[发明专利]带栅下缓冲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.带栅下缓冲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、源极帽层、漏极帽层、栅下缓冲层、源电极、漏电极和栅电极，其特征在于，所述半绝缘衬底之上形成缓冲层；缓冲层之上形成沟道层；沟道层之上形成源极帽层、漏极帽层和栅下缓冲层，栅下缓冲层位于源极帽层和漏极帽层之间，在沟道层之上形成一个凸起的平台；源极帽层之上形成源电极；漏极帽层之上形成漏电极；栅下缓冲层的平台之上形成栅电极，栅下缓冲层被夹置于沟道层与栅电极中间。

2.根据权利要求1所述的带栅下缓冲层结构的金属半导体场效应晶体管，其特征在于，所述栅电极的长度与栅下缓冲层的长度相等。

3.根据权利要求1所述的带栅下缓冲层结构的金属半导体场效应晶体管，其特征在于，所述栅下缓冲层中的杂质类型与沟道层中的杂质类型相同。

4.根据权利要求1所述的带栅下缓冲层结构的金属半导体场效应晶体管，其特征在于，所述栅下缓冲层的掺杂浓度低于沟道层的掺杂浓度。

5.根据权利要求1所述的带栅下缓冲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、源极帽层、漏极帽层和栅下缓冲层的材料均为半导体材料。

6.带栅下缓冲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，缓冲层厚度为0.35～0.6微米，掺杂杂质采用硼，掺杂浓度为4～6×10¹⁵cm^-3；

(3)生长沟道层：采用金属氧化物化学气相淀积方法在P型缓冲层上生长同质N型的沟道层厚度为0.25～0.35微米，掺杂杂质采用磷，掺杂浓度为1.5～3.5×10¹⁷cm^-3；

(4)生长栅下缓冲层：采用金属氧化物化学气相淀积方法在沟道层上生长同质N型的栅下缓冲层，厚度为0.1～0.2微米，掺杂杂质采用磷，掺杂浓度为1×10¹⁶cm^-3～1×10¹⁷cm^-3。；

(5)形成源极、漏极帽层：采用高浓度磷离子注入的方法对栅下缓冲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掉栅下缓冲层位于栅源之间和栅漏之间的部分，在沟道层上形成一凸起的平台，该平台的长度等于栅电极的长度；

(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栅下缓冲层上制作栅电极，所述的栅电极是由钛/铂/金三层金属构成的多金属层结构，多层金属层的厚度为

7.根据权利要求6所述的带栅下缓冲层结构的金属半导体场效应晶体管制作方法，其中步骤(4)所述的栅下缓冲层，其掺杂杂质采用的是与沟道层相同的杂质，掺杂浓度低于沟道层的掺杂浓度，其厚度小于沟道层的厚度；

8.根据权利要求6所述的带栅下缓冲层结构的金属半导体场效应晶体管制作方法，其中步骤(5)所述的离子注入的能量为20KeV。