[发明专利]一种氮化镓高迁移率晶体管及其制备方法

说明书

本发明公开的一种氮化镓高迁移率晶体管及其制备方法，其结构包括衬底；位于所述衬底上的多层半导体层；位于所述多层半导体层上的源极、漏极，以及位于源极和漏极之间的栅极；位于所述源极和所述栅极之间半导体层上的第一补偿层以及位于所述栅极和所述漏极之间半导体层上的第二补偿层，相对于现有技术，通过添加一层补偿层，消除漏端耗尽现象，提高器件工作频率。

技术领域

本发明涉及晶体管制备的技术领域，特别是涉及一种氮化镓高迁移率晶体管及其制备方法。

背景技术

氮化镓高迁移率晶体管，适用于高功率通信，但随着通信频率的提高，氮化镓高迁移率晶体管的工作频率也要求随之提高。提高氮化镓高迁移率晶体管工作频率，最有效的方法是降低栅长。随着栅长的降低，从漏极到栅极的垂直电场分量变得越来越大，该垂直电场分量会引起栅极和漏极之间的二维电子气产生耗尽，称为漏端耗尽，使得电子从源极流向漏极时，会经过一个额外的耗尽区，这增加了电子的从源极到漏极的时间，将大大降低器件工作频率。目前传统做法是将漏极和栅极之间的间距缩短，以减少电子的从源极到漏极的时间，但漏极和栅极之间的间距缩短后，栅极和漏极之间的击穿电压也将降低，这会引起器件输出功率的降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种氮化镓高迁移率晶体管及其制备方法，通过添加一层补偿层，消除漏端耗尽现象，提高器件工作频率。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种氮化镓高迁移率晶体管，包括：

衬底；

位于所述衬底上的多层半导体层；

位于所述多层半导体层上的源极、漏极，以及位于源极和漏极之间的栅极；

位于所述源极和所述栅极之间半导体层上的第一补偿层以及位于所述栅极和所述漏极之间半导体层上的第二补偿层。

进一步地，所述补偿层的材料为氮化铝，所述补偿层的厚度为5－300nm之间。

进一步地，所述多层半导体层包括位于衬底上的沟道层、位于沟道层上的势垒层。

进一步地，所述补偿层与所述势垒层产生压电或者自发极化效应，具体为：

在所述补偿层与所述势垒层的界面或者在所述补偿层中靠近势垒层的一侧，会通过压电或者自发极化，产生一层固定正电荷；所述正电荷会产生一个垂直向下的电场。

进一步地，所述栅极呈T型。

进一步地，本发明提供了一种氮化镓高迁移率晶体管，还包括：第一钝化层和第二钝化层；

所述第一钝化层位于所述第一补偿层的上方，所述第二钝化层位于所述第二部补偿层的上方；

所述第一钝化层上表面的左端设有源极，所述源极贯穿所述第一钝化层、所述第一补偿层、所述势垒层后与所述沟道层连接；

所述第二钝化层上表面的右端设有漏极，所述漏极贯穿所述第二钝化层、所述第二补偿层、所述势垒层后与所述沟道层连接；

所述第一钝化层和所述第二钝化层之间设有栅极，所述栅极从所述第一钝化层、第二钝化层、所述第一补偿层、所述第二补偿层之间穿过后与所述势垒层连接。

进一步地，本发明还提供了一种氮化镓高迁移率晶体管的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备如权利要求1至6任意一项所述的氮化镓高迁移率晶体管；所述制备方法包括：

S1：提供基片，所述基片由下往上包括衬底、沟道层和势垒层；

S2：在所述势垒层的上方添加补偿层及预设假栅，所述预设假栅在所述补偿层的上方；