[发明专利]一种高线性度氮化镓射频器件及其制作方法

权利要求书

1.一种高线性度氮化镓射频器件，其特征在于，

包含从下至上依次层叠设置的衬底、缓冲层、沟道层、势垒层，所述沟道层与势垒层构成异质结；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，

设置于有源区处的源极与漏极之间栅极区域处的势垒层排列有M个离子注入区，沿着栅宽方向M个离子注入区从势垒层的上表面至沟道层方向上的离子注入深度不规则排列；

M个离子注入区包含N种离子注入深度，其中M≥N且M为大于等于3的正整数，N为大于等于3的正整数；

M个离子注入区的注入离子为氟离子、硼离子、氢离子或氦离子。

2.根据权利要求1所述的高线性度氮化镓射频器件，其特征在于，

所述M个离子注入区沿着栅宽方向均匀排列，所述离子注入区的形状为矩形。

3.根据权利要求1所述的高线性度氮化镓射频器件，其特征在于，

所述势垒层的厚度范围为3nm-50nm，相邻离子注入区的离子注入深度差大于等于1nm，所述离子注入区的离子注入深度范围为0nm-50nm。

4.根据权利要求1所述的高线性度氮化镓射频器件，其特征在于，

所述离子注入区在栅长方向的尺寸小于等于栅极在栅长方向的尺寸。

5.一种高线性度氮化镓射频器件的制作方法，其特征在于，

步骤一，在半导体衬底上依次形成缓冲层、沟道层、势垒层；

步骤二，在势垒层上沉积介质层，再刻蚀介质层，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；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；

步骤三，通过若干次光刻工艺，并进行N或(N-1)次离子注入，依次在有源区处的源极与漏极之间栅极区域的势垒层形成沿着栅宽方向M个离子注入区，M个离子注入区从势垒层的上表面至沟道层方向上的离子注入深度不同；沿着栅宽方向M个离子注入区的离子注入深度不规则排列；

M个离子注入区包含N种离子注入深度，其中M≥N且M为大于等于3的正整数，N为大于等于3的正整数；

M个离子注入区的注入离子为氟离子、硼离子、氢离子或氦离子；

步骤四，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。

6.根据权利要求5所述的高线性度氮化镓射频器件的制作方法，其特征在于，

步骤三，N或(N-1)次离子注入的注入剂量相同，注入能量不同；

注入能量范围为0.1KeV～100KeV，注入剂量范围为1×10¹⁰cm^-2～1×10¹⁵cm^-2。

7.一种高线性度氮化镓射频器件的制作方法，其特征在于，

步骤一，在半导体衬底上依次形成缓冲层、沟道层、势垒层；

步骤二，在势垒层上沉积介质层，再刻蚀介质层，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；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；

步骤三，在势垒层上方涂覆一层光刻胶层；

步骤四，采用一次或若干次光刻工艺在有源区处的源极与漏极之间栅极区域的势垒层上方形成凹槽深度不规则排列的凹槽状光刻胶层；有源区处的势垒层上方的凹槽状光刻胶层形成三种以上的凹槽深度，沿着栅宽方向凹槽深度不规则排列，即沿着栅宽方向在势垒层表面上形成厚度不规则的光刻胶层；

步骤五，进行一次离子注入，离子注入的注入离子为氟离子、硼离子、氢离子或氦离子；其中，在凹槽状光刻胶层的厚度小于等于离子注入区外的光刻胶层的厚度；

步骤六，去除凹槽状光刻胶层，形成沿着栅宽方向M个离子注入区从势垒层的上表面至沟道层方向上的离子深度不规则排列；其中，M为大于等于3的正整数；

步骤七，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。