[发明专利]异质结场效应晶体管及其制备方法

说明书

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种异质结场效应晶体管及其制备方法。该制备方法，包括如下步骤：提供衬底；在所述衬底上制备AlGaN/GaN异质外延层；在所述AlGaN/GaN异质外延层上制备源电极和漏电极；利用磁控溅射法在所述AlGaN/GaN异质外延层上沉积p型氧化物，制得p型氧化物栅极。该制备方法工艺简单，既可以避免p型氧化物被污染，又可以实现制备较高浓度的p型氧化物栅极，而且还能保证对GaN基异质结场效应晶体管阈值电压的正向调控能力，最终该异质结场效应晶体管的器件功率得到显著提高。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种异质结场效应晶体管及其制备方法。

背景技术

氧化亚铜(Cu₂O)是一种性能优异的I-IV族半导体材料，因为它具有2.1eV的直接带隙以及非常高的可见光吸收系数，再加上它具有无毒、低价、原料丰富等优点，因此多被应用于太阳能电池以及光电探测器元件的制备。同时，Cu₂O具有光催化活性，可以直接利用可见光来催化水的裂解产生氢气，成为节能环保产生氢气领域研究的首选材料。另外，由于Cu₂O晶体结构中Cu空位的存在，Cu₂O为本证p型半导体，因Cu₂O具有较高迁移率，所以也常做为沟道材料与n型半导体相结合，用于薄膜晶体管(TFTs)的制备。因此，Cu₂O将是一种在电学、光学、半导体领域具有十分重要应用前景的薄膜材料。凭借其薄膜纳米结构，使得制造更小规格、更高能效半导体芯片成为可能，使其在纳米电子元器件领域被广泛应用。此外，Cu₂O在气体监测领域也具有重要的应用价值。在半导体光电日益发展的今天，Cu₂O更是作为天然p型导电材料脱颖而出。

继发展实用第一代Ge，Si基器件及第二代SiC，InP基器件后，以GaN基为代表的第三代宽禁带半导体材料的研发引起了科学家们的重视。目前GaN基LED已经完全进入产业化阶段，而GaN基材料凭借其禁带宽度E_g大，电子饱和速度高，导热性好等特点且能形成具有高浓度的二维电子气(2DEG)的AlGaN/GaN异质结构使得GaN基电力电子器件特别适用于高温、高频、大功率、抗辐射等恶略环境。

在半导体技术领域中，传统p型Cu₂O薄膜的制备方法一般是利用金属铜通过热氧化法生长p型Cu₂O。这种技术虽然可以通过低温调控热氧化温度来形成p型Cu₂O，但是却具有非常致命的缺点，后要通过光刻工艺为后续工艺做准备，在这过程中Cu₂O会被氧化为氧化铜(CuO)以及其表面也会被污染或是引入缺陷，而且以传统的热氧化法来生长的p型Cu₂O往往其空穴浓度低于1×10¹⁶cm^-3。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种异质结场效应晶体管及其制备方法，旨在解决现有GaN异质结场效应晶体管阈值电压调控能力差、功率低的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供一种异质结场效应晶体管的制备方法，包括如下步骤：

提供衬底；

在所述衬底上制备AlGaN/GaN异质外延层；

在所述AlGaN/GaN异质外延层上制备源电极和漏电极；

利用磁控溅射法在所述AlGaN/GaN异质外延层上沉积p型氧化物，制得p型氧化物栅极。