[发明专利]基于Al2

权利要求书

1.一种基于Al₂O₃/SiN_x双层栅介质的金刚石场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括：

S1：选取金刚石衬底；

S2：在所述金刚石衬底的上表面生长氢终端吸附层；

S3：在所述氢终端吸附层的上表面生长源电极和漏电极；

S4：在所述源电极的上表面、所述漏电极的上表面以及所述源电极与所述漏电极之间的氢终端吸附层的上表面生长Al₂O₃材料，形成第一介质层；

S5：在所述第一介质层的上表面生长SiN_x材料，形成第二介质层；

S6：在所述第二介质层的上表面生长栅电极，从而形成基于Al₂O₃/SiN_x双层栅介质的金刚石场效应晶体管。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S1包括：

选取0.3-1mm的单晶或多晶金刚石作为衬底。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S2包括：

S21：在700-1000℃温度范围内，将所述金刚石衬底在氢等离子体中处理5-30min；

S22：将等离子处理后的所述金刚石衬底在氢气环境中冷却到室温，在所述金刚石衬底的表面形成氢终端表面；

S23：使所述氢终端表面吸附空气中的活性物质或原子基团，形成氢终端吸附层。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S3包括：

S31：在所述氢终端吸附层的表面沉积厚度为80-180nm的Au膜，所述Au膜与所述氢终端吸附层形成欧姆接触；

S32：在所述Au膜的上表面旋涂光刻胶；

S33：利用第一掩膜版，使用光刻工艺在涂覆有光刻胶的Au膜上形成源电极图案和漏电极图案；

S34：利用化学腐蚀法将未涂覆光刻胶的Au膜腐蚀掉；

S35：去除源电极位置和漏电极位置残余的光刻胶，形成源电极和漏电极。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S4包括：

在150-250℃的温度范围内，利用原子层沉积工艺在所述源电极的上表面、所述漏电极的上表面以及所述源电极与所述漏电极之间的氢终端吸附层的上表面生长一层5-20nm的Al₂O₃材料，形成第一介质层。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述S5包括：

在50-100℃的温度范围内，利用等离子体化学气相沉积工艺在所述第一介质层的上表面生长一层5-40nm的SiN_x材料，形成第二介质层。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述S6包括：

S61：在所述第二介质层的上表面旋涂光刻胶；

S62：利用第二掩膜版，使用光刻工艺在所述第二介质层的上表面做出栅金属窗口；

S63：采用金属蒸发工艺在所述栅金属窗口中生长一层50-200nm厚的Al膜；

S64：去除所述第二介质层上残余的光刻胶，形成栅电极，从而形成基于Al₂O₃/SiN_x双层栅介质的金刚石场效应晶体管。