[发明专利]一种基于GaN异质结材料的Fin-HEMT器件及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种半导体器件，特别涉及一种基于GaN异质结材料的Fin-HEMT器件 及其制备方法。

【背景技术】

GaN基材料作为第三代半导体材料，由于其突出的材料特性，已成为现代国际上研 究的热点。GaN材料特有的异质结极化效应以及GaN材料的高电子饱和速度，使得GaN基HEMT 器件成为良好的微波功率器件。而随着无线通信市场的快速发展以及传统军事应用的持续 发展，微波器件在人类生活及工作的许多方面扮演着重要的角色。

GaN基HEMT器件的常规结构如图1所示，包括衬底1’、衬底1’上自下而上依次为GaN 缓冲层3’和势垒层5’，在所述势垒层5’上为源漏电极7’和栅电极9’，源漏电极为两个分别 在栅电极的两侧，所述势垒层为AlGaN或其他化合物材料，在源漏电极和栅电极之间的势垒 层上还有钝化层。所述GaN缓冲层和势垒层形成异质结结构，在该异质结结构上，由于压电 极化和自发极化效应，会在势垒层和缓冲层的交接处，较靠近缓冲层的位置，形成一层带负 电的二维电子气，由于能带的关系，二维电子气具有一定限域性。因此，当源漏电极存在电 压差时，电子就会在该二维平面上根据电势方向移动，形成电流。同时，通过栅电极施加一 定负电压，能够耗尽电子，获得器件的开关控制。

应用于微波功率放大器的GaN基HEMT器件，栅电极结构通常为T型，如图2所示，与 势垒层接触的栅长较小，以保证具有较高的微波截止频率f_T(或称电流截止频率)，同时栅 沿电流传导方向的截面积较大，以保证具有较小的栅极分布寄生电阻，从而提高最大振荡 频率f_MAX(或称增益截止频率)。而f_MAX相较于f_T更具有实际应用价值，更能够决定器件的实 际最高工作频率。因此T型栅结构能获得均衡的f_T和f_MAX值，获得更好的器件的整体工作性 能。

fmax≈ft2(Ri+Rs+Rg)/Rds+(2πfT)RgCgd---(1)]]>

ft=gm2πCg---(2)]]>