[发明专利]一种GaN HEMT器件及制备方法

权利要求书

1.一种GaN HEMT器件，其特征在于，包括衬底，所述衬底的上表面由下至上依次设有GaN外延层和栅介质层，还包括栅极、源电极和漏电极；

所述栅极、源电极和漏电极贯穿所述栅介质层与所述GaN外延层接触；

所述栅介质层包括不同性质的第一栅介质层和第二栅介质层；

所述第一栅介质层上开设有贯穿所述第一栅介质层的第一栅槽，第二栅介质层上开设有贯穿所述第二栅介质层的第二栅槽；

所述第一栅槽侧壁倾角小于所述第二栅槽侧壁倾角；

所述栅极包括填充满所述第一栅槽和第二栅槽的栅金属，以及设置于所述第二介质层上表面且覆盖所述第二栅槽的栅帽；

所述源电极和漏电极位于所述栅极两侧。

2.根据权利要求1所述的GaN HEMT器件，其特征在于，所述第一栅介质层厚度为50nm-100nm；所述第二栅介质层厚度为100nm-200nm。

3.根据权利要求1所述的GaN HEMT器件，其特征在于，所述第一栅槽侧壁倾角为40°-60°。

4.根据权利要求1所述的GaN HEMT器件，其特征在于，所述第二栅槽侧壁倾角为60°-80°。

5.根据权利要求1至4任一项所述的GaN HEMT器件，其特征在于，还包括用于保护所述栅极、源电极、漏电极和第二栅介质层的保护层。

6.一种GaN HEMT器件的制备方法，其特征在于，包括步骤：

选用半导体材料作为衬底，在所述衬底上表面形成GaN外延层；

在所述GaN外延层上表面形成第一栅介质层，在所述第一栅介质层上表面形成第二栅介质层；

在所述第二栅介质层上表面有源区以外区域采用离子注入工艺进行隔离；其中，所述有源区包括源电极区、漏电极区和栅极区；

在所述第二栅介质层上有源区以外的区域形成贯穿所述第二栅介质层的第二栅槽，在所述第一栅介质层上形成贯穿所述第一栅介质层的第一栅槽；其中，所述第一栅槽与第二栅槽位置对应；

通过真空蒸发工艺在所述第一栅槽和第二栅槽区域形成栅极；其中，所述栅极包括填充满所述第一栅槽和第二栅槽的栅金属，和在所述第二栅介质层上表面覆盖所述第二栅槽的栅帽；

在所述栅极两侧的源电极区和漏电极区形成源电极和漏电极。

7.根据权利要求6所述的GaN HEMT器件制备方法，其特征在于，在所述GaN外延层上表面形成第一栅介质层，在所述第一栅介质层上表面形成第二栅介质层，包括：

在所述GaN外延层上表面通过高密度等离子体化学气相沉积工艺制备厚度为50nm-100nm的SiN第一栅介质层；

在所述第一栅介质层上表面通过等离子体增强化学气相沉积工艺制备厚度为100nm-200nm的SiN第二栅介质层。

8.根据权利要求6所述的GaN HEMT器件制备方法，其特征在于，依次在所述第二栅介质层上形成贯穿所述第二栅介质层的第二栅槽，在所述第一栅介质层上形成贯穿所述第一栅介质层的第一栅槽，包括：

通过光刻工艺在所述第二栅介质层上表面覆盖第一光刻胶层，并通过曝光、显影在所述第一光刻胶层得到栅槽区域；

通过电感耦合等离子体工艺依次刻蚀所述第二栅介质层和第一栅介质层，得到贯穿第二栅介质层的第二栅槽和贯穿第一栅介质层的第一栅槽；其中，第二栅介质层与光刻胶刻蚀选择比为2:1-3:1，第一栅介质层与光刻胶刻蚀选择比为1:1-1.5:1；

去除所述第一光刻胶层。

9.根据权利要求6所述的GaN HEMT器件制备方法，其特征在于，在所述栅极两侧的源电极区和漏电极区形成源电极和漏电极，包括：

通过光刻工艺在所述第二栅介质层上表面覆盖第二光刻胶层，并通过刻蚀工艺在所述栅极两侧的源电极区和漏电极区形成源电极窗口和漏电极窗口；

通过真空蒸发工艺在所述源电极窗口和漏电极窗口形成源电极和漏电极；

剥离源漏电极以外的金属，去除所述第二光刻胶层。

10.根据权利要求6-9任一项所述的GaN HEMT器件制备方法，其特征在于，还包括步骤：

在器件上表面通过淀积工艺形成用于保护所述栅极、源电极、漏电极和第二栅介质层的保护层。