[发明专利]基于Metal/Insulator/AlGaN/GaN叠层MIS结构的负微分电阻器件及制备方法在审
| 申请号： | 201510072456.3 | 申请日： | 2015-02-11 |
| 公开（公告）号： | CN104599975A | 公开（公告）日： | 2015-05-06 |
| 发明（设计）人： | 程新红;沈玲燕;王中健;夏超;曹铎;郑理;王谦;俞跃辉 | 申请（专利权）人： | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 |
| 主分类号： | H01L21/339 | 分类号： | H01L21/339;H01L29/762;H01L29/06 |
| 代理公司： | 上海光华专利事务所 31219 | 代理人： | 余明伟 |
| 地址： | 200050 *** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 基于 metal insulator algan gan mis 结构 微分 电阻 器件 制备 方法 | ||
1.一种基于Metal/Insulator/AlGaN/GaN叠层MIS结构的负微分电阻器件的制备方法，其特征在于，包括步骤：
1)提供一包括依次层叠的衬底、GaN层及AlGaN层的基片；
2)于基片的AlGaN层上形成掩膜层，并刻蚀去除非器件区域的掩膜层、AlGaN、及GaN层形成AlGaN/GaN异质结平台；
3)于所述AlGaN/GaN异质结平台外围形成退火后与二维电子气接触的欧姆接触电极；
4)于所述AlGaN/GaN异质结平台表面形成绝缘层；
5)于所述绝缘层表面形成栅金属层；
6)于器件表面形成表面钝化层；
7)去除栅金属层及欧姆接触电极表面的钝化层，露出栅金属层及欧姆接触电极。
2.根据权利要求1所述的基于Metal/Insulator/AlGaN/GaN叠层MIS结构的负微分电阻器件的制备方法，其特征在于：所述基片中的GaN层及AlGaN层之间形成有AlGaN/GaN异质结结构，异质结界面处存在二维电子气，所述AlGaN层的厚度为15～30nm。
3.根据权利要求1所述的基于Metal/Insulator/AlGaN/GaN叠层MIS结构的负微分电阻器件的制备方法，其特征在于：步骤1)还包括对所述基片进行清洗的步骤。
4.根据权利要求1所述的基于Metal/Insulator/AlGaN/GaN叠层MIS结构的负微分电阻器件的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述AlGaN/GaN异质结平台为圆台。
5.根据权利要求1所述的基于Metal/Insulator/AlGaN/GaN叠层MIS结构的负微分电阻器件的制备方法，其特征在于：步骤3)中，采用电子束蒸发工艺及lift-off工艺制作所述欧姆接触电极。
6.根据权利要求1所述的基于Metal/Insulator/AlGaN/GaN叠层MIS结构的负微分电阻器件的制备方法，其特征在于：所述欧姆接触电极包括依次层叠的Ti层、Al层、Ti层及Au层，所述Ti层的厚度为15～25nm，所述Al层的厚度为75～125nm，所述Ti层的厚度为40～60nm，所述Au层的厚度为75～125nm，所述退火为于800～900℃下，N2气氛中退火15～45s。
7.根据权利要求1所述的基于Metal/Insulator/AlGaN/GaN叠层MIS结构的负微分电阻器件的制备方法，其特征在于：步骤4)中，采用等离子增强原子层沉积高k介质层作为绝缘层，所述高k介质层的厚度为10～20nm。
8.根据权利要求1所述的基于Metal/Insulator/AlGaN/GaN叠层MIS结构的负微分电阻器件的制备方法，其特征在于：采用电子束蒸发工艺及lift-off工艺制备所述栅金属层。
9.一种基于Metal/Insulator/AlGaN/GaN叠层MIS结构的负微分电阻器件，其特征在于，包括：
衬底；
AlGaN/GaN异质结平台，位于所述衬底之上；
欧姆接触电极，位于所述AlGaN/GaN异质结平台外围，与AlGaN/GaN界面的二维电子气接触；
绝缘层，位于所述AlGaN/GaN异质结平台之上；
栅金属层，位于所述绝缘层之上；
钝化层，覆盖于器件表面，并于所述欧姆接触电极及栅金属层对应位置具有开孔。
10.根据权利要求9所述的基于Metal/Insulator/AlGaN/GaN叠层MIS结构的负微分电阻器件，其特征在于：所述基片中的GaN层及AlGaN层之间形成有AlGaN/GaN异质结结构，异质结界面处存在二维电子气，所述AlGaN层的厚度为15～30nm。
11.根据权利要求9所述的基于Metal/Insulator/AlGaN/GaN叠层MIS结构的负微分电阻器件，其特征在于：所述AlGaN/GaN异质结平台为圆台，所述AlGaN/GaN异质结平台的半径为150～250μm，高度为300～400nm。
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