[发明专利]金属氧化物半导体场效应晶体管及其制作方法

权利要求书

1.一种金属氧化物半导体场效应晶体管的器件结构，自下而上包括衬底(1)、Ga₂O₃外延层(2)和低掺杂n型Ga₂O₃薄膜(3)，该低掺杂n型Ga₂O₃薄膜(3)薄膜上设有高掺杂n型离子注入区(4)和绝缘栅介质(7)，离子注入区上设有源电极(5)和漏电极(6)，绝缘栅介质层上设有栅电极(8)，其特征在于：

外延层中设有多个氢离子注入区(9)，其位于栅电极与漏电极之间的低掺杂n型Ga₂O₃薄膜下部；

所述的多个氢离子注入区，其深度为20nm～50nm，注入浓度大于5×10¹⁸cm^-3，宽度随着氢离子注入区与栅电极之间的间距增大而减小，相邻两个氢离子注入区之间的间距随着氢离子注入区与栅电极之间的间距增大而增大。

2.根据权利要求书1所述的一种金属氧化物半导体场效应晶体管的器件结构，其特征在于：多个氢离子注入区(9)的宽度随着氢离子注入区与栅电极之间的间距增大而减小，是指将与栅电极最近的氢离子注入区作为第一氢离子注入区，将以最靠近漏电极的氢离子注入区作为最后一个氢离子注入区；第一氢离子注入区位于栅电极靠近漏电极一端的正下方，宽度为3μm；最后一个氢离子注入区距离漏电极的距离大于1μm，宽度为2μm；第一氢离子注入区之后的多个氢离子注入区，其宽度由栅电极向漏电极依次减小，直到最后一个氢离子注入区的宽度为2μm。

3.根据权利要求书1所述的一种金属氧化物半导体场效应晶体管的器件结构，其特征在于：多个氢离子注入区(9)的相邻两个氢离子注入区之间的间距随着氢离子注入区与栅电极之间的间距增大而增大，是指第一氢离子注入区与第二氢离子注入区之间的间距为0.3μm～0.5μm，第二个离子注入区与第三个氢离子注入区与之间的间距为0.8μm～1.5μm，以后的间距依次比前一个间距增加0.5μm～1.0μm，以此类推，直到最后一个氢离子注入区与漏电极的距离大于1μm。

4.根据权利要求书1所述的一种金属氧化物半导体场效应晶体管的器件结构，其特征在于：衬底(1)的材料采用蓝宝石或MgO或MgAl₂O₄或Ga₂O₃；Ga₂O₃外延层(2)的电子浓度为10¹⁴cm^-3～10¹⁶cm^-3，厚度大于1μm；

低掺杂n型Ga₂O₃薄膜(3)的载流子浓度10¹⁷cm^-3～10¹⁸cm^-3，厚度大于100nm；

n型离子注入区(4)注入的元素分别为Si、Ge或Sn，注入浓度大于2×10¹⁹cm^-3。

5.根据权利要求书1所述的一种金属氧化物半导体场效应晶体管的器件结构，其特征在于：绝缘栅介质(7)包括Si₃N₄、Al₂O₃、HfO₂和HfSiO中的一种或多种，其厚度为20nm～30nm。