[发明专利]金刚石基场效应晶体管的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种金刚石基场效应晶体管的制备方法。

背景技术

以单晶、多晶和纳米晶金刚石为材料基础的器件统称为金刚石基器件，例如金刚石金属半导体场效应晶体管（Metal Semiconductor Field Effect Transistor，MESFET）、金属绝缘场效性晶体(Metal Insulating Field Effect Transistor，MISFET)和结晶型场效应晶体管（Junction Field Effect Transistor，JFET）等。金刚石基器件具有工作温度高、击穿场强大、截止频率高、功率密度大等优点，是未来微波大功率领域的首选。但是金刚石基场效应晶体管的栅极与金刚石材料的肖特基耐击穿性能差，进而导致金刚石基场效应晶体管的性能降低。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种刚石场效应晶体管的制备方法，以解决现有技术中由于栅极与金刚石材料的肖特基耐击穿性能差导致器件性能降低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种金刚石基场效应晶体管的制备方法，包括以下步骤：

在金刚石层的上表面形成导电层，所述金刚石层为高电阻层；

在所述导电层的上表面覆盖掩膜层，所述掩膜层的材料为具有介电特性的材料；

去除无源区域对应的掩膜层和导电层；

分别去除源区对应的掩膜层和漏区对应的掩膜层；

在所述源区形成源区高掺杂区，在所述漏区形成漏区高掺杂区；

分别激活所述源区高掺杂区、所述漏区高掺杂区和所述导电层的载流子；

在所述源区高掺杂区的上表面覆盖第一金属层形成源极，在所述漏区高掺杂区的上表面覆盖第一金属层形成漏极；

在栅区对应的掩膜层的上表面覆盖第二金属层，形成栅极。

可选的，所述在金刚石层的上表面形成导电层，具体包括：

在金刚石层的上表面外延生长掺杂金刚石作为导电层；或

通过离子注入法在金刚石层上注入掺杂离子形成导电层。

可选的，所述去除无源区域对应的掩膜层和导电层，具体包括：

通过光刻工艺在有源区域的上表面覆盖光刻胶；

通过腐蚀液去除无源区域的掩膜层；

通过刻蚀工艺刻蚀所述无源区域的导电层；

去除所述光刻胶。

可选的，所述分别去除源区对应的掩膜层和漏区对应的掩膜层，具体包括：

分别在源区和漏区之外的区域的上表面覆盖光刻胶；

分别通过腐蚀液去除所述源区对应的掩膜层和所述漏区对应的掩膜层；

去除所述光刻胶。

可选的，所述在所述源区形成源区高掺杂区，在所述漏区形成漏区高掺杂区，具体包括：

通过离子注入法在所述源区对应的导电层注入载流子形成源区高掺杂区，通过离子注入法在所述漏区对应的导电层注入载流子形成漏区高掺杂区。

可选的，所述在所述源区形成源区高掺杂区，在所述漏区形成漏区高掺杂区，具体包括：

通过外延法在所述源区对应的导电层外延生长高掺杂的外延层形成源区高掺杂区，通过外延法在所述漏区对应的导电层外延生长高掺杂的外延层形成漏区高掺杂区。

可选的，所述在所述源区高掺杂区的上表面覆盖第一金属层形成源极，在所述漏区高掺杂区的上表面覆盖第一金属层形成漏极，具体包括：

通过光刻工艺在所述源区和所述漏区之外的区域覆盖光刻胶；

通过电子束蒸发工艺分别在所述源区高掺杂区的上表面和所述漏区高掺杂区的上表面覆盖第一金属层；

通过退火工艺分别使所述源区高掺杂区和所述漏区高掺杂区与所述第一金属层形成欧姆接触；

去除所述光刻胶。

可选的，在栅区对应的掩膜层的上表面覆盖第二金属层，形成栅极，具体包括：

通过光刻工艺在所述栅区之外的区域覆盖光刻胶；

通过电子束蒸发工艺在所述栅区对应的掩膜层的上表面覆盖第二金属层；

去除所述光刻胶。

可选的，所述分别激活所述源区高掺杂区、所述漏区高掺杂区和所述导电层的载流子，具体包括：

在高真空、还原性气体气氛或惰性气体气氛中退火，分别激活所述源区高掺杂区、所述漏区高掺杂区和所述导电层的载流子。