[发明专利]一种提高阈值电压稳定性及栅耐压的GaN HEMT器件及制备方法

权利要求书

1.一种提高阈值电压稳定性及栅耐压的GaN HEMT器件的制备方法，其特征在于，所述GaN HEMT器件的制备方法包括：

对衬底层(1)进行预处理；

在所述衬底层(1)上制备缓冲层(2)；

在所述缓冲层(2)上制备沟道层(3)；

在所述沟道层(3)上制备势垒层(4)；

在第一温度下，在所述势垒层(4)上制备第一钝化层(5)；

在所述势垒层(4)两端之上制备源极(61)和漏极(62)，且所述源极(61)和所述漏极(62)的侧部均与所述第一钝化层(5)的侧部相接触；

刻蚀掉中间部分的第一钝化层(5)，以暴露部分所述势垒层(4)，并在暴露的所述势垒层(4)上制备p型SnO层(7)，且所述p型SnO层(7)的两端的上部分位于所述第一钝化层(5)的部分上表面；

在所述p型SnO层(7)上制备覆盖所述p型SnO层(7)的掺杂预设元素的n型SnO₂层(8)，所述预设元素为Sb、Pd、Ce、F原子中的一种；

在第二温度下，利用ICPCVD工艺在剩余暴露的所述第一钝化层(5)和所述掺Sb的n型SnO₂层(8)上制备第二钝化层(9)，所述第二温度小于所述第一温度；

刻蚀掉中间部分的所述第二钝化层(9)，以暴露部分所述n型SnO₂层(8)，并在暴露的所述n型SnO₂层(8)上制备栅极(10)。

2.根据权利要求1所述的GaN HEMT器件的制备方法，其特征在于，所述对衬底层(1)进行预处理，包括：

利用丙酮、无水乙醇溶液和去离子水依次对衬底层(1)进行超声清洗，之后用氮气吹干，并在氢气氛围中对衬底层(1)进行热处理。

3.根据权利要求1所述的GaN HEMT器件的制备方法，其特征在于，所述在所述衬底层(1)上制备缓冲层(2)，包括：

在第一工艺条件下，利用MOCVD工艺在所述衬底层(1)上淀积所述缓冲层(2)；

所述在所述缓冲层(2)上制备沟道层(3)，包括：

在所述第一工艺条件下，利用MOCVD工艺在所述缓冲层(2)上制备所述沟道层(3)；

所述第一工艺条件为：所述MOCVD中的反应室压力为10-100Torr，Ga源流量为50-100μmol/min，氨气流量为3000-6000sccm，氢气流量为1000-2000sccm，温度为900℃。

4.根据权利要求1所述的GaN HEMT器件的制备方法，其特征在于，所述在所述沟道层(3)上制备势垒层(4)，包括：

在第二工艺条件下，利用MOCVD工艺在所述沟道层(3)上制备所述势垒层(4)；

所述第二工艺条件为：所述MOCVD中的反应室压力为10-100Torr，Al源流量为10-30μmol/min，Ga源流量为30-90μmol/min，氨气流量为3000-6000sccm，氢气流量为1000-2000sccm，温度为900℃。

5.根据权利要求1所述的GaN HEMT器件的制备方法，其特征在于，

所述在所述势垒层(4)上制备第一钝化层(5)，包括：

在第三工艺条件下，利用PECVD工艺在所述势垒层(4)上制备氮化硅材料的所述第一钝化层(5)；

所述第三工艺条件为：所述PECVD中的反应室压力为0.5-30Pa，第一温度为200-350℃，反应室中同时通入甲硅烷和一氧化二氮气体或者甲硅烷和氨气气体。

6.根据权利要求1所述的GaN HEMT器件的制备方法，其特征在于，所述在所述势垒层(4)两端之上制备源极(61)和漏极(62)，包括：

刻蚀掉两端的所述第一钝化层(5)，以暴露所述势垒层(4)两端的上表面；

经过光刻、显影操作，在所述第一钝化层(5)上制作制备所述源极(61)和所述漏极(62)的掩膜，之后采用电子束蒸发工艺在所述势垒层(4)两端的上表面淀积所述源极(61)和所述漏极(62)，并进行退火处理。