[发明专利]一种增强型氮化镓高电子迁移率晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种增强型氮化镓高电子迁移率晶体管，其特征在于，包括：晶圆(1)，设置在所述晶圆(1)上的源电极(2)和漏电极(3)，设置在所述晶圆(1)上且位于所述源电极(2)和所述漏电极(3)之间的栅电极(4)；其中，

所述晶圆(1)包括氮化镓外延结构；

所述晶圆(1)内设有一长方形非晶材料区域(5)，所述非晶材料区域(5)位于所述栅电极(4)下面的势垒层中；其中，所述非晶材料区域(5)是通过对所述晶圆(1)进行离子注入形成的。

2.根据权利要求1所述的增强型氮化镓高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述非晶材料区域(5)的宽度与所述栅电极(4)的栅脚宽度相同。

3.根据权利要求1所述的增强型氮化镓高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述非晶材料区域(5)注入的离子为氮离子、氩离子、氪离子或氙离子。

4.根据权利要求1所述的增强型氮化镓高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述晶圆(1)自下而上依次包括衬底(11)、三族氮化物复合缓冲区(12)、沟道层(13)以及复合势垒区(14)，其中，所述非晶材料区域(5)起始于所述复合势垒区(14)的上表面，且距离所述复合势垒区(14)下表面的距离为1-8nm。

5.根据权利要求4所述的增强型氮化镓高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述衬底(11)为高阻硅，其中，所述高阻硅的电阻率为1000-30000Ω·cm，晶向为(111)；

或为半绝缘碳化硅，或为半绝缘蓝宝石，或为半绝缘金刚石，或为半绝缘氮化铝。

6.根据权利要求4所述的增强型氮化镓高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述三族氮化物复合缓冲区(12)自下而上依次包括成核区(21)、过渡区(22)和核心缓冲区(23)；其中，

所述成核区(21)的材料为氮化铝，厚度为50-300nm；

所述过渡区(22)的材料为多层不同组分的铝镓氮过渡层，或氮化铝/氮化镓超晶格层，且所述过渡区(22)的厚度为0.5-1.5μm；

所述的核心缓冲区(23)的材料为氮化镓，或铝镓氮，或氮化铝，厚度为0.5-10μm。

7.根据权利要求4所述的增强型氮化镓高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述沟道层(13)的材料为氮化镓，或铟镓氮，或铝镓氮，厚度为10-500nm。

8.根据权利要求4所述的增强型氮化镓高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述复合势垒区(14)包括核心势垒层(26)；或所述复合势垒区(14)包括核心势垒层(26)和隔离层(27)；或所述复合势垒区(14)包括核心势垒层(26)和帽层(28)；或所述复合势垒区(14)包括核心势垒层(26)、隔离层(27)以及帽层(28)；其中，

所述隔离层(27)位于所述沟道层(13)之上，且所述隔离层(27)的材料为氮化铝，厚度为0.1-2nm；

所述核心势垒层(26)位于所述隔离层(27)之上，且所述核心势垒层(26)的材料为铝镓氮，其中铝的组分为0.2-0.4，厚度为5-40nm；或为铟铝氮，其中铟的组分为0.1-0.2，厚度为5-40nm；

所述帽层(28)位于所述核心势垒层(26)之上，且所述帽层(28)的材料为氮化镓，厚度为0.5-3nm；或者为氮化硅，厚度为0.5-3nm。

9.根据权利要求1所述的增强型氮化镓高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述栅电极(4)为T型结构。

10.一种增强型氮化镓高电子迁移率晶体管的制备方法，其特征在于，包括：

制作包括氮化镓外延结构的晶圆；

在所述晶圆上制作源电极和漏电极；

在整个样品表面淀积介质层；

光刻所述介质层以形成一长方形离子待注入窗口；

通过所述离子待注入窗口对所述晶圆进行离子注入，以在所述晶圆中的势垒层内形成非晶区域；

去除所述介质层，并在所述非晶区域上制作栅电极，以完成器件的制作。