[发明专利]加栅场板耗尽型绝缘栅AlGaN/GaN器件结构及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于微电子技术领域，涉及半导体器件制作，具体的说是一种加栅场板耗尽型AlGaN／GaN HEMT器件结构及制作方法，可用于制作低导通电阻、高频率、高击穿电压的耗尽型高电子迁移率晶体管。 

背景技术

近年来以SiC和GaN为代表的第三带宽禁带隙半导体以其禁带宽度大、击穿电场高、热导率高、饱和电子速度大和异质结界面二维电子气浓度高等特性，使其受到广泛关注。在理论上，利用这些材料制作的高电子迁移率晶体管HEMT、发光二极管LED、激光二极管LD等器件比现有器件具有明显的优越特性，因此近些年来国内外研究者对其进行了广泛而深入的研究，并取得了令人瞩目的研究成果。 

AlGaN／GaN异质结高电子迁移率晶体管HEMT在高温器件及大功率微波器件方面已显示出了得天独厚的优势，追求器件高频率、高压、高功率吸引了众多的研究。近年来，制作更高频率高压AlGaN／GaN HEMT成为关注的又一研究热点。由于AlGaN／GaN异质结生长完成后，异质结界面就存在大量二维电子气2DEG，当界面处电阻率降低时，我们可以获得更高的器件频率特性。AlGaN／GaN异质结电子迁移率晶体管可以获得很高的频率，但往往要以牺牲耐高压特性为代价。目前提高的AlGaN／GaN异质结晶体管频率的方法如下： 

1.结合无电介质钝化(dielectric-free passivation)与重生长欧姆接触来减小电阻率。参见Yuanzheng Yue，Zongyang Hu，Jia Guo等InAlN／AlN／GaN HEMTs With Regrown Ohmic Contacts andf_{T}of370GH。EDL.Vol33.NO.7，P1118-P1120。该方法采用了30纳米栅长，并且结合无电介质钝化(dielectric-free passivation)与重生长欧姆接触来减小源漏电阻率。频率可以达到370GHz。还可以通过减少沟道长度继续提高频率到500GHz。 

2.重生长重掺杂源漏到近栅的二维电子气沟道。参见Shinohara，K.Regan，D.Corrion，A.Brown等self-aligned-gate GaN-HEMTs with heavily-doped n+-GaN ohmic contacts to2DEG；IEDM，IEEE；2012。过去重生长n+GaN欧姆接触对减少沟道接触电阻成效显著，但是重掺杂源漏接触直接到接近栅极下的二维电子气沟道可以获得更好的频率特性和电流特性。文中报道的方法使频率达到了f_T／fmax=342／518GHz。同时击穿电压14V。 

发明内容

本发明的目的在于针对以上高频率器件的不足，提供一种基于硅化物对沟道产生应力的方法，以同时提高耗尽型AlGaN／GaN高迁移率晶体管的频率特性耐压特性，增强工艺的可控性和重复性，满足GaN基电子器件对高频率、高电压的应用要求。 

本发明是这样实现的：