[发明专利]高电子迁移率晶体管及其制造方法

权利要求书

1.一种高电子迁移率晶体管，所述高电子迁移率晶体管包括层叠设置的硅衬底、沟道层、势垒层和栅极，其特征在于，所述栅极包括设置在所述势垒层上的半导体栅极和设置在所述半导体栅极顶面上的金属栅极，所述金属栅极底面的边缘位于所述半导体栅极的顶面的边缘内部。

2.根据权利要求1所述的高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述高电子迁移率晶体管还包括绝缘间隔块，所述绝缘间隔块设置在所述半导体栅极的顶面上超出所述金属栅极的底面的部分上，所述绝缘间隔块的底面外边缘与所述半导体栅极的顶面边缘对齐。

3.根据权利要求2所述的高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述绝缘间隔块的材料选自硅的氧化物、硅的氮化物、氮化铝、三氧化二铝中的至少一者。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述高电子迁移率晶体管还包括设置在所述金属栅极顶面上的硬掩膜。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述沟道层的材料包括GaN，所述势垒层的材料包括AlGaN，所述半导体栅极的材料包括GaN。

6.根据权利要求1至3中任意一项所述的高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述高电子迁移率晶体管还包括覆盖所述栅极的钝化层以及设置在所述钝化层背离所述栅极的表面上的源极和漏极，所述源极通过贯穿所述钝化层的源极过孔与所述势垒层相连，所述漏极通过贯穿所述钝化层的漏极过孔与所述势垒层相连。

7.一种高电子迁移率晶体管的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：

提供硅衬底；

形成沟道层；

形成势垒层；

形成栅极，所述栅极包括设置在所述势垒层上的半导体栅极和设置在所述半导体栅极上的金属栅极，所述金属栅极底面的边缘位于所述半导体栅极的顶面的边缘内部。

8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，形成栅极的步骤包括：

形成半导体栅极材料层；

形成金属材料层；

对所述金属材料层进行构图，以获得所述金属栅极；

形成绝缘间隔块材料层；

对所述绝缘间隔块材料层进行构图，以获得环绕所述金属栅极的绝缘间隔块；

以所述金属栅极和所述绝缘间隔块为掩膜，对所述半导体材料层进行刻蚀，以获得所述半导体栅极，所述半导体栅极的顶面边缘与所述绝缘间隔块的底面外边缘对齐。

9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，对所述金属材料层进行构图，以获得所述金属栅极的步骤包括：

在所述金属材料层上形成硬掩膜，所述硬掩膜的形状与所述金属栅极的形状一致；

对形成有所述硬掩膜的金属材料层进行刻蚀，以获得所述金属栅极。

10.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，对所述金属材料层进行构图，以获得所述金属栅极的步骤还包括：

去除所述金属栅极顶面上的所述硬掩膜。

11.根据权利要求8至10中任意一项所述的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括在以所述金属栅极和所述绝缘间隔块为掩膜，对所述半导体材料层进行刻蚀，以获得所述半导体栅极的步骤之后进行的以下步骤：

去除所述绝缘间隔块。

12.根据权利要求7至10中任意一项所述的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括在形成栅极的步骤之后进行的：

形成钝化层；

形成贯穿所述钝化层的源极过孔和漏极过孔；

形成源极和漏极，所述源极通过所述源极过孔与所述势垒层相连，所述漏极通过所述漏极过孔与所述势垒层相连。