[发明专利]一种GaNMIS沟道HEMT器件及制备方法

权利要求书

1.一种GaN MIS沟道HEMT器件，其特征在于，所述HEMT器件的材料结构包括衬底以及依次向上生长的AlN成核层、GaN缓冲层、GaN沟道层、AlN插入层、AlGaN势垒层和GaN帽层。

2.根据权利要求1所述的GaN MIS沟道HEMT器件，其特征在于，所述AlN成核层的厚度为20-100nm；所述GaN缓冲层的厚度为1-5μm；所述GaN沟道层的厚度为50-1000nm；所述AlN插入层的厚度小于20nm；所述AlGaN势垒层的厚度为10-50nm；所述GaN帽层的厚度小于10nm。

3.根据权利要求1所述的GaN MIS沟道HEMT器件，其特征在于，所述衬底为SiC衬底、Si衬底、GaN衬底或Al₂O₃衬底的任一种。

4.一种制备权利要求1-3任一所述的GaN MIS沟道HEMT器件的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1)在衬底材料上依次通过MOCVD方法原位生长AlN成核层、GaN缓冲层、GaN沟道层、AlN插入层、AlGaN势垒层和GaN帽层；

2)使用传统工艺流程完成器件的隔离、源漏欧姆接触工艺后，进行栅槽的刻蚀；在凹槽的刻蚀过程中，在刻蚀接近AlGaN势垒层的底部时，选择AlN比AlGaN刻蚀选择比高的工艺条件继续刻蚀，确保晶圆上各凹槽中AlGaN已完全刻蚀干净，同时刻蚀掉部分AlN层，剩余部分AlN层；

3)用热磷酸进行腐蚀，以腐蚀掉晶圆上各凹槽中剩余部分的AlN层；

4)用稀释的HF酸和HCl酸进行表面处理，去除表面的氧化物；之后淀积栅介质层；

5)淀积栅金属，栅金属完成后淀积钝化介质层进行钝化保护，然后在每个原胞的源漏极进行一次刻孔，淀积金属在源漏极上，并形成源场板；

6)最后淀积第二钝化介质层，进行二次刻孔，在源、漏、栅电极压块处刻蚀出介质窗口，在介质窗口区域淀积厚的金属，并形成介质桥的互连；淀积第三钝化层或聚酰亚胺，对整个芯片表面进行保护，并刻蚀出电极压块处的窗口。

5.根据权利权利要求4所述的GaN MIS沟道HEMT器件的制备方法，其特征在于，步骤3)中热磷酸进行腐蚀的腐蚀温度为160-210℃。

6.根据权利权利要求4所述的GaN MIS沟道HEMT器件的制备方法，其特征在于，步骤4)栅介质层为SiO₂、SiN或Al₂O₃。