[发明专利]低欧姆接触电阻的GaN基高电子迁移率晶体管及制备方法

权利要求书

1.一种低欧姆接触电阻的GaN基高电子迁移率晶体管，其特征在于，包括：

自下而上依次层叠的衬底层、Ga极性GaN层和势垒层；

源区，位于所述Ga极性GaN层和所述势垒层内部；

漏区，位于所述Ga极性GaN层和所述势垒层内部，且与所述源区间隔设置；

源极，设置在所述源区的上表面；

漏极，设置在所述漏区的上表面；

栅极，设置在所述势垒层的上表面，且位于所述源极和所述漏极之间；

其中，所述势垒层的材料为n型Al_xGa_1-xN，其中，0≤x≤1，所述源区和所述漏区均包括自下而上依次层叠的氮化的蓝宝石层和N极性GaN层。

2.根据权利要求1所述的低欧姆接触电阻的GaN基高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述衬底层的材料为SiC。

3.根据权利要求1所述的低欧姆接触电阻的GaN基高电子迁移率晶体管，其特征在于，

所述Ga极性GaN层与所述n型Al_xGa_1-xN形成Al_xGa_1-xN/GaN异质结，所述Ga极性GaN层的厚度为2000-2500nm，所述势垒层的厚度为20-25nm。

4.根据权利要求1所述的低欧姆接触电阻的GaN基高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述氮化的蓝宝石层位于所述Ga极性GaN层内部。

5.根据权利要求1所述的低欧姆接触电阻的GaN基高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述氮化的蓝宝石层的厚度为800-1000nm，所述N极性GaN层的厚度为400-600nm。

6.根据权利要求1所述的低欧姆接触电阻的GaN基高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述源极、所述漏极和所述栅极的材料为Ti/Al/Ti/Au，其厚度为190-230nm。

7.一种低欧姆接触电阻的GaN基高电子迁移率晶体管的制备方法，其特征在于，包括：

S1：对SiC衬底和蓝宝石进行加热预处理，并对蓝宝石进行氮化处理；

S2：采用MOCVD工艺在所述SiC衬底上生长厚度为2000-2500nm的Ga极性GaN层；

S3：采用MOCVD工艺在所述Ga极性GaN层上生长厚度为20-25nm的n型Al_xGa_1-xN势垒层，其中，0≤x≤1；

S4：采用ICP刻蚀工艺在所述势垒层刻蚀形成第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽和所述第二凹槽底部均位于所述Ga极性GaN层内；

S5：分别在所述第一凹槽和所述第二凹槽内依次淀积氮化处理后的蓝宝石层和N极性GaN层，形成源区和漏区；

S6：采用标准光刻工艺在所述源区和所述漏区上制备源极和漏极；

S7：采用标准光刻工艺在所述n型Al_xGa_1-xN势垒层上制备栅极。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述S2包括：

向反应室中通入流量为2500sccm的氨气和流量为150sccm的镓源，采用MOCVD工艺在所述SiC衬底上生长2000-2500nm的Ga极性GaN层，其中，反应温度为950℃，反应压力为20Torr。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述S3包括：

向反应室中通入流量为1000-1100sccm的氨气、流量为47-80sccm的镓源和流量为120sccm-180sccm的铝源，采用MOCVD工艺在所述Ga极性GaN层上生长厚度为20-25nm的n型Al_xGa_1-xN势垒层，其中，0≤x≤1，反应温度为980℃-1100℃、反应压力为20-50Torr。

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述S5包括：

S51：将氮化处理后的蓝宝石层减薄至800nm，分别淀积在所述第一凹槽和所述第二凹槽底部的Ga极性GaN层上；

S52：向反应室中通入流量为2500sccm的氨气和流量为150sccm的镓源，分别在氮化处理后的蓝宝石层上采用MOCVD工艺生长厚度为400nm的N极性GaN层，形成源区和漏区，其中，反应温度为950℃，反应压力为20Torr。