[发明专利]带反型隔离层结构的金属半导体场效应晶体管及制作方法

权利要求书

1.带反型隔离层结构的金属半导体场效应晶体管，包括半绝缘衬底、缓冲层、沟道层、反型隔离层、源极帽层、漏极帽层、源电极、漏电极和栅电极，其特征在于，所述半绝缘衬底之上依次形成缓冲层、沟道层；沟道层之上依次形成反型隔离层、源极帽层、漏极帽层；反型隔离层中形成一个与栅电极长度相等的凹槽，凹槽深至沟道层的上表面；源电极、漏电极分别形成于源极帽层、漏极帽层之上；栅电极形成于凹槽内的沟道层之上。

2.根据权利要求1所述的带反型隔离层结构的金属半导体场效应晶体管，其特征在于，所述反型隔离层的杂质类型与沟道层的杂质类型相反。

3.根据权利要求1所述的带反型隔离层结构的金属半导体场效应晶体管，其特征在于，反型隔离层的杂质浓度比沟道层的杂质浓度低2个数量级。

4.根据权利要求1所述的带反型隔离层结构的金属半导体场效应晶体管，其特征在于，所述半绝缘衬底、缓冲层、沟道层、反型隔离层、源极帽层、漏极帽层的材料均为半导体材料。

5.带反型隔离层结构的金属半导体场效应晶体管制作方法，包括如下步骤：

(1)衬底预处理

1a)依次使用丙酮、甲醇、去离子水对半绝缘衬底样片进行清洗；

1b)采用微电子工艺中的标准RCA清洗工艺去除样片表面的杂质和氧化层；

(2)生长缓冲层：采用金属氧化物化学气相淀积方法在半绝缘衬底样片正面生长同质P型的缓冲层，掺杂杂质采用硼；

(3)生长沟道层：采用金属氧化物化学气相淀积方法在缓冲层上生长同质N型的沟道层，掺杂杂质采用磷；

(4)生长反型隔离层：采用金属氧化物化学气相淀积方法在沟道层上生长同质P型的反型隔离层，厚度为0.05～0.15微米，掺杂杂质采用硼，掺杂浓度为3×10¹⁵cm^-3～7×10¹⁵cm^-3；

(5)形成源极、漏极帽层：采用高浓度磷离子注入的方法对反型隔离层两端对应于源电极和漏电极位置区域进行高浓度掺杂，形成源极帽层和漏极帽层；

(6)刻蚀栅下缓冲：采用电感耦合等离子体刻蚀的方法刻蚀反型隔离层对应于栅电极位置的部分，在反型隔离中形成一个凹槽，凹槽的宽度等于栅电极长度，凹槽的深度等于反型隔离层厚度；

(7)制作源、漏电极

7a)采用等离子溅射的方法在源极帽层和漏极帽层上制作源电极和漏电极，

7b)在900～1200℃的氮气氛围中进行3～10分钟的退火，形成欧姆接触；

(8)制作栅电极：采用电子束蒸发的方法在反型隔离层凹槽内的沟道层上制作栅电极，所述的栅电极是由镍/钛/金三层金属构成的多金属层结构，多层金属层的厚度为

6.根据权利要求5所述的带反型隔离层结构的金属半导体场效应晶体管制作方法，其特征在于步骤(2)所述的缓冲层厚度为0.4～0.6微米，掺杂浓度为4×10¹⁵cm^-3～6×10¹⁵cm^-3。

7.根据权利要求5所述的带反型隔离层结构的金属半导体场效应晶体管制作方法，其特征在于步骤(3)所述的沟道层厚度为0.2～0.3微米，掺杂浓度为1×10¹⁷cm^-3～3×10¹⁷cm^-3。

8.根据权利要求5所述的带反型隔离层结构的金属半导体场效应晶体管制作方法，其特征在于步骤(5)所述离子注入的注入能量为50eV，注入剂量为2×10¹⁸cm^-2。