[发明专利]基于氮化铝/氮化硅堆叠结构和BCB桥的抗质子辐照InP基HEMT器件

权利要求书

1.一种基于氮化铝/氮化硅堆叠结构和BCB桥的抗质子辐照InP基HEMT器件的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、准备InP基InAlAs/InGaAs HEMT外延片，对外延片进行清洗，直至显微镜下外延片表面无沾污，采用氮气吹干；所述外延片从下到上依次包括InP衬底，InAlAs缓冲层，InGaAs沟道层，InAlAs隔离层，Si面掺杂层，InAlAs肖特基势垒层，InGaAs帽层；

B、通过光刻和腐蚀在外延片的InAlAs缓冲层上形成有源区隔离台面，并过腐蚀部分InAlAs缓冲层；

C、通过光刻在有源区隔离台面的高掺杂InGaAs帽层两侧分别定义源极欧姆接触的金属区域和漏极欧姆接触的金属区域，在有源区隔离台面下的InAlAs缓冲层上定义栅引线金属区域，采用电子束蒸发设备或者溅射炉设备在源极欧姆接触的金属区域、漏极欧姆接触的金属区域和栅引线金属区域淀积金属薄膜Ti/Pt/Au，通过以上操作在高掺杂InGaAs帽层上形成源极欧姆接触和漏极欧姆接触，在InAlAs缓冲层上形成栅引线；

D、在源极接触的金属区域和漏极接触的金属区域之间形成T型栅，包括电子束光刻形成T型栅形貌、栅槽制备和栅金属制备三个步骤；

首先，采用PMGI/ZEP520A/PMGI/ZEP520A四层电子束胶并通过单次电子束曝光的方法在源极欧姆接触的金属区域和漏极欧姆接触的金属区域之间的高掺杂InGaAs帽层上形成T型栅形貌；

其次，制备栅槽：采用丁二酸和双氧水饱和溶液对高掺杂InGaAs帽层进行选择性腐蚀，腐蚀自动停止在InAlAs势垒层，对InAlAs势垒层进行数字腐蚀形成栅槽；

最后，采用电子束蒸发或溅射炉设备通过T型栅形貌在InAlAs势垒层上淀积Ti/Pt/Au栅金属薄膜，通过剥离形成T型栅，并与栅引线相连接，得到InP基HEMT；

E、器件抗辐照钝化层制备，用ALD设备沉积AlN薄膜，紧接着用PECVD设备沉积Si₃N₄薄膜，最后制作BCB桥；

F、布线金属制作，在BCB桥上源极接触的金属区域、漏极接触的金属区域和栅引线金属区域光刻定义接触孔，采用深反应离子刻蚀设备，选用氧气和四氟化碳混合气体对接触孔进行高深宽比刻蚀；

步骤D中，所述T型栅形貌形成流程为，首先在晶片上形成四层电子束胶层，包括顶层、中间层、下层和底层，并进行电子束曝光；其中，顶层ZEP520A电子束胶采用Methyl EthylKetone与Methylisobutyl Ketone的混合液进行显影；中间层PMGI电子束胶采用CD26进行显影；下层ZEP520A电子束胶采用高分辨率ZED-N50溶液进行显影，形成栅脚；底层PMGI电子束胶采用CD26进行显影；

步骤E中，ALD设备具体参数为：生长温度：60~300^oC，射频功率：30~100W，源：trimethylaluminum和NH₃，载气：Ar；PECVD设备具体参数为：沉积温度：260~300^oC，射频功率：100~200W，气体流量比R[SiH₄(mL/min)/NH₃(mL/min)]=1:(8~12)；AlN薄膜厚度为5-20nm，Si₃N₄薄膜厚度为10-20nm，BCB桥厚度为2~3 μm，桥洞高1 μm；

步骤F中，DRIE设备的具体参数为：气体流量比R[O₂(mL/min)/CF₄(mL/min)]=（3~5）:1，功率：50W~300W；光刻定义布线金属：Ti/Au=15nm/300nm作为测试电极。

2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，步骤B中，光刻时采用9920正胶进行保护，正胶厚度为2～2.5μm；腐蚀溶液采用H₃PO₄和H₂O₂混合溶液，体积比例为H₃PO₄:H₂O₂:H₂O=3:1:（40~60）。