[发明专利]多沟道侧栅结构的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管

权利要求书

1.一种多沟道侧栅结构的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管，自下而上依次包括衬底(1)、第一层AlGaN/GaN异质结(2)、SiN钝化层(4)和源、漏、栅电极，源电极和漏电极分别位于SiN钝化层两侧的顶层AlGaN势垒层上，其特征在于：

第一层AlGaN/GaN异质结(2)与SiN钝化层(4)之间设有GaN层和AlGaN势垒层，形成第二层AlGaN/GaN异质结(3)；

栅电极覆盖在SiN钝化层(4)的顶部和SiN钝化层(4)、第一层异质结(2)、第二层异质结(3)的两个侧壁，SiN钝化层(4)的厚度为50～100nm；

所述第一层AlGaN/GaN异质结(2)中AlGaN势垒层厚度与第二层AlGaN/GaN异质结(3)中的AlGaN势垒层厚度均为15～25nm，其Al组份为25～35％。

2.根据权利要求1所述的多沟道侧栅结构的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管，其特征在于：衬底(1)为蓝宝石或SiC衬底。

3.根据权利要求1所述的多沟道侧栅结构的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管，其特征在于：第一层AlGaN/GaN异质结(2)中的GaN层厚度为1～2μm，第二层AlGaN/GaN异质结(3)中的GaN层厚度为20～30nm。

4.根据权利要求1所述的多沟道侧栅结构的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管，其特征在于：栅鳍宽度为30～50nm。

5.一种多沟道侧栅结构的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的制作方法，包括如下步骤：

1)在蓝宝石或SiC基片上，利用MOCVD工艺，依次生长GaN层和AlGaN势垒层形成第一层AlGaN/GaN异质结，其中GaN厚度为1～2μm，AlGaN势垒层厚度为15～25nm，其Al组份为25～35％；

2)在第一层AlGaN/GaN异质结上重复生长一次或两次相同结构的GaN和AlGaN，获得双异质结或三异质结，形成多沟道结构，其中GaN厚度均为20～30nm，AlGaN势垒层厚度为15～25nm，其Al组份为25～35％；

3)在所有异质结上进行有源区干法刻蚀和台面隔离，形成宽度为30～50nm的栅鳍；

4)在最上表面的AlGaN势垒层两侧制作源、漏欧姆接触电极；

5)采用PECVD工艺，在源漏电极之间进行50～100nm厚的SiN层淀积覆盖其表面形成钝化层；

6)SiN钝化层上光刻栅电极图形后淀积栅金属剥离成栅电极，使其覆盖在SiN钝化层的顶部和SiN钝化层、第一层异质结、第二层异质结的两个侧壁或SiN钝化层的顶部和SiN钝化层、第一层异质结、第二层异质结、第三层异质结的两个侧壁；

7)制作互连引线。

6.根据权利要求5所述的多沟道侧栅结构的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管制作方法，其中所述步骤1)中的MOCVD工艺，是以NH₃为N源，MO源为Ga源，在1000℃下进行AlGaN/GaN异质结生长。

7.根据权利要求5所述的多沟道侧栅结构的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管制作方法，其中步骤3)中的有源区干法刻蚀进行台面隔离，形成栅鳍，按如下步骤进行：

9a)先采用甩胶机在3500转/min的转速下甩胶，得到光刻胶掩模；再采用E-beam光刻机进行曝光，形成台面有源区和栅鳍的掩模图形；

9b)采用ICP干法刻蚀设备，在Cl₂等离子体1nm/s的刻蚀速率下，低损伤干法刻蚀形成有源区和栅鳍，刻蚀深度远大于导电沟道厚度。

8.根据权利要求5所述的多沟道侧栅结构的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管制作方法，其中所述步骤5)中的PECVD工艺，是以NH₃为N源，SiH₄源为Si源，在250℃下进行SiN层淀积。