[发明专利]一种GaN异质结场效应晶体管芯片及其制备方法

权利要求书

1.一种GaN异质结场效应晶体管芯片，包括：

衬底(1)；

位于所述衬底(1)上的缓冲层；

位于所述缓冲层上主要由第一半导体层与第二半导体层组成的异质结构；

位于所述异质结构上的源极(9)及漏极(10)；以及

位于所述异质结构上所述源极(9)与所述漏极(10)之间的栅极(6)；其特征在于，

所述栅极(6)位于所述第二半导体层上，所述栅极(6)所在区域的所述第二半导体层厚度小于所述第二半导体层上其余任意区域的厚度。

2.如权利要求1所述的晶体管芯片，其特征在于，还包括pGaN层(5)，其位于所述栅极(6)与所述第二半导体层之间。

3.如权利要求1所述的晶体管芯片，其特征在于，所述第一半导体层包括GaN层(3)，所述第二半导体层包括AlGaN层(4)。

4.如权利要求1所述的晶体管芯片，其特征在于，所述栅极(6)所在区域的所述第二半导体层厚度为5nm～30nm。

5.如权利要求1所述的晶体管芯片，其特征在于，所述源极(9)与所述漏极(10)位于所述第二半导体层上。

6.如权利要求1所述的晶体管芯片，其特征在于，所述缓冲层包括AlN层(2)。

7.一种如权利要求1-6中任一项所述晶体管芯片的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)在衬底(1)的晶圆上依次外延生长缓冲层及异质结构形成外延片；

2)在步骤1)所得外延片，通过刻蚀工艺将栅极(6)所在区域的第二半导体层减薄；

3)通过涂布、溅射、刻蚀形成栅极(6)；

4)进行表面钝化处理；

5)通过涂布、溅射、刻蚀形成欧姆接触的源极(9)和漏极(10)；

6)进行快速退火RTP工艺。

8.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，步骤4)包括：对晶圆表面进行钝化处理，形成二氧化硅(SiO2)保护层(7)；涂布光刻胶，曝光欧姆金属区域后，通过刻蚀二氧化硅保护层(7)，以预留欧姆接触的表面位置。

9.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，步骤3)包括：

外延片表面进行p型掺杂氮化镓的pGaN层(5)的外延生长；

对pGaN层(5)表面涂布光刻胶，曝光pGaN栅极区域及进行刻蚀以形成p型栅极；

曝光pGaN栅极区域和溅射Ti/TiN金属层。涂光刻胶，曝光栅极金属区域后进行刻蚀Ti/TiN金属层形成金属栅极(6)。

10.如权利要求8所述的制造方法，其特征在于，步骤5)包括：

涂布光刻胶，曝光源极和漏极欧姆接触图形区域和显影，溅射欧姆接触金属；

涂布光刻胶，再次曝光欧姆金属区域和显影，刻蚀金属形成金属源极(9)和金属漏极(10)；

其中，欧姆接触金属包括Ti/TiN或Ti/Al/Ni/Au。