[发明专利]基于金刚石钝化结构的高效散热氮化镓晶体管及其制造方法

权利要求书

1.一种基于金刚石钝化结构的高效散热氮化镓晶体管，其特征在于，该结构设计自上而下依次包括金刚石钝化层、栅源漏功能层、势垒层、缓冲层及衬底；所述的金刚石钝化层为多层结构，包含势垒保护层、种子层和导热层。

2.根据权利要求1所述的基于金刚石钝化结构的高效散热氮化镓晶体管，其特征在于，势垒保护层材料为厚度10-30纳米的SiN或AlN介质，种子层材料为厚度10-50纳米的碳基介质，导热层为厚度400-600纳米的金刚石介质。

3.根据权利要求2所述的基于金刚石钝化结构的高效散热氮化镓晶体管，其特征在于，所述金刚石钝化层采用分步生长过程，首先生长势垒保护层介质、再生长种子层材料、最后生长导热层材料。

4.根据权利要求2所述的基于金刚石钝化结构的高效散热氮化镓晶体管，其特征在于，所述衬底为Si、蓝宝石或SiC材料。

5.根据权利要求2所述的基于金刚石钝化结构的高效散热氮化镓晶体管，其特征在于，所述缓冲层为GaN材料。

6.根据权利要求2所述的基于金刚石钝化结构的高效散热氮化镓晶体管，其特征在于，所述势垒层为AlGaN材料。

7.一种如权利要求1-6任一项所述基于金刚石钝化结构的高效散热氮化镓晶体管的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)源漏功能区制备：进行源和漏的功能区的生长；

2)金刚石钝化制备：先采用CVD工艺进行势垒保护层的生长，势保护层厚度在10-30纳米，材料为SiN或AlN介质；其次进行种子层生长，种子层厚度为厚度10-50纳米的碳基介质；最后采用CVD技术进行金刚石导热层生长，导热层厚度在400-600纳米，生长温度不高于750℃；

3)栅区金刚石刻蚀：进行金刚石钝化层的刻蚀，实现氮化镓功能层栅区的制备；

4)栅金属生长：采用栅工艺生长，进行氮化镓功能层栅金属的制备，栅金属厚度比金刚石钝化层厚度大50-100纳米；

5)源漏区金刚石刻蚀：进行金刚石钝化层的刻蚀，实现氮化镓功能层源漏加厚互连区的制备；

6)源漏功能区互连制备：采用金蒸发生长工艺进行源和漏功能区的加厚互连，源漏总厚度金刚石钝化层厚度大50-100纳米；完成基于金刚石钝化结构的高效散热氮化镓晶体管制造。

8.根据权利要求7所述基于金刚石钝化结构的高效散热氮化镓晶体管的制造方法，其特征在于，步骤3)和步骤5)中采用光刻和ICP工艺进行金刚石钝化层的刻蚀。