[发明专利]一种抗辐照GaN基高电子迁移率晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种抗辐照GaN基高电子迁移率晶体管，其特征在于：该晶体管结构自下而上依次包括衬底(1)、缓冲层(2)、沟道层(3)和势垒层(4)，所述势垒层(4)的上方依次平行设有源极(5)、栅极(7)与漏极(6)，第一钝化层(8)和第二钝化层(9)依次覆盖于势垒层(4)、源极(5)、漏极(6)和栅极(7)的上方且在源极(5)、漏极(6)、栅极(7)对应的位置处开设有与外界进行电接触的窗口。

2.根据权利要求1所述的抗辐照GaN基高电子迁移率晶体管，其特征在于：所述第二钝化层(9)为BaTiO₃、SrTiO₃、PZT(PbZr_1-xTi_xO₃)、HfZrO_x、BiFeO₃中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的抗辐照GaN基高电子迁移率晶体管，其特征在于：所述衬底(1)为Si、蓝宝石、SiC、金刚石和GaN自支撑衬底中的任一种。

4.根据权利要求1所述的抗辐照GaN基高电子迁移率晶体管，其特征在于：所述缓冲层(2)为GaN、AlN、AlGaN中的一种或多种组成的单层或多层结构。

5.根据权利要求1所述的抗辐照GaN基高电子迁移率晶体管，其特征在于：所述沟道层(3)为GaN、AlGaN、AlN中的一种。

6.根据权利要求1所述的抗辐照GaN基高电子迁移率晶体管，其特征在于：所述势垒层(4)为AlGaN、AlInN、AlN、AlInGaN中的一种。

7.根据权利要求1所述的抗辐照GaN基高电子迁移率晶体管，其特征在于：所述源极(5)和漏极(6)的金属分别为Ti-Al合金、Ti-Al-Ti-TiN合金、Ti-Al-Ti-Au合金、Ti-Al-Ni-Au合金、Ti-Al-Mo-Au合金中的一种，可相同或不同。

8.根据权利要求1所述的抗辐照GaN基高电子迁移率晶体管，其特征在于：所述栅极(7)为W、Ni、Pt、TiN、Ni-Au合金、Pt-Al合金中的一种。

9.根据权利要求1所述的抗辐照GaN基高电子迁移率晶体管，其特征在于：所述第一钝化层(8)为SiO₂、Si₃N₄、Al₂O₃、Ga₂O₃、HfO₂、金刚石中的一种或几种。

10.一种如权利要求1-9任一项所述抗辐照GaN基高电子迁移率晶体管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，在衬底的上方利用外延生长方法依次生长缓冲层、沟道层、势垒层；

步骤2，在所述势垒层的上方定义源极和漏极的掩模，通过蒸发或溅射方式沉积欧姆金属，剥离工艺形成源极和漏极，并通过退火工艺形成欧姆接触，所述掩模的制作方式为光学光刻或电子束直写方式；

步骤3，在所述势垒层的上方定义栅极的掩模，通过蒸发或溅射方式沉积栅极金属，剥离工艺形成栅极；

步骤4，在所述势垒层的上方制作有源区掩模，随后采用刻蚀或离子注入方式进行隔离，形成有源区；

步骤5，在所述势垒层、源极、漏极以及栅极的上方沉积第一钝化层，所述第一钝化层的生长方法包括低压化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积和原子层沉积；

步骤6，在所述第一钝化层的上方沉积第二钝化层，所述第二钝化层的生长方法包括磁控溅射、原子层沉积；

步骤7，在所述源极、漏极与栅极的上方定义互联开孔区掩模，通过刻蚀方法刻蚀第一钝化层与第二钝化层形成互联开孔。