[发明专利]T栅N面GaN/AlGaN鳍式高电子迁移率晶体管

权利要求书

1.一种T栅N面GaN/AlGaN鳍式高电子迁移率晶体管，自下而上包括衬底(1)、GaN缓冲层(2)、AlGaN势垒层(3)、GaN沟道层(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GaN/AlGaN异质结，其特征在于：

GaN缓冲层和沟道层均采用N面GaN；

栅电极采用T型栅，且包裹在GaN/AlGaN异质结的两侧和上方，形成三维立体栅结构。

2.根据权利要求1所述的T栅N面GaN/AlGaN鳍式高电子迁移率晶体管，其中衬底(1)采用蓝宝石或SiC或N面GaN。

3.根据权利要求1所述的T栅N面GaN/AlGaN鳍式高电子迁移率晶体管，其中缓冲层(2)采用N面GaN，厚度为1.5～3μm。

4.根据权利要求1所述的T栅N面GaN/AlGaN鳍式高电子迁移率晶体管，其中AlGaN势垒层(3)包括两层AlGaN，从下到上的第一层是厚度为20nm，Al组分从5％渐变到30％的AlGaN，第二层是厚度为5～10nm，Al组分为30％的AlGaN。

5.根据权利要求1所述的T栅N面GaN/AlGaN鳍式高电子迁移率晶体管，其中沟道层(4)采用N面GaN，厚度为20～30nm。

6.根据权利要求1所述的N面GaN基鳍式高电子迁移率晶体管，其中栅介质层(5)采用SiN，厚度为5～10nm。

7.根据权利要求1所述的T栅N面GaN/AlGaN鳍式高电子迁移率晶体管，其中T型栅由栅颈和栅帽组成，栅颈的高度为40～90nm，栅颈的长度为200～500nm，栅帽的高度为100～300nm，栅帽的长度为300～600nm。

8.一种T栅N面GaN/AlGaN鳍式高电子迁移率晶体管的制作方法，包括如下步骤：

1)在C面SiC、a面蓝宝石或N面GaN单晶衬底上，利用分子束外延MBE或金属有机化合物化学气相淀积MOCVD生长1.5～3μm的N面GaN缓冲层；

2)在GaN缓冲层上先生长20nm厚的AlGaN，其Al组分从5％渐变到30％；再生长厚度为5～10nm的AlGaN，其Al组分为30％；

3)在AlGaN势垒层上生长厚度为20～30nm的N面GaN沟道层；

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

5)在GaN沟道层上表面的两端制作源、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势垒层和GaN沟道层表面生长栅介质层；

7)在栅介质层上光刻T型栅形状，并用电子束蒸发制备栅电极；

8)在半导体和电极表面利用等离子体增强化学气相淀积PECVD淀积钝化层，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所述的T栅N面GaN/AlGaN鳍式高电子迁移率晶体管的制作方法，其中鳍型GaN/AlGaN异质结的宽度是2～5μm。