[发明专利]一种增强型异质金属栅AlGaN/GaN MOS-HEMT器件及其制备方法

权利要求书

1.一种增强型异质金属栅AlGaN/GaN MOS-HEMT器件，其特征在于，包括：

位于Al₂O₃衬底之上的AlN过渡层；

位于所述AlN过渡层之上的多层缓冲结构，所述多层缓冲结构的最上层为第一GaN层；

位于所述第一GaN层之上的AlGaN阻挡层，所述AlGaN阻挡层的厚度为5nm～10nm；

位于所述AlGaN阻挡层之上的GaN帽层；

位于所述第一GaN层之上且向上穿过所述AlGaN阻挡层以及GaN帽层的源极和漏极；

位于所述GaN帽层、源极和漏极之上的栅极氧化层；

位于所述栅极氧化层之上的异质栅极结构，所述异质栅极结构包括相互接触并列设置的两种功函数不同的金属栅极；

所述多层缓冲结构，包括：

位于所述AlN过渡层之上的GaN缓冲层；

位于所述GaN缓冲层之上的低温GaN缓冲层；

位于所述低温GaN缓冲层之上的所述第一GaN层；

其中，所述低温为300～400℃。

2.根据权利要求1所述的一种增强型异质金属栅AlGaN/GaN MOS-HEMT器件，其特征在于：

所述源极和漏极顶端高于所述GaN帽层。

3.一种增强型异质金属栅AlGaN/GaN MOS-HEMT器件制备方法，其特征在于，包括：

步骤一：在经过清洗的Al₂O₃衬底上表面进行氮化形成AlN过渡层；

在所述AlN过渡层上沉积生长多层缓冲结构，所述多层缓冲结构的最上层为第一GaN层；在所述第一GaN层上生长5～10nm的AlGaN阻挡层；在所述AlGaN阻挡层上生长GaN帽层；

步骤二：在所述GaN帽层上旋涂正性光刻胶，通过光刻露出源极和漏极的区域；

步骤三：通过刻蚀到第一GaN层，形成用于制备源极和漏极的孔；

步骤四：在所述孔的位置进行金属沉积，得到金属化的源极和漏极，形成欧姆接触；在去掉栅极区域的光刻胶和多余的金属之后，刻蚀所述GaN帽层至1～2nm；

步骤五：在氮气气氛中进行高温退火处理；在室温下沉积生长一层二氧化硅作为栅极氧化层；

步骤六：在所述栅极氧化层上旋涂正性光刻胶，通过光刻露出栅极区域；

步骤七：沉积生长第一栅极金属层，在所述第一栅极金属层上覆盖正性光刻胶作为保护层，通过光刻露出预设的第二栅极金属区域，再通过刻蚀去掉位于所述第二栅极金属区域的第一栅极金属层；

步骤八：在器件表面沉积生长厚度与所述第一栅极金属层相同的第二栅极金属层，将两种金属的多余部分以及剩余光刻胶全部刻蚀掉并进行化学机械抛光，使两种金属栅极平面排列形成异质栅极结构；

步骤九：在所述异质栅极结构四周涂上正性光刻胶，刻蚀掉所述异质栅极结构两侧的栅极氧化层；

步骤十：去掉异质栅极结构四周的光刻胶，露出金属栅极；

步骤一中所述沉积生长多层缓冲结构，包括：

在所述AlN过渡层上沉积生长GaN缓冲层，生长温度为600～800℃；

在所述GaN缓冲层上沉积生长低温GaN缓冲层，生长温度为300～400℃；

在所述低温GaN缓冲层上沉积生长第一GaN层，生长温度为700℃恒温。

4.根据权利要求3所述的一种增强型异质金属栅AlGaN/GaN MOS-HEMT器件制备方法，其特征在于，步骤九中刻蚀掉所述异质栅极结构两侧的栅极氧化层，是指：

通过氟化氢溶液对异质栅极结构两侧的栅极氧化层进行湿法刻蚀，或通过氩等离子体对异质栅极结构两侧的栅极氧化层进行等离子刻蚀。

5.根据权利要求3所述的一种增强型异质金属栅AlGaN/GaN MOS-HEMT器件制备方法，其特征在于：步骤五中所述在室温下沉积生长一层二氧化硅层作为栅极氧化层，采用等离子体增强化学气相淀积技术，所述二氧化硅层的折射率达到1.5。