[发明专利]绝缘栅场效应晶体管及其制造方法

权利要求书

1.一种绝缘栅场效应晶体管，其特征在于，包括：

衬底；

设于所述衬底上的氮化物晶体管结构；

所述氮化物晶体管结构上的介质层，所述介质层包括所述氮化物晶体管结构上的第一介质层、所述第一介质层上的第二介质层以及所述第二介质层上的第三介质层，

其中，所述第二介质层的材质中含有金属，

所述介质层上定义有栅极区域及分别位于所述栅极区域两侧的两处欧姆接触区域，该两处欧姆接触区域分别贯穿所述介质层；

形成于所述栅极区域且至少部分贯穿所述介质层的凹槽；

形成于所述凹槽内的金属栅极；

位于所述两处欧姆接触区域的源电极和漏电极。

2.根据权利要求1所述的绝缘栅场效应晶体管，其特征在于，所述氮化物晶体管结构包括：

位于所述衬底上的氮化物成核层；

位于所述氮化物成核层上的氮化物缓冲层；

位于所述氮化物缓冲层上的氮化物沟道层；

位于所述氮化物沟道层上的氮化物势垒层。

3.根据权利要求2所述的绝缘栅场效应晶体管，其特征在于，所述氮化物成核层为AlInGaN，所述氮化物缓冲层为AlGaN，所述氮化物沟道层为GaN，所述氮化物势垒层为AlInGaN。

4.根据权利要求1所述的绝缘栅场效应晶体管，其特征在于，所述第一介质层选自氮化硅、氮化铝、硅氧氮、硅铝氮、铝氧氮、氧化铪、氧化铝铪、氧化钛、氧化镍中的一种或多种的组合。

5.根据权利要求1所述的绝缘栅场效应晶体管，其特征在于，所述第二介质层中的金属选自铝、镍、钛或镁中的一种或多种的组合。

6.根据权利要求5所述的绝缘栅场效应晶体管，其特征在于，所述第二介质层选自氮化铝、硅铝氮、氧化铝、氧氮化铝、氮化镁、硅镁氮、氧化镁、氧氮化镁、镁铝氮、硅镁铝氮或氧化镁铝。

7.根据权利要求1所述的绝缘栅场效应晶体管，其特征在于，所述第三介质层选自氮化硅、二氧化硅、硅铝氮或硅氧氮。

8.根据权利要求1所述的绝缘栅场效应晶体管，其特征在于，所述的金属栅极还具有场板结构。

9.根据权利要求1所述的绝缘栅场效应晶体管，其特征在于，所述凹槽的内壁上还沉积有附加介质层，所述金属栅极形成于所述附加介质层上，所述附加介质层的材质选自Al₂O₃、AlON、SiN、SiON、SiO₂、HfAlO、TiO₂、NiO、HfO₂,、AlN、SiAlN中的一种或多种的组合。

10.根据权利要求1所述的绝缘栅场效应晶体管，其特征在于，所述第一介质层的厚度为0.25~50nm，所述第二介质层的厚度为0.25~50nm，所述第三介质层的厚度为1~300nm。

11.一种权利要求1所述绝缘栅场效应晶体管的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供一衬底，在所述衬底上形成氮化物晶体管结构；

在形成的氮化物晶体管结构上分别生长第一介质层、第二介质层和第三介质层，其中，所述第二介质层的材质中含有金属，所述第三介质层上定义有栅极区域；

在所述栅极区域上形成一向氮化物晶体管结构延伸的凹槽，所述凹槽至少贯穿所述第三介质层；在所述凹槽内形成金属栅极；

在所述栅极区域的两侧分别刻蚀所述介质层，以形成两处欧姆接触区域；

在所述两处欧姆接触区域分别形成源电极和漏电极。

12.根据权利要求11所述的绝缘栅场效应晶体管的制造方法，其特征在于，所述凹槽的形成包括采用氟基等离子体刻蚀所述第三介质层。

13.根据权利要求12所述的绝缘栅场效应晶体管的制造方法，其特征在于，所述凹槽的形成还包括采用KOH的湿法腐蚀或者是基于氯离子的干法刻蚀刻蚀所述第二介质层。

14.根据权利要求11所述的绝缘栅场效应晶体管的制造方法，其特征在于，在所述凹槽内在形成金属栅极之前，还包括对所述凹槽底部对应的第二介质层进行氧化处理。

15.根据权利要求14所述的绝缘栅场效应晶体管的制造方法，其特征在于，所述氧化后的第二介质层和第一介质层构成复合介质层，形成绝缘栅结构。