[发明专利]增强型复合栅晶体管及其制作方法

权利要求书

1.一种增强型复合栅晶体管，自下而上包括：衬底(1)、过渡层(2)、势垒层(3)、保护层(11)；势垒层(3)的侧面刻有台面(9)，势垒层(3)上部设有栅柱(6)；栅柱(6)的左右侧分别淀积有源极(7)和漏极(8)，其上部淀积有栅极(10)，其特征在于：

所述栅柱(6)由P型层(4)和N型层(5)组成，且外围设有保护层(11)；

所述N型层(5)由下部的N^-型层(51)和上部的N⁺型层(52)组成；

所述P型层(4)与N^-型层(51)形成PN结。

2.根据权利要求1所述的器件，其特征在于P型层(4)的厚度为5～300nm、掺杂浓度为5×10¹⁶～5×10²⁰cm^-3。

3.根据权利要求1所述的器件，其特征在于N^-型层(51)的掺杂浓度为1×10¹¹～1×10¹⁸cm^-3，其厚度大于等于P型层(4)的厚度，其掺杂浓度小于等于P型层(4)的掺杂浓度。

4.根据权利要求1所述的器件，其特征在于N⁺型层(52)的掺杂浓度为1×10¹⁸～5×10²⁰cm^-3，其厚度小于N^-型层(51)的厚度，其掺杂浓度大于等于N^-型层(51)的掺杂浓度。

5.根据权利要求1所述的器件，其特征在于所述栅柱(6)的长度L₁≥1nm，栅极(10)的长度小于栅柱(6)的长度L₁。

6.一种制作权利要求1增强型复合栅晶体管的方法，其特征在于，包括如下步骤：

A)在衬底(1)上采用金属有机物化学气相淀积技术外延GaN基宽禁带半导体材料，形成厚度为1～10μm的过渡层(2)；

B)在过渡层(2)上采用金属有机物化学气相淀积技术外延GaN基宽禁带半导体材料，形成厚度为4～60nm的势垒层(3)；

C)在势垒层(3)上采用外延淀积技术外延P型GaN半导体材料，形成厚度为5～300nm、掺杂浓度为5×10¹⁶～5×10²⁰cm^-3的P型层(4)；

D)制作N型层(5)：

D1)在P型层(4)上采用外延淀积技术外延N型GaN半导体材料，形成厚度大于等于P型层(4)的厚度、掺杂浓度为1×10¹¹～1×10¹⁸cm^-3的N^-型层(51)；

D2)在N^-型层(51)上采用外延淀积技术外延N型GaN半导体材料，形成厚度小于N^-型层(51)的厚度、掺杂浓度为1×10¹⁸～5×10²⁰cm^-3的N⁺型层(52),N^-型层(51)与N⁺型层(52)共同构成N型层(5)；

E)在N型层(5)上第一次制作掩膜，利用该掩膜在N型层(5)的两侧进行刻蚀，且刻蚀至势垒层(3)上表面为止，形成长度L₁≥1nm的栅柱(6)；

F)制作源极(7)和漏极(8)：

在势垒层(3)和栅柱(6)的上部第二次制作掩膜，利用该掩模在势垒层(3)的两端均采用电子束蒸发技术淀积金属，再在N₂气氛中进行快速热退火，形成源极(7)和漏极(8)；

G)在势垒层(3)、栅柱(6)、源极(7)和漏极(8)的上部第三次制作掩膜，利用该掩膜在源极(7)左侧与漏极(8)右侧的势垒层(3)上进行刻蚀，且刻蚀区深度大于势垒层厚度，形成台面(9)；

H)在势垒层(3)、栅柱(6)、源极(7)和漏极(8)、台面(9)的上部第四次制作掩膜，利用该掩膜在栅柱(6)的上部采用电子束蒸发技术淀积金属，制作栅极(10)，栅极的长度小于栅柱(6)的长度；

I)在栅柱(6)、源极(7)和漏极(8)的上部及其外围区域，采用等离子体增强化学气相淀积技术淀积厚度为210～300nm的保护层(11)，完成器件制作。