凹陷区域。

2.根据权利要求1所述的一种凹陷式Fin-MESFET栅结构HEMT，其特征在于：源电极和栅电极之间的区域、栅电极和漏电极之间的区域、以及栅电极、源电极、漏电极表面均淀积有钝化层。

3.根据权利要求1所述的一种凹陷式Fin-MESFET栅结构HEMT，其特征在于：鳍式结构的长度为30nm-200nm，高度为60nm-400nm。

4.根据权利要求1所述的一种凹陷式Fin-MESFET栅结构HEMT，其特征在于：所述欧姆接触金属电极为由第一导电材料、第二导电材料制备的合金层，第一导电材料为Ti、Al、Ni、Au、Pd中的一种或多种的组合；第二导电材料为Ti、Al、Ni、Au、Pd中的一种或多种的组合。

5.根据权利要求1所述的一种凹陷式Fin-MESFET栅结构HEMT，其特征在于：所述介质层为SiO₂、SiNx中任意一种。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种凹陷式Fin-MESFET栅结构HEMT的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：

在衬底上依次生长缓冲层、沟道层、势垒层；

刻蚀势垒层，形成具有凹陷区域的势垒层；

在具有凹陷区域的势垒层上二次外延生长P-GaN层，且凹陷区域位于P-GaN层下方；

在P-GaN层表面制作欧姆接触金属电极；

对P-GaN层进行鳍刻蚀，形成鳍式结构P-GaN层；

制作栅电极；

去除栅电极区域外的P-GaN层；

在有凹陷区域的势垒层上制作源电极和漏电极。

7.根据权利要求6所述的一种凹陷式Fin-MESFET栅结构HEMT的制作方法，其特征在于：所述方法还包括钝化保护步骤：

在有凹陷区域的势垒层上淀积钝化层，钝化层覆盖在源电极和栅电极之间的区域、栅电极和漏电极之间的区域、以及栅电极、源电极、漏电极表面。

8.根据权利要求6所述的一种凹陷式Fin-MESFET栅结构HEMT的制作方法，其特征在于：所述方法还包括电极引线制作步骤：

制作电极图形；

去除电极区域的钝化层，形成互联开孔；

制作电极引线掩模图形；

对制作好掩模的基片进行引线电极金属蒸发，最后在引线电极金属蒸发完成后进行剥离，得到完整的引线电极。