[发明专利]具有鳍结构的开关器件、逻辑或非门电路及其制备方法

权利要求书

1.一种具有鳍结构的开关器件的制备方法，其特征在于，包括步骤：

S1：准备基底，所述基底包括上下层叠的衬底层、缓冲层、沟道层和势垒层；

S2：对基底进行离子注入，以于基底上制备出间隔的源极欧姆接触区和漏极欧姆接触区，所述源极欧姆接触区和漏极欧姆接触区向下延伸至与沟道层接触；

S3：去除部分位于栅极下方的势垒层；

S4：形成覆盖势垒层的栅极材料层；

S5：对栅极材料层进行刻蚀，由此形成具有初始形貌的栅极；

S6：对除栅极下方外的势垒层、沟道层和部分缓冲层进行刻蚀，由此形成鳍结构，栅极位于鳍结构上；

S7：形成覆盖鳍结构的钝化层；

S8：形成分别与源极欧姆接触区、漏极欧姆接触区及栅极电连接的引出电极。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述基底还包括插入层和帽层，所述插入层位于沟道层和势垒层之间，所述帽层位于势垒层的上方，所述插入层的禁带宽度大于势垒层的禁带宽度，所述帽层的材质和沟道层的材质相同。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述衬底层包括硅衬底、碳化硅衬底、蓝宝石衬底和氮化硅衬底中的若干种，所述缓冲层包括GaN层，所述沟道层和势垒层包括GaN层、AlN层、AlGaN层、InGaN层和InAlN层中的若干种，所述插入层包括AlN层。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2包括：

采用LPCVD工艺于基底表面形成钝化层，所述钝化层包括SiN层；

进行光刻刻蚀，以于钝化层中形成显露出源极欧姆接触区和漏极欧姆接触区的窗口；

对窗口中显露出的基底进行离子注入以形成重掺杂的源极欧姆接触区和漏极欧姆接触区，注入的离子包括硅离子；

去除残余的钝化层，去除方法包括采用BOE刻蚀液进行刻蚀。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中去除部分势垒层的方法包括在光刻显影定义出所需图形后，采用电感耦合等离子体刻蚀工艺进行刻蚀，其中，刻蚀气体包括Cl2和BCl3，之后采用NMP和IPA去除残余的光刻胶层。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S4包括，先采用氧等离子体去除表面残余的光刻胶，然后使用BOE溶液进行处理以腐蚀基底表面的氧化物，之后使用MOCVD外延生长30nm镁掺杂的GaN层作为栅极材料层。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，对栅极材料层进行刻蚀的方法包括：采用光刻工艺对肖特基电极部位进行遮挡，然后使用电感耦合等离子体刻蚀工艺对未被遮挡的镁掺杂的GaN层进行刻蚀，得到P型肖特基栅的初始形貌。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，形成引出电极包括：

采用电感耦合等离子体刻蚀工艺对钝化层进行刻蚀以显露出源极欧姆接触区和漏极欧姆接触区；

形成分别与源极欧姆接触区和漏极欧姆接触区接触的金属层并进行高温退火，由此形成源极欧姆电极和漏极欧姆电极；

采用光刻刻蚀工艺于钝化层中形成显露出栅极的窗口，去除残余的光刻胶层后使用BOE溶液处理以去除刻蚀窗口的氧化物及减少表面粗糙度，之后于热氨水中对基底进行表面处理并重新定义出栅极窗口；

形成与栅极电接触的金属层并进行高温退火，由此形成栅极电极。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤S7中采用PECVD工艺沉积SiN层作为钝化层，刻蚀钝化层的气体包括CF4，热氨水的温度为50℃-60℃，氨水处理的时间为3min-10min，源极欧姆电极和漏极欧姆电极的材料包括钛层以及位于钛层上的金层和/或铂层，栅极电极包括钛层以及位于钛层上的镍层、金层和铂层中的若干种。

10.根据权利要求1至9任一项所述的制备方法，其特征在于，与栅极电连接的引出电极自栅极上表面延伸至栅极的侧面以形成对栅极的半包围结构。