[发明专利]一种自对准低欧姆接触电阻GaN HEMT器件及其制造方法

权利要求书

1.一种自对准低欧姆接触电阻GaN HEMT器件，由下至上依次包括衬底(1)、缓冲层(2)，其特征在于，所述缓冲层(2)顶部设置高掺杂n⁺-GaN层(3)和势垒层(5)，势垒层(5)设置在左右两个高掺杂n⁺-GaN层(3)之间，两个高掺杂n⁺-GaN层(3)顶部分别设置有源极金属(4)、漏极金属(8)，势垒层(5)上方设置有栅极金属(6)，栅极金属(6)为T型栅结构，两侧和底部包覆有势垒金属层(7)，以所述高掺杂n⁺-GaN层(3)、源极金属(4)和漏极金属(8)共同构成欧姆接触区域，所述势垒层(5)、栅极金属(6)、势垒金属层(7)共同构成肖特基接触区域。

2.根据权利要求1所述的自对准低欧姆接触电阻GaN HEMT器件，其特征在于，所述势垒金属层(7)材质为WN合金，厚度为10-30nm。

3.根据权利要求1所述的自对准低欧姆接触电阻GaN HEMT器件，其特征在于，所述势垒层(5)的材质为AlGaN、InAlN、AlInGaN或AlN；所述高掺杂n⁺-GaN层(3)掺杂元素为Si，其掺杂浓度为1×10¹⁹cm^-3-8×10²⁰cm^-3；所述栅极金属(6)通过电子束蒸发得到，金属层结构为Pt/Au或者Pt/Au/Ti。

4.根据权利要求1所述的自对准低欧姆接触电阻GaN HEMT器件，其特征在于，所述高掺杂n⁺-GaN层(3)厚度为80-200nm，所述源极金属(4)和漏极金属(8)厚度为100-400nm。

5.一种如权利要求1所述自对准低欧姆接触电阻GaN HEMT器件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在衬底(1)基片上，利用MOCVD依次生长缓冲层(2)和势垒层(5)；

2)在生长出来的材料表面旋涂光刻胶，采用光刻工艺制造出栅极(6)图形；

3)在材料表面淀积势垒金属层(7)WN合金；

4)在材料表面蒸发栅极金属(6)；

5)通过湿法方式，去除光刻胶及附着在其表面的栅极金属(6)和势垒金属层(7)；

6)淀积介质牺牲层；

7)刻蚀介质牺牲层，势垒层(5)和缓冲层(2)；

8)生长高掺杂n⁺-GaN层(3)；

9)通过湿法方式，去除介质牺牲层及附着在其表面的高掺杂n⁺-GaN层(3)；

10)在剩余的高掺杂n⁺-GaN层(3)形成源极金属(4)和漏极金属(8)，获取欧姆接触。

6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述势垒层(5)的材质为AlGaN、InAlN、AlInGaN或AlN；所述高掺杂n⁺-GaN层(3)掺杂元素为Si，其掺杂浓度为1×10¹⁹cm^-3-8×10²⁰cm^-3；所述栅极金属(6)通过电子束蒸发得到，金属层结构为Pt/Au或者Pt/Au/Ti。

7.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，步骤1)所述衬底(1)的材质为SiC、Si、金刚石或GaN；步骤6)、步骤7)和步骤9)所述介质牺牲层的材质为SiN、SiON、SiO₂中的任一种或多种组合。

8.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，步骤3)所述势垒金属层(7)的淀积方式为ALD或直流磁控溅射。