[发明专利]一种氮化镓基HEMT射频器件及其制作方法

权利要求书

1.一种氮化镓基HEMT射频器件，所述器件包含从下至上层叠设置的半导体衬底、沟道层、势垒层；还包括相对设置在势垒层上方有源区处的源极和漏极，以及栅极，其特征在于，

于有源区处的源极与漏极之间栅极区域处的势垒层设置台阶状凹槽，所述栅极设置在势垒层台阶状凹槽上，所述栅极的高度大于势垒层的上表面，源极、漏极、栅极之间设置有介质层，台阶面沿着栅宽方向台阶面高度依次下降或上升，不同的台阶面的高度不同，即于有源区处的源极与漏极之间处的势垒层的表面沿着栅宽方向依次开设若干凹槽，若干凹槽的深度依次变深或依次变浅，凹槽深度取值范围为0至势垒层厚度，所述凹槽完全被栅极金属覆盖；形成沿着栅宽方向的栅极，栅极根部距沟道层的距离依次变长或变短，栅极厚度相同。

2.根据权利要求1所述的氮化镓基HEMT射频器件，其特征在于，

所述势垒层的厚度范围为3nm-50nm。

3.根据权利要求1所述的氮化镓基HEMT射频器件，其特征在于，

任意两个凹槽之间的深度差大于等于1nm。

4.根据权利要求1所述的氮化镓基HEMT射频器件，其特征在于，

所述源极与漏极之间栅极区域处的势垒层的表面沿着栅宽方向依次开设不少于两个凹槽。

5.根据权利要求1所述的氮化镓基HEMT射频器件，其特征在于，

所述栅极为T型栅结构。

6.根据权利要求1所述的氮化镓基HEMT射频器件，其特征在于

相邻台阶面之间连接有衔接面，所述衔接面为垂直面、或呈一定角度的坡面、或弧形面、或非规则形状的面。

7.一种氮化镓基HEMT射频器件的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，在半导体衬底上依次形成沟道层、势垒层；

步骤二，在势垒层上沉积介质层；

步骤三，刻蚀介质层，在势垒层上方的源极区域和漏极区域相应形成源极区域窗口、漏极区域窗口；

步骤四，在源极区域窗口、漏极区域窗口上形成欧姆接触金属，并高温退火形成源极和漏极；

步骤五，采用至少一次光刻蚀刻工艺在有源区处的源极与漏极之间栅极区域的势垒层形成台阶状凹槽；有源区处的势垒层台阶状凹槽至少包含两个台阶面，该台阶面沿着栅宽方向台阶面高度依次下降或依次上升，即不同的台阶面的高度不同；

步骤六，通过光刻工艺得到栅极区域窗口，在栅极区域窗口上形成肖特基接触金属，形成栅极；

凹槽深度取值范围为0至势垒层厚度，所述凹槽完全被栅极金属覆盖；形成沿着栅宽方向的栅极，栅极根部距沟道层的距离依次变长或变短，栅极厚度相同。

8.根据权利要求7所述的氮化镓基HEMT射频器件的制作方法，其特征在于，

所述栅极为T型栅结构，任意两个凹槽之间的深度差大于等于1nm。

9.根据权利要求7所述的氮化镓基HEMT射频器件的制作方法，其特征在于，

采用一次光刻蚀刻工艺在有源区处的源极与漏极之间栅极区域的势垒层形成台阶状凹槽，具体包括，

通过一次曝光显影的方式，在有源区处的源极与漏极之间栅极区域处的势垒层的表面沿着栅宽方向形成厚度依次递减或依次递增的光刻胶层；

通过一次干法刻蚀的方式，刻蚀在有源区处的源极与漏极之间处的势垒层形成依次下降或依次上升的台阶状凹槽。

10.根据权利要求7所述的氮化镓基HEMT射频器件的制作方法，其特征在于，

相邻台阶面之间连接有衔接面，所述衔接面为垂直面、或呈一定角度的坡面、或弧形面、或非规则形状的面。