[发明专利]一种高功率增益截止频率的InAlN/GaN HEMT及其制备方法

权利要求书

1.一种高功率增益截止频率的InAlN/GaN HEMT，其特征在于，包括自下而上依次设置的Si衬底、GaN缓冲层、InGaN背势垒层、GaN沟道层、AlN插入层、InAlN势垒层和GaN帽层；GaN帽层上设置有源极、双栅根型栅极和漏极，且双栅根型栅极位于源极和漏极的中间，所述双栅根型栅极包括两个栅根和一个栅帽，两个栅根平行设置在栅帽的下方，且栅根设置在GaN帽层上。

2.根据权利要求1所述的一种高功率增益截止频率的InAlN/GaN HEMT，其特征在于，源极与漏极的间距L_SD为2-3μm；双栅根型栅极的一侧栅跟与源极的间距L_GS为500-1000nm、双栅根型栅极的另一侧栅跟与漏极的间距L_GD为500-1000nm。

3.根据权利要求2所述的一种高功率增益截止频率的InAlN/GaN HEMT，其特征在于，所述源极与漏极的间距L_SD为2μm；双栅根型栅极的一侧栅跟与源极的间距L_GS为750nm、双栅根型栅极的另一侧栅跟与漏极的间距L_GD为750nm。

4.根据权利要求1所述的一种高功率增益截止频率的InAlN/GaN HEMT，其特征在于，在双栅根型栅极中，两个栅跟长度均为50-100nm；栅跟间距为200-400nm；两个栅跟高度均为100-200nm。

5.根据权利要求4所述的一种高功率增益截止频率的InAlN/GaN HEMT，其特征在于，在双栅根型栅极中，两个栅跟长度均为50nm；栅跟间距为400nm；两个栅跟高度均为150nm。

6.根据权利要求1所述的一种高功率增益截止频率的InAlN/GaN HEMT，其特征在于，双栅根型栅极的栅帽长度为400-800nm。

7.根据权利要求6所述的一种高功率增益截止频率的InAlN/GaN HEMT，其特征在于，双栅根型栅极的栅帽长度为800nm。

8.根据权利要求1所述的一种高功率增益截止频率的InAlN/GaN HEMT，其特征在于，所述GaN缓冲层的厚度为2-4μm，GaN缓冲层未进行掺杂；所述InGaN背势垒层的厚度为2-4nm，In的摩尔比为10-15％；所述GaN沟道层的厚度为10-30nm；所述AlN插入层的厚度为0.7-1.5nm；所述InAlN势垒层的厚度为5-9nm，In的摩尔比为16-18％；所述GaN帽层的厚度为2-3nm。

9.根据权利要求8所述的一种高功率增益截止频率的InAlN/GaN HEMT，其特征在于，所述GaN缓冲层的厚度为2μm，GaN缓冲层未进行掺杂；所述InGaN背势垒层的厚度为4nm，In的摩尔比为12％；所述GaN沟道层的厚度为15nm；所述AlN插入层的厚度为1nm；所述InAlN势垒层的厚度为8nm，In的摩尔比为17％；所述GaN帽层的厚度为2nm。

10.根据权利要求1-9任一项所述的高功率增益截止频率的InAlN/GaN HEMT的制备方法，其特征在于，包括步骤：

(1)使用MOCVD设备在衬底的表面上依次生长GaN缓冲层、InGaN背势垒层、GaN沟道层、AlN插入层、InAlN势垒层和GaN帽层；

(2)先在GaN帽层上涂覆光刻胶，再利用光刻显影技术显露出需要进行台面隔离的区域；

(3)采用电感耦合等离子体设备，对台面隔离的区域进行台面隔离；

(4)清洗台面隔离的区域之外的光刻胶；

(5)先在GaN帽层上涂覆光刻胶，再利用光刻显影技术显露出源极和漏极的区域；

(6)采用电子束蒸发沉积Ti/Al/Ni/Au多层金属；

(7)利用剥离工艺去除源极和漏极的区域之外的金属，从而制备得到源极和漏极；

(8)采用快速退火设备进行退火处理，形成源极和漏极欧姆接触；

(9)采用电子束蒸发沉积Ni/Au双层金属；

(10)采用电子束曝光工艺，进行双栅根型栅极，得到具有双栅根型栅极的InAlN/GaNHEMT。