[发明专利]基于La基栅的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管及制作方法

摘要

本发明公开了一种基于La基栅的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管及制作方法，主要解决传统材料介电常数较小，导致栅电容对器件沟道电荷的控制力较弱，对器件跨导的负面影响较强，栅极击穿电压低的问题。其技术方案是改进传统MOS-HEMT中栅介质材料层(5)的结构，该栅介质材料层(5)自下而上包含La基高介电常数薄膜(501)和Al₂O₃保护层(502)。通过确定淀积Al₂O₃的循环次数m与淀积La₂O₃的循环次数n控制La/Al组分比，实现对器件栅结构平带电压的调整。本发明具有栅介质材料介电常数高，热稳定性好，栅电容控制能力强，栅极击穿电压高的优点，可用于制造高性能MOS-HEMT器件。

主权项

一种基于La基栅的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管，自下而上包括：蓝宝石衬底(1)，AlN成核层(2)，GaN缓冲层(3)和AlGaN势垒层(4)，该AlGaN势垒层(4)上制作有源极(8)，漏极(7)和栅电极(6)；AlGaN势垒层(4)与栅电极(6)之间设有栅介质材料层(5)，这三者构成AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的栅电容，其特征在于：栅介质材料层(5)，包括：La基高介电常数薄膜(501)和Al₂O₃保护层(502)；所述的La基高介电常数薄膜(501)，其厚度为9‑12nm，介电常数为10‑28，La/Al组分比的变化范围是0.2‑5，通过工艺改变La/Al的组分实现对晶体管的栅介质结构平带电压的调整；所述的Al₂O₃保护层(502)，位于La基高介电常数薄膜(501)的上面，其厚度为1‑3nm，用以降低在淀积La基高介电常数薄膜过程中所形成的La₂O₃与空气中水汽的反应速度。