[发明专利]氮化镓晶体管及其制造方法

权利要求书

1.一种氮化镓晶体管的制造方法，包括：

在衬底上形成势垒层；

在所述势垒层上方的第一区域形成栅叠层，所述栅叠层包括栅极结构层以及位于所述栅极结构层和所述势垒层之间的第一插入层；以及

在所述势垒层上方的第二区域形成第一空穴注入层，所述第一区域和所述第二区域彼此隔开，

其中，所述形成栅叠层的步骤包括采用第一抗蚀剂掩膜对硬掩膜层进行图案化、采用所述第一抗蚀剂掩膜对掺杂层图案化以形成所述栅极结构层、以及采用所述硬掩膜层对插入层图案化以形成所述第一插入层。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，在采用所述硬掩膜层对插入层图案化以形成所述第一插入层的同时，采用第二抗蚀剂掩膜对所述插入层图案化以形成所述第一空穴注入层。

3.根据权利要求1所述的制造方法，其中，通过一次光刻刻蚀形成所述栅叠层。

4.根据权利要求2或3所述的制造方法，其中，在对插入层进行图案化之后，去除所述硬掩膜层。

5.根据权利要求1所述的制造方法，其中，采用外延生长方法形成所述掺杂层。

6.根据权利要求2所述的制造方法，其中，所述栅极结构层、所述第一插入层和所述第一空穴注入层分别由掺杂氮化物组成。

7.根据权利要求6所述的制造方法，其中，所述栅极结构层、所述第一插入层和所述第一空穴注入层中的掺杂剂分布为组分固定、组分渐变和组分突变中的任一种。

8.根据权利要求6所述的制造方法，其中，所述栅极结构层包括p型掺杂剂。

9.根据权利要求8所述的制造方法，其中，在所述栅极结构层掺入的掺杂剂包括选自镁、钙、铍化锌或者组合中的任一种。

10.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述在衬底上形成势垒层的步骤之前，还包括：

在衬底上形成成核层；

在所述成核层上形成缓冲层；

在所述缓冲层上形成氮化镓沟道层，所述势垒层位于所述氮化镓沟道层上。

11.根据权利要求10所述的制造方法，其中，选择所述栅极结构层的掺杂浓度，使得位于所述栅叠层下方的所述氮化镓沟道层和所述势垒层之间的二维电子气在零偏压下处于截止状态。

12.根据权利要求6所述的制造方法，其中，所述第一插入层和所述第一空穴注入层包括p型掺杂剂。

13.根据权利要求12所述的制造方法，其中，所述第一空穴注入层中掺入的掺杂剂包括选自镁、钙、铍化锌或者组合中的任一种。

14.根据权利要求12所述的制造方法，其中，选择所述第一空穴注入层的掺杂浓度，使得位于所述第一空穴注入层下方的所述氮化镓沟道层和所述势垒层之间的二维电子气在零偏压下处于导通状态，在反向截止状态所述第一空穴注入层向势垒层注入空穴。

15.根据权利要求12所述的制造方法，其中，刻蚀减薄所述第一空穴注入层的厚度，使得位于所述第一空穴注入层下方的氮化镓沟道层中的沟道在零偏压下处于导通状态，在反向截止状态所述第一空穴注入层向所述氮化镓沟道层中的沟道注入空穴。

16.根据权利要求1所述的制造方法，在形成所述栅叠层和所述第一空穴注入层的步骤之后，还包括：

在所述势垒层上方分别形成源极电极、漏极电极、以及位于所述源极电极和所述漏极电极之间的栅极电极，

其中，所述栅极电极与所述栅极结构层彼此接触，所述源极电极与所述势垒层彼此接触，所述漏极电极的第一部分与所述第一空穴注入层彼此接触，第二部分与所述势垒层彼此接触。