[发明专利]一种基于栅结构的增强型AlGaN/GaNHEMT器件结构及其制作方法

权利要求书

1.一种基于Γ栅结构的增强型AlGaN/GaNHEMT器件结构，其特征在于，从下往上依次包括衬底、GaN缓冲层、AlN隔离层、GaN沟道层、AlGaN本征层、AlGaN掺杂层，所述AlGaN掺杂层上间隔设有源极、有机绝缘层和漏极，所述有机绝缘层上依次设有ITO栅电极，和high-k介质层，所述high-k介质上设有ITO栅电极，上述结构的顶层还间隔淀积有钝化层。

2.根据权利要求1所述的基于Γ栅结构的增强型AlGaN/GaNHEMT器件结构，其特征在于，所述衬底材料为蓝宝石、碳化硅、GaN或MgO。

3.根据权利要求1所述的基于Γ栅结构的增强型AlGaN/GaNHEMT器件结构，其特征在于，所述AlGaN掺杂层中Al的组分含量在0～1之间，Ga的组分含量与Al的组分含量之和为1。

4.根据权利要求1所述的基于Γ栅结构的增强型AlGaN/GaNHEMT器件结构，其特征在于，所述有机绝缘层为PTFE层。

5.根据权利要求1所述的基于Γ栅结构的增强型AlGaN/GaNHEMT器件结构，其特征在于，所述high-k介质为Al₂O₃和HfO₂中的一种。

6.根据权利要求1所述的基于Γ栅结构的增强型AlGaN/GaNHEMT器件结构，其特征在于，所述钝化层中包括Si3N4、Al2O3、HfO2和HfSiO中的一种或多种。

7.一种基于Γ栅结构的增强型AlGaN/GaNHEMT器件结构的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)对外延生长的AlGaN/GaN材料进行有机清洗，用流动的去离子水清洗并放入HCl:H₂O＝1:1的溶液中进行腐蚀30～60s，最后用流动的去离子水清洗并用高纯氮气吹干；

(2)对清洗干净的AlGaN/GaN材料进行光刻和干法刻蚀，形成有源区台面；

(3)对制备好台面的AlGaN/GaN材料进行光刻，形成源漏区，放入电子束蒸发台中淀积欧姆接触金属Ti/Al/Ni/Au＝20/120/45/50nm并进行剥离,最后在氮气环境中进行850℃，35s的快速热退火，形成欧姆接触；

(4)对完成合金的器件进行光刻，形成栅极金属区域，然后放入氧等离子处理室中对AlGaN表面进行轻度氧化处理，然后放入电子束蒸发台中：反应室真空抽至4.0*10^-3帕，缓慢加电压使控制PTFE蒸发速率为0.1nm/s,淀积5～10nm厚的PTFE薄膜，然后再蒸发10nm厚的ITO层，再淀积20～30nm的Al₂O₃，再蒸发200nm的ITO栅电极；

(5)将淀积好的器件放入丙酮溶液中浸泡30～60min，进行超声剥离，形成浮栅电极结构；

(6)将完成栅极制备的器件放入PECVD反应室淀积SiN钝化膜；

(7)将器件再次进行清洗、光刻显影，形成SiN薄膜的刻蚀区，并放入ICP干法刻蚀反应室中，将源极、漏极上面覆盖的SiN薄膜刻蚀掉；

(8)将器件进行清洗、光刻显影，并放入电子束蒸发台中淀积Ti/Au＝20/200nm的加厚电极，完成整体器件的制备。

8.根据权利要求7所述的一种基于Γ栅结构的增强型AlGaN/GaNHEMT器件结构的制作方法，其特征在于，所述步骤(6)中的工艺条件为：SiH₄的流量为40sccm，NH₃的流量为10sccm，反应室压力为1～2Pa,射频功率为40W，淀积200nm～300nm厚的SiN钝化膜。

9.根据权利要求6所述的一种基于Γ栅结构的增强型AlGaN/GaNHEMT器件结构的制作方法，其特征在于，所述步骤(7)中的工艺条件为：上电极功率为200W，下电极功率为20W，反应室压力为1.5Pa，CF₄的流量为20sccm,Ar气的流量为10sccm，刻蚀时间为10min。