[发明专利]增强型GaN基高电子迁移率晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种增强型GaN基高电子迁移率晶体管，其特征在于其结构自下而上依次包括：

一衬底层；

一GaN缓冲层；

一AlGaN势垒层；

一p-GaN层；

一Ga₂O₃层，长宽与p-GaN层保持一致；

源电极和漏电极，设置在AlGaN势垒层上；

栅电极，设置在Ga₂O₃层上，长宽与Ga₂O₃层保持一致，且设置在所述源电极和漏电极之间，将源电极和漏电极间隔开。

2.根据权利要求1所述的增强型GaN基高电子迁移率晶体管，其特征在于：p-GaN层的厚度为在零偏压条件下，耗尽GaN缓冲层和AlGaN势垒层之间形成的高密度的二维电子气。

3.根据1或2所述的增强型GaN基高电子迁移率晶体管，其特征在于：还包括SiN钝化层，所述SiN钝化层设置于晶体管表面。

4.根据权利要求1或2所述的增强型GaN基高电子迁移率晶体管，其特征在于：所述栅电极为条形栅电极或环形栅电极。

5.根据权利要求1或2所述的增强型GaN基高电子迁移率晶体管，其特征在于：所述GaN缓冲层厚度为1～5μm；AlGaN势垒层厚度为15～25nm，Al组分0.2-0.3之间；p-GaN层厚度为40-70nm，其中Mg掺杂浓度为1*10¹⁸～1*10¹⁹cm^-3；Ga₂O₃层厚度为3～7nm。

6.权利要求1-5中任一项所述的增强型GaN基高电子迁移率晶体管的制备方法，其特征在于其步骤包括：

(1)在衬底层上依次生长GaN缓冲层、AlGaN势垒层，p-GaN层；

(2)将剥离下来的氧化镓层转移到以上结构的p-GaN/AlGaN/GaN样品的p-GaN层上；

(3)将非栅区域的Ga₂O₃层及p-GaN层刻蚀去除，露出AlGaN势垒层；

(4)在AlGaN势垒层上蒸镀金属，之后进行快速热退火，使金属与GaN层形成欧姆接触，得到源电极和漏电极；

(5)栅极区域蒸镀金属，并与Ga₂O₃层形成肖特基接触，得到栅电极。

7.根据权利要求6所述的增强型GaN基高电子迁移率晶体管的制备方法，其特征在于还包括步骤(6)和步骤(7)：

(6)用PECVD在晶体管表面生长SiN钝化层；

(7)采用RIE法刻蚀出源电极、漏电极和栅电极窗口。

8.根据权利要求6或7所述的增强型GaN基高电子迁移率晶体管的制备方法，其特征在于：完成步骤(2)之后，对器件进行清洗后再刻蚀。

9.根据权利要求8所述的增强型GaN基高电子迁移率晶体管的制备方法，其特征在于：清洗具体为将器件放入浓硫酸和双氧水混合液中浸泡，然后放入氨水和双氧水混合液中水浴加热浸泡，再放入KOH和双氧水混合液中浸泡，去离子水清洗，然后依次置于丙酮、乙醇中超声处理，最后放入去离子水中清洗，烘干。

10.根据权利要求6或7所述的增强型GaN基高电子迁移率晶体管的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)具体为：

在器件表面生长一层SiN材料作为非栅区域的刻蚀掩膜，用光刻技术在SiN材料表面做出栅图案，然后用RIE设备刻蚀非栅区域的SiN材料，保证只有栅区域存在SiN材料；

用ICP法分步刻蚀非栅区域的Ga₂O₃和p-GaN材料，露出下方AlGaN势垒层材料，然后放入KOH：H₂O₂混合溶液中水浴加热浸泡，修复刻蚀损伤；

将器件浸泡到BOE溶液去除栅区域的SiN材料。