[发明专利]一种高电子迁移率晶体管及其制作方法

权利要求书

1.一种高电子迁移率晶体管的制作方法，其特征在于，

在半导体衬底上依次形成缓冲层、沟道层、势垒层、GaN层；

刻蚀GaN层，保留栅极区域的GaN层，在势垒层上的源极区域和漏极区域相应形成源极窗口、漏极窗口；在源极窗口、漏极窗口上形成欧姆接触金属，形成源极和漏极；

通过若干次光刻、离子注入工艺依次在有源区处的源极与漏极之间栅极区域的GaN层形成沿着栅宽方向排列的M个P型掺杂区，M个P型掺杂区包含N种不同的P型掺杂浓度；沿着栅宽方向M个P型掺杂区的P型掺杂浓度不规则排列；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；

在M个P型掺杂区上形成栅极。

2.根据权利要求1所述的高电子迁移率晶体管的制作方法，其特征在于，

通过若干次光刻、离子注入工艺中，若干次离子注入的注入剂量不相同，注入能量相同；

离子注入的注入离子包含镁离子、锌离子或铁离子中的任意一种，注入能量范围为0.1KeV～100KeV，注入剂量范围为1×10¹⁰cm^-2～1×10¹⁵cm^-2；

若干次光刻、离子注入工艺的次数范围为大于等于2且小于等于N。

3.一种高电子迁移率晶体管的制作方法，其特征在于，

在半导体衬底上依次形成缓冲层、沟道层、势垒层、GaN层；

刻蚀GaN层，保留栅极区域的GaN层，在势垒层上方的源极区域和漏极区域相应形成源极窗口、漏极窗口；在源极窗口、漏极窗口上形成欧姆接触金属，形成源极和漏极；

在GaN层上方涂覆一层光刻胶层；

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GaN层上形成凹槽深度不规则排列的凹槽状光刻胶层；有源区栅极区域处的GaN层上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GaN层表面上的栅极区域形成厚度不规则的光刻胶层；

进行一次离子注入，离子注入的注入离子包含镁离子、锌离子或铁离子中的任意一种；在GaN层中形成M个P型掺杂区，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；

其中，凹槽状光刻胶层的厚度小于等于P型掺杂区外的光刻胶层的厚度；

去除凹槽状光刻胶层，形成沿着栅宽方向M个P型掺杂区的掺杂浓度不规则排列，M个P型掺杂区包含N种不同的P型掺杂浓度；

在M个P型掺杂区上形成栅极。

4.根据权利要求3所述的高电子迁移率晶体管的制作方法，其特征在于，

在GaN层上方涂覆的光刻胶层厚度范围为0.1μm～1μm；一次离子注入的注入能量范围为0.1KeV～100KeV，注入剂量范围为1×10¹⁰cm^-2～1×10¹⁵cm^-2。

5.一种高电子迁移率晶体管的制作方法，其特征在于，

在半导体衬底上依次形成缓冲层、沟道层、势垒层、P型氮化物层，P型氮化物层的P型掺杂浓度范围为1×10¹⁰cm^-3～1×10¹⁵cm^-3；

刻蚀P型氮化物层，保留栅极区域的P型氮化物层；在势垒层上的源极区域和漏极区域相应形成源极窗口、漏极窗口；在源极窗口、漏极窗口上形成欧姆接触金属，形成源极和漏极；

通过若干次光刻、氢离子注入工艺依次在有源区处的源极与漏极之间栅极区域的P型氮化物层形成沿着栅宽方向的M个P型掺杂区，M个P型掺杂区包含N种不同的P型掺杂浓度；沿着栅宽方向M个P型掺杂区的P型掺杂浓度不规则排列；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；氢离子注入工艺的注入离子为氢离子；氢离子注入工艺的注入能量范围为0.1KeV～100KeV，注入剂量范围为1×10¹⁰cm^-2～1×10¹⁵cm^-2；

在M个P型掺杂区上形成栅极。