[发明专利]一种GaN基高空穴迁移率晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种GaN基高空穴迁移率晶体管的制备方法，晶体管结构自下而上依次包括衬底(1)、缓冲层(2)、势垒层(3)、沟道层(4)、插入层(5)和p-GaN层(6)，所述插入层(5)的上方依次平行设有源极(7)、栅极(9)与漏极(8)，所述源极(7)和漏极(8)位于p-GaN层(6)的上方，所述栅极(9)与插入层(5)直接接触，钝化介质层(10)覆盖于插入层(5)、p-GaN层(6)、源极(7)、漏极(8)和栅极(9)的上方且在源极(7)、漏极(8)、栅极(9)对应的位置处开设有与外界进行电接触的窗口，其中，所述插入层(5)为含Al元素的氮化物材料，其特征在于，所述GaN基高空穴迁移率晶体管的制备方法包括如下步骤：

1)在衬底的上方利用外延生长方法依次生长缓冲层、势垒层、沟道层、插入层和p-GaN层；

2)在p-GaN层的上方定义p-GaN层的掩模，随后通过刻蚀方法形成p-GaN层；

3)在p-GaN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；

4)在插入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；

5)在插入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；

6)在插入层、p-GaN层、源极、漏极以及栅极的上方沉积钝化介质层；

7)在源极、漏极与栅极的上方定义互联开孔区掩模，通过刻蚀方法刻蚀钝化介质层形成互联开孔。

2.根据权利要求1所述的GaN基高空穴迁移率晶体管的制备方法，其特征在于：所述插入层(5)为AlN、AlGaN、InAlN、InAlGaN中的一种或多种组合，总厚度小于5nm。

3.根据权利要求1所述的GaN基高空穴迁移率晶体管的制备方法，其特征在于：所述衬底(1)为蓝宝石、SiC、Si、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GaN基高空穴迁移率晶体管的制备方法，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GaN基高空穴迁移率晶体管的制备方法，其特征在于：所述沟道层(4)/势垒层(3)结构为GaN/AlN、GaN/AlGaN、InGaN/GaN结构中的一种。

6.根据权利要求1所述的GaN基高空穴迁移率晶体管的制备方法，其特征在于：所述源极(7)和漏极(8)的金属分别为Ag、Pt-Au合金、Ti-Au合金、Ni-Au合金、Ti-Au-Ni-Au合金中的一种，可相同或不同。

7.根据权利要求1所述的GaN基高空穴迁移率晶体管的制备方法，其特征在于：所述栅极(9)为Ni、Pt、Ni-Au合金、Pt-Au合金中的一种。

8.根据权利要求1所述的GaN基高空穴迁移率晶体管的制备方法，其特征在于：所述钝化介质层(10)为SiO₂、Si₃N₄、Al₂O₃介质中的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的GaN基高空穴迁移率晶体管的制备方法，其特征在于：所述掩模的制作方式为光学光刻或电子束直写方式。