[发明专利]增强型鳍式绝缘栅高电子迁移率晶体管

权利要求书

1.一种增强型鳍式绝缘栅高电子迁移率晶体管，自下而上包括衬底(1)、GaN缓冲层(2)、GaN沟道层(3)、AlGaN势垒层(4)、栅介质层(5)、钝化层(6)和栅、源、漏电极，GaN沟道层和AlGaN势垒层形成AlGaN/GaN异质结，AlGaN/GaN异质结生成二维电子气，其特征在于：

栅电极采用凹槽栅结构，且包裹在AlGaN/GaN异质结的两侧和上方，形成三维栅结构；

栅电极与AlGaN/GaN异质结之间设有一层高介电常数的栅介质；

源、漏电极设在AlGaN/GaN异质结的两端，以实现与二维电子气的直接接触。

2.根据权利要求1所述的增强型鳍式绝缘栅高电子迁移率晶体管，其中的衬底(1)采用蓝宝石或SiC或Si。

3.根据权利要求1所述的增强型鳍式绝缘栅高电子迁移率晶体管，其中缓冲层(2)采用GaN，厚度为1.5～3μm。

4.根据权利要求1所述的增强型鳍式绝缘栅高电子迁移率晶体管，其中沟道层(3)为GaN，厚度为5nm。

5.根据权利要求1所述的增强型鳍式绝缘栅高电子迁移率晶体管，其中势垒层(4)采用AlGaN，厚度是10～20nm，Al组分为10％～30％。

6.根据权利要求1所述的增强型鳍式绝缘栅高电子迁移率晶体管，其中栅介质层(5)采用SiN或Al₂O₃，厚度是5～10nm。

7.根据权利要求1所述的增强型鳍式绝缘栅高电子迁移率晶体管，其中凹槽栅的凹槽深度是3～8nm。

8.一种增强型鳍式绝缘栅高电子迁移率晶体管的制作方法，包括如下步骤：

1)在Si面SiC或c面蓝宝石或Si衬底上，利用金属有机化合物化学气相淀积MOCVD生长1～3μm的GaN缓冲层；

2)在GaN缓冲层上生长5nm厚的GaN沟道层；

3)在GaN沟道层上生长10～20nm的AlGaN势垒层；

4)通过刻蚀AlGaN势垒层、GaN沟道层和GaN缓冲层的边缘部分，形成鳍型AlGaN/GaN异质结；

5)在GaN沟道层和AlGaN势垒层两端制作源、漏电极；

6)利用原子层淀积ALD或等离子体增强化学气相淀积PECVD技术在AlGaN、GaN和源、漏电极表面生长钝化层；

7)先刻蚀掉AlGaN势垒层上面的钝化层，再在AlGaN势垒层上表面进行刻蚀，形成凹槽；

8)在凹槽处利用原子层淀积ALD设备淀积栅介质层；

9)在栅介质层上光刻栅形状，并用电子束蒸发制备栅电极；

10)利用等离子体增强化学气相淀积PECVD设备在电极表面淀积SiN钝化层，刻蚀掉电极键合点上多余的钝化层，并进行金属互连蒸发，完成器件的制备。

9.根据权利要求8所述增强型鳍式绝缘栅高电子迁移率晶体管的制备方法，其中步骤2)中生长的工艺条件是：反应气体为三甲基镓和氨气，生长温度为850℃，压强为1.5×10⁴Pa。

10.根据权利要求8所述增强型鳍式绝缘栅高电子迁移率晶体管的制备方法，其中步骤4)中鳍型AlGaN/GaN异质结，其宽度为200～500nm。