[发明专利]基于自对准技术的GaN基毫米波功率器件及其制备方法

权利要求书

1.一种基于自对准技术的GaN基毫米波功率器件的制备方法，其特征在于，包括：

S1：在衬底上生长GaN基异质结；

S2：在所述GaN基异质结上原位外延生长n⁺ GaN帽层；

S3：利用离子注入设备，在器件的两侧形成隔离区；

S4：在欧姆区域的所述n⁺ GaN帽层上淀积金属，形成源极和漏极；

S5：在所述源极和所述漏极之外的区域淀积钝化层；

S6：采用干法刻蚀工艺对栅极区域的钝化层进行刻蚀，形成凹槽，所述凹槽的宽度为100-1000nm；

S7：采用干法刻蚀工艺对所述凹槽下方的n⁺ GaN帽层进行自终止刻蚀，形成栅极凹槽，自终止刻蚀气体为SF₆与BCl₃的混合气体，其中，SF₆与BCl₃的气体流量比例为1:3，SF₆的气体流量为5-15sccm，BCl₃流量为15-45sccm；

S8：在所述栅极凹槽侧壁淀积绝缘层，并在具有绝缘层的栅极凹槽淀积金属形成栅极；

其中，在S1和S2中，使用MOCVD设备在衬底上自下而上依次层叠生长GaN缓冲层、AlN插入层、势垒层和n⁺ GaN帽层，所述GaN缓冲层、所述AlN插入层和所述势垒层组成所述GaN基异质结；

所述钝化层和所述绝缘层均为SiN，其中，所述钝化层的厚度为50-250nm，所述绝缘层的厚度为40-450nm。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述GaN缓冲层包括自下而上依次层叠设置的C掺杂GaN层以及非故意掺杂GaN层；

所述势垒层为AlN、ScAlN或InAlN中的一种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2包括：在所述GaN基异质结上生长n⁺GaN帽层，其中，所述n⁺ GaN帽层的厚度为20nm-60nm，掺杂浓度为5×10¹⁸ cm^-3-5×10²⁰ cm^-3。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述S7中，刻蚀工艺参数为：ICP上电极功率为160-240W，ICP下电极功率为24-36W，压力为2-8mTorr。